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随着科技的进步,现代社会对移动通信的需求不断增大,人们也越来越重视通信服务的质量。信道编码技术和基于空间分集的协作技术分别可以提高通信系统的可靠性和有效性。准循环低密度奇偶校验(Quasi-cyclic Low Density Parity Check Code,QC-LDPC)编码协作系统结合了两者的优点,不仅可以获得QC-LDPC码带来的编码增益,还可以获得协作技术带来的分集增益,有效地提高了通信服务的质量,契合了时代的需求。本文针对多信源多中继编码协作系统中QC-LDPC码的联合设计与应用展开研究,主要工作如下:(1)研究了QC-LDPC编码协作系统。首先,研究协作技术的三种实现方式,并分析了各技术的优劣点;其次,结合LDPC码的理论基础,给出了QC-LDPC编码协作系统的基本模型及编码实现,然后推导出对应于目的节点的系统校验矩阵和双层Tanner图;在此基础上,研究了目的节点采用的联合置信度传播(Belif Propagation,BP)译码算法;最后,通过在目的节点引入接收信号平均信噪比概念,将QC-LDPC编码协作系统等效成对应的点对点传输模型,并在高斯白噪声(Additive White Gaussian Noise,AWGN)信道下进行相关仿真。(2)针对围长为8(girth-8)的QC-LDPC编码协作系统中继节点编码复杂度高、编码时延长的问题,研究了一种基于生成矩阵的特殊QC-LDPC码联合设计方案。该方案结合了基于生成矩阵LDPC(Generator-matrix-babsed LDPC,G-LDPC)码和QC-LDPC码的特点,可直接实现完全并行编码,极大地降低了中继节点的编码复杂度及编码时延。首先,引入一种girth-8规则QC-LDPC码的显式构造算法,并基于系统的编码实现推导对应于目的节点的联合校验矩阵、等效联合Tanner图及相应的联合最小和(Min Sun,MS)迭代译码算法;其次,提出了校验矩阵的联合设计方案,消除其中所有可能存在的girth-4、girth-6环,提高系统的误码率(Bit Error Rate,BER)性能;最后,在AWGN信道下比较了不同调制方式和不同节点数目情况下girth-8 QC-LDPC编码协作系统的BER性能。(3)研究了多信源多中继QC-LDPC编码协作系统中基于最大公约数(Greatest Common Divisor,GCD)定理的QC-LDPC码构造算法。首先,引入一种基于最大公约数定理构造的QC-LDPC码。与传统QC-LDPC码相比,该码字具有更为灵活的码长和码率,较好地匹配了采用联合设计QC-LDPC码的编码协作系统;其次,在多信源多中继情形下研究了基于GCD定理的girth-8 QC-LDPC编码协作系统,并结合其编码实现推导出对应于目的节点的联合校验矩阵和等效联合Tanner图;紧接着,对各节点采用的码字进行了联合设计以消除系统校验矩阵的短环,提高多信源多中继QC-LDPC编码协作系统的BER性能,并分析了联合设计方案下系统的译码复杂性;最后,分别在不同信道环境下比较了多信源多中继QC-LDPC编码协作系统在不同条件下的BER性能。理论分析和仿真结果表明,基于GCD定理的多信源多中继QC-LDPC编码协作系统的BER性能始终优于对应的点对点系统和采用一般构造QC-LDPC码的系统。同时,在不同调制方式下,随着接收天线数目的增加,多信源多中继QC-LDPC编码协作系统的BER性能得到了显著的提升。