具体实施方式

为了解决现有技术中的方案均需要从基站进行重传，导致额外的资源消耗，从而降低了网络吞吐量的技术问题，本申请通过如下两个实施例公开了一种基于D2D的组播重传方法及系统。

本申请第一实施例公开了一种基于D2D的组播重传方法，所述基于D2D的组播重传方法应用于电力物联网中的簇内终端，参见图1所示的工作流程示意图，所述基于D2D的组播重传方法包括：

步骤S101,所述簇内终端接收基站发送的组播数据包；

具体来说，所述组播用户首先接收来自基站的一组数据。

步骤S102,所述簇内终端解码所述组播数据包；

步骤S103,所述簇内终端向NACK终端发送组播数据包，其中，所述NACK终端是指解码失败的簇内终端；

具体来说，未正确解码的终端反馈NACK。簇内终端向NACK终端组播自己收到的数据包副本，包括NACK终端也将自己未正确解码的数据包副本向其他NACK终端组播。任一所述NACK终端对自己接收到的多个组播数据包副本采用软信息合并的方式进行解码。NACK终端通过簇内节点的协助，收到了自己未正确解码的数据包的多个副本，然后，它把这几个副本合并后采用“软信息合并”等方法，进行解码。这样的解码成功率提高了很多。其中，所述簇内终端之间发送各自接收的组播数据包均为副本。

步骤S104,若所述簇内终端正确解码，则完成组播重传。

在本申请的部分实施例中，所述基于D2D的组播重传方法还包括：

若所述簇内终端解码失败，重新接收所述基站发送的组播数据包。

具体来说，如果解码失败，返回步骤步骤S103，直到所有簇内终端都正确接收，或超过最大重传次数。

如图2所示的电力物联网，这种新型蜂窝D2D自组网，其中D2D簇由地理上彼此接近的终端D1、D2、D3和D4组成，簇内终端可以互相直接通信，或经多跳通信(如图中D2与D4之间经D1通信)。簇内终端可处于蜂窝基站覆盖范围之外(如图中D4)，通过D2D实现覆盖扩展。当某终端与D2D簇地理上较远无法加入D2D簇时(如图中C1)，其通过基站间的蜂窝链路与其他终端通信。

在上述蜂窝D2D自组网中，定义D2D协作簇由N个终端构成集合V＝{D₁,D₂,…,D_N}，终端位置随机分布，空间位置服从泊松点分布，满足密度为的λ泊松点过程。

设终端D_i接收基站下行信号的SINR为：

γ_i＝P_tPL_i/(I_i+σ_i ²)；

其中P_t、I_i和σ_i ²分别为基站发射功率、干扰功率和噪声功率。PL_i为路径损耗，可表示为在对数域可写为PL_i＝Y_i+ψ_i+X_i，Y_i＝A+αlnd_i，其中Y_i是大尺度传播损耗，ψ_i为阴影衰落，X_i是小尺度瑞利衰落效应，且X_i、Y_i与ψ_i相互独立。A和α是确定传播模型的常数：A与参考点的位置选择有关，α是衰减指数的10倍，d_i表示终端与基站间的距离。小尺度瑞利衰落X_i服从负指数分布。阴影衰落ψ_i主要受地貌和障碍物影响，服从对数正态分布，在对数域，其概率密度函数为：

其中σ为阴影效应标准差。

上述建立了新型蜂窝D2D自组网模型，这种新型蜂窝D2D自组网充分利用了5G通信网络“三高两低”的优势，即高速率、高容量、高可靠性、低时延与低能耗，完全匹配泛在电力物联网的需求，为实现智能电网提供了技术保障。从上述的蜂窝D2D自组网模型，易知D2D簇内终端间距离大幅减小，提升了接收信号能量；另一方面，借助蜂窝网时频资源集中控制分配的优势，减少终端间干扰，可避免Ad hoc中分布式资源竞争机制存在的干扰管理效果不佳的问题。因而，在蜂窝D2D自组网中，无线信号的SINR有很大改善，即可提升终端间传输速率，又可通过降低发射功率达到节能的效果。

新型蜂窝D2D自组网在网络拓扑管理方面也具有很强的优势。在Ad hoc网络中，分布式的网络拓扑和路由机制使得拓扑管理和路由维护变得特别低效、繁琐和复杂。但是，在所提的蜂窝D2D自组网中，利用蜂窝网集中管理的优势，由基站实现全局优化的资源分配、调度与路由，避免了Ad hoc在拓扑和路由管理方面的难题，简化了网络设计，提高了资源利用率。

无线组播将同一内容同时传播给多个接收者，非常适合数据分发和音频视频播报等应急通信应用。当某些接受者未能正确接收组播数据包时，需要重传该数据包。本实施例在所提蜂窝D2D自组网架构下提出一种改进组播效率的方法。

