无线协作通信在抵抗多径衰落以及提高系统传输速率方面具有明显的优势,在不增加硬件成本的同时获得相应的分集增益,但存在频谱利用率较低的缺点。将网络编码引入无线协作通信系统中通过减少消息传输的时隙,从而可以弥补这一缺点,因此无线协作网络编码技术是近年来研究的热点。目前无线协作网络编码系统的研究内容主要涉及中继选取、传输协议选择、安全等热点问题。针对上述研究热点,本文对无线协作网络编码技术进行了深入的探索和研究。主要的研究工作包括:(1)在非信任多协作中继场景下,以保障通信系统的安全性和有效性为目标,提出了联合节点可信度和最大化接收信噪比和信道增益中继选择方案。该方案增大了数据传输的安全性、减少了中继节点因为遭受污染和重放攻击导致消息重传带来的资源浪费的问题。仿真结果表明,该方案可显著提高目的端的可达和速率和有效降低系统的中断概率。(2)提出了基于互信息转发的自适应协议方案来进一步提高系统的有效性。通过详细分析了无线协作网络编码的传输协议,包括经典的放大转发、译码转发、估计转发和基于互信息转发的异或和叠加转发协议,并对误码率进行仿真分析。提出了可以根据信道状态动态的选取一种互信息转发协议,仿真结果表明该方案具有较好的误码率性能,能够显著提高目的端的可达和速率和有效降低系统的中断概率。(3)为了进一步提高系统的安全性,提出了基于稀疏矩阵的低复杂度安全网络编码。该方案通过对角线构造准则构造稀疏矩阵,利用稀疏矩阵的特性,对信源信息进行矩阵变换,使得该方案以接近于1的概率达到安全要求。同时理论分析和仿真结果表明该安全网络编码方案提高了编解码速率,降低了安全网络编码的能耗。