网络编码是新一代的网络交换/路由技术，它允许通信网络的中间节点在转发信息的同时对信息进行处理，以使网络的吞吐量、健壮性、可维护性和安全性等方面都得到提升。虽然近年来已有大量关于网络编码的理论和实现的研究成果出现，但其中相对较为成熟的结果多属于网络编码在有线网络中的应用，而网络编码在无线网络中的应用仍存在很多未定的问题。为应对无线网络编码中的干扰问题，物理层网络编码是近期无线网络编码研究的一个热点。与传统网络编码技术相比，物理层网络编码“拥抱干扰”的特性使得其在传输效率等方面具有明显优势。本文的主要内容集中在网络编码的前沿技术——物理层网络编码的理论与应用方案的研究，其中包括物理层网络编码在无线网络中的网络容量研究，以及物理层网络编码在无线网络中的新型传输技术。