极化码(Polar Codes)是第一种能够证明的B-DMC信道下能够达到香农极限的构造码,并且极化码的编码与译码复杂度都很低,由于极化码所具有的这些优点,研究人员给予极化码很大的关注。极化码是在信道极化的基础上构造的,本文首先分析了信道极化的基本原理。在BEC等离散信道中,信道极化与信道数量N,擦除概率p有很大关系,针对这些因素进行了研究。不同的信道类型,具有不同的信道极化的计算方法。文中研究了信息在BEC、BSC以及高斯信道等三种信道上的传输,分别分析了它们的极化过程。编码过程是用矩阵来表示信道极化组合与分解的过程,编码过程最重要的是求得生成矩阵,文中分析了生成矩阵的计算公式,详细讨论了极化码的编码过程。极化码采用连续消除(SC)译码算法进行译码,译码过程是一系列的迭代,SC译码算法译码复杂度较低。文中首先分析了基本SC译码算法,并对不同信道下SC译码的性能进行了研究。在BEC和BSC信道,仿真研究了误码性能与码率、码长以及擦除概率等的关系。在高斯信道下,采用高斯近似法进行极化,使极化码应用于高斯信道,然后综合考虑了码率、码长和信噪比等与极化码性能的关系,得出了误码率曲线。在SC译码的基础上,研究了列表SC译码算法(SCL)和循环冗余校验辅助SCL算法(CA-SCL)在高斯信道的性能,与传统SC译码算法相比,后两种译码算法的复杂度增加了,仿真结果表明这两种算法优于基本SC算法。通过观察译码结构,发现存在一些特殊的码元,译码时所需计算的节点远多于平均,针对这类码元提出了改进措施。在编码时这些码元也设置为固定值,在译码时避免了多余的计算,最后对改进方法进行了仿真验证,结果表明在存在孤立节点的情况下,译码复杂度降低了。