CN108141320B - 随机线性网络编码数据传输 - Google Patents

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Abstract

对于随机线性网络编码数据传输，一种方法将有限域传送给用户设备。另外，该方法接收k个数据分组的集合，其中，k个分组中的至少两个具有不同的分组长度。该方法还对k个数据分组进行调整大小以生成相等分组长度的k个分组。该方法作为有限域的函数将来自第一数据集成的k个调整大小的数据分组编码为r个随机线性网络编码(RLNC)分组。该方法还迭代地将RLNC分组从两个或更多个传输节点发送到用户设备，直至解码反馈指示从所发送的RLNC分组将分组集成解码。每个RLNC分组由选择的传输节点发送。

Description

随机线性网络编码数据传输
技术领域
本文所公开的主题涉及随机线性网络编码数据，更具体地讲，涉及发送随机线性网络编码数据。
背景技术
诸如移动电话的用户设备通常与单个基站通信。
发明内容
公开了一种用于随机线性网络编码数据传输的方法。该方法将有限域(Galoisfield)传送给用户设备。另外，该方法接收k个数据分组的集合，其中，k个分组中的至少两个具有不同的分组长度。该方法还对k个数据分组进行调整大小，以生成相等分组长度的k个分组。该方法作为有限域的函数将来自第一数据集成(ensemble)的k个调整大小的数据分组编码为r个随机线性网络编码(RLNC)分组，其中，r≥k，并且每个RLNC分组包括编码向量、RLNC子分组、以及识别第一数据集成的集成号。该方法还迭代地将RLNC分组从两个或更多个传输节点发送到用户设备，直至解码反馈指示从所发送的RLNC分组将分组集成解码。每个RLNC分组由所选择的传输节点发送。一种设备，还执行该方法的功能。
附图说明
上面简要描述的实施例的更具体的描述将参照附图中所示的特定实施例来呈现。将理解，这些附图仅描绘了一些实施例，因此不应被认为是范围的限制，将通过使用附图更具体和详细地描述和说明实施例，其中：
图1是示出数据传输系统的一个实施例的示意性框图；
图2A是示出编码数据的一个实施例的示意性框图；
图2B是示出RLNC分组的一个实施例的示意性框图；
图3A是示出RLNC编码处理的一个实施例的示意性框图；
图3B是示出具有子分组的数据分组的一个实施例的示意性框图；
图3C是示出调整大小的数据分组的一个实施例的示意性框图；
图3D是示出分配处理的一个实施例的示意性框图；
图3E是示出分配处理的一个替代实施例的示意性框图；
图3F是示出确定哪些数据可被确认为已被解码的图；
图3G是示出扩增传递矩阵的一个实施例的图；
图4是示出计算机的一个实施例的示意性框图；
图5A是示出RLNC分组传输方法的一个实施例的示意性流程图；以及
图5B是示出RLNC分组解码方法的一个实施例的示意性流程图。
具体实施方式
本领域技术人员将理解，实施例的各方面可被具体实现为系统、方法或程序产品。因此，实施例可采取全硬件实施例、全软件实施例(包括固件、驻留软件、微代码等)或者组合软件和硬件方面的实施例的形式，其在本文中通常可全部称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，实施例可采取在存储机器可读代码、计算机可读代码和/或程序代码(以下称为代码)的一个或更多个计算机可读存储装置中具体实现的程序产品的形式。存储装置可以是有形的、非暂时性的和/或非传输的。存储装置可不具体实现信号。在特定实施例中，存储装置仅采用用于访问代码的信号。
本说明书中所描述的许多功能单元已被标记为模块，以便更具体地强调其实现独立性。例如，模块可被实现为包括定制VLSI电路或门阵列、诸如逻辑芯片的现成半导体、晶体管或其他分立组件的硬件电路。模块也可在诸如现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑器件等的可编程硬件装置中实现。
模块还可实现于代码和/或软件中以供各种类型的处理器执行。例如，识别的代码模块可包括例如可被组织为对象、过程或函数的可执行代码的一个或更多个物理或逻辑块。然而，识别的模块的可执行不需要物理上在一起，而是可包括存储在不同位置的不同指令，这些指令逻辑上连接在一起时构成模块并实现模块的所述目的。
实际上，代码模块可以是单个指令或许多指令，甚至可分布在若干不同的代码段上、不同的程序之中以及若干存储器装置上。类似地，操作数据在本文中可在模块内识别和示出，可按照任何合适的形式具体实现并且被组织在任何合适类型的数据结构内。操作数据可作为单个数据集被收集，或者可分布在不同的位置上，包括在不同的计算机可读存储装置上。在软件中实现模块或模块的部分的情况下，软件部分被存储在一个或更多个计算机可读存储装置上。
可使用一个或更多个计算机可读介质的任何组合。计算机可读介质可以是计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以是存储代码的存储装置。存储装置可以是例如但不限于电子、磁、光学、电磁、红外、全息、微机械或半导体系统、设备或装置或者前述的任何合适的组合。
