卫星通信有着信道时变的特点,因此需要采用自适应传输技术,而长往返时延的特点使得自适应技术的设计变得非常困难。本文采用基于无速率码和增量冗余混合自动请求重传(IR-HARQ,Increase Redundancy-Hybrid Automatic Repeat Request)技术的自适应传输策略,设计了相应的传输帧格式,并提出了两个自适应算法,使得系统能够在最小化传输延时和解码复杂度的情况下最大化系统的吞吐率。首先,本文介绍了卫星通信系统的两个主要特点,并根据不同的天气条件建立了四种不同的信道模型;其次,介绍了无速率码和HARQ技术的基本原理,并选择采用基于速率兼容调制(RCM,Rate Compatible Modulation)码与IR-HARQ技术的自适应传输策略,推导出该传输策略下系统性能指标的数学表达式;再次,为采用的自适应传输策略设计了新的传输帧格式,并对传输帧中最重要的控制信息部分进行了详细讨论,新的传输帧格式能够有效地提高传输效率;最后,提出了基于最优解与SNR估计的自适应算法、基于解码阈值表与探测机制的自适应算法,这两个算法能够实时地调整新包大小和增量包大小以匹配信道状态的变化,使得系统能够在最小化传输延时和解码复杂度的基础上最大化系统的吞吐率,达到最优的系统性能。本文提出的自适应算法在四种信道模型中都能获得较好的性能:两个算法获得的平均吞吐率约为理论值的97.7%,平均传输次数在理论值的1.2倍以内,平均累计解码复杂度在理论值的1.3倍以内;接收端解码能力在符号发送速率的1.3倍时能够达到约100%的信道利用率。综合比较可知,“最优解+SNR估计”算法性能更好,但是算法复杂度高且受到SNR估计不准的影响,“阈值表+探测机制”算法性能稍差,但算法简单且无需进行SNR估计。