前言：寻找写作灵感？中文期刊网用心挑选的网络编码通信技术分析，希望能为您的阅读和创作带来灵感，欢迎大家阅读并分享。
1.1网络编码概念
网络编码是将路由和编码进行融合的一类信息交换技术，该技术的核心思想为，在网络内的各节点处，对不同信道所收集的信息进行线性或是非线性的处理，然后，将处理后的信息转发至下游节点处，帮助用户获取相关信息。需要说明的是，在上述过程中，网络编码充当信号处理器或是编码器的角色，从而将转化后的信息传至用户节点。
1.2网络编码的工作原理与特点
网络编码工作原理如下：通过将不同的信息进行转化，从而形成位数更小的“痕迹”，当被转化后的“痕迹”传输到目标节点后，便进行演绎还原，由此，则无需反复传输或将全部信息进行复制，由于痕迹能够在多个中间节点多条路径上进行反复传递，而后，才被送至目的端点，因此，在确保信息可靠性的同时，提高了其传输的效率。还需说明的是，网络编码无需额外路由或容量，只需要将原来信息的痕迹进行转换，形成位流即可，而现有的网络基础设施也能够较好地支持其进行信息转换。网络编码不仅能够提升网络容量，而且还能够均衡网络负载，通过降低网络带宽资源的消耗，在提高网络资源利用效率的同时，也使得网络的鲁棒性得以大幅提高。
2网络编码在无线通信网络中应用的技术分析
2.1与传统网络技术的对比
对传统网络进行分析可知，网络数据在其中的传输需要以路由器为传输的基本设备，根据网络目标地址，路由器则将数据包传输到网络的各个链路当中，但由于此过程中缺乏时序安排，经常会出现链路阻塞的情况，使得数据在各链路传输的过程中需要进行排队等候，从而使网络传输的效率大幅降低[3]。网络编码技术的出现有效解决的这一问题。对于一个具有多源接收端的网络而言，当只对其中的一个接收端进行考虑时，对应此接收端将会产生一个传输速率，此时，网络编码的优势便体现在，当全部接收端同时接收信时，每个接收端仍然能够保持其原来的数据接收速率，而随着网络节点的增加，网络编码提高网络吞吐量的优势就愈加明显，使得数据在各个链路传输的过程中无需等候，或等候时间大幅缩减，有效提高了数据的传输速度和效率。相较于传统网络技术，网络编码在通信技术中应用的另一优势还体现在增加网络健壮性方面。在网络编码后，网络中的各个数据包所具有的重要性是相同的，而对于接收端而言，其仅需获取足够数量的数据包，便可以进入到解码工作环节，进而从整体上提高通信网络的健壮性。
2.2网络编码传输技术的安全性
网络编码在无线通信网络应用的另一方面则体现在其技术的安全性和可靠性上。传统的无线网络数据传播的安全性主要是以消息认证码或者是数字签名等办法为依据，对通信网络所携带的恶意修改程序进行检测的。而以网络编码为主的通信网络，则通过产生一类数据包的所及网络编码检测策略对通信网络的安全进行检测，由于此类方法具有较少的计算量，且能够根据通信控制开销以及检测时间和网络编码的难易程度对检测概率进行调控，从整体上提高通信网络的可靠性。但此种方法对通信网络可靠性的支持仍然存在着相关方面的问题，具体体现在，该方法要求接收节点应事先获取至少一个未被相关恶意程序或软件修改过的通信数据包，且数据包的内容也不能被黑客等网络攻击者所知晓，因此，此种方法在数据传输的过程中，抗网络攻击的能力较差。
2.3无线通信网络中编码感知的路由协议
对现有无线通信网络中的编码协议进行分析可知，其大都处于被动等待编码机会的状态，而编码协议的这种被动态势使得网络编码性能的发挥受到了较大的局限，同时，此种被动的网络通信策略的控制方式对网络编码吞吐量的维持和增加产生了较大影响。因此，为了进一步提高网络编码的技术可行性，则应在通信网络的节点处尽可能创造出更多的编码机会，以达到提高无线通信网络吞吐量能力的目的。由此，可引入编码感知路由机制，通过对传统数据传输方式下的最短传输路径进行查找和分析，从而为发掘数据传输过程的编码机会奠定基础；通过引入感知路由协议，创造出数据在各节点传输过程中的编码机会，需要说明的是，在感知路由协议的作用下，虽然数据的路径传输将比原来的最短传输路径多出一个或数个节点，但其在各节点相连的链路中所创造的网络编码机会，将促使网络编码大幅提升通信网络传输的吞吐量，从而提高数据传输效率，进一步满足人们的通信需求。
