文摘

近年来,有很多无线传感器网络(WSN)技术的发展使用编码理论。快速和有效的保护方案在传感器网络数据传输在编码理论的一些问题。本文综述了相关问题的应用联合rateless-network编码(RNC)在WSN中包保护的。共和党全国大会是一个方法,允许网络中的任何节点传输数据编码和解码,以构建一个健壮的网络,提高网络吞吐量,降低延迟。我们所知,还没有全面讨论共和党全国委员会。首先,本文简要描述了包保护的概念使用网络编码和rateless代码。因此我们讨论共和党全国委员会的应用为提高包保护的能力。几个工作与此相关的问题进行了讨论。最后,本文得出结论:RNC-based包保护计划能够提高数据包接收率,并建议未来的研究来提高共和党全国委员会保护的能力。

1。介绍

由于无线传感器网络(WSN)技术的发展,许多社区的研究都集中在这一技术的发展对许多目的,如监测设备、医疗保健和军事应用(1]。传感器网络技术的使用并不局限于简单的应用程序涉及的低规模数据,如温度和水位;它已经被用于复杂的功能涉及到更大的尺寸的数据,如声音、图像和视频(2]。此外,许多应用程序实时响应的需求,特别是多媒体应用。因此,研究的目标之一是找到可能的方法对于大数据通过网络传输可靠以及接近实时的响应特征。图1显示了传感器节点的分布在传感器领域,这是一个例子,拓扑系统的数据传输。

大尺寸的传输数据并不是一件容易的事情,因为这涉及到复杂的流程和计算。此外,需要非常高的数据包接收率为了实现实时响应。在无线网络中,数据的传输就会影响通道障碍导致传输数据包被丢失或损坏。带宽和处理速度的限制,它几乎是不可能实现实时响应的基础上。为了应对需求的应用程序,重要的是要确保在WSN总是的传输延迟尽可能短。因此,需要一个快速和有效的保护计划的能力保护传输数据包的丢失或损坏。

前向纠错(FEC),这是一个错误控制和保护在信道编码技术,在无线网络包括常用的传感器网络。然而,对于多次反射的WSN,联邦选举委员会可能不是最好的技术保护的目的。选举委员会的端到端错误控制流程需要一定数量的数据包到达接收器为了恢复丢失或损坏的包。不幸的是,到达接收机的数据包数量减少啤酒花数量的增加。因此,选举委员会的效率下降,随后,数据包接收率降低了。

这个弱点一直应对通过使用网络编码(NC)作为一个包保护计划。这种编码技术被首次引入Ahlswede et al。3网络信息流问题)。基于这个概念,数控允许数据包处理由网络中的任何节点。利用这个特点,数控有能力保护传输数据包在敌手的基础上,从而提供更高的保护效率相比,在多次反射的WSN选举委员会。包处理是通过执行一个线性异(XOR)接收到的数据包的组合。与一个特定的编码策略,数据包的线性组合过程预计将提供最优数量的冗余允许接收者成功地恢复丢失的数据包。

代码通常特点是速度和距离,这可以帮助确保正确的数据传输在一个特定的频道。然而,在某些情况下,信道特征尚不可知,但人喜欢来改善数据传输没有发送过多的数据,同时保持高效的编码和解码。因此,rateless代码引入了rateless特征指的是编码技术的能力产生无限的编码数据包的传输过程。生成的编码数据包通过异或操作的原始未编码的数据包,这是选择基于一定程度的随机均匀分布。rateless编码过程的相似性和数控方面的异或操作动机的发展联合rateless-network编码(RNC)。通过结合这两种编码技术,更有效的保护计划。此外,简单的线性XOR操作允许保护计划工作快,消耗更少的能量,大大有利于传感器网络。

