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.     

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。     

基于流的无线网络编码

针对无线链路的不可靠性和物理层的广播特性,将网络编码与无线网络相结合,提出一种基于流的无线网络编码算法——FNC。该算法在先验参考路径的基础上,充分利用每个节点处的路由表项,探测编码机会,在有编码机会的节点对满足编码条件的数据流进行网络编码,达到提高网络吞吐量的目的。仿真结果表明：FNC有效提高了整个网络的吞吐量,改善了网络性能。     

大型无线网络中的多跳网络编码

基于网络编码的协作分集技术是目前的无线网络的研究热点.许多研究从理论上证明了它的有效性,但是对于大型网络中网络编码技术的应用的研究涉及较少.采用LDPC码的结构研究了协作分集网络中的网络编码构造,并把它拓展到多跳网络中.这种方法可以根据瞬时的网络拓扑结构形成网络编码,从而适应移动环境下多节点的随机接入,通过获得的网络编码增益提高网络可靠性.     

宽带无线网络中的纠错编码

随着高速多媒体业务的迅速发展,如何提高第三代移动通信系统（3G）以及新一代移动通信系统（Beyond3G）的性能和容量愈发受到人们的重视。在业务无线接入时的服务质量（QoS）问题上,高效的纠错编码是必不可少且行之有效的解决方法之一。文中简要回顾了纠错码在前两代移动通信中的应用,并着重介绍了目前的研究热点——Turbo码和LDPC码的研究现状及发展前景。     

Opportunistic Scheduling for Wireless Network Coding

This letter addresses a scheduling problem for wireless network coding (WNC). In our previous work, we have theoretically shown that the optimum number of nodes to be included into a network?coded packet as well as its transmission rate depends on time?varying link condition between a transmitting node and receiving nodes [1]. Based on this observation, this letter designs practical scheme which opportunistically selects scheduled nodes, packets to be coded and an employed modulation level according to time?varying channel conditions and packet length. The numerical results show that the proposed opportunistic scheduling can improve the overall throughput as compared with non?opportunistic approach.     

Wireless Network Coding with Cooperative Diversity

In this paper we integrate the ideas of network coding and relays into an existing practical network architecture used in a wireless network scenario. Specifically, we use the COPE architecture to test our ideas. Since previous works have focused on the communication aspect at the physical layer level, we attempt to take it one step further by including the MAC layer. Our idea is based on information theoretic concepts developed by Shannon in order to reliably apply network coding to increase the net throughput.     

Network Coding for the Internet and Wireless Networks

In today's practical communication networks such as the Internet, information delivery is performed by routing. A promising generalization of routing is network coding. The potential advantages of network coding over routing include resource (e.g., bandwidth and power) efficiency, computational efficiency, and robustness to network dynamics. This tutorial article provides an overview of the theory, practice, and applications of network coding.     

基于网络编码的无线自组织网数据分发机制

 无线自组织网络中,移动台能量有限,为了延长生存期,需要减少中间节点之间的数据包交换次数,本文提出一种基于网络编码的数据分发机制CRNC,同基于泛洪的传统数据分发机制相比,CRNC在大幅度减少传输次数的同时,只增加了少量时延.理论分析及仿真试验,证明了采用网络编码的CRNC可以在传输时延和能量消耗上取得更好的均衡.     

无线Mesh网中基于网络编码感知的分组公平调度机制

 利用竞争无线媒介的用户的传输代价不同,本文提出了一种基于网络编码感知的分组公平调 度机制FSNC.FSNC机制的基本调度单位是编码集,编码集中的用户将依据自身在编码集中的 权重,公平地获取统计上的长期和短期系统服务时间.FSNC机制是通过用户的ARQ反馈消息, 感知用户的解码能力从而做出调度决策的.理论和仿真实验证明,FSNC机制在改善多用户分 集系统的用户的吞吐率的同时,能够为多用户提供公平的服务时间.     

