低密度奇偶校验码（LDPC码）是一种性能逼近香农极限的信道编码。本论文的主要工作集中在LDPC码的设计方法及其在实际通信系统中的应用问题的研究，其中包括具有大码间距和大环路的QC-LDPC码的设计，适于FPGA实现的多码率兼容时不变LDPC卷积码的设计，适于高阶调制系统的LDPC码联合解调解码和联合解调解码算法下的基于EXIT图的LDPC码设计，以及LDPC-OFDM系统的低复杂度并行迭代信道估计等。具体内容包括：　　 1.针对传统QC-LDPC码的设计方法仅关注码的环路特性的特点，提出了同时具有大的码间距和好的环路性能的QC-LDPC码的设计方法。首先构造了具有优化的维度分布和较大的最小码间距的基矩阵，再为基矩阵对应的模矩阵选择合适的循环偏移参数，从而构造了一类同时具有大码间距和大环路性能的QC-LDPC码。　　 2.针对多码率时不变LDPC卷积码译码器设计的难点，提出了一种通过校验阵分拆构造多码率LDPC卷积码的方法。以准循环欧氏几何码导出码间距和环路性能均较优越的高码率LDPC卷积码为母码；利用优化维度分布和环路分布为准则，通过校验阵分拆的方法重构了各种码率的子码，从而构造了高性能的多码率LDPC卷积码。相比于传统的凿孔方法，该算法的参数更为灵活，得到的多码率LDPC卷积码性能也更为优越。　　 3.针对传统LDPC编码高阶调制系统存在解调损失的缺点，建立了一种LDPC校验码级联二-十进制转换码的高阶调制编码模型。基于这种级联码模型的联合校验方程和二分图，提出了适于LDPC编码高阶调制系统的级联码置信度传播算法（CCBP算法），实现了编码调制系统的联合解调解码。与传统的算法相比，级联码置信度传播算法有效地改进了LDPC编码高阶调制系统的性能。　　 4.针对论文提出的级联码置信度传播算法（CCBP算法），利用EXIT图分析方法，设计了基于CCBP译码算法的LDPC码集，有效的改进了解码门限。与传统的算法相比，基于EXIT图的设计方法有效的结合了多边缘LDPC码的特征，设计了逼近高阶调制性能限的LDPC码集。　　 5.针对传统LDPC-OFDM系统的信道估计算法复杂度高的缺点，提出了一种低复杂度的并行迭代信道估计算法。在这个信道估计算法中，通过基于短点数FFT（IFFT）变换的并行频域信道扩展技术（FD-CET），实现了高性能的低复杂度并行迭代信道估计。