有环网络编码关键理论问题研究

同无环网络编码研究相比,有环网络编码的理论存在更多研究空白.在实际网络中,网络编码信息流很可能交错形成环路,造成环路中链路之间逻辑因果关系混乱,时延的引入成为必须.因此,有环网络中网络编码呈现出与无环网络中不一样的特性.由于有环网络编码是网络编码实用化研究的一个关键和难点,而且有环有时延网络更接近实际网络情况,因而有环网络的研究具有较大理论和实用意义.本文从有环网络编码的数学理论框架、有环网络编码容量、码构造算法、多源有环网络编码等几个方面综述了有环网络编码的研究现状和需要进一步研究的方向.     

基于多播的线性网络编码

网络编码是网络中间节点对网络信息流进行存储转发的基础上实行编码操作,从而达到提高网络吞吐量,改善网络均衡负载,节省网络带宽等效果.网络编码在国内外已成为研究热点.本文在介绍网络编码基本原理的基础上,分析了线性网络编码的构造算法,包括指数时间算法,多项式时间算法和随机网络编码构造算法,最后对网络编码的研究趋势进行了展望.     

非线性网络编码实例研究

在网络编码研究中,线性编码技术已趋于成熟,但它有着需要大字符表且不适用于非多播网络的弱点,这推动了对非线性编码的研究.本文给出编码函数的新描述,在此基础上将非线性编码分成两类:证明了前者与线性编码等价,能从线性编码中构造出,且具有相同的编码能力;证明了后者的存在性.     

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.     

基于线性网络编码技术的网络编码研究

描述了网络编码的研究现状和存在的问题,通过分析线性网络编码技术的编码和译码原理证明了网络编码的可行性,并基于线性代数理论论证了线性网络编码的最基本性质-线性多播性。提出网络编码技术是一门"混合"的技术,未来网络编码技术将结合计算机网络技术,信息论和编码技术,密码学理论等不断发展和深入。     

网络编码研究综述

网络编码是通信网络中信息处理和传输理论研究上的重大突破,其核心思想是允许网络节点对传输信息进行编码处理.运用网络编码能够提升网络吞吐量、均衡网络负载和提高网络带宽利用率等.本文介绍网络编码的基本原理以及主要优缺点,归纳了网络编码的主要实现算法和机制,总结了网络编码的几种典型应用,最后讨论了网络编码进一步的研究方向.     

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.     

无线网络中一类多播网络的网络编码

提出一种无线网络空间构造的新算法,该算法借助基本图模拟网络节点状态,通过节点基本图的加入和离开动态实现无线网络.k冗余多播网络采用网络编码可实现最大多播速率k的信息传输,对于无线网络中的k冗余多播网络,从网络信息流分解的角度给出一种网络编码算法.     

一种基于网络编码的应用层多播算法

研究了对多播网络进行网络编码的方法,提出了一种基于网络编码的应用层多播算法.该算法在计算网络拓扑时考虑了链路的花费.源端和-中间节点使用随机线性编码方法进行编码,在目的端进行解码操作使得目的端能从乱序的信息和部分丢失的信息中恢复出原始数据,提高了网络的可靠性.通过对ns-2的扩展并进行仿真实验,结果证明了基于网络编码的应用层多播算法是可以提高网络的吞吐量,并且和网络中最大的吞吐量比较接近.在信息块不是很大的情况下,编码延迟率的增长是在一定的范围内的.     

基于随机网络编码的odmrp协议研究

ODMRP协议是基于mesh网络的Ad hoc多播路由协议,可提供较好的性能,但在路由过程中需在网络中进行洪泛,这极大的降低了网络的性能。本文首先分析了ODMRP的机制,指出其有待改进的地方。之后采用随即网络编码对ODMRP协议进行改进,提出了基于网络编码的NC-ODMRP协议。     