存储装置的更具体的示例(非穷尽性列表)将包括下列项：具有一条或更多条导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、光学存储装置、磁存储装置或者前述的任何合适的组合。在本文档的上下文中，计算机可读存储介质可以是可包含或存储由指令执行系统、设备或装置使用或与其结合使用的程序的任何有形介质。
用于执行实施例的操作的代码可按照一种或更多种编程语言的任何组合来编写，包括诸如Python、Ruby、Java、Smalltalk、C++等的面向对象的编程语言以及诸如“C”编程语言等的传统过程编程语言和/或诸如汇编语言的机器语言。代码可完全在用户的计算机上执行，部分地在用户的计算机上执行，作为独立的软件包执行，部分地在用户的计算机上并且部分地在远程计算机上执行，或者完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种情形下，远程计算机可通过包括局域网(LAN)或广域网(WAN)的任何类型的网络连接到用户的计算机，或者可连接到外部计算机(例如，使用互联网服务提供商通过互联网)。
贯穿本说明书对“一个实施例”、“实施例”或类似语言的引用意指结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”以及类似语言可以但是未必全部指相同的实施例，但，除非另外明确地指定，否则意指“一个或更多个但非所有实施例”。除非另外明确地指定，否则术语“包括”、“包含”、“具有”及其变体意指“包括但不限于”。除非另外明确地指定，否则列举的项目列表并不暗指任何或所有项目是互斥的。除非另外明确地指定，否则术语“一”、“一个”和“该”也指“一个或更多个”。
此外，所描述的实施例的特征、结构或特性可按照任何合适的方式组合。在以下描述中，提供了诸如编程示例、软件模块、用户选择、网络事务、数据库查询、数据库结构、硬件模块、硬件电路、硬件芯片等的许多具体细节，以提供对实施例的彻底理解。然而，相关领域的技术人员将认识到，实施例可在没有一个或更多个具体细节的情况下或者利用其他方法、组件、材料等实践。在其他情况下，未详细示出或描述熟知结构、材料或操作以避免模糊实施例的各方面。
下面参照根据实施例的方法、设备、系统和程序产品的示意性流程图和/或示意性框图来描述实施例的各方面。将理解，示意性流程图和/或示意性框图中的每个方框以及示意性流程图和/或示意性框图中的方框的组合可通过代码来实现。可将这些代码提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生机器，使得经由计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令创建用于实现示意性流程图和/或示意性框图方框中指定的功能/动作的装置。
代码也可被存储在可引导计算机、其他可编程数据处理设备或其他装置以特定方式运行的存储装置中，使得存储在存储装置中的指令产生包括实现示意性流程图和/或示意性框图方框中指定的功能/动作的指令的制品。
代码也可被加载到计算机、其他可编程数据处理设备或其他装置上，以使得在计算机、其他可编程设备或其他装置上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，使得在计算机或其他可编程设备上执行的代码提供用于实现流程图和/或框图方框中指定的功能/动作的处理。
附图中的示意性流程图和/或示意性框图示出了根据各种实施例的设备、系统、方法和程序产品的可能实现的架构、功能和操作。在这方面，示意性流程图和/或示意性框图中的每个方框可表示模块、片段或部分代码，其包括用于实现(一个或多个)所指定的逻辑功能的代码的一个或更多个可执行指令。
还应该注意的是，在一些替代实现方式中，方框中指出的功能可不按照附图中指出的顺序发生。例如，根据所涉及的功能，连续示出的两个方框实际上可基本上同时执行，或者方框有时可按照相反的顺序执行。可想到在功能、逻辑或效果上等同于所示附图的一个或更多个方框或其部分的其他步骤和方法。
尽管在流程图和/或框图中可采用各种箭头类型和线类型，但是其不应被理解为限制对应实施例的范围。实际上，一些箭头或其他连接物可用于仅指示所描绘的实施例的逻辑流程。例如，箭头可指示所描绘的实施例的所列举的步骤之间的未指定持续时间的等待或监测时段。还将注意的是，框图和/或流程图中的每个方框以及框图和/或流程图中的方框的组合可由执行指定的功能或动作的基于专用硬件的系统或者专用硬件和代码的组合来实现。
每个图中的元件的描述可参考前面的图的元件。在所有附图中相似的数字指代相似的元件，包括相似元件的替代实施例。
图1是示出数据传输系统100的一个实施例的示意性框图。系统100可包括网络编码节点105、一个或更多个传输节点110、以及用户设备115。在所描绘的实施例中，示出了第一传输节点110a和第二传输节点110b，但是“传输节点110”可指任何数量的传输节点110。