其余的论述了RNC-based包保护方案的基础上,强调了现有包保护方案的局限性。数控理论和它的好处,包括一些例子,阐述了在部分2。信道编码的描述提出了部分3。部分4简要回顾了擦除码和几种类型的,比如喷泉rateless代码,LT-code,猛禽代码,网上代码,移位的代码,转换代码。的审查提供了建立联合LT-code和数控部分6。RNC-based包保护中讨论部分7。最后,部分8总结了论文,并建议未来工作的方向对共和党全国委员会的想法。

2。网络编码

网络编码是一种新的范式对网络数据传输(4]。NC的应用在无线网络中描述Fragouli和Soljanin5]。数控的主要优点是减少能源消耗和提高吞吐量如月经et al。6和胖子等。7),分别。基于数控的概念,一个中间节点将结合两个或两个以上的传入的数据包并创建一个或多个输出数据包转发而不是简单地接收到的数据包传递给相邻节点(8]。在随后的段落,数控的概念将审查使用示例如下。

基于图2、节点和需要交换数据吗和数据,分别。然而,之间没有直接联系,可以构造两个节点,除非通过节点中间节点。传输开始时,节点传输数据到节点在第一个传播,,而节点传输数据到节点在第二个传输,。按照传统的方法,将继续传播节点传输数据到节点在其次是数据的传输到节点在。如图3,它可以观察到,这个过程需要四个传输为了实现数据交换的过程。然而,如果使用数控,节点将进行异或操作在两个数据和数据在编码过程中,表单数据xor -。然后传送到编码的数据节点和同时在。原始数据可以恢复re-XORing收到编码的数据与原始数据。进一步阐述了在图的过程4。

如前所述,数控提供能源减少和提高网络吞吐量。下一节将讨论数控如何能够减少能源和提高吞吐量。

2.1。能源效益和吞吐量的提高

在前一节中给出的例子表明数控的能源效益。具体而言,它可以清楚地观察到的例子,在数据交换过程中所需的总传输已经从4减少到三个传输数控后使用。最终,这将节省的能量进行第四传输所需的正常的技术。虽然会有额外的资料组并过程所消耗的能量,需要的处理能力远低于发射和接收功率(9]。

一般来说,数据流在网络可以作为液体的流动喻在一系列的连接管道。液体的最大流量可以被定义为液体的体积最大,可以提供到管道系列单位时间内液体不溢出。单位时间的管道系统可以被描述为传输的数量。基于最大流最小割(最大流min-cut)定理10),如果网络中的每个链接的容量是1,网络的最大流量将1位。为了描述吞吐量提高使用数控,提供的示例中,(11),会使用一个稍微不同的网络模型。

指的是蝴蝶网络图中描述5,考虑到节点和是希望的源节点传输一个比特的数据呢和数据分别两个接收器节点,和。因此,数据可以很容易地传播到接收节点,和,如流如图6(一)。与此同时,传输的数据流相同的接收器节点如图6 (b)。从数据的流动和数据传输的总数等于8传输。然而,如果两个流结合,瓶颈将出现在节点因为它有两个输入链接,只有一个输出链接。这意味着要么数据或数据可以在任何时候传送如图7。因此,交通数据在一个单一的传播是不可能的,除非能力之间的联系和增加到2位。

基于数控的概念,这两个数据和在节点可以使用XOR编码操作吗和输出数据可以转移到节点所以在正常的程序。在节点编码的数据将由re-XORing解码数据吗和数据- - - - - -xor- - - - - - 获得数据并在节点相同的方法进行获得数据。流数据见图8。

图8显示数据和数据可以转移在一个流。换句话说,现在的网络同时提供了两种类型的数据流,这表明网络的增加流量大小从1到2位。这后来提高了网络的吞吐量。再次,提供的示例还展示了节能数控,传输的数量减少了八步改七。

2.2。使用网络编码保护计划

数据保护方案主要用于数控加上多路径路由的方法,它提供了弹性节点或链路故障和可靠的数据传输12]。在多路径路由冗余传输利用为了实现水下传感器网络的数据恢复(13和体内无线区域网络14]。另一方面,失去复苏也被实现在车辆安全通信中描述王et al。15]。作者展示了如何结合多个数据包通过不同的汽车到一个传输和提供的方法来优化性能NC-based复苏计划。

