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第1篇

網絡編碼實際上是將路由和編碼的信息進行相互交換的方式。傳統路由主要是實現信息的存儲和轉發，網絡編碼則能夠接收到幾個不同的數據組，然后將其融合編碼信息，增大傳輸信息的數量，從而能大大提高網絡的利用效率，結束了傳統中認為獨立比特不可壓縮的理論。它的工作原理是利用有限域中的運算，將接收到的幾個不同的數據組，在網絡不同的結點中進行重新編碼組合，然后將編碼過的數據以多播的形式轉發給各個目的結點，并由目的結點對其解碼還原，得到原始數據，這樣就實現了通信。網絡編碼的主要優勢是提高了網絡通信的系統性能，提高通信效率，這是因為網絡編碼增大了每次傳輸的數據量，減少了傳輸數據的次數，從而能夠很好地提高網絡通信的性能，不僅增加了網絡數據的吞吐量，也提高了寬帶的利用效率，還能平衡各網絡目的結點之間的負載能力。在當前人們越來越依賴無線通信技術的的背景下，網絡編碼對提高網絡安全、提高資源利用率等方面也有十分重要的作用。

2基于網絡編碼的數據通信技術研究

網絡編碼在網絡數據通信中具有十分明顯的優勢，其理論研究價值和應用前景都是不言而喻的。世界上一些高等學府和科研機構都展開了對網絡編碼的研究，并且在多個方面取得了不小的成果。

2.1網絡協議結構

當前網絡編碼研究中涉及到的主要部分還是在網絡層方面，特別是如何有效地將路由協議與網絡編碼有機結合，是基于網絡編碼的網絡結構研究的重要方面。有一部分研究已經深入到網絡編碼如何有效結合協議結構中其他協議層，例如網絡編碼與MAC層協議或者與傳送層TCP協議等等的結合問題。因為網絡編碼的特性與傳統網絡數據通信的方式有很大的區別，所以為了不更改已普遍應用的傳統網絡協議，將網絡編碼與其融合將會遇到各種各樣新的問題，例如，它們之間的兼容性、網絡編碼對網絡協議結構是否會產生不利的影響。這些問題都是后來研究者需要解決的問題，同時也為研究基于網絡編碼的網絡協議結構提供了框架性借鑒，使得網絡編碼能夠與傳統的網絡協議有機融合，提高網絡通信性能。

2.2數據傳送模型

網絡編碼具有的最重要的功能之一就是將數據智能化處理，這主要是通過對編碼策略的設計來實現，而碼構造算法是編碼策略設計的基礎。碼構造算法主要是針對網絡中間結點的編碼方式，它需要保證目的結點能夠有效識別出傳遞的編碼信息并進行正確解碼。所以碼構造算法包含了編碼和解碼兩個內容，并且要求其算法復雜程度低，易于實施應用。碼構造算法主要有三種：代數型、線性型、隨機型。線性網絡編碼能將中間結點接受的各路信息進行線性組合，這種編碼運算較簡單，所以得到了普遍應用。

2.3路由協議

基于網絡編碼的路由協議的優化設計能夠有效提高網絡數據的傳遞效率和性能，它是能夠將網絡編碼應用到實際中的重要基礎，而且將路由協議與網絡編碼進行更高層次的融合是十分重要的研究課題，可以為以后開發新的網絡提供借鑒和指導。基于網絡編碼的路由協議研究主要有兩個方面：獨立路由協議和編碼感知的路由協議，它們主要的不同點是路由協議產生的過程中能否主動編碼，也就是說路由協議是否能夠提高編碼的利用效率。

