無線網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)的論文
無線網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)的論文
無線網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)可以提高網(wǎng)絡(luò)的吞吐量，平衡網(wǎng)絡(luò)中的負(fù)載，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)壽命。由于無線中繼技術(shù)和無線網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)都有各自的優(yōu)點(diǎn)并且可以結(jié)合起來使用。以下是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理到的無線網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)的論文，歡迎大家前來閱讀。
無線網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)的論文一：
1網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的差異
在傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸過程中，要借助路由器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，根據(jù)數(shù)據(jù)的目標(biāo)地址，路由器將數(shù)據(jù)包向各個(gè)鏈路發(fā)送。由于沒有統(tǒng)一的安排和協(xié)調(diào)，在同一鏈路中會(huì)出現(xiàn)很多數(shù)據(jù)包，必須排隊(duì)等待通過的情況，這就制約了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度和效率的提升。2000年，新型網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)一經(jīng)出現(xiàn)就得到了廣泛關(guān)注。網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)著力解決的問題是有效地將同時(shí)到達(dá)路由器的數(shù)據(jù)同時(shí)發(fā)送出去，不讓數(shù)據(jù)產(chǎn)生擁塞，從而提高數(shù)據(jù)傳輸速度。
2網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)在無線網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用
2.1網(wǎng)絡(luò)編碼的概念
網(wǎng)絡(luò)編碼是一種融合了路由和編碼的信息交換技術(shù)，它的核心思想是在網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)上對(duì)各條信道上收到的信息進(jìn)行線性或者非線性的處理，然后轉(zhuǎn)發(fā)給下游節(jié)點(diǎn)，中間節(jié)點(diǎn)扮演著編碼器或信號(hào)處理器的角色。
2.2網(wǎng)絡(luò)編碼應(yīng)用于無線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)
網(wǎng)絡(luò)編碼融合了路由和編碼的概念，使網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)不僅可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，還可以進(jìn)行編碼處理，已證明了使用線性網(wǎng)絡(luò)編碼已經(jīng)能足夠達(dá)到網(wǎng)絡(luò)多播容量。但網(wǎng)絡(luò)編碼的好處不止這些，尤其是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)編碼應(yīng)用于無線網(wǎng)絡(luò)時(shí)。網(wǎng)絡(luò)編碼首先應(yīng)被應(yīng)用在無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。無線網(wǎng)絡(luò)的特性是不可靠性和廣播特性，使網(wǎng)絡(luò)編碼非常適合應(yīng)用在無線網(wǎng)絡(luò)上，因?yàn)闊o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(yīng)用網(wǎng)絡(luò)編碼，可以解決傳統(tǒng)路由、跨層設(shè)計(jì)等技術(shù)無法解決的問題，提高網(wǎng)絡(luò)編碼在無線網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。無線網(wǎng)絡(luò)的廣播特性使其非常適合使用網(wǎng)絡(luò)編碼，當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳輸一個(gè)數(shù)據(jù)包給它的一個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)時(shí)，它的其它鄰居節(jié)點(diǎn)也可以接收到這個(gè)數(shù)據(jù)包。因此，當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)對(duì)不同的數(shù)據(jù)包感興趣時(shí)，可以將這些數(shù)據(jù)包編碼后再一起傳輸，這樣子可以使其所有的鄰居節(jié)點(diǎn)都收到感興趣的數(shù)據(jù)包并可以節(jié)約無線資源。
