CN102547587B - 在无线多播系统中分批次进行数据多播的方法与设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种在无线多播系统中分批次进行数据多播的方法、设备及系统。其中，由多播业务中心将当前批次的K个原始数据包网络编码后，持续分发给各基站，再由各基站多播给各自小区中的作为多播成员的各用户设备，各用户设备将接收到的正确编码数据包保留而丢弃错误的编码数据包，并在对保留的编码数据包进行网络编码的解码后，向所属基站反馈ACK响应，而多播业务中心在接收到作为多播成员的所有用户设备通过各自的基站发送至的ACK响应后，将下一批次的原始数据包作为当前批次的原始数据包，开始新一轮的多播作业。本发明的优点包括：可以达到任意多播会话的吞吐容量，而且能有效节省上传资源的开销。
Description
技术领域
本发明涉及无线多播领域，尤其涉及在无线多播系统中分批次进行数据多播的方法与设备。
背景技术
3GPP定义了多媒体多播和广播服务(MBMS)，它是在3G标准的下行链路中的一种主要增强技术。MBMS关注无线和核心网资源的有效管理，同时尽可能多地重复使用已有功能体。根据服务小区的数目，MBMS可分为单小区服务和多小区服务。在多小区服务中，一个MBMS小区包含多个普通小区。
在现有多小区MBMS方案中，在同一个TTI(TTI：传输时间间隔)中，不同eNodeB的信号携带相同的数据包，如此导致系统吞吐量过低。
发明内容
本发明的目的是提供一种在无线多播系统中分批次进行数据多播的方法、设备及系统。
根据本发明的一个方面，提供一种在无线多播系统的多播业务中心中用于向多小区进行分批次数据多播的方法，其中，原始数据包被分为多批次原始数据包，每批次包括K个原始数据包，
其中，该方法还包括：
A对当前批次原始数据包进行网络编码，获得当前批次的编码数据包；
B将当前批次的编码数据包持续分发给多个小区的基站，以使各基站在同一次分配中彼此获得的编码数据包不尽相同；
C检测所述多个小区的基站反馈的响应，当所述多个小区的基站均反馈ACK响应后，将下一批次的原始数据包作为当前批次的原始数据包，重复步骤A至C，直至最后一批次分发结束。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种在无线多播系统的基站中用于进行分批次数据多播的方法，其中，该方法包括：
-持续接收由多播业务中心分发的当前批次编码数据包，其中，每次接收的编码数据包仅为当前批次的部分编码数据包；
其中，该方法还包括：
X持续将接收的当前批次的部分编码数据包多播给所辖小区中作为相应多播成员的所有用户设备；
Y检测所述所有用户设备反馈的响应；
Z根据所述所有用户设备的响应执行相应的处理。
根据本发明的又一个方面，还提供了一种在无线多播系统的用户设备中用于进行分批次数据多播的方法，其中，该方法包括：
-持续接收来自所属小区基站分发的当前批次的部分编码数据包；
其中，该方法还包括：
a检测每个到达的编码数据包的正确性，保留正确的编码数据包并丢弃错误的编码数据包；
b判断所保留的正确编码数据包是否满足预定相关性条件；
-当所保留的正确编码数据包满足预定相关性条件时，则对所保留的全部正确编码数据包进行相应的网络编码的解码，并发送对于所述当前批次编码数据包的ACK响应。
根据本发明的再一个方面，还提供了一种在无线多播系统中用于向多小区进行分批次数据多播的多播业务中心，其中，原始数据包被分为多批次原始数据包，每批次包括K个原始数据包，
其中，包括：
编码装置，用于对当前批次原始数据包进行网络编码，获得当前批次的编码数据包；
第一发送装置，用于将当前批次的编码数据包持续分发给多个小区的基站，以使各基站在同一次分发中彼此获得的编码数据包不尽相同；
第一检测装置，用于检测所述多个小区的基站反馈的响应；
其中，所述第一发送装置还用于，当所述多个小区的基站均反馈ACK响应后，将下一批次的预编码数据包作为当前批次的预编码数据包。
根据本发明的再一个方面，还提供了一种在无线多播系统中用于进行分批次数据多播的基站，其中，包括：
第二接收装置，用于持续接收由多播业务中心分发的当前批次的部分编码数据包；
其中，还包括：
第二发送装置，用于将所述当前批次的部分编码数据包持续地多播给所辖小区中作为相应多播成员的所有用户设备；
第二检测装置，用于检测所述所有用户设备反馈的响应；
处理装置，用于根据所述所有用户设备的响应执行相应的处理。
根据本发明的再一个方面，还提供了一种在无线多播系统中用于进行分批次数据多播的用户设备，其中，包括：
第三接收装置，用于接收来自所属小区基站分发的当前批次的部分编码数据包；
其中，还包括：
第三检测装置，用于检测每个到达的编码数据包的正确性，保留正确的编码数据包并丢弃错误的编码数据包；
判断装置，用于检查所保留的正确编码数据包是否满足预定相关性条件；
-当所保留的正确编码数据包满足预定相关性条件时，则对所保留的全部正确编码数据包进行相应的网络编码的解码，并发送对于所述当前批次编码数据包的ACK响应。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：可以达到任意多播会话的吞吐容量，而且能有效节省上传资源的开销。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明一个方面的一个方面的无线多播系统拓扑图；
