CN102106163B - 利用网络编码实现组播重传的方法、基站和移动终端 - Google Patents

Abstract

根据本发明，提出了一种利用网络编码实现组播重传的方法，包括：在一个分组传输时隙中，检测所缓冲的要进行网络编码的分组的分组号的个数，所述要进行网络编码的分组为从移动终端反馈来的针对该分组的否定应答NACK的累积数量大于零的分组；如果所缓冲的分组号的个数大于等于2，则从所缓冲的分组号中随机地读取两个分组号，读取与这两个分组号相对应的分组；对所读取的两个分组进行网络编码以形成已网络编码的分组；以及组播传输已网络编码的分组。

Description

利用网络编码实现组播重传的方法、基站和移动终端

技术领域

本发明涉及移动通信领域，更具体地，涉及一种利用网络编码实现组播重传的方法、基站和移动终端，能够降低分组重传率并节省重传资源。

背景技术

在LTE(长期演进)组播系统中，已经确定组播用户需要重传功能。然而，重传方案还未确定。因此，需要为组播系统设计一种有效的重传方案。

用于组播重传的一种备选方案是与单播系统类似地进行重传。

在组播系统中，将相同的分组传送到组播组中的所有用户。如果分组n在其传输时隙内未被某一个移动终端成功接收，则这个移动终端(UE)发送NACK(否定应答)。基站(BS)收集来自各个UE的NACK。在分组n的下一个传输时隙，如果NACK(n)＞0，则BS重传该分组n。否则，传送新分组。在图1中示出了这一过程，其中n为分组号。

通过仿真产生了表1中的差错图样示例。每一个分组丢失在每一个用户处都独立地遵循[0，1]分布。如果将P1-P16单播传送到UE1，则三个分组(P1，P3，P9)需要被重传。如果将这16个分组组播传送到8个UE，对于该差错图样示例，14个分组(除了P4，P8)需要被重传。当组播组变得更大时，该重传率变得非常高。

为了降低重传率，另一个现有方案是设置一个重传阈值。仅当NACK达到该阈值时，才重传相应的分组。根据这一方案，显然会牺牲一些UE的性能。该阈值设置得越高，则将会忽略越多的分组，因而将得到更差的平均接收分组差错率(PER)。

另外，在表1中的示例中还可以看到，如果将阈值设置为1，则仅将节省一个重传分组P6。这不会节省太多的重传资源。如果将阈值设置为2，则将忽略8个分组，即P1、P5、P7、P9、P10、P11、P12、P16。因此可以发现，有的时候，并没有适当的阈值可以被选择。

由此，需要设计一种更为有效和可靠的方法。

发明内容

为了克服现有备选技术的上述缺陷提出了本发明，本发明的目的是提出一种利用网络编码实现组播重传的方法、基站和移动终端，能够降低分组重传率并节省重传资源。

为了实现上述目的，根据本发明，提出了一种利用网络编码实现组播重传的方法，包括：在一个分组传输时隙中，检测所缓冲的要进行网络编码的分组的分组号的个数，所述要进行网络编码的分组为从移动终端反馈来的针对该分组的否定应答NACK的累积数量大于零的分组；如果所缓冲的分组号的个数大于等于2，则从所缓冲的分组号中随机地读取两个分组号，读取与这两个分组号相对应的分组；对所读取的两个分组进行网络编码以形成已网络编码的分组；以及组播传输已网络编码的分组。

优选地，所述方法还包括步骤：从所缓冲的分组号中删除已网络编码的这两个分组的分组号、以及传输次数达到最大传输次数的分组的分组号。

优选地，如果检测到所缓冲的分组号的个数为一个，则向移动终端组播传输与该分组号相对应的分组。

优选地，如果检测到所缓冲的分组号的个数为零个，则向移动终端组播传输新分组。

优选地，所述网络编码包括异或运算。

另外，根据本发明，还提出了一种利用网络编码实现组播重传的基站，所述基站包括：重传管理器，用于缓冲要进行网络编码的分组的分组号，所述要进行网络编码的分组为从移动终端反馈来的针对该分组的否定应答NACK的累积数量大于零的分组；在一个分组传输时隙中，检测所缓冲的分组的分组号的个数；如果重传管理器检测所缓冲的分组的分组号的个数大于等于2，则从所缓冲的分组号中随机地读取两个分组号；分组缓冲器，用于缓冲与重传管理器中缓冲的分组号相对应的分组；分组合成器，用于根据重传管理器随机地读取的两个分组号，从分组缓冲器读取与这两个分组号相对应的分组；以及对所读取的两个分组进行网络编码以形成已网络编码的分组；以及收发器和天线，用于组播传输已网络编码的分组。

