网络编码被证明能够提升网络的性能,但随着因特网的规模不断扩大,其接入设备的种类也越来越丰富,这导致了网络异构化的问题越来越严重,而传统的单速率的网络编码难以满足异构网络的多速率要求。而分层网络编码不仅可以通过在信源节点处进行分层操作来满足异构网络中的多速率要求,又能利用网络编码的编解码能力显著地提高网络的吞吐量,成为近些年关于网络编码的研究热点之一,而关于异构网络基于分层网络编码的高效传输方案的优化问题更是成为研究的难点之一。优化对象和优化算法的选择在一定程度上影响着网络性能的具体表现,设计出合理的分层网络编码优化方案则对网络编码在异构网络中的应用提供了新的研究思路,在异构网络性能提升方面具有一定的现实意义。本文针对单信源多信宿的异构网络,探讨了多种基于仿生算法的分层网络编码的优化方案。本文的主要研究内容和成果如下:1.分析了关于层内网络编码网络模型的相关概念,并总结了其优化问题的数学描述,以层速率为优化对象,设计了一种基于改进粒子群算法的层内网络编码优化方案。该方案中的层速率不再是固定不变的,打破了固定层速率的优化方案的限制,更加合理的层速率的分配使得每个信宿所能达到的最大流有所提升,从而提高了整个网络的吞吐量。2.根据层间网络编码和层内网络编码之间的差异重新归纳出了层间网络编码的优化问题的数学规划,并根据其特性设计出了一种基于萤火虫算法的优化方案,以链路分层类型和层速率为共同优化对象,充分考虑了多种组合因素对网络吞吐量的影响,该方案将萤火虫的位置看作是一种链路分层类型和层速率的分配方案,而萤火虫的亮度则对应的是网络的吞吐量,利用亮度弱的萤火虫向亮度强的萤火虫移动的特点实现了分配方案的优化更新。实验证明改进萤火虫算法的快速搜索能力使得该方案可以以较少迭代次数获得网络吞吐量的提高。3.对萤火虫算法的一些不足之处进行了分析,并根据其可改进之处提出了一种基于混合蛙跳算法的层间网络编码的优化方案,并通过对混合蛙跳算法的模因组分组规则和局部优化位置变化规则的改进,使得该算法始终保持着全局进化的趋势,避免陷入局部最优,跟基于萤火虫算法的优化方案相比,该方案的复杂度上有所降低,寻优所需的迭代次数相比来说更少。