本实施例为解决现有技术中的方案均需要从基站进行重传，导致额外的资源消耗，从而降低了网络吞吐量的技术问题，提出一种改进的组播重传方法，该方法的基本原理是利用软信息合并机制，在D2D簇中进行协作传输，充分利用簇内终端已经接收到的数据中的信息，提升组播效率。当接收数据在解码失败的情况下，其中依然包含有一定的信息。软信息合并利用这部分信息，将错误数据包保存在存储器中，并与后续接收到的重传数据包进行合并，得到一个比单独解码更可靠的数据包，即“软合并”过程，然后对此数据包进行解码。而且，由于多个重传复本经历不同的信道条件，使得软信息合并解码获得了部分分集增益，进一步提高了传输的可靠性。

在本申请的部分实施例中，所述电力物联网还包括蜂窝网终端，所述蜂窝网终端通过所述基站间的蜂窝网链路与所述簇内终端通信。

在本申请的部分实施例中，所述簇内终端通过多跳通信的方式进行通信。

为了方便理解本申请的实施例，示例性的，如图3所示，图3所是改进的蜂窝D2D自组网组播重传方案通信过程的一个示例。基站将组播数据包B通过下行链路发送给D2D簇内终端D1、D2和D3，设这3个终端都未能正确解码组播包B，它们接收数据包分别记为B1、B2和B3。此时，D1将B1发送给D2，D3将B3发送给D2。经过D2D簇内数据交互之后，每个终端具有了组播包B的多个副本，如：D1拥有{B1,B2}，D2拥有{B1,B2,B3}，D3拥有{B2,B3}。然后，各终端利用软信息合并技术，从中解码出组播包B。额外地，在D3正确解码出B之后，可通过D2D链路D3-D4将B发送给D4。至此，在无需基站重传的情况下，组播包B被簇中的各个终端正确接收。如果经上述过程仍未能正确解码组播包B，则可请求基站重传。

本申请第二实施例公开了另一种基于D2D的组播重传方法，所述基于D2D的组播重传方法应用于电力物联网中的基站，参见图4所示的工作流程示意图，所述基于D2D的组播重传方法包括：

步骤S401,所述基站向簇内终端发送组播数据包，其中，所述簇内终端用于解码所述组播数据包，并向NACK终端发送组播数据包，若所述簇内终端正确解码，则完成组播重传；其中，所述NACK终端是指解码失败的簇内终端。

在本申请的部分实施例中，所述基于D2D的组播重传方法还包括：

所述基站在所述簇内终端解码失败时，重新向所述簇内终端发送所述组播数据包。

本申请第二实施例中未披露的细节，请参照本申请第一实施例

本申请上述两个方法实施例公开的基于D2D的组播重传方法，所述基站向所述簇内终端发送组播数据包；所述簇内终端分别对各自接收的组播数据包进行解码，若没有全部正确解码，则将未正确解码的簇内终端确定为NACK终端；所述簇内终端向所述NACK终端发送各自接收的组播数据包；任一所述NACK终端对自己接收到的组播数据包采用软信息合并的方式进行解码；若所述簇内终端全部正确解码，则所述簇内终端完成组播重传。本申请借助D2D簇内终端协作传输和软信息合并，在无需基站重传的情况下完成组播的正确接收。

下述为本申请系统实施例，可以用于执行本申请方法实施例。对于本申请系统实施例中未披露的细节，请参照本申请方法实施例。

本申请第三实施例公开了一种基于D2D的组播重传系统，所述基于D2D的组播重传系统应用于本申请第一实施例公开的基于D2D的组播重传方法，参见图5所示的结构示意图，所述基于D2D的组播重传系统包括：

第一发送模块51，用于簇内终端接收基站发送的组播数据包；

解码模块52，用于所述簇内终端解码所述组播数据包；

第二发送模块53，用于所述簇内终端向NACK终端发送组播数据包，其中，所述NACK终端是指解码失败的簇内终端；

判断模块54，用于若所述簇内终端正确解码，则完成组播重传。

在本申请的部分实施例中，所述判断单元还用于若所述簇内终端解码失败，重新接收所述基站发送的组播数据包。

本申请第四实施例公开了另一种基于D2D的组播重传系统，所述基于D2D的组播重传系统应用于本申请第二实施例公开的基于D2D的组播重传方法，参见图6所示的结构示意图，所述基于D2D的组播重传系统包括：

第三发送模块61，用于基站向簇内终端发送组播数据包，其中，所述簇内终端用于解码所述组播数据包，并向NACK终端发送组播数据包，若所述簇内终端正确解码，则完成组播重传；其中，所述NACK终端是指解码失败的簇内终端。

在本申请的部分实施例中，所述第三发送模块还用于所述基站在所述簇内终端解码失败时，重新向所述簇内终端发送所述组播数据包。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是:以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对其保护范围的限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:本领域技术人员阅读本发明后依然可对发明的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在发明待批的权利要求保护范围之内。