针对当前准循环低密度奇偶校验(Quasi-Cyclic Low-Density Parity-Check, QC-LDPC)码存在短环及纠错性能不够好的问题，基于原模图提出一种新颖的QC-LDPC码构造方法。该方法选择码长码率可灵活调整的原模图作为基矩阵，再结合具有特殊性质的卢卡斯数列和等差数列，通过原模图的低译码门限和数列的特殊性质，构造校验矩阵环长至少为8，且所需存储空间少，易于硬件实现。仿真结果表明: 该方法构造的PLA-QC-LDPC(2400,1200)码与同等码长码率中基于卢卡斯数列和最大公约数序列的可快速编码的非规则LG-QC-LDPC码、基于素数和乘法表构造的PM-QC-LDPC码以及基于原模图和消除基本陷阱集的非规则PL-QC-LDPC码相比，净编码增益均有一定程度的提高。

针对极化码在中短码长时纠错性能的不足, 提出了一种基于错误集的极化码改进串行抵消列表(Successive Cancellation List of Polar Codes Based on Error Set, ES-SCL)译码算法。该算法首先根据极化码的信道特性构造错误集, 在极化码编码时根据错误集中的元素设置奇偶校验(Parity Check, PC)位, 其余位置则放置信息比特和冻结比特, 译码器在译码PC位时, 每条路径通过校验函数得到PC位的比特估计, 不执行路径分裂和剪枝, 其余位置则执行SCL译码。仿真结果表明, 在加性高斯白噪声信道下, 当码长为512, 码率为0.5, 误块率为10-5, 最大译码列表数为8时, 相较于PC-PSCL译码算法以及CA-SCL译码算法, 所提出的ES-SCL译码算法获得了约0.18和0.15dB的增益; 当码长为256, 码率为0.5, 误码率为10-5, 最大译码列表数为8时, 相较于CA-SCL, PC-PSCL译码算法, 获得了约0.3和0.35dB的增益; 此外, 采用部分比特分裂译码的ES-SCL译码算法可以在误块率与PC-PSCL译码算法几乎相同的情况下, 减少约50%的排序次数, 具有更低的译码复杂度。

针对准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码在高信噪比区域可能出现的错误平层现象, 提出了一种基于消除基本陷阱集(Eliminating Elementary Trapping Sets, EETS)和围长约束(Girth Constraints, GC)的非规则QC-LDPC码构造方法。该方法通过巧妙选取度分布, 利用基本陷阱集搜索和围长约束改进渐进边增长(Progressive Edge Growth, PEG)算法构造基矩阵, 然后通过等差(Arithmetic Progression, AP)序列扩展得到所需的校验矩阵。该方法仅需对简单环形式的ETS进行搜索和消除, 就能确保构造的基矩阵中不存在设置范围内的绝大多数ETS, 从而降低错误平层现象, 且该方法计算复杂度相对较低, 可灵活设计码长码率。仿真结果表明, 由所提出构造方法构造的非规则QC-LDPC码比其他五种QC-LDPC码的纠错性能更为优越, 且没有明显的错误平层现象。

针对相干光正交频分复用（CO-OFDM）系统中相位噪声造成的严重影响，提出了一种基于次符号进行分块二阶拉格朗日插值（BSSLI）的容积卡尔曼滤波（CKF）的相位噪声补偿算法。该算法先利用导频估计的时域OFDM符号相位噪声值进行第一次二阶拉格朗日插值（SLI），得到相位噪声粗略估计值，再将每个OFDM符号在时域分割成若干个次符号，将每个次符号的估计值作为它中间采样点的估计值进行第二次SLI，从而在提高时间分辨率的同时提升补偿精度，最后利用CKF对残余的相位噪声进行补偿。仿真结果表明：该算法在16阶正交振幅调制（16QAM）下，激光线宽为800 kHz时，其误码率（BER）接近于10^-7且降低了错误平层；该算法在32阶正交振幅调制（32QAM）下，激光线宽为800 kHz时，其BER达到10^-3以下；本文算法相较于线性插值与子符号光相位噪声补偿（LI-SCPEC）算法和基于拉格朗日插值的扩展卡尔曼滤波（LRI-EKF）算法补偿效果更优，有效改善了系统的性能。