2.4數據傳輸性能保障機制

實際應用中，網絡環境復雜多變，數據傳輸的突然性和網絡拓撲結構不穩定都可能導致數據傳輸出現不穩定的狀況，例如造成數據丟失或者傳輸延遲等。所以基于網絡編碼的數據傳輸技術的開發應該結合實際的網絡環境，研究出能確保數據正確傳輸的保障機制和編碼策略，尤其需要盡可能減少數據傳輸的延遲時間和保證數據可靠傳輸。所以，基于網絡編碼的數據通信中，利用QoS保證機制是當前研究的重要課題之一。當前已研究出來幾個解決方案，比如建立數據延遲時間的模型，從模型中找出延遲的解決方案；利用多速率編碼器來分析各路中傳輸速率不同的數據，從而減小數據在編碼器中的傳輸時間。

3結語

第2篇

網絡編碼實際上是將路由和編碼的信息進行相互交換的方式。傳統路由主要是實現信息的存儲和轉發，網絡編碼則能夠接收到幾個不同的數據組，然后將其融合編碼信息，增大傳輸信息的數量，從而能大大提高網絡的利用效率，結束了傳統中認為獨立比特不可壓縮的理論。它的工作原理是利用有限域中的運算，將接收到的幾個不同的數據組，在網絡不同的結點中進行重新編碼組合，然后將編碼過的數據以多播的形式轉發給各個目的結點，并由目的結點對其解碼還原，得到原始數據，這樣就實現了通信。網絡編碼的主要優勢是提高了網絡通信的系統性能，提高通信效率，這是因為網絡編碼增大了每次傳輸的數據量，減少了傳輸數據的次數，從而能夠很好地提高網絡通信的性能，不僅增加了網絡數據的吞吐量，也提高了寬帶的利用效率，還能平衡各網絡目的結點之間的負載能力。在當前人們越來越依賴無線通信技術的的背景下，網絡編碼對提高網絡安全、提高資源利用率等方面也有十分重要的作用。

2基于網絡編碼的數據通信技術研究

網絡編碼在網絡數據通信中具有十分明顯的優勢，其理論研究價值和應用前景都是不言而喻的。世界上一些高等學府和科研機構都展開了對網絡編碼的研究，并且在多個方面取得了不小的成果。

2.1網絡協議結構

當前網絡編碼研究中涉及到的主要部分還是在網絡層方面，特別是如何有效地將路由協議與網絡編碼有機結合，是基于網絡編碼的網絡結構研究的重要方面。有一部分研究已經深入到網絡編碼如何有效結合協議結構中其他協議層，例如網絡編碼與MAC層協議或者與傳送層TCP協議等等的結合問題。因為網絡編碼的特性與傳統網絡數據通信的方式有很大的區別，所以為了不更改已普遍應用的傳統網絡協議，將網絡編碼與其融合將會遇到各種各樣新的問題，例如，它們之間的兼容性、網絡編碼對網絡協議結構是否會產生不利的影響。這些問題都是后來研究者需要解決的問題，同時也為研究基于網絡編碼的網絡協議結構提供了框架性借鑒，使得網絡編碼能夠與傳統的網絡協議有機融合，提高網絡通信性能。

2.2數據傳送模型

網絡編碼具有的最重要的功能之一就是將數據智能化處理，這主要是通過對編碼策略的設計來實現，而碼構造算法是編碼策略設計的基礎。碼構造算法主要是針對網絡中間結點的編碼方式，它需要保證目的結點能夠有效識別出傳遞的編碼信息并進行正確解碼。所以碼構造算法包含了編碼和解碼兩個內容，并且要求其算法復雜程度低，易于實施應用。碼構造算法主要有三種：代數型、線性型、隨機型。線性網絡編碼能將中間結點接受的各路信息進行線性組合，這種編碼運算較簡單，所以得到了普遍應用。

2.3路由協議

基于網絡編碼的路由協議的優化設計能夠有效提高網絡數據的傳遞效率和性能，它是能夠將網絡編碼應用到實際中的重要基礎，而且將路由協議與網絡編碼進行更高層次的融合是十分重要的研究課題，可以為以后開發新的網絡提供借鑒和指導。基于網絡編碼的路由協議研究主要有兩個方面：獨立路由協議和編碼感知的路由協議，它們主要的不同點是路由協議產生的過程中能否主動編碼，也就是說路由協議是否能夠提高編碼的利用效率。

