编码技术论文范文精选

【摘要】网络编码可以优化网络传输的性能，网络编码的基本思想是网络节点不仅对数据进行存储转发，还参与数据处理。网络编码的出现更迎合了无线网络技术的发展，本文关注了网络编码在无线网络中的研究和应用，初步探讨了面对网络编码，我们应采取和研究的信息安全措施，同时提出了针对网络编码应着力解决的研究问题以及无线网络技术如何依靠网络编码进行安全有效的信息交换，并对其发展进行了展望。

关键词：网络编码无线网络信息交换

一、网络编码技术与传统网络的差异

在传统的计算机网络数据传输过程中，要借助路由器进行数据传递，根据数据的目标地址，路由器将数据包向各个链路发送。由于没有统一的安排和协调，在同一链路中会出现很多数据包，必须排队等待通过的情况，这就制约了计算机网络的传输速度和效率的提升。2000年，新型网络编码技术一经出现就得到了广泛关注。网络编码技术着力解决的问题是有效地将同时到达路由器的数据同时发送出去，不让数据产生拥塞，从而提高数据传输速度。

二、网络编码技术在无线网络中的应用

2.1网络编码的概念

网络编码是一种融合了路由和编码的信息交换技术，它的核心思想是在网络中的各个节点上对各条信道上收到的信息进行线性或者非线性的处理，然后转发给下游节点，中间节点扮演着编码器或信号处理器的角色。

2.2网络编码应用于无线网络的优势

1网络编码

1.1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。

1.2网络编码的构造方法

在对网络编码的研究当中最主要的一个问题就是结点要根据哪种方式对所接受的数据分组进行编码组合。从目前的研究来看，学者从不同的角度对网络编码的构造方法进行了相应的分析探讨，比如说采用的编码系数选择方式，分组编码操作方式等方面，其具体的表现是根据编码结点分组进行编码操作的方式，其中线性网络编码主要表现是结点对所接受的数据分组实行的是线性编码组合型操作，不然编码的工程就会变为非线性网络编码。我们根据编码系数的选择方式，把网络编码构造的方法分为两种，一种是确定性网络编码，另一种是随机网络编码。这两种编码都有一定的好处，但是确定性网络编码构造方法的编码系数是根据某一种算法进行确定的，而随机网络编码中编码系数是从伽罗符号中随机进行选择的，因此随机网络编码构造方法在整个的网络编码系数选择中占据着灵活性的地位，这也是随机网络编码构造方法的特点。我们根据编码在网络系统中的具体实现过程，将网络编码分为了两种编码形式，一种是集中式网络编码，另一种是分布式网络编码。集中式网络编码是在编码的过程当中需要了解全局的网络拓扑，根据全局网络的情况来分配相应的编码系数，这一编码形式并不适合拓扑变换较大的无线网络。分布式网络编码仅仅需要了解网络当中一部分拓扑信息就可以进行相应的编码操作，而且分布式网络编码还具有较为良好的应用性能。

1.3网络编码应用网络数据传送的研究

网络编码是一种编码和路由信息交换的技术，在传统道德路由方法基础上，通过对接收的多个分组进行相应的编码信息融合，以达到增加单次传输信息量的作用，从而提高网络的整体性能。网络编码最开始提出时是因为多播技术，网络编码最初是为了提高网络多播的数据速率，而随着网络研究的不断深入，使得网络编码在其他的领域也逐渐有了优势，比如说提高网络带宽的利用率，从总体而言，对网络编码的应用在很大程度上提高了网络的实际吞吐量，进一步的减少了数据分组的传输量，也在一定程度上降低了数据传送的功耗，由此我们看出网络编码为网络的数据传送性能的改善提供了新的途径。

