CN110838897A - 空间信息网下行组播场景的高能效网络编码harq传输机制 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种基于空间信息网下行组播场景的高能效网络编码HARQ传输机制的数据传输方法、装置、通信设备和存储介质。所述方法包括：获取接收方为第一接收节点的第一数据包，发送所述第一数据包；获取第一数据包对应的第一解码结果；当根据所述第一解码结果确定所述第一数据包在所述第一接收节点为未解码成功时，获取所述第一接收节点已解码成功的第二数据包；根据所述第一数据包以及所述第二数据包进行逻辑编码，得到编码数据包；将所述编码数据包发送给第一接收节点，所述编码数据包用于指示所述第一接收节点根据所述编码数据包以及所述第二数据包进行对应的逻辑计算，得到所述第一数据包。采用本方法能够提高数据传输的有效性。

Description

空间信息网下行组播场景的高能效网络编码HARQ传输机制
技术领域
本申请涉及通信技术领域，特别是涉及一种基于空间信息网下行组播场景的高能效网络编码HARQ传输机制的数据传输方法、装置、通信设备和存储介质。
背景技术
随着通信技术的发展以及智能设备的广泛应用，越来越多的人使用智能设备进行通信，智能设备之间实现通信主要依靠地面网络技术和卫星通信技术。由于地面网络容易受到地形地貌的影响，使得现有的地面网络逐渐不能满足数量巨大的智能设备不断增长的通信需求，特别是在远程监控网络和极端地形区域的情况下，地面网络通信效果较差。卫星通信技术是利用人造地球卫星作为中继站来转发无线电波，从而实现两个或多个地球站之间通信的技术，卫星通信技术不受通信两点间任何复杂地理条件的限制，成为通信领域重要的通信方式。
然而，在卫星通信系统中，经常存在因为各种因素导致数据传输失败的情况，因此需要多次进行传输，导致卫星通信系统的数据传输的有效性较低。
发明内容
基于此，有必要针对上述卫星通信系统的数据传输的有效性较低的技术问题，提供一种能够提高数据传输的有效性的基于空间信息网下行组播场景的高能效网络编码HARQ传输机制的数据传输方法、装置、通信设备和存储介质。
一种基于空间信息网下行组播场景的高能效网络编码HARQ传输机制的数据传输方法，所述方法包括：获取接收方为第一接收节点的第一数据包，发送所述第一数据包；获取第一数据包对应的第一解码结果；当根据所述第一解码结果确定所述第一数据包在所述第一接收节点为未解码成功时，获取所述第一接收节点已解码成功的第二数据包；根据所述第一数据包以及所述第二数据包进行逻辑编码，得到编码数据包；将所述编码数据包发送给第一接收节点，以指示所述第一接收节点根据所述编码数据包以及所述第二数据包进行对应的逻辑计算，得到所述第一数据包。
一种基于空间信息网下行组播场景的高能效网络编码HARQ传输机制的数据传输装置，所述装置包括：第一数据包获取模块，用于获取接收方为第一接收节点的第一数据包，发送所述第一数据包；第一解码结果获取模块，用于获取第一数据包对应的第一解码结果；第二数据包获取模块，用于当根据所述第一解码结果确定所述第一数据包在所述第一接收节点为未解码成功时，获取所述第一接收节点已解码成功的第二数据包；编码数据包得到模块，用于根据所述第一数据包以及所述第二数据包进行逻辑编码，得到编码数据包；编码数据包发送模块，用于将所述编码数据包发送给第一接收节点，以指示所述第一接收节点根据所述编码数据包以及所述第二数据包进行对应的逻辑计算，得到所述第一数据包。
一种通信设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述数据传输方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述数据传输方法的步骤。
上述基于空间信息网下行组播场景的高能效网络编码HARQ传输机制的数据传输方法、装置、通信设备和存储介质，通过发送接收方为第一接收节点的第一数据包并获取第一数据包对应的第一解码结果，从而能够根据第一解码结果获知第一接收节点是否成功解码第一数据包，当第一解码结果确定第一接收节点未成功解码第一数据包时，可以获取第一接收节点已成功解码的第二数据包，并根据第一数据包以及第二数据包得到编码数据包，并发送编码数据包，当第一接收节点成功解码编码数据包后，可以根据编码数据包以及第二数据包得到第一数据包，从而提高了数据传输的灵活性，使得在第一数据包未被第一接收节点成功解码的情况下，可以借助第一接收节点已经成功解码的第二数据包来得到第一数据包，这样，不需要一直重复发送第一数据直到第一接收节点成功解码第一数据包，因此减少了数据包的传输次数，从而提高了数据传输的有效性。
一种基于空间信息网下行组播场景的高能效网络编码HARQ传输机制的数据传输方法，由第一接收节点执行，所述方法包括：
接收发送节点发送的编码数据包，所述编码数据包是根据第一数据包和第二数据包进行逻辑计算得到的，所述第一数据包的接收方为所述第一接收节点，所述编码数据包是当确定所述第一接收节点未解码成功所述第一数据包时发送的；
根据所述编码数据包中指示的第二数据包标识获取所述第二数据包，所述第二数据包为所述第一接收节点中已解码成功的数据包；
根据所述第二数据包以及所述编码数据包进行对应的逻辑计算，得到所述第一数据包。
一种基于空间信息网下行组播场景的高能效网络编码HARQ传输机制的数据传输装置，所述装置包括：编码数据包接收模块，用于接收发送节点发送的编码数据包，所述编码数据包是根据第一数据包和第二数据包进行逻辑计算得到的，所述第一数据包的接收方为所述第一接收节点，所述编码数据包是当确定所述第一接收节点未解码成功所述第一数据包时发送的；第二数据包得到模块，用于根据所述编码数据包中指示的第二数据包标识获取所述第二数据包，所述第二数据包为所述第一接收节点中已解码成功的数据包；第一数据包得到模块，用于根据所述第二数据包以及所述编码数据包进行对应的逻辑计算，得到所述第一数据包。
一种通信设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述数据传输方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述数据传输方法的步骤。
上述基于空间信息网下行组播场景的高能效网络编码HARQ传输机制的数据传输方法、装置、通信设备和存储介质，通过接收发送节点发送的编码数据包，该编码数据包是根据第一数据包以及第一接收节点已解码成功的第二数据包进行逻辑计算得到的，且该编码数据包是当确定所述第一接收节点未解码成功所述第一数据包时发送的，因此可以使得第一接收节点在没有直接解码成功第一数据包的情况下，可以通过第二数据包和编码数据包进行对应的逻辑计算，间接得到需要的第一数据包，从而提高了数据传输的灵活性，这样，不需要一直重复发送第一数据直到第一接收节点成功解码第一数据包，因此减少了数据包的传输次数，从而提高了数据传输的有效性。
附图说明
图1为一些实施例中数据传输方法的应用场景图；
图2为一些实施例中数据传输方法的流程示意图；
图3为一些实施例中数据传输方法的交互示意图；
图4为一些实施例中数据传输方法的流程示意图；
图5a为一些实施例中数据传输方法对应的仿真结果图；
图5b为一些实施例中数据传输方法对应的仿真结果图；
图5c为一些实施例中数据传输方法对应的仿真结果图；
图5d为一些实施例中数据传输方法对应的仿真结果图；
图5e为一些实施例中数据传输方法对应的仿真结果图；
图6a为一些实施例中数据传输方法对应的仿真结果图；
图6b为一些实施例中数据传输方法对应的仿真结果图；
图6c为一些实施例中数据传输方法对应的仿真结果图；
图7为一些实施例中数据传输方法中目标信噪比得到步骤的流程示意图；
图8为一些实施例中数据传输方法对应的仿真结果图；
图9为一些实施例中数据传输方法的流程示意图；
图10为一些实施例中数据传输装置的结构框图；
图11为一些实施例中数据传输装置的结构框图；