图2为本发明一个方面的在无线多播系统中用于向多小区进行分批次数据多播的方法的流程图；
图3为本发明另一个方面的在无线多播系统中用于向多小区进行分批次数据多播的方法的流程图；
图4为本发明又一个方面的在无线多播系统中用于向多小区进行分批次数据多播的方法的流程图；
图5为本发明再一个方面的在无线多播系统中用于向多小区进行分批次数据多播的方法的流程图；
图6为本发明一个方面的在无线多播系统中用于向多小区进行分批次数据多播的系统示意图；
图7为本发明另一个方面的在无线多播系统中用于向多小区进行分批次数据多播的系统示意图；
附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
图1示出了本发明一个方面的无线多播系统拓扑图。所述无线多播系统包括：用户设备11、用户设备12、......用户设备1N、基站21、基站22、......基站2M、及多播业务中心3。其中，各用户设备可以为任何一种能够与各自所属的基站通信的电子设备，包括但不限于：手机、PDA等；各基站包括但不限于：e-NodeB；所述多播业务中心3可以是任何一种能够与各基站通信的电子设备，包括但不限于：eBM-SC，所述多播系统包括但不限于：基于3G或LTE的MBSFN网络系统等。
图2示出了本发明一个方面在无线多播系统中用于向多小区进行分批次数据多播的方法的流程图。
具体的，在步骤S1中，各用户设备将各自需要数据包的请求通过各自所属的基站发送至多播业务中心3。例如，使用用户设备11的用户通过人机交互设备，在所述用户设备11提供的请求输入页面中输入所需要的数据包的请求，例如，为C歌曲的下载地址：www.123.com，由此，用户设备11将所述请求：www.123.com，通过其所属基站，例如为基站21，发送至多播业务中心3。再例如，使用用户设备1J的用户也通过人机交互设备在用户设备1J提供的请求输入页面中输入所需要的数据包的请求，例如也为C歌曲的下载地址：www.123.com，由此，用户设备1J也将所述请求：www.123.com，通过其所属基站，例如为基站2I，发送至多播业务中心3。再例如，使用用户设备1N的用户也通过人机交互设备在用户设备1N提供的请求输入页面中输入所需要的数据包的请求，例如为B影片所在的下载地址：www.456.com，由此，用户设备1N也将所述请求：www.456.com，通过其所属基站，例如为基站2M，发送至多播业务中心3。其中，各人机交互设备包括但不限于：键盘、触摸笔等。
总之，本领域技术人员应该理解，在同一时间段内，用户设备11、用户设备12、......用户设备1N中的部分或全部用户设备将各自的使用者所输入的请求通过各自的基站发送至多播业务中心3。而且，各用户设备请求所需要的数据包可以相同，例如都为www.123.com，也可以不尽相同，例如，其中部分用户设备请求所需要的数据包相同，其他部分用户设备请求所需要的数据包不同，也可以所有用户设备各自请求所需要的数据包互不相同等。
接着，在步骤S2中，多播业务中心3根据所接收的各用户设备的请求信息自相应的内容供应服务端获取各用户设备所需要的相应各原始数据包。例如，多播业务中心3由www.123.com所对应的服务器端获取C歌曲数据包，由www.456.com所对应的服务器端获取B影片数据包。
接着，在步骤S3中，多播业务中心3对当前批次原始数据包进行网络编码，获得当前批次的编码数据包。其中，所述当前批次原始数据包括K个原始数据包。例如，多播业务中心3对包含C歌曲数据包、B影片数据包等的当前批次原始数据包p1，p2，...，pK，按照如下公式进行网络编码，获得当前批次的编码数据包p1’，p2’，......：
P′＝A×P，
其中，P为一个K×n维矩阵，行对应K个原始数据包。P’为K×n维矩阵，行对应长度为n的编码数据包，A为K×K系数矩阵。
此外，需要说明的是，K个原始数据包各自对应的用户设备都作为该当前批次的多播成员。例如，第一个原始数据包是多播业务中心3根据用户设备11的请求而由相应的内容供应服务端获取的，而第二个原始数据包是多播业务中心3根据用户设备12的请求而由相应的内容供应服务端获取的、......第K个原始数据包是多播业务中心3根据用户设备1J的请求而由相应的内容供应服务端获取的，由此，用户设备11、用户设备12、......用户设备1J就构成当前批次的所有多播成员。
接着，在步骤S4中，多播业务中心3将当前批次的编码数据包持续分发给多个小区的基站，以使各基站在同一次分配中彼此获得的编码数据包不尽相同。例如，在第一传输时间间隔(TTI)，多播业务中心3将当前批次的编码数据包p1’，p2’，......中的编码数据包p1’分发给基站21、将编码数据包p2’分发给基站22、......；随后，在经过一个单位的传输时间后，例如，第二传输时间间隔，多播业务中心3再次将当前批次的编码数据包p1’，p2’，......中的编码数据包p2’分发给基站21、将编码数据包p3’分发给基站22、.....；如此。多播业务中心3以一定时间间隔持续地将当前批次的编码数据包p1’，p2’，......分发给多个小区的基站，也就是分发给作为当前批次的多播成员的各用户设备所属小区的基站。