在Lv et al。16),数控作为保护计划对单键失败不需要额外保护路径。保护包分配给的路径预测低流量。这个方案可能不适合大尺寸的传输的数据,如多媒体数据,因为预计所有路径的交通将会最大化。因此,将没有适当路径与保护包分配,除非额外保护路径都是可用的。此外,数学公式单键失败是保护开发的数控Muktadir et al。17]。根据计划,路线的优化设计是为了实现最小成本获得传输而提供保护。最优配方只专注于降低成本(能耗),传输中丢包的配方还没有被开发出来。

3所示。信道编码

在实际实现无线网络的数据传输,传输的数据通常将受到信道损伤的影响,如噪声、干扰和衰落。简而言之,尽管接收的数据是相互关联的,它可能不是一样的传播数据由于信道条件的影响18]。几个通道模型,如加性高斯白噪声(AWGN),二进制对称信道(BSC),和二进制消除信道(BEC),介绍了估计信道条件下的网络。基于信道模型,研究可以进行,以确定合适的技术来减少传输数据的误差的影响。

信道编码是错误的控制技术在数字通信系统中。几个原因,造成的错误,如噪声、干扰和衰落,可以减少通过某些编码技术(19]。因此,信道编码提供了两个主要错误控制技术;也就是说,自动查询重传(ARQ)和选举委员会。信道编码允许将数据编码传输之前,这样系统可以探测到任何错误发生,继续下一个程序是否重新发送错误数据根据ARQ技术或纠正错误数据使用联邦选举委员会的技术。大的数据,将会出现更多的错误。ARQ技术,将需要更多的传输过程,这将导致功耗显著增长。基础上,这种情况会导致节点的能力更快的被耗尽;因此,它必须严格避免。联邦选举委员会技术允许接收器检测并纠正错误和遗漏数据传输过程的需要,这也导致额外的延迟整个传输过程。同时,它可以观察到,这项技术间接转移的处理负载消耗能量和传感器节点需要更多的内存空间(重传过程)接收机,通常有无限的权力,处理能力和内存。

4所示。消除通道

介绍了二进制消除信道以利亚在1954年作为错误噪声信道编码(20.]。通道显示的情况下传输数据到达接收器正确或他们在传播被认为是损毁(21]。图9描述了输入和输出的映射中设置BEC错误表示明确的删除(代表值)。著名的二元同步通信相比,翻转的错误是由一些1 - 0,反之亦然如图10。基本上,很难区分哪个部分二元同步通信数据是错误的,因为他们看起来像位就像其余的数据。然而,一旦错误所在的位置,误差修正可以做容易被抛回比特错误。另一方面,错误的位置可以很容易地发现在BEC自擦除部分由未知位的值(22]。然而,错误修正需要合适的选举委员会的技术。

上面的解释可以容易理解的例子如图11。在这个示例中,8位包,是二元同步通信和BEC通道上传输和接收到的数据包是由。从图的右边的第四位已经受到信道误差的影响。接收方可以直接检测包上的错误由于BEC,基于消失(消除)包的有点,然后可以启动纠错的过程。然而,通过二元同步通信要求接收机接收到的数据包检查包的条件,如信息包的奇偶校验位,以检测是否有错误,如果有,这一点是错误的。

此外,包消除通道(压电)是一类消除通道BEC的泛化,应用于一个基于分组通信网络(23]。压电陶瓷的概念几乎是类似于BEC;即传输接收器接收到数据包完整,或者是失去了(24]。简而言之,接收者将永远不会找到数据包传输错误损坏包或包。如果有收到损坏的包,接收方会把包和治疗它,就好像它从来没有收到。

