時間：2022-10-18 18:25:01
序論：在您撰寫編碼技術(shù)論文時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
1.1網(wǎng)絡(luò)編碼的基本原理
網(wǎng)絡(luò)編碼較為全面的定義了網(wǎng)絡(luò)結(jié)點輸入和輸出的關(guān)系，中間結(jié)點一旦具備編碼條件，那么中間結(jié)點就會對其所接受到的數(shù)據(jù)按照相應(yīng)的方式進(jìn)行編碼方面的處理。當(dāng)編碼的數(shù)據(jù)被逐漸的傳送到后續(xù)結(jié)點之后，后續(xù)結(jié)點可以進(jìn)行編碼，也可以不進(jìn)行編碼，如果有需要還要進(jìn)行編碼的話，這時就要對接到的信息按照之前的方式再進(jìn)行一次編碼，然后傳輸，經(jīng)過不斷的反復(fù)編碼傳輸，最終就會實現(xiàn)所有的編碼信息都能夠到達(dá)目的結(jié)點。最后一步工作就是目的結(jié)點通過對信息進(jìn)行譯碼之后，就可以得到最初結(jié)點所發(fā)出的基本信息了。
1.2網(wǎng)絡(luò)編碼的構(gòu)造方法
在對網(wǎng)絡(luò)編碼的研究當(dāng)中最主要的一個問題就是結(jié)點要根據(jù)哪種方式對所接受的數(shù)據(jù)分組進(jìn)行編碼組合。從目前的研究來看，學(xué)者從不同的角度對網(wǎng)絡(luò)編碼的構(gòu)造方法進(jìn)行了相應(yīng)的分析探討，比如說采用的編碼系數(shù)選擇方式，分組編碼操作方式等方面，其具體的表現(xiàn)是根據(jù)編碼結(jié)點分組進(jìn)行編碼操作的方式，其中線性網(wǎng)絡(luò)編碼主要表現(xiàn)是結(jié)點對所接受的數(shù)據(jù)分組實行的是線性編碼組合型操作，不然編碼的工程就會變?yōu)榉蔷€性網(wǎng)絡(luò)編碼。我們根據(jù)編碼系數(shù)的選擇方式，把網(wǎng)絡(luò)編碼構(gòu)造的方法分為兩種，一種是確定性網(wǎng)絡(luò)編碼，另一種是隨機網(wǎng)絡(luò)編碼。這兩種編碼都有一定的好處，但是確定性網(wǎng)絡(luò)編碼構(gòu)造方法的編碼系數(shù)是根據(jù)某一種算法進(jìn)行確定的，而隨機網(wǎng)絡(luò)編碼中編碼系數(shù)是從伽羅符號中隨機進(jìn)行選擇的，因此隨機網(wǎng)絡(luò)編碼構(gòu)造方法在整個的網(wǎng)絡(luò)編碼系數(shù)選擇中占據(jù)著靈活性的地位，這也是隨機網(wǎng)絡(luò)編碼構(gòu)造方法的特點。我們根據(jù)編碼在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的具體實現(xiàn)過程，將網(wǎng)絡(luò)編碼分為了兩種編碼形式，一種是集中式網(wǎng)絡(luò)編碼，另一種是分布式網(wǎng)絡(luò)編碼。集中式網(wǎng)絡(luò)編碼是在編碼的過程當(dāng)中需要了解全局的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，根?jù)全局網(wǎng)絡(luò)的情況來分配相應(yīng)的編碼系數(shù)，這一編碼形式并不適合拓?fù)渥儞Q較大的無線網(wǎng)絡(luò)。分布式網(wǎng)絡(luò)編碼僅僅需要了解網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中一部分拓?fù)湫畔⒕涂梢赃M(jìn)行相應(yīng)的編碼操作，而且分布式網(wǎng)絡(luò)編碼還具有較為良好的應(yīng)用性能。
1.3網(wǎng)絡(luò)編碼應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳送的研究
網(wǎng)絡(luò)編碼是一種編碼和路由信息交換的技術(shù)，在傳統(tǒng)道德路由方法基礎(chǔ)上，通過對接收的多個分組進(jìn)行相應(yīng)的編碼信息融合，以達(dá)到增加單次傳輸信息量的作用，從而提高網(wǎng)絡(luò)的整體性能。網(wǎng)絡(luò)編碼最開始提出時是因為多播技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)編碼最初是為了提高網(wǎng)絡(luò)多播的數(shù)據(jù)速率，而隨著網(wǎng)絡(luò)研究的不斷深入，使得網(wǎng)絡(luò)編碼在其他的領(lǐng)域也逐漸有了優(yōu)勢，比如說提高網(wǎng)絡(luò)帶寬的利用率，從總體而言，對網(wǎng)絡(luò)編碼的應(yīng)用在很大程度上提高了網(wǎng)絡(luò)的實際吞吐量，進(jìn)一步的減少了數(shù)據(jù)分組的傳輸量，也在一定程度上降低了數(shù)據(jù)傳送的功耗，由此我們看出網(wǎng)絡(luò)編碼為網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳送性能的改善提供了新的途徑。
1.4基于網(wǎng)絡(luò)編碼的數(shù)據(jù)傳送技術(shù)研究趨勢
隨著基于網(wǎng)絡(luò)編碼的數(shù)據(jù)通信技術(shù)研究的不斷深入，出現(xiàn)了很多新的理論，但是網(wǎng)絡(luò)編碼所面臨的問題也隨之增多，尤其是網(wǎng)絡(luò)編碼的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳送技術(shù)問題，雖然經(jīng)過近幾年的研究取得了一定的進(jìn)展。但是仍然面臨著許多難題需要我們?nèi)ブ鹨唤鉀Q。
1）網(wǎng)絡(luò)編碼復(fù)雜度得到降低。
現(xiàn)階段最主要的一個問題就是怎樣在提高網(wǎng)絡(luò)編碼效率的同時降低網(wǎng)絡(luò)編碼的復(fù)雜程度。這會涉及到網(wǎng)絡(luò)編碼的相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)開銷，這也是作為網(wǎng)絡(luò)編碼性能評價的內(nèi)容之一，還有就是在網(wǎng)絡(luò)編碼實用化的過程當(dāng)中，逐漸控制網(wǎng)絡(luò)編碼的復(fù)雜程度，減少網(wǎng)絡(luò)編碼需要的額外的計算量，從而降低系統(tǒng)的實施成本。這對于網(wǎng)絡(luò)部署以及應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)編碼都具有非常重要的意義。
2）數(shù)據(jù)傳送可靠性研究。
保證網(wǎng)絡(luò)性能的一個主要方面就是提高網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳送的可靠性，現(xiàn)階段對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸可靠性的網(wǎng)絡(luò)編碼研究主要是根據(jù)多徑路由展開的，這也在一定程度上對網(wǎng)絡(luò)編碼中的數(shù)據(jù)傳輸提供了可靠性。因此在多跳動態(tài)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境當(dāng)中，分析研究提高網(wǎng)絡(luò)編碼數(shù)據(jù)傳送的可靠性具有很高的現(xiàn)實意義。
2基于網(wǎng)絡(luò)編碼的數(shù)據(jù)通信技術(shù)的相應(yīng)解決方案
