MATLAB实现的随机网络编码仿真系统

资 源 简 介

本项目构建了基于有限域线性组合的随机网络编码仿真框架，模拟数据包在网络中的编码传输与解码过程。通过随机线性组合与高斯消元法实现编解码，为初学者提供直观的网络编码学习工具。

详 情 说 明

基于线性组合的随机网络编码仿真系统

项目介绍

本项目实现了一个基础的随机网络编码仿真环境，专门面向网络编码初学者。系统模拟数据包在通信网络中的传输过程，通过在有限域上对原始数据包进行随机线性组合生成编码数据包。接收节点采用高斯消元法解码恢复原始数据。项目采用模块化设计，支持用户灵活修改编码策略和解码算法，便于进行算法扩展和性能分析。同时提供可视化功能，直观展示编码/解码过程和数据流变化。

功能特性

• 有限域运算：支持 GF(2^m) 有限域上的基本算术运算
• 随机线性组合编码：可根据预设概率分布生成随机编码系数
• 高斯消元解码：实现基于矩阵运算的高效解码算法
• 网络拓扑模拟：支持自定义节点数量和连接关系
• 传输过程仿真：可配置数据包丢失率和最大传输次数
• 性能分析：提供传输延迟、吞吐量等关键指标统计
• 可视化展示：包含数据流动画、解码进度曲线、带宽热力图等可视化工具
• 模块化设计：编码策略和解码算法可轻松扩展和修改

使用方法

1. 准备输入数据：

- 设置原始数据矩阵（k×n 格式） - 配置网络拓扑参数（节点数量、连接矩阵） - 定义编码参数（有限域维度 m、系数生成分布） - 设定传输参数（丢包率、最大传输次数）

1. 运行仿真：

- 执行主程序启动仿真过程 - 系统将自动完成编码、传输和解码全流程

1. 查看结果：

- 获取编码过程数据（系数矩阵、编码数据包） - 分析解码状态报告（成功解码所需数据包数、成功率） - 查看性能统计指标（延迟、吞吐量） - 观察可视化图表了解系统运行状态

系统要求

• MATLAB R2018b 或更高版本
• 需要安装基本工具箱（如矩阵运算、图形绘制等核心功能）
• 建议内存 4GB 以上，用于处理较大规模网络仿真
• 磁盘空间至少 500MB，用于存储仿真数据和结果

文件说明

主程序文件集成了系统的核心功能，包括网络拓扑初始化、数据包编码生成、网络传输过程模拟、接收端解码运算以及结果可视化展示。该文件通过调用各功能模块实现完整的仿真流程，并负责参数配置、过程控制和结果输出，为用户提供统一的仿真接口。