JP5989346B2 - Data retransmission method and apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、ネットワーク符号化技術に関し、特に、データ再送方法およびその装置に関する。   The present invention relates to a network coding technique, and more particularly to a data retransmission method and apparatus.

ネットワーク符号化技術は、ルーティングと符号化とを融合させた情報交換技術であり、ネットワークの中間ノードが、受信された情報フローに対しある程度の符号化処理を行う、ということが許されることを基本思想とする。これにより、ネットワーク情報フローは、マルチキャスト伝送の最大フローの限界に達することができる一方、伝統的な蓄積転送モードでは、情報フローがマルチキャスト伝送の最大フローの限界に達することができない。ネットワーク符号化では、ネットワークの情報容量が十分に利用され、既存のネットワーク資源の利用率が極めて向上し、幅広く応用される見込みがある。   Network coding technology is an information exchange technology that combines routing and coding, and it is basically allowed that intermediate nodes in the network perform some degree of coding processing on received information flows. It is thought. Thereby, the network information flow can reach the limit of the maximum flow of multicast transmission, while the information flow cannot reach the limit of the maximum flow of multicast transmission in the traditional store and forward mode. In network coding, the information capacity of the network is fully utilized, the utilization rate of the existing network resources is greatly improved, and it is expected to be widely applied.

便宜主義的なネットワーク符号化とは、ノードが全ての隣接ノードからブロードキャストされたデータパケットを監視して記憶し、該ノードが中間ノードから送信された符号化パケットを受信した後、キャッシュされたデータパケットを利用して、符号化パケットに対して復号化演算を行い、最後に、オリジナルデータパケットを回復する、ことである。   Opportunistic network coding means that a node monitors and stores data packets broadcast from all neighboring nodes, and after the node receives the coded packets transmitted from an intermediate node, the cached data Using the packet, the decoding operation is performed on the encoded packet, and finally the original data packet is recovered.

無線ネットワークにおけるチャネルのブロードキャスト特性について、便宜主義的なネットワーク符号化は、無線伝送の研究に応用され、情報伝送回数の減少、ネットワークスループットおよびエネルギー利用効率の向上、時間遅延の低下、並びに伝送信頼性の向上に用いられる。同様に、便宜主義的なネットワーク符号化の思想が無線マルチキャストネットワークの再送に応用されると、平均再送回数を明らかに減少させることもできる。現在の段階で、有線チャネルよりも高いビット誤り率およびパケットロス率を無線チャネルが有することに鑑みてなされて、再送効率を如何に向上させるかが、無線通信システムにおける解決すべきキー問題の1つになっている。   For broadcast characteristics of channels in wireless networks, opportunistic network coding has been applied to wireless transmission research, reducing the number of information transmissions, improving network throughput and energy utilization efficiency, reducing time delay, and transmission reliability. Used to improve Similarly, if the opportunistic network coding concept is applied to retransmissions in a wireless multicast network, the average number of retransmissions can be clearly reduced. One of the key problems to be solved in the wireless communication system is how to improve retransmission efficiency in view of the fact that the wireless channel has higher bit error rate and packet loss rate than the wired channel at the present stage. It is connected.

本発明の実施例では、データ再送方法およびその装置が提供されている。これにより、再送回数を減少させ、再送効率を向上させる。   In an embodiment of the present invention, a data retransmission method and apparatus are provided. This reduces the number of retransmissions and improves retransmission efficiency.

本発明の実施例で提出されたデータ再送方法は、ソースノードが、N個(Nは自然数)のデータパケットの伝送を完了した後、このN個のデータパケットのパケットロスパターン行列を取得するステップAと、ソースノードが、取得されたパケットロスパターン行列を分析して、再送対象データパケットの組み合わせ方式を得るステップBと、ソースノードが、再送対象データパケットの組み合わせ方式に従って、再送対象データパケットに対して組み合わせ符号化を行って、再送対象の符号化パケットを得、符号化パケットを順に再送するステップCと、を含む。   In the data retransmission method submitted in the embodiment of the present invention, after the source node completes transmission of N data packets (N is a natural number), a packet loss pattern matrix of the N data packets is obtained. A and the source node analyzes the acquired packet loss pattern matrix to obtain a retransmission target data packet combination method B, and the source node converts the retransmission target data packet into the retransmission target data packet according to the combination method of the retransmission target data packet. And a step C of performing a combinational encoding to obtain an encoded packet to be retransmitted and sequentially retransmitting the encoded packet.

ここで、このN個のデータパケットのパケットロスパターン行列を取得することは、ソースノードが、N個のデータパケットの伝送を完了した後、端末からフィードバックされたACK/NAKに基づいて、パケットロスパターン行列を作成する、ことを含む。   Here, obtaining the packet loss pattern matrix of the N data packets means that the packet loss based on the ACK / NAK fed back from the terminal after the source node completes the transmission of the N data packets. Creating a pattern matrix.

具体的に、ソースノードが1つのデータパケットの伝送を完了したごとに、全ての端末が、ACK/NAKを利用して、自局のパケットロス状況を同期フィードバックし、ソースノードが、N個のデータパケットの伝送を完了した後、全ての端末からフィードバックされたACK/NAKに基づいて、パケットロスパターン行列を作成する。あるいは、ソースノードが1つのデータパケットの伝送を完了したごとに、前記データパケットを受信する全ての端末のうちのM個の端末が、ACK/NAKを利用して、自局のパケットロス状況を同期フィードバックし、ソースノードが、N個のデータパケットの伝送を完了した後、前記M個の端末からフィードバックされたACK/NAKに基づいて、パケットロスパターン行列を作成する。   Specifically, every time the source node completes transmission of one data packet, all terminals use ACK / NAK to synchronously feed back their own packet loss status, and the source node After the transmission of the data packet is completed, a packet loss pattern matrix is created based on ACK / NAK fed back from all terminals. Alternatively, every time the source node completes transmission of one data packet, M terminals out of all terminals receiving the data packet use ACK / NAK to check the packet loss status of the local station. After synchronous feedback, the source node completes transmission of N data packets, and then creates a packet loss pattern matrix based on ACK / NAK fed back from the M terminals.

上記の方法は、ソースノードが、端末から送信された基準信号に基づいて、全ての端末の中から、信号品質が最も悪いM個の端末を、ACK/NAKをフィードバックする端末として選択し、下り制御シグナリングを介して、前記M個の端末に対し、ACK/NAKをフィードバックするよう通知する、ことをさらに含んでもよい。   In the above method, the source node selects M terminals having the worst signal quality among all the terminals based on the reference signal transmitted from the terminal as the terminal that feeds back the ACK / NAK. It may further include notifying the M terminals to feed back ACK / NAK via control signaling.

前記Mの好ましい値の範囲は、10〜15であり、例えば、10に等しくてもよい。   The range of the preferable value of M is 10-15, and may be equal to 10, for example.

ソースノードが、取得されたパケットロスパターン行列を分析して、再送対象データパケットの組み合わせ方式を得ることは、パケットロスパターン行列から、要素が全部ゼロである列を除去して、ゼロ除去パケットロスパターン行列を得、ゼロ除去パケットロスパターン行列を2つのサブ行列に分割し、ここで、第1のサブ行列の各列毎に対応する符号化パケットが、組み合わせて再送されることができる複数のデータパケットである一方、第2のサブ行列の各列毎に対応するデータパケットが、ほかのデータパケットと組み合わせて再送されることができないデータパケットであり、分割後の第1のサブ行列と第2のサブ行列との列をさらに併合して、第2のパケットロスパターン行列と第3のサブ行列とを得、ここで、併合後の第2のパケットロスパターン行列の列の要素のうち、多くとも1つのみが2に等しく、第3のサブ行列の列を第2のパケットロスパターン行列に併合して、再送対象データパケットの組み合わせ方式を反映する第3のパケットロスパターン行列を得、ここで、併合後の列の全ての要素が、いずれも1以下である、ことを含む。   The source node analyzes the acquired packet loss pattern matrix to obtain the data packet combination method to be retransmitted, by removing the zero-eliminated packet loss from the packet loss pattern matrix by removing the columns whose elements are all zero. Obtaining a pattern matrix and dividing the zero-removed packet loss pattern matrix into two sub-matrices, wherein a plurality of encoded packets corresponding to each column of the first sub-matrix can be retransmitted in combination On the other hand, the data packet corresponding to each column of the second sub-matrix is a data packet that cannot be retransmitted in combination with other data packets, and is divided into the first sub-matrix and the first sub-matrix after the division. The columns with the two sub-matrices are further merged to obtain a second packet loss pattern matrix and a third sub-matrix, where the merged second matrix Only one of the elements of the packet loss pattern matrix column is equal to 2, and the third sub-matrix column is merged with the second packet loss pattern matrix to reflect the method of combining the data packets to be retransmitted. A third packet loss pattern matrix, where all elements in the merged column are all 1 or less.

パケットロスパターン行列から、要素が全部ゼロである列を除去することは、パケットロスパターン行列Ωにおける全ての要素がゼロである列を抽出して、1つのサブ行列ωを構成し、残りの列でゼロ除去パケットロスパターン行列ωαを構成する、ことを含む。 Removing a column whose elements are all zero from the packet loss pattern matrix extracts a column where all elements in the packet loss pattern matrix Ω are zero to form one sub-matrix ω 0 and the remaining Comprising a zero-removed packet loss pattern matrix ω α in columns.

ここで、ゼロ除去パケットロスパターン行列を2つのサブ行列に分割することは、ゼロ除去パケットロスパターン行列ωαの列を順に選択し、ゼロ除去パケットロスパターン行列ωαから選択された下記の、ほかの列で選択されたことがないという条件(1)と、∀i、併合後のR(θβk)≦1であるという条件(2)と、を満たす全ての列を加算して、列θβkを生成し、ここで、R(θβk)は、列ベクトルθβk(1≦k≦K)のi行目の要素の値を表し、選択された列に対応するデータパケットに対して、ビットのモジュロ2加算を基本演算とする組み合わせ符号化を行って、符号化パケットPを得、加算後の列を第1のサブ行列ωβに入れ、併合できない列を第2のサブ行列ωγに入れる、ことを含む。 Here, dividing the zero-removed packet loss pattern matrix into two sub-matrices selects columns of the zero-removed packet loss pattern matrix ω α in order, and the following selected from the zero-removed packet loss pattern matrix ω α : Add all the columns that satisfy the condition (1) that has not been selected in other columns and the condition (2) that ∀i and R iβk ) ≦ 1 after merging, A column θ βk is generated, where R iβk ) represents the value of the element in the i-th row of the column vector θ βk (1 ≦ k ≦ K), and the data packet corresponding to the selected column is generated. On the other hand, combinatorial coding using modulo-2 addition of bits as a basic operation is performed to obtain a coded packet P k, and the column after addition is put into the first sub-matrix ω β , and the column that cannot be merged is Into the sub-matrix ω γ .