應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)編碼，可以解決傳統(tǒng)路由、跨層設(shè)計(jì)等技術(shù)無法解決的問題，提高網(wǎng)絡(luò)性能。網(wǎng)絡(luò)編碼在無線網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用可以提高網(wǎng)絡(luò)的吞吐量，尤其是組播吞吐量?？梢詼p少數(shù)據(jù)包的傳播次數(shù)，降低無線發(fā)送能耗。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)部分節(jié)點(diǎn)或鏈路失效時(shí)采用隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)編碼，最終在目的節(jié)點(diǎn)仍然能恢復(fù)原始數(shù)據(jù)，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的容錯(cuò)性和魯棒性。網(wǎng)絡(luò)編碼對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)的性能改善主要體現(xiàn)在提高網(wǎng)絡(luò)編碼的吞吐量上，網(wǎng)絡(luò)編碼已經(jīng)被證明對(duì)于提高某些網(wǎng)絡(luò)的吞吐量有著很大的作用。運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)編碼可以在很大程度上提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量，但是同時(shí)會(huì)增加網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性。不少研究者在研究提高無線網(wǎng)絡(luò)的組播吞吐量的同時(shí)，研究如何降低因采用網(wǎng)絡(luò)編碼帶來的復(fù)雜性。在網(wǎng)絡(luò)狀況惡劣的條件下，網(wǎng)絡(luò)編碼和路由之間組播吞吐量的差別不大，網(wǎng)絡(luò)編碼的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在降低網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性上;在網(wǎng)絡(luò)狀況較好的條件下，網(wǎng)絡(luò)編碼相對(duì)于路由方法，在很大程度上，提高了組播吞吐量。這為根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況動(dòng)態(tài)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)編碼算法提供了可能。
2.3網(wǎng)絡(luò)編碼如何提高無線網(wǎng)絡(luò)的安全性
網(wǎng)絡(luò)編碼在提高無線網(wǎng)絡(luò)的安全性研究方面亦取得了一定的成果。在無線網(wǎng)絡(luò)組播中，對(duì)于數(shù)據(jù)包的惡意修改的檢測(cè)，過去是使用基于消息認(rèn)證碼或者數(shù)字簽名的方法?；诰W(wǎng)絡(luò)編碼產(chǎn)生了一種基于數(shù)據(jù)包的隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)編碼檢測(cè)策略，這種方法計(jì)算量小，而且檢測(cè)概率可以根據(jù)通信控制開銷、網(wǎng)絡(luò)編碼復(fù)雜程度和檢測(cè)時(shí)間這些因素進(jìn)行調(diào)控。但這種方法亦存在不足。這種方法要求接收節(jié)點(diǎn)需要預(yù)先獲得至少一個(gè)沒有被惡意修改過的數(shù)據(jù)包，并且數(shù)據(jù)包的內(nèi)容不能被攻擊者知曉，因此，這種方法對(duì)抗攻擊效果不好。
無線網(wǎng)絡(luò)廣播重傳處理中，多個(gè)接收節(jié)點(diǎn)中的任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)的丟包都要求源節(jié)點(diǎn)重傳數(shù)據(jù)包，需要廣播發(fā)送較多的重傳次數(shù).本文將隨機(jī)線性網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)應(yīng)用在無線網(wǎng)絡(luò)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(jié)點(diǎn)記錄多個(gè)接收節(jié)點(diǎn)中丟包最多的接收節(jié)點(diǎn)丟包數(shù)，再按照隨機(jī)線性網(wǎng)絡(luò)編碼的方法編碼組合該丟包數(shù)個(gè)線性編碼包。源節(jié)點(diǎn)廣播重傳，接收節(jié)點(diǎn)采用運(yùn)算編碼線性組合的方法獲得信息包數(shù)據(jù)。數(shù)學(xué)分析表明，該方法能保證所有接收節(jié)點(diǎn)的編碼可解性，同時(shí)重傳次數(shù)可達(dá)到理論最優(yōu)性。模擬測(cè)試結(jié)果表明：與傳統(tǒng)重傳方法相比，RLNCBR有效地減少了信息包的平均傳輸次數(shù)，提高了傳輸效率。
