在线ARQ网络编码：一种新型算法

"ARQ for network coding 是一种在网络编码环境中应用的新编码和队列管理算法，旨在解决在具有线性网络编码的通信网络中的数据传输问题。与传统的块对块编码方式不同，该算法实现了真正的在线编码，适应随机到达且具有完整反馈的包消除广播信道。它保证发送端的物理队列大小跟踪的是自由度的积压（也称为虚拟队列大小）。此算法引入了节点“看到”包的新概念，并将其视为ARQ（Automatic Repeat reQuest）协议在网络编码中的自然扩展。比较了‘drop-when-seen’算法与‘drop-when-decoded’的基线队列策略，表明前者在预期队列大小上的表现更优。" 在现代通信网络中，网络编码是一种提高效率和可靠性的技术，通过在转发数据包时进行编码操作，可以增加网络的信息传输速率和容错能力。ARQ for network coding 创新性地将ARQ机制应用于网络编码环境，解决了网络编码中的一些关键挑战。传统的ARQ协议主要设计用于无编码的点对点通信，而这里提出的算法则适应了编码数据流的动态特性。 在描述的设置中，系统考虑了一个包消除广播信道，其特点是数据包到达是随机的，同时接收端提供了完整的反馈信息。这种环境模拟了网络中的丢失或错误情况，以及接收端能够告知发送端哪些数据包未成功接收的场景。在这种情况下，新算法保证了物理队列的大小能准确反映数据传输的积压程度，这在处理网络波动和拥塞控制时至关重要。 “drop-when-seen”算法的核心是节点“看到”包的概念，即一旦节点解码并检测到一个包，即使这个包可能在后续过程中被错误地丢弃，也会立即从队列中移除。相比之下，“drop-when-decoded”算法只有在成功解码并确认一个包后才会将其从队列中删除。通过对比这两种策略，研究发现“drop-when-seen”算法能更好地控制队列大小，这可能意味着更高的网络效率和更低的延迟。 这项工作不仅适用于具有全反馈的包消除广播信道，而且有潜力推广到更广泛的有损失网络环境，只要网络具备链路级别的反馈机制。它为未来网络编码的鲁棒性和高效性提供了新的设计思路，对于优化网络性能，特别是在高动态和不可预测的网络环境中，具有重要的理论和实际价值。