[pt] Esta dissertação apresenta uma técnica de puncionamento orientada pela polarização para o projeto de códigos polares puncionados. A estratégia de puncionamento proposta consiste em reduzir a matriz geradora relacionando seu índice de linha com o princípio da polarização do canal. Os códigos puncionados construídos com base na polarização do canal são então considerados para a decodificação por cancelamento sucessivos (SC) com os bits perfurados conhecidos tanto no codificador como no decodificador. A Distância de Espectro (SD) e a Distância de Espectro Conjunta (JSD) são então utilizadas para análise de desempenho. Os resultados das simulações mostram que os códigos polares puncionados propostos superam os códigos polares puncionados existentes. / [en] This thesis presents a polarization-driven puncturing technique for the design of punctured polar codes. The proposed puncturing strategy consists of reducing the generator matrix by relating its row index based on the channel polarization principle. The punctured codes constructed based on channel polarization are then considered with successive cancellation (SC) decoding and punctured bits known to both the encoder and the decoder. The Spectrum Distance (SD) and the Joint Spectrum Distance (JSD) are then used to performance analysis. Simulation results show that the proposed punctured polar codes outperform existing punctured polar codes.

[pt] Erdal Arıkan introduziu os códigos polares em 2009. Trata-se de uma nova classe de códigos de correção de erros capaz de atingir o limite de Shannon. Usando decodificação de cancelamento sucessivo em lista, concatenada por verificação de redundância cíclica e a construções rápida de código, os códigos polares tornaram-se um código de correção de erros atraente e de alto desempenho para uso prático. Recentemente, códigos polares foram adotados para o padrão de geração 5th para sistemas celulares, mais especificamente para as informações de controle dos canais reverso e direto para os serviços de comunicação eMBB. No entanto, os códigos polares são limitados a comprimentos de bloco a potências de dois, devido a um produto Kronecker recursivo do kernel polarizador 2x2. Para aplicações práticas, é necessário fornecer técnicas de construção de código polar de comprimento flexível. Outro aspecto a ser analisado é o obtenção de uma técnica de construção de códigos polares de baixa complexidade e que tenha um ótimo desempenho em canal de ruído aditivo gaussiano branco, principalmente para blocos longos, inspirada na otimização da construção da aproximação gaussiana. Outro aspecto relevante é o poder de decodificação paralela do decodificador de propagação de crenças. Esta é uma alternativa para atender aos novos critérios de velocidade e latência previstos para o padrão de próxima geração para sistemas celulares. No entanto, ele precisa de melhorias de desempenho para tornar-se operacionalmente viável, tanto para 5G quanto para as gerações futuras. Nesta tese, três aspectos dos códigos polares são abordados: a construção de códigos com comprimentos arbitrários que visam maximizar a flexibilidade e eficiência dos códigos polares, o aprimoramento do método de construção por métodos gaussianos aproximação e a decodificação de códigos usando um algoritmo adaptativo de propagação de crenças reponderadas, bem como analisar quaisquer compromissos que afetem o desempenho da correção de erros. / [en] Erdal Arikan introduced the polar codes in 2009. This is a new class of error correction codes capable of reaching the Shannon limit. Using cyclic redundancy check concatenated list successive cancellation decoding and fast code constructs, polar codes have become an attractive, high-performance error correction code for practical use. Recently, polar codes have been adopted for the 5th generation standard for cellular systems, more specifically for the uplink and downlink control information for the extended Mobile Broadband (eMBB) communication services. However, polar codes are limited to block lengths to powers of two, due to a recursive Kronecker product of the 2x2 polarizing kernel. For practical applications, it is necessary to provide flexible length polar code construction techniques. Another aspect analyzed is the development of a technique of construction of polar codes of low complexity and that has an optimum performance on additive white Gaussian noise channels, mainly for long blocks, inspired by the optimization of the Gaussian approximation construction. Another relevant aspect is the parallel decoding power of the belief propagation decoder. This is an alternative to achieve the new speed and latency criteria foreseen for the next generation standard for cellular systems. However, it needs performance improvements to become operationally viable, both for 5G and for future generations. In this thesis, three aspects of polar codes are addressed: the construction of codes with arbitrary lengths that are intended for maximizing the flexibility and efficiency of polar codes, the improvement of the construction method by Gaussian approximation and the decoding of codes using an adaptive reweighted belief propagation algorithm, as well as the analysis of trade-offs affecting error correction performance.