优选地，重传管理器包括：NACK管理器，用于根据分组号对从移动终端接收到的NACK进行累积，当针对分组号所累积的NACK的数量大于0时，则将该分组号写入网络编码缓冲器；网络编码分组管理器，用于在一个分组传输时隙中，检测网络编码缓冲器中的分组号的个数；网络编码缓冲器，用于缓冲要进行网络编码的分组的分组号；以及重传次数管理器，用于记录已经被发送的每一个分组的传输次数。

优选地，网络编码分组管理器删除已网络编码的这两个分组的分组号，并且根据重传次数管理器的记录结果，删除传输次数达到最大传输次数的分组的分组号。

优选地，所述网络编码包括异或运算。

根据本发明，还提出了一种利用网络编码实现组播重传的方法，包括：在一个分组传输分段的开始，重新加载预期网络编码分组量；在一个分组传输分段的新分组传输时隙中，检测预期网络编码分组量是否大于零；如果预期网络编码分组量大于零，则从所缓冲的要进行网络编码的分组的分组号中随机地读取两个分组号，所述要进行网络编码的分组为从移动终端反馈来的针对该分组的否定应答NACK的累积数量大于零的分组，读取与这两个分组号相对应的分组；对所读取的两个分组进行网络编码以形成已网络编码的分组；组播传输已网络编码的分组；以及将预期网络编码分组量减一。

优选地，所述方法还包括步骤：从所缓冲的分组号中删除传输次数达到最大传输次数的分组的分组号。

优选地，如果预期网络编码分组量等于零，则向移动终端组播传输新分组。

优选地，所述网络编码包括异或运算。

另外，根据本发明，还提出了一种利用网络编码实现组播重传的基站，所述基站包括：重传管理器，用于缓冲要进行网络编码的分组的分组号，所述要进行网络编码的分组为从移动终端反馈来的针对该分组的否定应答NACK的累积数量大于零的分组；在一个分组传输分段的开始，重新加载预期网络编码分组量；在一个分组传输分段的新分组传输时隙中，检测预期网络编码分组量是否大于零；如果预期网络编码分组量大于零，则从所缓冲的分组号中随机地读取两个分组号；分组缓冲器，用于缓冲与重传管理器中缓冲的分组号相对应的分组；分组合成器，用于根据重传管理器随机地读取的两个分组号，从分组缓冲器读取与这两个分组号相对应的分组；以及对所读取的两个分组进行网络编码以形成已网络编码的分组；以及收发器和天线，用于组播传输已网络编码的分组。

优选地，所述重传管理器包括：NACK管理器，用于根据分组号对从移动终端接收到的NACK进行累积，当针对分组号所累积的NACK的数量大于0时，则将该分组号写入网络编码缓冲器；网络编码分组管理器，用于在一个分组传输分段的新分组传输时隙中，检测预期网络编码分组量是否大于零；以及在通过收发器和天线组播传输已网络编码的分组之后，将预期网络编码分组量减一；网络编码缓冲器，用于缓冲要进行网络编码的分组的分组号；以及重传次数管理器，用于记录已经被发送的每一个分组的传输次数。

优选地，网络编码分组管理器根据重传次数管理器的记录结果，删除传输次数达到最大传输次数的分组的分组号。

优选地，所述网络编码包括异或运算。

此外，根据本发明，提出了一种利用网络编码实现组播重传的方法，包括：在一个分组传输时隙中，识别接收到的分组是否为已网络编码的分组；如果识别出接收到的分组是已网络编码的分组，则得出构成该已网络编码的分组的两个分组的分组号；分析该分组号，如果该已网络编码的分组仅包含一个未知分组则搜索另一已知分组；以及使用该搜索到的已知分组来解码该已网络编码的分组以获知该分组。

优选地，接收到的分组包括编码指示位和编码系数位，编码指示位用于指示该分组是否为已网络编码的分组；而编码系数位用于指示构成已网络编码的分组的两个分组的分组号。

优选地，如果识别接收到的分组是未网络编码分组，则检测该接收到的分组是否为可读的，如果该分组是可读的，则将该分组保存到分组缓冲器。

优选地，如果构成已网络编码的分组的两个分组均已由该移动终端获知，则丢弃已网络编码的分组；以及如果构成已网络编码的分组的两个分组均为未知的，则丢弃该已网络编码的分组，并且发起对这两个分组的重传请求。