分割後の第1のサブ行列と第2のサブ行列との列をさらに併合して、第2のパケットロスパターン行列と第3のサブ行列とを得ることは、第2のサブ行列ωγの全ての列を、第1のサブ行列ωβの末尾に追加して、第2のパケットロスパターン行列ωβγを構成し

Figure 0005989346
ことを含む。 Obtaining the second packet loss pattern matrix and the third sub-matrix by further merging the columns of the first sub-matrix and the second sub-matrix after the division of the second sub-matrix ω γ All columns are added to the end of the first sub-matrix ω β to form a second packet loss pattern matrix ω βγ ,
Figure 0005989346
, Including that.

第3のサブ行列の列を第2のパケットロスパターン行列に併合することは、第3のサブ行列ωμの列ベクトルeに対して、e(i)=1であり、ωβγの列θβγh(1≦h≦H)を順に判断し、Ri*(e∪θβγh)=1を満たす場合、eの目標列がθβγhであると判断し、そして、eを目標列に加算し、ここで、Ri*(e∪θβγh)=1であり、列ベクトルeと列ベクトルθβγSとのi行目の要素の値の和を表し、列ベクトルeに対応するデータパケットを、目標列θβγhに対応する符号化パケットP(1≦h≦H)に組み入れて、第3のサブ行列ωμから、列ベクトルeを除去し、第3のサブ行列ωμにおける等しくない列ベクトルをグループ構成して加算し、得られた列を第3のパケットロスパターン行列に入れ、そして、各グループごとに、該グループ内の各列ベクトルに対応するデータパケットに対して、組み合わせ符号化を行って、符号化パケットを得る、ことを含む。 Merging the columns of the third sub-matrix with the second packet loss pattern matrix is e (i * ) = 1 for the column vector e of the third sub-matrix ω μ and the column of ω βγ θ βγh (1 ≦ h ≦ H) is determined in order, and when R i * (e∪θ βγh ) = 1 is satisfied, it is determined that the target column of e is θ βγh and e is added to the target column Here, R i * (e∪θ βγh ) = 1, which represents the sum of the values of the elements of the i * -th row of the column vector e and the column vector θ βγS, and corresponds to the column vector e and incorporated into encoded packets P h (1 ≦ h ≦ H ) corresponding to the target column theta Betaganmah, the third sub-matrix omega mu, removing the column vector e, equal to the third sub-matrix omega mu Group the missing column vectors, add them, put the resulting column into the third packet loss pattern matrix, and Then, for each group, combination encoding is performed on the data packet corresponding to each column vector in the group to obtain an encoded packet.

ソースノードが、再送対象データパケットの組み合わせ方式に従って、再送対象データパケットに対して組み合わせ符号化を行って、再送対象の符号化パケットを得ることは、ソースノードが、第3のパケットロスパターン行列の各列毎に対応する符号化パケットまたはデータパケットに示す組み合わせ方式に従って、再送対象データパケットに対して、ビットのモジュロ2加算を基本演算とする組み合わせ符号化を行って、再送対象の符号化パケットを得る、ことを含む。   The source node performs the combination encoding on the retransmission target data packet according to the combination scheme of the retransmission target data packet to obtain the encoded packet of the retransmission target. The source node of the third packet loss pattern matrix In accordance with the combination scheme shown in the corresponding encoded packet or data packet for each column, the retransmission target data packet is subjected to combination encoding based on modulo-2 addition of bits as a basic operation, and the retransmission target encoded packet is Including.

本発明の実施例に係るデータ再送方法は、ステップBを実行するとともに、伝送する必要があるデータパケットがあるかどうかを判断し、伝送する必要があるデータパケットがある場合、N′=floor(△T/T)<N個の新しいデータパケットを続けて伝送し、ここで、△Tは、ソースノードがパケットロスパターン行列を分析して、再送対象データパケットの組み合わせ方式を得るために必要な処理時間であり、Tは、ソースノードSが1つのデータパケットを送信するにかかる時間を表し、floor(X)関数は、有理数Xより大きい最小整数を取ることを表し、ステップCを実行した後、N−N′個のデータパケットを続けて伝送して、新に伝送されたN個のデータパケットのパケットロスパターン行列を得てから、ステップBに戻る、ことをさらに含む。 The data retransmission method according to the embodiment of the present invention performs step B, determines whether there is a data packet that needs to be transmitted, and if there is a data packet that needs to be transmitted, N ′ = floor ( ΔT / T S ) <N new data packets are continuously transmitted, where ΔT is necessary for the source node to analyze the packet loss pattern matrix and obtain a combination method of data packets to be retransmitted. T S represents the time taken for the source node S to transmit one data packet, the floor (X) function represents the smallest integer greater than the rational number X, and executes step C After that, N−N ′ data packets are continuously transmitted to obtain a packet loss pattern matrix of the newly transmitted N data packets. Back-up to B, further comprising.

また、ソースノードが符号化パケットを再送するための最大再送回数は5回以下である。   The maximum number of retransmissions for the source node to retransmit the encoded packet is 5 or less.

本発明の実施例に係るデータ再送装置は、N個(Nは自然数)のデータパケットの伝送を完了したごとに、このN個のデータパケットのパケットロスパターン行列を取得するパケットロスパターン行列取得手段と、取得されたパケットロスパターン行列を分析して、再送対象データパケットの組み合わせ方式を得る組み合わせ方式決定手段と、再送対象データパケットの組み合わせ方式に従って、再送対象データパケットに対して組み合わせ符号化を行って、再送対象の符号化パケットを得る符号化手段と、符号化パケットを順に再送する再送手段と、を含む。   The data retransmission apparatus according to the embodiment of the present invention provides a packet loss pattern matrix acquisition unit that acquires a packet loss pattern matrix of N data packets every time transmission of N data packets (N is a natural number) is completed. And a combination method determining means for analyzing the acquired packet loss pattern matrix to obtain a combination method of retransmission target data packets, and performing combination encoding on the retransmission target data packet according to the combination method of retransmission target data packets. And an encoding means for obtaining an encoded packet to be retransmitted, and a retransmission means for sequentially retransmitting the encoded packet.

ここで、組み合わせ方式決定手段は、パケットロスパターン行列から、要素が全部ゼロである列を除去して、ゼロ除去パケットロスパターン行列を得るゼロ除去モジュールと、ゼロ除去パケットロスパターン行列を2つのサブ行列に分割し、ここで、第1のサブ行列の各列毎に対応する符号化パケットが、組み合わせて再送されることができる複数のデータパケットである一方、第2のサブ行列の各列毎に対応するデータパケットが、ほかのデータパケットと組み合わせて再送されることができないデータパケットである分割モジュールと、分割後の第1のサブ行列と第2のサブ行列との列をさらに併合して、第2のパケットロスパターン行列と第3のサブ行列とを得、ここで、併合後の第2のパケットロスパターン行列の列の要素のうち、多くとも1つのみが2に等しい拡張モジュールと、第3のサブ行列の列を第2のパケットロスパターン行列に併合して、再送対象データパケットの組み合わせ方式を反映する第3のパケットロスパターン行列を得、ここで、併合後の列の全ての要素が、いずれも1以下である合併モジュールと、を含む。   Here, the combination method determining means removes a column in which all elements are zero from the packet loss pattern matrix to obtain a zero removal packet loss pattern matrix, and combines the zero removal packet loss pattern matrix into two sub-sequences. Divided into matrices, where the encoded packets corresponding to each column of the first sub-matrix are a plurality of data packets that can be retransmitted in combination, while each column of the second sub-matrix The data module corresponding to the data module is a data packet that cannot be retransmitted in combination with other data packets, and the columns of the divided first sub-matrix and second sub-matrix are further merged , To obtain a second packet loss pattern matrix and a third sub-matrix, where among the elements of the columns of the second packet loss pattern matrix after merging, An extension module in which at least one is equal to 2, and a third packet loss pattern matrix reflecting the combination scheme of retransmission target data packets by merging the columns of the third sub-matrix with the second packet loss pattern matrix Where all elements in the post-merger column are merge modules that are all 1 or less.

本発明の実施例に係るデータ再送方法およびその装置は、パケットロスパターン行列を分析することで、再送対象データパケットを効果的に組み合わせて、再送対象データパケットの組み合わせ方式を得ることができる。これにより、再送回数を減少させ、再送効率を向上させる。   The data retransmission method and apparatus according to an embodiment of the present invention can effectively combine retransmission target data packets by analyzing a packet loss pattern matrix to obtain a combination method of retransmission target data packets. This reduces the number of retransmissions and improves retransmission efficiency.

無線マルチキャストネットワークのトポロジーモデルを示す図である。It is a figure which shows the topology model of a wireless multicast network. 本発明の実施例に係るデータ再送方法のフローチャートである。3 is a flowchart of a data retransmission method according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施例に係るデータ再送装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the data retransmission apparatus which concerns on the Example of this invention. データパケットを受信する端末の数が1000であり、本実施例のデータ伝送方法を採用するとき、全部フィードバックまたは一部フィードバックの場合での復号化成功確率と再送回数との関係をそれぞれ示すグラフである。When the number of terminals receiving data packets is 1000 and the data transmission method of this embodiment is adopted, the graphs each show the relationship between the decoding success probability and the number of retransmissions in the case of full feedback or partial feedback. is there. 一部フィードバック回数と復号化成功確率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the frequency | count of a part feedback, and a decoding success probability.

無線マルチキャストネットワークの再送効率を向上させるために、本発明の実施例では、データ再送方法が提供されている。   In order to improve the retransmission efficiency of the wireless multicast network, a data retransmission method is provided in an embodiment of the present invention.

