无线宽带通信课程总结报告基于网络编码的无线宽带技术系（院）：信息工程学院专业：通信工程姓名：指导教师：电话：完成时间：2014年6月18日论文题目：基于网络编码的无线宽带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AbstractThe performance of network coding can optimize the network transmission, the basic idea of network coding is network nodes not only for data store and forward, is also involved in data processing. The advent of network coding and more to the development of wireless network technology, this thesis focuses on the research and application of network coding in wireless network, discusses the aspects of network coding, we should information security measures and research, and put forward the problems should be solved in network coding and wireless network technology how to rely on network coding safe and effective information exchange, and forecasted its development.Keywords: network coding wireless network information exchange目录摘要 (2)Abstract (2)目录 (3)第一章绪论 (4)1.1 无线通信发展历程 (4)1.1.1 第一代移动通信系统 (4)1.1.2 第二代移动通信系统 (4)1.1.3第三代移动通信系统 (4)1.1.4 第四代移动通信系统 (5)1.2 网络编码（Network Coding） (6)1.3工作原理 (6)1.4安全问题 (6)第二章网络编码技术 (7)2.1 网络编码技术与传统网络的差异 (7)2.2网络编码的概念 (7)2.3网络编码应用于无线网络信息安全的优势 (7)2.4网络编码如何提高无线网络的安全性 (8)2.5网络编码在无线网络的应用发展方向 (8)第三章网络编码机制 (9)3.1 系统模型举例 (9)3.2网络编码的优点 (10)3.3网络编码的缺点 (11)3.4网络编码与路由比较和统一 (11)3.4.1网络编码性能比路由优越是有条件的 (11)3.4.2基于应用层比较 (11)3.4.3基于物理层的比较 (11)3.4.4 网络编码复杂性降低 (12)3.4.5代价定义 (12)3.5融合网络编码理论的组播交换结构 (12)3.6可分级视频流的最优化网络传输 (13)第四章宽带无线热点 (13)4.1 公众宽带无线意识 (14)4.2无线通信技术发展 (14)结束语 (14)参考文献 (15)第一章绪论1.1 无线通信发展历程在十九世纪，法拉第、麦克斯韦尔、赫兹等科学家发现了电磁波现象，为以后的无线移动通信技术做出了最原始的基础。
终于在1897年，马可尼在陆地和一只拖船之间用无线电进行了消息传输，成为了移动通信的开端。
至今，移动通信已有100多年的历史，在这期间移动通信技术日新月异，从1978年的第一代模拟蜂窝网电网系统的诞生到第二代全数字蜂窝网电话系统的问世，第三代个人通信系统的方案和实验均完善，然而，现如今人们的步伐已经开始踏入了第四代通信技术。
1.1.1 第一代移动通信系统20世纪70年代末，美国AT&T公司通过使用电话技术和蜂窝无线电技术研制了第一套蜂窝移动电话系统，取名为先进的移动电话系统，即AMPS系统。
第一代无线网络技术的一大成就就在于它去掉了将电话连接到网络的用户线，用户第一次能够在移动的状态下拨打电话。
这一代主要有3种窄带模拟系统标准，即北美蜂窝系统AMPS，北欧移动电话系统NMT和全接入通信系统TACS。
第一代移动通信的各种蜂窝网系统有很多相似之处，但是也有很大差异，它们只能提供基本的语音会话业务，不能提供非语音业务，并且保密性差，容易并机盗打，它们之间还互不兼容，显然移动用户无法在各种系统之间实现漫游。
1.1.2 第二代移动通信系统与第一代模拟蜂窝移动通信相比, 第二代移动通信系统采用了数字调制技术以及TDMA或CDMA接入方式，具有频谱利用率较高、保密性好、系统容量大、接口标准明确等优点。
很好地满足了人们对语音业务以及低速数据业务的需求，因此在世界范围内得以广泛应用。