1）在對網(wǎng)絡(luò)編碼的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議結(jié)構(gòu)研究當(dāng)中
其出發(fā)點主要向三個方面集中：一是較為系統(tǒng)的分析網(wǎng)絡(luò)編碼在各個協(xié)議層與現(xiàn)有協(xié)議相結(jié)合的參數(shù)，其目的是為了讓應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)編碼提高網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)整體性能；二是設(shè)計相應(yīng)的對應(yīng)網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)的線性規(guī)劃模型，以便求解出線性規(guī)劃模型的最有設(shè)定；三是提高各個協(xié)議層之間的信息反饋機制來實現(xiàn)參數(shù)的實時調(diào)整。
2）在對網(wǎng)絡(luò)編碼時延約束控制的研究當(dāng)中
針對數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中各個結(jié)點頻繁的參與編碼和解碼的操作，使得數(shù)據(jù)編碼時延逐漸成為了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳送累積時延的主體，基于此種情況，我們在網(wǎng)絡(luò)編碼的實際應(yīng)用當(dāng)中，提出了基于數(shù)據(jù)傳送時延約束的網(wǎng)絡(luò)編碼模型，這一模型的出現(xiàn)在較大程度上對傳送時延進(jìn)行了優(yōu)化的控制；與此同時我們還引入了數(shù)據(jù)傳送信息反饋機制，以此來促進(jìn)數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)結(jié)點中的及時有效傳送。
3結(jié)束語
網(wǎng)絡(luò)編碼實際上是將路由和編碼的信息進(jìn)行相互交換的方式。傳統(tǒng)路由主要是實現(xiàn)信息的存儲和轉(zhuǎn)發(fā)，網(wǎng)絡(luò)編碼則能夠接收到幾個不同的數(shù)據(jù)組，然后將其融合編碼信息，增大傳輸信息的數(shù)量，從而能大大提高網(wǎng)絡(luò)的利用效率，結(jié)束了傳統(tǒng)中認(rèn)為獨立比特不可壓縮的理論。它的工作原理是利用有限域中的運算，將接收到的幾個不同的數(shù)據(jù)組，在網(wǎng)絡(luò)不同的結(jié)點中進(jìn)行重新編碼組合，然后將編碼過的數(shù)據(jù)以多播的形式轉(zhuǎn)發(fā)給各個目的結(jié)點，并由目的結(jié)點對其解碼還原，得到原始數(shù)據(jù)，這樣就實現(xiàn)了通信。網(wǎng)絡(luò)編碼的主要優(yōu)勢是提高了網(wǎng)絡(luò)通信的系統(tǒng)性能，提高通信效率，這是因為網(wǎng)絡(luò)編碼增大了每次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，減少了傳輸數(shù)據(jù)的次數(shù)，從而能夠很好地提高網(wǎng)絡(luò)通信的性能，不僅增加了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的吞吐量，也提高了寬帶的利用效率，還能平衡各網(wǎng)絡(luò)目的結(jié)點之間的負(fù)載能力。在當(dāng)前人們越來越依賴無線通信技術(shù)的的背景下，網(wǎng)絡(luò)編碼對提高網(wǎng)絡(luò)安全、提高資源利用率等方面也有十分重要的作用。
2基于網(wǎng)絡(luò)編碼的數(shù)據(jù)通信技術(shù)研究
網(wǎng)絡(luò)編碼在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信中具有十分明顯的優(yōu)勢，其理論研究價值和應(yīng)用前景都是不言而喻的。世界上一些高等學(xué)府和科研機構(gòu)都展開了對網(wǎng)絡(luò)編碼的研究，并且在多個方面取得了不小的成果。
2.1網(wǎng)絡(luò)協(xié)議結(jié)構(gòu)
當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)編碼研究中涉及到的主要部分還是在網(wǎng)絡(luò)層方面，特別是如何有效地將路由協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)編碼有機結(jié)合，是基于網(wǎng)絡(luò)編碼的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)研究的重要方面。有一部分研究已經(jīng)深入到網(wǎng)絡(luò)編碼如何有效結(jié)合協(xié)議結(jié)構(gòu)中其他協(xié)議層，例如網(wǎng)絡(luò)編碼與MAC層協(xié)議或者與傳送層TCP協(xié)議等等的結(jié)合問題。因為網(wǎng)絡(luò)編碼的特性與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信的方式有很大的區(qū)別，所以為了不更改已普遍應(yīng)用的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，將網(wǎng)絡(luò)編碼與其融合將會遇到各種各樣新的問題，例如，它們之間的兼容性、網(wǎng)絡(luò)編碼對網(wǎng)絡(luò)協(xié)議結(jié)構(gòu)是否會產(chǎn)生不利的影響。這些問題都是后來研究者需要解決的問題，同時也為研究基于網(wǎng)絡(luò)編碼的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議結(jié)構(gòu)提供了框架性借鑒，使得網(wǎng)絡(luò)編碼能夠與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議有機融合，提高網(wǎng)絡(luò)通信性能。
2.2數(shù)據(jù)傳送模型
網(wǎng)絡(luò)編碼具有的最重要的功能之一就是將數(shù)據(jù)智能化處理，這主要是通過對編碼策略的設(shè)計來實現(xiàn)，而碼構(gòu)造算法是編碼策略設(shè)計的基礎(chǔ)。碼構(gòu)造算法主要是針對網(wǎng)絡(luò)中間結(jié)點的編碼方式，它需要保證目的結(jié)點能夠有效識別出傳遞的編碼信息并進(jìn)行正確解碼。所以碼構(gòu)造算法包含了編碼和解碼兩個內(nèi)容，并且要求其算法復(fù)雜程度低，易于實施應(yīng)用。碼構(gòu)造算法主要有三種：代數(shù)型、線性型、隨機型。線性網(wǎng)絡(luò)編碼能將中間結(jié)點接受的各路信息進(jìn)行線性組合，這種編碼運算較簡單，所以得到了普遍應(yīng)用。
2.3路由協(xié)議
基于網(wǎng)絡(luò)編碼的路由協(xié)議的優(yōu)化設(shè)計能夠有效提高網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳遞效率和性能，它是能夠?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)編碼應(yīng)用到實際中的重要基礎(chǔ)，而且將路由協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)編碼進(jìn)行更高層次的融合是十分重要的研究課題，可以為以后開發(fā)新的網(wǎng)絡(luò)提供借鑒和指導(dǎo)?；诰W(wǎng)絡(luò)編碼的路由協(xié)議研究主要有兩個方面：獨立路由協(xié)議和編碼感知的路由協(xié)議，它們主要的不同點是路由協(xié)議產(chǎn)生的過程中能否主動編碼，也就是說路由協(xié)議是否能夠提高編碼的利用效率。
