自有噪信道编码定理在1948年提出以来,信道编码的研究学者一直在尝试设计出一种信道容量可以达到香农极限的独特的信道编码方式。随着信道编码理论的飞速发展,LDPC码和Turbo码已成为编码领域的主流解决方案,并广泛用于各种通信系统中。然而,从理论上讲,这些编码方法的信道容量还没有严格达到香农极限。极化码最初由Erdal Arikan提出,在拥有较低的计算复杂度的同时,也是唯一一种可以被严格数学证明能够在二进制离散无记忆信道条件下达到香农极限的信道编码方法。凭借其优异的性能,极化码被应用于越来越多的通信场景中,并于2016年被确定为5G控制信道的短码编码方案。本文主要针对极化码在SC-FDE系统中的应用展开研究,旨在寻找一种适用于MIMOSC-FDE系统的低复杂度极化码编译码方案。一方面从极化码的构造编码算法入手,通过对于现存极化码编码算法的理论分析和仿真验证,确定了采用高阶极化重量法作为应用于MIMO SC-FDE系统的极化码编码算法,并通过仿真分析确定了其最优参数设置,验证了其性能;另一方面着眼于极化码的译码算法,通过对于现有极化码译码算法的理论分析和仿真验证,在现有极化码译码算法的基础上,提出了一种改进的自适应SCL译码算法作为应用于MIMO SC-FDE系统的极化码译码算法,并通过仿真验证了其性能。最后,搭建采用极化码方案和Turbo码方案的不同MIMO SC-FDE系统的C语言链路级仿真平台,通过充分的系统链路级仿真,进一步验证本文确定的极化码方案的可靠性与可行性。经过充分的仿真验证,和传统极化码编译码相比,本文确定的极化码编译码算法在保证译码性能的同时,能够在一定程度上降低极化码编译码过程中的计算复杂度;当应用于MIMO SC-FDE系统时,本文提出的极化码方案相比采用Turbo码方案,能够带来性能的提升。