优选地，当识别出接收到的分组是未网络编码的分组且不可读时，如果该分组的传输次数小于最大传输次数，则产生具有该分组的分组号的否定应答NACK并发送到基站；以及当不能够对已网络编码的分组进行解码时，如果该分组的传输次数小于最大传输次数，则产生相应的否定应答NACK并发送到基站。

优选地，所述网络编码包括异或运算。

根据本发明，提出了一种利用网络编码实现组播重传的移动终端，所述移动终端包括：天线和收发器，用于在新分组传输时隙中接收分组；分组缓冲器，用于缓冲接收到的且可读的未网络编码分组；分组管理器，如果识别接收到的分组是已网络编码的分组，且构成已网络编码的分组的两个分组之一为未知的，则从分组缓冲器搜索这两个分组中的一个已知分组；以及解码器，用于通过使用从分组缓冲器搜索到的已知分组来解码该已网络编码的分组以获知另一未知分组，并将解码后的分组保存在分组缓冲器。

优选地，所述移动终端还包括：重传请求管理器，当识别出接收到的分组是未网络编码且不可读时，如果该分组的传输次数小于最大传输次数，则产生具有该分组的分组号的否定应答NACK并发送到基站；以及当不能够对已网络编码的分组进行解码时，如果该分组的传输次数小于最大传输次数，则产生相应的否定应答NACK并发送到基站。

优选地，接收到的分组包括编码指示位和编码系数位，编码指示位用于指示该分组是否为已网络编码的分组；而编码系数位用于指示构成已网络编码的分组的两个分组的分组号。

优选地，如果构成已网络编码的分组的两个分组均已由该移动终端获知，则分组管理器丢弃该已网络编码的分组；以及如果构成已网络编码的分组的两个分组均为未知的，则丢弃该已网络编码的分组，并且将这两个分组的分组号报告给重传请求管理器发起对这两个分组的重传请求。

优选地，所述网络编码包括异或运算。

根据本发明，还提出了一种上述基站和上述移动终端的组播重传系统。

附图说明

通过参考以下结合附图对所采用的优选实施例的详细描述，本发明的上述目的、优点和特征将变得显而易见，其中：

图1是示出了组播重传的一般过程的示意图；

图2是示出了本发明所采用的分组格式一个示例的示意图；

图3是示出了根据本发明的利用网络编码来实现组播重传的基站的方框图；

图4是示出了根据本发明的利用网络编码来实现组播重传的基站的操作流程图；

图5是示出了根据本发明的利用网络编码来实现组播重传的基站的另一操作流程图；

图6是示出了根据本发明的利用网络编码来实现组播重传的移动终端的方框图；

图7是示出了根据本发明的利用网络编码来实现组播重传的移动终端的操作流程图；以及

图8和9是通过仿真给出了网络编码组播重传方案的性能的曲线图。

具体实施方式

从上表1可以看到，在一些UE处丢失的分组可能已经被其他UE正确地接收。在本发明中，可以利用之前接收到的信息通过网络编码来节省重传资源。在本发明中，作为示例，采用了最简单的网络编码，即两个分组之间的异或，但是可以采用的编码原理并不局限于此，如迦罗瓦域运算、模拟网络编码或多用户联合调制。

例如，如果对分组P5和P6进行网络编码，则将异或后的分组

组播传送到所有UE，则UE1、UE2、UE3、UE6和UE7处，这些UE已经获知了分组5和分组6，因此会丢弃该分组

在UE4处，在第一次传输中获知了分组6。在接收到该异或后的分组

之后，UE4可以通过的运算来推导出分组5。UE8也可以通过相同的运算来获得分组5。UE5可以通过类似的运算

来获得分组6。按照这种方式，通过仅重传一个异或后的分组

使得所有UE获知分组P5和P6。通过这种网络编码方式，可以节省一些重传资源。

为了简化分组合成器319的功能并不改动现有上行链路反馈格式，本发明采用随机的方式来挑选进行网络编码(NC)的分组。如果一些UE不能够对一些网络编码的分组进行解码，则在下一次重传时，可以按照另一种方式对需要再次重传的分组进行随机组合。在允许多次重传的情况下，可以对大多数分组进行解码。