2.4數(shù)據(jù)傳輸性能保障機制
實際應(yīng)用中，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境復(fù)雜多變，數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐蝗恍院途W(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不穩(wěn)定都可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸出現(xiàn)不穩(wěn)定的狀況，例如造成數(shù)據(jù)丟失或者傳輸延遲等。所以基于網(wǎng)絡(luò)編碼的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的開發(fā)應(yīng)該結(jié)合實際的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，研究出能確保數(shù)據(jù)正確傳輸?shù)谋Ｕ蠙C制和編碼策略，尤其需要盡可能減少數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t時間和保證數(shù)據(jù)可靠傳輸。所以，基于網(wǎng)絡(luò)編碼的數(shù)據(jù)通信中，利用QoS保證機制是當(dāng)前研究的重要課題之一。當(dāng)前已研究出來幾個解決方案，比如建立數(shù)據(jù)延遲時間的模型，從模型中找出延遲的解決方案；利用多速率編碼器來分析各路中傳輸速率不同的數(shù)據(jù)，從而減小數(shù)據(jù)在編碼器中的傳輸時間。
3結(jié)語
網(wǎng)絡(luò)編碼實際上是將路由和編碼的信息進(jìn)行相互交換的方式。傳統(tǒng)路由主要是實現(xiàn)信息的存儲和轉(zhuǎn)發(fā)，網(wǎng)絡(luò)編碼則能夠接收到幾個不同的數(shù)據(jù)組，然后將其融合編碼信息，增大傳輸信息的數(shù)量，從而能大大提高網(wǎng)絡(luò)的利用效率，結(jié)束了傳統(tǒng)中認(rèn)為獨立比特不可壓縮的理論。它的工作原理是利用有限域中的運算，將接收到的幾個不同的數(shù)據(jù)組，在網(wǎng)絡(luò)不同的結(jié)點中進(jìn)行重新編碼組合，然后將編碼過的數(shù)據(jù)以多播的形式轉(zhuǎn)發(fā)給各個目的結(jié)點，并由目的結(jié)點對其解碼還原，得到原始數(shù)據(jù)，這樣就實現(xiàn)了通信。網(wǎng)絡(luò)編碼的主要優(yōu)勢是提高了網(wǎng)絡(luò)通信的系統(tǒng)性能，提高通信效率，這是因為網(wǎng)絡(luò)編碼增大了每次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，減少了傳輸數(shù)據(jù)的次數(shù)，從而能夠很好地提高網(wǎng)絡(luò)通信的性能，不僅增加了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的吞吐量，也提高了寬帶的利用效率，還能平衡各網(wǎng)絡(luò)目的結(jié)點之間的負(fù)載能力。在當(dāng)前人們越來越依賴無線通信技術(shù)的的背景下，網(wǎng)絡(luò)編碼對提高網(wǎng)絡(luò)安全、提高資源利用率等方面也有十分重要的作用。
2基于網(wǎng)絡(luò)編碼的數(shù)據(jù)通信技術(shù)研究
網(wǎng)絡(luò)編碼在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信中具有十分明顯的優(yōu)勢，其理論研究價值和應(yīng)用前景都是不言而喻的。世界上一些高等學(xué)府和科研機構(gòu)都展開了對網(wǎng)絡(luò)編碼的研究，并且在多個方面取得了不小的成果。
2.1網(wǎng)絡(luò)協(xié)議結(jié)構(gòu)
當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)編碼研究中涉及到的主要部分還是在網(wǎng)絡(luò)層方面，特別是如何有效地將路由協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)編碼有機結(jié)合，是基于網(wǎng)絡(luò)編碼的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)研究的重要方面。有一部分研究已經(jīng)深入到網(wǎng)絡(luò)編碼如何有效結(jié)合協(xié)議結(jié)構(gòu)中其他協(xié)議層，例如網(wǎng)絡(luò)編碼與MAC層協(xié)議或者與傳送層TCP協(xié)議等等的結(jié)合問題。因為網(wǎng)絡(luò)編碼的特性與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信的方式有很大的區(qū)別，所以為了不更改已普遍應(yīng)用的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，將網(wǎng)絡(luò)編碼與其融合將會遇到各種各樣新的問題，例如，它們之間的兼容性、網(wǎng)絡(luò)編碼對網(wǎng)絡(luò)協(xié)議結(jié)構(gòu)是否會產(chǎn)生不利的影響。這些問題都是后來研究者需要解決的問題，同時也為研究基于網(wǎng)絡(luò)編碼的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議結(jié)構(gòu)提供了框架性借鑒，使得網(wǎng)絡(luò)編碼能夠與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議有機融合，提高網(wǎng)絡(luò)通信性能。
2.2數(shù)據(jù)傳送模型
網(wǎng)絡(luò)編碼具有的最重要的功能之一就是將數(shù)據(jù)智能化處理，這主要是通過對編碼策略的設(shè)計來實現(xiàn)，而碼構(gòu)造算法是編碼策略設(shè)計的基礎(chǔ)。碼構(gòu)造算法主要是針對網(wǎng)絡(luò)中間結(jié)點的編碼方式，它需要保證目的結(jié)點能夠有效識別出傳遞的編碼信息并進(jìn)行正確解碼。所以碼構(gòu)造算法包含了編碼和解碼兩個內(nèi)容，并且要求其算法復(fù)雜程度低，易于實施應(yīng)用。碼構(gòu)造算法主要有三種：代數(shù)型、線性型、隨機型。線性網(wǎng)絡(luò)編碼能將中間結(jié)點接受的各路信息進(jìn)行線性組合，這種編碼運算較簡單，所以得到了普遍應(yīng)用。
2.3路由協(xié)議
