网络编码 network coding 教学PPT课件.ppt

随机网络编码 图中节点 v ，接收到编码包 和 。节点 v 应用随机网络编码的思想，在有限域中随机选取系数(1,2)，并对接收到的两个编码包进行运算 ，得到新的编码系数(3,10,13)，并将新的编码包发送。 2.在提高传输可靠性的有限域 上的 编码 什么是网络编码 编码： 信源编码 信道编码 网络编码 网络编码思想 在现有通信网络中，网络节点只是对收到的信息进行存储和转发，扮演着转发器的角色。但是从信息理论的观点来说，没有理由让节点只能进行存储转发，可以让节点对多条输入边上收到的信息进行一定的线性或非线性编码，然后再发送出去，起着编码器的作用。 网络编码正是根据这思想而产生的。在接收节点上，通过一定的运算，译出信源所发的信息。 * 网络编码的提出 2000年，香港中文大学 R. Ahlswede等人在IEEE trans-IT上发表了一篇题为“网络信息流”的文章 ，提出了网络编码的概念； 那么， 什么是网络编码呢？ 网络编码能给我们带来什么好处呢？ 。 网络编码基础 （点对点的最小割最大流定理） 对于已知的网络流图，从发点 到收点 的流量 的最大值小于或等于任何一个割切的容量，即 记 。 一个组播传输，信源为 s接收节点集 那么可达最高组播速率为 如果采用传统传输方法，可能无法达到速率 。 如果采用网络编码，可达到该最高速率 。 网络编码带来的好处： 使组播传输速率达到最小割最大流决定的网络容量的上限 节省网络能能耗 节省网络带宽资源消耗 均衡网络负载 提高网络鲁棒性 传统方法和网络编码的比较 传统方法和网络编码的比较 传统方法和网络编码的比较 A B C E a,b b a,b b lost a lost a A B C E a,b b a,b b lost a encode a,b to a+b and 2a+b lost a+b decode a by b and 2a+b 传统方法和网络编码的比较 应用领域 研究现状 P2P网络 无线Ad Hoc网络 无线 Mesh 网络 无线传感网络 信息安全 数据存储 多（组）播网络 分类 线性网络编码和非线性网络编码； 分布式网络编码和集中式网络编码； 网络编码在组播和非组播网络中的应用 目前，组播集中式线性网络编码算法主要有两种： 代数构造方式和多项式时间算法； 线性网络编码 线性网络编码的编码原理： 对于非信源节点 ，记 为节点所有输入链路的集合， 为所有输出链路的集合, 表示 的大小，即 元素的的个数，其几何意义是节点T输出链路的条数 同理 表示集合 的大小，其几何意义是节点 输出链路的条数 相邻链路对：对于有序对 代表相邻的链路对，其中输入链路 ，输出链路对 线性网络编码原理 局部编码矩阵 表示为维数等于 的矩阵 T d1 d2 e1 e2 e3  1 1 0 0 s A B U V R1 R2 1 1 1 1 1 1 1 1 全局编码向量： 有向无环网络中，记 为有限域， 为正整数。对于任何节点 ，标量 表示节点 的每个相邻链路对 的局部编码标量，对于节点 的每条输入链路