5。擦除码

正如前面讨论的,由于消除信道的特点,传输数据会被删除。因此,联邦选举委员会技术对应这个通道类型应该能够恢复删除位BEC或删除数据包在压电陶瓷。这项技术被称为擦除码。擦除码的基本概念如图12(22]。从图,总共数据包从源数据分散获得被源编码的产量编码的数据包。在传输期间,基于压电陶瓷的特点,几种编码数据包丢失,最终只编码数据包由接收器接收。解码过程中接收到的数据包应该能够恢复原始的数据包。解码过程的失败恢复所有原始数据包是一个解码错误。

5.1。喷泉Rateless代码

喷泉rateless代码或简单的喷泉码的一种消除代码应用于使用擦除操作网络通道。介绍了数字喷泉码的概念在1998年可靠的批量数据分布(25]。这些代码被称为rateless因为他们允许源产生一个可能无限数量的编码数据包从一个有限的原始数据包(26]。接收方只收集足够数量的编码包为了恢复所有原始数据包成功。

一般来说,产生的编码数据包从一个或几个原始数据包的组合。每个生成的编码数据包将配备哪些输入数据包的信息用于生成它。这些信息可能在标题的形式附着在包或从发射机和接收机之间的时间同步,或者它也可能通过其他依赖于应用程序的手段获得的。为了工作在实践中,喷泉的代码应该有以下特点。(一)编码器和解码器是很快速的。(b)译码器能够再生的原始数据包总数接近最优的高概率编码包的任何设置。

喷泉码是最优的输入符号可以恢复使用输出符号。一个喷泉代码与上述特征叫做喷泉码通用或者是LT-code(27]。LT-code的概念将在下一节中详细介绍。与此同时,其他类型的喷泉码(在线、猛禽、转移和交换)也将在简短的描述部分5.3来5.6。

5.2。LT-Code

LT-code,于2002年引入了露比,是一种消除代码(27]。它是第一个实现接近原始数据包以来最佳erasure-correcting代码可以从最低可能的编码的数据包数量,这是接近原始数据包的数量。喷泉的类代码,LT-code rateless编码的数据包的数量,可以从原始数据包生成可能是无限的。略大的可用性编码包,可以再生的精确复制原始数据包。

共和党全国委员会研究表明LT-code一直常用的rateless相比其他类型的代码。原因是相似的线性XOR LT-code之间的操作和数控,允许它们之间的集成是可能的(28]。进一步讨论之前的作品涉及联合LT-code和数控中提供了部分6。

LT-code的编码过程非常简单。每个编码数据包产生彼此独立的(29日]。流的编码过程27)是这样描述。(我)数据流分成数据包被称为原始数据包的长度相同。(2)的程度分组是随机选择的程度介于1和分布范围。(3)总共不同的原始数据包数据包是随机选择统一的。(iv)编码数据包产生的异或操作选择包。(v)编码的数据包将配备一定的等信息(一)原始数据包的数量,,(b)编码的数据包,(c)索引的列表选择原始的数据包。(vi)相同的过程仍在继续,直到收到确认,表明消息被接收和解码,没有错误或直到满足停止条件。

一般的解码过程(30.]给出如下。(我)学位的编码数据包1(编码数据包编码只有一个原始数据包)标识,它被称为检查节点。(2)的信息被确认检查节点,原包可以确定和恢复。(3)恢复原始数据包的价值将XOR-ed其他编码的数据包与恢复相关的原始数据包,如果任何。(iv)重复相同的过程,直到所有输入符号确定。

当然是有可能的编码数据包学位1可能不可用。如果这种情况发生,解码器需要收集更多的编码数据包,直到下一个学位获得1包,随后,解码过程可以继续。如果源停止传输编码数据包由于满足停止条件,解码过程已经失败了。图13描述的例子的解码过程LT-code的原始数据包,编码的数据包,(31日]。在这个例子中,假设每个包一个。