本実施例において、再送アルゴリズムを実施する無線マルチキャストネットワークのトポロジーモデルは、図1に示す通りである。図1に示す無線マルチキャストネットワークにおいて、Sは、ソースノードを表し、T(1≦i≦M)は、M個の端末を表し、Sは、N個のデータパケットP(1≦j≦N)をブロードキャスト送信し、MとNは、自然数であり、1つのデータパケットの送信(または再送)を完成するタイムスロットは、STであり、その期間で、全ての端末Tは、ACK/NAKを利用して、自局のパケットロス状況を同期フィードバックするとともに、自局の番号iをSに知らせる。本発明において、ACK/NAKおよび再送パケットの送信は信頼性があり、つまり、ロスがないと仮定する。Sは、N個のデータパケットの送信を完了した後、M個の端末からフィードバックされたACK/NAK情報に基づいて、M個の端末のパケットロスパターン(Loss Pattern)を得ることができる。このパケットロスパターンは、1つのM×Nの行列で表すことができ、パケットロスパターン行列Ωと記す。Ωの要素βijは、i番目のユーザがj番目のデータパケットを受信したかどうかを表し、βijの値の範囲は{0,1}であり、ここで、βijが0に等しいことは、受信成功を表し、βijが1に等しいことは、パケットロスを表す。Ωにおいて、i行目は、端末Tのパケットロス状況を表し、j列目は、データパケットPの受信状況を表す。下記の表1は、パケットロスパターン行列Ωの一例を示す。表1では、N=10、M=5とする。 In this embodiment, the topology model of the wireless multicast network that implements the retransmission algorithm is as shown in FIG. In the wireless multicast network shown in FIG. 1, S represents a source node, T i (1 ≦ i ≦ M) represents M terminals, and S represents N data packets P j (1 ≦ j ≦). N) is broadcast, M and N are natural numbers, and the time slot that completes transmission (or retransmission) of one data packet is ST, during which all terminals T i are ACK / Using NAK, the packet loss status of the own station is synchronously fed back, and the number i of the own station is notified to S. In the present invention, it is assumed that the transmission of ACK / NAK and retransmission packet is reliable, that is, there is no loss. After completing transmission of N data packets, S can obtain a packet loss pattern (Loss Pattern) of M terminals based on ACK / NAK information fed back from the M terminals. This packet loss pattern can be represented by one M × N matrix and is denoted as a packet loss pattern matrix Ω. The element β ij of Ω represents whether or not the i th user has received the j th data packet, and the range of values of β ij is {0, 1}, where β ij is equal to 0 Represents successful reception, and β ij equal to 1 represents packet loss. In Ω, the i-th row represents the packet loss status of the terminal T i , and the j-th column represents the reception status of the data packet P j . Table 1 below shows an example of the packet loss pattern matrix Ω. In Table 1, N = 10 and M = 5.

Figure 0005989346
Figure 0005989346

説明の便宜上、本発明の具体的な実施形態を説明する前に、まず、以下のいくつかの定義を与える。   For convenience of explanation, before describing specific embodiments of the present invention, first, the following definitions are given.

定義1:サイズがM×n(n≦N)であるパケットロスパターン行列Ωのサブ行列ωである。ここで、Mは、端末の数を表し、Nは、データパケットの数を表し、かつ、M,N≧1である。   Definition 1: A sub-matrix ω of a packet loss pattern matrix Ω having a size of M × n (n ≦ N). Here, M represents the number of terminals, N represents the number of data packets, and M, N ≧ 1.

定義2:R(ω)は、行列ωのi行目の全ての要素の値の和を表し、そのため、0≦R(ω)≦n(1≦i≦M)であり、C(ω)は、ωのj列目の全ての要素の値の和を表し、そのため、0≦C(ω)≦M(1≦j≦n)であり、O(ω)は、ωのR(ω)≠0の数を表し、これにより、0≦O(ω)≦Mを得ることができる。 Definition 2: R i (ω) represents the sum of the values of all elements in the i-th row of the matrix ω, and therefore 0 ≦ R i (ω) ≦ n (1 ≦ i ≦ M), and C j (Ω) represents the sum of the values of all elements in the j-th column of ω, so that 0 ≦ C j (ω) ≦ M (1 ≦ j ≦ n), and O (ω) This represents the number of R i (ω) ≠ 0, whereby 0 ≦ O (ω) ≦ M can be obtained.

定義3:D(1≦j≦N)は、全ての端末がデータパケットPを回復するための計算オーバーヘッドを表す。具体的に、ある端末がPを回復する際に、一回の排他的論理和演算を行うごとに、Dを1加算する。 Definition 3: D j (1 ≦ j ≦ N) represents the computational overhead for all terminals to recover the data packet P j . Specifically, when a certain terminal recovers P j , D j is incremented by 1 every time an exclusive OR operation is performed.

1つの端末がε(1≦ε≦N)個のデータパケットをロスした場合、該端末は、各々の再送パケットから、多くとも1つのデータパケットを得る。そのため、再送アルゴリズムでは、少なくともε回の再送が必要となり、多くともN回の再送が必要となる。M個の端末がε,ε,…ε個のデータパケットをそれぞれロスした場合、ブロードキャスト方式に従って再送を行う際に、再送アルゴリズムの再送回数Rtは、必ず、下記の数式1に示す条件を満たす。 When one terminal loses ε (1 ≦ ε ≦ N) data packets, the terminal obtains at most one data packet from each retransmission packet. Therefore, the retransmission algorithm requires at least ε retransmissions and at most N retransmissions. When M terminals have lost ε 1 , ε 2 ,..., M data packets, respectively, when retransmission is performed according to the broadcast method, the number of retransmissions Rt of the retransmission algorithm is always the condition shown in Equation 1 below. Meet.

[数式1]
Max(ε)<Rt≦Min(N,Σε),i=1,2,…,M
[Formula 1]
Max (ε i ) <Rt ≦ Min (N, Σε i ), i = 1, 2,..., M

本発明の実施例に係るデータ再送方法の主要な目標は、再送回数Rtをできるだけ減少させることにある。以下、具体例および図面を参照しながら、本発明の実施例を詳しく説明する。図2に示すように、本発明の実施例により提供されたデータ再送方法は、主に下記のステップを含む。   The main goal of the data retransmission method according to the embodiment of the present invention is to reduce the number of retransmissions Rt as much as possible. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to specific examples and drawings. As shown in FIG. 2, the data retransmission method provided by the embodiment of the present invention mainly includes the following steps.

ステップ1で、ソースノードSは、N個のデータパケットの伝送を完了した後、パケットロスパターン行列Ωを取得する。   In step 1, the source node S acquires a packet loss pattern matrix Ω after completing transmission of N data packets.

無線マルチキャストネットワークにおいて、端末は、全部フィードバックまたは一部フィードバックという方式を採用して、自局のパケットロス状況をソースノードSへフィードバックすることができる。   In the wireless multicast network, the terminal can feed back the packet loss status of the own station to the source node S by adopting a method of full feedback or partial feedback.

全部フィードバックという方式の場合、ソースノードSが1つのデータパケットの伝送を完了したごとに、全ての端末は、ACK/NAKを利用して、自局のパケットロス状況を同期フィードバックするとともに、自局の番号iをソースノードSに知らせる。例えば、データパケットを正確に受信した場合、ACKをフィードバックし、データパケットを受信しなかった場合または受信エラーの場合、NAKをフィードバックする。このようにして、ソースノードSは、N個のデータパケットの伝送を完了した後、全ての端末からフィードバックされたACK/NAKに基づいて、パケットロスパターン行列Ωを作成することができる。例えば、M×Nの行列を作成し、その中の要素βijは、i番目のユーザがj番目のデータパケットを受信したかどうかを表し、βijの値の範囲は{0,1}であり、ここで、βijが0に等しいことは、受信成功を表し、βijが1に等しいことは、パケットロスを表す。 In the case of the all feedback method, every time the source node S completes transmission of one data packet, all terminals use ACK / NAK to synchronously feed back their own packet loss status and To the source node S. For example, when the data packet is correctly received, ACK is fed back, and when the data packet is not received or when there is a reception error, NAK is fed back. In this way, after completing the transmission of N data packets, the source node S can create a packet loss pattern matrix Ω based on ACK / NAK fed back from all terminals. For example, an M × N matrix is created, in which element β ij indicates whether the i th user has received the j th data packet, and the range of values of β ij is {0, 1} Yes , where β ij is equal to 0 indicates successful reception, and β ij is equal to 1 indicates packet loss.

一部フィードバックという方式の場合、ソースノードSが1つのデータパケットの伝送を完了したごとに、無線マルチキャストネットワークにおける一部の端末は、ACK/NAKを利用して、自局のパケットロス状況を同期フィードバックするとともに、自局の番号iをソースノードSに知らせる一方、それ以外の端末は、自局のパケットロス状況をソースノードSへフィードバックしない。この場合も、ソースノードSは、N個のデータパケットの伝送を完了した後、上記一部の端末からフィードバックされたACK/NAKに基づいて、パケットロスパターン行列Ωを作成することができる。例えば、同様にM×Nの行列を作成し、その中の要素βijは、i番目のユーザがj番目のデータパケットを受信したかどうかを表し、βijの値の範囲は{0,1}であり、ここで、βijが0に等しいことは、受信成功を表し、βijが1に等しいことは、パケットロスを表し、Mは、自身のパケットロス状況をソースノードSへフィードバックする端末の数を表す。 In the case of partial feedback, every time the source node S completes transmission of one data packet, some terminals in the wireless multicast network synchronize their own packet loss status using ACK / NAK. While feeding back and informing the source node S of the number i of the own station, the other terminals do not feed back the packet loss status of the own station to the source node S. Also in this case, after completing the transmission of N data packets, the source node S can create the packet loss pattern matrix Ω based on the ACK / NAK fed back from the some terminals. For example, similarly, an M × N matrix is created, and an element β ij therein indicates whether the i-th user has received the j-th data packet, and the range of values of β ij is {0, 1 }, Where β ij equals 0 indicates successful reception, β ij equals 1 indicates packet loss, and M feeds back its packet loss status to the source node S. Represents the number of terminals.

ステップ2で、ソースノードSは、パケットロスパターン行列Ωを分析して、再送対象データの組み合わせ方式を得る。つまり、ソースノードSは、パケットロスパターン行列Ωを分析して、再送パケットが送信されるときのロスパケット組み合わせ方式を得る。   In step 2, the source node S analyzes the packet loss pattern matrix Ω to obtain a combination method of retransmission target data. That is, the source node S analyzes the packet loss pattern matrix Ω to obtain a lost packet combination method when a retransmission packet is transmitted.

ステップ3で、ソースノードSは、再送対象データパケットの組み合わせ方式に従って、再送対象データパケットに対して組み合わせ符号化を行って、再送対象の符号化パケットを得、符号化パケットを順に再送する。   In step 3, the source node S performs combination coding on the retransmission target data packet according to the combination scheme of the retransmission target data packet to obtain a retransmission target encoded packet, and sequentially retransmits the encoded packet.

本ステップにおける組み合わせ符号化は、具体的に、ビットのモジュロ2加算を基本演算とする組み合わせ符号化である。   The combination encoding in this step is specifically combination encoding using a modulo-2 addition of bits as a basic operation.

本実施例において、ソースノードSは、パケットロスパターン行列Ωを分析することで、再送対象データパケットを効果的に組み合わせて、再送対象データパケットの組み合わせ方式を得ることができる。これにより、再送回数を減少させ、再送効率を向上させる。   In the present embodiment, the source node S can effectively combine the retransmission target data packets by analyzing the packet loss pattern matrix Ω to obtain a combination scheme of the retransmission target data packets. This reduces the number of retransmissions and improves retransmission efficiency.