1.4基于网络编码的数据传送技术研究趋势

1网络编码

网络编码实际上是将路由和编码的信息进行相互交换的方式。传统路由主要是实现信息的存储和转发，网络编码则能够接收到几个不同的数据组，然后将其融合编码信息，增大传输信息的数量，从而能大大提高网络的利用效率，结束了传统中认为独立比特不可压缩的理论。它的工作原理是利用有限域中的运算，将接收到的几个不同的数据组，在网络不同的结点中进行重新编码组合，然后将编码过的数据以多播的形式转发给各个目的结点，并由目的结点对其解码还原，得到原始数据，这样就实现了通信。网络编码的主要优势是提高了网络通信的系统性能，提高通信效率，这是因为网络编码增大了每次传输的数据量，减少了传输数据的次数，从而能够很好地提高网络通信的性能，不仅增加了网络数据的吞吐量，也提高了宽带的利用效率，还能平衡各网络目的结点之间的负载能力。在当前人们越来越依赖无线通信技术的的背景下，网络编码对提高网络安全、提高资源利用率等方面也有十分重要的作用。

2基于网络编码的数据通信技术研究

网络编码在网络数据通信中具有十分明显的优势，其理论研究价值和应用前景都是不言而喻的。世界上一些高等学府和科研机构都展开了对网络编码的研究，并且在多个方面取得了不小的成果。

2.1网络协议结构

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。

2.2数据传送模型

网络编码具有的最重要的功能之一就是将数据智能化处理，这主要是通过对编码策略的设计来实现，而码构造算法是编码策略设计的基础。码构造算法主要是针对网络中间结点的编码方式，它需要保证目的结点能够有效识别出传递的编码信息并进行正确解码。所以码构造算法包含了编码和解码两个内容，并且要求其算法复杂程度低，易于实施应用。码构造算法主要有三种：代数型、线性型、随机型。线性网络编码能将中间结点接受的各路信息进行线性组合，这种编码运算较简单，所以得到了普遍应用。

1网络编码

网络编码实际上是将路由和编码的信息进行相互交换的方式。传统路由主要是实现信息的存储和转发，网络编码则能够接收到几个不同的数据组，然后将其融合编码信息，增大传输信息的数量，从而能大大提高网络的利用效率，结束了传统中认为独立比特不可压缩的理论。它的工作原理是利用有限域中的运算，将接收到的几个不同的数据组，在网络不同的结点中进行重新编码组合，然后将编码过的数据以多播的形式转发给各个目的结点，并由目的结点对其解码还原，得到原始数据，这样就实现了通信。网络编码的主要优势是提高了网络通信的系统性能，提高通信效率，这是因为网络编码增大了每次传输的数据量，减少了传输数据的次数，从而能够很好地提高网络通信的性能，不仅增加了网络数据的吞吐量，也提高了宽带的利用效率，还能平衡各网络目的结点之间的负载能力。在当前人们越来越依赖无线通信技术的的背景下，网络编码对提高网络安全、提高资源利用率等方面也有十分重要的作用。

2基于网络编码的数据通信技术研究

网络编码在网络数据通信中具有十分明显的优势，其理论研究价值和应用前景都是不言而喻的。世界上一些高等学府和科研机构都展开了对网络编码的研究，并且在多个方面取得了不小的成果。

2.1网络协议结构

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。

2.2数据传送模型

网络编码具有的最重要的功能之一就是将数据智能化处理，这主要是通过对编码策略的设计来实现，而码构造算法是编码策略设计的基础。码构造算法主要是针对网络中间结点的编码方式，它需要保证目的结点能够有效识别出传递的编码信息并进行正确解码。所以码构造算法包含了编码和解码两个内容，并且要求其算法复杂程度低，易于实施应用。码构造算法主要有三种：代数型、线性型、随机型。线性网络编码能将中间结点接受的各路信息进行线性组合，这种编码运算较简单，所以得到了普遍应用。

摘 要： 描述了网络编码的研究现状和存在的问题，通过分析线性网络编码技术的编码和译码原理证明了网络编码的可行性，并基于线性代数理论论证了线性网络编码的最基本性质-线性多播性。提出网络编码技术是一门“混合”的技术，未来网络编码技术将结合计算机网络技术，信息论和编码技术，密码学理论等不断发展和深入。

