一种新型网络喷泉编码理论及关键技术研究

人们在研究网络编码的时候，隐含地使用了一条重要假设：网络中各节点与节点之间的信道是可靠的。实际的通信网络，特别是无线通信网络，不但节点与节点之间的链路不完全可靠，而且网络拓扑还是动态变化的。网络编码直接应用于链路存在差错的网络时会带来差错的扩散和传播，也难于支持网络的动态变化。网络编码和喷泉编码融合的新型网络喷泉编码可解决此问题，并具有逼近或达到不可靠网络容量的巨大潜力。本课题研究新型的网络喷泉编码理论及关键技术，主要包括：（1）研究链路不可靠网络特别是无线网络的容量理论，包括容限定义和容量计算方法；（2）研究网络喷泉编码理论及关键技术，如：编码设计准则、编码性能界、基于稀疏矩阵的高效网络喷泉编译码方案、编码方案的性能评估以及适应动态网络的编码方案设计等。

本项目开展了网络编码和喷泉编码融合的网络喷泉编码研究，开展了分布式天线多小区及多用户无线通信系统的容量分析工作，研究了基于随机网络编码的容错网络编码技术，进行了无线多小区信道容量计算、高效的网络喷泉编解码设计及编解码性能研究。取得的主要的研究成果如下：（1）提出了基于有限域的多进制喷泉编码和基于稀疏矩阵的高效编译码算法；（2）提出了网络编码和无比率编码融合的分布式天线系统中的部分协作方法；（3）提出了基于喷泉编码和网络编码的渗流网络及其路由和数传方法。发表主要研究论文18篇，其中SCI期刊论文13篇；申请发明专利9项，其中美国专利1项，获专利授权4项；获教育部自然科学奖二等奖1项。