上記のステップ2では、ソースノードSは、パケットロスパターン行列Ωを分析して、再送対象データパケットの組み合わせ方式を得ることは、具体的に、ゼロ除去、分割、拡張および合併という4つの過程を含む。以下、この4つの過程について、それぞれ詳しく説明する。   In step 2 above, the source node S analyzes the packet loss pattern matrix Ω to obtain a combination method of data packets to be retransmitted. Specifically, the source node S has four processes: zero elimination, division, extension, and merger. Including. Hereinafter, each of these four processes will be described in detail.

ゼロ除去という第1の過程は、即ち、パケットロスパターン行列Ωから、全ての要素がゼロである列を除去することである。   The first process of zero elimination is to remove the columns where all elements are zero from the packet loss pattern matrix Ω.

M個の端末でのパケットロスの発生確率が互いに独立であるため、パケットロスパターン行列Ωにおける値が1である要素の位置もまったくランダムである。Ωの各列における値が1である要素数により、Ωを2つのサブ行列ωとωαに分割することができる。この2つのサブ行列は、行数がいずれもMであり、列数がそれぞれnとnαであるωとωαは、定義1を満たし、かつ、n+nα=Nを満たす。ここで、ωは、ゼロ行列であり、C(ω)=0を満たす。ωαは、Ωにおける0<C(ωα)≦Mを満たす列により構成され、ゼロ除去パケットロスパターン行列と呼ばれる。つまり、上記の過程では、パケットロスパターン行列Ωの中から、全ての要素がゼロである列を抽出して、1つのサブ行列ωを構成し、残りの列でゼロ除去パケットロスパターン行列ωαを構成する。ωとωαのうちの少なくとも1つが存在し、もしいずれかの行列が存在しなければ、該行列の列数が0である。ここで、サブ行列ωに対応するデータパケットは、既に全ての端末で正確に受信されたので、再送する必要がないものである。一方、ゼロ除去パケットロスパターン行列ωαに対応するデータパケットは、再送する必要があるものである。 Since the occurrence probability of packet loss at M terminals is independent from each other, the position of an element having a value of 1 in the packet loss pattern matrix Ω is also completely random. Depending on the number of elements with a value of 1 in each column of Ω, Ω can be divided into two sub-matrices ω 0 and ω α . These two sub-matrices each have M rows and n 0 and n α columns, respectively . ω 0 and ω α satisfy definition 1 and satisfy n 0 + n α = N. Here, ω 0 is a zero matrix and satisfies C j0 ) = 0. ω α is composed of columns satisfying 0 <C jα ) ≦ M in Ω, and is called a zero-removed packet loss pattern matrix. That is, in the above process, a column in which all the elements are zero is extracted from the packet loss pattern matrix Ω to form one sub-matrix ω 0 , and the zero removal packet loss pattern matrix ω is formed from the remaining columns. α is constructed. If at least one of ω 0 and ω α is present and no matrix is present, the number of columns of the matrix is zero. Here, since the data packet corresponding to the sub-matrix ω 0 has already been correctly received by all the terminals, there is no need to retransmit. On the other hand, the data packet corresponding to the zero removal packet loss pattern matrix ω α needs to be retransmitted.

表1に示すパケットロスパターン行列Ωを例として、ωは、Ωの5列目であり、ωαは、Ωにおける5列目以外の残りの9列により構成される。下記の表2は、表1に示すパケットロスパターン行列Ωに対して、ゼロ除去処理を行って得られたゼロ除去パケットロスパターン行列ωαを示す。 Taking the packet loss pattern matrix Ω shown in Table 1 as an example, ω 0 is the fifth column of Ω, and ω α is composed of the remaining nine columns other than the fifth column in Ω. Table 2 below shows a zero removal packet loss pattern matrix ω α obtained by performing zero removal processing on the packet loss pattern matrix Ω shown in Table 1.

Figure 0005989346
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分割という第2の過程は、即ち、ゼロ除去パケットロスパターン行列ωαを2つのサブ行列に分割することである。ここで、第1のサブ行列の各列毎に対応する符号化パケットは、組み合わせて再送されることができる複数のデータパケットである一方、第2のサブ行列の各列毎に対応するデータパケットは、ほかのデータパケットと組み合わせて再送されることができないデータパケットである。つまり、ゼロ除去パケットロスパターン行列ωαの列を処理して、第1のサブ行列ωβと第2のサブ行列ωγとの2つの新しいパケットロスパターンサブ行列に分割する。ここで、第1のサブ行列ωβの列θβk(1≦k≦K)は、符号化パケットPに対応する。第1のサブ行列ωβの要素ηijは、j番目の符号化パケット組み合わせにおけるi番目のユーザのロスパケットの数を表し、ηijの値の集合は{0,1}である。第2のサブ行列ωγは、ゼロ除去パケットロスパターン行列ωαのサブ集合である。 The second process of division is to divide the zero removal packet loss pattern matrix ω α into two sub-matrices. Here, the encoded packet corresponding to each column of the first sub-matrix is a plurality of data packets that can be retransmitted in combination, while the data packet corresponding to each column of the second sub-matrix. Is a data packet that cannot be retransmitted in combination with other data packets. That is, by processing the columns of zero remover packet loss pattern matrix omega alpha, is divided into first and submatrix omega beta 2 one new packet loss pattern sub-matrix and second sub-matrix omega gamma. Here, the column θ βk (1 ≦ k ≦ K) of the first sub-matrix ω β corresponds to the encoded packet P k . The element η ij of the first sub-matrix ω β represents the number of lost packets of the i-th user in the j-th encoded packet combination, and the set of values of η ij is {0, 1}. The second sub-matrix ω γ is a sub-set of the zero removal packet loss pattern matrix ω α .

上記の分割過程は、具体的に、下記のステップを含む。   Specifically, the above dividing process includes the following steps.

1番目のステップで、ゼロ除去パケットロスパターン行列ωαの列を順に選択し、ゼロ除去パケットロスパターン行列ωαから選択された下記の、ほかの列で選択されたことがないという条件(1)と、∀i、併合後のR(θβk)≦1であるという条件(2)と、を満たす全ての列を加算して、列θβkを生成する。 In the first step, the columns of the zero-removed packet loss pattern matrix ω α are sequentially selected, and the condition (1 that has not been selected in the following other columns selected from the zero-removed packet loss pattern matrix ω α) (1 ), ∀i, and condition (2) that R iβk ) ≦ 1 after merging are added together to generate a column θ βk .

2番目のステップで、選択された列に対応するデータパケットに対して、ビットのモジュロ2加算を基本演算とする組み合わせ符号化を行って、符号化パケットPを得、加算後の列を第1のサブ行列ωβに入れる。 In the second step, the data packet corresponding to the selected column is subjected to combination encoding using a modulo-2 addition of bits as a basic operation to obtain an encoded packet P k, and the column after the addition is Into one submatrix ω β .

3番目のステップで、併合できない列を第2のサブ行列ωγに入れる。 In the third step, the columns that cannot be merged are placed in the second sub-matrix ω γ .

説明すべきものとして、分割によって得られた符号化パケットPは、完全に復号化できるものである。その理由として、該符号化パケットPには、多くともあるユーザの1つのロスパケットが含まれ、ユーザは、若干回の排他的論理和演算により、ロスパケットを得ることができる。 As should be explained, the encoded packet P k obtained by the division can be completely decoded. The reason is that the encoded packet P k includes at most one lost packet of the user, and the user can obtain the lost packet by performing a few exclusive OR operations.

例えば、上記の表2に示すゼロ除去パケットロスパターン行列ωαを分割する場合、ωαの1列目を例として、ωαからPとPとを選択して加算し、θβ1を生成する。同様に、ωαからPとPとを選択して加算し、θβ2を生成し、および、ωαからPとPとを選択して加算し、θβ3を生成することができる。これにより、第1のサブ行列ωβを得る。ωαのP7、、P10は、加算条件を満たさず併合できないデータパケットである。そのため、P7、、P10に対応する列は、第2のサブ行列ωγに入れられる。下記の表3と表4は、表2に示すゼロ除去パケットロスパターン行列ωαを分割して得られた第1のサブ行列ωβと第2のサブ行列ωγとをそれぞれ示す。 For example, when dividing the zero remover packet loss pattern matrix omega alpha shown in Table 2 above, as an example the first row of omega alpha, adds the omega alpha select the P 1 and P 2, the theta .beta.1 Generate. Similarly, by adding the omega alpha select the P 3 and P 4, generates theta .beta.2, and adds the omega alpha Select P 6 and P 8, is possible to generate theta .beta.3 it can. Thereby, the first sub-matrix ω β is obtained. P 7, P 9 and P 10 of ω α are data packets that do not satisfy the addition condition and cannot be merged. Therefore, the columns corresponding to P 7, P 9 and P 10 are put in the second sub-matrix ω γ . Tables 3 and 4 below show a first sub-matrix ω β and a second sub-matrix ω γ obtained by dividing the zero-removed packet loss pattern matrix ω α shown in Table 2, respectively.

Figure 0005989346
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Figure 0005989346
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拡張という第3の過程は、即ち、分割後の第1のサブ行列ωβと第2のサブ行列ωγとの列をさらに併合して、第2のパケットロスパターン行列ωβγおよび第3のサブ行列ωμを得ることである。ここで、併合後の列の要素のうち、多くとも1つのみが2に等しい。この拡張過程は、具体的に、下記のステップを含む。 The third process of expansion, that is, further merging the columns of the first sub-matrix ω β and the second sub-matrix ω γ after the division into the second packet loss pattern matrix ω βγ and the third The submatrix ω μ is obtained. Here, at most one of the elements of the merged column is equal to 2. This expansion process specifically includes the following steps.

1番目のステップで、第2のサブ行列ωγの全ての列を、第1のサブ行列ωβの末尾に追加して、第2のパケットロスパターン行列ωβγと呼ばれる新しいパケットロスパターン行列を構成する。 In the first step, all the columns of the second sub-matrix ω γ are added to the end of the first sub-matrix ω β to create a new packet loss pattern matrix called the second packet loss pattern matrix ω βγ. Configure.

2番目のステップで

Figure 0005989346
In the second step ,
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3番目のステップで

Figure 0005989346
In the third step ,
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拡張完了して得られた第2のパケットロスパターン行列ωβγの列は、θβγh(1≦h≦H)である。端末にとって、この段階の符号化パケットには、自局に必要な2つのロスパケットが含まれる可能性がある。そのため、端末はロスパケットを回復できない。 The column of the second packet loss pattern matrix ω βγ obtained after the expansion is completed is θ βγh (1 ≦ h ≦ H). For the terminal, the encoded packet at this stage may include two lost packets necessary for the local station. Therefore, the terminal cannot recover the lost packet.

