网络编码在无线网络技术中的应用

网络编码在无线网络技术中的应用

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　　网络传输性能的提升始终是网络技术人员研发的重点内容，而通过网络编码技术可以进一步优化网络性能。网络节点是网络编码技术的核心，其不仅会储存转发数据，还会相应的处理数据。现代无线网络的发展需要网络编码技术，因而其发展十分迅猛。

　　一、网络编码技术特点

　　传统网络传输数据需要通过路由器，即在传输数据的过程中，借助路由器对数据进行处理，依照数据目标地址向不同链路发送数据。因为在数据的协调安排上不能统一，因此很多数据包可能在一条链路上堆积，这就必须排队等候处理，因而在传输数据的速度以及传输效率上网络就会受到巨大的影响。网络编码技术的应用始于2000年，其出现有效解决了上述问题。当数据同时到达路由器时，通过网络编码技术能够同时发出数据，而不至数据在链路中发生拥塞，进一步推进了网络传输速度的发展。

　　二、网络编码技的应用

　　1.概念分析。

　　从本质上分析网络编码器是一种信息交换技术，其融合了编码以及路由技术，其核心是对信号的处理，将每个网络节点中的受到的信号进行线性处理或非线性处理，并将处理后的信息想下游节点发送，在该技术中中间节点起到了信号处理以及编码的作用。

　　2.技术优势。

　　由于网络编码技术集合了编码技术以及路由技术，因而网络节点不单单起到了数据的转发储存作用，还可以对数据进行编码，从而使得网络具有了多播容量，通过使用线性网络编码，进一步扩充了网络传输速度。但是该项技术的优势不仅仅有这些，若在无限网络中应用网络编码技术，其优势更为明显。首先广播特性以及不可靠性是无线网络的基本特性，但是这种特性恰恰适合网络编码技术的应用。通过使用网络编码技术，很多传统的技术无法解决的问题便可以迎刃而解。另外由于无线网络具有广播特性，因而在使用网络编码技术时，在相邻节点之间传输数据，则传出点周围的节点都可以接收该数据包。所以，若一个节点对其相邻多个节点的数据包感兴趣，那么可以对数据进行编码，并将编码后的数据包传输到其他相邻的感兴趣的及诶但，从而节约无线网络资源，提高网络传输效率。传统有线网络中大多会使用跨层设计以及路由器等设备改善网络传输效率低的问题，但是网络性能的发展却因此受到的阻碍，而网络编码技术的应用使得这些技术难题迎刃而解，通过使用随机网络编码技术仍旧能够将原始数据恢复，提高了网络的鲁棒性以及容错性。网络编码技术能够有效提高吞吐量，从这方面改善网络性能，并且从实际的应用中也可以证明，对于某些网络吞吐量，网络编码技术能够有效予以提高。很多研究者在研究该技术的同时还会想方设法降低网络复杂性。从而使得网络编码技术能够依照网络的实际动态状况进行调整。

　　3.如何提高无线网络的安全性。

　　网络编码技术除了能够有效提高无线网络数据传输效率，降低传输能耗，其在网络安全性能提升上也取得了巨大的成果。传统的无线网络安全措施大多会使用数字签名以及消息认证码的方式，因此防止恶意删改数据包，确保无线网络安全性。而使用网络编码技术则是通过产生随机编码检测的方式，这种方式相对较为简便，并且根据监测时间以及复杂程度以及通讯控制开销等条件可以对检测概率进行调整。但这种方式仍旧存在很大的不足，即对抗恶意攻击的效果相对较差。无线网络广播重传处理中，多个接收节点中的任意一个节点的丢包都要求源节点重传数据包，需要广播发送较多的重传次数.本文将随机线性网络编码技术应用在无线网络广播重传中，提出一种新颖的广播重传方法(RLNCBR)。该方法中，源节点记录多个接收节点中丢包最多的接收节点丢包数，再按照随机线性网络编码的方法编码组合该丢包数个线性编码包。源节点广播重传，接收节点采用运算编码线性组合的方法获得信息包数据。数学分析表明，该方法能保证所有接收节点的编码可解性，同时重传次数可达到理论最优性。模拟测试结果表明：与传统重传方法相比，RLNCBR有效地减少了信息包的平均传输次数，提高了传输效率。

　　三、技术发展方向

　　现有的网络在网络编码技术的推动下发生了革命性的转变，首先在有线网络中网络编码技术用以增加组播容量，而现在网络编码技术则可以用以提高有线网络及无线网络的吞吐量，并且信号传输中能耗更低，在网络中使用网络编码技术无线网络安全性更好、鲁棒性更高。通过网络编码技术还能够对网络协议、网络结构进行更改。但是该技术的应用目前还存在一些问题，由于网络编码技术起步交往，虽然通过该技术数据传输速率以及网络安全性得到了很大的提升，但是其具体实现以及复杂度的降低仍旧是目前的技术难点。目前网络编码方式相对较多，目前常用的包括分布式随机网络编码以及集中式线性网络编码两种方式，但是应用过程中需要考虑的应用问题较多。如何实现网络编码在实际的应用中是极其重要的一点，网络性能可以在网络编码技术的支持下得到很大的提升，但是复杂度也会随之提升，如何在维持原有网络开销的前提下，综合性能以及效率两方面，首先网络编码这将是未来该技术发展的主要方向。

　　综上所述，不同于有线网络，无线网络环境较为多变，这就使得网络的稳定性较差，数据在传输过程中容易发生数据的丢失。目前在无线广播网络中对丢失数据常常采用重传的方式进行处理，通常的重传方式主要基于接收方向传送方发送出错信息，通过将出错数据报文传输的方式恢复出错的报文。而网络编码技术则打破了这种方式，虽然还没有应用到实际的通信网络中，但已引起了较大的关注，比如美国军方已经意识到网络编码技术的优势，已经拨款研究网络编码技术在移动自组网(Mobile Ad HocNetwork)中的应用。因此，我们也应当及时跟踪国际上的网络编码技术的发展趋势。同时，结合各种应用深入思考网络所涉及的各种安全技术问题。

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