基于網(wǎng)絡(luò)編碼的數(shù)據(jù)通信技術(shù)分析

武智

摘 要：國民經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定運(yùn)行，讓我國的信息技術(shù)行業(yè)發(fā)展迎來了春天，我國許多企業(yè)在對這些技術(shù)進(jìn)行研究的過程中發(fā)現(xiàn)通信技術(shù)也在發(fā)展的過程中取得了很大的進(jìn)步，這個(gè)技術(shù)的良好的運(yùn)行與發(fā)展，讓企業(yè)的發(fā)展方向奠定了一個(gè)良好的基礎(chǔ)，同時(shí)市政基礎(chǔ)設(shè)施上的通信技術(shù)應(yīng)用給人們的生活方式以及出行帶來了很多的便利，讓人們的生活質(zhì)量得到了大跨度的提升，文章針對在網(wǎng)絡(luò)編碼基礎(chǔ)上的數(shù)據(jù)通信技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了簡要的分析，僅供相關(guān)技術(shù)人員的參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)編碼；數(shù)據(jù)；通信技術(shù)；傳送技術(shù)

通信技術(shù)發(fā)展到一個(gè)可以進(jìn)行轉(zhuǎn)型的階段以后，催生了網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)的誕生，這對與技術(shù)的進(jìn)步來說是一個(gè)較大的飛躍， 讓通信網(wǎng)絡(luò)的工作模式徹底得到了轉(zhuǎn)換與升級，在對這種新型的技術(shù)的進(jìn)行運(yùn)用時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)的是數(shù)據(jù)在進(jìn)行傳輸?shù)倪^程中無用信息的產(chǎn)生得到了良好的控制，不僅使得產(chǎn)生的數(shù)量得到大范圍的縮減，同時(shí)也讓的技術(shù)管理人員任務(wù)負(fù)擔(dān)得到了減輕。 網(wǎng)絡(luò)在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，運(yùn)輸?shù)男畔⒘恳沧兊脑絹碓蕉啵@讓這種技術(shù)在人們生活中的作用變得愈加重要。

1 網(wǎng)絡(luò)編碼在數(shù)據(jù)通信技術(shù)中的應(yīng)用

通常我們所說的網(wǎng)絡(luò)編碼就是指將編碼和路由信息完成交換的技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)編碼在實(shí)際的工作中是網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)會將自身所接收到的數(shù)據(jù)流使用網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行重新的排列和組合，同時(shí)在將重新組合的數(shù)據(jù)通過不同的路徑傳送到很多結(jié)點(diǎn)，之后再利用編碼系數(shù)對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的處理，這樣就可以將其還原成最原始的數(shù)據(jù)。這種方式可以很好的提升通信的容量，從外還能很好的將原來的網(wǎng)絡(luò)層次和最新的網(wǎng)絡(luò)有機(jī)的融合在一起，這樣就可以很好的將二者統(tǒng)一在一起，改善了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理方式當(dāng)中的很多不足。所以該技術(shù)也成為了網(wǎng)絡(luò)編碼數(shù)據(jù)通信技術(shù)的一個(gè)重要的發(fā)展趨勢。

可以說，利用網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)信息傳送能夠極大的提高信息傳送效率。這不但是因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)編碼可以使網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)單次傳送的信息量大幅度增加，還在于網(wǎng)絡(luò)編碼可以減少分組的傳送次數(shù)，這樣就極大的改善了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳送性能，包括增大網(wǎng)絡(luò)吞吐量，提高帶寬利用率，均衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載等方面。

2 基于網(wǎng)絡(luò)編碼的數(shù)據(jù)通信研究現(xiàn)狀

經(jīng)濟(jì)全球化的運(yùn)行模式讓技術(shù)的發(fā)展也開始變得越來國際化，世界上的國家為了增加本國的科技實(shí)力，為了可以在國際的排名中占據(jù)一個(gè)較有優(yōu)勢的位置，都在緊鑼密鼓得開發(fā)與發(fā)展新興技術(shù)的使用與研究。同時(shí)經(jīng)過不斷的努力，每個(gè)國家在技術(shù)的發(fā)展領(lǐng)域都取得了階梯式的進(jìn)步，我國也不例外，在網(wǎng)絡(luò)上的協(xié)議結(jié)構(gòu)的研究上取得了很大的進(jìn)步，同時(shí)路由協(xié)議的數(shù)據(jù)研究上也取得了很多研究成果。

2.1 基于網(wǎng)絡(luò)編碼的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議結(jié)構(gòu)研究

基于網(wǎng)絡(luò)編碼上的通信技術(shù)研究主要集中在網(wǎng)絡(luò)層方面，其中重點(diǎn)研究部分是網(wǎng)絡(luò)編碼與路由的結(jié)合，這些結(jié)合的部分主要包括網(wǎng)絡(luò)編碼與MAC層協(xié)議的結(jié)合及與傳送層TCP協(xié)議的結(jié)合等， 但是技術(shù)人員需要進(jìn)行注意的是網(wǎng)絡(luò)編碼的內(nèi)在特性與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳送的模式存在差異，此時(shí)研究人員需要將網(wǎng)絡(luò)上的編碼進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸模式上的轉(zhuǎn)換，然后再將網(wǎng)絡(luò)編碼引入到現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸過程中去。在傳輸?shù)倪^程中可能會因?yàn)閿?shù)據(jù)編碼上的不適配而出現(xiàn)一系列新的問題，此時(shí)，技術(shù)上的處理人員應(yīng)該將網(wǎng)絡(luò)上的兼容性進(jìn)行處理，讓問題產(chǎn)生的阻礙可以得到良好的解決。這些問題的研究將為后續(xù)數(shù)據(jù)傳送中網(wǎng)絡(luò)編碼的研究提供一個(gè)總體結(jié)構(gòu)框架，使網(wǎng)絡(luò)編碼能夠與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)協(xié)議緊密結(jié)合，從而有效地提高網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳送性能，同時(shí)，也為網(wǎng)絡(luò)編碼的實(shí)際應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)。