网络编码节点105可包括一个或更多个服务器。在特定实施例中，网络编码节点105包括发送机和/或接收机。网络编码节点105可经由回程信道120与传输节点110通信。网络编码节点105可从数据分组生成协议数据单元(PDU)并将该PDU传送到传输节点110。传输节点110可以是演进节点B(eNB)长期演进(LTE)基站或者基于毫米波的通信系统的接入点。
传输节点110可经由一个或更多个无线频率125将PDU传送到用户设备115。用户设备115可以是移动电话、平板计算机、膝上型计算机、嵌入式计算装置等。
在过去，用户设备115通常与单个传输节点110通信。然而，用户设备115同时与多个传输节点110通信可能是有利的。例如，更高的无线频率125支持更高的数据传输速率。然而，更高的频率和更高的数据传输速率常常减小经由无线频率125的通信的有效范围。使用多个传输节点110可增加传输节点110与用户设备115之间的通信的可靠性和效率。
不幸的是，如果来自一个传输节点110的PDU丢失，则该PDU必须被重传，从而降低了总数据传输性能。另外，如果PDU延迟，则总数据传输性能也降低。
本文所描述的实施例将数据分组编码为RLNC分组，其将从传输节点110传送的数据分发到用户设备115，如将在下文描述的。结果，即使当PDU在从传输节点110传送到用户设备115时丢失和/或延迟时，也维持数据传输性能。
图2A是示出编码数据200的一个实施例的示意性框图。编码数据200可被组织为存储器中的数据结构。在所描绘的实施例中，编码数据200包括有限域205、编码向量210、资源分配280、数据业务特性285、一个或更多个数据分组215、一个或更多个调整大小的数据分组230、一个或更多个RLNC分组220、以及一个或更多个PDU 255。
有限域205可存储有限数量的数值。在一个实施例中，有限域205基于预定大小的有限域来生成。资源分配280可指示用户设备115上的可用存储。数据业务特性285可包括分组到达要求，其指定用户设备115可多频繁地接收PDU。另外，数据业务特性285可包括延迟要求，其指定用户设备115接收的PDU之间的延迟。
每个数据分组215可包括要从网络编码节点105通过传输节点110传送到用户设备115的数据。在一个实施例中，每个数据分组215是分组集成的成员。每个分组集成可包括多个数据分组215。
调整大小的数据分组230是已调整了大小的数据分组215。在一个实施例中，调整大小的数据分组230各自具有指定的分组长度。下文在图3B至图3C中描述将数据分组215调整为调整大小的数据分组230的大小。
可从调整大小的数据分组230生成RLNC分组220。另外，PDU 255可各自从一个或更多个RLNC分组220生成，如将在下文描述的。
图2B是示出RLNC分组220的一个实施例的示意性框图。RLNC分组220可被组织为存储器中的数据结构。在所描绘的实施例中，RLNC分组220包括集成号260、不活动定时器265、编码向量210、以及一个或更多个RLNC子分组365。RLNC分组220还可包括附加元素。集成号(ensemble number)260和不活动定时器265可被包括在RLNC分组220的报头中。在另一实施例中，不活动定时器265可不包括在RLNC分组220的数据结构中，相反可以是单独的数据结构的一部分。
集成号260识别用于生成RLNC分组220的数据分组215的分组集成。在一个实施例中，第一分组集成的每个数据分组215共享相同的集成号260。
不活动定时器265可指定用户设备115将继续接收RLNC分组220的时间间隔。在一个实施例中，响应于用户设备115将分组集成解码的解码反馈，不活动定时器265减小。另选地，响应于用户设备115将分组集成解码的解码反馈，当前不活动定时器265可小于初始不活动定时器值。在一个实施例中，可利用RLNC分组220将不活动定时器265传送到传输节点110。在另一实施例中，可使用网络编码节点105与用户设备115之间的其他信令机制来独立地配置不活动定时器265。
编码向量210可从有限域205随机地选择。每个RLNC分组365可包括来自作为编码向量210的函数而编码的数据分组215的数据，如将在下文描述的。
图3A是示出RLNC编码处理203的一个实施例的示意性框图。处理203可将数据分组215编码为RLNC分组220，并将RLNC分组220分配给一个或更多个PDU 255。在所描绘的实施例中，分组集成240包括不同分组长度的数据分组215。分组大小调整处理225对分组集成240中的数据分组215进行调整大小，作为调整大小的数据分组230。每个调整大小的数据分组230为指定的分组长度。
网络编码处理235将调整大小的数据分组230编码为RLNC分组220。在替代实施例中，网络编码处理235将数据分组215编码为RLNC分组220。
分配处理265从一个或更多个RLNC分组220生成PDU 255。传输处理250可从传输节点110发送PDU 255。
图3B是示出具有子分组305的数据分组的一个实施例的示意性框图。示出了多个数据分组215。每个数据分组215包括一个或更多个子分组305。另外，数据分组215可具有不同的分组长度。在所描绘的实施例中，数据分组215具有不同的分组长度，因为数据分组215包括不同数量的子分组305。另选地，数据分组215可包括相同数量的子分组305。数据分组215可被包括在分组集成240中。
