无线通信中的网络编码技术

网络编码是一种提高网络吞吐量和性能的新技术,预计将成为未来网络的一项关键技术.本文概述了无线网络中的网络编码技术,无线网络被认为是网络编码最可能得到应用的领域之一,网络编码技术使无线媒质的广播属性可以得到充分利用,无线网络和传感器网络为网络编码的应用提供了巨大的机会.本文结合不同无线场景介绍了网络编码的各种编码方法,包括传统的网络编码、物理层网络编码、模拟网络编码以及复数域网络编码,并对未来发展给出了展望.     

防窃听的安全网络编码

网络编码的思想得到了广泛的关注,网络编码的各种应用问题相继提出,其中网络编码中的安全是网络编码的重要应用领域。安全网络编码大体上分为两方面,反篡改数据和反窃听数据。反篡改数据也就是网络纠错,反窃听数据就是防搭线窃听的安全网络编码。文章论述了防窃听的安全网络编码的模型、理论、构造、发展,对抗搭线窃听的安全网络编码进行了重点分析。     

无线多跳通信网络中的网络编码技术

网络编码允许中间节点对接收信息进行编码并转发出去,提高了网络吞吐量和链路的健壮性,采用网络编码技术能显著提高无线多跳通信网络的传输性能。文章在综合论述了网络编码的原理和研究现状后,介绍了线性网络编码及其代数实现,总结了无线通信网络中应用网络编码技术的研究方法,给出了相关网络编码算法的性能仿真结果。     

网络编码的工作原理、技术问题和应用

网络编码是一种允许中继节点对已接收到的数据包进行编码后再发送出去、接收节点通过相应的译码过程得到完整信息的信息处理技术.首先概述了网络编码的发展历史,并介绍了网络编码的基本原理.在此基础上说明了网络编码的显著特点和主要技术问题,归纳总结了网络编码的主要应用领域.最后,对网络编码未来的发展方向进行了展望.     

无线自组织网络的网络编码技术

网络编码作为一种新的技术在宽带无线自组织网络中有很好的应用,通过网络编码,中间节点可以将接收信息进行编码并发送出去,提高了网络吞吐量和健壮性。为不对现有网络的软硬件设备和相应的协议做很大的修改,可以选择在高层实现网络编码。无线传感器网络、无线格状网（Mesh）等无线自组织网络都可以使用网络编码技术显著提高多跳链路的传输性能。目前网络编码的研究热点集中在网络编码节点选取方案、网络编码算法的设计、网络编码复杂度分析、网络编码的性能分析、网络编码与系统安全性分析、网络编码在无线分布式网络中的应用等方面。     

新一代无线通信网中的网络编码

介绍了网络编码的基本原理,比较了网络编码的构造方式及其优缺点,在高斯信道以及多址信道中描述了基于传统网络编码和物理层网络编码的联合编译码方案.最后,通过分析联合编码的优缺点评述了基于MIMO和协作分集技术的网络编码方案,并结合LTE-A中将出现的新问题讨论了网络编码进一步的研究方向.     

网络编码在网络安全中的应用

网络编码的思想在1999年由杨伟豪和张珍首次提出,由Ahlswede等人进一步发展和扩充,安全的网络编码也随即提出。蔡亍和杨伟豪首先针对单信源有向无圈网络给出了安全网络编码的定义和模型,其他研究者也各自提出了不同的安全模型,如J P Vilela提出了轻量级安全的网络编码,K Bhattad提出了弱安全的网络编码等,另外还有抗拜占庭攻击的网络编码。网络编码理论亦在网络纠错中得到了应用,杨伟豪和蔡宁推广了经典纠错码,引入了网络纠错码,杨胜豪在杨伟豪和蔡亍研究的基础上,研究了线性网络编码的重量性质。     

基于逻辑运算的光域网络编码节点模型

光网络缺少随机存储设备,难以独立于光电光变换实现线性网络编码技术.为了将网络编码技术引入到光网络中,提出一种能够在光域中实现的基于逻辑移位和逻辑异或运算的双路径网络编码机制.该网络编码机制比异或网络编码的通用性更强,并且能够在光域中独立于光电光变换实现,降低了实现代价.此外,针对提出的网络编码机制在实现过程中遇到的运算不封闭的问题,设计了能够承载该网络编码机制的网络编码节点模型,从而保证该网络编码机制能够在全光异或门和光移位寄存器等主要光器件的支持下在光网络中实施.最后,对该网络编码节点模型所涉及到的部分关键模块进行了实验分析,结果表明模块能够完成所期望的功能.     

