物理层网络编码是无线中继网络中一种有发展前景的高性能技术。无线通信网络中的电磁波在节点间的传输过程中会互相干扰，物理层模拟网络编码通过一种特殊的传输技术来降低节点间无线通信的相互影响，它允许源节点同时发送信息，并且允许中继节点在路由时处理信息。在双向中继网络中，应用模拟网络编码技术可以提高系统的容量和吞吐量:信源1和信源2在一个中继节点的辅助下同时向对方传递信息，来自两个信源的物理信号同时传输到中继节点并自然叠加，中继对混合信号进行处理之后转发给两个信源。本文研究了双向中继网络的信道估计算法。本文的主要工作和创新成果包括以下内容:　　1.提出了基于期望最大化的双向中继网络频率选择性衰落信道的估计算法。双向中继网络在一次双向中继传输过程中，分两拍实现信源1对“源1-中继-源2”信道，信源2对“源2-中继-源1”信道的传输，有用信号在从发射机到接收机的传输过程中会经历级联信道，同时受到自干扰信号以及中继和信源接收机两处的噪声影响，因此通信过程中有多个无法观测的信号。本文利用期望最大化算法，将信源1的接收信号视为不完备的观测信号，将分别来自信源1和信源2的两个信号分量的集合建模为完备数据，基于上一次的迭代结果对完备数据的似然函数求期望，得到消除未知参数影响之后的完备数据似然函数的条件期望;进一步利用条件期望最大化算法求解能使其最大化的信道估计解。在没有信道统计信息可用的情况下，实现了对级联信道的估计，也得到了对构成级联信道的独立信道的估计;即使在没有训练序列时，也可以通过对未知数据序列求条件期望以实现对级联信道的估计。本文还分别推导了级联信道和独立信道估计性能的闭式贝叶斯克拉美劳下界，以衡量采用期望最大化算法的信道估计方法的性能，并通过仿真验证了该算法及理论性能界。　　2.提出了基于中继节点协同传输叠加训练序列的双向中继网络频率选择性衰落信道的估计算法。中继节点协同传输一个新的训练序列信号，占用部分中继功率，信源1/2在接收来自中继转发的信源2/1的信号时，同时接收到中继叠加的训练序列信号，就可以实现一次双向中继传输过程中，信源1/2对“源2-中继-源1”信道（“源1-中继-源1”信道），以及“源1-中继”信道（“源2-中继”信道）的同时估计。进一步根据干扰抵消原则设计了迭代的线性最小均方误差估计器。本文还推导了该信道估计策略下的闭式贝叶斯克拉美劳下界，以衡量该信道估计方法的性能，并通过仿真验证了该算法及理论性能界。　　3.提出了基于信源节点线性预编码的双向中继网络频率选择性衰落信道的估计算法。信源节点使用导频符号序列对发送数据块进行线性预编码，使得每个子载波传输的数据都附加导频符号信息，通过接收子载波信号和导频符号序列的相关运算实现对双向中继网络级联信道的估计。如果没有导频符号序列，信源节点选定两个特定子载波作为参考子载波，对发送数据块进行线性预编码，也使得每个子载波传输的数据都附加参考子载波符号信息，通过接收子载波信号和参考子载波的相关运算实现对双向中继网络级联信道的估计。信道估计中使用傅里叶变换去噪以提高信道估计的性能，还分析了接收机采用有限样本进行时间平均对信道估计性能产生的影响，并通过仿真验证了该算法的适用性。