分组大小调整处理225可对数据分组215进行调整大小，以使得每个数据分组215具有指定的分组长度l 315。在一个实施例中，指定的分组长度l 315大于或等于多个数据分组215中的子分组305的总数除以值k。k的确定在下文描述。
图3C是示出调整大小的数据分组230的一个实施例的示意性框图。在所描绘的实施例中，分组大小调整处理225将图3B的数据分组215的大小调整为指定的分组长度l 315。在一个实施例中，来自具有大于l 315子分组305的长数据分组215的子分组305被分发给具有小于l 315子分组305的短数据分组215。在特定实施例中，一个或更多个空子分组310可被附到具有小于l 315子分组305的短数据分组215。
在一个实施例中，可对一个或更多个子分组305进行编码以形成RLNC子分组365。在所描绘的实施例中，可通过对子分组305的行370进行编码来生成RLNC子分组365。
图3D是示出分配处理265的一个实施例的示意性框图。在所描绘的实施例中，将多个分组集成240分配给多个PDU 255。在一个实施例中，每个PDU 255由来自多个分组集成240中的各个分组集成240的一个RLNC分组220填充。另选地，每个PDU 255由来自多个分组集成240中的各个分组集成240的一个RLNC子分组365填充。
图3E是示出分配处理265的一个替代实施例的示意性框图。在所描绘的实施例中，PDU 255最初由来自第一RLNC分组220a的RLNC子分组365填充，随后由来自第二RLNC分组220b的RLNC子分组365填充。
图3F是示出确定哪些数据可被确认为可解码的图。所描绘的实施例对应于k为4，其中针对从数据分组215的一个分组集成240生成的4个RLNC分组220构造PDU 255。每个RLNC分组220包括RLNC子分组365。
Figure BDA0001637104740000101
是指第i数据分组215的第j子分组305。通过对子分组305的行进行编码来生成RLNC子分组365。例如，对子分组305
Figure BDA0001637104740000102
的编码产生RLNC子分组365。类似地，对子分组305
Figure BDA0001637104740000103
的编码产生另一RLNC子分组365。在所描绘的实施例中，第一PDU 255a包括RLNC子分组365
Figure BDA0001637104740000104
其中，每个
Figure BDA0001637104740000105
通过对第j行进行编码来获得。第二PDU 255b包括RLNC子分组365
Figure BDA0001637104740000106
其中，每个
Figure BDA0001637104740000107
通过对第j行进行编码来获得。第三PDU 255c包括RLNC子分组365
Figure BDA0001637104740000108
其中，
Figure BDA0001637104740000109
通过对第j行进行编码来获得。第四PDU 255d包括RLNC子分组365
Figure BDA0001637104740000111
其中，
Figure BDA0001637104740000112
通过对第j行进行编码来获得。
在接收到第四PDU 255d时，用户设备115可确定用户设备105已接收到足够的RLNC子分组365，以能够对子分组305
Figure BDA0001637104740000113
Figure BDA0001637104740000114
和
Figure BDA0001637104740000115
进行解码。例如，用户设备115还可确定用户设备115没有接收到足够的RLNC子分组365以能够对特定子分组305——例如
Figure BDA0001637104740000116
和
Figure BDA0001637104740000117
——进行解码。用户设备115可发送指示
Figure BDA0001637104740000118
Figure BDA0001637104740000119
和
Figure BDA00016371047400001110
可被解码的确认。特别地，由于已接收到
Figure BDA00016371047400001111
的四个线性组合，所以
Figure BDA00016371047400001112
可被解码；由于已接收到
Figure BDA00016371047400001113
的四个线性组合，所以
Figure BDA00016371047400001114
可被解码；由于已接收到
Figure BDA00016371047400001115
的四个线性组合，所以
Figure BDA00016371047400001116
可被解码；由于已接收到
Figure BDA00016371047400001117
的四个线性组合，所以