基于網(wǎng)絡(luò)編碼的路由協(xié)議的優(yōu)化設(shè)計能夠有效提高網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳遞效率和性能，它是能夠?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)編碼應(yīng)用到實際中的重要基礎(chǔ)，而且將路由協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)編碼進(jìn)行更高層次的融合是十分重要的研究課題，可以為以后開發(fā)新的網(wǎng)絡(luò)提供借鑒和指導(dǎo)?；诰W(wǎng)絡(luò)編碼的路由協(xié)議研究主要有兩個方面：獨立路由協(xié)議和編碼感知的路由協(xié)議，它們主要的不同點是路由協(xié)議產(chǎn)生的過程中能否主動編碼，也就是說路由協(xié)議是否能夠提高編碼的利用效率。
2.4數(shù)據(jù)傳輸性能保障機制
實際應(yīng)用中，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境復(fù)雜多變，數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐蝗恍院途W(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不穩(wěn)定都可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸出現(xiàn)不穩(wěn)定的狀況，例如造成數(shù)據(jù)丟失或者傳輸延遲等。所以基于網(wǎng)絡(luò)編碼的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的開發(fā)應(yīng)該結(jié)合實際的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，研究出能確保數(shù)據(jù)正確傳輸?shù)谋Ｕ蠙C制和編碼策略，尤其需要盡可能減少數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t時間和保證數(shù)據(jù)可靠傳輸。所以，基于網(wǎng)絡(luò)編碼的數(shù)據(jù)通信中，利用QoS保證機制是當(dāng)前研究的重要課題之一。當(dāng)前已研究出來幾個解決方案，比如建立數(shù)據(jù)延遲時間的模型，從模型中找出延遲的解決方案；利用多速率編碼器來分析各路中傳輸速率不同的數(shù)據(jù)，從而減小數(shù)據(jù)在編碼器中的傳輸時間。
3結(jié)語
關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)編碼無線網(wǎng)絡(luò)信息交換
一、網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的差異
在傳統(tǒng)的計算機網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸過程中，要借助路由器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，根據(jù)數(shù)據(jù)的目標(biāo)地址，路由器將數(shù)據(jù)包向各個鏈路發(fā)送。由于沒有統(tǒng)一的安排和協(xié)調(diào)，在同一鏈路中會出現(xiàn)很多數(shù)據(jù)包，必須排隊等待通過的情況，這就制約了計算機網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度和效率的提升。2000年，新型網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)一經(jīng)出現(xiàn)就得到了廣泛關(guān)注。網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)著力解決的問題是有效地將同時到達(dá)路由器的數(shù)據(jù)同時發(fā)送出去，不讓數(shù)據(jù)產(chǎn)生擁塞，從而提高數(shù)據(jù)傳輸速度。
二、網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)在無線網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用
2.1網(wǎng)絡(luò)編碼的概念
網(wǎng)絡(luò)編碼是一種融合了路由和編碼的信息交換技術(shù)，它的核心思想是在網(wǎng)絡(luò)中的各個節(jié)點上對各條信道上收到的信息進(jìn)行線性或者非線性的處理，然后轉(zhuǎn)發(fā)給下游節(jié)點，中間節(jié)點扮演著編碼器或信號處理器的角色。
2.2網(wǎng)絡(luò)編碼應(yīng)用于無線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢
網(wǎng)絡(luò)編碼融合了路由和編碼的概念，使網(wǎng)絡(luò)節(jié)點不僅可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲轉(zhuǎn)發(fā)，還可以進(jìn)行編碼處理，已證明了使用線性網(wǎng)絡(luò)編碼已經(jīng)能足夠達(dá)到網(wǎng)絡(luò)多播容量。但網(wǎng)絡(luò)編碼的好處不止這些，尤其是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)編碼應(yīng)用于無線網(wǎng)絡(luò)時。網(wǎng)絡(luò)編碼首先應(yīng)被應(yīng)用在無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。無線網(wǎng)絡(luò)的特性是不可靠性和廣播特性，使網(wǎng)絡(luò)編碼非常適合應(yīng)用在無線網(wǎng)絡(luò)上，因為無線鏈路的不可靠性和物理層廣播特性非常適合使用編碼的方法。應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)編碼，可以解決傳統(tǒng)路由、跨層設(shè)計等技術(shù)無法解決的問題，提高網(wǎng)絡(luò)編碼在無線網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。無線網(wǎng)絡(luò)的廣播特性使其非常適合使用網(wǎng)絡(luò)編碼，當(dāng)一個節(jié)點傳輸一個數(shù)據(jù)包給它的一個鄰居節(jié)點時，它的其它鄰居節(jié)點也可以接收到這個數(shù)據(jù)包。因此，當(dāng)一個節(jié)點的鄰居節(jié)點對不同的數(shù)據(jù)包感興趣時，可以將這些數(shù)據(jù)包編碼后再一起傳輸，這樣子可以使其所有的鄰居節(jié)點都收到感興趣的數(shù)據(jù)包并可以節(jié)約無線資源。
