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极化码是一种可达二进制离散无记忆信道容量的新型信道编码技术,其以优异的编译码性能及较低的复杂度,很快成为了通信界研究的热点。其不仅在信道编码方面得到了深入的研究,而且在信源编码、多址技术以及保密通信等方面也得到了相应的推广。本文针对极化码的编译码方法以及在第五代通信系统中的应用进行研究,主要研究内容包括以下几个方面:(一)研究了极化码适应编码方案。分别比较了 MonteCarlo、密度演进和高斯近似这三种信息位选择方法,分析了各种方案的优缺点。然后针对任意码长传输问题,通过仿真对比了现有的几种打孔方式,分析了各种打孔方式的优缺点及使用范围。在此基础上,对打孔位信息确定的打孔方式进行了了改进,使其适用于依据母码直接挑选打孔位,而无需进行信息位重新查找的情形,从而简化了编码方式。(二)研究了极化码高性能译码方案。分别对比分析了持续消除(Successive Cancellation,SC)、持续消除列表(Successive Cancellation List,SCL)、CRC 辅助的 SCL(CRC-aidedSCL,CA-SCL)和置信传播(BeliefPropagation,BP)译码方案。其中,SC译码复杂度比较低,对于中低码长的极化码译码性能比较差,BP译码可以有效的提高极化码的吞吐量,但是性能提升比较有限,并且复杂度比SC译码要高得多,SCL和CA-SCL译码方案可以显著的提高译码性能,但是较大的路径搜索宽度会造成译码复杂度的急剧增加。在此基础上提出了基于可靠信道的简化SCL和简化CA-SCL译码方式,当挑选的可靠信道数目比较少时,提出的译码方式几乎没有性能损失,在同等复杂度下,提出的简化译码方式的性能要比SCL和CA-SCL的译码性能好。(三)研究了大规模机器通信(massive Machine Type Communication,mMTC)和超可靠和低延迟通信(Ultra Reliable and Low Latency Communications,URLLC)场景下的极化码。本文将其与4G中的咬尾卷积码进行了对比,发现相同仿真条件下,极化码的性能要比咬尾卷积码的性能好。