关键词： 网络编码； 可行性； 线性多播性； 混合

中图分类号：TP393 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2012）12-01-02

Research on network coding based on linear network coding technology

Li Ni， Yang Wangdong， Chen Qiang

（Department of Information Science and Engineering， Hunan City College， Yiyang， Hunan 413000， China）

Abstract： The status of the network coding research and the existing problems are described. The feasibility of network coding is proven through the analysis of linear network coding technology coding and decoding principle. The most basic property of the linear network coding-linear multicast property is demonstrated based on theory of linear algebra. Finally， the network coding technology is put forward as a "hybrid" technology. The network coding technology development will be combined with the computer network technology， information theory， coding technology and cryptography theory.

Key words： network coding； feasibility； linear multicast property； hybrid

摘要：网格编码调制技术（TCM）是一种将编码与调制有机结合起来的编码调制技术，它既不增加频带宽度，又不降低信息传输速率，可使系统的频带利用率和功率资源同时得到有效利用。本文首先介绍TCM的发展背景与研究现状，进而引出TCM的基本原理与特点，最后描述TCM的未来及发展趋势。

关键词：TCM的现状 TCM的原理 TCM的发展

1.TCM调制技术的发展背景与现状

随着数字移动通信的发展，频带资源日益宝贵，对数据传输质量的要求也越来越高。因此，如何提高信息传输系统的有效性和可靠性，便成为了该领域研究的重要课题。把编码调制技术应用于高速信息传输的通信中，较好地解决了这一问题。

一般的纠错编码技术对信息传输性能的改善是建立在带宽扩展的基础上的。因此，在带宽受限的信道中，依靠传统的纠错编码技术是难于提高信道利用率的。1974年Messy根据Shannon信息理论最早证明了将编码与调制作为一个整体考虑的最佳设计，就可大大改善系统的性能。1982年，Ungerboeck在IEEE Trans Information Theory上发表题为“Channel coding with multilevel/phase signals”的论文，正式宣布了人们研究多年的调制编码相结合的网格编码调制（Trellis Coded Modulation，简记为TCM）技术的诞生。该技术把信道编码和调制结合在一起进行设计，可以在既不增加信道频带宽度、也不降低信息传输速率的情况下，获得3～6dB的编码增益，宣告了一个划时代的、新的纠错编码技术的开始，成为继Shannon奠基以来信道编码技术发展的一个新的里程碑。随后，对TCM技术进行研究的热潮迅速的在全球范围内兴起，TCM研究领域取得了众多令人瞩目的成就，使得TCM技术从理论研究阶段逐步进入实用阶段。目前，TCM技术在无线通信、微波通信、卫星通信以及移动通信等各个领域中的应用前景非常广阔。

近年来，讨论衰落信道中应用编码调制方案的性能已成为编码调制中新的热点。由于TCM网格编码调制在衰落信道中的性能有一定的局限性，另一种编码调制方式-多级编码调制MLC（Multilevel Coding），进入了我们的视线。H.Lmai于1977年首先提出了MLC思想。MLC中使用多级的编码来保护信号点的每一个二进制向量元素。每一级编码器的码型选择也是以欧氏距离最大化为依据的。在接收端，每个码字都经过多级译码，从最低级开始的，高级考虑前一级的译码结果。MLC方案码率设计灵活、可实现不等错误保护度、易于使用信道容量规则，是Rayleigh衰落信道下有效的编码调制方案之一。

2.TCM调制技术的原理与特点

众所周知，应用纠错编码可以在不增加功率的条件下降低误码率，但是付出的代价是占用的带宽增加了。如何才能同时节省功率和带宽，是人们长久追求的目标。将纠错编码和调制相结合的网格编码调制（TCM）就是解决这个问题的途径之一。与传统编码技术相比，TCM网络编码调制技术将编码与调制技术有效地结合在一起，以增大编码符号之间的最小欧式距离为目的，这种调制在保持信息传输速率和带宽不变的条件下能够获得3dB-6dB的功率增益，因此得到广泛的关注和应用。

