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2000年,香港中文大学的R.Ahlswede等人基于网络信息流的概念提出了网络编码的思想。网络编码的思想很简单,就是指通信网络的中间节点可以对接收到的信息进行一定形式的编码处理,然后再传输出去,而不是像传统通信网络中间节点那样只是进行存储转发。
网络编码的引入大大改善了通信网络的性能,它可以提高组播网络的容量、改善网络链路的负载平衡、节省网络带宽资源消耗、减少信息传播的路径时延、提高网络链接的鲁棒性和提高网络的纠错效率等。现在,有关网络编码理论的研究已经引起了学术界的高度重视,网络编码已经成为网络信息论领域最受瞩目的研究热点之一。
本文对网络编码的基本理论进行了全面系统的介绍,基于图论和信息论的知识论证了网络编码可以实现网络最大流,并且详细介绍了三种网络编码的组播算法。深入研究了无线网络中分别处于不同节点内的独立信息源,如何利用网络编码进行更加有效、可靠的信息交换,然后引入虚拟节点的概念建立合适的网络模型,证明了网络编码技术在信息交换中的可行性。最后提出了在无线网络节点信息交换环境中的一种应用策略,从理论和仿真两个方面说明了网络编码技术的引入对信息交换过程中的网络吞吐率的改善。