上記の表3と表4に示す第1のサブ行列ωβと第2のサブ行列ωγとを拡張する過程では、Pのみが拡張条件を満たして第1の符号化パケットに組み入れられる。下記の表5と表6は、表3と表4に示す第1のサブ行列ωβと第2のサブ行列ωγとを拡張して得られた第2のパケットロスパターン行列ωβγと第3のサブ行列ωμとをそれぞれ示す。 In the process of expanding the first sub-matrix ω β and the second sub-matrix ω γ shown in Table 3 and Table 4 above, only P 9 satisfies the expansion condition and is incorporated into the first encoded packet. Tables 5 and 6 below show the second packet loss pattern matrix ω βγ obtained by extending the first sub-matrix ω β and the second sub-matrix ω γ shown in Tables 3 and 4, and 3 sub-matrices ω μ are shown respectively.

Figure 0005989346
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Figure 0005989346
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合併という第4の過程は、即ち、第3のサブ行列ωμの列を第2のパケットロスパターン行列ωβγに併合して、第3のパケットロスパターン行列を得ることである。ここで、併合された列の全ての要素は、いずれも1以下である。合併は、拡張に起因する端末がロスパケットを回復できないという問題を解決することを目的とする。 The fourth process of merging is to merge the columns of the third sub-matrix ω μ with the second packet loss pattern matrix ω βγ to obtain a third packet loss pattern matrix. Here, all the elements of the merged column are all 1 or less. The purpose of the merger is to solve the problem that terminals due to expansion cannot recover lost packets.

上記の合併過程は、具体的に、下記のステップを含む。   The merger process specifically includes the following steps.

1番目のステップで、ωμの列ベクトルeに対して、e(i)=1であり、ωβγの列θβγhを順に判断し、Ri*(e∪θβγh)=1を満たす場合、eの目標列がθβγhであると判断し、そして、eを目標列に加算する。 In the first step, e (i * ) = 1 for the column vector e of ω μ , the column θ βγh of ω βγ is judged in order, and R i * (e∪θ βγh ) = 1 is satisfied. In this case, it is determined that the target column of e is θ βγh , and e is added to the target column.

2番目のステップで、eに対応するデータパケットを、目標列θβγhに対応する符号化パケットP(1≦h≦H)に組み入れて、第3のサブ行列ωμから、列ベクトルeを除去する。 In the second step, the data packet corresponding to e is incorporated into the encoded packet P h (1 ≦ h ≦ H) corresponding to the target column θ βγh , and the column vector e is obtained from the third sub-matrix ω μ. Remove.

3番目のステップで、第3のサブ行列ωμにおける等しくない列ベクトルをグループ構成して加算し、得られた列を第3のパケットロスパターン行列に入れ、そして、各グループごとに、該グループ内の各列ベクトルに対応するデータパケットに対して、組み合わせ符号化を行って、符号化パケットを得る。 In a third step, the unequal column vectors in the third sub-matrix ω μ are grouped and added, the resulting columns are placed in a third packet loss pattern matrix, and for each group, the group The data packet corresponding to each column vector is subjected to combination coding to obtain a coded packet.

表5と表6に示す第2のパケットロスパターン行列ωβγおよび第3のサブ行列ωμに対して合併処理を行う際に、拡張されたPに対応する列ベクトルeの目標列がθβ2であるので、eをθβ2に併合するとともに、Pをθβ2に対応する符号化パケットに組み入れる。下記の表7は、表5と表6に示す第2のパケットロスパターン行列ωβγと第3のサブ行列ωμとを合併して得られた第3のパケットロスパターン行列を示す。 When the merge processing is performed on the second packet loss pattern matrix ω βγ and the third sub-matrix ω μ shown in Tables 5 and 6, the target column of the column vector e corresponding to the expanded P 9 is θ since at .beta.2, with merging e to theta .beta.2, incorporated into the encoding packets corresponding to P 9 to theta .beta.2. Table 7 below shows a third packet loss pattern matrix obtained by merging the second packet loss pattern matrix ω βγ and the third sub-matrix ω μ shown in Tables 5 and 6.

Figure 0005989346
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上記の第3のパケットロスパターン行列は、再送対象データパケットの組み合わせ方式を反映し、つまり、第3のパケットロスパターン行列の各列毎に対応する符号化パケットまたはデータパケットは、再送対象データパケットの組み合わせ方式を反映する。   The third packet loss pattern matrix reflects the combination method of retransmission target data packets, that is, the encoded packet or data packet corresponding to each column of the third packet loss pattern matrix is a retransmission target data packet. Reflects the combination method.

上記の第3のパケットロスパターン行列を得ると、ステップ3で、ソースノードSは、第3のパケットロスパターン行列の各列毎に対応する符号化パケットまたはデータパケットに示す組み合わせ方式に従って、再送対象データパケットに対して、ビットのモジュロ2加算を基本演算とする組み合わせ符号化を行って、再送対象の符号化パケットを得、符号化パケットを順に再送することができる。   When the third packet loss pattern matrix is obtained, in step 3, the source node S performs retransmission according to the combination scheme shown in the encoded packet or data packet corresponding to each column of the third packet loss pattern matrix. It is possible to obtain a coded packet to be retransmitted by performing combination coding using modulo-2 addition of bits as a basic operation on the data packet, and sequentially retransmit the coded packet.

上記の方法から分かるように、ソースノードSは、ゼロ除去、分割、拡張および合併という4つの過程によって、再送対象データパケットの組み合わせ方式を得ることができ、データパケットの再送回数を大幅に減少できるとともに、端末によるデータパケットに対する正しい回復を保証できる。特に、ユーザ端末の数が比較的多いが、データパケットの数が比較的少ない場合、効果はさらに明らかになる。例えば、表1に示すパケットロスパターン行列Ωに対応して、上記4つの過程の処理によって、再送する必要があるデータパケットP、P、P、P、P、P、P、PおよびP10を、

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並びにデータパケットPおよびP10に、改めて組み合わせることができる。このようにして、5回の再送だけで、9個の再送対象データパケットの再送を完成することができる。具体的に、端末Tは、1番目の再送パケットを受信した時、
Figure 0005989346
を回復することができ、次に、2番目の再送パケットから、Pを回復して、もう一度排他的論理和処理を行うと、Pを得ることができる。一方、ほかのユーザにとって、すべての符号化パケットは、完全に復号化できるものである。ここから分かるように、ゼロ除去、分割、拡張および合併という4つの過程により得られた再送対象データパケットの組み合わせ方式では、データパケットの再送回数を大幅に減少できるとともに、端末によるデータパケットに対する正しい回復を保証できる。 As can be seen from the above method, the source node S can obtain a data packet combination method to be retransmitted through four processes of zero elimination, division, extension, and merger, and can greatly reduce the number of retransmissions of data packets. At the same time, correct recovery of the data packet by the terminal can be guaranteed. In particular, when the number of user terminals is relatively large but the number of data packets is relatively small, the effect is further clarified. For example, corresponding to the packet loss pattern matrix Ω shown in Table 1, data packets P 1 , P 2 , P 3 , P 4 , P 6 , P 7 , P that need to be retransmitted by the processing of the above four processes. 8 , P 9 and P 10 ,
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In addition, the data packets P 7 and P 10 can be combined again. In this way, retransmission of nine retransmission target data packets can be completed with only five retransmissions. Specifically, when the terminal T 3 receives the first retransmission packet,
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Next, P 9 is recovered from the second retransmission packet, and exclusive OR processing is performed once again to obtain P 1 . On the other hand, for other users, all encoded packets can be completely decoded. As can be seen from the above, in the combination method of data packets to be retransmitted obtained through the four processes of zero elimination, division, extension and merger, the number of retransmissions of data packets can be greatly reduced, and correct recovery of data packets by the terminal can be achieved. Can guarantee.

下記の内容は、ソースノードSがパケットロスパターン行列Ωに対して、分割、拡張および合併を行う疑似コードである。

Figure 0005989346
The following content is pseudo code in which the source node S divides, extends, and merges the packet loss pattern matrix Ω.
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また、説明すべきものとして、上記のデータ再送方法では、N個のデータパケットのパケットロスパターン行列Ωを取得した後、ソースノードSは、Ωを分析することで再送パケットの組み合わせ方法を得てから、再送を開始する必要がある。従って、パケットロスパターン行列Ωの取得から再送開始まで、ある程度の時間遅延がある。この時間遅延が△Tであると仮定すると、△Tは、ソースノードSがパケットロスパターン行列Ωを分析して、再送対象データパケットの組み合わせ方式を得るために必要な処理時間である。システムのデータ伝送効率を影響しないために、上記のステップ2を実行するとともに、伝送する必要がある新しいデータパケットがあるかどうかを判断し、伝送する必要がある新しいデータパケットがある場合、N′=floor(△T/T)<N個の新しいデータパケットを続けて伝送し、ここで、Tは、ソースノードSが1つのデータパケットを送信するにかかる時間を表し、floor(X)関数は、有理数Xより大きい最小整数を取ることを表し、それから、上記のステップ3を実行し、ステップ3の実行を完了した後、N−N′個のデータパケットを続けて伝送して、新しいN個のデータパケットのパケットロスパターン行列Ωを取得してから、ステップ2に戻るようにしてもよい。 In addition, as described above, in the above data retransmission method, after obtaining the packet loss pattern matrix Ω of N data packets, the source node S obtains a method of combining retransmission packets by analyzing Ω. It is necessary to start retransmission. Therefore, there is a certain time delay from the acquisition of the packet loss pattern matrix Ω to the start of retransmission. Assuming that this time delay is ΔT, ΔT is a processing time required for the source node S to analyze the packet loss pattern matrix Ω and obtain a combination method of data packets to be retransmitted. In order not to affect the data transmission efficiency of the system, perform step 2 above, determine if there are new data packets that need to be transmitted, and if there are new data packets that need to be transmitted, N ′ = Floor (ΔT / T S ) <N new data packets are continuously transmitted, where T S represents the time taken for the source node S to send one data packet and floor (X) The function represents taking the smallest integer greater than the rational number X, and then performs step 3 above, completes the execution of step 3, and then continues to transmit N−N ′ data packets to create a new It is also possible to return to step 2 after obtaining the packet loss pattern matrix Ω of N data packets.

上述したように、ソースノードは、Ωを処理するとともに、次のグループのデータパケットを続けて送信する。パケットロスパターン行列Ωに対する最終回の分析時にデータ送信の中断を引き起こす以外、残りの時間で、ソースノードはデータを連続的に送信することができる。これにより、システムのデータ伝送効率が保証される。   As described above, the source node processes Ω and continues to transmit the next group of data packets. The source node can transmit data continuously for the remaining time, except that it causes interruption of data transmission during the last analysis on the packet loss pattern matrix Ω. This ensures the data transmission efficiency of the system.