其中，多播业务中心3分发当前批次的编码数据包的方式包括但不限于：1)随机方式；2)散列式分发等等。此外，本领域技术人员应该理解，在每次分发时，各基站所获得的编码数据包不尽相同，例如，在同一次分发中，多播业务中心3可以将同一编码数据包分别分发给基站21和基站22，而将其他不同编码数据包分发给其他基站；再例如，在同一次分发中，多播业务中心3可以将不同的编码数据包分发给各基站，使基站21、基站22、......各自获得编码数据包互不相同。还有，在各次分发中，多播业务中心3可以使各基站获取的编码数据包的数量不尽相同，例如，在第一次分发时，各基站分别获得1个编码数据包，在第二次分发时，各基站分别获得2个编码数据包等；再例如，在一次分发时，基站21获得1个编码数据包，而基站22获得2个编码数据包等。还有，多播业务中心3每次可仅将K个编码数据包中的部分，例如，s个(s小于K)，予以分发。总之，多播业务中心3每次分发编码数据包的方式可以有多种，只要分发后能使各相应基站各自接收的编码数据包不尽相同即可。
接着，在步骤S5中，各基站持续接收由多播业务中心3分发的当前批次编码数据包，其中，每次接收的编码数据包仅为当前批次的部分编码数据包。例如，基站21接收多播业务中心3在第一传输时间间隔分发的当前批次编码数据包中的编码数据包p1’，接着，在经过一个单位的传输时间间隔后，再次接收多播业务中心3在第二传输时间间隔分发的当前批次编码数据包中的编码数据包p2’......如此，基站21以一定的时间间隔持续接收多播业务中心3分发给自身的编码数据包。其他基站的工作过程与基站21的工作过程相同，在此不再一一详述。
接着，在步骤S6中，各基站将所述当前批次编码数据包持续地多播给所辖小区中作为相应多播成员的所有用户设备。例如，基站21所辖小区的用户设备11和用户设备1J为所述当前批次的原始数据包的多播成员，则基站21在接收到第一传输时间间隔分发的当前批次编码数据包中的编码数据包p1’后，将所述编码数据包p1’多播给所辖小区中作为相应多播成员的所有用户设备，即用户设备11和用户设备1J，接着，在经过第一传输时间间隔后，基站21在接收到第二时间间隔分发的当前批次编码数据包中的编码数据包p2’后，将所述编码数据包p2’再次多播给用户设备11和用户设备1J......如此，基站21在每收到一当前批次编码数据包中的部分编码数据包后，即将所接收的部分编码数据包多播给作为相应多播成员的所有用户设备。其他基站的工作过程与基站21的工作过程相同，在此不再一一详述。各基站在多播编码数据包时采用相同的频率。
接着，在步骤S7中，各用户设备持续接收来自所属小区基站分发的当前批次的部分编码数据包。例如，用户设备11接收基站21多播的当前批次编码数据包中的编码数据包p1’，在经过一个单位的传输时间后，再次接收到基站21多播的当前批次编码数据包中的编码数据包p2’，如此用户设备11以一定的时间间隔持续接收基站21多播的当前批次编码数据包中的部分数据包，经过持续多次接收后，用户设备11可以接收到当前批次编码数据包中的任意大于等于K个编码数据包p1’、p2’、......。其他作为多播成员的各用户设备的工作过程与用户设备11的工作过程相同，在此不再一详述。
此外，本领域技术人员应该理解，对于无线多播系统，属于一小区的用户设备也可能接收到来自其他小区基站发送的编码数据包，例如，如图1所示，用户设备12能够接收到来自基站21和基站22所发送的编码数据包等。如此，在一个传输时间间隔，同一用户设备可能接收到来自不同基站所发送的不同编码数据包，进而可以有效缩短该用户设备接收到全部编码数据包的时间。
接着，在步骤S8中，各用户设备检测每个到达的编码数据包的正确性，保留正确的编码数据包，并丢弃错误的编码数据包。例如，作为该当前批次的多播成员的用户设备12在接收到所属小区基站21在第一传输时间间隔发送的当前批次的编码数据包p1’时，判断该编码数据包p1’的正确性，其判断编码数据包的正确性的方法包括但不限于：根据编码数据包的校验位来判断等等。当判断所接收的编码数据包p1’正确时，则保留所述编码数据包p1’，否则丢弃所述编码数据包p1’，接着再判断同样在第一传输时间间隔由另一小区的基站，例如，基站22发送的当前批次的编码数据包p2’的正确性，以便确定是保留还是丢弃该编码数据包p2’。其他作为该当前批次的多播成员的各用户设备的工作过程与用户设备12的工作过程相同，即，也是在每一传输时间间隔接收到编码数据包后，便判断编码数据包的正确性，在此不再一一详述。
接着，在步骤S9中，各用户设备判断所保留的正确编码数据包是否满足预定相关性条件，并当所保留的正确编码数据包满足预定相关性条件时，则对所保留的全部正确数据包进行相应的网络编码的解码。其中，所述预定相关性条件包括但不限于：保留的正确编码数据包的总数大于或等于K等。例如，用户设备11判断所保留的正确编码数据包是否满足预定相关性条件，如果满足，且当保留的正确编码数据包总数为K时，则直接对该K个编码数据包按照下式进行相应的网络编码的解码：
P＝A-1×P′，
其中，A-1是矩阵A的逆矩阵；
而如果保留的正确编码数据包总数超过K，则用户设备11将其中相同的编码数据包剔除后再对剩余的K个编码数据包进行网络编码的解码。作为该当前批次的多播成员的各用户设备的工作过程与用户设备11的工作过程相同，在此不再一一详述。本领域技术人员应理解，每个编码包的编码系数可放置于该包的包头中，并一起被发送到UE，UE可从接收到的数据包的包头里提取出该编码系数，并重构矩阵A，然后求出其逆矩阵A-1。
接着，在步骤S10中，各用户设备各自向所属基站发送对于所述当前批次编码数据包的ACK响应。例如，用户设备11在对K个编码数据包网络编码的解码后，向所述基站21发送ACK响应。作为该当前批次的多播成员的其他各用户设备在对各自保留的正确编码数据包解码后，也分别向各自所属基站发送当前批次编码数据包的ACK响应。
