极化码作为目前唯一可以被证明在二进制对称离散无记忆信道达到Shannon极限的信道编码方案,已经被第五代移动通信系统（5G）中增强移动宽带（enhanced mobile broadband,e MBB）控制信道的标准所采纳。极化码最基本的解码方式为串行抵消（successive cancellation,SC）解码,其纠错性能在编码码长为有限值时离Shannon极限有较大的差距。SC解码的纠错性能优化版本为循环冗余校验（CRC）辅助的列表串行抵消（CRC-aided SC list,CA-SCL）解码。CA-SCL算法的CRC比特分布不够合理,导致其解码的时间复杂度有降低的空间。球型译码（sphere decoding,SD）是一种仅适用于较短码长的最大似然译码,其穷举的方式导致解码的时间复杂度太高。列表球型译码（list SD,LSD）减小了SD的搜索空间,但是在中低码率下LSD解码的纠错性能损失极大。本文对SC体系的解码算法、SD体系的解码算法和LSD体系的解码算法分别进行优化。在SC解码体系下,本文通过在各个分段信息序列的末尾放置CRC比特来引入提前退出机制,从而降低了CA-SCL解码的时间复杂度。本文通过替换部分CRC检错码为BCH纠错码,并根据分段信息序列的长度和可信度放置不等长的CRC比特,提升了CA-SCL解码的纠错性能。本文将CA-SCL的列表式数据结构替换为栈式和堆式数据结构,降低了解码的时间复杂度。在SD解码体系下,本文通过将比特划分至数个集合,使得同一个集合内比特的欧式距离可以被及时的最早计算（称该方案为同步确定策略）,从而简化了解码流程,降低了SD解码的时间复杂度。本文提出了一种利用信道软信息辅助的SD解码算法,进一步降低了解码的时间复杂度。在LSD解码体系下,本文通过应用同步确定策略,提高了解码路径评估的精确度,从而增大了每一层路径筛选中保留正确路径的概率,在低码率下提升了LSD解码的纠错性能（最大性能提升可达2 d B）。本文通过引入路径删除机制,降低了LSD解码的时间复杂度。本文将LSD的列表式数据结构替换为栈式数据结构,在高信噪比区域降低了LSD解码的时间复杂度。本文提出了一种基于双线程的SCL和LSD联合译码器,降低了解码的时延。本文提出了快速收敛式的遗传算法极化码构造方法,可显著减少重复计算次数。本文提出了适用于LSD解码的新型极化码构造算法,其时间复杂度与编码码长线性相关,在低码率条件下可明显提升LSD解码的纠错性能,其性能增益最大可超过2 d B。本文对极化码的三种解码体系和极化码构造方法分别进行了优化。未来的研究方向是各个解码体系下的进一步算法优化和对应的实现工作。