基于图13四个编码的数据包,,,,,收到有价值的1,0,1,,分别。从步骤(i)的解码过程,编码数据包1度。步骤(2),与之关联的原包的价值,这是,如图中恢复过来13 (b)。根据步骤(3)然后,任何相关编码的数据包XOR-ed和线连接吗和与省略如图13 (c)。之后,重复步骤(1)(3)任何程度1包发现直到所有原始数据包如图中恢复过来13 (f)。如果条件如图13 (c)不发生,没有学位1包,解码器需要等待另一个数据包接收到接收到的数据包是学位1编码的数据包。

在设计一个高效LT-code,一个合适的度分布的设计是至关重要的,因为它大大影响代码的性能。两个主要的目标是在一个好的设计的度分布,首先,以确保所需的最小编码的数据包数量可能恢复原始数据包全部成功。其次,平均程度的编码数据包产生保持尽可能低。因此,露比的工作的原始论文LT-code [27)利用孤子分布以达到目标。摘要孤子分布的两种类型,即理想孤子分布(ISD)和健壮的孤子(RSD)。以下方程定义了ISD:

基于麦凯的论文(30.],ISD的缺点是学位1的编码数据包可能在某种程度上消失,导致失败的解码过程。此外,有可能某些原始符号不被选在编码过程中导致原始数据包永远失去了。由于这个问题,RSD, ISD的改进,使用。随后给出的标准偏差的定义。考虑到如下:

的定义是由

然后,RSD为被定义为 在哪里

基本上,标准偏差的导数ISD有两个额外的参数:和。考虑到是一个常数,,它可以被视为一个自由参数在实践中,它提供了良好的结果值小于1 (30.]。摘要LT-code是机密的晚解码类型的编码方案,因为大多数的原始数据包恢复足够大量的编码数据包后收集的接收器。这种解码行为主要是由于分布程度本身。相反的解码的特点是晚些时候早期的解码,这意味着解码过程开始后立即编码的数据包数量较小(约两个)。早期与数控集成,编码解码的特点将会更加有效与原始数据包可以更快地恢复在中间节点,允许它产生编码数据包从原来的一个。这可以减少改变相对标准偏差的风险属性,这也将进一步讨论部分6。

5.3。猛禽的代码

喷泉的猛禽类代码代码与线性时间编码和解码(32]。基本上,猛禽的rateless特征代码类似于LT-code那里原始数据包将被编码的一个潜在的无限序列的输出编码的数据包,因此接收者可以收集足够数量的编码包恢复所有原始数据包。通常情况下,收集的编码数据包的数量比如果是LT-code相比,猛禽的代码提供了较低的开销(30.,32]。此外,代码可以是系统或nonsystematic [32]。有一些研究在WSN(的使用猛禽代码33,34]。在Thomos Frossard [36信源通道),猛禽的代码用于联合编码方案。然而,很少有研究已经完成加入“猛禽”与NC代码。其中一个是在Deligiannis et al。35),作者提出了最佳程度的猛禽代码以提高猛禽网络编码的性能从他们以前的工作(37]。

下面是一些讨论基于Shokrollahi猛禽代码的编码过程的论文(32]。让与长度的线性代码块和维,让是一个程度的分布。猛禽的代码现在包含参数(),这是建立从LT-code分布和代码,这叫做precode猛禽的代码。然后,输入原始数据包用于生成的码字组成的中间包。的中间符号将被用于LT-code产生输出数据包(raptor-code输出)和分布。图14描述了猛禽码编码器的框图。

猛禽的解码算法代码基于解码器LT-code和precode使用。虽然复杂性方面的成本(算术运算)可以低于LT-code,猛禽的解码算法的实现代码是由于多个解码流程非常复杂38]。然而,“猛禽”代码的主要缺点是下界的总开销的开销precode [39]。因此,一个合适的选择precode将决定“猛禽”代码的性能如不规则低密度奇偶校验码(32]。