接着，在步骤S11中，各基站分别检测各自小区中的作为多播成员的所有用户设备反馈的响应。例如，对于基站21，其所辖小区中，仅用户设备11和用户设备1J是当前批次的多播成员，则基站21分别检测用户设备11、用户设备1J各自的反馈响应。其他基站也各自检测各自所辖小区中作为当前批次多播成员的各用户设备的反馈响应。
接着，在步骤S12中，各基站根据所述所有用户设备的响应执行相应的处理。例如，基站21可以在检测到作为多播成员的所有用户设备，例如用户设备11和用户设备1J，的ACK响应，则停止当前批次编码数据包的多播，并向所述多播业务中心3发送对当前批次数据包的ACK响应。再例如，基站21也可以在仅检测到部分作为多播成员的用户设备，例如用户设备11，的ACK响应后，即向多播业务中心3发送包含用户设备11已确认的反馈信息，或者直接将接收的用户设备11的ACK响应转发；而后基站21再检测到其余作为多播成员的用户设备，例如1J的ACK响应后，再次向多播业务中心3发送包含用户设备1J已确认的反馈信息，并当检测到所辖小区中最后一个作为多播成员的用户设备的ACK响应后，则停止当前批次编码数据包的多播。其他各基站的工作过程也与基站21的工作过程相同，在此不再一一详述。
最后，在步骤S13中，多播业务中心3检测多个小区的基站反馈的响应，当多个小区的基站均反馈ACK响应后，如果还有需要发送的原始数据包，则将下一批次的原始数据包作为当前批次的原始数据包，再次重复前述步骤S3至S13，直至最后一批次分发结束；而如果没有需要发送的原始数据包，则直接结束。而如果多播业务中心3仅仅检测到作为当前批次的多播成员中的部分用户设备反馈的ACK响应，则多播业务中心3继续分发当前批次的编码数据包给相应的各基站，以便使作为当前批次的多播成员的所有用户设备都能正确接收到编码数据包p1’、p2’、......，进而能正确进行网络编码的解码。
需要说明的是，上述步骤S4至S8是周期性循环的过程，即当多播业务中心3将当前批次的编码数据包分发给各基站后，各基站各自在接收到各自的部分编码数据包后，将其转发给各自小区的作为多播成员的各用户设备，各用户设备在接收后，判断所接收的编码数据包是否正确，以便决定是保留还是丢弃；随后，多播业务中心3再次分发当前批次的编码数据包，各基站接收后再次转发，而各用户设备接收后，再次判断编码数据包的正确性；......如此，多播业务中心3分发、各基站接收后转发、各用户设备接收后判断接收的编码数据包是否正确，这样一个过程不断周期性重复，直到多播业务中心3收到作为当前批次的多播成员的所有用户设备的ACK响应后，才会停止当前批次编码数据包的分发。
图3示出了本发明另一个方面在无线多播系统中用于向多小区进行分批次数据多播的方法的流程图。
具体的，步骤S1和S2已在图2所示的实施例中予以详述，在此以引用的方式包含，不再重述。
接着，在步骤S3’中，多播业务中心3在在充分大有限域中随机选择编码系数，来对该当前批次的原始数据包进行网络编码，以获得当前批次的编码数据包。例如，例如，多播业务中心3对当前批次原始数据包p1，p2，...，pK，在按照如下公式进行网络编码，获得当前批次的编码数据包p1’，p2’，......时：
P′＝A×P，
矩阵A的每个元素均从充分大的有限域中随机选择得到，如此可确保矩阵A是满秩的K×K系数矩阵。
接着，步骤S4至S13已在图2所示的实施例中予以详述，在此以引用的方式包含，不再重述。
图4示出了本发明又一个方面在无线多播系统中用于向多小区进行分批次数据多播的方法的流程图。
具体的，步骤S1已在图2所示的实施例中予以详述，在此以引用的方式包含，不再重述。
接着，在步骤S2’中，多播业务中心3将原始数据包分为多批次原始数据包。例如，由于B影片数据包过大，多播业务中心3可将包含B影片的原始数据包分为多批次原始数据包，每一批次的原始数据包包含K个原始数据包等。本领域技术人员应该理解，多播业务中心3将原始数据包分批次的原因并非以所述为限。
接着，步骤S3至S13已在图2所示的实施例中予以详述，在此以引用的方式包含，不再重述。
图5示出了本发明又一个方面在无线多播系统中用于向多小区进行分批次数据多播的方法的流程图。
具体的，步骤S1和S2’已在图4所示的实施例中予以详述，在此以引用的方式包含，不再重述。
接着，步骤S3’至S13已在图3所示的实施例中予以详述，在此以引用的方式包含，不再重述。
图6示出了本发明一个方面在无线多播系统中用于向多小区进行分批次数据多播的系统示意图。所述用户设备11包括：第三接收装置111、第三检测装置112、判断装置113；......所述用户设备1N包括：第三接收装置1N1、第三检测装置1N2、判断装置1N3；基站21包括：第二接收装置211、第二发送装置212、第二检测装置213、处理装置214；......基站2M包括：第二接收装置2M1、第二发送装置2M2、第二检测装置2M3、处理装置2M4；多播业务中心3包括：编码装置31、第一发送装置32、第一检测装置33。