为了解决串行抵消(Successive Cancellation, SC)译码算法在中短码长情况下译码性能不佳的问题, 在SC译码算法的基础上增加路径列表和比特翻转方法得到一种改进的串行抵消列表翻转(Successive Cancellation List Flip, SCLF)译码算法。该算法利用比特翻转构建最不可靠的信息位集合, 称为翻转集合(Flipping Set, FS), 同时提出一种新的度量法则来缩小FS的范围、提高FS的准确率。仿真结果表明, 随着信噪比的增大, 所提出的SCLF译码算法误块率(Block Error Rate, BLER)有较大提升, 当BLER为10-3时, SCLF(码长N=256,列表大小L=8)译码算法的增益比SC(N=256)译码算法提升了0.55dB; 当BLER为10-4时, SCLF(N=256,L=8)译码算法的增益比CA-SCL(N=256,L=8)译码算法提升了0.22dB; 当BLER为10-5时, SCLF(N=256,L=16)译码算法的增益比CA-SCL(N=256,L=16)译码算法提升了0.17dB。

In order to improve the spectrum efficiency of the high-order polar coded modulation systems, the polar code is used as the component code of the bit-interleave coded modulation (BICM) system, a novel bit mapping scheme is proposed considering of the channel polarization and successive cancellation (SC) decoding principle of polar codes as well as the unequal protection of equivalent channels by modulator. In this scheme, the frozen bits on the unreliable split channel are allocated to the equivalent channel with the low protection of the modulator, while the equivalent channels with the high protection are used to transmit the information bits. Thus, the error-correcting performance of polar codes is improved. Compared with some bit mapping schemes, the proposed bit mapping scheme only needs to divide and choose the parameters of the split channels reliability measurement, the complexity does not increase obviously, and simulation results show that the proposed scheme has the better performance under the quadrature amplitude modulation (QAM) modulation based on the Gray mapping.

为应对卫星激光通信信道的时变性、改善传输的可靠性, 提出一种基于Zig-Zag结构的原模图QC-LDPC码构造方法。该方法将原模图与Zig-Zag结构的移位系数设计方法相结合, 构造校验矩阵围长至少为8且码长码率可灵活选择的ZZ-QC-LDPC码。仿真结果表明: 该方法所构造的ZZ-QC-LDPC码在误码率为10-6时, 与同码率下基于等差数列和原模图构造的QC-LDPC码和基于最大公约数构造的QC-LDPC码以及具有大围长快速编码特性的QC-LDPC码相比, 其净编码增益分别提高了约0.2, 0.1和0.64dB, 且在较大码率范围内均具有良好的纠错性能。

针对串行抵消列表翻转(Successive Cancellation List Flip, SCLF)译码算法存在译码性能与复杂度不能同时兼顾的问题, 提出了一种快速串行抵消列表翻转(Fast Successive Cancellation List Flip, FSCLF)译码算法。该算法通过加入四种特殊结点的识别来加快译码速率, 同时构建了临界集(Critical Set, CS), 不再依据先前译码错误而引起的错误传播, 而是通过两种特殊结点即信息比特R1结点和单奇偶校验(Single-Parity-Check, SPC)结点分别对对数似然比(Log-Likelihood Ratio, LLR)值进行计算来判决并确定翻转位置, 当奇偶校验位不满足时只需翻转与最不可靠输入LLR值相对应的信息比特, 这样减少了翻转次数, 从而降低了算法复杂度。仿真结果表明: 在误块率为10-5时, 所提出的FSCLF译码算法比原SCLF译码算法的信噪比改善了0.09dB, 为中短码长情况提供了参考算法。

针对极化码中现有基于均匀量化的串行抵消(SC)译码算法译码复杂度高的问题, 提出一种基于均匀量化的快速简化SC译码算法。该算法保留了原算法的整数型运算, 可节省大量存储空间并利于硬件实现, 再通过加入特殊结点的识别来降低算法的运算时间复杂度。仿真结果表明: 所提快速简化SC译码算法的时间复杂度较原算法降低了46.29%, 同时, 在误块率为10-5时, 译码性能较原算法仅相差0.1dB。

为降低卫星激光通信系统中的硬件资源，结合斐波那契数列的性质，基于矩阵扩展的方法提出了一种码率兼容低密度奇偶校验(RateCompatible LowDensity ParityCheck，RCLDPC)码的构造方法。用该方法所构造的RCLDPC码围长为6且具有准循环特性，所需存储元素少，降低了计算复杂度，利于硬件实现，更适合在卫星激光系统中传输。仿真结果表明：利用该方法构造的RCLDPC码在较大码率范围内均具有良好的译码性能，且在相同条件下，当误码率(BER)为10-6时，所构造的RCLDPC码与同码率、同码长的其他码型相比较，其净编码增益均有一定提高。