信道极化码是由Arikan基于互信息链式法则提出的一种新型线性分组码。Arikan在其论文中证明了如果使用串行抵消(Successive Cancellation,SC)译码算法进行译码,那么当码长无限大时其译码性能可以达到信道容量。极化码的编码码字可以通过信息序列与生成矩阵获得。只要给定了极化码的极化核与码长,那么它的生成矩阵也能够唯一确定,且求解生成矩阵的复杂度仅为(log)。虽然SC译码算法并不是最佳译码方法,但是它的译码性能对于最大似然译码的译码性能有一个良好的渐进性。SC译码算法的复杂度很低仅为(log),其与码长呈一个近线性的关系。因为极化码有生成矩阵确定、编码与译码的复杂度低等优点,所以它在研究与应用等方面展现了很好的前景。本文的主要研究内容与创新如下:(1)分析SC译码算法的需要逐比特译码的原因,并针对其并行化做了研究。通过研究发现SC译码算法在满足一定条件下是可以部分并行译码的。针对这一特性提出了SC递归译码算法,然后通过仿真比较了它的误码率与运算时间。(2)通过将码树与SC译码算法相结合分析了其译码过程。通过研究发现了SC译码算法的本质,其本质即是将码树节点下所有译码路径的概率和大小作为路径剪枝的依据。在此基础上对SC译码算法进行改进,将码树节点下所有译码路径最大概率的大小代替概率和大小作为路径剪枝的依据。然后通过仿真分析其译码性能与运算复杂度。(3)分析了经典二阶极化核对码长及码率的限制,提出了采用不同极化核的方案。研究了三阶极化核与混合极化核对编码与译码等方面的影响。结合互信息的链式法则研究其极化过程,发现三阶极化核与混合极化核也都具有信道极化现象。研究并提出了三阶极化核与混合极化核的编码与译码方法。通过仿真比较经典二阶极化核、三阶极化核与混合极化核在不同信噪比下的译码性能。本文还研究了极化码的硬件实现并给出具体实现方法。