【摘要】在当今的信息时代，计算机多媒体技术扮演着非常重要的角色，在理论研究和生产实际中都具有非常重要的意义。目前，随着网络技术和信息技术等高新技术的不断发展，多媒体技术已经被越来越广泛的应用到人们的生活、工作和学习中，对生活和生产都产生了非常重要的影响。在这种时代背景下，本文围绕多媒体的关键技术进行了具体论述，以供大家借鉴。

【关键词】计算机;多媒体技术;关键性技术

目前，随着多元化科学技术的发展，多媒体技术的广泛应用已经引起了社会的广泛关注，对人们的生活和社会生产产生了非常重要的影响，是促进社会经济发展的重要力量之一。为此，本文围绕计算机技术，对多媒体的内涵和相关的关键技术进行了下列阐述。

1计算机多媒体技术概述

1.1对媒体技术的含义

多媒体技术发展离不开数字化技术的发展，打个简单的比方，对文本文件或者动画文件中的相关元素进行综合处理，对其中的信息进行总结，然后采集并处理这些内容，充分运用多种硬件设施和软件设备建立多种媒体之间的相关联系，然后在此基础上形成人机相互交流系统的一种技术[1]。这种技术就是多媒体技术。在多媒体的辅助下，信息可以在传播的过程中不断得到完善，实现和计算机交互功能的相互连接，促进其作用的充分发挥，使文字、图像在被看见的同时还能后满足听觉的信息需求，对这种新型材料进行制作，这个过程就是多媒体技术[2]。

1.2多媒体技术的特点

专业化是多媒体技术的最大特点。所谓专业化就是多种媒体集中在一起的综合形态，能够同时对两种或者两种以上的媒体信息进行交互的有效载体。数字信号是多媒体技术最基础的运行单位。在这一平台上，可以将文字、声音和图像等信息结合在一起。这也说明，多媒体技术还具有多样性的特点，也正是这种多样性，相互关联的信息才能进行有效的传递，然后利用数字化信息来有效解决数据在传递过程中的失真问题。

【摘要】在当今的信息时代，计算机多媒体技术扮演着非常重要的角色，在理论研究和生产实际中都具有非常重要的意义。目前，随着网络技术和信息技术等高新技术的不断发展，多媒体技术已经被越来越广泛的应用到人们的生活、工作和学习中，对生活和生产都产生了非常重要的影响。在这种时代背景下，本文围绕多媒体的关键技术进行了具体论述，以供大家借鉴。

【关键词】计算机 多媒体技术 关键性技术

目前，随着多元化科学技术的发展，多媒体技术的广泛应用已经引起了社会的广泛关注，对人们的生活和社会生产产生了非常重要的影响，是促进社会经济发展的重要力量之一。为此，本文围绕计算机技术，对多媒体的内涵和相关的关键技术进行了下列阐述。

1计算机多媒体技术概述

1.1对媒体技术的含义

多媒体技术发展离不开数字化技术的发展，打个简单的比方，对文本文件或者动画文件中的相关元素进行综合处理，对其中的信息进行总结，然后采集并处理这些内容，充分运用多种硬件设施和软件设备建立多种媒体之间的相关联系，然后在此基础上形成人机相互交流系统的一种技术[1]。这种技术就是多媒体技术。在多媒体的辅助下，信息可以在传播的过程中不断得到完善，实现和计算机交互功能的相互连接，促进其作用的充分发挥，使文字、图像在被看见的同时还能后满足听觉的信息需求，对这种新型材料进行制作，这个过程就是多媒体技术[2]。

1.2多媒体技术的特点

专业化是多媒体技术的最大特点。所谓专业化就是多种媒体集中在一起的综合形态，能够同时对两种或者两种以上的媒体信息进行交互的有效载体。数字信号是多媒体技术最基础的运行单位。在这一平台上，可以将文字、声音和图像等信息结合在一起。这也说明，多媒体技术还具有多样性的特点，也正是这种多样性，相互关联的信息才能进行有效的传递，然后利用数字化信息来有效解决数据在传递过程中的失真问题。