网络视频编码技术

随着视频信息在网络上的应用需求的日益广泛和迫切,适合网络传输的视频编码技术成为了现在研究的一个热点,文章旨在综述网络视频编码技术的发展历程。详细介绍并对比了目前主要的网络视频编码技术:传统的视频编码技术在传输中的应用,视频的可扩展性编码以及视频的多描述编码,最后进一步阐述了未来网络视频编码技术可能的发展方向,分析了综合运用各种编码技术的可能。     

基于网络编码的多媒体传输技术研究

随着我国信息技术的发展,我国对网络编码的重视程度也在不断的加深,其在现代多媒体传输的过程的中的作用也越来越明显。如何正确地认识网络编码的理论原理,积极地应对网络编码在多媒体传输技术应用中出现的问题。文章立足于现代网络信息技术的快速发展,首先通过介绍网络编码的理论概念、优点,阐述了目前国内外对网络编码研究现状的相关情况;其次,通过深入研究网络编码在多媒体传输技术中的实际应用,指出了相关技术方面的不足和优势;紧接着,文章就我国网络编码在多媒体传输技术中的实际进行分析,探讨了网络编码对现代多媒体传输技术带来的机遇和挑战。最后,文章表达了对基于网络编码的多媒体技术的发展期望和美好设想。     

线性网络编码研究

最大流最小割定理决定了网络的最大吞吐量.近来研究表明,网络编码可以使这-理论在多播方式的网络环境中得以实现.网络编码的提出彻底地改变了计算机通信网络中的信息处理方式,其研究结合了信息论、计算机通信网络、组播技术、多用户信息论和图论等很多方面的知识.文中简要介绍了网络编码的基本原理,线性网络编码的基本概念及其发展,并且提出一种实现线性网络编码的算法.     

基于跨层网络编码感知的无线传感器网络节能路由算法研究

编码感知路由可以发现路由中的网络编码机会,减少数据传输次数,提高网络吞吐量,是近年来路由算法研究的一个热点.当前编码感知路由存在编码条件失效、未考虑节点能量的问题,不适合直接应用于无线传感器网络.本文提出基于跨层网络编码感知的无线传感器网络节能路由算法CAER (Cross layer coding Aware Energy efficient Routing).提出并证明了修正后的网络编码条件,以解决编码条件失效问题.基于跨层思想,将网络编码感知机制与拓扑控制、覆盖控制结合,挖掘潜在编码机会.提出综合考虑节点编码机会、节点能量的跨层综合路由度量CCRM (Cross layer Coding aware Routing Metric).仿真结果表明,相比现有编码感知路由,CAER能够提高网络编码感知准确性,增加网络编码机会数量5%~15%,延长网络生存时间8%~12%.     

与经典信道相关的网络编码

传统的网络信息流传输方式是存储转发,但通常无法达到通信的最大流界。为了实现更高的传输效率,Ahlswede等人提出采用网络编码的方法,不但可以提高网络吞吐量,而且在普适性、鲁棒性、可靠性和安全性等方面都具有优势。网络中的信道通常是有噪声的,目前网络编码理论的研究重点包括经典多用户信道、网络-信道编码分离和网络安全编码等问题。     

基于稀疏矩阵的网络编码安全存储系统

网络编码是近几年来通信科学一个新兴的研究领域。结合图论及有限域运算的相关知识,简要阐述了网络编码的编解码原理、优点及其应用。针对分布式安全存储系统,结合LDPC码中稀疏矩阵与非规则矩阵等概念,讨论了随机线性网络编码的具体编码过程。通过编码优化,构造稀疏的校验矩阵,提高了编译码效率,降低了复杂度。最后,指明了网络编码在安全存储系统领域的优势和实际应用中的发展方向。     

MIMO双向中继信道的网络预编码算法研究

在衰落信道环境下,多输入多输出（MIMO）网络编码比传统的网络编码具有更好的鲁棒性.而网络编码与无线中继技术的结合也是目前最具潜力的研究热点之一.从通信基本原理的角度对MIMO双向中继系统的3种通信模型进行介绍,对相应的网络预编码实现的算法和机制进行研究对比,指出3种模型各自的优缺点.最后,讨论该领域的进一步研究方向.     

网络编码在MANET最小能量多播中的应用研究

网络编码理论是当代信息论的重要组成部分,移动特设网络(MANET)是由-组带有无线收发装置的移动终端组成的一个多跳临时性自治系统,利用网络编码理论解决MANET中最小能量多播问题是无线通信中新的研究热点之一.文中阐述了网络编码基本理论在无线通信中应用的技术原理,然后通过构建无线网络节点分层模型分析了基于网络编码的MANET最小能量求解过程,为解决该类型网络中能耗问题提供新的视角.     

A Constant Bound on Throughput Improvement of Multicast Network Coding in Undirected Networks

Recent research in network coding shows that, joint consideration of both coding and routing strategies may lead to higher information transmission rates than routing only. A fundamental question in the field of network coding is: how large can the throughput improvement due to network coding be? In this paper, we prove that in undirected networks, the ratio of achievable multicast throughput with network coding to that without network coding is bounded by a constant ratio of $2$, i.e., network coding can at most double the throughput. This result holds for any undirected network topology, any link capacity configuration, any multicast group size, and any source information rate. This constant bound $2$ represents the tightest bound that has been proved so far in general undirected settings, and is to be contrasted with the unbounded potential of network coding in improving multicast throughput in directed networks.