物理层网络编码研究进展

在无线协作环境下,充分利用无线电磁波的广播特性进行物理层网络编码(PLNC)可获得更大的吞吐量和频谱利用率。在物理层网络编码基本思想的基础上,首先着重介绍三类物理层网络编码技术--有限域上的物理层网络编码、模拟网络编码和复数域上的网络编码,给出它们相关理论的研究现状,并对与此相结合的新技术进行了介绍;然后论述目前物理层网络编码应用实现的现状;最后对物理层网络编码相关理论及其应用实现的发展趋势进行了分析与展望。物理层网络编码理论的进一步完善,相关安全性的研究,以及与协作通信理论,如信道编码与调制、中继选择、调度及资源分配等进一步紧密结合等,将是其研究的重要趋势。     

融合网络编码的无线协作中继网络资源分配

综述融合网络编码的无线协作中继网络资源分配的研究进展,总结了已有典型资源分配策略的特点、性能及系统设计要求,分析了网络编码技术(包括数字网络编码和物理层网络编码)的引入对无线协作中继网络资源分配策略设计的影响,给出了一种实用化的系统级跨层优化框架及设计基本原则,并探讨了无线协作中继网络资源分配研究的发展趋势及其走向实用化所亟待解决的关键问题.     

双向中继网络中的物理层网络编码方案

双向中继系统中的物理层网络编码可以有效的提高无线中继网络的吞吐量,受到了普遍关注。为了提升物理层网络编码在无线信道中的性能,提出了联合网络编码与信道编码设计思想。在联合信道编码-网络编码思想基础上,提出了一种结合LDPC信道编码和网络编码的线性性质来提升网络编码在双向中继系统中的性能,并最后给出该方案的误码率仿真图。     

无线Mesh网的物理层网络编码方案

无线网状网是传统组网方式的变革,网中的节点之间相互通信,构成多点到多点的网状结构,是一个大型的无线中继网络,对无线中继网络物理层的研究集中于网络编码,以及结合逼近香农极限的良好性能的低密度奇偶校验码,提出了基于物理层的结合网络编码和信道编码的方案,该方案不仅利用了双向中继的提升吞吐率的特性,而且设计了并行迭代算法来降低译码的复杂度。     

基于网络编码的无线物联网多中继协作切换机制漫谈

随着无线物联网的发展,如何提高其性能速度成为一道难题,而网络编码的出现,正是应了这种需要,明显的提高了无线物联网的性能,受到了许多人的关注与研究。区别于有线网络,无线网络拥有共享信道与信道的时变性,所以为了充分发挥无线物联网的作用,必须提高无线信道的安全性,如今也有一些提升信道可靠性的技术,像中继技术, ARQ技术等。从网络编码技术中还发展出一些有特殊针对性的技术,比如抗搭线窃听的网络编码技术,网络纠错码技术等都在网络安全领域的展开相当的研究。基于网络编码的中继传输技术,可以大大提高系统的可靠性与实效性。本文就基于网络编码的物联网多中继切换机制进行漫谈,介绍一下网络编码的无线传输技术,针对物联网中的比如多中继,多路径的情况与物联网中的网络构造多跳切换场景等等,提出一些可能。     

网络编码在无线中继网络中的应用研究

介绍网络编码在无线中继网络中应用的研究进展,指出其2个典型应用场景是双向对传网络和组播重传网络。阐述研究中需要解决的关键问题：(1)设计具体的实现协议;(2)在实际网络条件下,采用网络编码后的网络容量及可达该容量的传输策略;(3)针对物理层网络编码,从混合信号中分离出需要的信号。此外,展望该应用的发展趋势。     

无线网络中物理层网络编码策略研究

无线网络通信中的电磁波在传输过程中会互相干扰,物理层网络编码通过一种恰当的调制解调技术来降低节点间通信的相互影响。但常见的物理层调制技术相移键控PSK因存在“倒 现象”及连“0”连“1”问题,会导致接收差错。为此,提出一种基于差分相移键控调制技术的物理层网络编码(PNC-DPSK)方案,并将其推广至多进制的差分相移键控(MDPSK),该方案解决了PSK存在的问题,并在中继节点节省约50%的能量。     