图12为一些实施例中通信设备的内部结构图；
图13为一些实施例中通信设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请提供的数据传输方法，可以应用于如图1所示的应用环境中，可以是基于空间信息网下行组播场景的高能效网络编码HARQ传输机制的数据传输方法。该应用环境包括发送节点102、第一接收节点104a以及第二接收节点104b。其中，发送节点102通过网络与第一接收节点104a和第二接收节点104b通过网络进行通信。
具体的，发送节点102广播接收方为第一接收节点104a的第一数据包，当第一接收节点104a以及第二接收节点104b接收到第一数据包时，分别对第一数据包进行解码，并向发送节点102返回解码结果，当发送节点102接收到的解码结果表明第二接收节点104b成功解码第一数据包且第一接收节点104a未成功解码第一数据包时，发送节点102广播接收方为第二接收节点104b的第二数据包，当第一接收节点104a以及第二接收节点104b接收到第一数据包时，分别对第二数据包进行解码，并向发送节点102返回解码结果，当发送节点102接收到的解码结果表明第一接收节点104a成功解码第二数据包且第二接收节点104b未成功解码第二数据包时，发送节点102根据第一数据包以及第二数据包进行逻辑编码，得到对应的编码数据包，并对编码数据包进行广播，当第一接收节点104a接收并成功解码编码数据包时，可以根据第二数据包和编码数据包进行对应的逻辑计算得到第一数据包，当第二接收节点104b接收并成功解码编码数据包时，可以根据第一数据包和编码数据包进行对应的逻辑计算得到第二数据包。
在一些实施例中，发送节点102、第一接收节点104a以及第二接收节点104b为处于空间信息网络(Space Information Network,SIN)中的节点。其中，发送节点102可以为空间信息网络中的卫星节点，接收节点可以为空间信息网络中的地面节点。发送节点102通过空间信息网络与第一接收节点104a和第二接收节点104b通过空间信息网络进行通信以及数据包的传输。
SIN是以地面终端和空间节点(分布在不同高度的卫星、升空平台等)为载体，通过动态建链组网，实时获取、传输和处理海量数据，实现空、天、地一体化的综合通信网络。SIN能为导航、定位、航空航天、深空探测等重大应用提供实时服务。SIN能够支持近实时和大容量服务，如多媒体多播流以及视频系统监控等。
随着智能终端设备的快速增长，现有的地面网络逐渐不能满足数量巨大的泛在智能设备不断增长的通信需求，特别是在远程/监控网络和极端地形区域。考虑到卫星的覆盖范围无处不在，可以覆盖上述偏远地区，基于卫星的空间信息网这种系统架构成为一种极具吸引力的解决方案。低地球轨道(Low-Earth-Orbit,LEO)卫星具有可全球覆盖、传播延迟低和路径损耗小的特点，因此适合用于构建SIN，并且基于下一代高通量卫星(HighThroughput Satellite,HTS)的迅速发展，SIN能够支持近实时和大容量服务，如多媒体多播流、视频系统监控等。同时，空间通信的一些特有特性，如长时延、链路易中断、信道衰落大等，造成地面网络使用的传输控制协议/因特网互联协议(Transmission ControlProtocol/Internet Protocol,TCP/IP)不再适用于我们构建的SIN网络。时延容忍网络(Delay/disruption Tolerant Networking,DTN)的传输层LTP(Licklider TransmissionProtocol)传输协议由于适应空间通信的环境特点，被广泛地用于空间信息网络中。因此，基于LTP协议设计高效的传输机制，能够在一定程度上满足大容量数据的传输业务。
其中，发送节点可以是用独立的卫星或者是多个卫星组成的卫星集群来实现。接收节点可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑和便携式可穿戴设备。
可以理解，上述应用场景仅是一种示例，并不构成对本申请实施例提供的方法的限定，本申请实施例提供的方法还可以应用在其他场景中。
在一些实施例中，如图2所示，提供了一种基于空间信息网下行组播场景的高能效网络编码HARQ传输机制的数据传输方法，其中，HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)为混合自动重传请求，以该方法应用于图1中的发送节点102为例进行说明，包括以下步骤：
S202，获取接收方为第一接收节点的第一数据包，发送第一数据包。
具体的，第一数据包为第一接收节点需要的数据包，接收方为第一接收节点的第一数据包是指该第一数据包是需要发送到第一接收节点的。数据包(Packet)是通信传输中的数据单位。
在一些实施例中，数据包可以为常规数据包(Regular Packet，RP)。常规数据包为满足接收方需要的数据包类型，在传输中常规数据包可以采用重复冗余代码块的形式传输，即对于每次传输，使用相同的编码将常规数据包编码到重复冗余代码块中。
在一些实施例中，当第一接收节点向发送节点请求数据包时，发送节点可以获取第一数据包并发送第一数据包。
在一些实施例中，发送节点可以主动发送接收方为第一接收节点的第一数据包，例如，发送节点可以为空间信息网络中的卫星节点，当上行链路常规数据分组的请求对象来自卫星节点或者没有上行链路时，地面节点可以直接从卫星节点请求数据，卫星节点向地面节点广播地面节点请求的数据包。
在一些实施例中，可以通过广播的方式发送第一数据包，在广播域内的通信设备可以接收并解码第一数据包。例如，当发送节点为SIN中的卫星节点时，卫星节点可以通过广播的方式发送第一数据包，由于卫星的广播特性，在卫星广播域内的地面节点A和地面节点B都能无差别地接收到卫星节点发送给地面节点A的数据包并解码，地面节点A和地面节点B都有可能成功解码第一数据包。
在一些实施例中，发送节点重复发送第一数据包，直到存在通信设备成功解码第一数据包。例如，发送节点可以为空间信息网络中的卫星节点，卫星节点广播第一数据包，在卫星广播域中的地面节点A和地面节点B可以同时对第一数据包进行解码成功，也可以是地面节点A先解码成功第一数据包或者地面节点B先解码成功第一数据包，卫星节点可以重复发送第一数据包，直到地面节点A成功解码第一数据包或地面节点B成功解码第一数据包中的一种情况发生。
在一些实施例中，发送节点重复发送第一数据包，当重复发送的次数达到预设次数时，停止发送第一数据包。其中，预设次数可以是预先设置的发送次数。例如，卫星节点重复发送第一数据包时，卫星节点可以记录第一数据包的发送次数，当第一数据包的发送次数达到预设次数时，不存在对第一数据包解码成功的解码结果，则卫星节点停止发送第一数据包，此时，表示第一数据包发送失败。
S204，获取第一数据包对应的第一解码结果。
具体的，解码结果用于表示解码的结果，可以为解码失败或解码成功。第一解码结果用于表示对第一数据包进行解码的结果，可以包括来自于多个通信设备对第一数据包进行解码后反馈的解码结果。接收并解码第一数据包的通信设备可以在对第一数据包进行解码，将解码结果返回给发送节点。
在一些实施例中，可以采用可靠的传输机制实现解码结果的返回。解码结果可以为确认信号(Acknowledgement,ACK)或者否定确认信号(Negative Acknowledgement,NACK)。例如，可以利用混合自动重传请求(Hybrid Automatic Repeat reQuest,HARQ)。HARQ是前向纠错编码(Forward Error Correction,FEC)与自动重传请求(AutomaticRepeat-reQuest，ARQ)的结合。HARQ在接收端使用FEC技术纠正所有错误中能够纠正的错误数据包，对于FEC无法纠正的错误数据包，反馈否定确认信号请求重新发送相同的数据包，即当接收端译码失败时，会反馈NACK并存储错误的信息，并采用软合并技术进行分集合并发送端重新发送的错误数据包，从而产生分集增益来减少重传次数。接收端如果对接收到的数据包解码成功，则反馈确认信号给发送端。其中，FEC的原理是给信息位加上可以在接收端用来重构原始信息的纠错冗余信息，即在接收端FEC技术使得部分错误能够直接在接收端被纠正。对于ARQ传输机制，如果接收端译码成功，则反馈ACK给发送端，如果译码失败，则反馈NACK发送端并丢弃错误信息，发送端可以重传错误数据包直到成功解码。
