极化码作为目前唯一能被理论证明可达信道容量编码方案，一经出现就成为了学术热点并在众多研究人员的努力下成为了5G控制信道的编码方案。本文从极化码的基本编译码算法入手，对极化码的快速解码算法、码率兼容和混合自动重传方法、非系统极化码的乘积码编译码算法和极化码软件解码器的设计和应用等方面进行研究。
　　论文主要介绍了极化码的编解码算法，为后续关于极化码的深入研究和应用奠定了理论基础。首先给出了极化码的基本编码方式并详细阐述了信道极化的原理。在此基础上列举了几种常见的极化码构造方式，如巴氏参数法、蒙特卡罗法、转移概率矩阵法、高斯近似法和5G标准中的构造，并给出具体的实现方式。然后详细讨论了二叉树形式的SC解码算法，介绍了SCL解码算法原理，说明了CA-SCL解码算法的工作原理并给出了算法工作的具体流程。最后，根据高斯信道下程序仿真比较了各类解码算法的性能并讨论了不同算法优缺点。
　　论文重点研究了极化码的快速解码算法及SIMD实现。首先介绍了SIMD指令的工作原理和处理方式，研究了极化码的SSC解码算法和基于SSC算法的Fast-SSC算法，讨论了快速算法简化的原理，同时统计了在不同码率下各类节点的分布情况。我们利用多线程和SIMD等并行工具实现了帧间并行的极化码软件译码器，着重介绍了主线程框架和子线程各模块间的工作原理，并给出了各模块的的SIMD实现步骤。论文讨论了程序实现在服务器上实测的情况，给出了不同简化算法的性能和实际吞吐量和时延，同时也分析了不同量化比特对解码器性能的影响。
　　论文进一步研究了极化码的HARQ方案及其SIMD实现。首先简单的介绍了极化码的两种码率兼容技术打孔和缩短，并分析了两种不同的技术在不同码率情况的性能的优劣。在此基础上着重介绍了极化码的HARQ方案原理，包括追踪合并重传、递增冻结重传和递增码长重传等。程序仿真比较了不同重传技术性能的优劣并分析其原因，讨论了不同重传技术在实际应用中的优缺点。我们结合递增码长重传的工作原理提出了重传帧的独立解码方案，介绍了实现的原理和具体的操作流程，并结合程序验证了独立解码的性能也是该码率下最优的。我们实现了极化码的递增码长重传软件系统，并在服务器平台上实测吞吐量，结合数据结进行了分析。
　　基于极化码的编解码研究，我们还关注了极化码的乘积码迭代译码及SIMD实现。首先简单介绍了经典乘积码的构造原理，着重介绍了非系统极化码作为分量码构造的乘积码，讨论了极化码乘积码的构造和编码原理，研究了包括分步解码和SISO解码在内的不同乘积码解码原理。为了降低复杂度，我们将固定翻转的SC算法与Fast-SSC算法相结合设计了一种快速固定翻转SC算法，并将该算法作为乘积码分量码解码器实现了高速乘积码SISO迭代软件译码器，重要的关键步骤给出了具体的SIMD指令集算法，结合程序仿真讨论了不同乘积码解码器性能，根据实测的吞吐量分析了乘积码的SISO译码的加速效果。