无线传感器网中线性网络编码的安全检查

线性网络编码作为一种新型的数据编码方式,它可以提高无线传感器网络的数据吞吐率、降低节点能耗、减少数据的传播延迟.由于无线传感器网络自身的特点,直接使用已有的线性网络编码协议将面临许多严重的安全攻击.指出了线性网络编码应用于无线传感器网络所面临的安全问题;并提出了一种安全的线性网络编码协议SEC.SEC既能够实现线性网络编码的优点,还解决了其在无线传感器网络中所面临的安全问题.     

网络编码目的节点接收信息的同步算法

在线性网络编码计算过程中,信源产生的信息经过不同的路径进行传输,导致目的节点接收到不同延时的信号,会影响目的节点正确译码。在线性网络编码算法的基础上引入延时算子,用以同步经过不同路径的码字,使接收到的信息同步,达到正确译码的目的。     

基于流内与流间网络编码的DTMSN广播传输机制

提出了一种基于流内与流间网络编码的延迟容忍移动传感器网络(DTMSN)高效广播传输机制.在该机制中,汇聚节点利用随机线性网络编码将原始数据处理成编码包,然后转发给传感器节点.传感器节点间利用一种优化的机会网络编码算法交换编码包.当传感器节点收到足够多的线性无关编码包时解码得到原始广播数据.理论分析和仿真实验表明,与仅基于随机线性网络编码的广播传输机制相比,该机制能进一步减小广播时延和网络负载.     

序列矩阵表示的卷积网络编码的译码方法

从校验矩阵的角度对网络编码进行分析,给出其编译码的序列矩阵描述。这一方法可将确定型线性网络编码、随机线性网络编码以及卷积网络编码统一到同一矩阵序列结构中,为深刻理解网络编码提供一个新的视角。在此基础上,首次提出一种译码矩阵的求解方案,其复杂度为多项式时间,并给出可行性分析。还讨论了卷积网络编码的译码原理,并给出一些译码性质。最后,用例子简单说明序列矩阵描述的卷积网络编译码方法。     

基于网络编码的多播网络故障恢复

针对多播网络中的链路失败恢复问题,从纠删码的编译码思想出发,提出了一种基于网络编码的可靠多播网络系统的构造方法.该方法采用静态的网络码,当多播网络发生有限条链路失败时,可采用基于接收节点的方式恢复可恢复的链路失败,而不需改变中间节点的编码.同时在网络信息流分解基础上给出了在较小的符号域上构造网络码字的方法.通过这种编码多播方式,不仅可以利用较小的网络资源构造近似即时的自我修复多播通信网络,提高多播网络链接的鲁棒性,而且能够获得较高的多播传输速率.     

线性网络的零器节点分析法

本文主要讨论用零器来分析线性网络的另一种形式的节点分析方法。给定一个含源RLC线性网络N,可获得一个等效的零器RLC网络,并可用节点方程来描述,的节点方程解提供了N的节点电压和未知量。使用零器来分析线性网络的优点是的节点方程跟改进节点法一样适合于机助分析,而更方便于手工运算。     

双向中继信道中Polar码与物理层网络编码的联合设计

为解决双向中继信道中采用低密度奇偶校验码LDPC(low density parity check code)或Turbo码的网络编码系统信道编码编译码算法及设备的复杂度太高这一问题,提出一种联合Polar编码与网络编码的中继转发策略.该策略利用无线通信中信号的叠加特性和Polar编码、网络编码的线性性质直接估计网络编码的码字,使得中继节点进行Polar译码的复杂度和信源节点之间的信息交换时间都比直接网络编码系统减少了50%.同时,由于基于信道极化理论的Polar码具有在离散无记忆信道BDMC(binary discrete memoryless channel)上达到信道容量及编译码算法简单等优点,使得所提方案不仅保证了系统的可靠性,而且更容易实现.仿真结果验证了该方案的有效性.     

基于高度包保护的优化融合编码算法

为了提升水声网络中现有的基于喷泉码与网络编码融合传输方案的性能,减少LT编码包经过中继节点网络编码后度分布的变化,本文提出一种基于高度包保护的优化融合编码算法(LTNC-HP)。LTNC-HP算法通过在各个中继节点增加高度保护传输算法,解决融合编码时存在的不理想覆盖问题,有效减少了传输的信息量。同时LTNC-HP算法在中继节点编码时加入同度包优先选择机制,提高各个中继节点编码信息的有效性,增加了网络中数据包的多样性。仿真结果表明,与改进前的融合编码方案相比,LTNC-HP算法传输信息的有效性显著提高,且传输冗余大幅度降低。     

