高级在轨系统(AOS)支持空对地、地对空和空对空之间的无线通信数据传输,具有数据传输量大、传输速率高、信道时延长、信道误码率高的特点。因此,如何在高误码率的无线信道中保证传输数据的质量,以提高链路的吞吐量是一个关键问题。本课题研究了AOS协议的帧长度设计方法和信道编码技术。通过采用基于AOS的最优帧长传输方案,并结合性能更佳的纠错码—LPDC码,以提高系统吞吐量。主要研究内容如下:首先,研究了基于最优帧长算法的自适应调制编码联合方案。在不同信道质量和不同调制编码方式下,AOS系统的最优帧长是不同的。本文通过采用最优帧长与联合编码调制相结合的算法,在保证通信系统可靠性的基础上,提高了通信系统的吞吐量。在此基础上,采用适合AOS协议的变帧长混合自动请求重传(HARQ)联合方案,仿真结果表明:在信道质量较差的情况下,该方案的系统吞吐量比采用固定帧长的混合自动请求重传方案的吞吐量更高。其次,对LDPC码性能进行比较和分析。比较了LDPC码的三种构造方式的性能,对几种典型的编译码算法通过仿真做了性能的比较和分析,还对性能较好的扩展比特填充构造方式,分别对码长、迭代次数和编码效率对LDPC码的性能影响做了比较和分析。最后,结合课题的需要,本文提出一种基于AOS协议的变帧长自适应级联编码方案,该方案将LDPC短码交织级联卷积码与变帧长的自适应编码技术相结合,与RS码级联卷积码方案相比,该方案可以进一步降低通信误码率,提高通信系统的吞吐量。