低密度奇偶校验(Low Density Partiy Check,LDPC)码自提出以来,因其优秀的性能在通信研究领域引起了广泛的关注。作为LDPC码的一个重要子类,空间耦合低密度奇偶校验(Spatially Coupled LDPC,SC-LDPC)码兼具规则LDPC码的最小距离线性增长特性和非规则LDPC码逼近容量限的阈值特性,被视为一种很有前景的信道编码方案。而且SC-LDPC码还具有卷积结构,能够抵抗信道衰落的影响,有望在块衰落信道下获得良好的性能。另一方面,由于非正交多址接入(Non-orthogonal Multiple Access,NOMA)技术不仅能够支持大规模连接,还具有高频谱效率,低延迟和高用户公平性等优点,能够有效地解决各种新兴应用引起的需求激增问题。研究表明,在理想连续干扰消除(Successive Interference Cancellation,SIC)假设下,基于容量可达信道码的NOMA系统的性能可以逼近多用户系统的容量限。但是,在实际应用中信道码的长度总是有限的,在进行SIC检测时会引入严重的错误传播现象,导致系统的整体性能变差。因此,有关NOMA系统下的信道码设计有待进一步的研究。本文主要针对串联多链SC-LDPC码在块衰落信道和NOMA系统下的结构设计和性能分析进行了研究。主要工作如下。首先,从原模图和基矩阵两个角度出发,研究了SC-LDPC码的构造方法和结构特性。为了加深对块衰落信道的理解,研究了块衰落信道模型的特点、中断概率的定义以及PEXIT(Protograph-based EXtrinsic Information Transfer,PEXIT)分析算法。然后,研究了一种适用于块衰落信道传输的串联多链SC-LDPC(Serial Connection Multi-SC-LDPC,SC-MSC-LDPC)码的构造方法,并针对不同类型的子链进行编码扩展。SC-MSC-LDPC码通过交换相同位置处变量节点上的边连接将两条相互独立的子链进行耦合,从而使得两个衰落块之间具有强相关性。该方法无需添加额外的边或节点,不会改变原始单链的度分布。基于PEXIT分析算法,证明了SC-MSC-LDPC码在块衰落信道下的无限长性能逼近中断限。并采用置信传播(Belief Propagation,BP)译码算法分析了SC-MSC-LDPC码的实际译码性能。仿真结果表明SC-MSC-LDPC码在块衰落信道下能够实现满分集,极大地改善了原始单链SC-LDPC码的译码性能。为了进一步提升实际译码性能,基于空间折叠SC-LDPC(folded SC-LDPC,FSC-LDPC)码的构造思想,对(3,6,L)SC-MSC-LDPC码的结构进行优化。仿真结果表明,优化后的(3,6,L)SC-MFSC-LDPC码在块衰落信道下能够实现更好的性能。最后,针对典型的由两个用户和一个基站组成的NOMA下行链路系统,研究了本文所提出的SC-MSC-LDPC码在NOMA系统中的实际应用。首先分析了强用户在不同功率分配系数下的译码性能,结果表明当功率分配系数小于0.25时,强用户的译码性能会逐渐收敛。然后对比了强用户分别在实际SIC检测和理想SIC检测下的实际性能,验证了SC-MSC-LDPC码在NOMA下行链路系统中仍可获得优秀的译码性能。