下面将参考附图来详细描述本发明的优选实施例。

在用户平面中，为了实现上述功能，设计特定的分组格式，具体如图2所示。由于传输过程中会出现网络编码的分组及未网络编码的分组，该分组格式应该指示该分组是否已网络编码。由此，添加了一个或多个编码指示位、以及两部分的编码系数位。例如，如果编码指示位为0，则该分组是没有进行网络编码的一般分组。编码系数位的第一部分指示分组号，编码系数位的第二部分以零来填充。如果编码指示位为1，则该分组是已网络编码的分组。该编码系数位包含构成已网络编码的分组的各分组的分组号。

为了与普通分组共存，在控制平面中需要信令来通知在该子系统中使用了NC重传。在接收到该控制信令之前，按照普通格式来读取分组。一旦接收到网络编码指示控制信令，则按照图2所示的格式来读取分组。

图3是示出了根据本发明的利用网络编码来实现组播重传的基站的方框图。

如图3所示的基站可以是利用最少重传分组网络编码方案来实现组播重传的基站。这里，该基站包括：重传管理器301、分组缓冲器317、分组合成器319、以及收发器311和天线313。分组管理器301包括NACK管理器309、网络编码分组管理器303、网络编码缓冲器307和重传次数管理器305。

NACK管理器309根据分组号对从移动终端接收到的NACK进行累积，当针对分组号所累积的NACK的数量大于0时，则将该分组号写入网络编码缓冲器。网络编码分组管理器303在一个分组传输时隙中，检测网络编码缓冲器中的分组号的个数。网络编码缓冲器307缓冲要进行网络编码的分组的分组号。重传次数管理器305记录已经被发送的每一个分组的传输次数。分组缓冲器317缓冲与重传管理器中缓冲的分组号相对应的分组。分组合成器319根据重传管理器随机地读取的两个分组号，从分组缓冲器读取与这两个分组号相对应的分组；以及对所读取的两个分组进行网络编码以形成已网络编码的分组。收发器311和天线313组播传输已网络编码的分组。

另外，网络编码分组管理器303删除已网络编码的这两个分组的分组号，并且根据重传次数管理器的记录结果，删除传输次数达到最大传输次数的分组的分组号。

图4是示出了根据本发明的利用网络编码来实现组播重传的基站的操作流程图。

如图4所示，在步骤401，新的分组传输时隙到达。在步骤403，在一个分组发送时隙中，由网络编码分组管理器303检测网络编码缓冲器307中的分组号的个数是否大于等于2。如果网络编码缓冲器307中的分组号的个数大于等于2，则在步骤405，从网络编码缓冲器307中随机地读取两个分组号，根据所读取的这两个分组号从分组缓冲器317找到相应的分组内容，然后由分组合成器319对这两个分组进行网络编码，例如异或运算，其中，分组缓冲器317保存了从内容服务器315中读取的一定数量的分组。在步骤407，通过收发器311和天线313组播传输已网络编码的分组。

在最少重传分组方案中，为了最小化发出的网络编码的分组，仅对分组进行一次网络编码。因此，在已经选择并对两个分组进行了网络编码之后，在步骤409，由网络编码分组管理器303删除已网络编码的这两个分组的分组号，并且如果已经对一个分组传输达到了最大重传次数(现有协议一般建议为4次)，则由网络编码分组管理器303从网络编码缓冲器307中删除该分组的分组号。在本发明中，由重传次数管理器305记录已经被发送的每一个分组的传输次数。当传输次数达到最大传输次数时，重传次数管理器305向该网络编码分组管理器303报告该分组的分组号。

在步骤411，通过天线和收发器接收来自移动终端的NACK，然后发送到NACK管理器309。NACK管理器309根据分组号对这些NACK进行累积。当累积的NACK的数量大于0时，如果该分组号未在网络编码缓冲器307中，则将该分组号写入网络编码缓冲器307，而如果该分组号已经在网络编码缓冲器307中，则忽略该写入操作。

如果在步骤413检测到编码缓冲器307中的分组号的个数为一个，则在步骤415，从分组缓冲器317中搜索出与该分组号相对应的分组，然后通过收发器311和天线313单独发出。

如果在步骤413检测到编码缓冲器307为空，即，分组号的个数为零个，则在步骤417，从分组缓冲器317中读取一个新分组，然后通过收发器311和天线313单独发出。

以上描述已经实现了进行网络编码的基站的基本功能，其中选出所有的差错分组，并进行一次异或运算然后进行重传。为了携带更多的信息，在本发明中还设计了采用冗余网络编码分组传输方案的另一基站。

为了发送冗余网络编码的分组，可以设置一个冗余因子α。将最少重传分组方案设置为参考点。即，对于最少重传分组方案，α为1。对于其他α值，估计将在一个分组传输分段中传送的平均分组量m。例如，可以使用网络编码缓冲器307在稳定点上的分组号的量作为m。从α和m的乘积可以推导出计划在一个分段中重传的预期网络编码分组量。

