自香农开创信息论以来,经过数代学者的持之以恒的辛勤探索,纠错编码领域取得了长足的进步与发展.尤其是在世纪交替的近十年间,Turbo码,LDPC码,RA码和Woven码等一大批性能优异的编译码方法如雨后春笋般的涌现,标志着这一领域的研究成果已经进入了登堂入室的境地.Turbo码已经成功应用到第三代移动通讯的标准中,而LDPC码则是下一代移动通讯和深空通信纠错技术的研究热点.最近出现的统一编译码理论-因子图与和积算法对这些形形色色的编译码算法给出了简明而深刻的统一解释.该文主要以目前纠错编码领域的前沿技术turbo码,LDPC码以及统一编译码理论为研究背景,探索了好码设计的关键方法以及相关的实用化技术.论文的主要工作是:1.对于turbo码,该文提出了交织器优化设计的数学模型和一种新的权位倒置交织器,理论分析和仿真结果表明其优于3GPP提出的标准交织(3G TS 25.212 V3.3.0).对于交织器设计中的随机排序问题,该文也提出了优化算法,大大改善了原有算法的时间和空间复杂度.2.对于turbo码,该文提出了两种简单有效的自适应迭代算法,差分判决和校验判决算法,并与已知的CRC,SCR,SDR,互熵和Yu算法进行了比较研究和仿真测试.仿真结果表明差分判决算法的综合性能最佳.3对于LDPC码,该文基于和积算法提出了分析其性能的简单有效的数学模型以及构造非规则LDPC码的基于最优理论规划的设计方法,并且通过计算机仿真验证了该模型和方法的有效性.4.以统一编译码理论为基础,该文提出了一种新的混合turbo码.基于高斯近似的密度进化理论,系统分析和综合比较了turbo码,LDPC码和混合turbo码的收敛行为和信噪比门限,解释了混合turbo码具有良好收敛特性的原因.通过计算机仿真比较了它们的性能,验证了混合turbo码是适用于中短码长的优良的纠错编码方法.