5.4。网上的代码

在线代码是一个类的喷泉rateless编码,基于两层数据包的处理工作。在线代码的特点是使用三个参数Maymounkov和Mazieres规定40]。基于他们的论文,由消息块当参数称为次优性的程度,它被定义为一个值,允许吗使用消息块和高概率解码输出模块。两层数据包处理指的是使用内部和外部代码的编码和解码消息块。从文献研究中,似乎不太受欢迎的在线代码rateless擦除的研究尤其是涉及WSN的代码。这可能是由于其复杂的解码算法相比LT-code和猛禽的代码(41),这使得它不适合传感器网络环境。

编码过程中,基于网络的原始论文代码(42),可以称为如下。首先,许多块辅助模块通过外部编码过程,产生附加到原始消息块。这形成了复合块的总块。是,任何的财产复合块分数的阻塞足以恢复原始消息。这个过程继续一个内部编码的过程。这个过程能够产生无限的输出符号检查模块rateless编码的组合块。基于Maymounkov和Mazieres [40),在线的解码过程代码仅仅是编码的逆过程。这是通过解码收到检查块获得的复合块。使用复合块,恢复原始消息块可以再生。整体设计的在线代码如图15(40]。

5.5。转移代码

源在原始LT-code,产生无限数量的编码数据包没有任何知识的原始数据包的数量恢复的目的地。从原始数据包编码数据包已经恢复在目的地是多余的,因为他们没有提供新的信息未知的原始数据包。基本上,它是一个重要的优势资源受限的网络可以减少冗余数据包。因此,从部分信息的数量恢复原始数据包的目的地,Agarwal et al。43)提出了移位的相对标准偏差(SRSD)。这种分布是通过转变为重新调整的程度产生的编码数据包恢复原始数据包的目的地的数量变化。SRSD可以定义为 在哪里是原始数据包的数量是原始数据包的数量恢复的目的地。

相比之下,原来的相对标准偏差和SRSD绘制如图16。绘制分布的参数设置,,,SRSD。这个情节是基于Agarwal中的示例等。43]。仿真结果,给出了本文表明SRSD的性能已经减少了冗余数据包的数量比原来的相对标准偏差。分布的数学分析。

5.6。转换代码

转换代码是一个rateless代码中引入咖喱和艾尔大官(44),优于LT-code。这段代码是用于数控,用于广播应用程序在一个特设网络。代码的支柱是其度分布称为切换(SD)。SD背后的理念是,源可以切换两个学位分布基于一定数量的编码数据包传输。基本上,切换代码过程类似于LT-code编码和解码过程除了使用的度分布。

转换代码的主要目的是减少延迟的解码和reencoding过程在网络中的每个节点由于代码应用于广播应用程序。为了达到目的,重要的是要确保每个节点能够更快地恢复原始数据包reencoding可以进行和产生新的编码数据包传输到随后的相邻节点。reencoding过程涉及编码数据包应该避免,因为它会增加新产生的编码数据包的程度(44]。与LT-code不同,解码转换代码的行为划分为早期解码以来网络中的每个节点能够尽快恢复原始数据包的第一编码数据包接收;更多的原始数据包可以恢复节点收集更多的编码数据包。这行为是逮捕由于所使用的分布。由于早期的解码特征,将代码可能提高系统效率。

具体而言,这两个发行版中使用SD二进制指数分布和SRSD(床)。SD可以定义如下: 在哪里是床上,SRSD。基于SD的数学定义,可以得出结论,如果传输数据包的数量,小于等于,床将用于获得学位编码的数据包;否则,将使用SRSD代替。指数分布,床上,可以定义如下:

提供的证明,床是一个分布在原始文献[44),包括SD的详细分析。方面的性能,传输的数量,封包延迟,缓冲区的大小,和更多的,表明切换代码优于其他编码方案。

6。LT网络代码

根据数控和LT-code的概念,它可以观察到有一个相似的包结合编码过程的一部分。从这种相似性,数控和LT-code的好处可以利用如果两个编码方案结合形成联合LT网络编码(LTNC)。最好的知识,第一个实现LTNC提出了Pakzad et al。45]。自那时以来,许多相关研究联合LT-code和数控等多个应用程序基础上完成的。

