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随着无线通信技术的高速发展,大众对于信息传输的通信速度和通信质量的要求越来越高。目前,第五代（the 5th Generation,5G）移动通信在我国已经开始大规模商用,应用场景不断丰富,5G服务不止应用在智能手机上,还服务于多样的5G设备,如扩展现实、云游戏设备、车载设备、无人驾驶飞行器等。5G演进（5G-Advanced,5G+）乃至第六代（the 6th Generation,6G）移动通信对信息传输提出新需求,支持更高吞吐率,更高可靠度和更低时延的传输也成为信道编译码技术的发展方向,这也对5G业务信道编码方案低密度奇偶校验（Low-density Parity-check,LDPC）码的性能提出了更高要求。本论文对准循环LDPC（Quasi-cyclic LDPC,QC-LDPC）码的编码优化和构造进行了研究,对二元域和多元域的QC-LDPC码进行了综合分析,并且引入遗传算法对编码结构进行优化设计,主要工作和成果如下:论文首先介绍了研究背景和研究基础。对无线通信技术的发展、LDPC码译码方法、构造方法和性能分析方法进行了简要介绍。接着详细描述了二元和多元LDPC码的定义、描述方法、基本构造方法和常用的编译码算法,并且介绍了5G协议中规定的5G-LDPC码的校验矩阵结构、码长码率兼容方式以及编码的具体实现方法,为后续研究提供理论基础。随后,论文重点研究了基于遗传算法的QC-LDPC码优化方案。论文介绍了遗传算法的基本步骤,并且设计了遗传算法应用在QC-LDPC码优化方面的方案,对算法过程中的种群初始化、适应度函数计算、选择、变异、交叉等重点步骤,结合QC-LDPC码的结构特点,进行了针对性描述。接着对二元LDPC码高速译码仿真测试平台进行了介绍,利用单指令多数据流（Single Instruction Multiple Data,SIMD）指令集和多核处理器对译码仿真测试进行并行加速。论文在5G-LDPC码的BG1和BG2矩阵中各自选择合适的码字集合进行码长兼容和码率兼容的仿真实验和性能比较。仿真结果表明,经过遗传优化的码字可以获得明显的性能提升,在优化设计目标处的性能增益最高可达0.5 d B。接着,论文进一步将QC-LDPC码的遗传算法优化方案推广至多元LDPC码设计。首先分析了多元LDPC码和多元QC-LDPC码的编码构造过程,给出了多元LDPC码的构造方法。然后详细描述了遗传算法在优化多元LDPC码替换矩阵、多元校验矩阵相关的具体实现方案,而且将二元QC-LDPC码的遗传优化方法针对多元QC-LDPC码的替换矩阵、基矩阵和联合构造方法进行了算法改进。论文选择了一些代表性的多元LDPC码进行了构造优化和仿真测试。论文还提出一种码长扩展方法,对部分多元LDPC码进行了多码长的扩展。仿真结果表明优化算法可以有效提升译码性能,并且码长扩展后的多元LDPC码仍能获得显著增益。此外,论文还结合遗传优化方法给出一个通用的多元QC-LDPC码的构造设计方案,并且用此方案构造出性能逼近现有BDS协议中GF（64）的多元QC-LDPC码。论文最后还探讨了QC-LDPC码结合高阶调制的遗传算法编码构造优化。首先介绍了LDPC码的高阶编码调制方法,对基于5G-LDPC码编码的比特交织编码调制（Bit Interleaverd Coded Modulation,BICM）系统,以及5G-BICM系统的比特交织方案进行了详细的描述。进而研究了基于多元LDPC码编码的高阶编码调制方案。论文选择基于5G-LDPC码BG1矩阵的编码调制方案进行单一编码优化、多码长兼容优化和多码率兼容优化,而且选择了部分多元QC-LDPC码进行针对编码调制系统的构造优化。仿真结果表明遗传优化算法在结合高阶调制的条件下,仍可以有效优化二元QC-LDPC码和多元QC-LDPC码的构造设计,实现提升编码调制系统整体性能的目的。