通信技术深刻地影响了人们的生活方式,并且随着现代社会的不断发展,人们对通信服务提出了更高的要求,如何保证通信服务的可靠性,有效性,一直是通信领域的研究热点。信道编码技术是一种可以提高通信系统可靠性的方式,目前最新的信道编码方式是由Arikan提出的极化码编码。极化码从理论上证明可以达到香农限,并且具有较低的编译码复杂度。协作通信的提出又为通信技术的发展作出了贡献,通过共享用户间的资源,通过不同的信道发送信息,获得了分集增益,提高了系统的性能。本文研究了极化码的基本原理以及极化码的系统码编码,并将极化码与编码协作、网络编码相结合,主要的研究内容和创新点如下:(1)比较分析了传统信道编码与极化码的区别与联系,研究了信道极化现象,分析了产生极化现象的原因;研究了信道的组合与分解,并对相关的公式做了理论推导证明;介绍了极化码的编码算法,在研究极化码的原始SC译码算法的基础上,推导了其他的译码方式的算法过程,有对数似然SC译码算法,最小和译码算法,基于整数量化的极化码译码算法等。同时介绍了SC译码的改进算法SCL译码算法。对不同的译码算法,不同的信道条件以及不同的极化码构造方法对极化码性能的影响做了仿真。(2)极化码最初是以非系统码的形式提出来的,作为一种线性分组码,也是可以进行系统编码的。在非系统极化码的基础上,研究了极化码的系统码的编译码算法,分析了系统极化码的编码复杂度。通过仿真说明了系统极化码的性能优于非系统极化码,分析了系统极化码的误码率。(3)在研究了系统极化码的基础上,将系统极化码与协作通信技术相结合,提出了一种基于系统极化码的编码协作模型,并给出了各部分的实现框图,详细分析了各节点的实现过程,计算了整个协作系统的系统码率。通过仿真,说明了本文所提出的编码协作方案与已有的基于Plotkin结构的编码协作方案相比,具有更优异的性能。(4)针对多信源的特点,引入了网络编码技术,研究了在双向中继通信中的两种网络编码方案,分别是直接网络编码方案和物理层网络编码方案,并通过仿真分析比较了两种方案的性能及特点。提出了一种基于极化码的网络编码协作通信方案,通过仿真说明了网络编码协作通信系统性能优于非协作系统的性能,并在不同的信道条件下对所提出的方案进行了仿真和分析。