基于文献,大多数类型的LTNCs发达共享一个共同的条件的成功再生数据包;即编码数据包到达接收者需要保留LT-code基于孤子的统计特性分布。这是一个至关重要的条件,因为它确保了简单的解码过程使用的信念传播技术,用于正常LT-code,可以应用。在一些研究46- - - - - -50],LTNCs确保数控过程开发的继电器(或中级)网络中的节点产生的编码数据包根据孤子分布程度;也就是说,每个节点知道所使用的度分布。然而,很难实现这样的一个条件,因为并不是所有的原始数据包在中继节点是可用的。此外,随机选择任何包中可用的节点的缓冲区将消除原始数据包的均匀分布特征。因此,提出了几种机制以达到此目的。在Champel et al。46),的方差选择原始数据包的编码是保证尽可能低。因此,中继节点需要分析每一个接收到的数据包,记住相关的事件的原始数据包接收到的数据包。然后,它将尝试交换原始数据包发生高那些发生在编码过程中少了一个新的编码包。然而,这个方法很复杂,需要大量内存大小在每个中继节点将接收到的数据包虽然内存大小不一定是一样大。索姆斯和Helberg[冯48),作者提出了hybrid-LTNC, LTNC的结合中引入Champel et al。46)和随机线性网络编码(RLNC)在特蕾西的研究等。51,52]。提出hybrid-LTNC,似乎一跳节点从接收器将进行LTNC接收到的数据包。与此同时,RLNC,比LTNC是简单,是由其他中继节点。由于中继节点的数量进行LTNC较低,降低了网络的复杂性。

此外,LTNC开发与数控技术,只是进行了基于某些概率或否则,只需将接收到的数据包转发节点(49,50,53]。不知何故,这种方法溶解LTNC的一个重要的问题,这是低程度的消失编码数据包(学位1和学位2)由于数控过程进行的中继节点。众所周知,低程度包是至关重要的在确定成功的解码过程,特别是学位1包因为没有学位的数据包将导致解码过程停止。然而,这种方法很可能将创建非均匀分布的原始数据包,并最终影响到编码开销。这种现象的原因很简单。如果原始数据包的分布不均匀,将会创建一个高概率的原始数据包更频繁,增加冗余信息。与此同时,一个较低的概率会减少参与编码的过程,最终导致包消失。

在Liau et al。53),然而,而不是使用原始的孤子分布,作者介绍了Soliton-like度分布。它使用星形网络的中继节点为了确定的程度结合的原始数据包的包两个不相关的来源。分布开发基于Soliton-like属性。另一方面,Lv et al。28)提出了一种不同的方法在提供LT编码包。而不是在制造的来源,LT-packets逐渐生成的数据包通过网络通过应用数控在每个中继节点与某些概率。因此,编码译码器收到的数据包不符合孤子的财产分配,尽管它们可以被解码。

7所示。讨论

在本节中,最优解在实现了网络数据传输的保护计划将讨论。的讨论仅限于传输数据包的传输过程中压电陶瓷被认为是完整的或者会被认为是失去了。保护计划包括数据包编码、复苏和解码过程。通常有一个端到端的保护提供的联邦选举委员会(信道编码)恢复过程是在目的地进行的,通常没有约束和限制。然而,保护计划的性能可以提高通过恢复过程敌手所有中间节点在哪里能做当检测到包丢失恢复过程。这个方案的好处网络明显尤其是涉及多次反射网络拓扑结构的网络。