上記のデータ再送方法に対応して、本発明の実施例では、データ再送装置も提供されている。図3に示すように、該装置は、N個のデータパケットの伝送を完了したごとに、このN個のデータパケットのパケットロスパターン行列を取得するパケットロスパターン行列取得手段と、取得されたパケットロスパターン行列を分析して、再送対象データパケットの組み合わせ方式を得る組み合わせ方式決定手段と、再送対象データパケットの組み合わせ方式に従って、再送対象データパケットに対して組み合わせ符号化を行って、再送対象の符号化パケットを得る符号化手段と、符号化パケットを順に再送する再送手段と、を含む。   Corresponding to the above data retransmission method, a data retransmission apparatus is also provided in the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, each time the apparatus completes transmission of N data packets, the apparatus acquires packet loss pattern matrix acquisition means for acquiring a packet loss pattern matrix of the N data packets, and acquired packets. The combination method determining means for analyzing the loss pattern matrix to obtain the combination method of the retransmission target data packet and the combination encoding for the retransmission target data packet according to the combination method of the retransmission target data packet, Encoding means for obtaining an encoded packet, and retransmission means for retransmitting the encoded packet in order.

ここで、上記の組み合わせ方式決定手段は、パケットロスパターン行列から、要素が全部ゼロである列を除去して、ゼロ除去パケットロスパターン行列を得るゼロ除去モジュールと、ゼロ除去パケットロスパターン行列を2つのサブ行列に分割し、ここで、第1のサブ行列の各列毎に対応する符号化パケットが、組み合わせて再送されることができる複数のデータパケットである一方、第2のサブ行列の各列毎に対応するデータパケットが、ほかのデータパケットと組み合わせて再送されることができないデータパケットである分割モジュールと、分割後の第1のサブ行列と第2のサブ行列との列をさらに併合して、第2のパケットロスパターン行列と第3のサブ行列とを得、ここで、併合後の列の要素のうち、多くとも1つのみが2に等しい拡張モジュールと、第3のサブ行列の列を第2のパケットロスパターン行列に併合して、再送対象データパケットの組み合わせ方式を反映する第3のパケットロスパターン行列を得、ここで、併合後の列の全ての要素が、いずれも1以下である合併モジュールと、を含む。   Here, the combination method determination means includes a zero removal module that removes columns whose elements are all zero from the packet loss pattern matrix to obtain a zero removal packet loss pattern matrix, and two zero removal packet loss pattern matrices. Divided into two sub-matrices, where the corresponding encoded packet for each column of the first sub-matrix is a plurality of data packets that can be retransmitted in combination, while each of the second sub-matrix The data module corresponding to each column is a data packet that cannot be retransmitted in combination with other data packets, and the columns of the divided first sub-matrix and second sub-matrix are further merged To obtain a second packet loss pattern matrix and a third sub-matrix, where at most one of the elements of the merged column is equal to 2. The extension module and the third sub-matrix column are merged with the second packet loss pattern matrix to obtain a third packet loss pattern matrix that reflects the combination scheme of the data packets to be retransmitted. All elements in the row include merged modules that are all 1 or less.

具体的に、上記のゼロ除去モジュール、分割モジュール、拡張モジュールおよび合併モジュールは、上記のゼロ除去、分割、拡張および合併という過程をそれぞれ実行して、パケットロスパターン行列Ωに対する分析と処理とを完成する。   Specifically, the zero elimination module, the division module, the expansion module, and the merge module described above complete the analysis and processing for the packet loss pattern matrix Ω by performing the processes of zero elimination, division, expansion, and merge respectively. To do.

同様に、本実施例において、データ再送装置は、ゼロ除去モジュール、分割モジュール、拡張モジュールおよび合併モジュールの処理によって、再送対象データパケットを効果的に組み合わせることができ、データパケットの再送回数を大幅に減少できるとともに、端末によるデータパケットに対する正しい回復も保証できる。   Similarly, in this embodiment, the data retransmission apparatus can effectively combine the data packets to be retransmitted by the processes of the zero removal module, the division module, the expansion module, and the merge module, greatly increasing the number of retransmissions of the data packet. It can be reduced and correct recovery of data packets by the terminal can be guaranteed.

説明すべきものとして、本発明の実施例で提供されたデータ再送方法およびその装置は、パケットロスパターン行列Ωに基づいたものである。従って、無線マルチキャストネットワークでは、全部フィードバックまたは一部フィードバックの方式を採用して、端末から自局のパケットロス情報をソースノードSへフィードバックすることが要求される。そのため、フィードバックなしの無線マルチキャストネットワークのデータ再送に適用されない。   As should be explained, the data retransmission method and apparatus provided in the embodiments of the present invention are based on the packet loss pattern matrix Ω. Therefore, in the wireless multicast network, it is required that the packet loss information of the own station is fed back from the terminal to the source node S by adopting a full feedback or partial feedback method. Therefore, it is not applied to data retransmission in a wireless multicast network without feedback.

上記のように、上記のステップ1では、ソースノードSは、N個のデータパケットの伝送を完了した後、一部の端末からフィードバックされたACK/NAKに基づいて、パケットロスパターン行列Ωを取得することができる。すると、一部フィードバックの場合、ACK/NAKをフィードバックする端末の数を如何に決定するかが、一部フィードバックの場合に解決すべき問題の1つである。大量のシミュレーションにより、下記の結論を得ることができる。即ち、実際にデータパケットを受信する端末の数にかかわらず、ACK/NAKをフィードバックする端末の数を10個または約10個に設定すれば、よりよい復号化成功確率を得ることができる。この場合、単にACK/NAKをフィードバックする端末の数を増加すると、復号化成功確率を大幅に増加させることなく、逆に、復号化および再送過程の計算複雑度およびオーバヘッドを大幅に増加させることになる。   As described above, in step 1 above, the source node S obtains the packet loss pattern matrix Ω based on ACK / NAK fed back from some terminals after completing transmission of N data packets. can do. Then, in the case of partial feedback, how to determine the number of terminals that feed back ACK / NAK is one of the problems to be solved in the case of partial feedback. The following conclusions can be obtained from a large amount of simulation. That is, regardless of the number of terminals that actually receive data packets, if the number of terminals that feed back ACK / NAK is set to 10 or about 10, a better decoding success probability can be obtained. In this case, simply increasing the number of terminals that feed back ACK / NAK does not significantly increase the probability of successful decoding, but conversely increases the computational complexity and overhead of the decoding and retransmission processes. Become.

また、ACK/NAKをフィードバックする端末をどのように選択するかも、一部フィードバックの場合に解決すべき問題の1つである。本実施例において、最も悪いチャネルでフィードバックするというルールを採用することができる。つまり、チャネル条件が最も悪いそれらのノードに、自局のデータパケットの受信状況をフィードバックさせる。実際の応用では、まず、データパケットを受信する端末に対し、基準信号をソースノードへ送信するよう要求することができる。次に、ソースノードは、各端末から送信された基準信号に基づいて、各端末の中から、信号品質が最も悪いM個の端末を、ACK/NAKをフィードバックする端末として選択し、下り制御シグナリングを介して、このM個の端末に対し、ACK/NAKをフィードバックする必要がある旨を通知する。このようにして、ソースノードは、このM個の端末からフィードバックされたACK/NAKを受信すると、パケットロスパターン行列Ωを生成することができる。   Also, how to select a terminal that feeds back ACK / NAK is one of the problems to be solved in the case of partial feedback. In this embodiment, it is possible to adopt a rule of feedback on the worst channel. That is, the node having the worst channel condition is fed back the reception status of the data packet of its own station. In actual application, first, a terminal receiving a data packet can be requested to transmit a reference signal to the source node. Next, based on the reference signal transmitted from each terminal, the source node selects, from among the terminals, M terminals having the worst signal quality as terminals that feed back ACK / NAK, and performs downlink control signaling. Via, the M terminals are notified that ACK / NAK needs to be fed back. In this way, when receiving the ACK / NAK fed back from the M terminals, the source node can generate the packet loss pattern matrix Ω.

次に、大量のシミュレーションの結果により、ソースノードがデータパケットを再送する際の最大再送回数を5以下とすることが比較的に適合であると決定できる。このように、ユーザによる復号化成功確率に対する要求(例えば、95%より大きい)を満足できるとともに、再送に必要なオーバヘッドも制御可能な範囲にある。つまり、再送回数が5回に達した後、単に再送回数を増加すると、復号化成功確率を大幅に増加させることなく、逆に、再送のオーバーヘッドを大幅に増加させることになる。   Next, based on the result of a large amount of simulation, it can be determined that it is relatively appropriate to set the maximum number of retransmissions to 5 or less when the source node retransmits the data packet. As described above, the request (for example, greater than 95%) regarding the probability of successful decoding by the user can be satisfied, and the overhead required for retransmission is within a controllable range. That is, if the number of retransmissions is simply increased after the number of retransmissions reaches 5, the retransmission overhead is significantly increased without significantly increasing the decoding success probability.

図4は、データパケットを受信する端末の数が1000であり、本実施例のデータ伝送方法を採用するとき、全部フィードバックまたは一部フィードバック(10個のユーザがACK/NAKをフィードバックする)の場合での復号化成功確率と再送回数との関係をそれぞれ示す。ここで、図4の横軸は、再送回数を代表し、縦軸は、復号化成功確率を代表し、図4における実線で示す曲線は、全部フィードバックを採用する場合での復号化成功確率と再送回数との関係を代表し、図4における十字印の曲線は、一部フィードバックを採用する場合での復号化成功確率と再送回数との関係を代表する。図4から分かるように、再送回数が5回以下であるとき、一部フィードバックを採用する場合に得られた復号化成功確率は、全部フィードバックを採用する場合に得られた復号化成功確率より高い。つまり、最大再送回数が定められたという限定で、本実施例に係るアルゴリズムは、一部フィードバックを採用する場合にさらに適用される。   FIG. 4 shows a case where the number of terminals receiving data packets is 1000, and when the data transmission method of this embodiment is adopted, all feedback or partial feedback (10 users feed back ACK / NAK). The relationship between the decoding success probability and the number of retransmissions in FIG. Here, the horizontal axis in FIG. 4 represents the number of retransmissions, the vertical axis represents the decoding success probability, and the curve indicated by the solid line in FIG. 4 represents the decoding success probability when all feedback is adopted. Representing the relationship with the number of retransmissions, the crossed curve in FIG. 4 represents the relationship between the decoding success probability and the number of retransmissions when a partial feedback is employed. As can be seen from FIG. 4, when the number of retransmissions is 5 or less, the decoding success probability obtained when partial feedback is adopted is higher than the decoding success probability obtained when all feedback is adopted. . That is, the algorithm according to the present embodiment is further applied to a case where a part of feedback is adopted because the maximum number of retransmissions is determined.

