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卫星通信的重要性不言而喻,但卫星通信也面临着一些现实挑战,如路径损耗大、传播时延长。传统的通信机制如前向纠错(Forward Error Correction, FEC)和自动反馈重传(Automatic Repeat Request, ARQ),无法同时满足高可靠性和低时延性的需求。喷泉码最初应用于地面多媒体广播通信中,首先,它会采用有力的的检错技术来保证只接收正确的数据包,其次,在其传输过程中不需要提供反馈重传,所以喷泉码可以在保证可靠通信的同时,降低接收端的接收时延,因此,喷泉码在卫星通信中有着巨大的应用前景。不过,将喷泉码应用于卫星通信还面临着一些问题,针对这些问题,本文完成的工作及贡献有如下两方面：1)卫星通信中会出现较多的误包,而目前主流的译码算法,如置信传播算法(Belief Propagation, BP),会浪费大量的误包。Log-BP算法虽然不会丢弃误包,但又有计算量大、不易移植的缺点,所以应用很少。针对BP等算法浪费误包的问题,本文提出了一类新型跨层译码算法,该算法在应用层采用主流的译码算法,如BP算法、Inactivation算法,在物理层引入Mining Decoding来处理误包,在Mining Decoding中,我们首先对误包进行解耦和合并,进而借助物理层本身的的前向纠错码进行数据恢复,所以该算法具有很好的兼容性和可移植性。而该算法最大的优点则是以有限的计算代价,显著提高了译码的鲁棒性,既减少了对数据包的浪费,也降低了接收端的接收时延。2)喷泉码需要一定的冗余才能完成译码,而且其冗余不具有很强的“针对性”,所以在某些条件下(如信道太好或者太差时),喷泉码可能无法降低接收时延。为此,本文研究了喷泉码相对于传统技术的时延优势区间,即研究了在哪些条件下(如轨道高度、数据速率、数据体量、信道质量、译码能力等),喷泉码会取得更小的接收时延。这里,本文选择目前主流的SR-HARQ(Selective-repeat Hybrid ARQ)作为对比基准,首先,本文提出了“相对时延”的指标,用以描述反馈对发送端造成的发送能力上的浪费,进而本文通过大量端对端的仿真,确立了在上述各种条件下,喷泉码相对于SR-HARQ的时延优势区间,从而为协议设计者在喷泉码与SR-HARQ之间的权衡调度提供良好的参考。本文的工作具有很强的实用性,一方面增强了喷泉码在无线信道中的译码鲁棒性,另一方面推动了喷泉码在卫星通信中的应用,使得卫星通信在同时满足高可靠性和低时延性方面,有了更大的选择余地。