2.2 基于網(wǎng)絡(luò)編碼的數(shù)據(jù)傳送模型研究

構(gòu)造算法是網(wǎng)絡(luò)編碼成功應(yīng)用的基礎(chǔ)，一個(gè)可行的網(wǎng)絡(luò)編碼的碼構(gòu)造算法應(yīng)保證網(wǎng)絡(luò)各目的結(jié)點(diǎn)成功地解碼編碼數(shù)據(jù)，且算法的復(fù)雜度較小，易于在現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)中部署應(yīng)用。目前，網(wǎng)絡(luò)編碼的碼構(gòu)造算法主要有線性網(wǎng)絡(luò)編碼代數(shù)網(wǎng)絡(luò)編碼以及隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)編碼等。在各種編碼機(jī)制設(shè)計(jì)中，應(yīng)用較多的為線性網(wǎng)絡(luò)編碼，其核心思想是允許網(wǎng)絡(luò)中間結(jié)點(diǎn)對接收到的來自不同輸入鏈路的信息流在有限域內(nèi)進(jìn)行線性組合（有限域指編碼系數(shù)選擇的范圍，通常指伽羅華域），然后再將組合的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)出去。線性網(wǎng)絡(luò)編碼中典型的碼構(gòu)造算法包括指數(shù)時(shí)間算法、多項(xiàng)式算法和分布式的隨機(jī)網(wǎng)絡(luò)編碼算法等。由于隨機(jī)線性網(wǎng)絡(luò)編碼方案具有獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特性和較高的靈活性，且線性編碼運(yùn)算相對簡單，因此，基于網(wǎng)絡(luò)編碼的數(shù)據(jù)傳送機(jī)制，在編碼構(gòu)造過程中均采用隨機(jī)線性網(wǎng)絡(luò)編碼構(gòu)造方案。

2.3 基于網(wǎng)絡(luò)編碼的路由協(xié)議研究

在基于網(wǎng)絡(luò)編碼的數(shù)據(jù)傳送技術(shù)研究中，具有網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)應(yīng)用的路由協(xié)議的優(yōu)化設(shè)計(jì)對提高網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳送性能的影響相對較大，是網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳送研究的重要內(nèi)容之一?；诰W(wǎng)絡(luò)編碼的路由協(xié)議設(shè)計(jì)是網(wǎng)絡(luò)編碼實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用的基礎(chǔ)，將網(wǎng)絡(luò)編碼與路由協(xié)議統(tǒng)一到一個(gè)較高層次的描述是網(wǎng)絡(luò)編碼研究中的一個(gè)重要問題，這將為新的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的設(shè)計(jì)提供理論指導(dǎo)，且基于網(wǎng)絡(luò)編碼的路由協(xié)議研究將為網(wǎng)絡(luò)編碼理論提供應(yīng)用的基礎(chǔ)。目前，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)編碼與路由協(xié)議的研究主要體現(xiàn)在獨(dú)立路由協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)編碼的研究和編碼感知的路由協(xié)議的研究，區(qū)別在于路由協(xié)議產(chǎn)生的路徑是否存在主動(dòng)編碼機(jī)會，即路由協(xié)議是否可創(chuàng)造更多的編碼機(jī)會及更有效地利用編碼機(jī)會。

2.4 基于網(wǎng)絡(luò)編碼的數(shù)據(jù)傳送性能保證機(jī)制研究

在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，數(shù)據(jù)傳送的突發(fā)性及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的易變性造成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳送的不穩(wěn)定性，如引起隨機(jī)的分組丟失和不確定性的數(shù)據(jù)傳送時(shí)延等，這使得基于網(wǎng)絡(luò)編碼的數(shù)據(jù)傳送技術(shù)研究應(yīng)依據(jù)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，分析探討提供數(shù)據(jù)傳送性能保證的編碼策略方案，特別是降低網(wǎng)絡(luò)編碼中數(shù)據(jù)傳送時(shí)延及提供數(shù)據(jù)傳送可靠性保證的策略方案，因此，在基于網(wǎng)絡(luò)編碼的數(shù)據(jù)傳送過程中，提供具有一定QoS保證的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)編碼傳送機(jī)制是網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)研究中的重要問題之一。目前已經(jīng)有學(xué)者研究出了一些解決方案，如采用多速率編碼機(jī)制來，利用不同鏈路和不同傳輸速率的數(shù)據(jù)來執(zhí)行相關(guān)決策機(jī)制，從而避免編碼對數(shù)據(jù)的傳輸速率產(chǎn)生影響，從而解決時(shí)延控制問題。當(dāng)然，具體的解決方案還需要進(jìn)一步的研究和探索。

結(jié)束語

通過以上對通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)更新上的論述，我們可以從中間了解到的是網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)的推出，在很大程度上，將我國通信技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了技術(shù)上的支持，也為通信技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)建了更好的條件。同時(shí)隨著技術(shù)人員在這些方面上的不斷投入與研究，讓技術(shù)的更新速度得到了保障。但是即便如此，我國通信技術(shù)的發(fā)展在網(wǎng)絡(luò)編碼方面的應(yīng)用仍然還有很大的進(jìn)步空間，所以我國相關(guān)部門應(yīng)該繼續(xù)加大技術(shù)與資源上的投入，讓這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展可以保持住一個(gè)較快的速度。

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