基于网络编码的组播率与编码节点数的平衡

为探究单源组播网络编码的组播率与最少编码节点数之间的关系,利用线性网络编码的导出与扩展技术,对两者间的关系进行了理论分析和推导,得出了"最少编码节点数随组播率单调递增"的结论。构造了一个多目标优化模型用于精确地描述两者间的数量关系。为求解这个多目标优化模型,设计出能搜索所有可行编码方案的策略。运用该策略,并结合NSGA-II,提出了求解该模型的算法。在需要兼顾两者平衡的情况下,模型的解为确定编码方案提供了选择依据。所提算法不仅能搜索出整个Pareto集,而且能在指定可行组播率区域的前提下,以较小的运算代价得出相应的部分Pareto集。仿真结果验证了理论分析的结论,表明了所提算法的可行性和有效性。     

安全网络编码综述

对安全网络编码的研究和发展作了综述,在介绍网络编码核心思想的基础上,详细阐述了通信网络中各种常见的攻击,并给出了对抗这些攻击所构建的安全网络编码协议,着重展示了结合网络编码的自身特点而设计的对抗各种攻击的方案;进而对安全网络编码与网络容量及网络开销之间的关系作了简要介绍;最后对安全网络编码理论的发展趋势和应用前景作了分析和展望。结合网络编码的自身特征,设计消耗资源少,对信道容量利用率高的安全网络编码将是一个发展趋势。     

基于分级网络编码的一种数据传输方法

为了降低中间节点在编码计算时需要的有限域的阶,提出了分级网络编码数据传输方法。针对主干网-子网结构的单源组播网络,在连接子网的节点处进行解码,并以该节点为源点,把解码得出的信息采用网络编码数据传输方式组播至子网。理论分析与仿真测试结果表明：与单级网络编码方法相比,该方法可以降低有限域的阶,进而减少网络编码的运算延迟,并能充分地利用网络的带宽。     

CTC与网络编码的联合设计研究

Turbo码由于具有并行级联的特点,更易于与网络编码进行联合设计,迄今为止成为信道编码与网络编码联合设计领域的一个热点。在研究无线网络中物理层网络编码技术的基础上,提出了一种新型的物理层网络编码和信道编码的联合设计方案,即CTC码（卷积Turbo码）与网络编码的联合设计方案,该方案具有较小的译码时延,更强的纠错性能,对于移动台（MS）来说,不仅提高了码率,还比MS直接使用CTC编码的算法简单。仿真结果表明CTC-网络编码系统具有较强的纠错性能,更适合于各种恶劣环境下的通信。     

基于最大干扰网络编码的应用层多播算法

构建于终端系统的应用层多播具有网络层多播不可比拟的优势,为了提高应用层多播的效率和性能,提出一种基于最大干扰网络编码的应用层多播算法。该算法在采用网络编码的基础上,在多播路径选择上通过考虑源到多个目的节点路径间的最大干扰,来提高编码的利用效率,有效节省带宽。仿真表明,相比较一般应用层多播算法和基于网络编码的多播算法,本算法在提高网络吞吐量和资源利用率方面都有更好的表现。     

多源多宿组播网络编码的可达信息率区域

为了解决多源多宿组播网络编码问题,提出了计算可达信息率区域的算法和构造线性网络编码的方法。在已有研究的基础上,把多源多宿组播网络编码问题转化为一个含有约束的单源组播网络编码问题,通过理论分析与推导,找出了各源点组播率之间的相互约束关系,进而构造了一个多目标优化模型来表征可达信息率区域的边界,提出了两种求解该多目标优化问题的方法:枚举法和基于遗传算法的多目标优化算法。从求出的Pareto边界可以导出可达信息率区域。选定了各源点的组播率后,通过求解含有约束的单源组播网络编码问题便可以构造出线性网络编码方案。仿真测试结果表明提出的方法可以求出可达信息率区域的整数点边界,并能构造线性网络编码方案。     

一种改进的多播网络编码算法

在多播网络通信中,网络编码的应用,实现了最大流最小割定理所决定的多播传输的最大理论传输容量。对这一问题,可采用线性multicast,线性broadcast,线性dispersion,以及generic等线性网络编码构造算法进行求解。但这些方法,计算复杂度较高。在研究generic线性网络编码算法的基础上,结合离散路由的使用,对其进行了改进,提出了一种改进的多播网络编码算法,并给出了算法的合理性证明。复杂度分析表明,该算法较generic线性网络编码算法,复杂度有显著的下降。