網(wǎng)絡編碼理論與技術(shù)

前言

早在1956年，信息論的創(chuàng)立者Shannon就在其發(fā)表的一篇重要論文“A Note on the Maximum Flow Through a Network”中明確指出：通信網(wǎng)絡端對端的最大信息流，是由網(wǎng)絡有向圖模型的最小割決定。但由于傳統(tǒng)路由器的存儲轉(zhuǎn)發(fā)模式難以實現(xiàn)多播的最大流容量，使得Shannon提出的這一理論上限在很長時間里顯得遙不可及。直到2000年，R.Ahlswede、蔡寧（西安電子科技大學教授）、李碩彥（香港中文大學教授，北京郵電大學“111”基地海外學術(shù)大師）和楊偉豪（香港中文大學教授，北京郵電大學兼職教授）等在其著名論文“Network Information Flow”中創(chuàng)造性地提出了“網(wǎng)絡編碼”新概念，首次將編碼和路由有機地融為一體，建立了一種全新的網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)，不僅解決了廣播路由這一信息論中的經(jīng)典難題，而且使得達到組播網(wǎng)絡容量的理論上限成為可能。網(wǎng)絡編碼理論的劃時代意義在于：推翻了獨立的比特不能再被壓縮的經(jīng)典結(jié)論，指出網(wǎng)絡信息流可以被壓縮。2003年，李碩彥、楊偉豪和蔡寧又聯(lián)名發(fā)表了著名論文“Linear Network Coding”（此文獲IEEE信息理論學會“2005年最佳論文獎”），指出線性網(wǎng)絡編碼可以達到多播的容量，從此，網(wǎng)絡編碼成為了世界各地一流大學及工業(yè)實驗室最熱門的研究領域之一。國際上第一部網(wǎng)絡編碼的專著也已經(jīng)于2006年，由楊偉豪、蔡寧和張真教授出版。

內(nèi)容概要

本書以網(wǎng)絡編碼為核心，分8篇論文對網(wǎng)絡編碼的理論、技術(shù)、應用進行了比較深入的介紹。內(nèi)容包括:MANETs中基于網(wǎng)絡編碼和定向天線的有效廣播；網(wǎng)絡編碼理論研究進展；網(wǎng)絡糾錯碼理論研究；融合網(wǎng)絡編碼理論的組播交換結(jié)構(gòu)；可分級視頻流的最優(yōu)化網(wǎng)絡傳播；網(wǎng)絡編碼在協(xié)作分集中的應用；抗Byzantine攻擊的安全網(wǎng)絡編碼研究；基于網(wǎng)絡編碼的無線Mesh網(wǎng)絡路由協(xié)議與應用等。    本書適合廣大從事網(wǎng)絡編碼研究的技術(shù)人員閱讀參考。

書籍目錄

MANETs中基于網(wǎng)絡編碼和定向天線的有效廣播網(wǎng)絡編碼理論研究進展融合網(wǎng)絡編碼理論的組播交換結(jié)構(gòu)可分級視頻流的最優(yōu)化網(wǎng)絡傳輸網(wǎng)絡糾錯碼理論及其新進展網(wǎng)絡編碼在協(xié)作分集中的應用抗Byzantine攻擊的安全網(wǎng)絡編碼研究綜述基于網(wǎng)絡編碼的無線Mesh網(wǎng)絡路由協(xié)議與應用

章節(jié)摘錄

插圖：自網(wǎng)絡編碼的概念提出以來，Li等證明了通過線性網(wǎng)絡編碼就可以達到網(wǎng)絡多播的最大流限；Koetter等提出了網(wǎng)絡編碼的代數(shù)框架，并證明了存在滿足多播容量的線性時不變編碼；Jaggi等給出了構(gòu)造線性網(wǎng)絡多播的多項式時間算法；Ho等提出了隨機網(wǎng)絡編碼，并證明了通過隨機線性網(wǎng)絡編碼能以極大概率達到網(wǎng)絡多播的最大流限。隨機網(wǎng)絡編碼的提出拓寬了網(wǎng)絡編碼的適用范圍，使得網(wǎng)絡編碼不再局限于確定的網(wǎng)絡拓撲和集中式的算法。研究者已將上面的結(jié)果拓廣到無線網(wǎng)絡、節(jié)能、安全、內(nèi)容分發(fā)、分布式存儲等多個應用領域。網(wǎng)絡編碼作為近年來通信領域的一項重大突破，正在給現(xiàn)有的網(wǎng)絡帶來革命性的變化。國外多所著名大學和多家IT公司的研究中心都在積極開展對網(wǎng)絡編碼理論和應用的研究，而國內(nèi)目前對該領域的研究還剛剛起步，期待本文能引起更多國內(nèi)學者對網(wǎng)絡編碼這一新興網(wǎng)絡技術(shù)的關(guān)注與研究。2安全網(wǎng)絡編碼網(wǎng)絡通信在得到廣泛應用的同時，對信息安全、高效傳輸?shù)囊笠踩找嫣岣?。在網(wǎng)絡通信中，搭線竊聽、Byzantine攻擊是破壞數(shù)據(jù)安全傳輸?shù)某Ｓ檬侄?。密碼技術(shù)是信息安全的核心技術(shù)，它主要利用密碼學領域中的諸如數(shù)據(jù)加密、Hash函數(shù)和消息認證等方式來確保數(shù)據(jù)的安全傳輸。然而，傳統(tǒng)的密碼學方法存在一定的局限性，如計算復雜度較大、數(shù)據(jù)傳輸速率較低、消息冗余較大等，因此尋找一些安全、高效的數(shù)據(jù)傳輸方式就顯得尤為必要。雖然網(wǎng)絡編碼的初衷在于提高網(wǎng)絡的吞吐量，但是進一步的研究發(fā)現(xiàn)它也是一種安全網(wǎng)絡傳輸?shù)暮梅绞健?/pre>




編輯推薦
《網(wǎng)絡編碼理論與技術(shù)》是由國防工業(yè)出版社出版的。





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