S206，当根据第一解码结果确定第一数据包在第一接收节点为未解码成功时，获取第一接收节点已解码成功的第二数据包。
具体的，第二数据包为发送节点发送的第一接收节点成功解码并存储的数据包。其中，存储可以是暂存。可以是在接收到第一接收节点的NACK信号时确定第一接收节点为未解码成功。也可以是在未接收到第一接收节点的ACK信号时确定第一接收节点为未解码成功。
在一些实施例中，第二数据包为发送节点发送的其他通信设备需要的数据包。第二数据包可以为发送节点广播的其他通信设备需要的数据包，第一接收节点可以成功解码并暂存第二数据包。
在一些实施例中，第二数据包为成功解码第一数据包的通信设备需要的数据包。第一数据包可以是发送节点通过广播的方式发送的，其他通信设备可以成功解码并暂存第一数据包，因此，成功解码第一数据包的通信设备可以为需要第二数据包的设备。例如，卫星节点可以广播地面节点A需要的第一数据包，当地面节点A未成功解码第一数据包时，地面节点B可以成功解码第一数据包，卫星节点可以广播地面节点B需要的第二数据包，当地面节点B未成功解码第二数据包时，地面节点A可以成功解码第二数据包。
如图3所示，在信息交互过程中，节点可以采用半双工方式进行数据传输，每个阶段可以采用HARQ机制。图中的卫星表示卫星节点，UA表示地面节点A，UB表示地面节点B，如表1所示，为图3中各个字符串或者符号所表示的含义。
Figure BDA0002269761920000061
为地面节点A需要的常规数据包，为地面节点B需要的常规数据包，和
Figure BDA0002269761920000062
中的RP表示常规数据包，下标d表示数据包为下行数据包，S表示卫星节点，
Figure BDA0002269761920000065
中的A表示地面节点A，
Figure BDA0002269761920000066
中的B表示地面节点B。地面节点处的灰色矩形框表示的是解码常规数据包失败的情况，图中的“×”也用于表示解码常规数据包失败的情况，白色矩形框表示的是解码常规数据包成功的情况。图3中包括第一阶段和第二阶段，从图3中可以在看出，在第一阶段中，卫星节点广播常规数据包和
Figure BDA0002269761920000073
地面节点A和地面节点B接收并解码常规数据包
Figure BDA0002269761920000074
和
Figure BDA0002269761920000075
当地面节点B成功解码常规数据包
Figure BDA0002269761920000076
时，地面节点A仍未成功解码常规数据包
Figure BDA0002269761920000077
当地面节点A成功解码常规数据包
Figure BDA0002269761920000078
时，地面节点B仍未成功解码常规数据包
Figure BDA0002269761920000079
表1
Figure BDA0002269761920000071
在一些实施例中，当根据第一解码结果确定第一数据包在第一接收节点为解码成功时，完成第一数据包的传输，不再重复发送第一数据包。
S208，根据第一数据包以及第二数据包进行逻辑编码，得到编码数据包。
具体的，逻辑编码指的是对多于一个的数据包进行逻辑计算，得到逻辑计算后的数据包，即编码数据包。编码数据包可以理解为传输需要的数据包的过程类数据包，第一接收节点和第二接收节点可以通过对应的逻辑计算得到需要的数据包。
在一些实施例中，可以是超过预设时长或者是第一数据包的重传次数达到预设次数后再根据第一数据包以及第二数据包进行逻辑编码，得到编码数据包。否则，可以继续传输第一数据包。
在一些实施例中，编码数据包可以为网络编码数据包(Network coded packet，NCP)，NCP为用于传输数据包的过程类数据包，可以通过相应操作来得到接收节点需要的数据包。NCP是一种常见的提高系统吞吐量的有效方法，它通过将多个通信设备的数据包组合成一个网络编码数据包来提高吞吐量。例如，可以将常规数据包
Figure BDA00022697619200000710
和常规数据包
Figure BDA00022697619200000711
组合为一个网络编码数据包NCPd，NCPd中的下标d用于表示下行数据包。
S210，将编码数据包发送给第一接收节点，以指示第一接收节点根据编码数据包以及第二数据包进行对应的逻辑计算，得到第一数据包。
具体的，对应的逻辑计算可以是生成编码数据包时采用的方法。例如，利用方法F，根据常规数据包
Figure BDA00022697619200000712
和常规数据包
Figure BDA00022697619200000713
得到网络编码数据包NCPd，当地面节点A接收到网络编码数据包NCPd时，可以采用方法F，根据网络编码数据包NCPd和常规数据包
Figure BDA00022697619200000714
得到常规数据包
Figure BDA00022697619200000715
在一些实施例中，发送节点发送编码数据包时，还发送编码数据包类型或用于标识编码数据包类型的数据包类型标识，数据包类型标识用于标识数据包的类型，数据包的类型可以包括常规数据包和编码数据包。第一接收节点可以根据数据包类型标识判断接收到的数据包为常规数据包还是编码数据包。若判断出得到的数据包为编码数据包，则可以根据编码数据包以及第二数据包进行对应的逻辑计算，得到需要的第一数据包。
在一些实施例中，发送节点发送编码数据包接收请求，该编码数据包接收请求中可以携带编码数据包。当第一接收节点接收到编码数据包接收请求时，触发对编码数据包以及第二数据包进行对应的逻辑计算，得到第一数据包。编码数据包接收请求中可以携带数据包类型标识。
上述基于空间信息网下行组播场景的高能效网络编码HARQ传输机制的数据传输方法中，通过发送接收方为第一接收节点的第一数据包并获取第一数据包对应的第一解码结果，从而能够根据第一解码结果获知第一接收节点是否成功解码第一数据包，当第一解码结果确定第一接收节点未成功解码第一数据包时，可以获取第一接收节点已成功解码的第二数据包，并根据第一数据包以及第二数据包得到编码数据包，并发送编码数据包，当第一接收节点成功解码编码数据包后，可以根据编码数据包以及第二数据包得到第一数据包，从而提高了数据传输的灵活性，使得在第一数据包未被第一接收节点成功解码的情况下，可以借助第一接收节点已经成功解码的第二数据包来得到第一数据包，这样，不需要一直重复发送第一数据直到第一接收节点成功解码第一数据包，因此减少了数据包的传输次数，从而提高了数据传输的有效性。
例如，第一接收节点可以为空间信息网络中的第一地面节点，第二接收节点可以为空间信息网络中的地面节点，发送节点可以为空间信息网络中的卫星节点，如果卫星节点重复发送第一数据包直到第一地面节点成功解码第一数据包，并且在第一地面节点成功解码第一数据包之前，第二地面节点已成功解码第一数据包，那么第二地面节点成功解码的数据包就浪费了。而采用本申请实施例的方法，若在第一地面节点成功解码第一数据包之前，第二地面节点已成功解码第一数据包，则卫星节点不再发送第一数据包，第一地面节点可以利用编码数据包来得到第一数据包，从而减少了数据传输的次数，提高了数据传输的有效性。
在一些实施例中，根据第一数据包以及第二数据包进行逻辑编码，得到编码数据包，包括：根据第一数据包以及第二数据包进行异或计算，得到编码数据包，以指示第一接收节点根据编码数据包以及第二数据包进行异或计算，得到第一数据包。