應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)編碼，可以解決傳統(tǒng)路由、跨層設(shè)計等技術(shù)無法解決的問題，提高網(wǎng)絡(luò)性能。網(wǎng)絡(luò)編碼在無線網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用可以提高網(wǎng)絡(luò)的吞吐量，尤其是組播吞吐量?？梢詼p少數(shù)據(jù)包的傳播次數(shù)，降低無線發(fā)送能耗。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)部分節(jié)點或鏈路失效時采用隨機網(wǎng)絡(luò)編碼，最終在目的節(jié)點仍然能恢復(fù)原始數(shù)據(jù)，增強網(wǎng)絡(luò)的容錯性和魯棒性。網(wǎng)絡(luò)編碼對無線網(wǎng)絡(luò)的性能改善主要體現(xiàn)在提高網(wǎng)絡(luò)編碼的吞吐量上，網(wǎng)絡(luò)編碼已經(jīng)被證明對于提高某些網(wǎng)絡(luò)的吞吐量有著很大的作用。運用網(wǎng)絡(luò)編碼可以在很大程度上提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量，但是同時會增加網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性。不少研究者在研究提高無線網(wǎng)絡(luò)的組播吞吐量的同時，研究如何降低因采用網(wǎng)絡(luò)編碼帶來的復(fù)雜性。在網(wǎng)絡(luò)狀況惡劣的條件下，網(wǎng)絡(luò)編碼和路由之間組播吞吐量的差別不大，網(wǎng)絡(luò)編碼的優(yōu)勢體現(xiàn)在降低網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性上;在網(wǎng)絡(luò)狀況較好的條件下，網(wǎng)絡(luò)編碼相對于路由方法，在很大程度上，提高了組播吞吐量。這為根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況動態(tài)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)編碼算法提供了可能。
2.3網(wǎng)絡(luò)編碼如何提高無線網(wǎng)絡(luò)的安全性
網(wǎng)絡(luò)編碼在提高無線網(wǎng)絡(luò)的安全性研究方面亦取得了一定的成果。在無線網(wǎng)絡(luò)組播中，對于數(shù)據(jù)包的惡意修改的檢測，過去是使用基于消息認(rèn)證碼或者數(shù)字簽名的方法?；诰W(wǎng)絡(luò)編碼產(chǎn)生了一種基于數(shù)據(jù)包的隨機網(wǎng)絡(luò)編碼檢測策略，這種方法計算量小，而且檢測概率可以根據(jù)通信控制開銷、網(wǎng)絡(luò)編碼復(fù)雜程度和檢測時間這些因素進(jìn)行調(diào)控。但這種方法亦存在不足。這種方法要求接收節(jié)點需要預(yù)先獲得至少一個沒有被惡意修改過的數(shù)據(jù)包，并且數(shù)據(jù)包的內(nèi)容不能被攻擊者知曉，因此，這種方法對抗攻擊效果不好。
無線網(wǎng)絡(luò)廣播重傳處理中,多個接收節(jié)點中的任意一個節(jié)點的丟包都要求源節(jié)點重傳數(shù)據(jù)包,需要廣播發(fā)送較多的重傳次數(shù).本文將隨機線性網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)應(yīng)用在無線網(wǎng)絡(luò)廣播重傳中,提出一種新穎的廣播重傳方法(RLNCBR)。該方法中,源節(jié)點記錄多個接收節(jié)點中丟包最多的接收節(jié)點丟包數(shù),再按照隨機線性網(wǎng)絡(luò)編碼的方法編碼組合該丟包數(shù)個線性編碼包。源節(jié)點廣播重傳，接收節(jié)點采用運算編碼線性組合的方法獲得信息包數(shù)據(jù)。數(shù)學(xué)分析表明,該方法能保證所有接收節(jié)點的編碼可解性,同時重傳次數(shù)可達(dá)到理論最優(yōu)性。模擬測試結(jié)果表明:與傳統(tǒng)重傳方法相比,RLNCBR有效地減少了信息包的平均傳輸次數(shù),提高了傳輸效率。
三、網(wǎng)絡(luò)編碼在無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用發(fā)展方向
網(wǎng)絡(luò)編碼正在給現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)帶來革命性的變化：網(wǎng)絡(luò)編碼從用來達(dá)到有線網(wǎng)絡(luò)中的組播容量，發(fā)展到在有線和無線網(wǎng)絡(luò)中提高吞吐量、節(jié)省能量、增強魯棒性和安全性，甚至改變網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、改變網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)計方法。網(wǎng)絡(luò)編碼在無線網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用還存在著以下的幾個問題：網(wǎng)絡(luò)編碼的具體實現(xiàn)和降低網(wǎng)絡(luò)編碼的復(fù)雜性?，F(xiàn)在已經(jīng)提出了很多網(wǎng)絡(luò)編碼方法，有集中式線性網(wǎng)絡(luò)編碼和分布式隨機網(wǎng)絡(luò)編碼，但是如何在實際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)編碼，需要考慮許多實際應(yīng)用問題，例如同步、控制開銷等。網(wǎng)絡(luò)編碼在實際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中如何實現(xiàn)是一個很迫切的問題。采用網(wǎng)絡(luò)編碼可以在很大程度上提高網(wǎng)絡(luò)性能，但設(shè)計和實現(xiàn)上的復(fù)雜性也隨之增加。如何在不顯著增加網(wǎng)絡(luò)開銷，綜合考慮效率和性能的前提下，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)編碼問題是將來需要進(jìn)行深入研究的方向。
四、結(jié)束語
無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境由于環(huán)境的多變性,使得數(shù)據(jù)包在傳輸過程中更加容易丟失。目前,重傳常被用來實現(xiàn)無線廣播的錯誤處理,普通重傳方法思想基于發(fā)送方通過反饋得到接收方的出錯情況,重傳出錯的數(shù)據(jù)報文來恢復(fù)出錯的報文。:
網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)是近十年來飛速發(fā)展的一個研究課題。雖然還沒有應(yīng)用到實際的通信網(wǎng)絡(luò)中，但已引起了較大的關(guān)注，比如美國軍方已經(jīng)意識到網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)的優(yōu)勢，已經(jīng)撥款研究網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)在移動自組網(wǎng)(MobileAdHocNetwork)中的應(yīng)用。因此,我們也應(yīng)當(dāng)及時跟蹤國際上的網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)的發(fā)展趨勢。同時,結(jié)合各種應(yīng)用深入思考網(wǎng)絡(luò)所涉及的各種安全技術(shù)問題。
參考文獻(xiàn)
[1]范明,盂小峰.數(shù)據(jù)挖掘概念與技術(shù)[M].機械工業(yè)出社,2001.8.
[2]胡國強.數(shù)據(jù)挖掘在遠(yuǎn)程教育決策支持系統(tǒng)的運用[J].開放教育研究,2003,(5)44-45.
[3]YEUNGRW,ZHANGZ.Distributedsourcecodingforsatellitecommunications[J].IEEETransactionsonInformationTheory,1999,45(3):1111-1120.