3網(wǎng)絡(luò)編碼在無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用發(fā)展方向
網(wǎng)絡(luò)編碼正在給現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)帶來革命性的變化：網(wǎng)絡(luò)編碼從用來達(dá)到有線網(wǎng)絡(luò)中的組播容量，發(fā)展到在有線和無線網(wǎng)絡(luò)中提高吞吐量、節(jié)省能量、增強(qiáng)魯棒性和安全性，甚至改變網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、改變網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)計(jì)方法。網(wǎng)絡(luò)編碼在無線網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用還存在著以下的幾個(gè)問題：網(wǎng)絡(luò)編碼的具體實(shí)現(xiàn)和降低網(wǎng)絡(luò)編碼的復(fù)雜性?，F(xiàn)在已經(jīng)提出了很多網(wǎng)絡(luò)編碼方法，有集中式線性網(wǎng)絡(luò)編碼和分布式隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)編碼，但是如何在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)編碼，需要考慮許多實(shí)際應(yīng)用問題，例如同步、控制開銷等。網(wǎng)絡(luò)編碼在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中如何實(shí)現(xiàn)是一個(gè)很迫切的問題。采用網(wǎng)絡(luò)編碼可以在很大程度上提高網(wǎng)絡(luò)性能，但設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)上的復(fù)雜性也隨之增加。如何在不顯著增加網(wǎng)絡(luò)開銷，綜合考慮效率和性能的前提下，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)編碼問題是將來需要進(jìn)行深入研究的方向。
4結(jié)束語
無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境由于環(huán)境的多變性，使得數(shù)據(jù)包在傳輸過程中更加容易丟失。目前，重傳常被用來實(shí)現(xiàn)無線廣播的錯(cuò)誤處理，普通重傳方法思想基于發(fā)送方通過反饋得到接收方的出錯(cuò)情況，重傳出錯(cuò)的數(shù)據(jù)報(bào)文來恢復(fù)出錯(cuò)的報(bào)文。
網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)是近十年來飛速發(fā)展的一個(gè)研究課題。雖然還沒有應(yīng)用到實(shí)際的通信網(wǎng)絡(luò)中，但已引起了較大的關(guān)注，比如美國軍方已經(jīng)意識(shí)到網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)撥款研究網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)在移動(dòng)自組網(wǎng)(MobileAdHocNetwork)中的應(yīng)用。因此，我們也應(yīng)當(dāng)及時(shí)跟蹤國際上的網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。同時(shí)，結(jié)合各種應(yīng)用深入思考網(wǎng)絡(luò)所涉及的各種安全技術(shù)問題。
無線網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)的論文二：
網(wǎng)絡(luò)編碼作為一種新的技術(shù)在寬帶無線自組織網(wǎng)絡(luò)中有很好的應(yīng)用，通過網(wǎng)絡(luò)編碼，中間節(jié)點(diǎn)可以將接收信息進(jìn)行編碼并發(fā)送出去，提高了網(wǎng)絡(luò)吞吐量和健壯性。為不對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的軟硬件設(shè)備和相應(yīng)的協(xié)議做很大的修改，可以選擇在高層實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)編碼。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、無線格狀網(wǎng)(Mesh)等無線自組織網(wǎng)絡(luò)都可以使用網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)顯著提高多跳鏈路的傳輸性能。由此可見，網(wǎng)絡(luò)編碼的出現(xiàn)更迎合了無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展。
一.網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)原理
