網(wǎng)絡(luò)可靠組網(wǎng)與高效傳輸關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展,越來越多的高清圖片和音視頻應(yīng)用使得網(wǎng)絡(luò)的流量呈指數(shù)增長(zhǎng),而網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)遠(yuǎn)跟不上網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,因此需要一個(gè)高效的網(wǎng)絡(luò)以支撐各種應(yīng)用和業(yè)務(wù)的開展。電子商務(wù)、在線支付等應(yīng)用的飛速發(fā)展要求網(wǎng)絡(luò)要具有較好的實(shí)時(shí)性;而各種自然災(zāi)害、攻擊和破壞要求網(wǎng)絡(luò)能夠應(yīng)對(duì)各種故障,因此一個(gè)高效可靠的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜蛡鬏敊C(jī)制顯得十分重要。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫蔷W(wǎng)絡(luò)高效、可靠傳輸?shù)幕A(chǔ),故障恢復(fù)用來保護(hù)網(wǎng)絡(luò)的可靠傳輸,高效的傳輸機(jī)制保證信息的高效傳輸,高效可靠的網(wǎng)絡(luò)拓

2、撲和高效的傳輸機(jī)制共同促進(jìn)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的高效可靠運(yùn)行。
　　本文在詳細(xì)分析網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋬?yōu)化、故障保護(hù)以及基于無速率碼的傳輸?shù)确矫嫜芯楷F(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,指出進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)高效可靠需要研究的問題,針對(duì)這些問題,本文在高效可靠網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋬?yōu)化、鏈路故障保護(hù)、高效無速率碼設(shè)計(jì)等方面展開了一系列研究,并在以下幾個(gè)方面取得了一些有價(jià)值的研究成果:
　　1.高效網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)
　　在給定節(jié)點(diǎn)和鏈路數(shù)量下,設(shè)計(jì)一種基于平均距離的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋬?yōu)化算法。該

3、算法利用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溧徑泳仃嚨奶攸c(diǎn)來降低運(yùn)算量,該算法分兩步實(shí)現(xiàn)最佳網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞倪x擇:第一,通過計(jì)算網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞钠骄嚯x,算法有可能找到多個(gè)具有最小平均距離的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?第二,進(jìn)一步計(jì)算每個(gè)節(jié)點(diǎn)和鏈路故障后的平均距離,并選出故障后平均距離最小的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥鳛樽顑?yōu)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?br>　　2.節(jié)點(diǎn)之間具有最多節(jié)點(diǎn)不相交路徑和最大節(jié)點(diǎn)連通度的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計(jì)
　　提出一種在任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間具有最多的節(jié)點(diǎn)不相交路徑且具有較高節(jié)點(diǎn)連通度的網(wǎng)絡(luò)模型,設(shè)計(jì)了在

4、給定節(jié)點(diǎn)和鏈路數(shù)量下設(shè)計(jì)滿足上述模型的算法,并通過采用一些技巧降低運(yùn)算量。計(jì)算結(jié)果表明,該算法所設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)既滿足節(jié)點(diǎn)不相交路徑要求又能達(dá)到或者接近網(wǎng)絡(luò)的理論節(jié)點(diǎn)連通度。將高效性和可靠性相結(jié)合給出了設(shè)計(jì)既具有最多的節(jié)點(diǎn)不相交路徑和較大節(jié)點(diǎn)連通性,又有較小平均距離的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計(jì)算法。
　　3.基于網(wǎng)絡(luò)編碼的多鏈路故障保護(hù)
　　改進(jìn)一種基于網(wǎng)絡(luò)編碼的方法實(shí)現(xiàn)在相同數(shù)量主路徑情況下用最少的保護(hù)路徑實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)鏈路故障的保護(hù),該方案不僅

5、考慮主路徑故障的情況,同時(shí)也考慮了保護(hù)路徑故障的情況。
　　4.無速率碼的性能指標(biāo)及理想模型
　　在分析當(dāng)前無速率碼性能指標(biāo)的缺點(diǎn)和適用范圍的基礎(chǔ)上,提出新的性能指標(biāo),并推廣了傳統(tǒng)系統(tǒng)碼的定義,然后提出一種理想的無速率碼模型來全面描述無速率碼。
　　5.基于兩階段前向等概的無速率碼設(shè)計(jì)
　　以理想無速率碼模型為基礎(chǔ),提出一種基于兩階段前向等概的無速率碼設(shè)計(jì)算法,仿真結(jié)果表明該算法編出的無速率碼具有較高的碼率、較小

6、的平均延時(shí)、較小的最大失序和較大的均勻恢復(fù)熵。將兩階段前向等概編碼算法稍做修改可以用于不等差錯(cuò)保護(hù),同樣具有上述的性能優(yōu)勢(shì)。對(duì)于無法知道信道精確狀況但知道其最壞狀況的情形,給出一種在已知最大擦除概率情況下的無速率碼的設(shè)計(jì),仿真表明其性能相比無任何先驗(yàn)知識(shí)的設(shè)計(jì)算法性能略有提高。最后分析了編碼算法對(duì)譯碼算法的影響,分析表明,該編碼算法可以大大降低高斯消元法和BP譯碼算法的運(yùn)算量。
　　6.基于環(huán)的高效無速率碼設(shè)計(jì)
　　組成一個(gè)

7、文件的每個(gè)信息符號(hào)之間并不是孤立的,而是存在一定的關(guān)聯(lián)性,本文將這種關(guān)聯(lián)性應(yīng)用在無速率的設(shè)計(jì)中并結(jié)合高效性提出一種基于環(huán)的高效無速率碼的設(shè)計(jì)方案,該方案除了有較好的性能之外,更接近于真實(shí)的通信環(huán)境。
　　7.基于效率-公平的無速率碼設(shè)計(jì)
　　雖然基于兩階段和前向等概的編碼算法有很好的性能,但該性能只是平均意義下的性能,無法保證每一次通信的性能都能滿足要求。本文通過修正理想無速率碼模型,給出基于新模型的無速率碼設(shè)計(jì)算法。該算法