具体的，各用户设备将各自需要数据包的请求通过各自所属的基站发送至多播业务中心3。例如，使用用户设备11的用户通过人机交互设备，在所述用户设备11提供的请求输入页面中输入所需要的数据包的请求，例如，为C歌曲的下载地址：www.123.com，由此，用户设备11将所述请求：www.123.com，通过其所属基站，例如为基站21，发送至多播业务中心3。再例如，使用用户设备1J的用户也通过人机交互设备在用户设备1J提供的请求输入页面中输入所需要的数据包的请求，例如也为C歌曲的下载地址：www.123.com，由此，用户设备1J也将所述请求：www.123.com，通过其所属基站，例如为基站2I，发送至多播业务中心3。再例如，使用用户设备1N的用户也通过人机交互设备在用户设备1N提供的请求输入页面中输入所需要的数据包的请求，例如为B影片所在的下载地址：www.456.com，由此，用户设备1N也将所述请求：www.456.com，通过其所属基站，例如为基站2M，发送至多播业务中心3。其中，各人机交互设备包括但不限于：键盘、触摸笔等。
总之，本领域技术人员应该理解，在同一时间段内，用户设备11、用户设备12、......用户设备1N中的部分或全部用户设备将各自的使用者所输入的请求通过各自的基站发送至多播业务中心3。而且，各用户设备请求所需要的数据包可以相同，例如都为www.123.com，也可以不尽相同，例如，其中部分用户设备请求所需要的数据包相同，其他部分用户设备请求所需要的数据包不同，也可以所有用户设备各自请求所需要的数据包互不相同等。
接着，多播业务中心3根据所接收的各用户设备的请求信息自相应的内容供应服务端获取各用户设备所需要的相应各原始数据包。例如，多播业务中心3由www.123.com所对应的服务器端获取C歌曲数据包，由www.456.com所对应的服务器端获取B影片数据包。
接着，编码装置31对当前批次原始数据包进行网络编码，获得当前批次的编码数据包。其中，所述当前批次原始数据包括K个原始数据包。例如，编码装置31对包含C歌曲数据包、B影片数据包等的当前批次原始数据包p1，p2，...，pK，按照如下公式进行网络编码，获得当前批次的编码数据包p1’，p2’，......：
P′＝A×P，
其中，P为一个K×n维矩阵，行对应K个原始数据包。P’为K×n维矩阵，行对应长度为n的编码数据包，A为K×K系数矩阵。
此外，需要说明的是，K个原始数据包各自对应的用户设备构成作为该当前批次的所有多播成员。例如，第一个原始数据包是多播业务中心3根据用户设备11的请求而由相应的内容供应服务端获取的，而第二个原始数据包是多播业务中心3根据用户设备12的请求而由相应的内容供应服务端获取的、......第K个原始数据包是多播业务中心3根据用户设备1J的请求而由相应的内容供应服务端获取的，由此，用户设备11、用户设备12、......用户设备1J就构成当前批次的多播成员。
接着，第一发送装置32将当前批次的编码数据包持续分发给作为多播成员的各用户设备所属的各小区的基站，以使各基站在同一次分配中彼此获得的编码数据包不尽相同。例如，在第一传输时间间隔(TTI)，第一发送装置32将当前批次的编码数据包p1’，p2’，......中的编码数据包p1’分发给基站21、将编码数据包p2’分发给基站22、......；随后，在经过一个单位的传输时间后，例如，第二传输时间间隔，第一发送装置32再次将当前批次的编码数据包p1’，p2’，......中的编码数据包p2’分发给基站21、将编码数据包p3’分发给基站22、......；如此。第一发送装置32以一定时间间隔持续地将当前批次的编码数据包p1’，p2’，......分发给多个小区的基站，也就是分发给作为当前批次的多播成员的各用户设备所属小区的基站。
其中，第一发送装置32分发当前批次的编码数据包的方式包括但不限于：1)随机方式；2)散列式分发等等。此外，本领域技术人员应该理解，在每次分发时，各基站所获得的编码数据包不尽相同，例如，在同一次分发中，第一发送装置32可以将同一编码数据包分别分发给基站21和基站22；再例如，在同一次分发中，多播业务中心3可以将不同的编码数据包分发给各基站，使基站21、基站22、......各自获得编码数据包互不相同。还有，在各次分发中，第一发送装置32可以使各基站获取的编码数据包的数量不尽相同，例如，在第一次分发时，各基站分别获得1个编码数据包，在第二次分发时，各基站分别获得2个编码数据包等；再例如，在一次分发时，基站21获得1个编码数据包，而基站22获得2个编码数据包等。还有，第一发送装置32每次可仅将K个编码数据包中的部分，例如，s个(s小于K)，予以分发。总之，第一发送装置32每次分发编码数据包的方式可以有多种，只要分发后能使各相应基站各自接收的编码数据包不尽相同即可。
接着，作为当前批次的多播成员的各用户设备所属小区各基站的第二接收装置，例如，第二接收装置211、......第二接收装置2I1(未予图示)，持续接收由第一发送装置32分发的当前批次编码数据包，其中，每次接收的编码数据包仅为当前批次的部分编码数据包。例如，第二接收装置211接收第一发送装置32在第一传输时间间隔分发的当前批次编码数据包中的编码数据包p1’，接着，在经过一个单位的传输时间间隔后，再次接收第一发送装置32在第二传输时间间隔分发的当前批次编码数据包中的编码数据包p2’......如此，第二接收装置211以一定的时间间隔持续接收第一发送装置32分发给自身的编码数据包。而第二接收装置221(未予图示)、......第二接收装置2I1的工作过程与第二接收装置211的工作过程相同，在此不再一一详述。