0 引言
中文MARC是中國機讀目錄（China Machine-Readable Catalogue）的簡稱，中文MARC的主要作用是將各類書目信息編目成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)計算機可讀形式，便于讀者檢索以及各圖書情報部門之間交流書目。學(xué)位論文是高校大學(xué)生為獲取相應(yīng)級別學(xué)位而撰寫的關(guān)于在校期間所學(xué)知識的應(yīng)用或所完成的科研成果。
目前，我國各高校的學(xué)位論文大部分都是用中文撰寫的，也有一小部分是用外文撰寫的。高校圖書館將學(xué)位論文收藏至自建特色數(shù)據(jù)庫，就需要對學(xué)位論文進(jìn)行編目，對學(xué)位論文編目時要保證編目產(chǎn)生的關(guān)于學(xué)位論文的數(shù)據(jù)的質(zhì)量，以方便讀者檢索并利用學(xué)位論文。
1 中文MARC編目學(xué)位論文存在的問題
高校圖書館對文獻(xiàn)資源進(jìn)行有效的分類標(biāo)引和主題標(biāo)引，并用相應(yīng)的著錄、編目格式使文獻(xiàn)資源的主要檢索項及特點形成書目的形式就是高校圖書館的編目工作[1]。學(xué)位論文編目的工作流程一般為：回溯編目―審校―典藏―貼書標(biāo)―入庫上架。學(xué)位論文作為一種特殊的文獻(xiàn)資源，其編目具有自己的特點：1）編目難度高。高校大學(xué)生研究的學(xué)術(shù)領(lǐng)域及學(xué)術(shù)方向繁多，其具體研究方向小而專，對非專業(yè)編目人員來說，分類編目比較困難；2）編目工作量巨大。教育事業(yè)飛速發(fā)展，各高校每年都在擴大招生，進(jìn)而各高校每年產(chǎn)出的學(xué)位論文數(shù)量激增，而高校圖書館編目人員有限，而且圖書館每年還要有其他書目入館需要編目，因此編目人員總的工作量非常大。3）學(xué)位論文撰寫語種不統(tǒng)一。部分高校設(shè)有外國語學(xué)院，這些學(xué)院的部分學(xué)生所撰寫的學(xué)位論文所使用的語種一般為外文。
中文MARC是以UNIMARC為基本依據(jù)，根據(jù)我國出版物的具體情況制定的[2]。中文MARC機讀記錄字段區(qū)有如下10個功能塊：0―標(biāo)識塊；1―編碼信息塊；2―著錄信息塊；3―附注塊；4―款目連接塊；5―相關(guān)題名塊；6―主題分析塊；7―責(zé)任者塊；8―國際使用塊；9―國內(nèi)使用塊[3]。中文MARC通過對每個功能塊增設(shè)功能不同的多種字段及子字段、對每個字段又增設(shè)不同要求的標(biāo)識符的方式更為詳細(xì)的記錄文獻(xiàn)信息。
高校圖書館編目學(xué)位論文最終要達(dá)到的目標(biāo)是：1）精準(zhǔn)、全面、直觀的反映出學(xué)位論文所表達(dá)的科研成果，包括科研成果的領(lǐng)域，關(guān)鍵詞等信息。2）準(zhǔn)確標(biāo)引學(xué)位論文，形成規(guī)范數(shù)據(jù)，方便讀者進(jìn)行檢索。編目學(xué)位論文是讀者可以使用學(xué)位論文的前提和基礎(chǔ)，學(xué)位論文編目工作的質(zhì)量直接關(guān)系到讀者對學(xué)位論文的使用情
況[1]。因此，學(xué)位論文編目工作是高校圖書館工作中的一個重要分支，各高校對學(xué)位論文編目工作都很重視。但是由于學(xué)位論文本身具有的特殊性和中文MARC編目具有的高技術(shù)性，導(dǎo)致中文MARC在對學(xué)位論文進(jìn)行編目的時候會出現(xiàn)一些問題，而這些問題的出現(xiàn)直接影響了學(xué)位論文編目的質(zhì)量，進(jìn)而影響到學(xué)位論文在高校圖書館乃至整個學(xué)術(shù)界的正常流通。中文MARC在高校圖書館學(xué)位論文編目中存在如下問題。
1）標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。當(dāng)前我國使用比較普遍的中文MARC編目標(biāo)準(zhǔn)有兩種：一種是國家圖書館編寫制定的全國圖書館聯(lián)合編目中心系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)；一種是北京大學(xué)圖書館編寫制定的中國高等教育文獻(xiàn)資源保障系統(tǒng)，即CALIS系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)[3]。雖然采用這兩種中文MARC編目標(biāo)準(zhǔn)編目的數(shù)據(jù)覆蓋面都很廣，共享性也比較強，但還是應(yīng)該將這兩種標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合，制定一套唯一的編目標(biāo)準(zhǔn)。有了唯一的標(biāo)準(zhǔn)，各高校圖書館在選擇編目系統(tǒng)時也不需要進(jìn)行比較，既方便了高校圖書館編目工作，也能使圖書信息流通更順暢。
2）標(biāo)引不規(guī)范?！吨袊鴪D書分類法》是高校圖書館編目分類的主要依據(jù)。由于部分高校圖書館還有自己編寫的《圖書館編目分類細(xì)則》，并結(jié)合這兩個規(guī)范來進(jìn)行編目，因此在很多編目細(xì)則上出現(xiàn)了不一致現(xiàn)象。
3）著錄字段不完整。中文MARC編目雖然具有詳細(xì)的編目規(guī)則，但是不同的編目員對規(guī)則的理解會有所不同。在中文MARC著錄中，字段和指示符都有詳細(xì)的規(guī)定，如果出現(xiàn)指示符的漏著、錯著都會直接影響到學(xué)位論文的檢索。
4）外文語種撰寫的學(xué)位論文編目格式不統(tǒng)一。當(dāng)前我國圖書館使用USMARC對外文圖書進(jìn)行著錄，而有些圖書館認(rèn)為只有原版外文書籍才應(yīng)該用USMARC進(jìn)行編目，其余外文圖書應(yīng)該按中文MARC格式來著錄。因此，使用外文撰寫的學(xué)位論文編目格式就出現(xiàn)了兩種，即USMARC格式和中文MARC格式。這種不一致的編目格式會嚴(yán)重影響到學(xué)位論文的網(wǎng)上共享，對數(shù)字圖書館的建設(shè)也有不利影響。