具体的，异或(exclusive OR，XOR)是一个数学预算符，应用于逻辑运算，异或的数学符号为对于二进制0和1，异或的运算法则为：
Figure BDA0002269761920000082
则对于第一二进制数据0101和第二二进制数据0011，异或的结果为二进制数据0110，将异或得到的二进制数据0110与第一二进制数据0101进行异或，结果为第二二进制数据0011，将异或得到的二进制数据0110与第二二进制数据0011进行异或，结果为第一二进制数据0101。因此根据第一数据包以及第二数据包进行异或计算时，可以将第一数据包中的各个二进制字符与第二数据包中的对应位置的二进制字符进行异或计算，得到编码数据包，将异或得到的编码数据包与第二数据包进行异或，可以得到第一数据包。如图3中的①所示，卫星节点将被地面节点B成功解码的常规数据包
Figure BDA0002269761920000091
和被地面节点A成功解码的常规数据包
Figure BDA0002269761920000092
进行异或运算，得到网络编码数据包
Figure BDA0002269761920000093
在第二阶段对
Figure BDA0002269761920000094
进行发送，从而可以使的在地面节点A处将常规数据包
Figure BDA0002269761920000095
与网络数据包NCPd进行异或，得到常规数据包
Figure BDA0002269761920000096
在地面节点B处将常规数据包与网络数据包NCPd进行异或，得到常规数据包
Figure BDA0002269761920000098
举个实际的例子，假设第一数据包为“0101”，第二数据包为“0011”，则编码数据包为“0110”。
上述本申请实施例，发送节点采用异或的计算方法根据第一数据包以及第二数据包得到编码数据包，第一接收节点用异或的计算方法根据编码数据包以及第二数据包得到第一数据包，计算方法简单，计算速度快，减少了获取第一数据包的时间。
在一些实施例中，发送第一数据包，包括：广播第一数据包；该方法还包括：当根据第一解码结果确定第一数据包已被其他节点解码成功时，停止广播第一数据包，确认第一数据包在第一接收节点为未解码成功。
具体的，其他节点为可以接收并成功解码第一数据包的通信设备，第一解码结果包括来自各个解码第一数据包所反馈的解码结果。发送节点可以广播第一数据包，广播域中的各个接收节点可以接收并解码第一数据包，并向发送节点反馈解码结果，发送节点根据来自与各个接收节点的解码结果，判断成功解码第一数据包的接收节点，当根据第一解码结果判断第一数据包虽然未被第一接收节点解码成功，但被其他节点解码成功，则发送节点可以停止广播第一数据包，并确认第一数据包在第一接收节点为未解码成功。其中，广播域为网络中所有能接收到相同广播消息的通信设备的集合。
在一些实施例中，解码结果包括用于标识节点的节点标识，例如，用于标识第一接收节点的标识。当发送节点根据第一解码结果确定第一数据包已被其他节点解码成功时，可以从解码结果中获取成功解码第一数据包的节点对应的节点标识，并记录下成功解码第一数据包的节点对应的节点标识。
上述本申请实施例中，当根据第一解码结果判断第一数据包虽然未被第一接收节点解码成功，但被其他节点解码成功时，停止广播第一数据包，可以利用第一接收节点已解码成功的第二数据包和根据第一数据包和第二数据包得到的编码数据包，使得第一接收节点间接的得到需要的第一数据包。从而，不需要重复的广播第一数据包，直到第一接收节点成功解码第一数据包，提高了数据传输的灵活性，减少了数据传输的次数，从而提高了数据传输的有效性。
在一些实施例中，如图4所示，该方法还包括：
S402，广播第二数据包，第二数据包的接收方为第二接收节点。
具体的，第二接收节点为需要第二数据包的节点。
在一些实施例中，发送节点广播第二数据包，广播域中的通信设备接收并解码第二数据包，并向发送节点反馈解码结果。
S404，获取第二数据包对应的第二解码结果。
具体的，第二解码结果包括解码第二数据包的各个通信设备反馈的解码结果。发送节点可以获取各个通信设备反馈的解码结果，根据解码结果判断各个通信设备对第二数据包的解码结果为解码成功还是为未解码成功(解码失败)。
S406，当根据第二解码结果确定第二数据包已被其他节点解码成功时，停止广播第二数据包，确认第二数据包在第二接收节点为未解码成功。
具体的，其他节点指的是广播域中除第二接收节点外的节点(通信设备)。
在一些实施例中，解码结果中包括节点标识，发送节点可以获取根据第二解码结果中的节点标识，根据节点标识确定成功解码第二数据包的节点，当根据节点标识确定成功解码第二数据包的节点不是第二接收节点时，确定第二数据包已被其他节点解码成功，并停止广播第二数据包，确认第二数据包在第二接收节点为未解码成功。
在一些实施例中，可以将成功解码第二数据包的节点对应的节点标识进行记录。
步骤S206即当根据第一解码结果确定第一数据包在第一接收节点为未解码成功时，获取第一接收节点已解码成功的第二数据包，包括：
S408，当满足预设条件时，获取第一接收节点已解码成功的第二数据包；预设条件包括：根据第一解码结果确定第一数据包在第一接收节点为未解码成功且第一数据包已被第二接收节点解码成功、根据第二解码结果确定第二数据包在第二接收节点为未解码成功且第二数据包已被第一接收节点解码成功。
步骤S208即将编码数据包发送给第一接收节点，以指示第一接收节点根据编码数据包以及第二数据包进行对应的逻辑计算，得到第一数据包，包括：
S410，广播编码数据包，以指示第一接收节点根据编码数据包以及第二数据包进行对应的逻辑计算，得到第一数据包，以及以指示第二接收节点根据编码数据包以及第一数据包进行对应的逻辑计算，得到第二数据包。
具体的，发送节点首先广播第一数据包，广播域中的节点(通信设备)接收并解码第一数据包，向发送节点反馈解码结果，发送节点在收到关于第一数据包的解码成功的解码结果之前，可以重复广播第一数据包，若发送节点根据第一解码结果确定第一数据包在第一接收节点为未解码成功且第一数据包已被除第一接收节点外的其他节点解码成功，则可以停止广播第一数据包，开始广播第二数据包，发送节点在收到关于第二数据包的解码成功的解码结果之前，可以重复广播第二数据包，若发送节点根据第二解码结果确定第二数据包在第二接收节点为未解码成功且第二数据包已被除第二接收节点外的其他节点解码成功，若成功解码第一数据包的节点为第二接收节点，成功解码第二数据包的节点为第一接收节点，则根据第一数据包以及第二数据包进行逻辑编码，得到编码数据包，广播编码数据包。当第一接收节点收到编码数据包时，可以根据编码数据包以及第二数据包进行对应的逻辑计算，得到第一数据包，当第二接收节点收到编码数据包时，可以根据编码数据包以及第一数据包进行对应的逻辑计算，得到第二数据包。
举例说明，如图3所述，在第一阶段，卫星节点首先广播由UA请求常规数据包
Figure BDA0002269761920000112
地面节点解码失败时反馈NACK信号给卫星节点，卫星节点重复发送直到至少任意一个节点成功解码这个数据包，地面节点解码成功后反馈ACK给卫星节点，然后卫星节点会继续广播由UB请求的
Figure BDA0002269761920000113
如果遇到UB成功解码
Figure BDA0002269761920000114
并且UA成功解码的情况，则进入第二阶段，同时，这地面节点A和地面节点B将暂时保存各自成功解码的常规数据包以供后续步骤使用。在第二个阶段即下行链路传输中，卫星节点利用网络编码技术，对第一阶段地面节点UA和UB成功接收的常规数据包进行异或运算生成网络编码数据包NCPd，随后，卫星节点广播NCPd给两个地面节点，直到这个网络编码数据包被成功解码，然后地面节点根据之前存储的常规数据包与编码数据包进行联合解码，即对之前存储的常规数据包与编码数据包进行异或计算，从而地面节点A获得需要的常规数据包
Figure BDA0002269761920000116
