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网络编码技术在无线通信领域中的应用作者：张菊梅刁淑玲杨海英王晓东来源：《数字化用户》2013年第04期【摘要】本文通过从物理层角度对无线网络中网络编码与其他应用技术相联合进行分析，如将其与MIMO等相结合，充分利用冗余度，提高系统吞吐量，并根据未来网络的复杂环境阐述了其进一步的研究方向。
【关健词】网络编码无线通信联合网络编码是网络中为了提高网络吞吐量以及节省更多网络宽带而通过网络中继节点对网络信息流进行的存储或转发基础上实行的编码操作。
网络编码作为无线通信领域中的关键技术之一，对于节省网络空间的消耗以及频谱资源的利用率提升方面显示出了其重要的作用。
随着多径衰落等不利因素的影响下，在无线网络中如何进行网络编码方案的设计是当前我们面临的最具挑战性的一个问题。
一、联合网络编码技术随着无线通信领域的发展以及对网络编码技术的深入研究，对于在网络通信中如何获取更大网络吞吐量以及均衡网络负载和提升宽带利用率等方面网络编码技术无疑都发挥了非常重要的作用。
通过对网络编码技术与无线通信的其它应用技术相融合，对于提升无线网络环境和空间质量起到了重要的作用。
（一）网络编码与信道编译码的联合通过对网络编码技术与信道编译码技术融合获得了最佳的抗噪性能从而确保能够达到最大的信道容量。
联合编码技术利用中继传输中的冗余度来获取到分集增。
联合编码技术在网络能量和资源消耗、提升信道容量以及规避错误编码率方面都显示出了极强的优势，通过联合编码技术的应用，极大的降低了由信道噪声影响下带来的失真问题。
（二）网络编码与协作分集技术的联合协作分集技术是为了克服无线信道衰落问题而通过在多用户环境下，为其天线用户以及协作伙伴同步进行信息发送的服务，协作分集技术是通过对无线网络中继节点的协作，从而形成虚拟的天线系统而获得最大的分集增益率。
另外，在获取协作分集增益最大化效率的基础上，与网络编码技术进行结合还能获得网络编码的增益。
其联合编码技术通过在相互协作传输过程中，对无线网络中的信源节点和终端节点进行相应中继的放置，对于提高网络数据传输速率以及改善无线通信网络的抗衰落性能方面都有较为明显的作用，联合技术的应用极大的提升了无线网络资源效率和增加了无线通信系统容量。
无线通信中的信号编码技术分析在当今数字化的时代，无线通信已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
从手机通话到无线网络连接，从卫星通信到物联网应用，无线通信技术的广泛应用使得信息能够在空间中自由传输。
而在这背后，信号编码技术起着至关重要的作用。
它就像是一位默默工作的“幕后英雄”，确保信息能够准确、高效地在无线信道中传输。
信号编码技术的基本概念，简单来说，就是将原始的信息转换为适合在无线信道中传输的形式。
这种转换并非随意为之，而是有着明确的目的和规则。
其主要目标有两个：一是提高信号的抗干扰能力，确保信息在传输过程中不被噪声和干扰所破坏；二是提高频谱利用率，让有限的无线频谱资源能够传输更多的信息。
为了实现这些目标，信号编码技术采用了多种方法。
其中，最常见的一种是纠错编码。
纠错编码的原理就像是给信息加上了一层“保护罩”。
在原始信息中加入一些冗余的比特，这些冗余比特并不直接携带有用信息，但在接收端可以用来检测和纠正传输过程中产生的错误。
比如说，我们常见的卷积码和里德所罗门码就是纠错编码的典型代表。
卷积码通过将信息比特与之前的若干比特进行编码运算，生成冗余比特；里德所罗门码则是基于代数理论，能够在较大的错误范围内进行纠错。
除了纠错编码，调制编码也是无线通信中常用的信号编码技术。
调制的过程就是将数字信号转换为模拟信号的过程，而调制编码则是在这个过程中对信号进行优化。
比如，我们熟悉的正交幅度调制（QAM），它通过同时改变信号的幅度和相位来表示多个比特的信息。
在相同的带宽下，QAM 可以传输更多的数据，从而提高了频谱利用率。
在实际的无线通信系统中，信号编码技术的应用非常广泛。
以移动通信为例，从 2G 时代的 GSM 系统到如今的 5G 网络，信号编码技术不断发展和演进。