高校圖書館每年進(jìn)書量都很大，新進(jìn)圖書只有經(jīng)過編目才能入庫上架，讀者才能在館藏書目檢索系統(tǒng)中檢索到圖書，而高校圖書館專業(yè)的編目人員非常有限，因此就會出現(xiàn)非專業(yè)人員對圖書進(jìn)行編目，比如燕山大學(xué)圖書館學(xué)位論文的編目工作就是由勤工助學(xué)的學(xué)生來完成的。編目工作對人員專業(yè)要求比較高，編目細(xì)則又非常繁雜，雖然專業(yè)的編目人員已經(jīng)設(shè)定號學(xué)位論文編目格式，但是非專業(yè)人員在對學(xué)位論文進(jìn)行編目的時候很容易就會出現(xiàn)漏著、錯著的現(xiàn)象，而在對學(xué)位論文編目中出現(xiàn)的錯誤只有非常專業(yè)的編目人員才能及時發(fā)現(xiàn)，這樣就會導(dǎo)致很多編目過程中出現(xiàn)的錯誤到最后都沒有被發(fā)現(xiàn)，從而影響到讀者對學(xué)位論文的檢索。
2 改進(jìn)與展望
網(wǎng)絡(luò)編碼在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信中具有十分明顯的優(yōu)勢，其理論研究價值和應(yīng)用前景都是不言而喻的。世界上一些高等學(xué)府和科研機構(gòu)都展開了對網(wǎng)絡(luò)編碼的研究，并且在多個方面取得了不小的成果。
1.1網(wǎng)絡(luò)協(xié)議結(jié)構(gòu)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)編碼研究中涉及到的主要部分還是在網(wǎng)絡(luò)層方面，特別是如何有效地將路由協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)編碼有機結(jié)合，是基于網(wǎng)絡(luò)編碼的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)研究的重要方面。有一部分研究已經(jīng)深入到網(wǎng)絡(luò)編碼如何有效結(jié)合協(xié)議結(jié)構(gòu)中其他協(xié)議層，例如網(wǎng)絡(luò)編碼與MAC層協(xié)議或者與傳送層TCP協(xié)議等等的結(jié)合問題。因為網(wǎng)絡(luò)編碼的特性與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信的方式有很大的區(qū)別，所以為了不更改已普遍應(yīng)用的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，將網(wǎng)絡(luò)編碼與其融合將會遇到各種各樣新的問題，例如，它們之間的兼容性、網(wǎng)絡(luò)編碼對網(wǎng)絡(luò)協(xié)議結(jié)構(gòu)是否會產(chǎn)生不利的影響。這些問題都是后來研究者需要解決的問題，同時也為研究基于網(wǎng)絡(luò)編碼的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議結(jié)構(gòu)提供了框架性借鑒，使得網(wǎng)絡(luò)編碼能夠與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議有機融合，提高網(wǎng)絡(luò)通信性能。
1.2數(shù)據(jù)傳送模型網(wǎng)絡(luò)編碼具有的最重要的功能之一就是將數(shù)據(jù)智能化處理，這主要是通過對編碼策略的設(shè)計來實現(xiàn)，而碼構(gòu)造算法是編碼策略設(shè)計的基礎(chǔ)。碼構(gòu)造算法主要是針對網(wǎng)絡(luò)中間結(jié)點的編碼方式，它需要保證目的結(jié)點能夠有效識別出傳遞的編碼信息并進(jìn)行正確解碼。所以碼構(gòu)造算法包含了編碼和解碼兩個內(nèi)容，并且要求其算法復(fù)雜程度低，易于實施應(yīng)用。碼構(gòu)造算法主要有三種：代數(shù)型、線性型、隨機型。線性網(wǎng)絡(luò)編碼能將中間結(jié)點接受的各路信息進(jìn)行線性組合，這種編碼運算較簡單，所以得到了普遍應(yīng)用。
1.3路由協(xié)議基于網(wǎng)絡(luò)編碼的路由協(xié)議的優(yōu)化設(shè)計能夠有效提高網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳遞效率和性能，它是能夠?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)編碼應(yīng)用到實際中的重要基礎(chǔ)，而且將路由協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)編碼進(jìn)行更高層次的融合是十分重要的研究課題，可以為以后開發(fā)新的網(wǎng)絡(luò)提供借鑒和指導(dǎo)?；诰W(wǎng)絡(luò)編碼的路由協(xié)議研究主要有兩個方面：獨立路由協(xié)議和編碼感知的路由協(xié)議，它們主要的不同點是路由協(xié)議產(chǎn)生的過程中能否主動編碼，也就是說路由協(xié)議是否能夠提高編碼的利用效率。
1.4數(shù)據(jù)傳輸性能保障機制實際應(yīng)用中，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境復(fù)雜多變，數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐蝗恍院途W(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不穩(wěn)定都可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸出現(xiàn)不穩(wěn)定的狀況，例如造成數(shù)據(jù)丟失或者傳輸延遲等。所以基于網(wǎng)絡(luò)編碼的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的開發(fā)應(yīng)該結(jié)合實際的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，研究出能確保數(shù)據(jù)正確傳輸?shù)谋Ｕ蠙C制和編碼策略，尤其需要盡可能減少數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t時間和保證數(shù)據(jù)可靠傳輸。所以，基于網(wǎng)絡(luò)編碼的數(shù)據(jù)通信中，利用QoS保證機制是當(dāng)前研究的重要課題之一。當(dāng)前已研究出來幾個解決方案，比如建立數(shù)據(jù)延遲時間的模型，從模型中找出延遲的解決方案；利用多速率編碼器來分析各路中傳輸速率不同的數(shù)據(jù)，從而減小數(shù)據(jù)在編碼器中的傳輸時間。
