三源求和网络的网络编码研究

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1、国内图书分类号：俐9坤国际图书分类号：’西南交通大学研究生学位论文年级三雯二二级姓名赵匦篮申请学位级别亟±专业通信皇筐：垦丕统指导教师萱垡进i二零一四年五月十三曰密级：公开ClassifiedIndex：删J?U．D．C：’SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisResearchonNetworkCodinginThree．sourceSum．NetworksGrade：2011Candidate：LijingZhaoAcademicDegreeAppliedfor：MasterSpeciality：CommunicationandInfor

2、mationSystemSupervisor：ProfessorDaiyuanPengMay13，2014西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密口，在年解密后适用本授权书；2．不保密呵，使用本授权书。(请在以上方框内打“√”)学雠文储繇倦哟日期：7彬嗽文f牛指剥獬：髫则雇、)日期W彩f／丘西南交通大学硕士学位论文

3、主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作如下：论文讨论了三信源求和网络中网络编码容量及求和网络线性网络编码算法，分析了求和网络的网络编码容量，总结得出一些规律：信源和信宿数量以及最小割值都会影响网络的线性网络编码容量。本文对求和网络中网络编码容量和最小割值的关系进行了深入研究，分析了三信源三信宿求和网络的编码容量值并证明，通过分析总结上述规律得到一种三信源三信宿求和网络按节点分类分析的编码传输方式；针对单源组播网络编码方法中已有的路径选择、局部编码向量和全局编码向量的选取方法进行了深入研究，然后改进了路径和全局网络编码向量的选取方法，并提出在最短路基础上的网络多播算法，并仿真分析算

4、法的性能。本文的主要贡献如下：(1)通过研究单信源单信宿网络的网络编码容量，扩展到多信源多信宿求和网络中，对计算网络编码容量有了基本的了解。任意多信源多信宿求和网络，各个信宿的最小割界就是其网络编码容量的上界。而信源和信宿数量以及最小割值将会影响到网络的编码容量，本文根据已有相关定理分析任意信源信宿数的求和网络的网络容量，并得到最小割为2的一种多信源多信宿求和网络的网络编码容量值并证明。(2)提出三信源三信宿求和网络的一种简单网络编码方式。先对网络进行分解，然后对网络中的节点按连接的源宿数的分为(3，3)、(3，2)、(2，3)和其他不同类型，分别给出相应的贪婪编码选取方式，采用归纳法给出其

5、可行性分析。(3)利用图论中的最短路径算法，对线性网络编码算法进行深入研究和分析，提出了一种基于最短路径的线性网络编码多播算法。算法在信源处引入虚拟节点，将多源网络转化为单源网络，然后采用Dijkstra算法，并在Dijkstra约简网络中选取从信源到信宿的最短路径，简化全局编码向量的求取过程。最后，通过仿真分析了算法性能，表明该算法的优越性。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导f=独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的

6、一切法律责任将由本人承担。p一事多．学位论文作者签名：嘻钠静日期：麟S、

7、6西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要在科学技术蓬勃发展的基础上，全球信息化的建设不断深入和完善，网络给世界带来了巨大变化。现如今出现各种新型网络应用，网络用户也骤增，使得现有的网络资源异常紧张。怎么样充分利用网络资源，深度优化网络，成为迫切需要解决的问题。网络编码作为一种新型的数据传输技术，不仅能够在网络的中间节点对信息进行存储和转发，还能进行编码。网络编码可以有效改善网络性能，提高网络的吞吐量、均衡网络负载、降低节点的能耗和增强网络的健壮性等，但是由于在节点处进行编解码，增加了传输时延和计算复杂度。目前，单信源

8、求和网络的网络编码容量以及线性网络编码算法的研究已经取得了一些突出成果。但在信源和信宿数量较多的网络中，网络编码容量与最小割以及可达速率的关系并不充分。除此之外，已有算法中判断全局编码向量线性无关需要耗费大量的时间，增加了算法的复杂度，而且大多数都是理论分析。鉴于上述问题，本文研究与分析求和网络的网络编码容量和线性网络编码算法。考虑m信源和刀信宿的有向无环求和网络，规定网络中的边均为单位容量边，每个信源节点产