全局耦合低密度奇偶校验(globally coupled low density parity check,GC-LDPC)码是低密度奇偶校验(low density parity check,LDPC)码的一种特殊类别,其奇偶校验矩阵由局部矩阵和全局耦合矩阵组成。GC-LDPC码的结构利于采用部分局部译码器和全局耦合译码器进行译码,从而极大简化译码器的复杂度。本文从GC-LDPC码的构造与译码的角度入手,构造性能更优异的校验矩阵,设计效率更高的译码器。首先,由于(q,n,g,r,l)-BIBD的t个循环矩阵均满足行列(rowcolumn,RC)约束条件,本文利用该结构生成一种新的GC-LDPC码替换集进而构造出基于BIBD的GC-LDPC(BIBD-GC-LDPC)码。仿真结果表明,在AWGN信道下,该码在BER=10-5时,比基于有限域(finite field,FF)替换集的GC-LDPC码编码增益提高了至少0.2 dB。其次,对上述GC-LDPC码进行两阶段译码时,发现较LDPC码的常用和积译码算法(sum-product algorithm,SPA)有一定程度的译码性能损失,在BER=10-5时,约为0.5 dB。针对该问题,本文提出了两阶段交替译码算法。在两阶段译码的基础上,增加一个新的译码阶段,该阶段把全局耦合译码的信息反馈到局部译码阶段。仿真结果表明,在BER=10-6时,交替算法比两阶段译码算法增益提高了 0.2dB。同时,计算开销较SPA降低了 33%。在此基础上,本文又提出了混合两阶段译码算法,将全局耦合译码输出的软信息送入完整译码器,再次进行译码。仿真结果表明,在BER=10-5时,该混合算法比两阶段译码算法的增益提高了 0.35 dB。同时,计算开销比SPA降低了 32%。最后,本文提出了非稀疏全局耦合结构。这种结构强化了局部矩阵和全局耦合矩阵之间的连接关系,并带来两个优点:一是提高了码率;二是奇偶校验矩阵中的4环对译码几乎没有影响。仿真结果表明,针对此类GC-LDPC码,在BER=10-5时,两阶段交替译码算法较SPA算法的性能提高了至少0.5 dB。