2結(jié)語
近些年來對無線通信技術(shù)領(lǐng)域的研究越來越多，這些技術(shù)在地空通信中逐漸成為熱點。LDPC碼是一種線性的分組碼，它是基于稀疏校驗矩陣的。本論文簡要介紹了LDPC碼的編碼算法和譯碼算法，以及在地空通信中的應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】 LDPC碼 地空通信 編碼
1 LDPC碼簡介
1.1 提出LDPC碼的背景
衛(wèi)星通信技術(shù)發(fā)展越來越成熟，最近研發(fā)的衛(wèi)星通信技術(shù)能夠通過空間衛(wèi)星進(jìn)行地空通信。LDPC碼是其中非常重要的一環(huán)，這是因為LDPC碼具有強大的糾錯能力，具有很低的復(fù)雜度等。
LDPC碼具有很強的糾錯能力，同時還具有低復(fù)雜度的快速譯碼算法和比較好的特性結(jié)構(gòu)，所以在最新的帶寬無線多媒體的通信系統(tǒng)中，LDPC碼成為了能夠傳播高質(zhì)量的通信以及視頻信號的關(guān)鍵性技術(shù)。同時LDPC碼已經(jīng)廣泛被歐洲等國家的衛(wèi)星使用。
1.2 LDPC碼的基本概念
LDPC碼的全稱為低密度奇偶校驗，1960年后Gallager第一次提出這個概念。LDPC碼是一種線性的分組碼，它是基于稀疏校驗矩陣的。LDPC碼的編碼是一種隨機碼。由于當(dāng)時的技術(shù)和條件都十分落后，LDPC碼并沒有廣泛應(yīng)用于實際當(dāng)中。后來人們發(fā)現(xiàn)了Turbo碼，但是Turbo碼在本質(zhì)上就是LDPC碼。LDPC碼的糾錯性能十分優(yōu)異，近些年來越來越受到人們的重視。
LDPC碼的譯碼采用軟判決的置信傳播迭代譯碼算法。正是由于這個原因，LDPC碼在給定誤碼率的情況下，信息的傳輸速率和Shannon限很接近。在某種程度上，LDPC碼的糾錯性比Turbo碼強出了很多很多。我們都知道，譯碼的復(fù)雜度與碼長有關(guān)，而且是線性的關(guān)系。要想實現(xiàn)長編碼分組的應(yīng)用，就必須克服分組碼在長碼的時候譯碼的計算量問題。
2 DVB-S2標(biāo)準(zhǔn)的前向糾錯系統(tǒng)
LDPC碼的編譯方法有許多，本論文簡要介紹一下介紹LDPC碼的DVB-S2標(biāo)準(zhǔn)編譯碼方法。
第一代DVB標(biāo)準(zhǔn)是1994年提出來的，它采用RS碼，QPSK調(diào)制和級聯(lián)卷積碼的方式。但是伴隨VLSI技術(shù)的發(fā)展，就出現(xiàn)了更高效率的編碼方式。DVB-S2項目組的目標(biāo)旨在帶寬和功率不增加的情況下，增加百分之30的傳輸量。
DVB-S2標(biāo)準(zhǔn)主要由三個部分組成：BCH（前向糾錯系統(tǒng)由外編碼）、LDPC（內(nèi)編碼）和比特交織。同時輸入流包括BBFRAMES（基本比特幀）和FECFRAMES（外流前向糾錯幀）。FEC系統(tǒng)處理完每個BBFRAME（kbch位）之后，都會產(chǎn)生一個FEC-FRAME（nldpc）。系統(tǒng)BCH外碼的奇偶校驗比特（BCHFEC）被加到BBFRAME，LDPC內(nèi)碼的奇偶校驗比特被加到BCHFEC后面。
3 LDPC碼的算法
3.1 LDPC碼編碼算法
傳統(tǒng)的規(guī)則LDPC碼的編碼主要可以分為四步，分別如下。其框圖如圖1所示，編碼步驟如下：
（1）明確規(guī)則LDPC碼的H矩陣的列重和行重。
（2）構(gòu)造LDPC碼的H矩陣。
（3）將校驗矩陣H轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)形式。
（4）根據(jù)線性分組碼系統(tǒng)形式的校驗矩陣與生成矩陣之間的關(guān)系得到相應(yīng)的生成矩陣G，編碼生成的碼字為C=uG。
3.2 LDPC碼的譯碼算法
LDPC碼有很多種譯碼方式，常見的譯碼方式主要有：加權(quán)比特翻轉(zhuǎn)譯碼、比特翻轉(zhuǎn)譯碼、大數(shù)邏輯譯碼、后驗概率譯碼以及和積算法譯碼等。本論文簡要介紹和積算法。
所謂和積算法，就是一種迭代譯碼算法，它的傳播是基于置信度的。下一次迭代的輸入，是上一次譯碼結(jié)束時可靠度量度的計算結(jié)果。直到達(dá)到了某個特定的條件后，譯碼的迭代過程才會停止，進(jìn)而系統(tǒng)會作出硬判決。
4 我國的LDPC碼在將來地空通信中的應(yīng)用
地空通信具有許多特點，比如信號的能量衰減比較嚴(yán)重，信息的傳輸延時比較大等等。因此必須采取特殊的方法，才能夠保證信息傳輸時的可靠性。地空通信信道對于信道編碼是一種理想的信道。
（1）地空通信信道和無記憶的高斯信道很相似，都是Shannon編碼理論的信道模型。
（2）地空通信信道可以使用很低的頻帶利用率的編碼和二進(jìn)制調(diào)制方案，因為地空通信信道具有很豐富的帶寬。
（3）由于地空通信中傳輸距離非常遠(yuǎn)，信號的能量衰減比較多，所以采用的都是低碼速率通信。
以前地空通信使用的都是Turbo碼。Turbo碼具有很多優(yōu)點，比如誤碼性能很好，但是仍然存在著誤碼平臺。相對于Turbo碼，LDPC碼更適合作為地空通信的信道編碼，這是因為LDPC碼具有很低的譯碼復(fù)雜度、更低的誤碼平臺以及更大的吞吐量。要想設(shè)計出更加適合于地空通信的LDPC碼，還需要考慮到功耗效率、編碼器和譯碼器的結(jié)構(gòu)以及復(fù)雜度等等。作為一種重要的信道編碼，LDPC碼必將會在地空通信中發(fā)揮重要的作用。
5 總結(jié)
近些年來對無線通信技術(shù)領(lǐng)域的研究越來越多，這些技術(shù)在地空通信中逐漸成為熱點。LDPC碼是一種線性的分組碼，它是基于稀疏校驗矩陣的。本論文簡要介紹了LDPC碼的編碼算法和譯碼算法，以及在地空通信中的應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)
[1]曾蓉，梁釗.低密度校驗LDPC碼的構(gòu)造及編碼[J].重慶郵電學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2005，17（3）：316-319.
[2]張長帥，宋黎定，劉泳.LDPC碼在深空通信中的應(yīng)用技術(shù)研究[J].航天器工程，2007，16（3）：90-92.
[3]翟政安，羅倫，時信華.深空通信信道編碼技術(shù)研究[J].飛行器測控學(xué)報，2006，25（2）：59-61.
