极化码（Polar codes）作为第一种可理论证明的信道容量可达编码方案,从出现开始就引起了广泛的关注。目前,极化码已经被采纳为5G通信e MBB场景中的控制信道编码方案,对于其它场景和未来的移动通信系统,它仍然是一种极具竞争力的纠错编码技术。混合自动请求重传（Hybrid Automatic Repeat re Quest,HARQ）是一种常用的链路自适应技术,而基于Polar码的HARQ传输方案能够有效提升系统的吞吐率和性能,近年来颇受关注。其中,基于Polar码的蔡司合并（Chase Combining,CC）HARQ方案具有复杂度低,与其它传输技术（如编码调制/空时编码）无缝结合等优点,但性能和吞吐率较差,限制了其在实际中的应用。此外,原始二进制Polar码由于特殊的Kronecker矩阵结构,使得其码长被限制为2的幂次。虽然采用速率兼容技术可以构造任意码长的极化码,但是现有的速率兼容方案性能不能令人满意。本文针对上述问题展开研究,主要的工作和创新点如下:1)针对Polar码的CC-HARQ方案性能和吞吐率较差的问题,提出了一种基于多次译码机制（Mutiple Decoding）的重传方案,称为MDCC-HARQ方案。与CC-HARQ方案不同,当联合译码失败后,接收端并不会直接向发送端请求重传或停止译码,而是构造新的LLR序列进行译码,即提供了额外的译码机会。本文共提出了四种构造LLR序列的方法。仿真结果表明,本文所提出的MDCC-HARQ方案相比原始CC-HARQ方案能取得0.35~0.4d B的性能增益。此外,在中低信噪比下,所提方案具有更高的吞吐率,并且所需的重传次数更少;2)针对速率兼容问题,提出了速率兼容缩短极化（Rate-Compatible Shortened Polar,RCSP）码的两阶段构造方法,以构造码长灵活可变且性能优秀的极化码。第一阶段构造的关键环节是使得缩短比特在接收端是被确知的。为此,本文提出一个将缩短模式和冻结集合进行联合设计的策略,使得缩短比特是冻结比特的线性组合。此外,为了使得所构造的RCSP码的最小汉明距离最大化,本文提出了基于RM码辅助的距离贪婪构造算法。该算法利用RM码的行重约束关系,联合缩短模式以及冻结位集合,在构造过程中优先删除生成矩阵中行重最小的行,从而保证生成的RCSP码具有最大的汉明距离;3)在实际应用中,需要保证码率的灵活性,因此在完成第一阶段的缩短模式和冻结位联合设计后,需要对剩余的冻结位进行设计,即第二阶段构造。本文提出了三种构造方法,分别是RM构造、RM-GA构造和GA构造。RM构造完全由距离特性构造,有最简单的结构。RM-GA构造综合考虑距离和信道可靠度。GA构造是RM-GA构造的简化形式,它不考虑RM码的行重约束关系。三种构造方法的生成矩阵行重数值分析表明,本文的构造方法能有效改善RCSP码的距离特性。仿真结果表明,所提的三种方法在不同码长和码率下具有优秀的性能。与Wang14方案和QUP方案相比,RM-GA构造具有最优秀的性能,最多能取得0.7-0.8d B增益。RM构造最简单,在高信噪比下仍然取得比Wang14方案和QUP方案更好的性能。GA构造则具有与Wang14方案和QUP方案类似的性能。