在 2G 时代，主要采用的是简单的编码方式，如GSM 系统中的卷积码。
随着技术的进步，3G 时代的 WCDMA 系统开始采用更复杂的编码技术，如 Turbo 码。
网络编码及其在通信中的应用研究摘要:网络编码是通信网络中信息处理和传输理论研究上的重大突破,其核心思想是允许网络节点对传输信息进行编码处理。
运用网络编码能够提升网络吞吐量、均衡网络负载和提高网络带宽利用率等。
本文介绍网络编码的基本原理以及主要优缺点,总结了网络编码的几种典型应用。
关键词:网络编码原理应用2000年,网络编码的概念在被提出后就得到了广泛地关注。
网络编码融合了路由和编码的概念,使网络节点不仅可以对数据进行存储转发,还可以进行编码处理,已证明了使用线性网络编码已经能足够达到络多播容量。
但网络编码的好处不止这些。
一、网络编码基本原理网络编码的本质是利用节点的计算能力提高链路带宽的利用率.图1(b)阐述了网络编码的基本原理,图中s是信源,x,y是信宿,各边的带宽均为1比特/单位时间,现要将2比特数据a,b同时从s传到x,y.易知s与x,y之间均分别存在两条独立路径,若采用传统路由方法,如图1(a)所示,由于两组路径间存在共有链路wz,a,b 不能同时在边wz上传输,则:到x,y的最大信息流速率为1.5比特/单位时间.若采用网络编码方法,在节点W上对a,b执行异或操作并转发,则节点x可以通过aba 的计算解出b,同理y也可以解出a,从而使、到x,y的信息流速率达到2比特/单位时间,带宽利用率提高33%。
有向图G=(V,E)是网络编码研究的基本模型,点集V包括信源集合S、信宿集合T和中继节点集合1.边集E是所有通信链路的集合,1 (u)和0 (u)分别表征节点v∈V的入边和出边集合.通常假设边的带宽为单位容量,允许节点间存在多条边,并忽略边的传输错误及延时.网络编码的主要性能指标包括字母表、编解码速度和编码增益等.其中,字母表是最重要的性能指标,决定了网络编码解的存在性、编解码复杂度、延时以及存储开销.编解码速度反映了编解码操作的计算复杂度.编码增益则表征网络带宽的利用效率.网络编码设计的一个重要目标就是尽可能使用小的字母表和低复杂度的编解码操作来提高网络吞吐量或减小延时。
编码技术在通信中的应用与优化当今社会，随着人们对通讯信息的需求越来越大，通讯技术的发展也越来越迅速，而编码技术则是其中不可或缺的一部分。
编码技术的优良性及其在通讯中的应用，已经成为人们研究的热点。
所谓编码技术，是指通过先将某种信息转换为编码形式并且嵌入到传输载体（如电波、光波等），然后再在接收端将编码还原为原始信息的过程。
编码技术的好坏不仅关乎信息的传输速率和误码率，而且还涉及到信息传输的稳定性和隐私性。
一、编码技术在通信中的应用现代通讯技术中，编码技术已广泛应用于各种有线和无线通讯系统。
例如，数字电视、手机通讯、广播电视、宽带互联网、卫星通信等等。
从信号处理的角度来看，编码技术可大致分类为基于模拟信号、基于数字信号和复合型编码技术三种类型。
1. 基于模拟信号的编码技术基于模拟信号的编码技术是以模拟信号为输入，从模拟信号中提取出其特有的信号特征，然后嵌入到数字信号中。
该技术主要应用于模拟电视广播、过程控制和音频传输等方面。
其主要运用了以节目内容的重要度和预计受众程度为依据的级别编码和音频立体声技术等。
2. 基于数字信号的编码技术基于数字信号的编码技术是以数字信号为输入，直接对数字信号进行编码压缩、加密、纠错等操作，以提高传输效率和信息质量。
该技术广泛应用于数字电视、音频解码、计算机网络、多媒体通信、数据存储等领域。
最典型的数字编码技术包括脉冲编码调制（PCM）、有损压缩格式文件（MP3、WMA、RealAudio 等）、无损压缩格式文件（FLAC、APE、SHN等）、唱盘编码技术（CDMA、DVD-RAM、MD等）、数字图片压缩技术（JPEG、GIF、BMP等）等。
3. 复合型编码技术将基于模拟信号和基于数字信号的编码技术相结合，或者同样基于数字信号，但运用了不同的编码方法和策略，称为复合型编码技术。