此时，如图3所示的基站可以是利用冗余网络编码分组进行网络编码来实现组播重传的基站。与利用最少重传分组进行网络编码的方案不同，此时，网络编码分组管理器303在一个分组传输分段的新分组传输时隙中，检测预期网络编码分组量是否大于零；以及在通过收发器和天线组播传输已网络编码的分组之后，将预期网络编码分组量减一。网络编码分组管理器305根据重传次数管理器的记录结果，仅删除传输次数达到最大传输次数的分组的分组号，而不从网络编码缓冲器中删除已网络编码的分组的分组号。

图5是示出了根据本发明的利用网络编码来实现组播重传的基站的另一操作流程图。

图5虚线框步骤501表示501、503仅在一个分组传输分段的第一分组传输时隙中执行。在步骤503，在一个分组传输分段的开始，重新加载预期网络编码分组量，其指示计划在该分段中重传多少网络编码分组。在步骤505，新分组到达，在一个新分组到达时隙中，首先在步骤505检查预期网络编码分组量是否大于零。如果存在需要重传的网络编码分组，则在步骤509，从网络编码缓冲器307中随机地选择两个分组号，从分组缓冲器317中读取与这两个分组号相对应的分组内容，然后由分组合成器319对其进行异或运算，最后在步骤511通过收发器和天线组播传输。在已经发出一个网络编码分组之后，在步骤513，将预期网络编码分组量减一。

为了重传冗余网络编码分组，在选择分组号后不会去除这些分组号，可以再次选出这些分组并对其进行合成。

为了遵循最大重传次数规定，如果一个分组已经达最大传输次数，则在步骤515，从网络编码缓冲器307中删除其分组号。

在步骤517，通过接收到的NACK来收集需要被重传的分组号，并且将其写入到网络编码缓冲器307。

在一个分组传输时隙中，如果预期网络编码分组量等于零，则在步骤505，从分组缓冲器317中读取一个新分组，然后通过收发器和天线组播传输。

图6是示出了根据本发明的利用网络编码来实现组播重传的移动终端的方框图。该移动终端应该具有区分未网络编码分组和已网络编码分组的功能，并且应该具有对网络编码分组进行解码的能力。

如图6所示，该移动终端包括分组缓冲器607、分组管理器611、解码器605、重传请求管理器609、以及天线601和收发器603。

天线601和收发器603在新分组传输时隙中接收分组。分组缓冲器607缓冲接收到的且可读的未网络编码分组。如果识别接收到的分组是已网络编码的分组，且构成已网络编码的分组的两个分组之一为未知的，则分组管理器611从分组缓冲器搜索这两个分组中的一个已知分组。解码器605用于通过使用从分组缓冲器搜索到的已知分组来解码该已网络编码的分组以获知另一未知分组，并将解码后的分组保存在分组缓冲器607。当识别出接收到的分组是未网络编码且不可读时，如果该分组的传输次数小于最大传输次数，则重传请求管理器609产生具有该分组的分组号的否定应答NACK并发送到基站；以及当不能够对已网络编码的分组进行解码时，如果该分组的传输次数小于最大传输次数，则重传请求管理器609产生相应的否定应答NACK并发送到基站。

图7是示出了根据本发明的利用网络编码来实现组播重传的移动终端的操作流程图。

如图7所示，在步骤701，在新分组传输时隙，通过天线601和收发器603接收分组。在步骤703，读取在新分组传输时隙接收到的分组的编码指示位。在步骤705，通过读取如图2所示的编码指示位来识别该分组是否为已网络编码的分组。

如果识别接收到的分组是未网络编码分组(步骤705的否)，检测该接收到的分组是否为可读的。如果该分组是可读的(步骤717的是)，则将该分组保存到分组缓冲器607。

如果识别接收到的分组是已网络编码的分组(步骤705的是)，则得出构成该合成分组的各分组的分组号，该分组号包含在如图2所示的编码系数位中。在步骤707，由分组管理器611来分析该分组号。如果这两个分组均已由该移动终端获知，则该网络编码分组不携带任何新信息，因而在步骤715，丢弃该网络编码分组。

