基于网络编码的数据通信技术分析

摘要：网络编码的出现是无线通信史上强有力的一次革命，网络编码在无线通信网络中的应用使得网络流量的使用比以前有所降低，且网络吞吐量有所提升。其发挥作用的主要流程就是在继节点处存储转发信息流量的基础上对其实行编码处理，这一处理，对网络利用率的提升起到了很大的影响，网络资源使用效率得到提升，资源浪费问题也得到了解决，因此，网络编码技术在无线通信中的作用不可小觑。将网络编码技术与其他通信技术相结合，是帮助网络编码技术走出多径衰落困境的有效途径。

关键词：网络编码；通信技术；应用分析

随着通信技术和网络的飞快发展，人们的日常生活和工作中出现了越来越多的通信网络应用，人们对它们的依赖程度也不断增加，同时，对网络所提供的服务质量的要求也越来越高。所以，提高网络资源的使用效率以及其通信质量，是网络管理机构十分关注的问题，也是当前网络通信领域需要解决的重要课题。网络编码的使用改变了传统网络数据的通信方式，给当前的网络数据通信带来了革命性的方法。

1 网络编码的基本原理

网络编码较为全面的定义了网络结点输入和输出的关系，中间结点一旦具备编码条件，那么中间结点就会对其所接受到的数据按照相应的方式进行编码方面的处理。当编码的数据被逐渐的传送到后续结点之后，后续结点可以进行编码，也可以不进行编码，如果有需要还要进行编码的话，这时就要对接到的信息按照之前的方式再进行一次编码，然后传输，经过不断的反复编码传输，最终就会实现所有的编码信息都能够到达目的结点。最后一步工作就是目的结点通过对信息进行译码之后，就可以得到最初结点所发出的基本信息了。

2 网络编码技术在数据通信中的应用

2.1 信道编译码技术基础上的网络编码

信道编码也是无线通信技术中十分有效的一种，将二者结合起来，主要的目的是运用网络编码中的冗余数据来帮助信道编码，使信道编码的抗噪性能和容量在冗余信息的帮助下达到最大化，在这一过程中，分集增益的获得是由冗余度在中继传输中实现的。这种联合网络编码一般都是基于TUIBO 码与LDPC 码，至今已受到通信公司广泛的喜爱和应用，在于多种编码技术的比较过程中发现，网络编码与信道编译码的结合是一种更加完善的高效率技术，在资源消耗、信道容量等多方面都有着不可小看的优势。

2.2 网络数据传送中编码技术

一是网络编码复杂度降低研究。现阶段最主要的问题就是怎样在提高网络编码效率的同时降低网络编码的复杂程度，还有就是在网络编码实用化的过程当中，逐渐控制网络编码的复杂程度，减少网络编码需要的额外计算量，从而降低系统实施成本。二是数据传送可靠性研究。现阶段对网络数据传输可靠性的网络编码研究主要是根据多径路由展开的，这也在一定程度上为网络编码中的数据传输提供了可靠性。因此，在多跳动态的网络环境当中，分析研究提高网络编码数据传送的可靠性具有很大的现实意义。

2.3 数据传输性能保障机制中的网络编码

实际应用中，网络环境复杂多变，数据传输的突然性和网络拓扑结构不稳定都可能导致数据传输出现不稳定的状况，例如造成数据丢失或者传输延迟等。所以基于网络编码的数据传输技术的开发应该结合实际的网络环境，研究出能确保数据正确传输的保障机制和编码策略，尤其需要尽可能减少数据传输的延迟时间和保证数据可靠传输。所以，基于网络编码的数据通信中，利用QoS保证机制是当前研究的重要课题之一。当前已研究出来几个解决方案，比如建立数据延迟时间的模型，从模型中找出延迟的解决方案；利用多速率编码器来分析各路中传输速率不同的数据，从而减小数据在编码器中的传输时间。

2.4 网络协议结构中的网络编码

当前网络编码研究中涉及到的主要部分还是在网络层方面，特别是如何有效地将路由协议与网络编码有机结合，是基于网络编码的网络结构研究的重要方面。有一部分研究已经深入到网络编码如何有效结合协议结构中其他协议层，例如网络编码与MAC层协议或者与传送层TCP协议等等的结合问题。因为网络编码的特性与传统网络数据通信的方式有很大的区别，所以为了不更改已普遍应用的传统网络协议，将网络编码与其融合将会遇到各种各样新的问题，例如，它们之间的兼容性、网络编码对网络协议结构是否会产生不利的影响。这些问题都是后来研究者需要解决的问题，同时也为研究基于网络编码的网络协议结构提供了框架性借鉴，使得网络编码能够与传统的网络协议有机融合，提高网络通信性能。

3 基于网络编码的数据传送技术研究趋势

随着基于网络编码的数据通信技术研究的不断深入，出现了很多新的理论，但是网络编码所面临的问题也随之增多，尤其是网络编码的网络数据传送技术问题，虽然经过近几年的研究取得了一定的进展。但是仍然面临着许多难题需要我们去逐一解决。

1）网络编码复杂度得到降低。现阶段最主要的一个问题就是怎样在提高网络编码效率的同时降低网络编码的复杂程度。这会涉及到网络编码的相应网络开销，这也是作为网络编码性能评价的内容之一，还有就是在网络编码实用化的过程当中，逐渐控制网络编码的复杂程度，减少网络编码需要的额外的计算量，从而降低系统的实施成本。这对于网络部署以及应用网络编码都具有非常重要的意义。

2）数据传送可靠性研究。保证网络性能的一个主要方面就是提高网络数据传送的可靠性，现阶段对网络数据传输可靠性的网络编码研究主要是根据多径路由展开的，这也在一定程度上对网络编码中的数据传输提供了可靠性。因此在多跳动态的网络环境当中，分析研究提高网络编码数据传送的可靠性具有很高的现实意义。

综上所述，通过对基于网络编码的数据通信技术进行分析和研究可知，當前我国网络编码在实际应用中仍处于初级阶段，在方案设计以及复杂编码的简化上有待进一步完善，以降低网络编码的复杂度，减少协议运行开销，促进数据通信技术应用过程中各项问题的有效解决。在未来的研究中，应不断加强网络编码的数据通信技术创新，从而更加广泛地应用于社会各个领域内。

参考文献：

[1]李世唐.？基于网络编码的协作通信技术研究[D].南京邮电大学，？ 2012.