無線環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)編碼.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)編碼理論自2000年左右被R.Ahlswede，N.Cai，S.-Y.R.Li，以及R.W.Yeung聯(lián)合提出以來，在信息論領(lǐng)域受到了極大的關(guān)注。網(wǎng)絡(luò)編碼是C.E.Shannon信息論中點到點編碼理論在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的擴展。在當今的通信系統(tǒng)中，節(jié)點內(nèi)部處理信息的代價已經(jīng)越來越低，然而有限的帶寬資源正面臨著越來越多的通信需求，網(wǎng)絡(luò)編碼正是利用低代價的節(jié)點內(nèi)部的信息處理操作來換取更大的網(wǎng)絡(luò)吞吐量。由于其普適性和廣闊的應(yīng)用前景，這一理論一經(jīng)提

2、出就迅速成為網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域研究的熱點。然而，網(wǎng)絡(luò)編碼存在兩方面的問題有待解決。其一，由于網(wǎng)絡(luò)編碼源于信息論中的編碼理論分支，其所用的網(wǎng)絡(luò)模型過于理想化。實際通信網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)和信道狀況與理論模型有很大差異。這種差異若不妥善解決，會極大的影響網(wǎng)絡(luò)編碼所能帶來的吞吐量增益。其二，線性網(wǎng)絡(luò)編碼假設(shè)底層的支撐網(wǎng)絡(luò)由無損鏈路連接。當前無線通信與無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)正蓬勃發(fā)展，無線信道的衰落特性和廣播特性，給網(wǎng)絡(luò)編碼理論在無線環(huán)境下的應(yīng)用提出了巨大的挑戰(zhàn)。本課

3、題將網(wǎng)絡(luò)編碼理論與無線網(wǎng)絡(luò)的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層技術(shù)相結(jié)合。重點是發(fā)現(xiàn)和解決兩種技術(shù)互相融合時所面臨的關(guān)鍵問題。論文主要闡述了三項創(chuàng)新性的研究成果。
　　 ●研究成果一將網(wǎng)絡(luò)編碼作為物理層中繼通信的關(guān)鍵技術(shù)。提出了在中繼節(jié)點進行基于“軟比特”的連續(xù)域上的網(wǎng)絡(luò)編碼，稱之為連續(xù)網(wǎng)絡(luò)編碼。這種全新的編碼策略在中繼節(jié)點最大限度地保留了有用信息，抑制了錯誤擴散。文中不僅研究了連續(xù)網(wǎng)絡(luò)編碼的原理與應(yīng)用，還針對這種新框架給出了最優(yōu)碼字設(shè)計方法。

4、
　　 ●研究成果二研究網(wǎng)絡(luò)編碼對網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量保證(QoS)所產(chǎn)生的影響。文中利用大偏差理論(Large Deviations Principle，LDP)給出了在統(tǒng)計QoS約束下，最優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)編碼所需滿足的條件。依據(jù)該條件，文中給出了如何確定在QoS約束下最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)編碼碼字的實用算法。
　　 ●研究成果三將網(wǎng)絡(luò)編碼理論進行了重要擴展。本文首次將編碼理論和排隊論放在一個統(tǒng)一的框架下進行研究。在同時保持編碼端和解碼端隊列穩(wěn)定