网络编码可以在某个节点进行,至少有两个输入和一个输出链接。packet-combining过程可以在接收到的数据包从传入链接和合并后的数据包将被传送到后续节点通过外向链接。另一方面,单个传入和传出的节点链接仍然能够应用数控。可以通过将接收到的包与包缓冲的节点,从以前的传播获得。一般来说,保护计划中使用数控可以实现多路径网络。虽然网络是一个单源single-destination,通过多条路径传输数据包允许保护计划防止传输数据包丢包或路径/节点故障通过使用其他数据包从其他路径重新生成数据包丢失,如果任何。

为了保证数控包可以在目的地成功解码,原始数据包的数量结合在一个编码的数据包(结合学位)必须保持较低。否则,所需的编码数据包,以确保一个成功的解码过程将成倍增加,,随后,将导致解码过程过于复杂。因此,参与rateless代码的保护计划将允许编码器把数量略大的原始数据包和一定程度的分布没有退化packet-decoding能力。共和党全国委员会的目的为保护的目的是提高保护能力的数控提供双重保护阶段,也就是说,通过数控和复苏rateless代码。这两个代码有一个共同的包处理方法,即通过XOR packet-combining过程操作。

在考虑压电陶瓷作为传输通道,喷泉擦除与NC代码可以使用传感器网络由于rateless特点。这个特点显著效益系统而言,尤其是低开销庞大的数据传输多媒体数据。原因是附近的喷泉代码提供了一个最佳的编码数据包的数量趋于无穷时。而不是猛禽的代码,需要一个复杂的多级的解码过程,LT-code,喷泉的哪个是第一个实现代码,为共和党全国委员会是最常用的,因为它是简单的实现,尤其是对网络环境。通过收集稍微编码数据包,所有原始数据包可以高概率。

从前面提到的共和党全国委员会的计划,它可以概括,没有一个应用在中间节点的恢复过程,虽然数控是被允许的。然而,经济复苏过程只是应用在译码器。一般来说,要提高保护计划的效率,所有中间节点必须能够恢复过程,这可以通过使用数控一旦检测到包丢失。然而,效率目标可能无法实现数控以来可能导致孤子的特性分布LT-code消失。

此外,LT-code开销是另一个必须考虑的问题。基本上,造成的开销是编码器产生的冗余编码传输的数据包没有在解码器端了解正在发生的事情。基于原始LT-code,接收到的数据包编码是多余的在没有新的原始数据包从它在解码过程中恢复过来。因此,其中一个方法来提高性能的原始LT-code通过使用增强的RSD,叫做转移分布。转移分布能够减少冗余传输的数据包通过改变编码包的程度由编码器基于原始数据包的数量在译码器已经成功恢复。移位的分布也提高的能力估计原始数据包的数量已经从解码器解码无需确认。

8。结论

本文综述相关理论和以前作品的面积数控和rateless编码提供了基础。评审关注数控和rateless-code-based保护方案能够减少数据包的数量损失和随后增加数据包接收率。数控的主要概念是描述的深度,包括其能力提高网络容量和降低功耗。这对网络带来巨大的好处,这是众所周知的,功率和带宽有限。此外,报告也概述了几个rateless代码,包括他们的优缺点对提高数据传输的服务质量。此外,共和党全国委员会的概念从几个以前的研究进行了讨论。rateless和低复杂性特点,rateless代码是用于支持数控增加数据包接收率通过端到端分组复苏。

对于未来的研究,保护计划集成,可以实现数控,rateless代码,和多路径网络。利用这三个方案的好处,敌手保护计划可以提供包的保护。我们的想法是,当丢包检测到网络中的任何节点,数控将用于恢复丢失的数据包通过使用可用的包在最近的两个或两个以上的节点从其他路径。rateless代码的目的是提供端到端分组复苏情况下,数控未能恢复丢失的数据包在网络。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

作者要感谢教育部(MOE),马来西亚各种大学(UTM)和研究管理中心(RMC)赞助和远程信息处理研究小组(丹)全力支持和良好建议。这项工作是支持格兰特Q.J130000.2723.01K18之下。