联合信道非相干网络编码调制方法

针对时变双向中继信道下的物理层网络编码问题,提出多天线场景下不需要信道状态信息的联合信道编码的非相干物理层网络编码调制和检测方法。首先,为了实现物理层网络编码,设计了源节点的空间调制矩阵。然后,将差分空间调制与物理层网络编码结合,推导得到中继节点处叠加信号的最大后验概率检测表达式。同时,结合叠加信号的星座图,设计从叠加星座到中继转发符号的映射方案。最后,利用信道编码的线形结构,结合比特交织、信道译码与软入软出检测算法,进而得到联合信道-差分物理层网络编码迭代检测方法。仿真结果表明,所提方法能在双向中继场景下实现物理层网络编码的非相干传输与检测,有效提高了系统的吞吐量和频谱效率。     

蜂窝小区内基于网络编码技术的中继协作传输机制研究*

针对中继协作传输机制在蜂窝小区内应用的问题,基于物理层网络编码(physical network coding, PNC)的调制/解调方式,提出一种中继-物理层网络编码(relay-physical network coding,R-PNC)的中继协作传输机制.通过将网络编码-解码转发(networ coding-de...     

物理层网络编码双向中继中的频偏补偿研究

物理层网络编码技术大大提升了双向中继系统的吞吐量.然而,当把OFDM技术引入物理层网络编码双向中继系统中时,会产生很多问题,其中的一个问题就是很难在中继节点对两路上行OFDM信号的频率偏差同时做出有效补偿,这是因为两路信号的频率偏差不同,并且中继节点处的信号是叠加在一起的.本文对该问题进行了分析,提出了一种基于黄金分割数值计算方法的频率偏差补偿算法.仿真结果表明,在上行信道状况相同的情况下,该算法和补偿均值的方法性能相同,但是在其他的情况,即上行信道状况不同时,该算法将大大提高中继节点的误比特率性能.     

网络编码的研究进展

网络编码允许网络节点在传统数据转发的基础上参与数据处理,已成为提高网络吞吐量、鲁棒性和安全性的有效方法.在介绍网络编码基本原理的基础上,比较了集中式和分布式网络编码构造方法的优缺点,并对实用网络编码设计中涉及的同步、纠错、编解码速度等问题进行了评述;进而,对网络编码在无线网络、P2P系统、分布式文件存储和网络安全等领域的最新应用进行了总结;最后对网络编码的理论和应用研究的发展趋势进行了分析与展望.设计简单高效的实现机制,并与其他领域的技术如信道编码与调制、路由算法、队列调度以及流媒体技术等的结合,将是网络编码发展的一个重要趋势.     

基于蝶型网络模型的量子网络编码*

针对量子网络传输率低,信道利用率不高的问题,将经典网络编码的思想引入量子网络。基于蝶形网络模型,利用网络编码的思想,从经典信息和未知量子态两方面实现在量子网络上的最大流传输。而且在所提出的方案中,所有的信道都是量子信道,创新性的提出利用量子态作为“寄存器”实现经典信息的传递,有效的提高该方案的安全性。     

无线网络编码研究综述

网络编码允许网络上的各个转发节点在转发数据的基础上参与数据处理,是一种提高网络吞吐量和网络可靠性的有效方法。文章在介绍网络编码的基本原理的基础上,概述了无线网络中各种基于网络编码的传输机制,从传输时间、可靠性能等方面评述了各种方法的优缺点,最后对无线网络编码的发展趋势进行了分析和展望。     