如果两个分组对该移动终端而言均为未知的，则不能够对该网络编码分组进行解码。于是，丢弃该网络编码分组，并且将分组号报告给重传请求管理器609。

如果网络编码分组仅包含一个新分组(步骤707的是)，则在步骤709，由分组管理器611从分组缓冲器607中搜索另一分组，由解码器605使用该搜索到的分组来解码该网络编码分组以获知该新分组(步骤711的是)，并且在步骤713，将解码后的新分组保存在分组缓冲器607中以便稍后处理。

一个未网络编码分组可以是第一次传输的一个分组、或者一个单独重传的分组。如果该未网络编码分组丢失或者不能够被使用(步骤717的否)，则在步骤721从分组管理器611查询其传输次数。如果传输次数小于最大传输次数，则由重传请求管理器609来产生具有该分组的分组号的NACK，并通过收发器603和天线601发送到基站。

如果不能够对一个网络编码分组进行解码(步骤711的否)，这可以是由于该网络编码分组由两个未知分组构成或者该网络编码分组部分损坏造成的，则丢弃该网络编码分组。附带地，如果已经对一个网络编码分组进行了解码，但是不能够使用该解码后的单个分组，则丢弃该解码后的分组。然后，如果传输次数小于最大传输次数(步骤721的是)，则由重传请求管理器609发出相应的NACK以请求仍然未知的分组。

通过使用本发明所提出的利用网络编码的组播重传方案，如果能够接受双倍的接收PER，则可以节省多达48％的重传。如果PER代价不可支持，则可以节省最大25％的重传。否则，如果放弃对重传的节省，则可以将PER提高6dB。在本发明仿真中已考虑了编码开销。

随机地选择重传的网络编码分组带来了以下优点：

1)即使将重传的网络编码分组精心设计为在所有UE处可解码，但是这些分组的一部分会在重传期间丢失。随机地按照不同的方式进行网络编码可以在多次重传中对大多数网络编码分组进行解码。因此，随机地选择分组不会对分组解码造成大的影响。无需分析网络编码分组是否在所有用户处可解码简化了基站的功能。

2)如果将重传的网络编码分组设计为可在所有UE处解码，则应该通过NACK来反馈UE号，而随机的网络编码方案不需要对NACK进行修改。

3)无需在NACK上添加额外的净荷使得上行链路上的净荷最小化。

如图8和9所示，通过仿真给出了网络编码组播重传方案的性能，并且在表2中对此给出了总结。图8给出了在不同的组播组大小和不同的分组冗余的情况下针对重传分组的网络编码重传方案的性能。图9给出了在不同组播组大小和不同分组冗余的情况下针对接收分组差错率(PER)的网络编码重传方案的性能。仿真曲线由一般组播重传方案的性能对图8和9所示的性能进行了归一化。

表2：NC分组冗余时的性能(中等/大型组播组)

α	1.5	2	2.3
				重传资源节省率	25％	10％	0％
接收PER率	1	1/2	1/4

当冗余因子等于1时，该重传方法是以上所描述的最少分组方案。通过该方案，从图8可以看出，可以节省35％-48％的重传资源，但是从图9可以看出，与通常组播重传方案相比接收PER变得更差。因此，应该采用重传冗余网络编码分组方案。

从图8可以看到，对于小型组播组(10个UE)，当1≤α＜2时，网络编码方案具有分组节省增益。对于中等(30个UE)或大型(50/70个UE)的组播组，没有大的差别，当1≤α＜2.3时，网络编码方案具有分组节省增益。如果重传太多网络编码分组，则不能够节省传输资源。

另一方面，从图9可以看出，对于小型组播组，当α≥1.8时，网络编码方案相对于平均接收PER具有增益。对于中等或大型组播组，没有大的差别。当α≥1.5时，网络编码方案相对于平均接收PER具有增益。

上表2给出了总结。即，对于中等和大型组播组，当冗余因子等于1.5时，可以节省大约25％的重传资源，而不会提高接收PER。当冗余因子等于2时，可以节省大约10％的重传资源，并且接收PER提高到通常重传方案的1/2。当冗余因子等于2.3时，不能够节省重传资源，但是接收PER提高到通常重传方案的1/4。

尽管以上已经结合本发明的优选实施例示出了本发明，但是本领域的技术人员将会理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明进行各种修改、替换和改变。因此，本发明不应由上述实施例来限定，而应由所附权利要求及其等价物来限定。

Claims (30)

1.一种由基站利用网络编码来实现组播重传的方法，包括：

在一个分组传输时隙中，检测所缓冲的要进行网络编码的分组的分组号的个数，所述要进行网络编码的分组为从移动终端反馈来的针对该分组的否定应答NACK的累积数量大于零的分组；