最典型的例子是VideoCD和DVD格式，它们应用了数字编码、MPEG1（MPG）编码、MPEG2（M2V）编码和AC3音频编码等。
通信网络中的网络编码技术随着网络技术的发展，人类的通信方式也在不断地升级，从最初的电报、电话，到现代的互联网，通信技术的更新换代从未停止。
然而，在这些通信技术的背后，有一个强大而不为人知的技术——网络编码技术。
网络编码是一种网络技术，其实际应用范围非常广泛。
从基础的数据传输，到高级的视频流媒体，都可以使用网络编码进行优化。
网络编码技术的基本思想是将数据进行冗余度的增加，从而提高传输的可靠性和速度。
下面我们就来详细了解一下网络编码技术的原理和应用。
一、网络编码技术的原理网络编码技术是如何实现冗余度的增加呢？首先我们需要了解数据传输的基本原理。
在传统的数据传输中，数据包是以原始形式逐一发送的，当遇到网络中断或者数据损坏时，整个数据包就需要重新发送。
这种方式存在两个问题：一是低效，因为数据包的传输效率较低，而且需要不断地重试；二是不稳定，因为单个数据包的丢失就会导致整个传输过程的失败。
网络编码技术提供了一种全新的解决方案。
在网络编码中，数据包并不直接发送，而是经过编码之后再发送。
具体的方法是将多个数据包合并成一个编码包，再将该编码包通过网络进行传输。
这个编码包中包含了原始数据包的冗余信息，即冗余度的增加。
如此一来，当数据包传输过程中出现网络中断或者数据损坏时，只需要重新发送出现问题的编码包即可，这意味着效率大大提高，同时还可以保证传输的可靠性和稳定性。
二、网络编码技术的应用我们刚才说到网络编码可以应用于基础的数据传输和视频流媒体，下面我们就来详细介绍一下它的应用情况。
1、基础的数据传输在基础的数据传输中，网络编码技术可以通过多个数据包的编码来实现传输效率的提高。
一个典型的例子是P2P 文件共享网络，而 BitTorrent 就是使用了网络编码来提高下载速度和数据冗余度。
2、视频流媒体视频流媒体是一种高级的应用场景，它要求传输的速度和稳定性都非常高。
在这种情况下，网络编码技术发挥的作用更加明显。
它可以通过增加视频流的冗余度来提高传输的速度和稳定性，并可以很好地应对网络抖动和丢包等问题。
网络编码中数据通信技术的应用论文数据传送网络编码的主要过程为：〔1〕网络编码的运算；〔2〕结点编码以及解码条件；〔3〕编码数据分组体系；〔4〕数据缓存技术。
而在网络编码期间，结点数据缓存与更显，主要依靠两个步骤完成：①当结点接收到其下链路结点传送的对应某一数据批次的接受，确定报文分组后，结点将会对缓存区对应报文数据批次分组进行清理；②当某一数据批次于缓冲中，储存时间超过时限，结点下行链路将会将会拥塞或中断。
此时结点将删除超过时限的储存数据，开头接受新数据批次。
二、基于网络数据传送的网络编码当前，网络编码数据通讯技术日新月异，很多新的理论成果被研制而出。
不过，网络编码照旧存在很多不容忽视的问题，因此网络编码的讨论历程还很漫长。
随着讨论的深化，网络编码各方面优势被不断发掘，如均衡网络负载、提升网络宽带资源的有效利用率，优化数据传送性能等。
总体而言，网络编码通过提升网络输入输出量，降低了数据分组传输量，节省了无线网络中，数据传送的非必要耗损。
在网络执行随机网络编码方案时，网络容错性以及鲁棒性将会有所提升。
由于就算网络部分结点或链路的实效，目的结点仅靠一点接收到的编码数据，就能够依靠数据解码恢复原始数据。
在没有任何冗杂加密算法的状况下下，网络编码保障了网络的平安性。
综上所述，网络编码对于网络数据传送性能的提高，起到了特别良好的促进作用。
三、数据传输技术在网络编码中的应用3.1降低网络编码的冗杂度当前，网络编码最为重要的讨论课题，就是如何在保证网络编码工作效率得到提高的同时，消退网络编码的繁冗与冗杂。
这一课题，涉及到网络编码期间，机制运算效率以及该机制引起的网络开销，这是网络编码性能评价分析的关键点。
业内讨论人员主要对编码构建方案的优化、编码结结点数、编码操作的掌握以及相关数据传送协议的优化等内容，进行了讨论与分析。
3.2数据传送平安性讨论虽然，上文中提到，网络编码能够对网络数据的`传送起到平安爱护的作用，不过，数据在编码过程中，也会相应地加大被篡改的风险。