また、図4のシミュレーション結果から分かるように、一部フィードバックを採用する場合、チャネル条件が比較的悪い(パケットロス率が0.1である)のであれば、復号化成功確率は99%に達することができない。映像への要求が比較的高いユーザにとって、このような映像品質は、我慢できないものである。映像品質をさらに向上させるために、本発明では、複数回の一部フィードバックという概念が提案されている。つまり、1回目のフィードバック結果に基づいて、1つの再送周期を完了した後、10個の最も悪いユーザを再選択してフィードバックを行うことができ、それから、もう1つの再送周期を行う。図5に示すように、このような簡単な拡張を採用すれば、復号化成功確率が99%以上に達することができる。図5は、一部フィードバック回数と復号化成功確率との関係を示す。図5から分かるように、一部フィードバック回数の増加につれて、復号化成功確率が増加される。   As can be seen from the simulation results of FIG. 4, when partial feedback is employed, if the channel condition is relatively bad (packet loss rate is 0.1), the decoding success probability reaches 99%. I can't. For users with relatively high demands on video, such video quality cannot be tolerated. In order to further improve the video quality, the present invention proposes the concept of partial feedback multiple times. That is, based on the first feedback result, after completing one retransmission cycle, the ten worst users can be reselected to perform feedback, and then another retransmission cycle is performed. As shown in FIG. 5, when such a simple extension is adopted, the decoding success probability can reach 99% or more. FIG. 5 shows the relationship between the number of partial feedbacks and the decoding success probability. As can be seen from FIG. 5, the probability of successful decoding increases as the number of partial feedbacks increases.

上記は、本発明の好ましい実施例にすぎず、本発明を限定するものではない。本発明の精神と原則内で行われる種々の修正、均等置換え、改善などは全て本発明の保護範囲内に含まれるべきである。   The above are only preferred embodiments of the present invention and do not limit the present invention. Various modifications, equivalent replacements, improvements and the like made within the spirit and principle of the present invention should all be included in the protection scope of the present invention.

Claims (14)