接着，作为当前批次的多播成员的各用户设备所属小区的基站的第二发送装置，例如，第二发送装置212、......第二发送装置2I2(未予图示)将所述当前批次编码数据包持续地多播给所辖小区中作为相应多播成员的所有用户设备。例如，基站21所辖小区的用户设备11和用户设备1J为所述当前批次的原始数据包的多播成员，则第二发送装置212在接收到第一传输时间间隔分发的当前批次编码数据包中的编码数据包p1’后，将所述编码数据包p1’多播给所辖小区中作为相应多播成员的所有用户设备，即用户设备11和用户设备1J，接着，在经过第一传输时间间隔后，第二接收装置211在接收到第二时间间隔分发的当前批次编码数据包中的编码数据包p2’后，第二发送装置212将所述编码数据包p2’再次多播给用户设备11和用户设备1J......如此，第二接收装置211在每收到一当前批次编码数据包中的部分编码数据包后，第二发送装置212即将所接收的部分编码数据包多播给作为相应多播成员的所有用户设备。而第二发送装置222(未予图示)、......第二发送装置2I2的工作过程与第二发送装置212的工作过程相同，在此不再一一详述。各第二发送装置在多播编码数据包时采用相同的频率。
接着，作为当前批次的多播成员的各用户设备的第三接收装置，例如，第三接收装置111、......第三接收装置1M1(未予图示)各自持续接收来自所属小区基站分发的当前批次的部分编码数据包。例如，第三接收装置111接收第二发送装置212多播的当前批次编码数据包中的编码数据包p1’，在经过一个单位的传输时间后，再次接收到第二发送装置212多播的当前批次编码数据包中的编码数据包p2’，如此，第三接收装置111以一定的时间间隔持续接收第二发送装置212多播的当前批次编码数据包中的部分数据包，经过持续多次接收后，第三接收装置111可以接收到当前批次编码数据包中的任意大于等于K个编码数据包p1’，p2’，......。而第三接收装置121(未予图示)、......第三接收装置1J1的工作过程与第三接收装置111的工作过程相同，在此不再一一详述。
此外，本领域技术人员应该理解，对于无线多播系统，属于一小区的用户设备也有可能接收到来自其他小区基站发送的编码数据包，例如，如图1所示，用户设备12的第三接收装置111能够接收到来自基站21的第二发送装置212和基站22的第二发送装置222所发送的编码数据包等。如此，在一个传输时间间隔，同一用户设备可能接收到来自不同基站所发送的不同编码数据包，进而可以有效缩短该用户设备接收到全部编码数据包的时间。
接着，作为当前批次的多播成员的各用户设备的第三检测装置，例如，第三检测装置112、......第三检测装置1J2检测每个到达的编码数据包的正确性，保留正确的编码数据包，并丢弃错误的编码数据包。例如，第三检测装置112在接收到所属小区基站21的第二发送装置212在第一传输时间间隔发送的当前批次的编码数据包p1’时，判断该编码数据包p1’的正确性，其判断编码数据包的正确性的方法包括但不限于：根据编码数据包的校验位来判断等等。当第三检测装置112判断所接收的编码数据包p1’正确时，则保留所述编码数据包p1’，否则丢弃所述编码数据包p1’，接着再判断同样在第一传输时间间隔由另一小区的基站，例如，基站22的第二发送装置222(未予图示)发送的当前批次的编码数据包p2’的正确性，以便确定是保留还是丢弃该编码数据包p2’。而第三检测装置122(未予图示)、......第三检测装置1J2的工作过程与第三检测装置112的工作过程相同，即，也是在每一传输时间间隔接收到编码数据包后，便判断编码数据包的正确性，在此不再一一详述。
接着，作为当前批次的多播成员的各用户设备的判断装置，例如，判断装置113、......判断装置1J3(未予图示)，各自判断所保留的正确编码数据包是否满足预定相关性条件，并当所保留的正确编码数据包满足预定相关性条件时，则对所保留的全部正确数据包进行相应的网络编码的解码。其中，所述预定相关性条件包括但不限于：保留的正确编码数据包的总数大于或等于K等。例如，判断装置113判断所保留的正确编码数据包是否满足预定相关性条件，如果满足，且当保留的正确编码数据包总数为K时，则直接对该K个编码数据包按照下式进行相应的网络编码的解码：
P＝A-1×P′，
其中，A-1是矩阵A的逆；
而如果保留的正确编码数据包总数超过K，则判断装置113将其中相同的编码数据包剔除后再对剩余的K个编码数据包进行网络编码的解码。而判断装置123、......判断装置1J3的工作过程与判断装置113的工作过程相同，在此不再一一详述。
接着，作为该当前批次的多播成员的各用户设备的判断装置各自向所属基站发送对于所述当前批次编码数据包的ACK响应。例如，判断装置113在对K个编码数据包网络编码的解码后，向所述基站21发送ACK响应。作为该当前批次的多播成员的其他各用户设备的判断装置在对各自保留的正确编码数据包解码后，也分别向各自所属基站发送当前批次编码数据包的ACK响应。
接着，各基站的第二检测装置分别检测各自的所有用户设备反馈的响应。例如，对于基站21，其所辖小区中，仅用户设备11和用户设备1J是当前批次原始数据包所对应的多播成员，则第二检测装置213分别检测用户设备11、用户设备1J各自的反馈响应。其他基站的第二检测装置，例如，第二检测装置223(未予图示)、......第二检测装置2I3(未予图示)也各自检测各自所辖小区中作为当前批次原始数据包多播成员的各用户设备的反馈响应。
