基于网络编码的数据通信技术研究

摘 要：当今时代是一个信息技术高度发展的时代，同时通信技术也在这一过程中有了非常明显的进步，该技术的应用和发展也在很大程度上使得人们的工作和生活方式都有了非常大的转变，在这样的情况下，通信技术在发展的过程中就要更加的多元化，只有这样才能更好的为用户提供更加高质量的服务，同时也为人们的生活提供众多的便利，本文主要在网络编码技术的基础上来谈数据通信技术，以供参考和借鉴。

关键词：网络编码；数据；通信技术；传送技术

在通信技术不断发展的过程中，网络编码技术的出现和发展是一种飞跃式的技术变革，这种技术从一定程度上来说彻底的改变了通信网络的数据传送和处理的方法和手段，同时其在应用的过程中也减少了数据传输过程中所产生的无用信息，网络吸纳和输出信息的数量也有了非常明显的提升。当前，网络编码技术已经成为数据通信技术发展过程中非常重要的一个内容，同时其所发挥的作用也日益的重要，因此相关的研究人员也逐渐开始对这一工作内容予以关注和重视。

1 网络编码在数据通信技术中的应用

通常我们所说的网络编码就是指将编码和路由信息完成交换的技术。网络编码在实际的工作中是网络通信系统会将自身所接收到的数据流使用网络节点进行重新的排列和组合，同时在将重新组合的数据通过不同的路径传送到很多结点，之后再利用编码系数对这些数据进行有效的处理，这样就可以将其还原成最原始的数据。这种方式可以很好的提升通信的容量，从外还能很好的将原来的网络层次和最新的网络有机的融合在一起，这样就可以很好的将二者统一在一起，改善了传统数据处理方式当中的很多不足。所以该技术也成为了网络编码数据通信技术的一个重要的发展趋势。

可以说，利用网络编码技术进行数据信息传送能够极大的提高信息传送效率。这不但是因为网络编码可以使网络数据单次传送的信息量大幅度增加，还在于网络编码可以减少分组的传送次数，这样就极大的改善了网络数据的传送性能，包括增大网络吞吐量，提高带宽利用率，均衡网络负载等方面。尤其是在无线通信技术应用越来越广泛的今天，网络编码技术还能够增大无线网络通信的安全性和能量资源的利用率。因此，基于网络编码的数据通信技术正逐渐成为未来通信技术的主要发展趋势，是一个非常值得重视的研究课题。

2 基于网络编码的数据通信研究现状

当前在世界范围内都非常那个重视网络编码技术的研究和发展，同时经过了很多年的努力，也取得了非常显著的成绩，在网络协议结构的研究、路由协议的研究和数据传送性能保证机制上都有了非常可喜的研究成果，以下笔者结合自身实际经验对其进行简要的分析和阐述。

2.1 基于网络编码的网络协议结构研究

目前，网络编码的研究主要集中在网络层方面，尤其是网络编码与路由协议的结合，一些研究也开始探讨网络编码在协议结构中其它协议层中的研究，如网络编码与MAC层协议的结合及与传送层TCP协议的结合等。由于网络编码的内在特性与传统的网络数据传送模式不同，将网络编码引入到现有的网络数据传送协议中，将会产生一系列新的问题，如网络编码与现有各种普遍应用的网络协议的兼容性、网络编码对现有网络协议层次结构的影响等。这些问题的研究将为后续数据传送中网络编码的研究提供一个总体结构框架，使网络编码能够与现有网络协议紧密结合，从而有效地提高网络数据传送性能，同时，也为网络编码的实际应用提供了理论基础。

2.2 基于网络编码的数据传送模型研究

构造算法是网络编码成功应用的基础，一个可行的网络编码的码构造算法应保证网络各目的结点成功地解码编码数据，且算法的复杂度较小，易于在现实网络中部署应用。目前，网络编码的码构造算法主要有线性网络编码代数网络编码以及随机网络编码等。在各种编码机制设计中，应用较多的为线性网络编码，其核心思想是允许网络中间结点对接收到的来自不同输入链路的信息流在有限域内进行线性组合（有限域指编码系数选择的范围，通常指伽罗华域），然后再将组合的数据转发出去。线性网络编码中典型的码构造算法包括指数时间算法、多项式算法和分布式的随机网络编码算法等。由于随机线性网络编码方案具有独立于网络拓扑结构的特性和较高的灵活性，且线性编码运算相对简单，因此，基于网络编码的数据传送机制，在编码构造过程中均采用随机线性网络编码构造方案。

2.3 基于网络编码的路由协议研究

在基于网络编码的数据传送技术研究中，具有网络编码技术应用的路由协议的优化设计对提高网络数据传送性能的影响相对较大，是网络数据传送研究的重要内容之一。基于网络编码的路由协议设计是网络编码实现及应用的基础，将网络编码与路由协议统一到一个较高层次的描述是网络编码研究中的一个重要问题，这将为新的网络系统及网络设备的设计提供理论指导，且基于网络编码的路由协议研究将为网络编码理论提供应用的基础。目前，结合网络编码与路由协议的研究主要体现在独立路由协议的网络编码的研究和编码感知的路由协议的研究，区别在于路由协议产生的路径是否存在主动编码机会，即路由协议是否可创造更多的编码机会及更有效地利用编码机会。

2.4 基于网络编码的数据传送性能保证机制研究

在实际网络环境中，数据传送的突发性及网络拓扑结构的易变性造成网络数据传送的不稳定性，如引起随机的分组丢失和不确定性的数据传送时延等，这使得基于网络编码的数据传送技术研究应依据实际网络状态，分析探讨提供数据传送性能保证的编码策略方案，特别是降低网络编码中数据传送时延及提供数据传送可靠性保证的策略方案，因此，在基于网络编码的数据传送过程中，提供具有一定QoS保证的网络数据编码传送机制是网络编码技术研究中的重要问题之一。目前已经有学者研究出了一些解决方案，如采用多速率编码机制来，利用不同链路和不同传输速率的数据来执行相关决策机制，从而避免编码对数据的传输速率产生影响，从而解决时延控制问题。当然，具体的解决方案还需要进一步的研究和探索。

结束语

网络编码技术的建设和发展在一定程度上促进了我国数据通信技术的发展，同时它也为我国通信技术的研究和发展创造了更好的条件。在该领域已经有了非常明显的成果，但是这些研究的成果还不是十分的深入，这项技术还是在不断的发展，所以这项技术将随着时间的推移愈加的完善，这样也使得数据通信技术得到非常好的发展，特别是无线电通信技术，它的发展会为社会的发展带来更多的新鲜血液。

参考文献

[1]袁远.基于网络编码的数据传输性能分析和优化技术研究[D].北京：国防科学技术大学，2011.

[2]赵渊.基于网络编码的无线传输关键技术研究[D].北京：北京邮电大学，2012.

[3]董赞强.基于网络编码的数据通信技术研究[D].南京：南京邮电大学，2013.

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