典型的通信系统有：全球移动通信系统(GSM)、个人手提电话系统(PHS)、个人接入通信系统(PACS)。
1.1.3第三代移动通信系统第三代移动通信系统是宽带数字通信系统，其设计目标是实现144Kbps的车载通信速率、384Kbps的步行通信速率和2Mbps的室内通信速率；在业务上更加重视移动多媒体业务，能提供多种类型的高质量多媒体业务，语音业务占的比重越来越小；能实现全球无缝覆盖，具有全球漫游能力并与固定网络相互兼容。
它是一种真正意义上的宽带移动多媒体通信系统，它能提供高质量的宽带多媒体综合业务，并且实现了全球无缝覆盖全球漫游它的数据传输速率高达2Mbit/s，其容量是第二代移动通信技术的2-5倍，目前最具代表性的有美国提出的MC-CDMA，欧洲和日本提出的W-CDMA和中国提出的TD-CDMA。
第三代移动通信技术的标准化工作由3GPP和3GPP2两个标准化组织来推动和实施。
3G与2G的主要区别是在传输声音和数据的速度上的提升，它能够在全球范围内更好地实现无线漫游，并处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务，同时也要考虑与已有第二代系统的良好兼容性。
单纯说3G移动通信技术可能很多人不能理解什么是高速数据通信，其实简单一点地说就是能够实现高速无线上网、视频通话等等业务。
在我国3G移动通信技术还在应用初期，中国的3G之路才刚刚开始，目前国内三大运营商正在为3G的普及而做出努力，相信在不久的将来无线互联网流媒体业务将成为网络生活的主导。
1.1.4 第四代移动通信系统如今，3G通讯的技术标准与规范已进入商业用途。
然而到目前为主，在应用上也发现3G通信的许多缺点，例如缺乏全球统一的标准。
3G所採用的语音交换架构仍承袭了2G的"电路交换模式"，而非采用纯IP方式，也因此容易受到多用户的干扰，导致传输速率无法大幅提高。
面对这些应用上的缺点，理想中的4G通讯技术应该具备以下的特色：⑴更大传输频宽对大范围高速移动的使用者频宽需求为2Mbps，中速移动的使用者频宽需求为20Mbps，低速移动或室内静止的使用者频宽需求为100Mbps；⑵更高储存容量由于传输频宽增大，因此资料储存容量至少需求为3G系统的10倍以上；⑶更高相容性4G通信技术必须具备向下相容、开放介面、全球漫游、与网路互联、多元终端应用等，并能从3G通信技术平稳过渡至4G；⑷不同系统的无缝连接行动使用者在移动中，特别是高速移动，也都能顺利使用通信系统，并在不同系统间进行无缝转换，传送高速多媒体资料等；⑸高度智慧化网路系统4G网路必须是高度智慧、能随状况自行调整的网路系统，它须具备良好的弹性以满足不同环境与不同用户的通信需求；⑹整合性的便利服务4G系统将个人通信、资讯传输、广播服务与多媒体娱乐等各项应用整合，提供更为广泛、便利、安全与个性化的服务。
尽管目前4G移动通信技术尚未成形，然而其雏形已大致具备，相关难题已经得到解决。
1.2 网络编码（Network Coding）传统的通信网络传送数据的方式是存储转发，即除了数据的发送节点和接收节点以外的节点只负责路由，而不对数据内容做任何处理，中间节点扮演着转发器的角色。
长期以来，人们普遍认为在中间节点上对传输的数据进行加工不会产生任何收益，然而R Ahlswede等人[1]于2000年提出的网络编码理论彻底推翻了这种传统观点。
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。
根据图论中的最大流-最小割定理[2]，数据的发送方和接收方通信的最大速率不能超过双方之间的最大流值(或最小割值)，如果采用传统多播路由的方法，一般不能达到该上界。
R Ahlswede等人以蝴蝶网络的研究为例，指出通过网络编码，可以达到多播路由传输的最大流界，提高了信息的传输效率，从而奠定了网络编码在现代网络通信研究领域的重要地位。
网络编码技术自七年前诞生以来，可以说基本上藏身于各大学和实验室中而鲜为人知。
这是一种编码算法，支持者们声称它可以将现有的网络吞吐量提高一倍，同时还能改善网络的可靠性和防范攻击的能力。
网络编码技术最热心的支持者们说，该技术将会引发网络的下一代革命；其他人则认为，网络编码技术更有可能会潜移默化地改变目前基于路由的网络架构。
1.3工作原理网络编码的工作原理是把不同的信息转化成位数更小的“痕迹”，然后在目标节点进行演绎还原，这样就不必反复传输或者复制全部信息了。
痕迹可以在多个中间节点间的多条路径上反复传递，然后再被送往最终的目的端点。
它不需要额外的容量和路由—只需把信息的痕迹转换成位流即可，而这种转换现有的网络基础设施是可以支持的。
1.4安全问题研究人员承认，窃听方式与xor位流概念的混合可能会引发对安全性的担忧。
但是麻省理工学院的Medard却认为，网络编码在执行过程中伪装了数据，并且能有效地承载数据，所以实际上增强了信息的安全性，要比在网络上传输不可破译的算法流的传统加密技术更安全。
“在你做这种数据包的混合时，其本身就具备了数据隐藏的性能。