网络编码自提出以来,已在理论上证明可以带来诸多好处,如大幅增加网络的容量,使分布式系统的设计更为简化。然而,目前实际系统中却很少采用网络编码技术,主要存在的问题有：引入的解码时延、额外的编解码开销和安全性的隐患等。本课题针对无线广播网络研究网络编码存在的前两方面问题。首先,针对单跳无线广播中网络编码方案信道较差用户解码时延不公平的问题,我们提出了基于速率控制的在线网络编码Rate-controlled ARQ for Network Coding (RANC)的方法,可以在不牺牲吞吐量的前提下改善信道较差用户的解码时延。针对大部分文献中时延控制方案依赖理想反馈而较难应用在大规模网络的问题,我们在RANC的基础上提出了专为网络编码设计的新的反馈机制Early Loss Alarm (ELA)以及对应的网络编码方案移动窗口网络编码Moving Window Network Coding (MWNC)。仿真显示,MWNC-ELA可以到达与RANC十分接近的解码时延与吞吐量的折中性能,却将反馈的开销大大降低。根据随机游动的理论,我们给出了RANC和MWNC-ELA各接收节点解码时延的性能分析,证明了吞吐量和解码时延之间存在一个本质的折中关系。其次,为进一步解决MWNC-ELA没有吞吐量保证的问题,我们提出一种编码窗口大小动态调整的MWNC-ELA方法,并从理论上证明改进后的MWNC-ELA可以以有限的编码长度达到网络容量内的任何目标吞吐量,同时给出了反馈开销的理论推导。针对有良好的时延要求的应用,我们设计了超时预警Delay Exceed Alarm (DEA)的反馈机制,基于DEA机制的新移动窗口网络编码方案MWNC-DEA具备两点优势：1)基站在不需要采集网络的拓扑信息的情况下,可以对网络中的动态变化进行自动的即时调整；2)MWNC-DEA可以为所有的接收节点提供良好的解码时延保证。仿真验证了理论分析,并显示在相同吞吐量的情况下,MWNC-DEA可以满足MWNC-ELA无法保障的时延要求最后,针对ELA或DEA的反馈时延造成的效率下降问题,我们设计了没有显式反馈的MWNC方案,使得在单跳广播中,即使没有任何反馈信息仍可以保证在任何一个接收节点都有很高的可靠性。针对单跳广播吞吐量瓶颈的问题,我们研究了如何将新设计的MWNC方案应用在协作广播中,提出了协作广播协议MWNCast.根据我们提出的等效信道的数学模型,分析了协作广播方案MWNCast可靠性、解码时延及复杂度等三方面的性质,得到了以下的结论：1)MWNCast在没有实时反馈的条件下丢包概率近似随编码长度呈指数衰减；2)一个MWNCast接收节点的平均解码时延关于它的载荷ρ的渐近关系是O(1/(1-ρ)2)；3)给定容量内的目标吞吐量,MWNCast可以达到关于编码长度W线性的解码复杂度O(W)。