結合信道編碼的低開銷網路編碼機制研究

《結合信道編碼的低開銷網路編碼機制研究》是依託南京大學，由唐斌擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：結合信道編碼的低開銷網路編碼機制研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：唐斌
• 依託單位：南京大學

項目摘要

隨機線性網路編碼是一種提升通信網路數據傳輸性能的重要手段，但現有實現方法通常具有較高的開銷（如計算、快取、編碼向量負載、傳輸控制開銷等），使其實用性與通用性受到了極大的限制。本項目將研究結合信道編碼的實現思路，對網路編碼傳輸進行信道建模，並引入信源端的信道編碼機制，實現低開銷的高效網路編碼機制。項目將圍繞網路編碼開銷、系統性能、用戶服務質量等性能指標，從面向網路編碼的傳輸機制、面向相干/非相干傳輸的信道編碼設計、面向典型套用服務質量保障的自適應網路編碼等角度，對結合信道編碼的低開銷網路編碼機制所涉關鍵技術開展研究。項目預期成果包括：得到網路節點計算與快取開銷約束下的網路容量；建立分散式的高效網路編碼傳輸機制；設計出面向網路編碼傳輸的高效低複雜度信道編碼；建立典型套用中用戶服務質量保障的最佳化網路編碼機制。

結題摘要

在通信網路中，隨機線性網路編碼具有可有效對抗數據包丟失、容量漸進可達、易於分散式執行等優點，但受限於其高額的計算、快取、編碼向量負載等方面的負載，難以被實際套用。為了解決這些問題，項目組採用基於分塊的思想對隨機線性網路編碼進行限制，使其負載受限，並圍繞分塊網路編碼傳輸機制、面向分塊網路編碼的信道編碼設計、面向移動流媒體服務的自適應網路編碼方法等角度對結合信道編碼的低負載網路編碼機制開展了研究。主要研究成果包括針對多跳有損線狀網路、兩跳機會無線網路建立了負載受限下網路容量上下界，並建立了接近理論最優的自適應傳輸調度策略；建立了基於低密度奇偶校驗、分批稀疏碼等的信道編碼方案及性能最佳化技術、建立了面向設備-設備協作分發的網路編碼傳輸方案及結合邊緣快取的視頻協同分發機制等。以上述成果為基礎，發表了8篇論文，其中包括5篇IEEE/ACM 期刊論文（含CCF-A類期刊IEEE/ACM Transactions on Networking論文1篇及IEEE Transactions on Mobile Computing論文2篇），申請國家發明專利2項。部分成果被套用推廣到大規模分散式存儲系統中，用以提高存儲效率與可靠性，降低修復頻寬消耗，並與南瑞集團共同研製了瑞騰支撐平台，獲國家電網有限公司科學技術進步獎一等獎。