在无线通信系统中,由于电磁波在传输时往往会受到噪声和干扰的影响,导致解调得到的信息与发送的信息不一致。差错控制系统能从被影响的接收信号中恢复出原始消息,实现通信系统的可靠性要求。喷泉码作为差错控制系统的一种前向纠错编码方案,其无码率特性使得该类码字具有优良的信道自适应编码性能,能够在时变信道及多种应用场景下发挥重要作用。喷泉码主要包括LT码与Raptor码,本文针对喷泉码的编译码优化、不可译码字消除策略以及联合译码进行了深入研究,主要工作如下:（1）针对3GPP MBMS场景中的喷泉码R10码,提出了基于邻居集合匹配的快速编码算法。考虑R10码第一阶段的编码,利用度相对小的中间符号来减少度相对大的中间符号的求解运算次数。方法是构造运算指令集合,依据该指令集按索引顺序和计算式来生成中间符号。对于运算指令集合的构造,提出基于中间符号的邻居集合子集匹配与邻居集合重叠匹配的两种算法,前者匹配当前中间符号的邻居集合的子集,后者搜索与当前中间符号的邻居集合有一定程度重叠的符号来构造指令集。仿真表明,所提算法能显著降低编码复杂度和编码时间,且基于邻居集合重叠匹配的算法比子集匹配的算法进一步优化了编码效率与指令集合构造复杂度。（2）提出LT码在二进制加性高斯白噪声信道上的一种贪婪传播串行译码算法（Greedy spreading serial belief propagation,GSSBP）。考虑到LT码的非固定码率的特点,将新加入译码的符号的消息扩散传播至整个译码图。提出的算法将新接收到的编码符号作为一组,每次迭代时最先传递消息,然后由邻居节点向对向的邻居节点不断传递消息的方式,将消息扩散到所有节点。通过提出融合节点的概念,以概率及递归公式的方法分析了GSSBP算法中消息的扩散速度;采用高斯近似理论分析了算法的收敛速度,表明其优于传统算法;仿真结果表明,GSSBP具有更好的误码率性能。（3）揭示了喷泉码不可译码字的现象,分析了产生该现象的原因,几种可能的策略的实验验证表明,错误消息的累积和传递是引起不可译码字的主要因素,从而提出了基于译码传递消息的吸收与释放的策略以消除不可译码字,该策略保留若干次译码尝试传递的消息并间次对其置零。在解决不可译码字问题后,探究了高信噪比时优化译码开销的方法,其思路是在译码时加上高斯消元辅助。提出了LT码的高斯消元辅助的译码策略以及Raptor码的对数似然比形式的高斯消元辅助的译码策略,仿真表明,在高信噪比时,所提译码策略能显著降低译码开销。（4）将Polar码作为LT码的前缀码构成Polar-LT级联码,提出了基于CA-SCL算法的Polar-LT级联码的局部迭代译码设计,以及基于SCAN算法的Polar-LT级联码的全局迭代译码设计。结合提出的LT码的GSSBP算法,探究了级联码的误码率性能;将所提出的吸收与释放的策略应用到局部迭代与全局迭代,并对比局部迭代与全局迭代的性能;将软高斯消元应用到Polar-LT级联码的局部迭代译码设计中,表明其仍然能在高信噪比时显著优化译码开销指标。