卫星通信具备全覆盖、全天时及全天候等独有特点,而低轨(Low Earth Orbit,LEO)卫星更是以其优越的通信链路具备良好的发展潜力。扩频技术以其抗干扰能力强、保密性能好及功率谱密度低等优点在卫星通信系统中得到广泛应用。然而,随着接入用户的增多,LEO卫星上行链路面临的多址干扰将不断加剧,制约着上行链路的通信性能。此外,高负载场景下多用户信号在同步环节的互扰问题逐渐严重,将进一步限制上行链路的有效用户容量。为解决以上问题,本文对LEO卫星码分多址(Code Division Multiple Access,CDMA)上行链路的多用户检测算法及高负载场景下同步环节的干扰消除问题展开研究。多用户检测算法种类多且差异明显,选择适用于LEO卫星上行链路的多用户检测算法至关重要。从算法误比特率性能、稳定性及实现复杂度入手,通过理论分析及仿真验证,对比四种常用多用户检测算法,结果表明,多级并行干扰抵消检测算法具备逼近单用户误比特率的性能,且结构简单,适用于功率受限及处理能力有限的星载接收机。依据LEO卫星上行链路的业务需求,设计该链路的基带参数,并对其多址干扰进行建模,重点建立该链路的异步多用户检测算法模型。通过对异步系统引入偏相关函数,建立一种运算量低且结构简单的符号级异步并行干扰抵消检测算法模型,同时,为有效处理级联结构带来的误差传播问题,引入带抵消权值因子的部分干扰抵消检测算法。搭建上行链路多用户系统仿真平台,对异步并行干扰抵消检测算法及部分干扰抵消检测算法的性能进行验证。从误比特率入手,对上行链路的多用户性能展开仿真,获得上行链路使用多用户检测算法后的性能增益,结果表明,这两种算法可有效消除多址干扰,大幅提升上行链路的误比特率性能。分析高负载场景下多用户信号在同步环节的多址干扰消除问题,突破传统接收机在信号同步和解调环节保持的严格前后级约束,设计一种并行干扰抵消辅助新用户同步的复合算法。从捕获峰均比、检测概率及虚警概率入手,对该复合算法的性能展开仿真及验证工作,结果表明,该算法在一定程度上能近似逼近单用户信号的捕获性能,可有效提升上行链路的用户容量。