網(wǎng)絡(luò)編碼(Network coding)從廣義上來講，是網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)將接收到的信息進(jìn)行編碼后再轉(zhuǎn)發(fā)出去的多點(diǎn)傳送(Multicast)技術(shù)。多點(diǎn)傳送(也稱組播)是網(wǎng)絡(luò)中的一種重要的通信方式。當(dāng)一個(gè)或幾個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向若干個(gè)其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，往往要借助其他節(jié)點(diǎn)的傳遞。
在傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)中，作為中繼的節(jié)點(diǎn)只能對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行復(fù)制、放大和轉(zhuǎn)發(fā)，這對(duì)于網(wǎng)絡(luò)資源有時(shí)候是一種浪費(fèi)。網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)打破了這種限制，它允許中繼節(jié)點(diǎn)對(duì)接收到的信息進(jìn)行編碼，并將接收到的多個(gè)數(shù)據(jù)包按照某種特定算法重新組合再發(fā)送出去。
二.網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)在無線網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用
1、網(wǎng)絡(luò)編碼的概念
網(wǎng)絡(luò)編碼是一種融合了路由和編碼的信息交換技術(shù)，它的核心思想是在網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)上對(duì)各條信道上收到的信息進(jìn)行線性或者非線性的處理，然后轉(zhuǎn)發(fā)給下游節(jié)點(diǎn)，中間節(jié)點(diǎn)扮演著編碼器或信號(hào)處理器的角色。
2、網(wǎng)絡(luò)編碼應(yīng)用于無線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)
網(wǎng)絡(luò)編碼融合了路由和編碼的概念，使網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)不僅可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，還可以進(jìn)行編碼處理，已證明了使用線性網(wǎng)絡(luò)編碼已經(jīng)能足夠達(dá)到網(wǎng)絡(luò)多播容量。但網(wǎng)絡(luò)編碼的好處不止這些，尤其是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)編碼應(yīng)用于無線網(wǎng)絡(luò)時(shí)。網(wǎng)絡(luò)編碼首先應(yīng)被應(yīng)用在無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。無線網(wǎng)絡(luò)的特性是不可靠性和廣播特性，使網(wǎng)絡(luò)編碼非常適合應(yīng)用在無線網(wǎng)絡(luò)上，因?yàn)闊o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(yīng)用網(wǎng)絡(luò)編碼，可以解決傳統(tǒng)路由、跨層設(shè)計(jì)等技術(shù)無法解決的問題，提高網(wǎng)絡(luò)編碼在無線網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。無線網(wǎng)絡(luò)的廣播特性使其非常適合使用網(wǎng)絡(luò)編碼，當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳輸一個(gè)數(shù)據(jù)包給它的一個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)時(shí)，它的其它鄰居節(jié)點(diǎn)也可以接收到這個(gè)數(shù)據(jù)包。因此，當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)對(duì)不同的數(shù)據(jù)包感興趣時(shí)，可以將這些數(shù)據(jù)包編碼后再一起傳輸，這樣子可以使其所有的鄰居節(jié)點(diǎn)都收到感興趣的數(shù)據(jù)包并可以節(jié)約無線資源。