3网络编码在无线通信网络中的应用
近年来，随着网络编码研究的日益深入，使得该项技术在通信网络中应用的优势愈加明显，而网络编码与其他技术的结合应用也为有效带动了无线通信技术产业的变革。通过引入网络编码，进而使无线通信网络拥有有线网络的组播容量，而网络编码所应用领域的发展状况也使得网络吞吐量大幅提高，在使得传统网络结构和网络协议的设计方式发生变更的同时，也使得网络传输的性能得到了优化。但在产生上述一系列良好结果的同时，网络编码的应用也使得网络设计和实现方式的复杂性进一步加强，如何在对经济成本进行合理考量的基础上，实现网络编码对通信技术的支持作用已成为通信网络领域需要面对和解决的主要问题。
3.1网络编码同信道编码的结合
网络编码同信道编码技术相结合，实际上就是通过借助网络编码的冗余信息，以达到帮助信道编码提高编码效率的目的，同时，通过借助中继传输的冗余度获取分集增益。在对前人关于联合编码的方案进行总结和分析的基础上，得知网络编码与信道编码的联合编码技术在通信网络中的各项技术方面达到了良好的指标，例如，信道容量、网络传输的能量耗损以及误码率等，其中，通信网络传输能量损耗的降低一方面使得网络数据传输的抗噪性能得到了良好的提升，信道容量也得到了相应的扩张，另一方面，也使得以电池为主要能源供给的无线网络的经济性得到了进一步的加强。
3.2网络编码同协作分集技术的结合网络编码和协作分集技术结合应用于无线通信网络中的原理如下：在多用户的环境下，单个网络天线在发射、接收相关信息的同时，也将为其自身的协作伙伴，即临近的其他天线传输信息，通过引入前文的编码感知路由机制，使通信网络传输路径中的各个节点相互协作，此时，数据信息的全部传输过程便形成了虚拟的天线系统，由此，各个天线至今便获得了比原来更多的分集增益与网络编码增益，从而确保网络以最大流输出、输出相关通信数据信息，有效提高通信效率和质量。还需说明的是，在数据传输写作的过程中，为了进一步提高通信数据的输出速率，可以在网络节点（数据传输节点）以及终端节点处安置中继器，从而确保无线通信网络系统具有良好的抗衰弱性能，由此提高网络资源的利用效率。
4网络编码在通信网络中应用时应注意的问题
为了进一步确保网络编码在通信网络中应用的高效性和安全性，在将其应用到通信网络中时，应注意以下几方面的问题：
4.1算法设计
就现阶段而言，网络编码大致可分为确定性与随机性两种编码方案，且分别适用于不同的通信网络架构当中。对于相对简单的网络，主要以简单的确定算法进行网络编码；而对于结构复杂的无线网络，则需要采取随机编码机制进行网络编码。需要说明的是，对于随机编码而言，信息成功传输的概率是随着其符号集的增加而增加的，但符号集的增加会使得数据报头的负担也相应地增加。因此，在对符号集的大小进行选取和确定时，需要对多种因素进行权衡，如节点个数、网络环境等，从而确定出最为合理的符号集，确保通信信息的顺利传输。
4.2复杂度分析
对网络编码进行分析可知，其所涉及的数学计算量较为庞大，且计算复杂度较高。对于上述编码方案中的确定性方案而言，由于其所需的符号集较小，故编码的复杂程度较低，但通常需要中心节点对网络信息进行集中控制以实现通信信息的顺利传输；而对于随机性网络编码而言，其所需符号集较大，且各个节点之间在进行数据传输时，所需的系数向量也将占据相应的网络带宽。因此，在进行网络编码前，应对影响其复杂度的因素如符号集大小、节点计算难易程度以及网络编码方案等进行综合分析，从而确保网络编码的顺利进行，并提高无线通信的质量和效率。
5结论
本文以网络编码在通信网络中的应用作为主要研究内容，通过对网络编码的概念和基本原理进行分析，在结合其相关特点的基础上，从其与传统网络技术的对比以及技术本身的安全性和可靠性与编码感知路由协议引入的角度出发，对网络编码在无线通信网络中应用的技术展开分析；又从网络编码同信道编码和协作分集技术结合等方面对其在无线通信网络中的应用做出了系统的剖析。研究结果表明，网络编码在通信网络技术中的应用能够有效提高通信网络中数据传输的效率，而网络编码同其他相关网络技术和协议的结合应用，则能够在确保通信网络安全、可靠的基础上，增加网络的分集增益，使通信网络技术的应用取得良好的经济性。
作者：王焕磊 单位：浙江商业职业技术学院
