现代社会对通信的需求呈指数式增长,同时通信网络的结构越来越复杂。传统的路由网络采用接收-转发机制,不利于最大化网络吞吐率;传统的信道纠错码不容易做到信道无关。因此,有必要开发一种既可以最大化网络吞吐率又能够实现信道无关性的编码。网络编码是一种让网络中的中继节点也参与编码的新型码,其基本思想为:网络中的中继节点不仅仅是对接收到的信息进行转发,而是将它们进行混合编码之后再传送出去。网络编码充分调动了网络中的中继节点的潜力,有利于提高网络吞吐率。数字喷泉码的基本思想为:信源对待传送的信息包进行线性组合,形成一系列编码包,发送给接收端;接收端不考虑信道删除率如何,只要接收到足够多的编码包,即可进行译码。数字喷泉码不需要预设码率的特性称之为“无码率”,该特性使得它具备了信道无关性。LT(Luby’s Transform Codes,LT Codes)码是数字喷泉码最重要的实用案例。分布式LT码是网络编码和LT码结合的产物,既有网络编码可以提升网络吞吐率的优势,又有LT码对信道无关的特性。分布式LT码是部署在多接入网络上的,信源采用LT编码算法来编码,中继进行网络编码,接收端采用LT译码算法进行译码。设计分布式LT码最大的挑战为:中继的网络编码操作会破坏LT码的度分布,而度分布对于LT码的译码是至关重要的。因此,如何确保信源产生的编码包被中继混合之后仍然保持译码所要求的度分布,是分布式LT码的研究热点和难点。对于分布式LT码来讲,信源数量越高、中继层数越多,要保证最终的混合编码包的度分布符合要求就越难。本文在前人对单层中继网络上的分布式LT码的研究基础上,提出“多层分布式LT码(Multiple Level Distributed LT Codes,MLDLT)”。在信源数量方面,MLDLT码可以接入上百个信源,也可以接入少数信源;在中继层数方面,MLDLT码拥有多层中继。该码最大的挑战是各级中继的度分布设计。为了分析MLDLT码的渐进性能,本文对其进行了与或树分析。与或树分析的结论可以转化为度分布的线性规划,从线性规划得到合适的度分布。对于设计好的度分布,本文进行了数值仿真。仿真结果证明,利用与或树分析结论和线性规划结果来设计MLDLT码的度分布,当信源数量足够大时,MLDLT码具有非常低的译码错误平台。本文对MLDLT码在有损链路上的性能做了分析和仿真,证实MLDLT码对链路删除有非常好的抵抗能力。对于信源数量比较少而导致译码性能不够好的MLDLT码,本文引入缓存器对其度分布进行扩展,可以使得这些码同样拥有非常低的错误平台。缓存器的引入还可以减轻信源和网络中间中继的运算负担,以及减轻链路的传输量。MLDLT码虽然是为多层中继网络设计的,但它可以等价为单层中继网络上的分布式LT码,其度分布可以移植到单层中继网络上,使得单层中继网络上的分布式LT码也可以获得MLDLT码的低错误平台特性。总之,本文对MLDLT码进行了全面的分析、设计、仿真和扩展,证明这是一种性能优越、可扩展性强的分布式LT码。