网络纠错编码—渊源与进展

课程基本信息

课程名称：通信前沿技术——网络纠错编码：渊源和进展

课程时数：6学时（2单元）

开课单位：抗干扰通信技术国家重点实验室

开课教师：周亮教授

电子邮箱：lzhou@

课程教材：美国南加州大学（USC）张箴教授系列论文

Zhen Zhang,Theory and Applications of Network Error Correction Coding，unpublished 2009

Xuan Guang, Fang-Wei Fu, Zhen Zhang，Construction of Network Error Correction Codes in Packet Networks，unpublished 2010

Zhen Zhang,Some Recent Progresses in Network Error Correction Coding Theory，Fourth Workshop on Network Coding, Theory and Applications, 2008.

Zhen Zhang, Linear Network Error Correction Codes in Packet Networks，IEEE Trans. Info. Theory, V 54, No. 1, Jan 2008

课程要求：阅读原始文献1至2篇；参与听课和课堂讨论

课程考核：写出一篇不少于1500字的课程学习注记（Comments或者Notes）

提交时间：2010年1月15日前

提交方式：电子邮件

对原始文献阅读、研讨以及撰写注记的要点要求：

9该文的主要贡献是什么？这一贡献重要吗？为什么？

9该文导致成果获取的主要洞察力（insight）在哪里?

9提出对该文某个或某些思想点的一个扩展方向和其思路。（不需立即

得到达到这种扩展的具体途径）

9根据该文的特点或内容，建议至少一个在课堂上应予讨论的议题。

9该文的应用背景或场景是什么？该文中的核心假设适合相应的应用背

景或场景吗？

网络纠错编码——渊源与进展

第一部分：概述

网络编码NC（Network Coding）的原始工作是：

Ahlswede（阿尔什维德）, N. Cai（蔡宁）, and R. W. Yeung（杨伟豪）, “Network R.

information flow theory,” 1998 IEEE International Symposium On Inform. Theory, MIT, Aug 16-21, 1998.

R. W. Yeung, and Z. Zhang（张箴）“On symmetrical multilevel diversity coding,” IEEE Trans. Inform. Theory, vol. 45, pp. 1111–1120, 1999.

R. Ahlswede, N. Cai, S.-Y. R. Li（李硕彦）, and R. W. Yeung, “Network information flow,” IEEE Trans. Inform. Theory, vol. 46, no. 7, pp. 1204–1216, July 2000.

S.-Y. R. Li, R. W. Yeung, and N. Cai, “Linear network coding,” IEEE Trans. Inf. Theory, vol. 49, no. 2, pp. 371-381, Jul. 2003.

网络传输的差错模式或类型（Error Pattern）有：

（1） 随机差错（Random Error）

（2） 删除差错，即分组丢失（Packet Losses）

（3） 导引差错，即分组头差错（Header Error）

（4） 人为差错，即攻击者对分组的篡改和假冒

针对上述差错的基本控制途径：

（1） 传统纠错编码（在时间域上增加冗余的编码）

（2） 网络纠错编码（在空间域上增加冗余的编码）

最早提出网络纠错编码NEC（Network Error-Correction Coding）概念的是Yeung（杨伟豪）和Cai（蔡宁）在2002年的一次国际会议上的论文：

N. Cai and R. W. Yeung, ”Network coding and error correction”，IEEE Information Theory Workshop, Bangalore, India, Oct. 20-25, 2002.

直到2006年Yeung和Cai才将其网络纠错编码思想予以较为成熟的论述，提出了网络纠错码NEC（Network Error-Correction Code）概念，分别发表如下两篇论文（可见.hk/ cis/）：

R. W. Yeung and N. Cai, Network error correction, Part I: Basic concepts and upper bounds, Communications in Information and Systems, vol. 6, no. 1, 19-36, 2006.

N. Cai and R. W. Yeung, Network Error Correction, Part II: Lower Bounds,” Communications in Information and Systems, vol. 6: 37-54, 2006.

这两篇论文的主要贡献是：完整表述了网络纠错编码和网络纠错码的概念，将网络纠错编码作为经典纠错编码的推广，并因此给出了经典编码理论意义上的网络纠错编码的Singleton限、Hamming限和Gilbert-Varshamov 限。