随着无线通信各种应用的飞速发展,能够保证可靠且高效的数据传输的编解码技术已经吸引了越来越多的研究关注。由于无线通信环境的复杂性和多变性,在许多情况下发送端往往无法准确地预测信道状态信息,并在数据传输前设计一个码率固定的编码。此外,当使用传统的码率固定的编码方式时,在传输发生差错时的重传请求会产生大量的反馈消息,从而降低传输效率。无速率码,作为一种新型的码率自适应且能逼近信道容量的信道编码方式,为我们解决上述问题提供了新的思路。正如其名字所示,无速率码的码率并非是固定的,而是能够自适应信道状态变化。得益于其前向递增冗余的纠错能力,在数据传输的过程中并不需要任何反馈消息来请求数据重传。无速率码的差错控制能力和码率自适应特性使其成为增强无线通信数据传输可靠性和提高数据传输效率的一种可行方法。本文主要从无速率码的新型编译码技术及其在无线中继网络、认知无线电网络中的应用等方面展开深入研究,主要内容可以概括如下：研究了Raptor码在加性白高斯噪声信道下的一种新型的基于边消除的置信传递译码算法。具体而言,在迭代译码的过程中,置信度足够高的变量节点及其所连接的边会逐渐从Tanner图中消去以降低译码复杂度。考虑到Raptor码的前向递增冗余特性,我们进一步将基于边消除的置信传递译码算法扩展到了一种渐进的方式,不仅在迭代译码的过程中采取边消除操作,而且利用先前译码尝试结束时所获得的结果来启动新的译码尝试。我们证明,相较于传统的置信传递算法,我们所提出的非渐进和渐进的基于边消除的置信传递译码算法能够在不损失误比特率性能的基础上有效地降低译码复杂度。研究了适用于噪声信道的一种新型的无速率编码方式—AR码的迭代译码收敛性能及其度数优化。首先,通过分析LT码在噪声信道遭遇译码差错平台的原因,我们指出AR码的新型编码结构所引入的后置累加器不仅能够有效地克服差错平台,而且简单便于实现。然后,根据AR码的码率自适应特性,对于系统和非系统AR码,我们通过分析外信息传递图及其对应的交线投影曲线,有效地刻画了迭代译码中的互信息演进过程。基于此,我们进一步研究了AR码的迭代译码收敛特性,并对其度数分布作了优化,从而使AR码在噪声信道下获得了和Raptor码相匹配的译码性能。研究了无速率码在无线中继网络中的应用,提出了适用于两跳乒乓中继网络的一种级联的无速率信道与网络编码方案。具体而言,在源节点处,通过使用无速率码对原始信息进行编码,能够对抗数据传输过程中所产生的残存的中继间干扰并减少反馈重传,使得乒乓中继网络的数据传输始终处于稳态；在中继节点处,通过利用中继间干扰的特殊结构,将一种基于最大似然检测的物理层网络编码方法与转发机制相结合,从而有效地利用网络分集,提高系统传输效率；在目的节点处,基于编码方案所对应的Tanner图的级联结构,我们设计了一种迭代译码方法,以有效地恢复出原始数据。最后,通过外信息传递分析,我们给出了计算成功译码所需传输的最小编码符号数目的方法,并对所采用的无速率码的度数分布进行了优化。研究了无速率码在多用户认知无线电网络中的应用,提出了多信道认知网络的分布式频谱接入方法和多天线认知网络的联合反馈设计方法。对于多信道认知网络,我们使用无速率码对从用户的数据传输进行编码,从而增强其面对多用户传输的抗干扰能力。为了保证在主用户通信满足干扰限制的条件下最大化从用户的吞吐量,基于从用户的周期性频谱感知和随机分布式频谱接入模型,我们提出了一种信道选择算法,从而获得了从用户在频谱接入时所选择的子信道数目的最优值。对于多天线认知网络,我们从反馈资源分配的角度提出了一种频谱感知和频谱接入的联合优化模型。首先,通过使用无速率码对数据传输进行编码,使得在数据传输的过程中无需反馈重传请求消息。随后我们研究了多用户联合频谱感知和多天线波束成形频谱接入之间的内在联系,以最大化认知网络的频谱效率为目标,提出了一种联合反馈比特分配方法,以确定系统有限的反馈比特如何在频谱感知阶段和频谱接入阶段进行最优的分配。