物理層網絡編碼（Physical-layer Network Coding，PNC）應用于無線網絡，允許多路通信同時進行，可以產生比傳統網絡編碼更高的吞吐量。PNC己發展成一個廣泛的網絡編碼子領域，并在諸多應用場景中得到關注和研究。軟件定義無線電，是以數字信號處理理論為基礎，在通用的硬件平臺上，將盡可能多的功能以軟件的形式來實現的一種無線電技術，己廣泛應用于無線通信的研究，甚至在商用無線網絡中也開始逐漸地部署。

　　目前，PNC的研究主要集中在物理層方面，對于數據鏈路層的研究相對較少。為了實現可靠的實時PNC（Real-time PNC，RPNC）應用，必須考慮數據鏈路層的設計。本文首先介紹了RPNC物理層關鍵技術，然后以雙向中繼網絡為模型，重點關注RPNC無線通信系統數據鏈路層的設計與實現。具體地，針對RPNC系統中Beacon模式和Burst模式MAC協議開銷大、系統吞吐量低的缺點，提出了一種低開銷XOR模式MAC協議以調度節點的傳輸。XOR模式MAC協議用下行鏈路異或分組同步節點的傳輸。此外，在傳統端到端TO-ARQ（Terminal-Only ARQ，TO-ARQ）的基礎上，為RPNC設計了中繼協作TR-ARQ（Terminal-Relay ARQ，TR-ARQ），以確?？煽康姆纸M傳送。TR-ARQ在中繼解碼XOR分組出錯時，立即發送NACK請求端節點重傳相應數據分組。相比于TO-ARQ，TR-ARQ通過中繼節點的協作能盡快推進發送窗口的左邊界。

　　本文使用USRP/GNU Radio軟件定義無線電平臺搭建了雙向中繼網絡RPNC系統。RPNC系統以OFDM PNC為原型，數據鏈路層實施新的設計以支持真實TCP/IP應用。文中RPNC實現了兩終端節點通過中繼實時傳輸圖片文件。本文通過實驗對比分析了RPNC系統在XOR、Beacon以及Burst三種不同模式MAC協議下的吞吐量，結果驗證了XOR模式MAC協議具有更高系統吞吐量，更能滿足實時性的要求。同時，本文通過實驗對比了TR-ARQ和TO-ARQ的RPNC系統吞吐量和時延性能，結果表明RPNC采用TR-ARQ具有較低的時延，并且能明顯改善系統的吞吐量。