地面节点B获得需要的常规数据包
上述本申请实施例中，当根据第一解码结果确定第一数据包在第一接收节点为未解码成功且第一数据包已被第二接收节点解码成功、根据第二解码结果确定第二数据包在第二接收节点为未解码成功且第二数据包已被第一接收节点解码成功时，发送节点则根据第一数据包以及第二数据包进行逻辑编码，得到编码数据包，将编码数据包进行广播，从而可以使得第一接收节点根据编码数据包以及第二数据包进行逻辑计算，得到需要的第一数据包，并且可以使得第二接收节点根据编码数据包以及第一数据包进行逻辑计算，得到需要的第二数据包，从而发送节点不需要重复发送数据包，直到数据包被对应的接收节点成功解码，因此减少了数据传输的次数，提高了数据传输的效率；并且通过广播一个编码数据包，就可以使得第一接收节点和第二接收节点得到对应的数据包，而不需要分别广播不同的数据包，从而减少了数据传输的次数，因此提高了数据传输的效率。
在一些实施例中，可以通过截断-HARQ(truncated-HARQ)来实现数据包发送次数的控制。截断-HARQ的对数据包传输次数设有传输次数上限，当数据包的传输次数达到传输次数上限仍未被成功解码，则丢弃数据包开始下一个数据包的传输。截断-HARQ在CC-HARQ(Chase-Combining HARQ，Chase合并混合自动重传请求)机制下，通过累积先前数据包和当前接收数据包来获得互信息。第k次传输的累计互信息可以表示为
Figure BDA0002269761920000111
其中，ik CC表示第k次传输的累计互信息，累计互信息的单位可以为nat/Hz/s，其中，nat(奈特)奈特是一种信息量的单位，Hz为赫兹，s为秒。xu表示在第u次传输时接收节点的SNR(SignalNoise Ratio，信噪比)，并且每次传输的信道衰落分布遵循独立且相同的分布。
在一些实施例中，将截断-HARQ应用于图4中的数据传输方法，可以得到一种传输机制，可以将得到的传输机制称为NCed HARQ(Network Coded Hybrid Automatic RepeatreQuest，网络编码HARQ)传输机制。可以将NCed HARQ传输机制应用于卫星节点和地面节点的通信，以提高卫星节点与地面节点数据传输的有效性。NCed HARQ传输机制可以是基于LTP传输协议的。
在一些实施例中，可以通过理论分析，研究了NCed HARQ传输机制的有效性指标，并得出了有效性指标的闭合表达式。
举例说明，可以研究平均传输次数，吞吐量和能量效率(Energy efficiency,EE)三个指标，以衡量NCed HARQ传输机制的有效性。
具体的，由于卫星和地面用户之间的障碍和遮挡可能导致掩蔽效应，使得LOS(Line of Sight，视距)通信难以维持，因此卫星地面链路通常用复合衰落分布来建模，这里我们选择一个更为被认可的、模拟星地链路衰落更为准确的阴影莱斯分布。在这种信道环境中，散射信号和直射信号都存在，并且直射信号满足随机的衰落模型，该分布的概率密度函数为：
Figure BDA0002269761920000121
其中，1F1(.,.,.)是合流超几何函数，表示平均SNR。Ω、2b0和m≥0分别对应于LOS成分的平均功率、多径成分的平均功率和表征衰落严重程度的参数，x是瞬时信噪比，f(x)为x的概率密度函数。
定义解码失败概率为Qk＝P{ik≤R}，即，当先前k次传输的累积互信息ik(ik与ik CC表达式相同)小于R时解码失败，其中R是带宽归一化信息传输速率。经过衰落信道后，接收端信噪比X的概率密度函数定义为fX(x)，fX(x)与f(x)的表达式相同。因此，考虑CC-HARQ传输机制的解码失败概率可以进一步写为:
Figure BDA0002269761920000122
其中，Θ＝(eR-1)，可以定义为解码阈值，
Figure BDA0002269761920000123
xu是独立同分布的。
Figure BDA0002269761920000128
是fX(x)的k倍卷积，
Figure BDA0002269761920000129
是zk的累加分布函数(Cumulative Distribution Function，CDF)。由于没有传输时，解码失败概率为1，因此Q0＝1。在HARQ的第k次传输过程中，先前k-1次发送的数据将与第k次传输数据联合译码。当传输次数具有上限K时，数据包被解码成功之前发送单个数据包所需的平均传输次数MK可以表示为
Figure BDA0002269761920000124
则阴影莱斯分布下的NCed HARQ传输机制的平均传输次数为
Figure BDA0002269761920000125
当采用截断-HARQ时，由于发送节点在发送某个数据包时的传输次数可能达到传输次数上限K，因此传输的信息量不能保证无损，所以实际的带宽归一化信息传输速率为
Figure BDA0002269761920000126
其中，RK为实际的带宽归一化信息传输速率。用TK表示吞吐量，则
Figure BDA0002269761920000131
用ηEE表示能量效率，则
Figure BDA0002269761920000132
在一些实施例中，考虑到计算结果的复杂度，可以根据卷积定理，引入拉普拉斯变换来简化平均传输次数、吞吐量和能量效率的计算公式。例如，根据卷积定理和拉普拉斯变换来，可以将第k次传输解码失败概率可以表示为其中，F(s)代表fX(x)的拉普拉斯变换，即
Figure BDA0002269761920000134
在一些实施例中，可以通过矩阵分布形式简化平均传输次数、吞吐量和能量效率的计算公式。例如，可以将fX(x)表示为
Figure BDA0002269761920000135
其中，
Figure BDA0002269761920000136
Figure BDA0002269761920000137
当m＝1时，
Figure BDA0002269761920000138
是Laguerre多项式。可以将
Figure BDA0002269761920000139
分别代入到
Figure BDA00022697619200001310
和
Figure BDA00022697619200001311
中，得到
Figure BDA00022697619200001312
Figure BDA00022697619200001313
Figure BDA00022697619200001314
其中，
ci＝[0 0 0 … 0 1]T,
Figure BDA00022697619200001316
其中α1＝α，
Figure BDA00022697619200001317
其中
Figure BDA00022697619200001318
Figure BDA00022697619200001319
以及为组合数公式。
上述本申请实施例，通过引入拉普拉斯变换可以简化传输解码失败概率的计算过程，从而可以简化平均传输次数、吞吐量和能量效率的计算过程，通过引入矩阵指数分布，利用矩阵指数分布的简洁统一形式，避免了实际计算中的冗余和复杂表达式，从而简化了计算过程和表达式。
在一些实施例中，通过仿真证明了NCed HARQ传输机制的可以提高数据传输的有效性。
