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基于网络编码的协作恢复机制线性可解性研究

2021-06-04殷俊沙雪琪王磊张登银杨余旺

通信学报 2021年5期

殷俊,沙雪琪,王磊,张登银,杨余旺

(1.南京邮电大学江苏省宽带无线通信重点实验室,江苏 南京 210003;2.南京邮电大学物联网学院,江苏 南京 210003;3.南京理工大学计算机科学与工程学院,江苏 南京 210004)

1 引言

无线广播/多播是一种经典且高效的信息分发方式。但由于无线电波传播特性,信源传输到不同接收端的数据包具有独立删除特征,如何保证多接收方可靠接收是现代广播/多播系统设计的难点[1-2]。注意到,无线通信节点的一个典型发展趋势是多接口化,如各类智能终端、车联网车辆[3]均配置了远程通信接口和短程通信接口,基于此研究人员提出了协作恢复(CR,cooperative recovery/repair)机制。CR 通过利用相邻节点间的短程通信来恢复彼此在远程广播通信中丢失的数据包。大量实践结果表明,CR可有效地提高多播吞吐量,增强网络可靠性[4-5]。CR 在车联网中的一种典型应用场景如图1 所示,路侧单元(RSU,road side unit)需要通过广播方式向覆盖范围内的车辆广播信息。由于车辆通常会快速驶离RSU 的通信覆盖范围,因此无法持续依赖RSU 进行出错数据包的修复。考虑到不同车辆在RSU 广播阶段接收正确或出错的数据包各异,使用CR 机制的车辆在移出RSU 覆盖范围后依然可以依靠短距离通信接口互相修复彼此在RSU 广播过程中丢失的数据包。

图1 CR 在车联网中的一种典型应用场景

与传统的自动重传请求(ARQ,automatic repeat request)、信源重传等可靠传输方案相比,CR 具有较明显的优势。首先,CR 降低了源节点的重传负担。其次,邻居节点之间在交互阶段使用短距离通信接口,信道质量较广播源与节点间的长程信道更高,使CR 交互过程的丢包率远小于源节点传输过程。……

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