低密度奇偶校验（LDPC）码因为其性能逼近香农限、适合硬件实现等优势被广泛应用于无线通信系统中。随着通信系统的不断演进，其对传输效率、性能和功耗的要求越来越高，因此非正交多址接入（NOMA）、结构化LDPC码等支持高吞吐和高性能传输的技术纷纷涌现，而这些新技术对LDPC码提出了更高的要求：一方面，交织多址接入（IDMA）作为一种NOMA技术，因其优异的性能而备受关注。但现有系统中的LDPC码未考虑IDMA的迭代解码模型，在应用于IDMA时性能较差。目前已有文献为固定用户数量（静态）的IDMA设计专属的LDPC码，可以带来性能提升，但仍存在一些不足：1）专属LDPC码不兼容现有系统，需改变现有LDPC编译码器架构，复杂度高；2）静态LDPC码会随着用户数量的变化（动态）存在不同程度的性能损失，实用性差。因此，为动、静态IDMA系统，探索兼容现有系统且性能逼近系统容量的LDPC码方案具有重要意义。另一方面，通用的结构化LDPC码因为其描述简单、适合硬件实现及逼近香农限的性能而应用广泛。但是，传统最小和（MS）系列译码算法应用于结构化LDPC码时，其性能与香农限仍在一定的差距。因此，更高性能的结构化LDPC码译码算法值得研究。本文围绕着IDMA系统中LDPC码方案设计和结构化LDPC码译码算法两个方向，展开深入研究，在兼顾复杂度的同时，提升LDPC码的性能。主要研究内容和创新点可以归纳如下：

一方面，针对IDMA系统中现有专属LDPC码的兼容性差、复杂度高的问题，本文通过截短现有系统中的LDPC码，以获得更好的兼容性和性能。所谓截短，即预选并删除现有LDPC校验矩阵中的信息列。首先，我们将原型图架构引入传统IDMA性能分析算法中的LDPC译码模块， 以解决传统算法不能区分各个列对于系统性能重要性的问题。基于此，我们提出“优先删除预测性能最优的列集合（HEP）”的截短算法，以获得性能优异的截短LDPC码。我们发现“删除列列度较大”的特性，与传统特性完全相反。然后，我们利用该特性，提出“优先删除列度最大的列集合”的截短算法，该算法通过减少删除列的选取空间降低复杂度，并取得与HEP算法相似的性能。实验结果表明：所提截短方案在兼容现有系统的同时，性能逼近系统容量，优于非截短方案和传统截短方案。

在此基础上，针对静态LDPC码在动态IDMA系统中存在的性能损失问题，本文受删除列列度较大的启发，发现并利用“IDMA系统中校验矩阵更为稀疏”的特性，提出了兼容现有系统、码率恒定且适应不同用户数量的掩码方案，从而获得逼近系统容量的性能。所谓掩码，即预选并删除现有LDPC校验矩阵中的边集合。首先，我们使用原型图架构，分析IDMA系统中各个模块的信息传输，以精确地区分LDPC原型图中各个边对于系统性能的重要性。基于此，我们提出迭代的边选择算法，为不同的用户数量预选独立的掩盖边集合，以获得性能优异的独立方案。然后，我们利用独立掩盖边集合的嵌套性质，提出嵌套的掩码方案及嵌套的边选择算法。嵌套掩码方案中针对不同用户数量设计的掩盖边集合来自同一母码，且具备包含关系，与独立方案性能相近且复杂度更低。实验结果表明：在动态场景，所提掩码方案可以获得逼近系统容量的性能；在静态场景，该掩码方案也可以获得与文献中为固定用户数量设计的专属LDPC码相似的性能，且兼容性更好。

另一方面，针对传统MS系列译码算法应用于结构化LDPC 码所存在的性能损失问题，本文结合结构化LDPC码的特性，提出基于因子架构的MS译码算法，以提升译码性能。首先，我们理论分析发现MS算法的简化操作忽略了结构化LDPC码中不同类型边的差异化译码特性，而传统基于单边架构的译码因子也因未考虑该差异化特性，造成性能损失。然后基于上述分析，本文将多边因子架构引入传统基于单边因子架构的MS算法以改善其译码性能，并进一步提出基于多边因子架构的性能分析算法，以优化所提算法中的多边缩放因子。实验结果表明：本文提出的译码算法在兼顾低复杂度的同时获得了性能的提升，优于传统MS系列算法。

综上，本文研究的IDMA系统中LDPC码方案设计及结构化LDPC码译码算法，兼顾了高性能与低复杂度，为应对极致性能和低功耗的通信需求提供了卓有成效的解决方案。更重要的是，本文创新性地探索兼容现有系统、适应不同用户数量的高性能IDMA码字方案，为今后通信技术的演进提供了有益的借鉴。