网络编码是网络信息论的主要研究内容之一,而物理层网络编码又是网络编码在无线信道中的自然延伸,其充分利用了无线信道的广播特性和电磁信号在空间中的自然叠加特性来进一步提升系统吞吐量。本文首先介绍了网络编码的基本概念及其优缺点,给出了在无线双向中继信道中实现信息交换的过程中,传统方式、直接网络编码方式和物理层网络编码方式的实现过程,并重点论证了物理层网络编码在提高系统吞吐量方面的优势。本文主要研究在无线双向中继信道中,物理层网络编码的多址接入阶段存在载波频偏时的PNC与LDPC码的联合设计问题,考虑到中继在信息传输过程中由于译码带来的信息传输时延,对LDPC码的LLR BP算法做了相应的改进,进一步提高译码效率。在LDPC码译码方面,本文提出一种modified LLR BP译码算法。主要考虑到在低信噪比条件下,译码器会不断重复无谓的译码操作而输出结果却得不到改善和在每次迭代译码过程中,水平方向上置信传播式计算过于复杂,提出modified LLR BP算法。首先在译码过程中引入了检验因子,自适应地实时监控译码输出结果,若发现译码输出结果稳定则立即停止译码,同时在水平方向上用有理函数和修正的有理函数逼近的方式来代替置信传播公式,降低每次迭代的计算量。仿真结果证明了这种改进型LLR BP算法可以降低在低信噪比条件下的迭代次数而译码性能几乎无损失,同时也详细分析了每次迭代过程中水平方向上的计算量。在物理层网络编码与LDPC码的联合设计方面,主要考虑到在物理层网络编码过程的多址接入阶段双路信号存在载波频偏时的联合设计问题,提出两种对应的联合设计方案,即单节点完全频率补偿法和双节点均值频率补偿法。针对上述两种方案,分别设计了对应的频率补偿滤波器,重新分析经过滤波器后的有用信号成分和噪声分布情况,再进行联合译码。仿真显示,相比于传统的未引入纠错码的PNC,上述两种方案均有很好的性能表现。同时证明了单节点完全频率补偿法略优于双节点均值频率补偿法,但二者均有各自广泛的应用场景。