卷积网络编码

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1、第1期Vol．7No．12012年2月JournalofCAEITFeb．2012殝檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵殝檵檵“信息网络技术”专题檵檵殝檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵殝卷积网络编码郭网媚，蔡宁(西安电子科技大学ISN国家重点实验室，西安710071)摘要:网络编码作为一种新的编码技术在提高传输效率、均衡负载、节省资源及数据安全等方面有很大优势。对于确定型通信网络，线性网络编码已被证明是一种简单高效的编码方式。然而，对基于无线网络的通信则不然，这主要是因为无线网络组成元素的可移动性，链路的不稳定性，传输的广

2、播特性及资源共享性。针对无线网络特性，卷积网络编码应运而生，并表明比分组网络编码存储需求更少、译码时延及复杂度更小，成为网络编码在无线应用研究方面的焦点。首先介绍了卷积网络编码的研究进展，以及迫切需要解决的问题。然后从卷积网络编码的基本模型，研究方向，已有的编译码算法及与经典卷积编码的关系几个方面展开，为今后的卷积网络编码及其应用研究廓清思路。关键词:卷积网络编码;代数结构;自适应网络编码;软译码中图分类号:TN915．01文献标识码:A文章编号:1673-5692(2012)01-010-07Overview

3、onConvolutionalNetworkCodingGUOWang-mei，CAINing(TheKeyLab．ofIntegratedServicesnetwork，SchoolofTelecommunication，XidianUniv．，Xi’an710071，China)Abstract:Networkcoding，asanewtechnique，isstudiedtoimprovetheefficiencyoftransmission，loadbanquitism，energysavingandd

4、atasecurity．Fordeterministicnetworks，linearnetworkcodinghasbeenprovedtobeanefficientapproachwithlowcomplexity．However，itisdifferentforwirelessnetwork．Forthefeaturesofmovableelements，unstablelinks，broadcasttransmitionandbandwidthsharing，weneedtoconsideritspro

5、blemsspecially．Convolutionalnetworkcodingisformulatedtocapturethecharacteristicoverwirelessnetworks，andbecomesoneofthehottesttopics．Itispresentedfirstlywithresearchstatusandresultsaswellastheremainingproblems．ThentheprincipleandmodelsofCNC，thevarietyas-pects

6、，thealgorithmsandtherelationswithclassicconvolutionalcodesareillustrated．ThepurposeistoprovideatutorialofCNCfortheinterestedresearchers．Keywords:convolutionalnetworkcoding;algebraicapproach;adaptivenetworkcodingalgorithm;soft-decoding如何实现消息在网络中的高效传输。传统通信网络0引

7、言中，消息通过一系列中间节点传输到信宿节点，中间节点对数据包进行存储并转发给下一个节点，即中考虑由点对点的信道所组成的通信系统，消息间节点对消息不做任何处理。2000年，R．Ahlswede［1］由信源节点传输到信宿节点，其中一个基本问题是等首次提出网络编码，允许中间节点对接收到的收稿日期:2011-12-26修订日期:2012-02-14基金项目:国家自然科学基金重点项目(60832001)和国家重点ISN实验室项目基金(ISN01080202)2012年第1期郭网媚等:卷积网络编码11［16］信息进行编码后

8、再转发出去，并在理论上证明了使序列可译的工作，文献［17，18］从序列的角度提用网络编码技术可达到网络通信的容量上界。Li出卷积编码可译的概念，并给出译码算法，这与文献［2］等给出线性构造方法并证明其最优性，Kotter［9］中的译码方法同属于软译码，即一边接收一边［3］［4］等给出网络编码的代数结构，以及Ho等提出译码，而不必像分组译码器需要收到所有消息才可随机网络编码算法之后，网络