Figure BDA00016371047400001118
可被解码。在随后的PDU 255中，响应于接收到确认，网络编码节点105无需发送从前四行325生成的RLNC子分组365。
在一个实施例中，当用户设备115接收到PDU 255时，PDU 255的RLNC子分组365可被认为由网络编码节点105解码。用户设备115可使用解码反馈来将PDU 255的接收传送给网络编码节点105。用户设备115可在用户设备115已将RLNC子分组365解码之前传送解码反馈。例如，如果从用户设备115传送指示接收到第二PDU 255b、第三PDU 255c和第四PDU244d的解码反馈，则区域325内的RLNC子分组365可被认为由网络编码节点105解码。
图3G是示出扩增传递矩阵330的一个实施例的图。初始传递矩阵330可包括用于编码向量210的系数c。可从初始传递矩阵330通过将编码向量210添加到传递矩阵330来构造测试矩阵335。如果测试矩阵335具有比传递矩阵更高的秩——如所描绘的，则增量编码向量210可扩增传递矩阵330。如果编码向量210与传递矩阵330的行线性无关，则编码向量210可扩增传递矩阵330。
图4是示出计算机400的一个实施例的示意性框图。计算机400可在网络编码节点105、传输节点110和/或用户设备115中的一个或更多个中具体实现。在所描绘的实施例中，计算机400包括处理器405、存储器410和通信硬件415。存储器410可包括半导体存储装置、硬盘驱动器、光学存储装置、微机械存储装置、或其组合。存储器410可存储代码。处理器405可执行代码。通信硬件415可与其他装置通信。
图5A是示出RLNC分组传输方法500的一个实施例的示意性流程图。方法500可在网络编码节点105处生成RNLC分组220作为PDU 255的一部分，并且将PDU 255通过传输节点110发送到用户设备115。方法500可由网络编码节点105和/或传输节点110的处理器405执行。
方法500开始，并且在一个实施例中，处理器405将来自网络编码节点105的有限域205通过传输节点110传送505到用户设备115。处理器405可生成有限域205。另选地，可从文件检索有限域205。
处理器405接收510数据分组215。数据分组215可被组织为分组集成240。在一个实施例中，处理器405对数据分组215进行调整大小515。如图3C所示，处理器可通过计算指定的分组长度l 315，将来自具有大于l个子分组305的长数据分组215的子分组305分发给具有小于l个子分组305的短数据分组215，并将空子分组310附到具有小于l个子分组305的短数据分组215来对数据分组215进行调整大小515。
处理器405可生成520编码向量210。在特定实施例中，处理器405通过从有限域205随机地选择元素来将编码向量210生成为包括k个编码系数
Figure BDA0001637104740000121
每个系数c是有限域205的成员。
在一个实施例中，处理器405作为有限域205的函数将来自第一数据集成240的k个调整大小的数据分组230编码525为r个RLNC分组220。值k可以是整数并且可作为资源分配280和数据业务特性285的函数来计算。可选择值k以使得RLNC分组220和/或PDU 255不超过用户设备115的缓冲空间。在一个实施例中，r≥k。例如，至少一个数据分组215可利用两个或更多个编码向量210被编码为两个或更多个RLNC分组220，并且两个或更多个RLNC分组220被传送到用户设备115。结果，一些RLNC分组220可能冗余。另外，一些RLNC分组220可包括冗余的RLNC子分组365。
处理器405可将多个k个数据分组p1,...,pk215编码525为多个r个RLNC分组220。每个RLNC分组R 220可如公式1所示地计算，其中i是索引号，pi是数据分组215，[c1,c2,...,ck]是编码向量。
Figure BDA0001637104740000131
数据分组p1,...,pk215可各自具有l个子分组。因此，公式1产生具有l RLNC子分组r1,r2,...,rl 365的RLNC分组R 220。更具体地，如公式2所示，可如下公式所示地获得第jRLNC子分组rj 365，其中i是索引号，[c1,c2,...,ck]是编码向量210，
Figure BDA0001637104740000132
分别是p1,...,pk中的第j子分组305。
Figure BDA0001637104740000133
处理器405可将多个RLNC分组220分配530给多个PDU 255。RLNC分组220的RLNC子分组365可在通信栈的物理层被分配给PDU 255。如图3D所示，每个PDU 255可由来自多个数据集成240中的各个数据集成的一个RLNC分组220和/或来自多个数据集成240中的各个数据集成240的一个RLNC子分组365填充。另选地，如图3E所示，每个PDU 255最初由来自第一RLNC分组220a的RLNC子分组365填充，随后由来自第二RLNC分组220b的RLNC子分组365填充。