摘要：针对应用型本科的培养目标，结合“多媒体信息技术”的教学实践，对该课程进行了教学改革。在教学内容上，合理安排教学内容，弱化理论推导，及时补充新内容、新技术；在教学方法上，引入项目驱动的教学方法，并从课程项目设计、课堂与实验教学的组织实施等方面阐述了项目驱动教学方案。

关键词：应用型本科；多媒体信息技术；项目驱动教学法

作者简介：张亚飞（1981-），女，河南洛阳人，南京工程学院通信工程学院，讲师。（江苏?南京?211167）

基金项目：本文系南京工程学院校级科研基金项目（项目编号：YKJ200907）的研究成果。

中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）23-0065-02

鉴于应用型本科人才培养的需要和南京工程学院（以下简称“我校”）新一轮人才培养方案课程学时压缩的实际，通信工程学院将原有的专业课“数字图像处理”、“数字视频技术”和“数字语音处理”三门课的内容进行了整合，形成了一门新的专业课“多媒体信息技术”。

“多媒体信息技术”作为信息工程与多媒体通信专业的主干课程，内容多且较难理解，同时要求学生具备高等数学、概率统计和数字信号处理方面的知识，并掌握Matlab或C/C++编程语言。传统的教学以理论介绍为主，强调理论的体系和概念，[1]对理论知识在日常生活中的应用以及实践环节重视不够，造成学生解决实际问题的能力较差。

目前南京工程学院为应用型本科院校，旨在培养适应社会需求的应用型人才。这就决定了其教学模式必须以“应用、实践”为主旨，以能力培养为核心。[2]下面以我校“多媒体信息技术”课程的教学改革为例，从教学内容和教学方法上对应用型本科院校“多媒体信息技术”课程的教学改革进行探讨。

摘要：随着网络和无线视频的发展应用，分布式视频编码逐渐得到了关注，本文就目前分布式视频编码的理论基础进行分析，阐述了分布式视频编码的基本原理，研究分布式视频编码技术在当前视频压缩中的应用，介绍了几种典型的分布式视频编码方法，并探讨了结论及研究的展望。

关键词：分布式视频编码编码理论视频压缩

中图分类号：TN941.2文献标识码： A

一、引言

在视频压缩领域，长久以来都是使用传统的视频压缩方案，即由国际标准化组织(ISO/IEC)和国际电信联盟(ITU-T)这两个组织分别领导和制定的视频压缩编码，分别为MPEG系列和H. 26x系列。这些传统的视频编码技术是基于混合编码的框架，通过帧间预测来利用相邻帧之间的相关性，在编码端主要运用运动估计和运动补偿算法来充分的挖掘视频信号的冗余信息，在通常情况下，编码复杂度一般是解码复杂度的5—10倍，因此这种压缩方案非常适合于视频信号一次编码、多次解码的应用场合，例如视频广播、视频点播、视频光盘存储等。

但是随着科技发展新技术的出现，特别是移动多媒体通信及无线视频传感器网络等的应用，对编解码器的配置方案提出了不同的要求，即要在编码度上力求简单，而解码器可以具有较高复杂度的解码器。尤其在无线视频终端，如无线视频监控、移动视频电话、无线PC相机等，计算能力、内存容量都比较受限，视频的传感节点就要求编码器复杂度度、功耗小，并具有较高的压缩效率。在这种情况之下，传统的视频编码技术已经不能满足应用，因此就产生了更适用的新型视频编码压缩技术——分布式视频压缩。

分布式视频编码在编码端只需实现帧内编码，解码端却能实现帧间解码和运动补偿预测的复杂算法，能够实现较为高效的压缩，另外还具有耗电量低、抗误码特性好的特点，因此能够广泛适用于无线视频终端、密集型传感器网络等移动多媒体及数据通信业务。

二、分布式视频编码理论基础