2.4數據傳輸性能保障機制

實際應用中，網絡環境復雜多變，數據傳輸的突然性和網絡拓撲結構不穩定都可能導致數據傳輸出現不穩定的狀況，例如造成數據丟失或者傳輸延遲等。所以基于網絡編碼的數據傳輸技術的開發應該結合實際的網絡環境，研究出能確保數據正確傳輸的保障機制和編碼策略，尤其需要盡可能減少數據傳輸的延遲時間和保證數據可靠傳輸。所以，基于網絡編碼的數據通信中，利用QoS保證機制是當前研究的重要課題之一。當前已研究出來幾個解決方案，比如建立數據延遲時間的模型，從模型中找出延遲的解決方案；利用多速率編碼器來分析各路中傳輸速率不同的數據，從而減小數據在編碼器中的傳輸時間。

3結語

第3篇

關鍵詞：網絡編碼無線網絡信息交換

一、網絡編碼技術與傳統網絡的差異

在傳統的計算機網絡數據傳輸過程中，要借助路由器進行數據傳遞，根據數據的目標地址，路由器將數據包向各個鏈路發送。由于沒有統一的安排和協調，在同一鏈路中會出現很多數據包，必須排隊等待通過的情況，這就制約了計算機網絡的傳輸速度和效率的提升。2000年，新型網絡編碼技術一經出現就得到了廣泛關注。網絡編碼技術著力解決的問題是有效地將同時到達路由器的數據同時發送出去，不讓數據產生擁塞，從而提高數據傳輸速度。

二、網絡編碼技術在無線網絡中的應用

2.1網絡編碼的概念

網絡編碼是一種融合了路由和編碼的信息交換技術，它的核心思想是在網絡中的各個節點上對各條信道上收到的信息進行線性或者非線性的處理，然后轉發給下游節點，中間節點扮演著編碼器或信號處理器的角色。

2.2網絡編碼應用于無線網絡的優勢

網絡編碼融合了路由和編碼的概念，使網絡節點不僅可以對數據進行存儲轉發，還可以進行編碼處理，已證明了使用線性網絡編碼已經能足夠達到網絡多播容量。但網絡編碼的好處不止這些，尤其是當網絡編碼應用于無線網絡時。網絡編碼首先應被應用在無線網絡環境。無線網絡的特性是不可靠性和廣播特性，使網絡編碼非常適合應用在無線網絡上，因為無線鏈路的不可靠性和物理層廣播特性非常適合使用編碼的方法。應用網絡編碼，可以解決傳統路由、跨層設計等技術無法解決的問題，提高網絡編碼在無線網絡中的應用。無線網絡的廣播特性使其非常適合使用網絡編碼，當一個節點傳輸一個數據包給它的一個鄰居節點時，它的其它鄰居節點也可以接收到這個數據包。因此，當一個節點的鄰居節點對不同的數據包感興趣時，可以將這些數據包編碼后再一起傳輸，這樣子可以使其所有的鄰居節點都收到感興趣的數據包并可以節約無線資源。

應用網絡編碼，可以解決傳統路由、跨層設計等技術無法解決的問題，提高網絡性能。網絡編碼在無線網絡中的應用可以提高網絡的吞吐量，尤其是組播吞吐量。可以減少數據包的傳播次數，降低無線發送能耗。當網絡部分節點或鏈路失效時采用隨機網絡編碼，最終在目的節點仍然能恢復原始數據，增強網絡的容錯性和魯棒性。網絡編碼對無線網絡的性能改善主要體現在提高網絡編碼的吞吐量上，網絡編碼已經被證明對于提高某些網絡的吞吐量有著很大的作用。運用網絡編碼可以在很大程度上提高網絡吞吐量，但是同時會增加網絡的復雜性。不少研究者在研究提高無線網絡的組播吞吐量的同時，研究如何降低因采用網絡編碼帶來的復雜性。在網絡狀況惡劣的條件下，網絡編碼和路由之間組播吞吐量的差別不大，網絡編碼的優勢體現在降低網絡復雜性上;在網絡狀況較好的條件下，網絡編碼相對于路由方法，在很大程度上，提高了組播吞吐量。這為根據網絡狀況動態調整網絡編碼算法提供了可能。

