基于网络编码的确定性逐层构造算法

为了解决适用于多源组播通信的网络编码构造算法存在收敛时间较长的问题,提出一种基于网络编码的确定线性逐层构造算法。在已有研究基础上,利用虚拟信源点进行虚拟试播：首先,根据决策树算法逐层确定获得非满秩局部编码矩阵的节点;然后,重构与该节点对应的上层变换节点的局部编码系数,生成新的编码向量;最后,重传这些编码向量至对应节点,使该节点的局部编码矩阵满秩,从而得到可行的编码方案。在试播过程中允许对出现数据冗余的链路进行修剪枝,以提高带宽利用率。与基于信宿反馈的确定网络编码（SNFDNC）算法相比,该算法只需进行一次虚拟试播。仿真测试结果表明该算法在中等规模网络中收敛时间更短,能进一步提高多源组播通信的平均传输速率。     

基于压缩网络编码的WSN数据传输技术

介绍了应用于无线传感器网络（Wireless Sensor Networks,WSN）中的一种数据传输方案--压缩网络编码（Compressed Network Coding,CNC）。在WSN中,通常应用网络编码（Network Coding,NC）来适应拓扑结构的动态变化并提高数据传输效率。考虑到传感器网络中节点测量值之间的相关性,与随机线性网络编码（Random Linear Network Coding,RLNC）方案中的编码操作与压缩感知（Compressed Sensing,CS）中随机投影操作之间的相似性,CNC方案将CS引入到NC中,通过对测量值数据包以及NC局部编码向量的设计,来解决传统NC译码存在的“全有或全无”问题。在汇聚节点收集到的数据包个数小于网络中源节点个数的情况下,CNC方案仍能以高概率精确重构感知数据。仿真结果表明,在合理的误差容许范围内重构测量值,所需的数据包个数仅为传统NC方案所需个数的一半,与传统NC技术相比,CNC方案将数据传输效率提升了20%以上。     

多源分布式协作空时网络编码系统的设计

为改善传统空时编码协作方案中节点功率消耗过高和传输效率较低的问题,在多信源、单中继协作网络中提出一种新的空时网络编码方案。该方案利用中继节点的多天线优势实现接收分集,并在中继节点设计空时网络编码,再按照编码矩阵特点转发信号到目的节点。仿真验证了信源数、中继天线数不同时的系统性能,并分析了传统空时编码协作方案与提出方案的性能差距和传输效率,得出该方案是一种易于实现,性能良好的高效无线数据传输方式的结论。     

重叠传输数字网络编码方案及其性能分析

重叠传输模拟网络编码（ANC-OT）方案中,中继节点采用放大转发（AF）协议,不能避免噪声传播效应。针对此问题,提出了中继节点采用校验译码转发（DF）协议的重叠传输网络编码方案,中继节点根据其译码结果决定是否转发源节点的信号。理论分析表明所提方案的平均互信息和可靠性都优于ANC-OT方案,仿真结果验证了理论分析的正确性。     

基于探测-支付机制的网络编码自私节点激励方案

网络编码是数据传输领域的一项新技术.在网络编码中,节点允许在数据转发的基础上对数据进行编码处理,从而提高网络的带宽利用率和吞吐量.然而当网络中某些节点存在自私性时,这些自私节点会延迟转发数据,从而造成网络编码时延的增加,降低通信的效率,严重时会造成网络编码中断,出现通信混乱.针对该问题,提出了基于探测-支付机制的网络编码自私节点激励方案.在方案中,首先对网络节点的时延进行探测,将网络节点的时延当作网络编码的成本,然后引入经济学中的支付机制,把网络编码看作是一种源节点消费、中继节点提供服务的交易行为.在支付机制运行的过程中,源节点作为消费者需要向提供网络编码服务的中继节点支付报酬.由于中继节点在提供服务时获得收益,因此支付机制会提高中继节点配合源节点进行网络编码的积极性.方案分析表明:该激励方案能够减小网络编码的时延,有效地抑制节点的自私性,最终提高了网络编码的有效性.     

基于Fourier矩阵的无线广播重传策略

针对随机网络编码重传的缺陷, 将Fourier矩阵和随机网络编码相结合, 提出一种半固定编码系数的广播重传方案FMWBR。利用广播源节点和接收节点双方已知的Fourier矩阵的行向量作为编/解码向量, 保证接收节点接收到的重传包具有完全可解性。理论分析表明, FMWBR增强了无线传输的安全性、提高了网络的鲁棒性、减少了包头开销。仿真测试结果表明, FMWBR跟其他几种重传策略相比, 有效地减少了平均传输次数, 节省了带宽消耗, 提高了网络吞吐量。     

基于稀疏矩阵的低复杂度安全网络编码算法

针对安全网络编码复杂度较大的问题,提出一种基于稀疏矩阵的安全网络编码算法。利用稀疏矩阵占用较少的存储空间和运算速度快的优点,在信源处将信源信息与稀疏矩阵进行矩阵变换操作,使得随机网络编码能以较高的概率达到信息论安全的要求。仿真结果表明,该算法能提高编解码速率,降低复杂度,减少存储空间。     

