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网络编码在无线Mesh网络中的应用
随着无线技术的不断发展和应用，无线Mesh网络已经成为一个越来越受欢迎的网络架构。然而，在无线Mesh网络中，由于环境干扰和节点故障等因素的存在，数据传输时常常面临着不可避免的数据包丢失和数据损坏的情况。为了解决这些问题，人们提出了一种新的数据传输方式——网络编码（NetworkCoding）。本文将从无线Mesh网络的特点、网络编码的原理和优势、网络编码在无线Mesh网络中的应用及其现状等方面进行探讨。
1.无线Mesh网络的特点
无线Mesh网络（WirelessMeshNetworks，WMN）是一种由多个相互连接的无线节点组成的网络。WMN中的每个节点可以作为传输设备兼具了路由器和中继器的功能，它们可以利用无线电波进行通讯并在其中转发数据包。由于WMN的结构松散，节点数量庞大，故特点也显而易见：
（1）分布式：WMN是由许多分布在不同地方的节点组成的。节点间的连接方式是基于无线链路的，不存在有线连接。而节点的联通关系是通过对网络中节点的自组织建立而成的。
（2）多跳：WMN的机制支持数据包在多跳操作下传输，即数据包路径需要多次经过有多个中继节点以达到目标节点。
（3）多路径：WMN提供了不同的路径选择机制，因此数据包在NetworkLinks的选择上就有了很大的灵活性。
（4）网络细粒度：WMN是由底层的网络单元构成的，无法轻易形成鲁棒性强的网络结构。这种网络架构使得节点便于部署，但也更容易遭到损害或者被攻击。
2.网络编码的原理和优势
网络编码是对信息流通过节点传输时产生的包丢失、延迟和质量下降等问题的解决方案之一。这一技术的核心思想是通过将数据包组合编码，将原始数据包或组合后的编码包发送到接收方并利用接收端的编码知识解码出原始数据来完成传输。网络编码的优势如下
（1）可靠性：在网络编码中，可以将数据包进行编码再发送，从而可以避免数据包的丢失。同时，当接收端接收到时，可以更好地有效性校验。
（2）效率性：网络编码可以有效地提高网络的传输效率。通过将数据包进行编码，存储在减少的数据包数量的同时，传输过程中数据包的码率也能够有效提高。
（3）安全性：由于节点之间是以秘密方式通讯，很难对传输中的数据进行监视，因此避免了很多安全隐患。
（4）网络资源的充分利用：网络编码技术能够将原始的数据包合并，达到利用带宽资源的最优化。
3.网络编码在无线Mesh网络中的应用及其现状
网络编码在无线Mesh网络中有以下几个应用：
（1）可靠数据包投递
网络编码可以有效抵御数据包丢失的干扰，把多个数据包组合在一起编码后进行传输，即使无线链路中有些数据包丢失，接收端仍然可以通过其他的编码包去解码还原原始数据包。
（2）网络容量的提升
网络编码可以将原始数据包合并成编码包，传输过程中能有效提升网络容量，并且可以减少网络中节点之间的重复交互，从而提高网络的传输效率。
（3）多路复用
数据传输过程中通过网络编码技术，可以将多个数据流求并和解码，达到对同一个网络进行多路复用的目的。
（4）节点中继
无线Mesh网络节点的继电传输的实现是通过一些中间节点协同完成的。节点在进行中继时可以对数据包进行编码进行转发，在转发的过程中可以使用任何可用路由，从而减少存储和转发数据量，并实现网络资源的充分利用。
但是，网络编码在无线Mesh网络应用中也存在一些问题：
a、编码延迟问题
网络编码需要在编码前收集足够的数据包，才能真正开始编码。这一收集过程可能会导致一定的时延，从而影响网络的实时性。
b、编码计算开销问题
网络编码操作需要一定的计算开销，在节点资源受限时会产生消耗问题，从而影响节点的处理速度和性能。
c、网络安全问题
在网络编码过程中，产生的编码包可能会包含多个原始数据包，这会带来安全隐患，因此网络编码技术需要一定的加密机制来保证安全性。
4.结论
无线Mesh网络的特点使得数据传输和路由变得更加困难，但也为网络编码的应用提供了一个很好的平台。尽管网络编码在无线Mesh网络中存在一定的问题，但其有较多的优势，随着技术的不断进步和发展，网络编码将会变得越来越流行，以应对无线Mesh网络中日益复杂的数据传输要求。因此，网络编码的应用前景依旧十分广阔，值得我们深入研究和探讨。