應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)編碼，可以解決傳統(tǒng)路由、跨層設(shè)計(jì)等技術(shù)無法解決的問題，提高網(wǎng)絡(luò)性能。網(wǎng)絡(luò)編碼在無線網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用可以提高網(wǎng)絡(luò)的吞吐量，尤其是組播吞吐量。可以減少數(shù)據(jù)包的傳播次數(shù)，降低無線發(fā)送能耗。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)部分節(jié)點(diǎn)或鏈路失效時(shí)采用隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)編碼，最終在目的節(jié)點(diǎn)仍然能恢復(fù)原始數(shù)據(jù)，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的容錯(cuò)性和魯棒性。網(wǎng)絡(luò)編碼對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)的性能改善主要體現(xiàn)在提高網(wǎng)絡(luò)編碼的吞吐量上，網(wǎng)絡(luò)編碼已經(jīng)被證明對(duì)于提高某些網(wǎng)絡(luò)的吞吐量有著很大的作用。運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)編碼可以在很大程度上提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量，但是同時(shí)會(huì)增加網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性。不少研究者在研究提高無線網(wǎng)絡(luò)的組播吞吐量的同時(shí)，研究如何降低因采用網(wǎng)絡(luò)編碼帶來的復(fù)雜性。在網(wǎng)絡(luò)狀況惡劣的條件下，網(wǎng)絡(luò)編碼和路由之間組播吞吐量的差別不大，網(wǎng)絡(luò)編碼的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在降低網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性上;在網(wǎng)絡(luò)狀況較好的條件下，網(wǎng)絡(luò)編碼相對(duì)于路由方法，在很大程度上，提高了組播吞吐量。這為根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況動(dòng)態(tài)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)編碼算法提供了可能。
3、網(wǎng)絡(luò)編碼如何提高無線網(wǎng)絡(luò)的安全性
網(wǎng)絡(luò)編碼在提高無線網(wǎng)絡(luò)的安全性研究方面亦取得了一定的成果。在無線網(wǎng)絡(luò)組播中，對(duì)于數(shù)據(jù)包的惡意修改的檢測(cè)，過去是使用基于消息認(rèn)證碼或者數(shù)字簽名的方法?；诰W(wǎng)絡(luò)編碼產(chǎn)生了一種基于數(shù)據(jù)包的隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)編碼檢測(cè)策略，這種方法計(jì)算量小，而且檢測(cè)概率可以根據(jù)通信控制開銷、網(wǎng)絡(luò)編碼復(fù)雜程度和檢測(cè)時(shí)間這些因素進(jìn)行調(diào)控。但這種方法亦存在不足。這種方法要求接收節(jié)點(diǎn)需要預(yù)先獲得至少一個(gè)沒有被惡意修改過的數(shù)據(jù)包，并且數(shù)據(jù)包的內(nèi)容不能被攻擊者知曉，因此，這種方法對(duì)抗攻擊效果不好。
無線網(wǎng)絡(luò)廣播重傳處理中，多個(gè)接收節(jié)點(diǎn)中的任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)的丟包都要求源節(jié)點(diǎn)重傳數(shù)據(jù)包，需要廣播發(fā)送較多的重傳次數(shù).本文將隨機(jī)線性網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)應(yīng)用在無線網(wǎng)絡(luò)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(jié)點(diǎn)記錄多個(gè)接收節(jié)點(diǎn)中丟包最多的接收節(jié)點(diǎn)丟包數(shù)，再按照隨機(jī)線性網(wǎng)絡(luò)編碼的方法編碼組合該丟包數(shù)個(gè)線性編碼包。源節(jié)點(diǎn)廣播重傳，接收節(jié)點(diǎn)采用運(yùn)算編碼線性組合的方法獲得信息包數(shù)據(jù)。數(shù)學(xué)分析表明，該方法能保證所有接收節(jié)點(diǎn)的編碼可解性，同時(shí)重傳次數(shù)可達(dá)到理論最優(yōu)性。模擬測(cè)試結(jié)果表明：與傳統(tǒng)重傳方法相比，RLNCBR有效地減少了信息包的平均傳輸次數(shù)，提高了傳輸效率。
三.網(wǎng)絡(luò)編碼在無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用發(fā)展方向