在一个实施例中，处理器405发送535具有RLNC分组220的PDU 255。PDU 255和/或RLNC分组220可由选择的传输节点110发送535。在一个实施例中，PDU 255和/或RLNC分组220由随机选择的传输节点110发送535。处理器405可迭代地发送535分配给PDU 255的RLNC分组220。
在特定实施例中，处理器405将PDU 255和/或RLNC分组220从两个或更多个传输节点110发送535到用户设备115。在一个实施例中，PDU 255和/或RLNC分组220的传输535被调节以使得PDU 255和/或RLNC分组220不超过用户设备115的缓冲空间。
处理器405可发送535PDU 255和/或RLNC分组220，直至处理器确定545解码反馈指示从所发送的RLNC分组220将分组集成240解码。在一个实施例中，处理器405从用户设备115接收540解码反馈。解码反馈可选自由下述组成的组：分组集成240可被解码的指示(称为RLNC ACK)、RLNC分组220的接收的确认(可被称为分组ACK)、将分组集成240解码所需的附加RLNC分组220的指示、所接收的RLNC分组240的数量的指示、未接收到RLNC分组220之一的否定确认——其可被称为分组NACK、以及指示用户设备110没有足够的RLNC分组220来将分组集成240解码的否定确认。分组ACK和分组NACK可以是物理层处的信令。例如，分组ACK可以是混合ARQ确认，分组NACK可以是混合ARQ否定确认。解码反馈可包括集成号260。
解码反馈可指示对用户设备115的可用存储器空间。在一个实施例中，解码反馈包括指示没有接收到第一RLNC分组220的重传请求。重传请求可被称为HARQ-NACK。响应于重传请求，可重传535第一RLNC分组220。
处理器405可确定545所发送的分组集成240是否被解码。如果来自用户设备115的解码反馈包括分组集成240的所有子分组305已被用户设备115接收的指示，则分组集成240可被解码。另选地，如果来自用户设备115的解码反馈包括分组集成240可被解码的指示，则分组集成240可被认为被解码。
如果所发送的分组集成240未被认为被解码，则处理器405可迭代地生成520另一编码向量210并对用于分组集成240的另一RLNC分组220进行编码525，将编码的RLNC分组220分配给另一PDU 255，并发送535该PDU 255。如果处理器405确定545分组集成240被解码，则处理器405可在下一分组集成240中接收510附加数据分组215。
图5B是示出RLNC分组解码方法600的一个实施例的示意性流程图。方法600可在用户设备115处将RLNC分组220和/或PDU 255解码。方法600可由用户设备115的处理器405执行。
方法600开始，并且在一个实施例中，处理器405从网络编码节点105接收605有限域205。处理器405还可从传输节点110接收610PDU 255和/或RLNC分组220。
处理器405可从RLNC分组220确定615编码向量210。编码向量210可从RLNC分组220提取。如果还未创建传递矩阵330，则处理器405创建由单行组成的传递矩阵330。该单行可被设定到提取的编码向量210。
在一个实施例中，处理器405将解码反馈传送620给网络编码节点105。解码反馈可包括集成号260。在特定实施例中，解码反馈包括RLNC分组220和/或PDU 255的接收的确认。
处理器405可确定625一个或更多个提取的增量编码向量210是否扩增传递矩阵330。如果包括增量编码向量210被添加到传递矩阵330作为传递矩阵330的附加行的传递矩阵330的测试矩阵335具有比传递矩阵330更高的秩，则增量编码向量210可扩增传递矩阵330。
如果增量编码向量210没有扩增传送矩阵330，则处理器405可丢弃635增量编码向量210。另外，处理器405可传送650解码反馈，该解码反馈具有需要附加RLNC分组220以将分组集成240解码的指示、指示用户设备115没有足够的RLNC分组220以将分组集成240解码的否定确认、或其组合。处理器405还可接收610下一RLNC分组220和/或PDU 255。
如果增量编码向量210扩增了传递矩阵330，则处理器405可通过将增量编码向量210添加为传递矩阵330的行来利用增量编码向量210扩展630传递矩阵330。处理器405还可确定640分组集成240是否可被解码。例如，如果可从k个RNLC分组220解码n个原始数据分组215，则处理器405可确定640分组集成240可被解码。
如果分组集成240不能被解码，则处理器405可继续接收610RLNC分组220和/或PDU255并传送620解码反馈，该解码反馈具有从n个原始数据分组将分组集成240解码所需的附加RLNC分组220的指示、所接收的RLNC分组220的数量的指示、指示用户设备115没有足够的RLNC分组220以将分组集成240解码的否定确认、或其组合。
如果分组集成240可被解码，则处理器405可传送645解码反馈，该解码反馈指示分组集成240可从所接收的k个RLNC分组220解码。处理器405可将RLNC分组220解码645并且方法600结束。处理器405可计算包括系数c的k个编码向量