例如，以NCed HARQ传输机制应用与卫星节点和地面节点之间的通信为例，在理论分析的基础上，可以通过仿真分析不同传输次数上限和不同计算方法的NCed HARQ传输机制的性能，并以蒙特卡罗仿真作为对照，其中，蒙特卡洛仿真就是通过“实验”的方法，以某事件出现的频率估计这一随机事件的概率，或者得到这个随机变量的某些数字特征。在仿真中，蒙特卡洛仿真结果相当于“实验结果”，可以用来与理论分析推导得出的“理论结果”作对比，来验证理论分析结果的正确性。如图5所示，为设带宽归一化信息速率R＝2nat/Hz/s，SNR设定为15dB。Ω，2b0和m分别设置为：Ω＝0.000897，b0＝0.063和m＝1，仿真得到的下行传输场景下数据包的平均传输次数、吞吐量以及能量效率在不同传输次数上限K值下的性能图。图中，“—”表示通过直接计算对应的公式得到的仿真结果，“○”表示通过矩阵指数分布计算对应的公式得到的仿真结果，“米”表示通过蒙特卡洛方法得到的仿真结果。直接计算对应的公式为公式(1)、公式(2)以及公式(3)，矩阵指数分布计算对应的公式为公式(4)、公式(5)以及公式(6)。从图5中可以看出，通过矩阵指数分布计算可以获得与直接计算相同的结果。从图5中还可以看出，通过直接计算得到的结果和通过矩阵指数分布计算得到的结果，与通过蒙特卡洛方法得到的仿真结果一致。从图5(a)可以看出，随着SNR的增大，数据包的传输次数期望(平均传输次数)不断减少至1，从图5(b)可以看出，随着带宽归一化信息传输速率R的增大，数据包的传输次数期望(平均传输次数)不断趋近于极限值，并且明显受到传输次数上限K的影响，这将进一步影响信息传输量和解码效果，当重传次数约为13时，即可完成成功解码所需的数据量。吞吐量和能量效率都存在一个最大值可以最大化系统性能，且从图5e可以看出当K固定时，能量效率EE(EE＝ηEE)对于SNR是凹函数。
在一些实施例中，通过仿真分析，将NCed HARQ传输机制的有效性与其他传输机制的有效性进行了对比。
例如，如图6所示，对NCed HARQ传输机制与NCed ARQ和截断-HARQ传输机制的性能进行了对比，图中包括这三种传输机制的分别对应的传输次数期望(平均传输次数)，吞吐量和能量效率。从图中可以看出，在网络编码的支持下，低SNR区域上NCed HARQ传输机制在吞吐量和能量效率方面优于其他传输机制。同时，截断-HARQ的性能相对较差，从图6c可以看出，截断-HARQ传输机制与NCed HARQ传输机制在能量效率方面有相同的最大值点。从图6a可以看出，在高SNR区域中，三种传输机制仅需要成功传输一次就可以成功解数据包。因此，在SIN中采用NCed HARQ传输机制具有很大的优势，即在具有不同要求的同一广播域中的多个通信设备的情况下可以显著提高传输性能。
上述本申请实施例中，为SIN提供了一种基于LTP协议结合网络编码和HARQ设计的新的能够提高传输可靠性和有效性的传输机制，即基于网络编码的HARQ传输机制，能够达到满足大容量数据的传输业务的目的。
在一些实施例中，如图7所示，该方法还包括：
S702，根据前K-1次的解码失败概率计算得到综合解码失败概率，获取第K次的解码失败概率，K表示数据包的最大传输次数。
具体的，K为截断-HARQ机制对数据包传输次数设置的传输次数上限，即数据包的最大传输次数。数据包的最大传输次数K是可以根据需要设置的，当设置了数据包的最大传输次数时，发送节点发送重复发送同一数据包的次数最大为K，若达到K次数据包仍未被成功解码，则数据包发送失败。
在一些实施例中，根据前K-1次的解码失败概率计算得到的综合解码失败概率为
Figure BDA0002269761920000151
第K次的解码失败概率QK。
S704，获取能量效率对应的能量效率最大化计算算法，能量效率最大化计算算法中的能量效率是根据综合解码失败概率、第K次的解码失败概率以及数据包对应的传输通道的信噪比得到的。
具体的，数据包对应的传输通道为符合阴影莱斯分布的信道。可以根据综合解码失败概率
Figure BDA0002269761920000152
第K次的解码失败概率QK以及数据包对应的传输通道的信噪比
Figure BDA0002269761920000153
得到能量效率最大化计算算法，该能量效率最大化计算算法可以表示为：
Figure BDA0002269761920000154
S706，获取能量效率最大化计算算法对应的约束条件，约束条件包括发射功率小于预设功率以及解码失败概率小于预设解码概率。
具体的，发射功率小于预设功率对应的约束条件可以表示为P≤PMAX，其中，
Figure BDA0002269761920000155
表示卫星节点每次发送数据包时的发射功率，其中P是发射功率，N0表示噪声功率，B是带宽，A表示功率放大器相关的常系数，
Figure BDA0002269761920000156
中的d表示发射节点到接收节点之间的距离，α2表示路径损耗指数。PMAX表示最大发射功率上限。解码失败概率小于预设解码概率对应的约束条件可以表示为QK≤Qout，其中，Qout表示解码失败概率下界。
在一些实施例中，能量效率最大化计算算法对应的约束条件为QoS(Quality ofService，服务质量)限制条件。
在一些实施例中，能量效率最大化计算算法对应的约束条件还包括平均成功传输时间小于传输时间上限，平均成功传输时间小于传输时间上限对应的约束条件可以表示为T≤T0，其中，T表示平均成功发送时间，T0为传输时间上限，信息传输必须在传输时间上限T0内发送成功。QK相对于SNR单调递减，因此解码失败概率下界Qout对应于最小平均信噪比
Figure BDA0002269761920000164
在一些实施例中，可以根据数据包每次传输所用的传输时间以及完成数据包传输所用的传输次数，得到最大传输次数，可以将传输次数上限K设置为得到的最大传输次数。例如，若数据包每次传输所用的传输时间为tprop，完成数据包
Figure BDA0002269761920000165
以及NCPd的传输所用的传输次数为k1、k2和k3，则T＝(k1+k2+k3-1)tprop≤(3K-1)tprop≤T0，从而可以得到
Figure BDA0002269761920000161
其中，Kmax为最大传输次数。
在一些实施例中，可以采用相等的功率分配方式，这时，最大发射功率限制PMAX对应于最大平均信噪比
Figure BDA0002269761920000166
S708，利用能量效率最大化计算算法，根据综合解码失败概率、第K次的解码失败概率计算得到在满足约束条件的情况下，能量效率最大时，对应的目标信噪比。
具体的，目标信噪比为满足约束条件的情况下，使得能量效率最大时的信噪比。可以根据能量效率最大化计算算法以及对应的约束条件，得到能量效率最大化优化公式，可以利用能量效率最大化优化公式，根据综合解码失败概率、第K次的解码失败概率计算得到在满足约束条件的情况下，能量效率最大时，对应的目标信噪比。
在一些实施例中，能量效率最大化优化公式可以表示为：
其中，maxEE用于求EE的最大值。可以根据和QK计算得到在满足P≤PMAX、QK≤Qout以及T≤T0的情况下，能量效率EE最大时，对应的目标信噪比。
在一些实施例中，可以将优化公式
Figure BDA0002269761920000167
可以转换为
Figure BDA0002269761920000168
具体的，由于当K固定时，能量效率EE对于SNR是凹的，并且当SNR固定时，能量效率EE相对于K单调递增，因此可以将优化公式
Figure BDA0002269761920000169
可以转换为
Figure BDA00022697619200001610
在一些实施例中，可以利用Dinkelbach(丁克尔巴赫)算法将能量效率最大化计算算法进行简化。例如，分式不容易直接求解，可以利用Dinkelbach算法将公式(7)的优化公式转化为：
从而将一个分式优化公式转换为非分式子公式。其中，S1代表
Figure BDA0002269761920000174
的可行区域,
Figure BDA0002269761920000175
的可行域指的是满足公式(8)中不等式约束条件的
Figure BDA0002269761920000176
的取值区域。λ＝EE，
Figure BDA0002269761920000177
代表最大传输次数设置为Kmax时的传输次数期望(平均传输次数)。
在一些实施例中，可以采用Dinkelbach算法得到目标信噪比。采用Dinkelbach算法得到目标信噪比的步骤，例如可以是：
步骤1，初始化SNR，即
