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2000年,香港中文大学的Ahlswede博士等基于网络信息流的概念提出了网络编码的思想。网络编码是指在计算机网络的中间节点上对接收到的信息进行一定形式的编码处理,然后再传输出去,在信宿节点上,通过一定的处理方式,译出信源节点所发的信息,而不是像传统网络那样在中间节点上只是进行存储转发。
通过允许网络节点进行编码,可以获得网络组播速率的最大流限,即网络资源利用的理论上限,而通过传统的路由和复制并不一定能够获得该最大流限。此外通过网络编码可以取得节省网络带宽资源,平衡链路负载,优化能量受限网络的能量消耗等好处。目前,有关网络编码理论的研究已经引起了学术界的高度重视,网络编码已经成为网络信息理论领域最受瞩目的研究热点之一。
本论文在分析网络编码理论的基础上,对利用信息流分解来简化网络编码进行了研究。论文首先简要介绍组播技术的产生、路由实现及组播技术的局限性,回顾了网络编码的提出、发展和现状;其次描述了网络编码的基本概念,并介绍了目前网络编码最主要的两种实现方式--线性网络编码和随机网络编码,以及采用网络编码所带来的好处;最后本文在描述了信息流分解的思想后,提出了一种新的基于节点合并的最小子树图算法。本算法直接体现了信息流分解的思想,不需要对所有的边进行组播特性检测,并提出了简单的组播特性检测方法,简化了计算。