如果所缓冲的分组号的个数大于等于2，则从所缓冲的分组号中随机地读取两个分组号，

读取与这两个分组号相对应的分组；

对所读取的两个分组进行网络编码以形成已网络编码的分组；以及

组播传输已网络编码的分组。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括步骤：

从所缓冲的分组号中删除已网络编码的这两个分组的分组号、以及传输次数达到最大传输次数的分组的分组号。

3.根据权利要求1所述的方法，其中如果检测到所缓冲的分组号的个数为一个，则向移动终端组播传输与该分组号相对应的分组。

4.根据权利要求1所述的方法，其中如果检测到所缓冲的分组号的个数为零个，则向移动终端组播传输新分组。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述网络编码包括异或运算。

6.一种利用网络编码实现组播重传的基站，所述基站包括：

重传管理器，用于缓冲要进行网络编码的分组的分组号，所述要进行网络编码的分组为从移动终端反馈来的针对该分组的否定应答NACK的累积数量大于零的分组；在一个分组传输时隙中，检测所缓冲的分组的分组号的个数；如果重传管理器检测所缓冲的分组的分组号的个数大于等于2，则从所缓冲的分组号中随机地读取两个分组号；

分组缓冲器，用于缓冲与重传管理器中缓冲的分组号相对应的分组；

分组合成器，用于根据重传管理器随机地读取的两个分组号，从分组缓冲器读取与这两个分组号相对应的分组；以及对所读取的两个分组进行网络编码以形成已网络编码的分组；以及

收发器和天线，用于组播传输已网络编码的分组。

7.根据权利要求6所述的基站，其中重传管理器包括：

NACK管理器，用于根据分组号对从移动终端接收到的NACK进行累积，当针对分组号所累积的NACK的数量大于0时，则将该分组号写入网络编码缓冲器；

网络编码分组管理器，用于在一个分组传输时隙中，检测网络编码缓冲器中的分组号的个数；

网络编码缓冲器，用于缓冲要进行网络编码的分组的分组号；以及

重传次数管理器，用于记录已经被发送的每一个分组的传输次数。

8.根据权利要求7所述的基站，其中网络编码分组管理器删除已网络编码的这两个分组的分组号，并且根据重传次数管理器的记录结果，删除传输次数达到最大传输次数的分组的分组号。

9.根据权利要求6所述的基站，其中所述网络编码包括异或运算。

10.一种由基站利用网络编码来实现组播重传的方法，包括：

在一个分组传输分段的开始，重新加载预期网络编码分组量；

在一个分组传输分段的新分组传输时隙中，检测预期网络编码分组量是否大于零；

如果预期网络编码分组量大于零，则从所缓冲的要进行网络编码的分组的分组号中随机地读取两个分组号，所述要进行网络编码的分组为从移动终端反馈来的针对该分组的否定应答NACK的累积数量大于零的分组，

读取与这两个分组号相对应的分组；

对所读取的两个分组进行网络编码以形成已网络编码的分组；

组播传输已网络编码的分组；以及

将预期网络编码分组量减一。

11.根据权利要求10所述的方法，还包括步骤：

从所缓冲的分组号中删除传输次数达到最大传输次数的分组的分组号。

12.根据权利要求10所述的方法，其中如果预期网络编码分组量等于零，则向移动终端组播传输新分组。

13.根据权利要求10所述的方法，其中所述网络编码包括异或运算。

14.一种利用网络编码实现组播重传的基站，所述基站包括：

重传管理器，用于缓冲要进行网络编码的分组的分组号，所述要进行网络编码的分组为从移动终端反馈来的针对该分组的否定应答NACK的累积数量大于零的分组；在一个分组传输分段的开始，重新加载预期网络编码分组量；在一个分组传输分段的新分组传输时隙中，检测预期网络编码分组量是否大于零；如果预期网络编码分组量大于零，则从所缓冲的分组号中随机地读取两个分组号；

分组缓冲器，用于缓冲与重传管理器中缓冲的分组号相对应的分组；

分组合成器，用于根据重传管理器随机地读取的两个分组号，从分组缓冲器读取与这两个分组号相对应的分组；以及对所读取的两个分组进行网络编码以形成已网络编码的分组；以及

收发器和天线，用于组播传输已网络编码的分组。

15.根据权利要求14所述的基站，其中所述重传管理器包括：

NACK管理器，用于根据分组号对从移动终端接收到的NACK进行累积，当针对分组号所累积的NACK的数量大于0时，则将该分组号写入网络编码缓冲器；

网络编码分组管理器，用于在一个分组传输分段的新分组传输时隙中，检测预期网络编码分组量是否大于零；以及在通过收发器和天线组播传输已网络编码的分组之后，将预期网络编码分组量减一；

