随着无线通信技术的飞速发展,人们所需的信息量日益剧增,如何通过有限的网络带宽实现大规模数据的高效可靠传输已成为无线通信领域的研究重点。网络编码技术允许中继节点对信息进行编码,提升了带宽利用率,但译码复杂度大。数字喷泉码具有编译码复杂度低、码率自适应等特点,十分适用于分布式网络。将数字喷泉码与网络编码融合,构建网络喷泉码可以在保证信息可靠传输的同时,降低译码复杂度。网络喷泉码能兼顾网络性能与计算复杂度,已成为网络通信领域的研究热点之一。本文基于喷泉码,构建性能优良的网络喷泉码,研究工作主要围绕喷泉码展开。本文以网络喷泉码为研究对象,对不等差错保护网络喷泉码与网络喷泉码在无线传感器网络中的应用等方面进行研究。主要研究工作与贡献如下:(1)研究了基于反馈机制的不等差错保护BATS(Batched Sparse)码。BATS码是一种性能优良的网络喷泉码,针对传统拓展窗BATS码较低重要等级数据译码开销大的问题,提出一种基于反馈机制的拓展窗BATS码。当较高重要等级数据译码完成后,译码端通过反馈信道向编码端发送译码完成信息,编码端接收到反馈信息后调整编码策略,只选择较低重要等级数据参与编码。随后利用与或树模型分析基于反馈机制的拓展窗BATS码的误码率性能,并提出较低重要等级数据度分布优化方法,进一步提升较低重要等级数据的误码率性能。仿真结果表明,基于反馈机制的拓展窗BATS码能降低较低重要等级数据译码开销,且不影响较高重要等级数据的译码性能。(2)提出了规则变量节点度BATS码,通过规则化变量节点度值,改善传统BATS码的错误平层性能,利用与或树模型对规则变量节点度BATS码的误码率性能进行分析,并根据性能分析结果,优化规则变量节点度BATS码的度分布函数以降低译码开销。仿真结果表明,规则变量节点度BATS码明显改善了错误平层性能,且进一步提升了译码开销性能。(3)研究了无线传感器网络中的不等差错规则变量节点度BATS编码方案。将规则变量节点度应用于传统拓展窗BATS码,提出不等差错规则变量节点度BATS码,对具有不同重要等级的数据进行分级保护。对不等差错规则变量节点度BATS码的不等差错保护性能进行分析,并提出各重要等级数据对应的度分布函数优化模型,降低各重要等级数据的译码开销。基于不等差错规则变量节点度BATS码,设计一种适用于无线传感器网络的网络编码方案,实现传感数据的分级传输,改善错误平层性能;为进一步降低较低重要等级数据的译码开销,引入反馈机制,当较高重要等级数据译码完成后,目的节点通过反馈信道向中继节点发送反馈信息,中继节点调整编码结构。仿真结果表明,不等差错规则变量节点度BATS编码方案可提高译码开销性能,且明显改善了各重要等级数据的错误平层性能。(4)研究了适用于无线传感器网络的基于Online喷泉码的网络编码方案。首先提出一种增强型Online喷泉码,Online喷泉码是一种反馈机制喷泉码,传统Online喷泉码只在Completion阶段利用反馈信息优化编码结构,只能达到次优译码性能,增强型Online喷泉码在Build-Up阶段选择具有最小变量节点度值的数据包参与编码,增加源数据包参与编码的概率。针对多信源节点,单中继节点,单目的节点的无线传感器网络,设计一种基于增强型Online喷泉码的网络编码方案,即增强型Online网络喷泉码,目的节点更新最优编码度值后,向中继节点发送一个以单分图表示的反馈信息,随后中继节点调整编码策略,利用更新后的最优编码度值选择具有最小变量节点度的源数据包进行编码,并推导了增强型Online网络喷泉码的冗余度上限。仿真结果表明,增强型Online网络喷泉码具有更优的误包率性能与译码冗余度性能,且降低了反馈开销与编译码复杂度。