随着移动互联网的发展,未来移动通信将提供高可靠、低时延、快速接入和持续的网络服务,这对当前的移动通信系统提出了更高的技术要求。基于中继的多跳D2D(Multi-hop Device-to-Device)通信作为下一代移动通信中的核心技术,能有效地应对上述技术挑战。在多跳D2D通信中,传统的存储转发会使网络中转发相同的数据包,无法使传输带宽得到有效利用,而网络编码技术通过中间节点对收到的数据包进行编码转发,消除数据包之间的相关性,提高转发效率。为了进一步提高多跳D2D通信性能,本文结合网络编码对多跳D2D通信展开研究。具体工作包括以下几个方面:(1)总结现有工作并归纳整理指出物理层网络编码、模拟网络编码、及时解码网络编码、随机线性网络编码(Random Linear Network Coding,RLNC)和空时分集模拟网络编码等常用网络编码技术的优势和不足,以及这些技术所适用的通信场景。针对具体场景,如:协作通信、热点区域、时延敏感网络、移动云、内容缓存网络和公共安全通信,研究网络编码对多跳D2D性能的影响。(2)结合RLNC建立多跳D2D通信系统模型。首先,对多跳D2D会话建立过程进行分析,研究基于RLNC的数据包编译码方式以及数据包转发过程,基于MATLAB平台模拟基于RLNC的多中继辅助双向D2D通信过程。其次,建立链路中断概率和丢包率的关系,分析有无网络编码参与的多跳D2D通信系统端到端的丢包率。最后,通过仿真实验验证该模型。仿真结果表明,相比于传统的存储转发通信,网络编码能提高多跳D2D通信的系统容量,降低多跳D2D通信的丢包率,减少数据传输次数。(3)针对多跳D2D通信中由丢包引起的数据重传问题,即:传统数据重传机制无法充分利用传输带宽,造成资源浪费。研究基于异或运算(XOR)和RLNC编码的重传机制,证明有无网络编码参与的数据重传机制的数据平均传输次数的一般表达式。仿真结果表明,基于网络编码的重传机制能极大地减少数据重传次数,并且基于RLNC的重传性能要优于采用XOR运算的重传性能。本文分析了网络编码在多跳D2D通信中的应用,研究表明网络编码能增大多跳D2D通信系统容量,降低端到端的丢包率,提高多跳D2D通信的数据重传性能。