接着，各基站的处理装置根据所述所有用户设备的响应执行相应的处理。例如，处理装置214可以在检测到所有作为多播成员的用户设备，例如用户设备11和用户设备1J，的ACK响应，则使第二发送装置212停止当前批次编码数据包的多播，并向所述多播业务中心3发送对当前批次数据包的ACK响应。再例如，处理装置214也可以在检测装置213仅检测到部分作为多播成员的用户设备，例如用户设备11，的ACK响应后，即向多播业务中心3发送包含用户设备11已确认的反馈信息，或者直接将接收的用户设备11的ACK响应转发；而后检测装置213再检测到其余作为多播成员的用户设备，例如用户设备1J的ACK响应后，处理装置214再次向多播业务中心3发送包含用户设备1J已确认的反馈信息，并当检测装置213检测到所辖小区中最后一个作为多播成员的用户设备的ACK响应后，则处理装置214使第二发送装置212停止当前批次编码数据包的多播。其他各基站的处理装置工作过程也与处理装置214的工作过程相同，在此不再一一详述。
最后，第一检测装置33检测作为当前批次多播成员的各用户设备所属小区的基站反馈的响应，当各基站的处理装置均反馈ACK响应后，如果还有需要发送的原始数据包，则将下一批次的原始数据包作为当前批次的原始数据包，再次重复前述过程，直至最后一批次分发结束；而如果没有需要发送的原始数据包，则直接结束。而如果第一检测装置33仅仅检测到作为当前批次的原始数据包多播成员中的部分用户设备反馈的ACK响应，则第一发送装置31继续分发当前批次的编码数据包给相应的各基站，以便使作为当前批次的原始数据包多播成员的所有用户设备都能正确接收到编码数据包p1’，p2’，......，进而能正确进行网络编码的解码。
需要说明的是，上述第一发送装置31、各基站的第二接收装置、第二发送装置、各用户设备的第三接收装置、及第三检测装置的工作过程是周期性循环的过程，即当第一发送装置31将当前批次的编码数据包分发给各基站后，各基站的各第二接收装置各自在接收到各自的部分编码数据包后，将其转发给各自小区的作为多播成员的各用户设备，各用户设备的第三接收装置在接收后，第三检测装置判断所接收的编码数据包是否正确，以便决定是保留还是丢弃；随后，第一发送装置31再次分发当前批次的编码数据包，各基站接收后再次转发，而各用户设备接收后，再次判断编码数据包的正确性；......如此，第一发送装置31分发、各基站的第二接收装置接收后由第二发送装置转发、各用户设备的第三接收装置接收后，再由第三检测装置判断接收的编码数据包是否正确，这样一个过程不断周期性重复，直到第一检测装置33收到作为多播当前批次原始数据包成员的所有用户设备的ACK响应后，才会停止当前批次编码数据包的分发。
以下将基于图6所示的系统详细描述本发明另一个方面在无线多播系统中用于向多小区进行分批次数据多播的过程。
具体的，多播业务中心3根据各用户设备的请求由内容供应服务端获取原始数据包的过程已在前一实施例中予以详述，在此以引用的方式包含，不再重述。
接着，编码装置31在在充分大有限域中随机选择编码系数，来对该当前批次的原始数据包进行网络编码，以获得当前批次的编码数据包。例如，例如，编码装置31对当前批次原始数据包p1，p2，...，pK，在按照如下公式进行网络编码，获得当前批次的编码数据包p1’，p2’，......时：
P′＝A×P，
其中，矩阵A的每个元素均从充分大的有限域中随机选择得到，如此可确保矩阵A是满秩的K×K系数矩阵。
接着，第一发送装置32、作为当前批次多播成员的各用户设备所属小区的基站的第二接收装置、第二发送装置、作为当前批次多播成员的各用户设备的第三接收装置、第三检测装置、判断装置、相应各基站的第二检测装置、处理装置、及第一检测装置的工作过程已在前一实施例中予以详述，在此以引用的方式包含，不再重述。
图7示出了本发明又一个方面在无线多播系统中用于向多小区进行分批次数据多播的系统示意图。所述用户设备11包括：第三接收装置111、第三检测装置112、判断装置113；......所述用户设备1N包括：第三接收装置1N1、第三检测装置1N2、判断装置1N3；基站21包括：第二接收装置211、第二发送装置212、第二检测装置213、处理装置214；......基站2M包括：第二接收装置2M1、第二发送装置2M2、第二检测装置2M3、处理装置2M4；多播业务中心3包括：分包装置34、编码装置31、第一发送装置32、第一检测装置33。
具体的，多播业务中心3根据各用户设备的请求由相应的各内容供应服务端获取各原始数据包后，分包装置34将原始数据包分为多批次原始数据包。例如，由于B影片数据包过大，分包装置34可将包含B影片的原始数据包分为多批次原始数据包，每一批次的原始数据包包含K个原始数据包等。本领域技术人员应该理解，分包装置34将原始数据包分批次的原因并非以所述为限。
接着，编码装置31、第一发送装置32、作为当前批次多播成员的各用户设备所属小区的基站的第二接收装置、第二发送装置、作为当前批次多播成员的各用户设备的第三接收装置、第三检测装置、判断装置、相应各基站的第二检测装置、处理装置、及第一检测装置的工作过程已在图6所示的实施例中予以详述，在此以引用的方式包含，不再重述。
以下将基于图7所示的系统详细描述本发明又一个方面在无线多播系统中用于向多小区进行分批次数据多播的过程。
具体的，分包装置34已在前一实施例中予以详述，在此以引用的方式包含，不再重述。
接着，编码装置31在充分大有限域中随机选择编码系数，来对该当前批次的原始数据包进行网络编码，以获得当前批次的编码数据包，也已在前述实施例中详述，在此以引用的方式包含，不再重述。