无线网络中最小延迟代价网络编码的研究

网络编码能极大地提高网络吞吐量和传输可靠性.编码机会易受到数据包数量不公平性的影响,提出一个具有最小延迟代价的网络编码方法（MDCNC）.首先找到一条固定路由并确定该路由所经过的每一节点的编码能力,然后根据数据流在不同节点处以及不同时隙的可编码情况,灵活地应用该延迟发送策略,以牺牲较小的端到端延迟时间换取更多的编码机会.仿真结果表明,MDCNC能够带来更多的编码机会,进而使网络拥有更高的吞吐量.     

网络编码在无线Mesh网络中的研究与实现

Mesh网络沿用了Ad Hoc网络中的路由协议,但Mesh网络节点移动性高,路径的生存周期短,根据无线Mesh网络自身的动态特点进行路由协议的优化成为了研究的热点。COPE编码方案是针对Mesh网络中的单播特性提出的一种新的机会网络编码机制,能够提高网络的吞吐量。通过NS2仿真平台对AODV路由协议添加COPE网络编码方案,仿真结果表明在不同网络条件下,AODV和COPE的结合增加了无线节点的编码机会,使网络的吞吐量得到了有效的提高。     

基于网络编码的无线网络分布式协作通信机制

 本文提出了一种基于无线网络编码的协作通信机制NCCC.无线网络编码能够在取得合作分集的性能增益的同时,降低网络中断概率.分布式中继节点选择算法是NCCC机制的核心,该算法根据即时信道状态,选择执行网络编码操作的最优中继节点.理论和仿真结果证明, NCCC机制可以提高无线网络双向多信源多信宿传输的性能和鲁棒性.     

无线中继网络中的物理层网络编码

针对无线中继网络中物理层网络编码技术的应用,分析验证了其所带来可观的吞吐量性能提升。总结了当前物理层网络编码技术的相关研究方向,归纳了通信理论研究、信息理论研究和网络理论研究三个方面。介绍了物理层网络编码的关键技术,对物理层网络编码技术在实际信道条件下的性能分析及改进、采用高阶调制时的检测模糊及改进、基于嵌套格码的计算-转发策略和结合缓冲中继协议设计进行了深入探讨。以期放宽物理层网络编码对信道模型的限制,拓展其适用条件,同时在保障通信过程可靠性的前提下充分发挥该技术对通信有效性的提升,从而推进物理层网络编码技术在实际无线中继通信系统中的应用。     

信道编码与物理层网络编码的联合设计

网络编码由于提高了网络的吞吐量和鲁棒性而成为最近的研究热点.文章研究了无线网络中的物理层网络编码,提出了一种联合信道与物理层网络编码实施机制,利用了同时到达的电磁波的叠加特性和Turbo编码、网络编码的线性直接估计网络编码的码字.提出的机制不仅容易实现,而且性能接近了信道容量.同时我们观测到由文章提出的机制和Turbo码多用户检测器组成的自适应机制是最优的,相比传统的机制至少能够获得1.58倍增益.     

基于无线网络编码的信道利用率研究

为了使无线随机网络编码策略更好适用于较大数据量的传输要求,在无线信道的广播特性的基础上加入了将数据分块处理,并考虑了额外开销对信道利用率的影响.通过对分块传输模型的分析,确认信道利用率与分块的大小紧密相关,为了在通信前选择一个适当的分块大小以获得更高的信道利用率,给出了一种计算最优数据块大小的方法.仿真结果表明:该方法简单可行,使用该方法选择数据块大小后,信道利用率将十分接近其上限值.     

Computing Coding Solutions for Opportunistic Network Coding Used in Wireless Mesh Networks

Wireless Personal Communications - Wireless mesh networks represent a key architecture on which several communication systems are relaying. Implementations of these networks which apply...     

实用网络编码系统的可靠传输策略

在实用网络编码系统的基础上,通过在编码端对分组数据包的编码向量引入三种保护策略：循环冗余校验、空时分组码以及根据不同的信噪比在两种保护方法之间切换,来提高和平稳通信质量。仿真结果表明：这三种机制,都可以有效提高实用网络编码系统中的通信质量。而采用保护模式切换的方案可以在大量减少重传次数的基础上消除通信质量不稳定的问题。