随着5G的大规模商用,标志着我国的5G融合应用已经由探索阶段转为落地阶段。5G的应用场景不断丰富,融合程度不断加大,发展方向不断清晰。然而其应用上的局限性逐渐显露,虽然5G具有更高速率和更低时延,可以支持高清视频、AR/VR等新业务应用,但仍然无法满足极致增强现实（Augmented Reality,AR）/虚拟现实（Virtual Reality,VR）、全息通信等更应用场景的的速率需求。由此提出了5G的演化,其潜在的无线关键技术主要包括超大规模天线、先进编码调制、太赫兹通信和人工智能（Artificial Intelligence,AI）与通信融合。在先进编码调制方面,5G演化提出在大幅提升数据传输速率的基础上,实现与垂直行业的深度融合。更加多样化的应用场景对信道编码及调制技术等提出了新的挑战。5G新空口（New Radio,NR）采用低密度奇偶校验（Low Density Parity Check,LDPC）码作为增强移动宽带（enhanced Mobile Broad Band,e MBB）业务数据信息的编码方案。随着5G系统的演进,更高的传输速率、更高的可靠度、更低的延时成为演化的需求,对LDPC码的性能提出了更高的要求。本文综合研究了5G-NR LDPC码的优缺点,在5G-NR LDPC码的基础上,针对不同的调制方式设计出了具有更低错误平层的码率兼容兼容的5G-NR LDPC码。采用基因遗传算法构造出了多码率多码长兼容的5G-NR LDPC码。并且利用高速仿真平台对优化的5G-NR LDPC码和5G-NR LDPC码的性能进行了对比分析。论文首先介绍了研究背景与研究意义。对5G的演进、LDPC码的发展和研究现状作了简要的介绍。接着我们详细地给出了LDPC码的基本原理、编译码算法和构造算法,并通过仿真分析了不同译码算法和构造算法算法的误码率（Bit Error Rate,BER）性能。同时搭建了基于单指令多数据流（Single Instruction Multiple Data,SIMD）和多核服务器的LDPC码高速仿真平台。本文给出了具体的SIMD编解码器的设计方案,并结合多核处理器进一步提升了运算能力。论文重点研究了在BPSK调制下具有低错误平层且码率兼容的LDPC码构造方法。首先介绍了5G-NR LDPC码的基本概念和结构,并提出了在BPSK调制下具有低错误平层的码率兼容的5G-CW-Core LDPC码。针对5G-NR LDPC在BPSK调制下错误平层较高的问题,通过基于SIMD的LDPC码高速仿真平台收集了5G-NR LDPC码错误平层处的错误图样,并结合5G-NR LDPC码原型图矩阵的结构进行了具体的分析。在此基础上,我们优化了5G-NR LDPC码的列重分布,消除了列重不均匀分布导致的大量不可检测错误。接着我们发现核心矩阵中存在的陷阱集成为了优化后的LDPC码错误平层的主要原因,因此选择对核心矩阵中部分列的偏移值进行优化,从而消除陷阱集,得到了具有低错误平层的LDPC码。由于5G-NR LDPC码的一个重要特性是码率的兼容性,因此我们测试了部分中间码率的性能,发现通过列重优化和消除陷阱集得到的LDPC码,部分中间码率在误码率下降区性能依然存在一定的改善空间。因此提出了对行的分布进行优化的构造,最终构造出具有低错误平层且码率兼容的LDPC码,其误码率下降区性能接近5G-NR LDPC码。论文进一步研究了高阶调制下具有低错误平层的LDPC码的构造方法。首先介绍了5G系统中的比特交织调制系统（Bit-Interleaved Coded Modulation,BICM）,接着结合5G-NR LDPC码的结构和高阶调制下星座图的映射对5G-NR LDPC码在高阶调制下产生错误平层的原因进行了分析。由于高阶调制下星座点能量分布不均匀,而5G-NR LDPC码中列重较轻的块双对角结构在5G NR协议规定的交织模式下,恰好被映射到了能量最低的星座点。针对这一问题,我们提出了重点优化块双对角结构列重分布的构造方法。仿真结果表明,优化后的LDPC码错误平层明显低于5G-NR LDPC码,且误码率下降区性能损失较少。我们还研究了基于基因遗传算法（Genetic Algorithm,Gen Alg）的多码率多码长兼容的LDPC码的构造。首先,我们简要的介绍了基因遗传算法。接着具体的阐述了如何利用基因遗传算法在5G-NR LDPC码的基础上优化构造。并且我们针对不同的调制方式给出了具体的构造步骤。仿真结果表明,我们利用基因遗传算法构造的LDPC码可以实现多码率多码长的兼容。并且与5G-NR LDPC码相比,在不同的调制方式、不同码率、不同码长下都有着更低的错误平层和相近的误码率下降区性能。