网络编码在无线通信中的应用

传统的通信网络节点只对接收到的信息进行存储和转发,扮演着转发器的角色,但是根据网络信息流中的最大流最小割理论,没有理由仅让网络节点的功能局限于存储和转发。网络节点可以对多条输入链路上收到的数据信息进行一定的线性或非线性处理,然后再发送出去,在接收节点,通过相应的译码运算恢复出信源所发的信息。网络编码正是基于这种思想产生的。文中首先讲述了网络编码的基本原理,在此基础上介绍了目前网络编码在通信网络中的主要应用。在对网络编码有了初步认识的基础上,对于网络编码体现出的优缺点做了总结,并对未来的发展方向进行了分析和展望。     

高损耗无线网络中基于网络编码的广播重传策略

利用网络编码减少无线传输信息量的原理,结合高损耗无线广播丢包特点,提出多接收节点情况下网络编码组合重传的方法,给出基于网络编码的高损耗无线网络广播重传策略。通过对广播节点保存的信息接收情况矩阵进行丢失概率排序得到新的接收情况矩阵,再按照基于网络编码的多节点编码组合定理寻找满足可解性条件的丢失包组合。对于广播节点,将丢失包组合存入发送序列,进行编码组合,广播发送;对于接收节点,得到编码组合包,进行解码操作,解出丢失包。理论分析结果表明：策略中的编码信息包在所有接收节点具有可解性,可以达到重传目的。模拟测试表明：不同的节点丢包率和广播接收节点数目下,与逐个重传的策略相比,发送次数显著减少。尽管节点需要更大的计算能力,但是可以接受,策略可行。     

随机网络编码的卫星时隙ALOHA碰撞重传策略

针对卫星时隙ALOHA系统中,由于接入往返时延过高而导致传统物理层网络编码碰撞重传机制效率不高的问题,提出一种基于随机网络编码的卫星时隙ALOHA碰撞重传策略。该策略在物理层网络编码的基础上引入随机网络编码,通过对源节点数据分组随机编码,接收节点采用运算编码线性组合的方法获得原始数据分组。设计了适合该策略的数据分组格式并对该策略进行建模分析,对系统吞吐率和时延进行了理论推导。仿真结果表明,与传统的物理层网络编码碰撞重传机制相比,该策略有效地减少了50%重传时隙数,并在用户数较小的情况下,具有较高的系统吞吐率。     

基于网络编码的无线传感器网络广播节能算法

针对无线传感器网络中多汇聚节点同时向网络中广播不同查询信息所带来的多余能量损耗问题,提出了一种利用网络编码技术在部分传感器节点对数据包进行编码一转发的广播节能算法,节点是否参与编码转发依赖于本地邻居节点的信息,接收到编码包的节点对数据包解码即可恢复出原始信息.仿真结果表明,依网络规模和节点密度不同,该算法有效减少广播中...     

一种有效的抗污染攻击的网络编码认证码方案

在无线网络通信进程中,攻击者能够通过捕获节点并对消息进行替换进而污染整个网络,降低了网络的安全性.网络编码可以极大地提高网络吞吐量,但直接应用网络编码无法有效的抵抗污染攻击.利用线性网络编码,提出一种可有效地抵抗污染攻击的认证码方案.该方案有3个特征:由可信中心利用中国剩余类定理解同余式组产生的唯一解作为信源私钥并进行密钥分发;允许除目的节点外的中间节点利用自己的私钥对接收的消息的来源和完整性进行认证而不需要通过解码;安全性高.最后从计算代价和存储代价两方面分析该方案的有效性.     

Ad hoc网络中基于网络编码的可靠组播

为了最小化发送节点重传的总次数,对无线Ad hoc网络中基于网络编码的可靠组播技术进行了研究．根据从接收节点得到的反馈信息,提出了一个图模型来刻画基于网络编码的重传问题,并将发送节点的重传策略模型化为图中的最小团划分．针对不同丢包率的无线Ad hoc网络,比较了基于网络编码的重传策略和传统重传策略所需的重传次数．模拟实验结果表明,基于网络编码的重传策略需要的重传次数明显少于传统的重传策略．     

适用于无线网络的动态网络编码协作通信机制

为在较高频谱利用效率下有效对抗无线媒质衰落,提出一种动态网络编码协作通信机制.该机制将节点转发和网络编码有机结合,中继节点对从多个源节点接收到的信息做动态网络编码,并将编码后信息转发(广播)给相应的目的节点.目的节点利用收到的编码后信息以及其由于无线媒质的广播特性从其它源节点那里接收到的信息解码出需要的数据.数值结果表明: 和空时编码协作通信相比, 本机制有更好的分集-复用折衷性能,亦可获得满空间分集增益.并且转发节点采用的动态网络编码策略能有效避免因将错误接收到的信息带入编码后的转发信息而导致的错误传播.     

非线性随机网络编码研究

针对网络编码里的"全有或全无"以及因线性网络编码纠错能力过低而导致重传代价过大的问题,提出了非线性随机网络编码的方法.该法用有限域上非线性函数的系数代替线性网络编码里的线性函数系数,在中间节点用一般的非线性函数对上游消息进行复合函数操作,在信宿节点用查表法进行译码.实验结果表明:非线性随机网络编码比线性网络编码具有更低的能量消耗、更低的时延,码的长度相同时能纠正更多的错误.     