網(wǎng)絡(luò)編碼正在給現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)帶來革命性的變化：網(wǎng)絡(luò)編碼從用來達(dá)到有線網(wǎng)絡(luò)中的組播容量，發(fā)展到在有線和無線網(wǎng)絡(luò)中提高吞吐量、節(jié)省能量、增強(qiáng)魯棒性和安全性，甚至改變網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、改變網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)計(jì)方法。網(wǎng)絡(luò)編碼在無線網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用還存在著以下的幾個(gè)問題：網(wǎng)絡(luò)編碼的具體實(shí)現(xiàn)和降低網(wǎng)絡(luò)編碼的復(fù)雜性?，F(xiàn)在已經(jīng)提出了很多網(wǎng)絡(luò)編碼方法，有集中式線性網(wǎng)絡(luò)編碼和分布式隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)編碼，但是如何在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)編碼，需要考慮許多實(shí)際應(yīng)用問題，例如同步、控制開銷等。網(wǎng)絡(luò)編碼在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中如何實(shí)現(xiàn)是一個(gè)很迫切的問題。采用網(wǎng)絡(luò)編碼可以在很大程度上提高網(wǎng)絡(luò)性能，但設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)上的復(fù)雜性也隨之增加。如何在不顯著增加網(wǎng)絡(luò)開銷，綜合考慮效率和性能的前提下，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)編碼問題是將來需要進(jìn)行深入研究的方向。
無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境由于環(huán)境的多變性，使得數(shù)據(jù)包在傳輸過程中更加容易丟失。目前，重傳常被用來實(shí)現(xiàn)無線廣播的錯(cuò)誤處理，普通重傳方法思想基于發(fā)送方通過反饋得到接收方的出錯(cuò)情況，重傳出錯(cuò)的數(shù)據(jù)報(bào)文來恢復(fù)出錯(cuò)的報(bào)文。
網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)是近十年來飛速發(fā)展的一個(gè)研究課題。雖然還沒有應(yīng)用到實(shí)際的通信網(wǎng)絡(luò)中，但已引起了較大的關(guān)注，比如美國軍方已經(jīng)意識(shí)到網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)撥款研究網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)在移動(dòng)自組網(wǎng)(MobileAdHocNetwork)中的應(yīng)用。因此，我們也應(yīng)當(dāng)及時(shí)跟蹤國際上的網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。同時(shí)，結(jié)合各種應(yīng)用深入思考網(wǎng)絡(luò)所涉及的各種安全技術(shù)問題。
無線網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)的論文三：
1 簡(jiǎn)介
網(wǎng)絡(luò)編碼是指網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)既具有存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的功能，還具有對(duì)來自不同鏈路中的數(shù)據(jù)包進(jìn)行編碼組合，將其壓縮成一個(gè)數(shù)據(jù)包進(jìn)行傳輸?shù)墓δ堋Ｆ鋬?yōu)越性在于能夠提高網(wǎng)絡(luò)傳輸速率，逼近多播最大容量，節(jié)約網(wǎng)絡(luò)帶寬，改善網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡，提高網(wǎng)絡(luò)信息安全性。不足之處是增加了節(jié)點(diǎn)的計(jì)算復(fù)雜性及網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延，存在同步問題和安全隱患。
網(wǎng)絡(luò)編碼是在解決網(wǎng)絡(luò)多播容量的環(huán)境中提出的，已有很多研究成果。目前存在兩個(gè)問題：一是網(wǎng)絡(luò)編碼節(jié)點(diǎn)的選取算法復(fù)雜度高;二是缺乏能支持網(wǎng)絡(luò)編碼研究的仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。針對(duì)這兩個(gè)問題，本文的研究?jī)?nèi)容：一是在無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)編碼模型Ncma的建立，二是對(duì)NS2仿真工具的網(wǎng)絡(luò)編碼擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)一個(gè)通用的網(wǎng)絡(luò)編碼模型的仿真平臺(tái)。
2 網(wǎng)絡(luò)編碼模型Ncma的建立
網(wǎng)絡(luò)編碼的研究從有線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展到無線網(wǎng)絡(luò)，相比于有線網(wǎng)絡(luò)，無線網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能量有限，具有天然的廣播特性，節(jié)點(diǎn)分布具有多維空間的隨機(jī)性，節(jié)點(diǎn)之間連接受節(jié)點(diǎn)移動(dòng)和分布地域的限制、空間域上相互制約的相關(guān)性、時(shí)間域上信號(hào)傳輸受時(shí)變衰落的影響等。
