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26 中大研與學 一直以來，電話、互聯網及其他通信網絡的 數據傳輸，均沿用存儲轉發機制，運作模式 與郵遞系統大同小異 — 將包裹從甲地送到 乙地，再送往丙地，如此類推。然而，數據 與包裹不同，可經「編碼」及「解碼」。所以自 80年代起出現過一些傳輸模式，數據在傳輸 期間並沒被存儲，反而被分解及混併，最終 在接收端被解碼，或轉換回本來的信息。 資訊傳輸的優點 雖然這個數據傳輸的另類方法已經存在一段 日子，但卻一直未得到正式認可或廣泛應 用，除了1988年的兩個例子，分別為用作磁 帶數據存儲的磁碟陣列（RAID）面世，以及中 大信息工程學系教授 李碩彥 ，當時於美國新 澤西州Bellcore所作有關優化傳輸通道容量 的研究。另一個例子是中大卓敏信息工程學 講座教授 楊偉豪 及美國南加州大學的 張箴 教 授，於1997年進行的衛星通訊研究。 應用實例有了，但始終未出現相通的數學程 式或結構模型，可以打破研究範疇之間的藩 籬，連結上在相關但不同領域內孜孜工作的 研究人員及理論家。 蝴蝶的孵育 1997年夏天，楊偉豪教授在與張箴教授合作 研究的基礎上，開始與德國俾勒菲特大學的 蔡宁 博士，共同研究如何普遍應用此 種新的傳輸方式。同年9月，楊教授 就此議題與當時忙於撰寫一本開關 電路理論著作的李碩彥教授進行討 論，這次討論對兩人來說都意義重 大。就是在這次討論中，李教授以 「蝴蝶網絡」來勾畫出網路編碼的 好處。雖然兩人關注的理論及實 用觀點均有不同，但都因「蝴蝶網 絡」的突破而振奮，而李教授更不 惜放下寫作近兩個月，全心投入 完善「蝴蝶網絡」的理論細節。 正因如此，網路編碼產生了兩種 理論。第一種是楊教授及蔡博士 以資訊理論方式制定的非線性理 論；第二種是李教授藉「蝴蝶網絡」 的線性代數基本原理所發展出的線 性理論。後來非線性理論與「蝴蝶網 絡」於2000年7月一篇名為“Network Information Flow”的論文中正式發表，這兩種理論都證實網 路編碼比存儲轉發在效率上優勝得多。 線性網路編碼採用簡單易行的編碼╱解碼機制，演算上亦較 簡潔。自2003年起，網路編碼愈發成為熱門的研究題目， 對研究網絡資訊流向有革新的影響。李教授、楊教授及蔡博 士憑2003年一篇題為“Linear Network Coding”的論文， 獲得電機電子工程師協會（IEEE）資訊理論協會2005年度論 文獎。中大亦獲大學教育資助委員會的卓越學科領域計劃資 助，成立了網絡編碼研究所，由李教授和楊教授共同領導。 網絡通訊新典範 李碩彥教授（左）與楊偉豪教授（右） Prof. Robert Li (left) and Prof. Raymond Yeung (right) 衛星通訊 Satellite Communications 左： 信號經由地面發射器傳送至太空的衞星，再由衞星轉發至一個 或多個地面接收站。 Left: Signals from a ground transmitter are sent up to the orbiting satellite which then transmits the same signals to one or more receiving stations on the ground. 右： 衞星先把信號編碼，才發送至接收站，傳送效率得以提升。 Right: Signals are coded by the satellite and sent back to the receivers to enhance transmission efficiency.