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网络编码原理及其纠错性分析

池凯凯  
【摘要】:网络编码是2000年由Rudolf Ahlswede等人首次提出来。其主要优点之一就是使多播传输速率能达到上限值,即多播容量。而使用目前的多播传输方法,多播传输速率往往是达不到这个上限值。另外,网络编码也在资源消耗、负载均衡、网络管理等方面带来了好处。目前大多数的研究对象是多播网络,本文也是针对多播网络进行分析研究,而网络编码在非多播网络中的应用有待于更多的研究。 要对一个任意给定的多播网络进行网络编码,目前已有的方法有两种:第一种是由Ralf Koetter等人提出的基于代数结构的网络编码方法,这种方法是一种指数时间算法。另一种重要的网络编码方法是由Peter Sanders等人提出了一种多项式时间算法的网络编码方法,这种方法相对第一种方法而言不仅算法复杂度简化了,而且有一个很大的优点,就是在进行从源节点到各个终端节点进行传输信息之前,先选好从源节点到各个终端节点的传输路径,因此在同样的信息传输速率下减小了对网络资源的占用,同时使网络编码变得更简单。 针对特殊的多播网络可能具有更为快速有效的网络编码方法。本文对两类特殊的多播网络进行分析,给出了它们的有效网络编码方法。 另外基于网络编码的多播网络可以具备纠错性能。即如果在网络中有几条边传输的符号出错,且错误边数不超出纠错能力范围,则所有接收节点都能正确的译出源信息。 本文所作的工作主要有以下几个方面: 1.介绍网络编码的原理;详细介绍目前已有的两种针对所有多播网络的网络编码方法;简单介绍针对非多播网络的网络编码方法。 2.分析了两类特殊多播网络,分别给出了它们的快速网络编码方法。 3.以传统纠错码为基础,介绍什么是基于网络编码的纠错码;对基于网络编码的纠错码进行分析研究,给出了信息符号空间大小的上下界; 分析了构造该纠错码校验矩阵的复杂度,并给出了一些降低复杂度的简单方法。


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