极化码作为一种新兴的信道编码,编译码复杂度低,并被证明在理论上可达香农极限。因此一经提出,就成为国内外学者的研究热点。基于极化码的优越性能,本文考虑将其应用于铁路下一代车对地无线通信系统任务关键型数据的可靠传输,旨在为列车控制系统提供更加可靠的无线传输链路。本文主要的研究工作如下:(1)基于极化码的信道极化特性,本文提出了不同可靠性要求数据混合传输的极化码构造方案,并将改方案应用于车对地无线通信场景中,以提高安全数据的传输可靠性。基于信道可靠性度量值准则,设计了两种信息位选择方案,解决了安全数据与非安全数据信息位的选择问题。仿真结果表明,本文提出的第二种信息位选择性能更好,能够为安全数据选择较“好”的信道,从而提高任务关键型数据传输的可靠性。(2)研究SC译码算法和SCL译码算法,针对安全数据与非安全数据混合传输的极化码构造方式,基于第二种信息位选择的方案,提出一种SCL-SC译码算法,以提高安全数据译码的准确性,控制译码错误传播。论文同时从SCL译码比例、搜索宽度、码率以及安全数据比例四个方面,对SCL-SC译码算法的性能进行了对比分析。(3)基于实际的车对地通信场景,信道状态信息(Channel State Information,CSI)对无线通信系统有非常重要的影响,而车地间高速的相对移动,信道的快速变化导致不理想CSI的产生。本文设计了一种增强的无线通信传输协议(eWCTP),基于历史测量得到的CSI先验信息,以使接收端与发送端得到与实际较为接近的CSI,并协调了接收端与发送端的极化码编解码参数。