当前我国海洋经济快速发展,随着“21世纪海上丝绸之路”以及“海洋强国战略”的逐步推进,海上船舶通信对高质量的多媒体业务需求不断增加。现有的船舶无线通信系统不仅数据传输速率较低,且大多互不兼容,只能基本满足海事活动的常规通信需求。为改善上述问题,满足海上无线通信多码率多码长需求,论文对多码率多码长多元低密度奇偶校验(Low-Density Parity-Check,LDPC)码进行了深入研究。从校验矩阵构造、编码算法及编码器设计、译码算法及译码器设计三个方面进行了优化研究,构造出兼容多码率、多码长且具有优秀纠错性能的多元LDPC码,并基于FPGA完成编译码器设计。论文的主要内容如下:首先,研究了几种常用的LDPC码码率兼容的实现方式,借鉴5G标准中二元LDPC码类Raptor码的校验矩阵结构,结合准循环移位矩阵构造方法,构造出易于硬件实现,且兼容多码率、多码长的多元LDPC码校验矩阵。然后,对常用的LDPC码编码算法进行研究,在构造的校验矩阵基础上提出多码率多码长多元LDPC码编码算法。综合考虑编码性能和硬件资源开销,采用部分并行设计思路,完成多码率多码长多元LDPC码编码器的设计。使用Model Sim、VIVADO软件平台对编码器进行功能仿真与综合,验证编码器设计的逻辑正确性。接着,对多元LDPC码译码算法进行研究,从硬件实现复杂度、译码性能和译码迭代次数等方面综合考量,选择适于硬件实现的译码算法完成多码率多码长多元LDPC码译码器的设计。使用Model Sim、VIVADO软件平台对译码器进行功能仿真与综合,验证译码器设计的逻辑正确性。最后,采用DIGILENT GENESYS2硬件平台对多码率多码长多元LDPC码编译码器进行板级验证与调试,从有效性、稳定性和译码性能三方面进行测试验证,设计的编译码器满足系统性能指标要求,为今后工程实践提供解决方案。