限定节点查看信息的网络编码签名方案

现有网络编码研究关注的是信息传送效率的增加而忽略了网络编码使信息在网络传送中过于泛滥,这对信息的安全造成威胁。为了解决这个问题,设计了限定节点查看消息的网络编码签名方案。依据网络环境中需要查看信息节点的个数,提出了两种方案：一是少数节点查看信息,使用接收节点的公钥签名,而只有拥有公钥对应私钥的节点才可以解密得到信息的方法;二是多个节点之间通信,为了避免没有权限的节点查看信息,需要通信的节点预先建立会话钥,利用会话钥进行签名信息传递的方法。新方案通过权限限制了节点查看到信息的内容,从而保证了信息在网络中的安全性。新方案使用网络编码有效的在提高信息传送效率的同时保证了信息在网络中传送的安全性。     

基于网络编码的车联网D2D视频分发技术研究

为在车联网中实现高可靠性、低时延、高速率视频分发,面向设备与设备通信提出一种基于随机线性网络编码(RLNC)的视频分发方案。源节点将要分发的视频文件通过RLNC进行分片编码,编码后的数据片分发给道路上的移动设备。每个移动设备接收到数据片后,经过再编码向其他设备分发。当设备在接收到一定数量的线性无关的数据后,对数据片进行解码得到原始数据。设计模式切换、无线接入点选择、主动式再编码3种策略减少视频分发的延迟。实验结果表明,与传统基于复制的传输方案和基于即时可解的网络编码传输方案相比,该方案具有更高的分发效率。     

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。     

基于协作网络编码的高效媒体访问控制协议

针对Ad Hoc网络中现有的编码感知的协作MAC协议（NCAC-MAC）在选择协作中继节点时未考虑节点的传输能耗以及候选协作中继节点发送的控制消息不能使其他不在彼此通信范围内的候选节点放弃竞争而产生碰撞的问题,提出一种基于协作网络编码的高效媒体访问控制协议（HECNC-MAC）。该协议主要提出以下三个优化思路：首先,候选协作中继节点对其目的节点能否解码进行解码预判,减少参与竞争节点的同时保证其目的节点能成功解码;其次,在选择协作中继节点时综合考虑节点所需的传输能耗;最后,取消ETH（Eager To Help）控制消息,且目的节点通过伪广播的方式通告确认消息。理论分析与仿真结果表明,与载波侦听多路访问（CSMA）、Phoenix和NCAC-MAC相比,HECNC-MAC能够有效减少节点的能耗,降低数据包端到端时延,提高网络吞吐量。     

基于网络编码的传感网多径路由模型分析

针对多径路由容易产生报文乱序和丢包现象,将网络编码技术引入到多径路由中,建立两种基于网络编码的无线传感器网络多径路由模型.通过源节点和中继节点的编码以及目的节点的解码,在报文乱序和部分丢包的情况下仍然可以恢复出源数据包,达到降低网络冗余度的同时,提高网络成功交付率.提出根据网络规模选择路由的思想进行仿真计算,结果表明两种模型适合于不同规模的网络.     

网络编码下的网络电视条件接收系统关键技术

网络编码的主要优点是提高网络吞吐量、均衡网络负载以及提高带宽利用率,尤其适合无线网络、Ad Hoc、P2P以及流媒体传输等领域,在构建IP网络电视方面具有巨大的潜力。研究在网络编码下构建网络电视的条件接收系统,提出了一种基于随机网络编码(RLNC)和SPOC模型的轻量级加密方法和一种高效的层次组密钥分发管理方案。所提方案具有加密数据量非常小的优点,适合用于网络电视实时流媒体加密,同时结合MPEG多分辨率的特点,可以针对各种付费用户,根据不同的收费提供不同网络视频质量。性能分析表明,所提方案利用网络编码提高了网络吞吐量,同时加密数据量远小于传统的IP网络电视加密方法,层次组密钥分发管理方案有效解决了密钥分发问题。     

基于网络编码的对等网络互惠资源共享方法

传统网络消息传播基于存储转发路由机制,网络节点对于网络消息不进行任何处理,网络编码理论允许节点对传播的信息进行编码处理.基于此,利用网络编码数据包能携带更多网络信息的特点,提出一种对等网络环境下的互惠资源共享方法,保证对等网络资源共享的高可靠性和鲁棒性,并通过仿真实验加以实现.仿真实验结果表明,网络编码互惠资源共享方法...     

基于RSA的多源网络编码签名方案

由于网络编码极易遭受污染攻击的破坏,文中基于RSA问题的难解性提出了一种适用于多源网络编码同态签名方案,以应对污染攻击和重放攻击.该方案能够阻止恶意修改的数据分组,被污染的数据分组会被验证者丢弃,从而保证了系统的安全性.由于方案是为多源网络编码设计的,不需要额外的安全信道,且采用线性计算,大大降低了对结点计算能力的要求,节省了结点的验证时间.此外,通过引入消息代序号,该方案可以防止代间重放攻击.     

基于物理层网络编码的两跳中继改进方案

根据物理层网络编码可以提高无线通信系统通信效率的特点,提出一种提高无线通信系统通信效率的改进方案。该方案在物理层网络编码方案的第2阶段将PCMA思想与物理层网络编码相结合,达到通信双方不间断地交换信息的目标,使得两跳中继模型在3个单位时隙内完成2个数据帧的交换。实验结果表明,与物理层网络编码方案相比,该方案能减少信息交换的时间,通信效率提高60%。