无线网络编码研究综述

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1、万方数据第18卷第5期电脑与信息技术V01．18No．52010年10月ComputerandInformationTechnologyOct．2010文章编号：1005—1228(2010)05—0025—04无线网络编码研究综述蔡红(中南大学信息科学与工程学院，长沙410083)摘要：网络编码允许网络上的各个转发节点在转发数据的基础上参与数据处理，是一种提高网络吞吐量和网络可靠性的有效方法。文章在介绍网络编码的基本原理的基础上，概述了无线网络中各种基于网络编码的传输机制，从传输时间、可靠性能等方面评述

2、了各种方法的优缺点，最后对无线网络编码的发展趋势进行了分析和展望。关键词：网络编码；能量高效；可靠传输；吞吐量中图分类号：TP393；TN925．93文献标识码：AResearchonWirelessNetworkCoding：ASurveyCAIHong(SchoolofIinformafionScienceandEngineering，CentralSouthUrtivenity，Chn黟h410083，China)Abstract：Networkcodinghasemerged越atechnique

3、tOincreasenetworkcapacityandimprovetherobustnessofnetworkbyallowingtheforwarderstakepartinprocessingthedatanotonlyforwardingthedatapackets．Inthispaper,wefirsdyintroducethebasicideaofnetworkcoding,thendescribemanykindsoftransmittingwaybasedonnetworkcodinga

4、ndpointOUtthemainadvantagesanddisadvantagesofnetworkcodingintheseapplications舶mtheviewofdelayandreliability．Intheend,thedirectionsandfutureworksaresummarized．Keywords：networkcoding；throughput；reliability；randomnetworkcoding网络编码【l】技术是一种融合了编码和路由的信息交换技术。在传统的

5、路由基础上，通过对接收的多个数据包进行编码增加传输的信息量，提高网络的整体性能。Ahlswede等人于2000年提出了网络编码概念，指出对组播网络中的某些节点附加额外的编码操作能使源与组播成员间达到最大流最小割【2】的组播速率。网络编码一经提出便引起了国际学术界的广泛关注，特别是在无线传输领域，其理论和应用已成为研究的新热点。无线网络编码的提出使得网络编码技术在无线传输应用中得到进一步发展，而被广泛应用于AdHoe网络、传感器网络、P2P内容分发和网络安全等领域，在提高网络吞吐量、改善负载均衡、节省节点能

6、耗、增强网络鲁棒性等方面均显示出其优越性。经过几年的发展，网络编码的理论研究已取得重要进展，在应用基础和工程实践方面的研究正在全方位展开。本文将综述无线网络编码的研究现状，从最新应用和发展状况回顾与总结无线网络编码的研究进展，并在此基础上对无线网络编码技术的未来发展方向进行分析。收稿日期：2010--04—30作者简介：蔡红(1985一)，女，硕士研究生，研究方向为无线网络编码传输。1网络编码基本原理网络编码的核心思想是：具备编码条件的网络节点对接收到的信息进行一定方式的处理(编码)，然后传输给下一跳的网

7、络节点；收到消息的节点如果具备编码条件，又对其接收的信息按照同样的方式进行处理和传输。如此反复，直到所有的经过处理后的信息都到达汇聚节点。最后，在汇聚节点，通过译码操作就可以得到发送节点发出的原始信息。网络编码按照节点输出和输入的关系可划分为线性网络编码和非线性网络编码，根据编码系数生成的随机性可划分为随机网络编码和确定网络编码。文献【3]给出了一种随机线性网络编码算法，编码系数从有限域中均匀随机选取，该方法对线性相关的信源具有信息压缩作用，适用于链路动态编码的场景，具有很强的实用性。但是这种方法有两个特

8、点：要将随机系数与包相乘，具有较大的计算能量；要求信宿节点必须等到收到一定的信息量时才能够解码。而文献【4—5]则使用了异或编码方式计算复杂度比前者要低，即将每个包万方数据·26·电脑与信息技术2010年10月的系数取l，将进行编码的多个包直接相异或，作为信宿节点的下一跳节点再通过异或就可以得到原始信息。(1)随机线性网络编码随机线性网络编码通过将数据包划分成m组，将组内的每个包乘以一个随机系数并将其累加形成编码包，并按照这种