面向組播通信的網(wǎng)絡(luò)編碼優(yōu)化構(gòu)造及其相關(guān)技術(shù)研究.pdf

1、隨著計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，多點接收數(shù)據(jù)的通信需求日益增加。組播通信技術(shù)是實現(xiàn)這類數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖罴淹ㄐ欧绞?。網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)的誕生為組播通信方式提供了一個新的平臺，面向組播通信的網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)成為一個令人關(guān)注的研究熱點。
　　 網(wǎng)絡(luò)編碼是一種新型的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，與傳統(tǒng)的路由傳輸技術(shù)相比，中間節(jié)點不僅能進行信息轉(zhuǎn)發(fā)和復(fù)制，還可以進行信息編碼。網(wǎng)絡(luò)編碼能提高網(wǎng)絡(luò)的傳輸性能，在提升網(wǎng)絡(luò)的吞吐率、實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載均衡、增加網(wǎng)絡(luò)的魯棒性與安

2、全性等方面具有優(yōu)勢，但因節(jié)點需要編碼或解碼，則數(shù)據(jù)傳輸過程中也增加了編碼運算代價。
　　 采用網(wǎng)絡(luò)編碼實現(xiàn)組播通信的關(guān)鍵是構(gòu)造編碼方案，而編碼方案完全決定了網(wǎng)絡(luò)的吞吐率和編碼運算代價。顯然，提高網(wǎng)絡(luò)的吞吐率、降低編碼運算代價對基于網(wǎng)絡(luò)編碼的組播數(shù)據(jù)傳輸具有重要的意義，它們是構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)編碼方案的兩個重要目標(biāo)。從而面向組播通信的網(wǎng)絡(luò)編碼優(yōu)化構(gòu)造研究是一個具有實際意義的研究課題。
　　 論文在已有研究的基礎(chǔ)上進一步拓展了這個領(lǐng)域

3、的研究內(nèi)容，基于以上提出的兩個目標(biāo)，其研究內(nèi)容主要表現(xiàn)在以下三個方面：1)未知網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洵h(huán)境下單源組播網(wǎng)絡(luò)編碼優(yōu)化構(gòu)造研究：2)網(wǎng)絡(luò)編碼運算代價與環(huán)境參數(shù)(伽羅華域，組播率和數(shù)據(jù)塊長)間的關(guān)系研究；3)多源組播網(wǎng)絡(luò)編碼優(yōu)化構(gòu)造研究。
　　 首先提出了不同組播率下線性網(wǎng)絡(luò)編碼的導(dǎo)出與擴展技術(shù)，結(jié)合隨機線性網(wǎng)絡(luò)編碼方法，推導(dǎo)出了幾個重要的性質(zhì)，這些性質(zhì)有助于運用線性網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)實現(xiàn)組播連接，并為接下來的研究工作提供了最基本的技術(shù)支撐。

4、
　　 針對源點不能獲知網(wǎng)絡(luò)全局拓?fù)渲R且宿點具有至源點反饋路徑的單源組播網(wǎng)絡(luò)，基于網(wǎng)絡(luò)吞吐率達到最大的目標(biāo)，利用網(wǎng)絡(luò)編碼的導(dǎo)出與擴展技術(shù)，提出了基于網(wǎng)絡(luò)編碼的數(shù)據(jù)傳輸策略。分兩種情形進行了研究，針對靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，提出了一種確定性的網(wǎng)絡(luò)編碼數(shù)據(jù)傳輸策略；針對網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潆S時間動態(tài)變化的環(huán)境，提出了在數(shù)據(jù)傳輸過程中測試組播容量并調(diào)整組播率的策略，能使組播率適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓_到提升網(wǎng)絡(luò)吞吐量的目標(biāo)。
　　 利用網(wǎng)絡(luò)編碼的導(dǎo)出

5、與擴展技術(shù)，提出了一個未知網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洵h(huán)境下基于最小編碼信道數(shù)的分布式網(wǎng)絡(luò)編碼構(gòu)造方法，與已有文獻的研究結(jié)果相比，提出的方法無需事先給定組播率且能達到最大的組播率，不僅能求出其最小編碼信道數(shù)還能構(gòu)造出相應(yīng)的編碼方案。
　　 對伽羅華域的代數(shù)運算方法的時間復(fù)雜度進行了精確分析，在此基礎(chǔ)上，以網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)倪\算延遲衡量編碼運算代價，構(gòu)造出了估算網(wǎng)絡(luò)編碼運算代價的數(shù)學(xué)模型，導(dǎo)出了運算代價與環(huán)境參數(shù)(組播率、伽羅華域、數(shù)據(jù)塊長)間的確切關(guān)系，進