Figure BDA0002269761920000178
最大传输次数K，SNR的最大值，即
Figure BDA0002269761920000179
SNR的最小值，即
Figure BDA00022697619200001710
步骤2，初始化k＝0，误差容忍参数ε＞0，
Figure BDA0002269761920000172
步骤3，重复步骤a、步骤b、步骤c以及步骤d，直到，|ee(λk)|＜ε，步骤a至步骤d如下：
步骤a，
Figure BDA0002269761920000173
通过一维线性搜索(如黄金分割法)求解；
步骤b，
步骤c，k＝k+1；
步骤d，
Figure BDA00022697619200001712
步骤4，返回值
Figure BDA00022697619200001713
因此，通过设定
Figure BDA00022697619200001714
和
Figure BDA00022697619200001715
的不同约束，我们可以获得图8中所示的最优
Figure BDA00022697619200001717
即
Figure BDA00022697619200001716
其分别使EE最大化。
S710，根据目标信噪比调整传输通道。
具体的，可以根据目标信噪比调整发射功率，使得传输通道中的信噪比达到目标信噪比。
上述本申请实施例中，获取能量效率对应的能量效率最大化计算算法和对应的约束条件，采用形式简单、运算简便的矩阵指数分布形式表示算法公式，从而简化了公式，采用Dinkelbach算法进行求解，得到满足约束条件的情况下，能量效率最大时，对应的信噪比，从而可以通过控制信噪比来使能量效率最大化。
在一些实施例中，如图9所示，提供了一种基于空间信息网下行组播场景的高能效网络编码HARQ传输机制的数据传输方法，以该方法应用于图1中的第一接收节点104a为例进行说明，包括以下步骤：
S902，接收发送节点发送的编码数据包，编码数据包是根据第一数据包和第二数据包进行逻辑计算得到的，第一数据包的接收方为第一接收节点，编码数据包是当确定第一接收节点未解码成功第一数据包时发送的。
S904，根据编码数据包中指示的第二数据包标识获取第二数据包，第二数据包为第一接收节点中已解码成功的数据包。
S906，根据第二数据包以及编码数据包进行对应的逻辑计算，得到第一数据包。
上述基于空间信息网下行组播场景的高能效网络编码HARQ传输机制的数据传输方法中，通过接收发送节点发送的编码数据包，该编码数据包是根据第一数据包以及第一接收节点已解码成功的第二数据包进行逻辑计算得到的，且该编码数据包是当确定所述第一接收节点未解码成功所述第一数据包时发送的，因此可以使得第一接收节点在没有直接解码成功第一数据包的情况下，可以通过第二数据包和编码数据包进行对应的逻辑计算，间接得到需要的第一数据包，从而提高了数据传输的灵活性，这样，不需要一直重复发送第一数据直到第一接收节点成功解码第一数据包，因此减少了数据包的传输次数，从而提高了数据传输的有效性
应该理解的是，虽然上述各实施例的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，上述各实施例的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一些实施例中，如图10所示，提供了一种基于空间信息网下行组播场景的高能效网络编码HARQ传输机制的数据传输装置，包括：第一数据包获取模块1002、第一解码结果获取模块1004和第二数据包获取模块1006、编码数据包得到模块1008以及编码数据包发送模块1010，其中：第一数据包获取模块1002，用于获取接收方为第一接收节点的第一数据包，发送第一数据包。第一解码结果获取模块1004，用于获取第一数据包对应的第一解码结果。第二数据包获取模块1006，用于当根据第一解码结果确定第一数据包在第一接收节点为未解码成功时，获取第一接收节点已解码成功的第二数据包。编码数据包得到模块1008，用于根据第一数据包以及第二数据包进行逻辑编码，得到编码数据包。编码数据包发送模块1010，用于将编码数据包发送给第一接收节点，以指示第一接收节点根据编码数据包以及第二数据包进行对应的逻辑计算，得到第一数据包。
在一些实施例中，编码数据包得到模块1008还用于根据第一数据包以及第二数据包进行异或计算，得到编码数据包，以指示第一接收节点根据编码数据包以及第二数据包进行异或计算，得到第一数据包。
在一些实施例中，第一数据包获取模块1002还用于广播第一数据包；该装置还用于当根据第一解码结果确定第一数据包已被其他节点解码成功时，停止广播第一数据包，确认第一数据包在第一接收节点为未解码成功。
在一些实施例中，该装置还用于广播第二数据包，第二数据包的接收方为第二接收节点；获取第二数据包对应的第二解码结果；当根据第二解码结果确定第二数据包已被其他节点解码成功时，停止广播第二数据包，确认第二数据包在第二接收节点为未解码成功；第二数据包获取模块1006还用于当满足预设条件时，获取第一接收节点已解码成功的第二数据包；预设条件包括：根据第一解码结果确定第一数据包在第一接收节点为未解码成功且第一数据包已被第二接收节点解码成功、根据第二解码结果确定第二数据包在第二接收节点为未解码成功且第二数据包已被第一接收节点解码成功；编码数据包发送模块1010还用于广播编码数据包，以指示第一接收节点根据编码数据包以及第二数据包进行对应的逻辑计算，得到第一数据包，以及以指示第二接收节点根据编码数据包以及第一数据包进行对应的逻辑计算，得到第二数据包。
在一些实施例中，该装置还用于根据前K-1次的解码失败概率计算得到综合解码失败概率，获取第K次的解码失败概率，K表示数据包的最大传输次数；获取能量效率对应的能量效率最大化计算算法，能量效率最大化计算算法中的能量效率是根据综合解码失败概率、第K次的解码失败概率以及数据包对应的传输通道的信噪比得到的；获取能量效率最大化计算算法对应的约束条件，约束条件包括发射功率小于预设功率以及解码失败概率小于预设解码概率；利用能量效率最大化计算算法，根据综合解码失败概率、第K次的解码失败概率计算得到在满足约束条件的情况下，能量效率最大时，对应的目标信噪比；根据目标信噪比调整传输通道。
在一些实施例中，如图11所示，提供了一种基于空间信息网下行组播场景的高能效网络编码HARQ传输机制的数据传输装置，包括：编码数据包接收模块1102、第二数据包得到模块1104和第一数据包得到模块1106，其中：编码数据包接收模块1102，用于接收发送节点发送的编码数据包，编码数据包是根据第一数据包和第二数据包进行逻辑计算得到的，第一数据包的接收方为第一接收节点，编码数据包是当确定第一接收节点未解码成功第一数据包时发送的。第二数据包得到模块1104，用于根据编码数据包中指示的第二数据包标识获取第二数据包，第二数据包为第一接收节点中已解码成功的数据包。第一数据包得到模块1106，用于根据第二数据包以及编码数据包进行对应的逻辑计算，得到第一数据包。
关于数据传输装置的具体限定可以参见上文中对于数据传输方法的限定，在此不再赘述。上述数据传输装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于通信设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于通信设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一些实施例中，提供了一种通信设备，该通信设备可以是发送节点，例如可以是卫星，其内部结构图可以如图12所示。该通信设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，该通信设备的处理器用于提供计算和控制能力。该通信设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该通信设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种数据传输方法。
