网络编码中的几个关键问题研究-东篱科研大数据发现系统（DRDS）

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网络编码中的几个关键问题研究

项目名称：网络编码中的几个关键问题研究
项目类别：重点项目
批准号：60832001
申请代码：F0101
项目来源：国家自然科学基金
研究期限：2009-01-01-2012-12-31

项目负责人：蔡宁
负责人职称：教授
依托单位：西安电子科技大学
批准年度：2008

中文摘要：

网络编码是提高网络通信系统有效性和可靠性的重要手段。本项目研究网络编码中的几个关键问题，主要内容包括网络信息论，主要研究网络信源编码和信道编码，为网络编码提供理论基础；多信源网络编码，重点研究其容量区域的内界和外界，开发多信源网络编码的算法和协议；网络随机编码，力争提高其成功概率和传输效率；网络卷积编码，推导网络卷积编、译码核的选取，设计高效可靠的编、译码器，有效解决有环时延网络的编码问题；网络纠错编码，主要研究其构造，寻找最优编码率的上界，刻画其纠错能力，描述其性能与传输效率之间的关系，并对各类网络纠错编、译码算法的复杂性进行评估，以设计低复杂性、低成本的网络纠错编码；网络安全编码，重点证明其存在性和最优性，研究不同安全要求下的网络安全系统，以及基于计算困难问题的安全网络编码系统。本项目的研究将为我国开发高效率、低成本、安全、可靠的通信网络提供理论基础和技术支持。

中文主题词：网络编码；网络卷积编码；随机网络编码；网络安全和纠错编码；网络信息论

英文摘要：

Network coding；Convolutional network coding；Random network coding；Secure and error correction；network information theory

英文主题词： Network coding；Convolutional network coding；Random network coding；Secure and error correction；network information theory

结论摘要：

网络编码在传输效率、可靠性、安全性、鲁棒性、普适性及低计算复杂性等方面具有很大优越性，是值得研究的可提高现代通信系统传输效率和可靠性的新技术。在项目的支持下，通过大量阅读文献和4年的不懈努力，项目组做出了许多有意义的工作。主要贡献有 1）网络安全编码方面提出了网络安全编码基本模型，构造了最优网络安全编码，得到网络安全编码的充要条件，给出了安全性和吞吐量间的折中关系，从而建立网络安全编码的基本理论；提出一系列适应各种场景的安全编码方案。 2）卷积网络编码和随机编码给出确定卷积网络编码的条件；提出适合有圈网络的分布式译码器，并确定网络卷积码译码的最小时延；提出自适应随机卷积网络编码算法，并探讨随机编码在各类网络中的应用；论证了随机网络编码的纠错能力和安全性。 3）网络纠错编码和相关数学问题方面提出了射影空间的局部化纠错编码，得到编码容量；结合分层信源编码，提出不等错误保护网络编码；定义两种最优距离轮廓；设计了一类准时空分组码；构造出几类高代数免疫度的布尔函数。 4）网络信息论、多信源网络编码及其它得到了带无记忆、因果率、非因果率边信息的窃听信道的容量-疑惑度域或内外界；确定了带边信息和不带边信息的经典-量子复合信道的安全容量或界；给出任意可变信道新模型，确定其信道容量；得到物理层网络编码最优功率分配的若干新算法；给出多信源拟阵网络的新构造。 5）网络编码应用方面构建网络编码在无线网络 (Ad-hoc，WSNs等) 和SVC视频流传输系统上的应用模型，提出一系列适用的网络编码方案，并仿真验证了网络编码在这些网络上的应用效率。到目前为止，在国际期刊和本领域重要的会议上发表(不含已录用)论文152篇，其中Proceeding of IEEE一篇，IEEE Trans. IT 九篇。出版网络编码方面论著1部，译著1部，授权国家发明专利6项。

成果综合统计