基于MAODV协议的网络编码方案*

目前网络编码在Ad hoc组播网络中的应用研究比较缺乏,针对这个问题,提出了一种在由MAODV协议(multicast Ad hoc on-demand distance vector routing protocol)组建的Ad hoc组播网络中使用网络编码的网络编码策略,并且为了解决如何解码的问题提出了网络编码处理策略,使得网络编码可以应用在Ad hoc组播网络中,提高了网络性能。理论分析和仿真结果表明,基于网络编码的Ad hoc组播网络与普通Ad hoc组播网络相比,减少了数据包发送次数,降低了网络     

车载网络的索引编码技术研究

在车载网络中,由于无线信道的脆弱性与车辆的高移动性,广播信息往往不能正确到达和接收。为解决该问题,提出一种基于索引编码的消息广播方案。该方案将索引编码应用于车载网络的信息广播中,可实现更高效的信息分发。给出一种基于分布式反馈机制以收集边信息,使用改进的图着色算法在边信息中寻找最大团,并运用最大团进行索引编码。仿真实验结果表明,该方案可以有效地减少最少传输次数,从而节约无线信道带宽,提高广播效率。     

防窃听攻击的安全网络编码*

现有的防窃听安全网络编码的研究中,所采用的方法主要有信息论和密码学方法。按照所采用方法的不同,从两方面对现有的防窃听安全网络编码研究中的主要工作进行总结,进而从三个角度对现有的方法进行了分析和比较,对现有方法的优缺点进行了阐述。     

传感器网络中的分布式信息编码

分布式编码是传感器网络研究中的一个重要内容．介绍了传感器网络中分布式编码的概念和意义，回顾了分布式信源编码的理论基础，综述了分布式信源编码的主要方法．给出了分布式编码方法在传感器阵列中的应用实例．     

Secure network coding for wireless mesh networks: Threats, challenges, and directions

In recent years, network coding has emerged as a new communication paradigm that can significantly improve the efficiency of network protocols by requiring intermediate nodes to mix packets before forwarding them. Recently, several real-world systems have been proposed to leverage network coding in wireless networks. Although the theoretical foundations of network coding are well understood, a real-world system needs to solve a plethora of practical aspects before network coding can meet its promised potential. These practical design choices expose network coding systems to a wide range of attacks.We identify two general frameworks (inter-flow and intra-flow) that encompass several network coding-based systems proposed in wireless networks. Our systematic analysis of the components of these frameworks reveals vulnerabilities to a wide range of attacks, which may severely degrade system performance. Then, we identify security goals and design challenges in achieving security for network coding systems. Adequate understanding of both the threats and challenges is essential to effectively design secure practical network coding systems. Our paper should be viewed as a cautionary note pointing out the frailty of current network coding-based wireless systems and a general guideline in the effort of achieving security for network coding systems.     

多级网络编码方案

目前安全网络编码的研究有信息论安全和密码学安全两种方法。信息论安全的编码方案中,中继节点编码主要是使用随机线性网络编码（RLNC）生成编码矩阵,但是此方法并不能保证生成的矩阵一定满秩,从而影响方案的解码率。提出了一个多级网络编码（MLNC）方案,该方案通过在源端使用对角矩阵对消息进行编码,以降低编码复杂度;在中继节点,让入度大于等于2的节点作为编码节点,使用多级的网络编码使混淆效果更好,编码节点随机生成满秩的下三角矩阵和上三角矩阵,用它们的乘积作为编码矩阵,这样能保证编码矩阵满秩,接收节点可以成功解码。Matlab仿真结果表明,MLNC编码矩阵达到k-安全概率优于RLNC编码矩阵,并证明MLNC方案满足信息论安全。     

基于多播的网络编码研究

最大流最小割的理论决定了网络的最大吞吐量,网络编码可以使这一理论在单元多播的网络环境下得以实现,其核心思想是在网络的中间节点引入编码功能,对收到的数据包进行相应编码后再转发出去,有别于传统网络的简单存储和转发操作.文章介绍了网络编码的原理、优势,分析了线性网络编码理论,并对其构造方法进行了改进,降低了复杂度.