信道衰落对网络编码系统性能的影响

网络编码通过使中继节点获得一定的信息处理能力,可以有效地改善网络性能。文中主要研究了用户与中继间的信道衰落对网络编码系统性能的影响。中继节点对接收到的两用户信息进行解码并根据解码情况进行编码操作,协助两用户同基站之间的通信。对中继的解码情况进行了讨论并给出了等功率分配条件下传统的协作中继网络和协作网络编码模型的中断概率。理论分析和仿真结果表明存在信道衰落时,采用网络编码可以使得系统更加稳定可靠,并提高频谱效率。     

基于网络编码的协同多用户接入协议

研究了半双工系统协同多用户接入协议中的用户节点协同工作方式以及基站的多用户信号检测和处理方式.提出了基于网络编码的协同多用户接入协议,由中继节点对各用户节点发送的信号进行网络编码传输,基站端对接收到的所有用户节点和中继节点传输的信号进行联合迭代网络译码,进而恢复出所有用户的信息.理论分析和仿真结果表明,通过网络编码系统的处理不仅能获得分集增益,同时还能获得编码增益.显著地提高了系统的性能,另外,编码的码长可变使得用户数目的扩展方便.且对于不同的用户数可保持相同的编码码率.     

基于Linux平台上线性预测语音编码器性能分析

线性预测编码器是一类非常重要的语音编码器。文中主要描述了几种线性预测语音编码算法的软件及实现,即码激励线性预测编码(CELP)、低延迟CELP(LD-CELP)和混合励磁线性预测(MELP),编码速率分别为4.8、16、2.4kb/s。几种语音编码器的C语言程序已在Linux平台上可编译和执行,并对结果进行了以MOS为标准的主观测试。波形分析主要使用了Praat和Adobe Audition软件。结果表明,MELP和CELP的质量相当,而LD-CELP编码器的质量则要高得多,虽然是以牺牲较高的比特率为代价。     

变信息率线性网络编码的构造

变信息率网络中,信源在不同时刻发送的消息分组数不一样,当信源到一非信源节点最大流不小于该信息率时,要求非源节点能恢复出信源消息。针对这一问题,从网络消息分组传输的角度出发,推导出了全局和局部传输矩阵,由此获得了利用网络编码实现变信息率网络有效通信的条件,并给出了构造变信息率线性网络编码的方法。而且,所构造的变信息率线性网络编码也适用于链路会发生故障的网络,能有效保证网络的稳健性。     

多脉冲激励线性预测编码算法研究

提出一种改进型的多脉冲激励线性预测语音编码算法,并将变阶线性预测技术应用于此算法.改进后的算法与原算法相比,降低了计算复杂度,且对激励脉冲位置的估计更加准确.仿真结果表明,该算法不仅提高了合成语音的质量,而且进一步降低了语音编码的速率.     

变速率线性广播网络编码的通用全局编码核构造算法

针对单源有向无圈网络中,当信源速率变化时,线性广播网络编码需重新构造链路的全局编码核和非源节点的局部编码核问题.提出通用全局编码核的概念,并给出通用全局编码核的构造算法.利用该算法,以信源最大可行速率构造出各链路的通用全局编码核.当信源速率变化时,各链路的全局编码核可由通用全局编码核进行简单变形而直接导出,且非源节点的局部编码核无需改变.这样既保持了现有算法构造的各非源节点的局部编码核适用于不同速率的优点,又能方便地得到各链路对应于不同速率的全局编码核.最后基于线性信息流理论,对该算法的时间复杂度和记忆复杂度进行了论证,相对于基于递归向量构造全局编码核的编码算法,该算法的时间复杂度和记忆复杂度均大大降低.     

强线性相关与弱线性无关

目的推广线性相关与线性无关的定义与性质。方法借助于对比分析的方法进行研究。结果/结论引入了强线性相关与弱线性无关的定义,给出了它们的性质和判别方法,并得到线性空间的一些结论。     

线性FS格上的线性投射空间

本文研究了线性FS格上的线性投射空间的性质并证明:线性FS格的子类完全分配格具有连续的线性投射空间当且仅当它的线性投射空间同构于幂集格．     

8Kb／sLD－CELP编码器的研究

描述了一种８Ｋｂ／ｓ的低延迟ＣＥＬＰ编码器．这种编码器采用后向自适应技术，所使用的激励矢量长度很短，使得单向编译码延迟小于５ｍｓ，计算复杂度也由于使用了“形状－增益”码本而得到降低．这种编码算法包括：（１）用于ＬＰＣ分析的汉明窗（Ｈａｍｍｉｎｇｗｉｎｄｏｗｓ）；（２）三抽头基音预测器和１０阶ＬＰＣ预测器的级联；（３）对数增益预测器；（４）闭环搜索．     

距离线性空间成为赋准范、赋拟范线性空间的条件

在距离线性空间成为赋范线性空间的基础上,导出了距离线性空间成为赋准范线性空间的条件是:距离d(x,y)还要满足平移不变性;距离线性空间成为赋拟范线性空间的条件是:此空间应为拟距离线性空间,且此拟距离还满足平移不变性及绝对齐性.     

线性互补问题的一种混合整数线性规划解法

经典算法一般采用迭代过程求解线性互补问题,研究了线性互补问题的直接求解方法。把线性互补问题转化为一个混合整数线性规划,然后采用数学软件进行求解;数值实验结果表明,所给出的方法能够准确快速地求得原问题的最优解。     

The k-Error Linear Complexity and the Linear Complexity for pq^n-Periodic Binary Sequences

The k-error linear complexity and the linear complexity of the keystream of a stream cipher are two important standards to scale the randomness of the key stream. For a pq^n-periodic binary sequences where p, q are two odd primes satisfying that 2 is a primitive root module p and q^2 and gcd（p-1, q-1） = 2, we analyze the relationship between the linear complexity and the minimum value k for which the k-error linear complexity is strictly less than the linear complexity.