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)，在同一鏈路中會出現(xiàn)很多數(shù)據(jù)包，必須排隊等待通過的情況，這就制約了計算機(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到達(dá)路由器的數(shù)據(jù)同時發(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)中的各個節(jié)點(diǎn)上對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
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)不僅可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲轉(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。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(yīng)用網(wǎng)絡(luò)編碼，可以解決傳統(tǒng)路由、跨層設(shè)計等技術(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)一個節(jié)點(diǎn)傳輸一個數(shù)據(jù)包給它的一個鄰居節(jié)點(diǎn)時，它的其它鄰居節(jié)點(diǎn)也可以接收到這個數(shù)據(jù)包。因此，當(dāng)一個節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)對不同的數(shù)據(jù)包感興趣時，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)的容錯性和魯棒性。網(wǎng)絡(luò)編碼對無線網(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，但是同時會增加網(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，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，對于數(shù)據(jù)包的惡意修改的檢測，過去是使用基于消息認(rèn)證碼或者數(shù)字簽名的方法。基于網(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)編碼檢測策略，這種方法計算量小，而且檢測概率可以根據(jù)通信控制開銷、網(wǎng)絡(luò)編碼復(fù)雜程度和檢測時間這些因素進(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，這種方法對抗攻擊效果不好。
無線網(wǎng)絡(luò)廣播重傳處理中，多個接收節(jié)點(diǎn)中的任意一個節(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，同時重傳次數(shù)可達(dá)到理論最優(yōu)性。模擬測試結(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問題：網(wǎng)絡(luò)編碼的具體實現(xiàn)和降低網(wǎng)絡(luò)編碼的復(fù)雜性。現(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，但是如何在實際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)編碼，需要考慮許多實際應(yīng)用問題，例如同步、控制開銷等。網(wǎng)絡(luò)編碼在實際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中如何實現(xiàn)是一個很迫切的問題。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)計和實現(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，重傳常被用來實現(xiàn)無線廣播的錯誤處理，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情況，重傳出錯的數(shù)據(jù)報文來恢復(fù)出錯的報文。
網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)是近十年來飛速發(fā)展的一個研究課題。雖然還沒有應(yīng)用到實際的通信網(wǎng)絡(luò)中，但已引起了較大的關(guān)注，比如美國軍方已經(jīng)意識到網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)的優(yōu)勢，已經(jīng)撥款研究網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)在移動自組網(wǎng)(MobileAdHocNetwork)中的應(yīng)用。因此，我們也應(yīng)當(dāng)及時跟蹤國際上的網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)的發(fā)展趨勢。同時，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)一個或幾個節(jié)點(diǎn)同時向若干個其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)時，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)只能對接收到的信號進(jìn)行復(fù)制、放大和轉(zhuǎn)發(fā)，這對于網(wǎng)絡(luò)資源有時候是一種浪費(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)對接收到的信息進(jìn)行編碼，并將接收到的多個數(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)中的各個節(jié)點(diǎn)上對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
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)不僅可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲轉(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。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(yīng)用網(wǎng)絡(luò)編碼，可以解決傳統(tǒng)路由、跨層設(shè)計等技術(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)一個節(jié)點(diǎn)傳輸一個數(shù)據(jù)包給它的一個鄰居節(jié)點(diǎn)時，它的其它鄰居節(jié)點(diǎn)也可以接收到這個數(shù)據(jù)包。因此，當(dāng)一個節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)對不同的數(shù)據(jù)包感興趣時，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)的容錯性和魯棒性。網(wǎng)絡(luò)編碼對無線網(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，但是同時會增加網(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，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，對于數(shù)據(jù)包的惡意修改的檢測，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)編碼檢測策略，這種方法計算量小，而且檢測概率可以根據(jù)通信控制開銷、網(wǎng)絡(luò)編碼復(fù)雜程度和檢測時間這些因素進(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，這種方法對抗攻擊效果不好。
無線網(wǎng)絡(luò)廣播重傳處理中，多個接收節(jié)點(diǎn)中的任意一個節(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，同時重傳次數(shù)可達(dá)到理論最優(yōu)性。模擬測試結(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問題：網(wǎng)絡(luò)編碼的具體實現(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，但是如何在實際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)編碼，需要考慮許多實際應(yīng)用問題，例如同步、控制開銷等。網(wǎng)絡(luò)編碼在實際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中如何實現(xiàn)是一個很迫切的問題。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)計和實現(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，重傳常被用來實現(xiàn)無線廣播的錯誤處理，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情況，重傳出錯的數(shù)據(jù)報文來恢復(fù)出錯的報文。
網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)是近十年來飛速發(fā)展的一個研究課題。雖然還沒有應(yīng)用到實際的通信網(wǎng)絡(luò)中，但已引起了較大的關(guān)注，比如美國軍方已經(jīng)意識到網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)的優(yōu)勢，已經(jīng)撥款研究網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)在移動自組網(wǎng)(MobileAdHocNetwork)中的應(yīng)用。因此，我們也應(yīng)當(dāng)及時跟蹤國際上的網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)的發(fā)展趨勢。同時，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 簡介
網(wǎng)絡(luò)編碼是指網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)既具有存儲轉(zhuǎn)發(fā)的功能，還具有對來自不同鏈路中的數(shù)據(jù)包進(jìn)行編碼組合，將其壓縮成一個數(shù)據(jù)包進(jìn)行傳輸?shù)墓δ?。其?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)的計算復(fù)雜性及網(wǎng)絡(luò)傳輸時延，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)編碼研究的仿真實驗平臺。針對這兩個問題，本文的研究內(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NS2仿真工具的網(wǎng)絡(luò)編碼擴(kuò)展，實現(xiàn)一個通用的網(wǎng)絡(luò)編碼模型的仿真平臺。
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)移動和分布地域的限制、空間域上相互制約的相關(guān)性、時間域上信號傳輸受時變衰落的影響等。
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，但不能實現(xiàn)重疊編碼，并可能帶來更大的計算開銷。
本文利用COPE中最佳編碼方案、節(jié)點(diǎn)對數(shù)據(jù)偵聽和發(fā)送接收報告的思想，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”簡稱為“A” 。
?、跀?shù)據(jù)包：P1、P2、P3……，為敘述方便，將“數(shù)據(jù)包P1”簡稱“P1”。
?、蹍⒕幇途幋a包：網(wǎng)絡(luò)編碼是要將若干個數(shù)據(jù)包進(jìn)行編碼組合，然后產(chǎn)生一個新的數(shù)據(jù)包，本文將這“若干個數(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。
④用PP1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€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)的選取有兩個不足：一是算法非常復(fù)雜，二是對現(xiàn)有的路由協(xié)議改動太大。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)編碼的實現(xiàn)代價。
2.2 基于Ncma模型的Ad Hoc路由協(xié)議 要將Ncma模型應(yīng)用在實際網(wǎng)絡(luò)中，需要對現(xiàn)有的Ad Hoc路由協(xié)議進(jìn)行相應(yīng)的改動。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，然后再對編碼后的分組進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。在整個實現(xiàn)過程中，路由協(xié)議的其它部分基本可以不做改動。