2.3網絡編碼如何提高無線網絡的安全性

網絡編碼在提高無線網絡的安全性研究方面亦取得了一定的成果。在無線網絡組播中，對于數據包的惡意修改的檢測，過去是使用基于消息認證碼或者數字簽名的方法。基于網絡編碼產生了一種基于數據包的隨機網絡編碼檢測策略，這種方法計算量小，而且檢測概率可以根據通信控制開銷、網絡編碼復雜程度和檢測時間這些因素進行調控。但這種方法亦存在不足。這種方法要求接收節點需要預先獲得至少一個沒有被惡意修改過的數據包，并且數據包的內容不能被攻擊者知曉，因此，這種方法對抗攻擊效果不好。

無線網絡廣播重傳處理中,多個接收節點中的任意一個節點的丟包都要求源節點重傳數據包,需要廣播發送較多的重傳次數.本文將隨機線性網絡編碼技術應用在無線網絡廣播重傳中,提出一種新穎的廣播重傳方法(RLNCBR)。該方法中,源節點記錄多個接收節點中丟包最多的接收節點丟包數,再按照隨機線性網絡編碼的方法編碼組合該丟包數個線性編碼包。源節點廣播重傳，接收節點采用運算編碼線性組合的方法獲得信息包數據。數學分析表明,該方法能保證所有接收節點的編碼可解性,同時重傳次數可達到理論最優性。模擬測試結果表明:與傳統重傳方法相比,RLNCBR有效地減少了信息包的平均傳輸次數,提高了傳輸效率。

三、網絡編碼在無線網絡的應用發展方向

網絡編碼正在給現有的網絡帶來革命性的變化：網絡編碼從用來達到有線網絡中的組播容量，發展到在有線和無線網絡中提高吞吐量、節省能量、增強魯棒性和安全性，甚至改變網絡結構、改變網絡協議設計方法。網絡編碼在無線網絡中的應用還存在著以下的幾個問題：網絡編碼的具體實現和降低網絡編碼的復雜性。現在已經提出了很多網絡編碼方法，有集中式線性網絡編碼和分布式隨機網絡編碼，但是如何在實際網絡環境中實現網絡編碼，需要考慮許多實際應用問題，例如同步、控制開銷等。網絡編碼在實際網絡環境中如何實現是一個很迫切的問題。采用網絡編碼可以在很大程度上提高網絡性能，但設計和實現上的復雜性也隨之增加。如何在不顯著增加網絡開銷，綜合考慮效率和性能的前提下，實現網絡編碼問題是將來需要進行深入研究的方向。

四、結束語

無線網絡環境由于環境的多變性,使得數據包在傳輸過程中更加容易丟失。目前,重傳常被用來實現無線廣播的錯誤處理,普通重傳方法思想基于發送方通過反饋得到接收方的出錯情況,重傳出錯的數據報文來恢復出錯的報文。:

網絡編碼技術是近十年來飛速發展的一個研究課題。雖然還沒有應用到實際的通信網絡中，但已引起了較大的關注，比如美國軍方已經意識到網絡編碼技術的優勢，已經撥款研究網絡編碼技術在移動自組網(MobileAdHocNetwork)中的應用。因此,我們也應當及時跟蹤國際上的網絡編碼技術的發展趨勢。同時,結合各種應用深入思考網絡所涉及的各種安全技術問題。

參考文獻

[1]范明,盂小峰.數據挖掘概念與技術[M].機械工業出社,2001.8.

[2]胡國強.數據挖掘在遠程教育決策支持系統的運用[J].開放教育研究,2003,(5)44-45.

[3]YEUNGRW,ZHANGZ.Distributedsourcecodingforsatellitecommunications[J].IEEETransactionsonInformationTheory,1999,45(3):1111-1120.