網路編碼中的幾個關鍵問題研究

《網路編碼中的幾個關鍵問題研究》是依託西安電子科技大學，由蔡寧擔任項目負責人的重點項目。

基本介紹

• 中文名：網路編碼中的幾個關鍵問題研究
• 項目類別：重點項目
• 項目負責人：蔡寧
• 依託單位：西安電子科技大學

中文摘要

網路編碼是提高網路通信系統有效性和可靠性的重要手段。本項目研究網路編碼中的幾個關鍵問題，主要內容包括：網路資訊理論，主要研究網路信源編碼和信道編碼，為網路編碼提供理論基礎；多信源網路編碼，重點研究其容量區域的內界和外界，開發多信源網路編碼的算法和協定；網路隨機編碼，力爭提高其成功機率和傳輸效率；網路卷積編碼，推導網路卷積編、解碼核的選取，設計高效可靠的編、解碼器，有效解決有環時延網路的編碼問題；網路糾錯編碼，主要研究其構造，尋找最優編碼率的上界，刻畫其糾錯能力，描述其性能與傳輸效率之間的關係，並對各類網路糾錯編、解碼算法的複雜性進行評估，以設計低複雜性、低成本的網路糾錯編碼；網路安全編碼，重點證明其存在性和最優性，研究不同安全要求下的網路安全系統，以及基於計算困難問題的安全網路編碼系統。本項目的研究將為我國開發高效率、低成本、安全、可靠的通信網路提供理論基礎和技術支持。

結題摘要

網路編碼在傳輸效率、可靠性、安全性、魯棒性、普適性及低計算複雜性等方面具有很大優越性，是值得研究的可提高現代通信系統傳輸效率和可靠性的新技術。在項目的支持下，通過大量閱讀文獻和4年的不懈努力，項目組做出了許多有意義的工作。主要貢獻有： 1、網路安全編碼方面：提出了網路安全編碼基本模型，構造了最優網路安全編碼，得到網路安全編碼的充要條件，給出了安全性和吞吐量間的折中關係，從而建立網路安全編碼的基本理論；提出一系列適應各種場景的安全編碼方案。 2、卷積網路編碼和隨機編碼：給出確定卷積網路編碼的條件；提出適合有圈網路的分散式解碼器，並確定網路卷積碼解碼的最小時延；提出自適應隨機卷積網路編碼算法，並探討隨機編碼在各類網路中的套用；論證了隨機網路編碼的糾錯能力和安全性。 3、網路糾錯編碼和相關數學問題方面： 提出了射影空間的局部化糾錯編碼，得到編碼容量；結合分層信源編碼，提出不等錯誤保護網路編碼；定義兩種最優距離輪廓；設計了一類準時空分組碼；構造出幾類高代數免疫度的布爾函式。 4、網路資訊理論、多信源網路編碼及其它： 得到了帶無記憶、因果率、非因果率邊信息的竊聽信道的容量-疑惑度域或內外界；確定了帶邊信息和不帶邊信息的經典-量子複合信道的安全容量或界；給出任意可變信道新模型，確定其信道容量；得到物理層網路編碼最優功率分配的若干新算法；給出多信源擬陣網路的新構造。 5、網路編碼套用方面：構建網路編碼在無線網路 (Ad-hoc，WSNs等) 和SVC視頻流傳輸系統上的套用模型，提出一系列適用的網路編碼方案，並仿真驗證了網路編碼在這些網路上的套用效率。到目前為止，在國際期刊和本領域重要的會議上發表(不含已錄用)論文152篇，其中Proceeding of IEEE一篇，IEEE Trans. IT 九篇。出版網路編碼方面論著1部，譯著1部，授權國家發明專利6項。