データ再送方法であって、
ソースノードは、N個(Nは自然数)のデータパケットの伝送を完了した後、このN個のデータパケットのパケットロスパターン行列を取得するステップAと、
ソースノードは、取得されたパケットロスパターン行列を分析して、再送対象データパケットの組み合わせ方式を得るステップBと、
ソースノードは、再送対象データパケットの組み合わせ方式に従って、再送対象データパケットに対して組み合わせ符号化を行って、再送対象の符号化パケットを得、符号化パケットを順に再送するステップCと、
を含み、
ソースノードが、取得されたパケットロスパターン行列を分析して、再送対象データパケットの組み合わせ方式を得ることは、
パケットロスパターン行列から、要素が全部ゼロである列を除去して、ゼロ除去パケットロスパターン行列を得、
ゼロ除去パケットロスパターン行列を2つのサブ行列に分割し、ここで、第1のサブ行列の各列毎に対応する符号化パケットが、組み合わせて再送されることができる複数のデータパケットである一方、第2のサブ行列の各列毎に対応するデータパケットが、ほかのデータパケットと組み合わせて再送されることができないデータパケットであり、
分割後の第1のサブ行列と第2のサブ行列との列をさらに併合して、第2のパケットロスパターン行列と第3のサブ行列とを得、ここで、併合後の第2のパケットロスパターン行列の列の要素のうち、多くとも1つのみが2に等しく、
第3のサブ行列の列を第2のパケットロスパターン行列に併合して、再送対象データパケットの組み合わせ方式を反映する第3のパケットロスパターン行列を得、ここで、併合後の列の全ての要素が、いずれも1以下である、
ことを含むことを特徴とする方法。
A data retransmission method,
The source node completes transmission of N (N is a natural number) data packets, and then obtains a packet loss pattern matrix of the N data packets.
The source node analyzes the acquired packet loss pattern matrix to obtain a combination method of data packets to be retransmitted, step B;
The source node performs combination coding on the retransmission target data packet according to a combination scheme of the retransmission target data packet to obtain a retransmission target encoded packet, and retransmits the encoded packet in order, step C;
Only including,
The source node analyzes the acquired packet loss pattern matrix to obtain a combination method of data packets to be retransmitted.
From the packet loss pattern matrix, remove all columns whose elements are all zero to obtain a zero removal packet loss pattern matrix,
Dividing the zero-removed packet loss pattern matrix into two sub-matrices, where the encoded packets corresponding to each column of the first sub-matrix are a plurality of data packets that can be retransmitted in combination The data packet corresponding to each column of the second sub-matrix is a data packet that cannot be retransmitted in combination with other data packets;
The columns of the first sub-matrix and the second sub-matrix after the division are further merged to obtain the second packet loss pattern matrix and the third sub-matrix, where the second packet after the merging At most one of the elements of the column of the loss pattern matrix is equal to 2,
The third sub-matrix column is merged with the second packet loss pattern matrix to obtain a third packet loss pattern matrix reflecting the combination scheme of the data packets to be retransmitted. Here, all the columns of the merged columns are obtained. The elements are all 1 or less,
Wherein the free Mukoto that.
このN個のデータパケットのパケットロスパターン行列を取得することは、
ソースノードが、N個のデータパケットの伝送を完了した後、端末からフィードバックされたACK/NAKに基づいて、パケットロスパターン行列を作成する、
ことを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
Obtaining the packet loss pattern matrix of N data packets is
After completing the transmission of N data packets, the source node creates a packet loss pattern matrix based on the ACK / NAK fed back from the terminal.
The method of claim 1, comprising:
ソースノードが、N個のデータパケットの伝送を完了した後、端末からフィードバックされたACK/NAKに基づいて、パケットロスパターン行列を作成することは、
ソースノードが1つのデータパケットの伝送を完了したごとに、全ての端末が、ACK/NAKを利用して、自局のパケットロス状況を同期フィードバックし、
ソースノードが、N個のデータパケットの伝送を完了した後、全ての端末からフィードバックされたACK/NAKに基づいて、パケットロスパターン行列を作成する、
ことを含むことを特徴とする請求項2に記載の方法。
After completing the transmission of N data packets, the source node creates a packet loss pattern matrix based on ACK / NAK fed back from the terminal.
Every time the source node completes transmission of one data packet, all terminals use ACK / NAK to synchronously feed back their own packet loss status,
After the source node completes transmission of N data packets, it creates a packet loss pattern matrix based on ACK / NAK fed back from all terminals.
The method of claim 2, comprising:
ソースノードが、N個のデータパケットの伝送を完了した後、端末からフィードバックされたACK/NAKに基づいて、パケットロスパターン行列を作成することは、
ソースノードが1つのデータパケットの伝送を完了したごとに、前記データパケットを受信する全ての端末のうちのM個の端末が、ACK/NAKを利用して、自局のパケットロス状況を同期フィードバックし、
ソースノードが、N個のデータパケットの伝送を完了した後、前記M個の端末からフィードバックされたACK/NAKに基づいて、パケットロスパターン行列を作成する、
ことを含むことを特徴とする請求項2に記載の方法。
After completing the transmission of N data packets, the source node creates a packet loss pattern matrix based on ACK / NAK fed back from the terminal.
Each time the source node completes transmission of one data packet, M terminals out of all terminals receiving the data packet use ACK / NAK to synchronously feedback the packet loss status of the local station. And
After the source node completes transmission of N data packets, it creates a packet loss pattern matrix based on ACK / NAK fed back from the M terminals.
The method of claim 2, comprising:
ソースノードは、端末から送信された基準信号に基づいて、全ての端末の中から、信号品質が最も悪いM個の端末を、ACK/NAKをフィードバックする端末として選択し、下り制御シグナリングを介して、前記M個の端末に対し、ACK/NAKをフィードバックするよう通知する、
ことをさらに含むことを特徴とする請求項4に記載の方法。
Based on the reference signal transmitted from the terminal, the source node selects M terminals having the worst signal quality among all the terminals as terminals to which ACK / NAK is fed back, via downlink control signaling Informing the M terminals to feed back ACK / NAK.
5. The method of claim 4, further comprising:
前記Mの値の範囲は、10〜15である、
ことを特徴とする請求項4または5に記載の方法。
The range of the value of M is 10-15.
6. A method according to claim 4 or 5, characterized in that
パケットロスパターン行列から、要素が全部ゼロである列を除去することは、
パケットロスパターン行列Ωにおける全ての要素がゼロである列を抽出して、1つのサブ行列ωを構成し、残りの列でゼロ除去パケットロスパターン行列ωαを構成する、
ことを含むことを特徴とする請求項に記載の方法。
Removing a column whose elements are all zero from the packet loss pattern matrix
Extract a column in which all elements in the packet loss pattern matrix Ω are zero to form one sub-matrix ω 0 and configure a zero-removed packet loss pattern matrix ω α with the remaining columns.
The method of claim 1 , comprising:
ゼロ除去パケットロスパターン行列を2つのサブ行列に分割することは、
ゼロ除去パケットロスパターン行列ωαの列を順に選択し、ゼロ除去パケットロスパターン行列ωαから選択された下記の、
ほかの列で選択されたことがないという条件(1)と、
∀i、併合後のR(θβk)≦1であるという条件(2)と、
を満たす全ての列を加算して、列θβkを生成し、ここで、R(θβk)は、列ベクトルθβk(1≦k≦K)のi行目の要素の値を表し、
選択された列に対応するデータパケットに対して、ビットのモジュロ2加算を基本演算とする組み合わせ符号化を行って、符号化パケットPを得、加算後の列を第1のサブ行列ωβに入れ、
併合できない列を第2のサブ行列ωγに入れる、
ことを含むことを特徴とする請求項に記載の方法。
Dividing the zero-removed packet loss pattern matrix into two sub-matrices is
Select the columns of the zero-removed packet loss pattern matrix ω α in order, and the following selected from the zero-removed packet loss pattern matrix ω α ,
Condition (1) that it has never been selected in another column,
∀i, condition (2) that R iβk ) ≦ 1 after merging,
All columns that satisfy are added to generate a column θ βk , where R iβk ) represents the value of the i-th element of the column vector θ βk (1 ≦ k ≦ K),
The data packet corresponding to the selected column is subjected to combination coding using modulo-2 addition of bits as a basic operation to obtain a coded packet P k, and the column after the addition is defined as the first sub-matrix ω β put in,
Put columns that cannot be merged into the second sub-matrix ω γ ,
The method of claim 1 , comprising:
分割後の第1のサブ行列と第2のサブ行列との列をさらに併合して、第2のパケットロスパターン行列と第3のサブ行列とを得ることは、
第2のサブ行列ωγの全ての列を、第1のサブ行列ωβの末尾に追加して、第2のパケットロスパターン行列ωβγを構成し
Figure 0005989346
とを含むことを特徴とする請求項に記載の方法。
Further merging the columns of the first sub-matrix and the second sub-matrix after the division to obtain the second packet loss pattern matrix and the third sub-matrix,
All columns of the second sub-matrix ω γ are added to the end of the first sub-matrix ω β to form a second packet loss pattern matrix ω βγ ,
Figure 0005989346
The method according to claim 1, characterized in that it comprises a call.
第3のサブ行列の列を第2のパケットロスパターン行列に併合することは、
第3のサブ行列ωμの列ベクトルeに対して、e(i)=1であり、ωβγの列θβγh(1≦h≦H)を順に判断し、Ri*(e∪θβγh)=1を満たす場合、eの目標列がθβγhであると判断し、そして、eを目標列に加算し、ここで、Ri*(e∪θβγh)=1であり、列ベクトルeと列ベクトルθβγSとのi行目の要素の値の和を表し、
列ベクトルeに対応するデータパケットを、目標列θβγhに対応する符号化パケットP(1≦h≦H)に組み入れて、第3のサブ行列ωμから、列ベクトルeを除去し、
第3のサブ行列ωμにおける等しくない列ベクトルをグループ構成して加算し、得られた列を第3のパケットロスパターン行列に入れ、そして、各グループごとに、該グループ内の各列ベクトルに対応するデータパケットに対して、組み合わせ符号化を行って、符号化パケットを得る、
ことを含むことを特徴とする請求項に記載の方法。
Merging the columns of the third sub-matrix into the second packet loss pattern matrix
For the column vector e of the third sub-matrix ω μ , e (i * ) = 1, and the column θ βγh (1 ≦ h ≦ H) of ω βγ is determined in order, and R i * (e∪θ If βγh ) = 1, it is determined that the target column of e is θ βγh and e is added to the target column, where R i * (e∪θ βγh ) = 1 and the column vector e represents the sum of the values of the elements of the i * th row of e and the column vector θ βγS ,
The data packet corresponding to the column vector e is incorporated into the encoded packet P h (1 ≦ h ≦ H) corresponding to the target column θ βγh , and the column vector e is removed from the third sub-matrix ω μ .
Group and add unequal column vectors in the third sub-matrix ω μ , put the resulting columns into a third packet loss pattern matrix, and for each group to each column vector in the group The corresponding data packet is subjected to combination encoding to obtain an encoded packet.
The method of claim 1 , comprising:
ソースノードが、再送対象データパケットの組み合わせ方式に従って、再送対象データパケットに対して組み合わせ符号化を行って、再送対象の符号化パケットを得ることは、
ソースノードが、第3のパケットロスパターン行列の各列毎に対応する符号化パケットまたはデータパケットに示す組み合わせ方式に従って、再送対象データパケットに対して、ビットのモジュロ2加算を基本演算とする組み合わせ符号化を行って、再送対象の符号化パケットを得る、
ことを含むことを特徴とする請求項に記載の方法。
The source node performs the combination encoding on the retransmission target data packet according to the combination method of the retransmission target data packet to obtain the encoded packet of the retransmission target,
A combination code in which the source node uses a modulo-2 addition of bits as a basic operation for a data packet to be retransmitted in accordance with a combination method shown in an encoded packet or a data packet corresponding to each column of the third packet loss pattern matrix To obtain the encoded packet to be retransmitted,
The method of claim 1 , comprising:
ステップBを実行するとともに、伝送する必要があるデータパケットがあるかどうかを判断し、伝送する必要があるデータパケットがある場合、N′=floor(△T/T)<N個の新しいデータパケットを続けて伝送し、ここで、△Tは、ソースノードがパケットロスパターン行列を分析して、再送対象データパケットの組み合わせ方式を得るために必要な処理時間であり、Tは、ソースノードSが1つのデータパケットを送信するにかかる時間を表し、floor(X)関数は、有理数Xより大きい最小整数を取ることを表し、
ステップCを実行した後、N−N′個のデータパケットを続けて伝送して、新に伝送されたN個のデータパケットのパケットロスパターン行列を得てから、ステップBに戻る、
ことをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
Perform step B and determine if there are data packets that need to be transmitted and if there are data packets that need to be transmitted, N ′ = floor (ΔT / T S ) <N new data The packet is transmitted continuously, where ΔT is a processing time required for the source node to analyze the packet loss pattern matrix and obtain a combination method of data packets to be retransmitted, and T S is the source node Represents the time taken for S to send one data packet, and the floor (X) function represents the smallest integer greater than the rational number X,
After performing Step C, NN ′ data packets are continuously transmitted to obtain a packet loss pattern matrix of the newly transmitted N data packets, and then the process returns to Step B.
The method of claim 1 further comprising:
ソースノードが符号化パケットを再送するための最大再送回数は5回以下である、
ことをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
The maximum number of retransmissions for the source node to retransmit the encoded packet is 5 or less,
The method of claim 1 further comprising:
データ再送装置であって、
N個(Nは自然数)のデータパケットの伝送を完了したごとに、このN個のデータパケットのパケットロスパターン行列を取得するパケットロスパターン行列取得手段と、
取得されたパケットロスパターン行列を分析して、再送対象データパケットの組み合わせ方式を得る組み合わせ方式決定手段と、
再送対象データパケットの組み合わせ方式に従って、再送対象データパケットに対して組み合わせ符号化を行って、再送対象の符号化パケットを得る符号化手段と、
符号化パケットを順に再送する再送手段と、
を含み、
前記組み合わせ方式決定手段は、
パケットロスパターン行列から、要素が全部ゼロである列を除去して、ゼロ除去パケットロスパターン行列を得るゼロ除去モジュールと、
ゼロ除去パケットロスパターン行列を2つのサブ行列に分割し、ここで、第1のサブ行列の各列毎に対応する符号化パケットが、組み合わせて再送されることができる複数のデータパケットである一方、第2のサブ行列の各列毎に対応するデータパケットが、ほかのデータパケットと組み合わせて再送されることができないデータパケットである分割モジュールと、
分割後の第1のサブ行列と第2のサブ行列との列をさらに併合して、第2のパケットロスパターン行列と第3のサブ行列とを得、ここで、併合後の第2のパケットロスパターン行列の列の要素のうち、多くとも1つのみが2に等しい拡張モジュールと、
第3のサブ行列の列を第2のパケットロスパターン行列に併合して、再送対象データパケットの組み合わせ方式を反映する第3のパケットロスパターン行列を得、ここで、併合後の列の全ての要素が、いずれも1以下である合併モジュールと、
を含むことを特徴とする装置。
A data retransmission device,
Packet loss pattern matrix obtaining means for obtaining a packet loss pattern matrix of N data packets every time transmission of N data packets (N is a natural number) is completed;
Analyzing the acquired packet loss pattern matrix to obtain a combination method of retransmission target data packets;
According to a combination method of retransmission target data packets, encoding means for performing retransmission encoding on the retransmission target data packets to obtain encoded packets of retransmission targets;
Resending means for retransmitting the encoded packets in order;
Only including,
The combination method determining means includes
A zero elimination module that removes all zero elements from the packet loss pattern matrix to obtain a zero elimination packet loss pattern matrix;
Dividing the zero-removed packet loss pattern matrix into two sub-matrices, where the encoded packets corresponding to each column of the first sub-matrix are a plurality of data packets that can be retransmitted in combination A segmentation module in which a data packet corresponding to each column of the second sub-matrix is a data packet that cannot be retransmitted in combination with other data packets;
The columns of the first sub-matrix and the second sub-matrix after the division are further merged to obtain the second packet loss pattern matrix and the third sub-matrix, where the second packet after the merging An extension module in which at most one of the elements of the column of the loss pattern matrix is equal to 2,
The third sub-matrix column is merged with the second packet loss pattern matrix to obtain a third packet loss pattern matrix reflecting the combination scheme of the data packets to be retransmitted. Here, all the columns of the merged columns are obtained. A merged module whose elements are all 1 or less,
And wherein the free Mukoto a.
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104079389A (en) * 2013-03-25 2014-10-01 株式会社Ntt都科摩 Retransmission method of mobile broadcasting services
CN104396172B (en) * 2013-06-27 2018-05-29 华为技术有限公司 Automatic retransmission processing method, sending ending equipment and receiving device
EP3086515B1 (en) 2014-01-17 2019-03-13 Huawei Technologies Co., Ltd. Transmission method and transmission device for data packet
US9686358B2 (en) * 2014-01-22 2017-06-20 Alcatel Lucent Devices and methods for network-coded and caching-aided content distribution
CN104539546A (en) * 2015-01-19 2015-04-22 中国人民解放军国防科学技术大学 GEO satellite network BGP routing multicast transmission method based on network encoding
CN106330413B (en) * 2015-06-30 2023-07-14 华润微集成电路(无锡)有限公司 Method and system for controlling packet loss of 2.4G wireless audio transmission
CN107026714B (en) * 2017-03-23 2019-10-25 西安电子科技大学 User collaboration method based on hybrid network coding in wireless multicast
US10932095B2 (en) * 2017-11-22 2021-02-23 Huawei Technologies Co., Ltd. Method and system for multicast and broadcast services
CN110391879B (en) * 2019-07-15 2020-08-18 湖南大学 Packet loss recovery method and device for data transmission network and computer equipment
CN111510259B (en) * 2020-03-19 2021-07-13 西安电子科技大学 Novel retransmission method based on ultra-reliable low-delay communication and NOMA (non-orthogonal multiple Access) technology
CN113300816B (en) * 2020-07-15 2022-04-12 阿里巴巴集团控股有限公司 Node positioning method, network transmission method, device and equipment
CN116566432A (en) * 2022-01-27 2023-08-08 华为技术有限公司 Data retransmission coding method and coding device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04362819A (en) * 1991-06-10 1992-12-15 Eisei Tsushin Syst Gijutsu Kenkyusho:Kk Broadcast communication equipment
JP2009515401A (en) * 2005-11-04 2009-04-09 ノキア コーポレイション Multicast and / or broadcast acknowledgment mechanism
US8040836B2 (en) * 2006-05-26 2011-10-18 Microsoft Corporation Local network coding for wireless networks
CN101494529A (en) * 2008-01-21 2009-07-29 松下电器产业株式会社 XOR retransmission method, base station and customer equipment of multicast system
CN101981953A (en) * 2008-01-29 2011-02-23 夏普株式会社 Communication device and communication method
CN101714915B (en) * 2009-11-02 2013-03-27 清华大学 Data retransmission method and system

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