Figure BDA0001637104740000161
210的系数矩阵M。系数可从有限域205随机地选择。处理器405可使用公式3来将多个k RLNC分组ri 365解码645，其中pi是数据分组215和/或调整大小的数据分组230，M-1是系数矩阵M的逆矩阵。
[p1,p2...pk]＝M-1·[r1,r2,...rk]T 公式3
实施例迭代地将分组集成240的数据分组215编码为RLNC分组220，并将分配给一个或更多个PDU 255的RLNC分组220从两个或更多个传输节点110发送到用户设备115。可发送冗余RLNC分组220和/或PDU 255。用户设备115可利用来自所接收的RLNC分组220的编码向量210来扩展传送矩阵330，直至分组集成240可被解码。由于即使PDU 255丢失或者RLNC分组220未被恢复，实施例也可继续扩展传递矩阵330，所以传输性能的下降得以缓解。另外，传输的可靠性增加。结果，可高可靠性地采用更高的无线频率125和传输速率。另外，两个或更多个传输节点110可与用户设备115可靠地通信。
实施例可按照其他具体形式来实践。所描述的实施例在所有方面均仅被认为是例示性的而非限制性的。因此，本发明的范围由所附权利要求书而非由前面的描述来指示。落在权利要求书的等同物的含义和范围内的所有改变均将涵盖在其范围内。

Claims (19)

1.一种用于随机线性网络编码数据传输的方法，包括：
通过使用处理器，将有限域传送到用户设备；
接收k个数据分组的集合，其中，所述k个分组中的至少两个具有不同的分组长度；
对所述k个数据分组进行调整大小，以生成相等分组长度的k个分组；
作为所述有限域的函数将来自第一数据集成的k个调整大小的数据分组编码为r个随机线性网络编码(RLNC)分组，其中，r≥k，并且每个RLNC分组包括编码向量、RLNC子分组、以及识别所述第一数据集成的集成号；
从所述用户设备接收解码反馈；
迭代地将所述RLNC分组从两个或更多个传输节点发送到所述用户设备，直至所述解码反馈指示从所发送的RLNC分组将分组集成解码，其中，每个RLNC分组由选择的传输节点发送；以及
确定所述用户设备将继续接收所述RLNC分组的用户设备不活动定时器，其中，所述不活动定时器响应于所述用户设备将所述分组集成解码的解码反馈而减小，并且其中，所述不活动定时器被传送给传输节点。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述解码反馈选自由下述组成的组：所述分组集成被解码的指示、第一RLNC分组的接收的确认、将所述分组集成解码所需的附加RLNC分组的指示、所接收的RLNC分组的数量的指示、没有接收到所述RLNC分组中的一个的否定确认、以及所述用户设备没有足够的RLNC分组来将所述分组集成解码的否定确认。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述解码反馈是指示没有接收到第一RLNC分组的重传请求，并且其中，响应于所述重传请求重传所述第一RLNC分组。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，对多个k个数据分组进行编码的步骤包括：
计算包括从所述有限域随机地选择的系数的k个编码向量
Figure FDA0002942677380000021
的系数向量；以及
将多个k个数据分组p1,...,pk编码为多个r个RLNC分组，其中，每个RLNC分组ri被计算为
Figure FDA0002942677380000022
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个数据分组通过以下步骤而被调整大小：
计算指定的分组长度l，其中，l大于或等于所述多个数据分组中的子分组的总数除以k；
将来自具有大于l个子分组的长数据分组的子分组分发到具有小于l个子分组的短数据分组；以及
将空分组附到具有小于l个子分组的短数据分组。
6.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括确定所述用户设备将继续接收所述RLNC分组的用户设备不活动定时器，其中，响应于所述用户设备将所述分组集成解码的解码反馈，所述不活动定时器小于初始不活动定时器值。
7.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括作为资源分配和数据业务特性的函数来计算k，所述数据业务特性包括分组到达要求和延迟要求中的一个或更多个。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，k是整数并且被选择以使得所述RLNC分组不超过所述用户设备的缓冲空间，并且其中，所述RLNC分组的发送被调节以使得所述RLNC分组不超过所述用户设备的所述缓冲空间。
9.一种用于随机线性网络编码数据传输的方法，包括：
