移动通信系统在过去几十年间发生了翻天覆地的改变,从第一代到第四代移动通信系统,以及即将到来的第五代移动通信系统。移动互联网和物联网的迅速发展将推动5G业务的增长。5G将满足覆盖范围广、容量大、功耗低、广泛连接和延迟低可靠性高的技术场景,这将给产业界带来革命性的变化。信道编码技术作为移动通信中的重要环节,为移动通信系统提供高可靠性的保障。极化码作为新型的信道编码技术,是目前第一个能够通过数学严格证明达到香农容量的信道编码技术,并超越Turbo码和LDPC码的性能。2016年11月17日,在3GPP RAN1 87会议的5G短码方案讨论中,极化码方案最终成为5G eMBB(enhanced Mobile Broadband)场景控制信道编码的最终方案。本文对极化码的编译码算法进行研究,并对其编译码器进行硬件设计与实现,并在FPGA平台上实现编译码器的原型验证。首先本文就信道极化的基本原理进行介绍,从信道合成和信道分裂的角度进行原理阐述,并结合极化现象揭示极化原理的本质。围绕信道极化中的可靠性估计问题给出三种解决方案,对比分析不同估计方法的优缺点,并最终选择高斯近似法作为本文估计的方法。然后本文对极化码的编译码算法进行研究和仿真,对比分析编码算法中系统编码和非系统编码的优缺点,以及译码算法中BP算法,SC算法,SCL算法以及CA-SCL算法的优缺点,并最终选择非系统编码和CA-SCL译码作为硬件设计和实现的算法。基于对算法的分析和研究,本文着重对编译码器进行设计与实现。从硬件模块划分,结构优化的角度进行设计,并给出核心模块的详细接口。从功能仿真的角度进行电路的功能验证,并且在Altera DE5(芯片型号5SGXEA7N2F45C2)上完成电路的原型验证。最后搭建基于PCIE的测试演示系统,从编译码器链路系统的角度完成对编译码器的测试,从而进一步说明电路的正确性和稳定性。本文设计的编码器资源消耗占有率不足1%,最大工作时钟频率610 Mhz,最大吞吐率达到750 Mbps。译码器的资源消耗占有率7%,最大工作时钟频率338Mhz,最大吞吐率达到229.02 Mbps。