基于SWIPT的乘积Polar编码协作构造与分析

为实现绿色可靠通信,提出了基于无线信息与能量同传(SWIPT)技术的乘积极化( Polar)编码协作系统。 首先,建立基于 SWIPT 的乘积 Polar 编码协作系统模型;其次,将 Polar 码作为乘积码的分量码构建乘积 Polar 码,分别在信源节点和中继节点对其行编码和列编码;最后,在目的节点提出一种低译码时延的两步译码算法,第一步对接收到乘积 Polar 码的码字矩阵分别进行串行相消(SC)译码与列 SC 译码,若第一步译码失败,则执行第二步译码,即将乘积 Polar 码的码字矩阵变换为单行 Polar 码,再 SC 译码。 理论分析与仿真表明,相比点对点系统,基于 SWIPT的乘积 Polar 编码协作大大降低了译码时延;与采用置信度传播译码算法的乘积低密度奇偶校验编码协作系统相比,所提系统误码性能更优。     

基于密度聚类的容迟网络路由协议

为了克服现有容迟网络消息冗余副本过多,数据传输时延较大的问题,对基于历史预测的Prophet路由协议进行优化,提出基于密度聚类的路由协议,采用聚类分析理论和生灭过程理论,准确构建和维护密度聚类簇,使网络中的消息副本得到实时控制.在此基础上,提出基于Q学习的随机线性网络编码策略,采用增强学习领域中的值函数估计法,通过中间节点高效获得线性独立的编码包,以提高网络编码效益.仿真实验结果表明,相比Epidemic和Prophet路由算法,该算法可以获得较高的消息投递率;在有足够缓存的情况下,数据传输时延得到了很好的控制,对容迟网络具有较强的动态适应性.     

安全网络编码的一个必要条件

为了研究安全网络编码的特性,从信息论的角度分析了实现网络编码安全性的必要条件．从Shannon保密系统得到启发,采用信息论的方法,给出了在特定组播网络中实现安全网络编码的密钥信息率的一个下界．该边界不仅适用于线性网络编码,同样适用于非线性编码,对构造安全网络编码有一定参考意义．     

无线Mesh网络下的网络编码机制

提出了一种无线网状环境下基于接收节点速率匹配的传输控制协议(TCP)网络编码机制,通过网状连接层(MCL)构建编码层对传输控制协议数据(TCP-DATA)和传输控制协议应答(TCP-ACK)进行网络编码,采用修改的分布式协调功能请求发送/清除发送(DCF RTS/CTS)机制在接收节点确定数据传输速率. 实际搭建了1个3跳的无线Mesh线性网络,对基于接收节点速率匹配的TCP网络编码数据进行捕获分析,得出其端到端系统的TCP吞吐量与没有采用网络编码相比提高了约20%.     

基于重要信息反馈的BATS码优化设计

BATS码是一种结合喷泉码和网络编码技术的新型前向纠删码,能有效保证数据在多跳网络中的可靠传输.在传统BATS码编译码方案中,反馈信息没有得到高效利用,为提高BATS码的译码性能,提出了一种改进的基于重要信息反馈的BATS码编译码算法,其中,重要信息包由接收端和发送端共同选择用于下一轮编码;同时,对重要信息的编码包在中...     

适用于云存储冗余的半随机线性网络编码

为了实现数据冗余备份,根据云存储的结构特点和可用性要求,提出半随机线性网络编码(SRLNC)算法,使用有限域GF(2s)上的单位行向量和随机行向量组成编码矩阵,对数据块分片、编码后进行冗余存储,采取单位行向量优先的策略进行解码.分析了该算法的解码方程组存在唯一解的概率,并提出衡量算法运算时间的"每字符运算次数"指标.实验结果表明,新算法在解码过程的运算时间随结点可用性的增加以指数级减少,当冗余度≤3且结点的可用性≥0.8时,比随机线性网络编码算法的编码运算时间快33%以上,比解码运算时间快5倍以上,适合应用于"一次写多次读"的云存储系统.     

移动多跳无线网络中视频传输控制

为了在移动多跳无线网络中获得满意的视频服务质量,综合考虑视频信号编码与传输。提出一种基于移位的3-D SPIHT的自适应嵌入式多描述编码（MDC）,根据网络状况产生多个不同码流;引入优先级机制将码源分配至不同码流中,以保证视频的传输质量,降低网络负载。仿真结果表明,该联合算法在相同实验条件下,较传统方法有明显的优势。     

基于网络编码的多播网络码字构造

针对网络编码技术,提出了一种存在链路故障多播网络的码字构造方法。该方法通过对接收节点搜索大于信源发送速率 的 条离散路径,确保接收节点任意 条输入链路的全局编码向量线性无关,接收节点收到 个正确符号,避免链路故障,恢复信源信息。利用最大距离可分码已有的成果,给出不同发送速率下信源所需的最小有限域,构造最大距离可分码 生成矩阵,将其列向量作为接收节点输入链路的全局编码向量,设计网络码字,实现网络编码。