网络编码缓冲器，用于缓冲要进行网络编码的分组的分组号；以及

重传次数管理器，用于记录已经被发送的每一个分组的传输次数。

16.根据权利要求15所述的基站，其中网络编码分组管理器根据重传次数管理器的记录结果，删除传输次数达到最大传输次数的分组的分组号。

17.根据权利要求14所述的基站，其中所述网络编码包括异或运算。

18.一种在移动终端处接收网络编码组播重传分组的方法，包括：

在一个分组传输时隙中，识别接收到的分组是否为已网络编码的分组，其中所述已网络编码的分组为对移动终端反馈的针对一个分组的否定应答NACK的累积数量大于零的分组进行网络编码而得到的分组；

如果识别出接收到的分组是已网络编码的分组，则得出构成该已网络编码的分组的两个分组的分组号；

分析该分组号，如果该已网络编码的分组仅包含一个未知分组则搜索另一已知分组；以及

使用该搜索到的已知分组来解码该已网络编码的分组以获知该未知分组。

19.根据权利要求18所述的方法，其中接收到的分组包括编码指示位和编码系数位，编码指示位用于指示该分组是否为已网络编码的分组；而编码系数位用于指示构成已网络编码的分组的两个分组的分组号。

20.根据权利要求18所述的方法，其中如果识别接收到的分组是未网络编码分组，则检测该接收到的分组是否为可读的，如果该分组是可读的，则将该分组保存到分组缓冲器。

21.根据权利要求18所述的方法，其中如果构成已网络编码的分组的两个分组均已由该移动终端获知，则丢弃已网络编码的分组；以及

如果构成已网络编码的分组的两个分组均为未知的，则丢弃该已网络编码的分组，并且发起对这两个分组的重传请求。

22.根据权利要求18所述的方法，其中当识别出接收到的分组是未网络编码的分组且不可读时，如果该分组的传输次数小于最大传输次数，则产生具有该分组的分组号的否定应答NACK并发送到基站；以及

当不能够对已网络编码的分组进行解码时，如果该分组的传输次数小于最大传输次数，则产生相应的否定应答NACK并发送到基站。

23.根据权利要求18所述的方法，其中所述网络编码包括异或运算。

24.一种利用网络编码实现组播重传的移动终端，所述移动终端包括；

天线和收发器，用于接收分组；

分组缓冲器，用于缓冲接收到的且可读的未网络编码分组；

分组管理器，如果识别接收到的分组是已网络编码的分组，其中所述已网络编码的分组为对移动终端反馈的针对一个分组的否定应答NACK的累积数量大于零的分组进行网络编码而得到的分组，且构成已网络编码的分组的两个分组之一为未知的，则从分组缓冲器搜索这两个分组中的一个已知分组；以及

解码器，用于通过使用从分组缓冲器搜索到的已知分组来解码该已网络编码的分组以获知另一未知分组，并将解码后的分组保存在分组缓冲器。

25.根据权利要求24所述的移动终端，还包括：

重传请求管理器，当识别出接收到的分组是未网络编码且不可读时，如果该分组的传输次数小于最大传输次数，则产生具有该分组的分组号的否定应答NACK并发送到基站；以及当不能够对已网络编码的分组进行解码时，如果该分组的传输次数小于最大传输次数，则产生相应的否定应答NACK并发送到基站；以及当解码后分组不可读，且该分组的传输次数小于最大传输次数，则产生具有该分组的分组号的否定应答NACK并发送到基站。

26.根据权利要求24所述的移动终端，其中接收到的分组包括编码指示位和编码系数位，编码指示位用于指示该分组是否为已网络编码的分组；而编码系数位用于指示构成已网络编码的分组的两个分组的分组号。

27.根据权利要求24所述的移动终端，其中如果构成已网络编码的分组的两个分组均已由该移动终端获知，则分组管理器丢弃该已网络编码的分组；以及

如果构成已网络编码的分组的两个分组均为未知的，则丢弃该已网络编码的分组，并且将这两个分组的分组号报告给重传请求管理器发起对这两个分组的重传请求。

28.根据权利要求24所述的移动终端，其中所述网络编码包括异或运算。

29.一种包括如权利要求6所述的基站和如权利要求24所述的移动终端的组播重传系统。

30.一种包括如权利要求14所述的基站和如权利要求24所述的移动终端的组播重传系统。

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