接着，第一发送装置32、作为当前批次多播成员的各用户设备所属小区的基站的第二接收装置、第二发送装置、作为当前批次多播成员的各用户设备的第三接收装置、第三检测装置、判断装置、相应各基站的第二检测装置、处理装置、及第一检测装置的工作过程已在图6所示的实施例中予以详述，在此以引用的方式包含，不再重述。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
Claims (14)
1.一种在无线多播系统的多播业务中心中用于向多小区进行分批次数据多播的方法，其中，原始数据包被分为多批次原始数据包，每批次包括K个原始数据包，
其中，该方法还包括：
A对当前批次原始数据包进行网络编码，获得当前批次的编码数据包；
B将当前批次的编码数据包持续分发给多个小区的基站，以使各基站在同一次分发中彼此获得的编码数据包不尽相同；
C检测所述多个小区的基站反馈的响应，当所述多个小区的基站均反馈ACK响应后，将下一批次的原始数据包作为当前批次的原始数据包，重复步骤A至C，直至最后一批次分发结束。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤A还包括：
-在充分大有限域中随机选择编码系数，来对该当前批次的原始数据包进行网络编码，以获得当前批次的编码数据包。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，该方法还包括：
-将原始数据包分为所述多批次原始数据包。
4.一种在无线多播系统的基站中用于进行分批次数据多播的方法，其中，该方法包括：
-持续接收由多播业务中心分发的当前批次编码数据包，其中，每次接收的编码数据包仅为当前批次的部分编码数据包；
其中，该方法还包括：
X持续将接收的当前批次的部分编码数据包多播给所辖小区中作为相应多播成员的所有用户设备；
Y检测所述所有用户设备反馈的响应；
Z根据所述所有用户设备的响应执行相应的处理。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述步骤Z还包括：
-当检测到所有用户设备反馈的对当前批次数据包的ACK响应，则停止当前批次编码数据包的多播，并向所述多播业务中心发送对当前批次数据包的ACK响应。
6.一种在无线多播系统的用户设备中用于进行分批次数据多播的方法，其中，该方法包括：
-持续接收来自所属小区基站分发的当前批次的部分编码数据包；
其中，该方法还包括：
a检测每个到达的编码数据包的正确性，保留正确的编码数据包并丢弃错误的编码数据包；
b判断所保留的正确编码数据包是否满足预定相关性条件；
-当所保留的正确编码数据包满足预定相关性条件时，则对所保留的全部正确编码数据包进行相应的网络编码的解码，并发送对于所述当前批次编码数据包的ACK响应。
7.一种在无线多播系统中用于向多小区进行分批次数据多播的多播业务中心，其中，原始数据包被分为多批次原始数据包，每批次包括K个原始数据包，
其中，包括：
编码装置，用于对当前批次原始数据包进行网络编码，获得当前批次的编码数据包；
第一发送装置，用于将当前批次的编码数据包持续分发给多个小区的基站，以使各基站在同一次分发中彼此获得的编码数据包不尽相同；
第一检测装置，用于检测所述多个小区的基站反馈的响应；
其中，所述第一发送装置还用于，当所述多个小区的基站均反馈ACK响应后，将下一批次的预编码数据包作为当前批次的预编码数据包。
8.根据权利要求7所述的多播业务中心，其中，所述编码装置还用于，在充分大有限域中选择编码系数，来对该当前批次的原始数据包进行网络编码，以获得当前批次的编码数据包。
9.根据权利要求7或8所述的多播业务中心，其中，还包括：
分包装置，用于将原始数据包分为所述多批次原始数据包。
10.一种在无线多播系统中用于进行分批次数据多播的基站，其中，包括：
第二接收装置，用于持续接收由多播业务中心分发的当前批次的部分编码数据包；
其中，还包括：
第二发送装置，用于将所述当前批次的部分编码数据包持续地多播给所辖小区中作为相应多播成员的所有用户设备；
第二检测装置，用于检测所述所有用户设备反馈的响应；
处理装置，用于根据所述所有用户设备的响应执行相应的处理。
11.根据权利要求10所述的基站，其中，所述处理装置还用于，当检测到所有用户设备反馈的对当前批次数据包的ACK响应，则停止当前批次编码数据包的多播，并向所述多播业务中心发送对当前批次数据包的ACK响应。
12.一种在无线多播系统中用于进行分批次数据多播的用户设备，其中，包括：
第三接收装置，用于接收来自所属小区基站分发的当前批次的部分编码数据包；
其中，还包括：
第三检测装置，用于检测每个到达的编码数据包的正确性，保留正确的编码数据包并丢弃错误的编码数据包；
判断装置，用于检查所保留的正确编码数据包是否满足预定相关性条件；
-当所保留的正确编码数据包满足预定相关性条件时，则对所保留的全部正确编码数据包进行相应的网络编码的解码，并发送对于所述当前批次编码数据包的ACK响应。
13.一种无线多播系统，其中包括如权利要求7至9中任一项所述的多播业务中心、如权利要求10或11所述的基站、如权利要求12所述的用户设备。
14.根据权利要求13所述的无线多播系统，其中，所述无线多播系统包括基于3G或LTE的MBSFN网络系统，多播业务中心包括eBM-SC，所述基站包括e-NodeB。
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