通过使用处理器来接收k个随机线性网络编码(RLNC)分组，其中，所述k个RLNC分组中的每一个从n个原始数据分组构造；
恢复与所述k个RLNC分组对应的k个编码向量；
确定是否能够从所述k个RNLC分组将所述n个原始数据分组解码；
如果所述n个原始数据分组能够被解码，则传送指示从所接收的k个RLNC分组将分组集成解码的解码反馈并且减小用户设备将继续接收所述RLNC分组的用户设备不活动定时器值；以及
如果所述n个原始数据分组无法被解码，则传送指示从所述n个原始数据分组将所述分组集成解码所需的RLNC分组的数量的解码反馈。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，如果测试矩阵具有比传递矩阵高的秩，则增量编码向量扩增所述传递矩阵，其中，所述测试矩阵包括所述编码向量作为所述传递矩阵的附加行被添加到所述传递矩阵的所述传递矩阵。
11.根据权利要求9所述的方法，所述方法还包括：
接收有限域；
计算包括从所述有限域随机地选择的系数c的k个编码向量
Figure FDA0002942677380000031
的系数矩阵M，其中，所述系数矩阵具有逆矩阵M-1，多个k个数据分组p1,...,pk被编码为多个r个RLNC分组，其中，每个RLNC分组ri被计算为
Figure FDA0002942677380000032
以及
将多个k个RLNC分组ri解码为M-1·[r1,r2,...rk]T。
12.根据权利要求9所述的方法，其中，所述解码反馈包括用户设备的可用存储器空间。
13.一种用于随机线性网络编码数据传输的设备，包括：
处理器，执行以下操作：
将有限域传送到用户设备；
接收k个数据分组的集合，其中，所述k个分组中的至少两个具有不同的长度；
对所述k个数据分组调整大小，以生成相等长度的k个分组；
作为所述有限域的函数将来自第一数据集成的k个调整大小的数据分组编码为r个随机线性网络编码(RLNC)分组，其中，r≥k，并且每个RLNC分组包括编码向量、RLNC子分组以及识别所述第一数据集成的集成号；
从所述用户设备接收解码反馈；
迭代地将所述RLNC分组从两个或更多个传输节点发送到所述用户设备，直至所述解码反馈指示从所发送的RLNC分组将分组集成解码，其中，每个RLNC分组由选择的传输节点发送；并且
确定所述用户设备将继续接收所述RLNC分组的用户设备不活动定时器，其中，所述不活动定时器响应于所述用户设备将所述分组集成解码的解码反馈而减小，并且其中，所述不活动定时器被传送给传输节点。
14.根据权利要求13所述的设备，其中，所述解码反馈选自由下述组成的组：所述分组集成被解码的指示、第一RLNC分组的接收的确认、将所述分组集成解码所需的附加RLNC分组的指示、所接收的RLNC分组的数量的指示、没有接收到所述RLNC分组中的一个的否定确认以及所述用户设备没有足够的RLNC分组来将所述分组集成解码的否定确认。
15.根据权利要求13所述的设备，其中，所述解码反馈是指示没有接收到第一RLNC分组的重传请求，并且其中，响应于所述重传请求重传所述第一RLNC分组。
16.根据权利要求13所述的设备，其中，对多个k个数据分组进行编码的操作包括：
计算包括从所述有限域随机地选择的系数的k个编码向量
Figure FDA0002942677380000051
的系数向量；以及
将多个k个数据分组p1,...,pk编码为多个r个RLNC分组，其中，每个RLNC分组ri被计算为
Figure FDA0002942677380000052
17.一种用于随机线性网络编码数据传输的设备，包括：
处理器，执行以下操作：
通过使用处理器来接收k个随机线性网络编码(RLNC)分组，其中，所述k个RLNC分组中的每一个从n个原始数据分组构造；
恢复与所述k个RLNC分组对应的k个编码向量；
确定是否能够从所述k个RNLC分组将所述n个原始数据分组解码；
如果所述n个原始数据分组能够被解码，则传送指示从所接收的k个RLNC分组将分组集成解码的解码反馈并且减小用户设备将继续接收所述RLNC分组的用户设备不活动定时器值；并且
如果所述n个原始数据分组无法被解码，则传送指示从所述n个原始数据分组将所述分组集成解码所需的RLNC分组的数量的解码反馈。
18.根据权利要求17所述的设备，其中，如果测试矩阵具有比传递矩阵高的秩，则增量编码向量扩增所述传递矩阵，其中，所述测试矩阵包括所述编码向量作为所述传递矩阵的附加行被添加到所述传递矩阵的所述传递矩阵。
19.根据权利要求17所述的设备，所述处理器还执行以下操作：
接收有限域；
计算包括从所述有限域随机地选择的系数c的k个编码向量
Figure FDA0002942677380000053
的系数矩阵M，其中，所述系数矩阵具有逆矩阵M-1，多个k个数据分组p1,...,pk被编码为多个r个RLNC分组，其中，每个RLNC分组ri被计算为
Figure FDA0002942677380000061
以及
将多个k个RLNC分组ri解码为M-1·[r1,r2,...rk]T。
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