已有的網(wǎng)絡(luò)編碼模型COPE建立在無線mesh網(wǎng)絡(luò)中，提出按需路由協(xié)議OCR。該模型及其優(yōu)化可以提高網(wǎng)絡(luò)性能，但不能實(shí)現(xiàn)重疊編碼，并可能帶來更大的計(jì)算開銷。
本文利用COPE中最佳編碼方案、節(jié)點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)偵聽和發(fā)送接收?qǐng)?bào)告的思想，提出網(wǎng)絡(luò)編碼模型Ncma(Network Coding Model in Ad Hoc)，使其有較強(qiáng)的擴(kuò)展性和通用性。
2.1 模型簡(jiǎn)介
2.1.1 模型定義：
①網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)：A、B、C、D……，為敘述方便，將“節(jié)點(diǎn)A”簡(jiǎn)稱為“A” 。
?、跀?shù)據(jù)包：P1、P2、P3……，為敘述方便，將“數(shù)據(jù)包P1”簡(jiǎn)稱“P1”。
?、蹍⒕幇途幋a包：網(wǎng)絡(luò)編碼是要將若干個(gè)數(shù)據(jù)包進(jìn)行編碼組合，然后產(chǎn)生一個(gè)新的數(shù)據(jù)包，本文將這“若干個(gè)數(shù)據(jù)包”統(tǒng)一稱作參編包，將“新的數(shù)據(jù)包”稱作編碼包。如P=P1?茌P2?茌P3?茌…?茌Pn，其中，諸如P1、P2等稱為參編包，P稱為編碼包。
?、苡肞P1表示原始數(shù)據(jù)P1經(jīng)過某種編碼操作之后得到的編碼包。
2.1.2 模型說明 如圖1所示，該網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溆闪鶄€(gè)無線節(jié)點(diǎn)組成，它囊括了無線Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)通信中的基本通信情況。圖1中，如果B作為源節(jié)點(diǎn)，A作為目的節(jié)點(diǎn)，則B和A的通信屬于一個(gè)單跳通信;如果C作為源節(jié)點(diǎn)，A作為目的節(jié)點(diǎn)，則C和A的通信就屬于一個(gè)兩跳通信;如果C作為源節(jié)點(diǎn)，E作為目的節(jié)點(diǎn)，則C和E的通信就屬于一個(gè)多跳通信。
2.1.3 編碼節(jié)點(diǎn)選取方法 以往網(wǎng)絡(luò)編碼節(jié)點(diǎn)的選取有兩個(gè)不足：一是算法非常復(fù)雜，二是對(duì)現(xiàn)有的路由協(xié)議改動(dòng)太大。本文提出了一種新的網(wǎng)絡(luò)編碼節(jié)點(diǎn)選取方案，能夠簡(jiǎn)單有效的選取編碼節(jié)點(diǎn)，可以較好的在現(xiàn)有路由方案上運(yùn)行。
基于Ncma模型的網(wǎng)絡(luò)編碼節(jié)點(diǎn)選取的主要思想是尋找目的節(jié)點(diǎn)的直接前驅(qū)作為編碼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行編碼操作。節(jié)點(diǎn)在發(fā)送數(shù)據(jù)之前，先檢查目的節(jié)點(diǎn)是否是自己的下一跳，如果是，則先進(jìn)行編碼操作，再將編碼后的數(shù)據(jù)包進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā);否則按照原路由直接將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)出去。
在以Ncma模型為基礎(chǔ)的通信網(wǎng)絡(luò)中，所有通信情況都將歸結(jié)為一種情況：以目的節(jié)點(diǎn)的上一跳節(jié)點(diǎn)為中心的Ncma單跳通信模型。這樣實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)編碼的好處是最大限度的保留了傳統(tǒng)通信方式，大大降低了網(wǎng)絡(luò)編碼的實(shí)現(xiàn)代價(jià)。
2.2 基于Ncma模型的Ad Hoc路由協(xié)議 要將Ncma模型應(yīng)用在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中，需要對(duì)現(xiàn)有的Ad Hoc路由協(xié)議進(jìn)行相應(yīng)的改動(dòng)。Ncma模型要求選取目的節(jié)點(diǎn)的直接前驅(qū)為編碼節(jié)點(diǎn)，在路由的過程中能夠提供尋找目的節(jié)點(diǎn)直接前驅(qū)的方法。一般路由協(xié)議分為兩個(gè)部分，路由部分和轉(zhuǎn)發(fā)部分。在分組轉(zhuǎn)發(fā)之前，加入判斷語句來判斷是否要對(duì)分組進(jìn)行編碼操作，如果節(jié)點(diǎn)不是編碼節(jié)點(diǎn)，則分組轉(zhuǎn)發(fā)過程和傳統(tǒng)的路由方式相同;如果是編碼節(jié)點(diǎn)，則要先轉(zhuǎn)入編碼模塊，然后再對(duì)編碼后的分組進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。在整個(gè)實(shí)現(xiàn)過程中，路由協(xié)議的其它部分基本可以不做改動(dòng)。