信道编码是一种在数据传输中用来提高数据抗干扰能力的重要技术手段。极化码是一种新信道编码技术,是第一种可以理论上严格证明能达到香农容量的编码方案,同时还有着规则的构造方式。自极化码在2009年由Arikan系统地提出以来,其优异的误码率性能和低编译码复杂度吸引了国内外众多的关注,并已经成为5G通信增强移动带宽场景下控制信道编码方案。本文的主要研究内容如下:1.研究了极化码的基本概念与理论基础,阐述了信道极化理论与极化码的编码过程,并详细介绍了两种常见的极化码译码算法。2.针对连续消除列表译码(Successive Cancellation List,SCL)复杂度较高的问题,提出了一种复杂度更低的部分路径扩展并分段校验剪枝的 SCL 算法(Partial Path Expansion with Segmented Check and Pruning SCL,PE-SCP-SCL)。首先,以极化信道自身的可靠性作为衡量依据,如果译码结果足够可靠,则直接进行硬判决,否则才会进行路径扩展,并引入参数α用来平衡复杂度和性能,满足不同应用场景下的策略需要;另一方面,引入若干奇偶校验点,在译码过程中进行分段校验,若校验不通过便直接将其剔除。理论分析证明了校验剪枝引入的额外错误几乎可以忽略不计,验证了该操作的合理性。数值仿真也验证了所提算法能以较小的错误率损失,显著降低译码复杂度。3.提出了低时延的非相干MIMO下极化码的编码调制方案。首先研究了非相干MIMO信道下的极化编码调制的基本原理,考虑到非相干MIMO自身的接收解调复杂度已经很高,而多级编码调制的信号接收结构具有时间复杂度高、时延长的特点,对实际应用不利,因此针对系统时延过高的问题,提出两种解决思路,一种是采用极化码分块传输的比特交织编码算法,另一种是通过优化多级编码调制的多阶译码结构以降低接收端时延,最后给出各方案的复杂度分析与误码率性能仿真结果。