在一些实施例中，提供了一种通信设备，该通信设备可以是接收节点，例如可以是终端设备，其内部结构图可以如图13所示。该通信设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该通信设备的处理器用于提供计算和控制能力。该通信设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该通信设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种数据传输方法。该通信设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该通信设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是通信设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图12和图13中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的通信设备的限定，具体的通信设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一些实施例中，提供了一种通信设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述数据传输方法的步骤。
在一些实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述数据传输方法的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种基于空间信息网下行组播场景的高能效网络编码HARQ传输机制的数据传输方法，所述方法包括：
获取接收方为第一接收节点的第一数据包，发送所述第一数据包；
获取第一数据包对应的第一解码结果；
当根据所述第一解码结果确定所述第一数据包在所述第一接收节点为未解码成功时，获取所述第一接收节点已解码成功的第二数据包；
根据所述第一数据包以及所述第二数据包进行逻辑编码，得到编码数据包；
将所述编码数据包发送给第一接收节点，以指示所述第一接收节点根据所述编码数据包以及所述第二数据包进行对应的逻辑计算，得到所述第一数据包。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一数据包以及所述第二数据包进行逻辑编码，得到编码数据包，包括：
根据所述第一数据包以及所述第二数据包进行异或计算，得到编码数据包，以指示所述第一接收节点根据所述编码数据包以及所述第二数据包进行异或计算，得到所述第一数据包。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发送所述第一数据包，包括：
广播所述第一数据包；
所述方法还包括：
当根据所述第一解码结果确定所述第一数据包已被其他节点解码成功时，停止广播所述第一数据包，确认所述第一数据包在所述第一接收节点为未解码成功。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
广播所述第二数据包，所述第二数据包的接收方为第二接收节点；
获取所述第二数据包对应的第二解码结果；
当根据所述第二解码结果确定所述第二数据包已被其他节点解码成功时，停止广播所述第二数据包，确认所述第二数据包在所述第二接收节点为未解码成功；
所述当根据所述第一解码结果确定所述第一数据包在所述第一接收节点为未解码成功时，获取所述第一接收节点已解码成功的第二数据包，包括：
当满足预设条件时，获取所述第一接收节点已解码成功的第二数据包；
所述预设条件包括：根据所述第一解码结果确定所述第一数据包在所述第一接收节点为未解码成功且所述第一数据包已被第二接收节点解码成功、根据所述第二解码结果确定所述第二数据包在所述第二接收节点为未解码成功且所述第二数据包已被第一接收节点解码成功；
所述将所述编码数据包发送给第一接收节点，以指示所述第一接收节点根据所述编码数据包以及所述第二数据包进行对应的逻辑计算，得到所述第一数据包，包括：
广播所述编码数据包，以指示所述第一接收节点根据所述编码数据包以及所述第二数据包进行对应的逻辑计算，得到所述第一数据包，以及以指示所述第二接收节点根据所述编码数据包以及所述第一数据包进行对应的逻辑计算，得到所述第二数据包。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据前K-1次的解码失败概率计算得到综合解码失败概率，获取第K次的解码失败概率，所述K表示数据包的最大传输次数；
获取能量效率对应的能量效率最大化计算算法，所述能量效率最大化计算算法中的能量效率是根据综合解码失败概率、第K次的解码失败概率以及数据包对应的传输通道的信噪比得到的；
获取所述能量效率最大化计算算法对应的约束条件，所述约束条件包括发射功率小于预设功率以及解码失败概率小于预设解码概率；
利用所述能量效率最大化计算算法，根据所述综合解码失败概率、所述第K次的解码失败概率计算得到在满足所述约束条件的情况下，能量效率最大时，对应的目标信噪比；
根据所述目标信噪比调整所述传输通道。
6.一种基于空间信息网下行组播场景的高能效网络编码HARQ传输机制的数据传输方法，由第一接收节点执行，所述方法包括：
接收发送节点发送的编码数据包，所述编码数据包是根据第一数据包和第二数据包进行逻辑计算得到的，所述第一数据包的接收方为所述第一接收节点，所述编码数据包是当确定所述第一接收节点未解码成功所述第一数据包时发送的；
根据所述编码数据包中指示的第二数据包标识获取所述第二数据包，所述第二数据包为所述第一接收节点中已解码成功的数据包；
根据所述第二数据包以及所述编码数据包进行对应的逻辑计算，得到所述第一数据包。
7.一种基于空间信息网下行组播场景的高能效网络编码HARQ传输机制的数据传输装置，其特征在于，所述装置包括：
第一数据包获取模块，用于获取接收方为第一接收节点的第一数据包，发送所述第一数据包；
第一解码结果获取模块，用于获取第一数据包对应的第一解码结果；
第二数据包获取模块，用于当根据所述第一解码结果确定所述第一数据包在所述第一接收节点为未解码成功时，获取所述第一接收节点已解码成功的第二数据包；
编码数据包得到模块，用于根据所述第一数据包以及所述第二数据包进行逻辑编码，得到编码数据包；
编码数据包发送模块，用于将所述编码数据包发送给第一接收节点，以指示所述第一接收节点根据所述编码数据包以及所述第二数据包进行对应的逻辑计算，得到所述第一数据包。
8.一种基于空间信息网下行组播场景的高能效网络编码HARQ传输机制的数据传输装置，其特征在于，所述装置包括：
编码数据包接收模块，用于接收发送节点发送的编码数据包，所述编码数据包是根据第一数据包和第二数据包进行逻辑计算得到的，所述第一数据包的接收方为所述第一接收节点，所述编码数据包是当确定所述第一接收节点未解码成功所述第一数据包时发送的；
第二数据包得到模块，用于根据所述编码数据包中指示的第二数据包标识获取所述第二数据包，所述第二数据包为所述第一接收节点中已解码成功的数据包；
第一数据包得到模块，用于根据所述第二数据包以及所述编码数据包进行对应的逻辑计算，得到所述第一数据包。
9.一种通信设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述数据传输方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述数据传输方法的步骤。
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