随着科技的发展,通信技术越来越受到各国重视,而所有通信系统努力的首要目标则是信息准确。香农曾指出:对原始的信息做一些编码后能够提高信道传输的可靠性,这种编码的方式即称为信道编码(也被称为纠错编码)。可以这么说,当今信道的编码是在香农信道编码定理的指导下发展起来的,并且逐步趋于成熟。1993年两位法国教授Berrou、Glavieux和他们的缅甸籍博士生Thitimajshima在ICC会议上发表的“Near Shannon limit error-correcting coding and decoding:Turbo codes”,提出了一种全新的编码方式——Turbo码,它巧妙地将两个简单分量码通过伪随机交织器并行级联,来构造具有伪随机特性的长码,并通过在两个软入/软出(SISO)译码器之间进行多次迭代实现了伪随机译码。仿真结果出来后,其性能远远超过了其他的编码方式,因此,Turbo码一提出就在业界引起了巨大轰动。该论文主要是完成系统处理后数据传输时的编码与译码功能,我们采用Turbo码编码方式,数据的编码,译码实现有多种方式,可以使用IP Core,使用原语实现,还可以自己通过硬件描述语言实现,该系统中我们对这些方式都有涉及,二者相结合设计时,能有效发挥FPGA潜力。因为Turbo码所使用的技术大部分都是已经成熟了的,都是其他编码技术的组合,所以,该论文首先介绍了目前常用的编码技术,特别以线性分组码为主,因为其他编码技术大部分都是线性分组码中的一个子集,以此为基础引出Turbo码。因为在Turbo码刚提出的时候,其编码结构只有一种,那就是并行级联卷积码的结构(PCCC),为了简化系统,我们就采用的是最初的编码结构。而译码算法就只介绍了结构,没有像编码一样介绍其算法和推导方式,因为译码时我们直接采用IP Core实现。论文着重介绍了并行级联卷积码(PCCC)的编码方式,该结构中每一个小模块都做了详细说明,特别是交织器,不仅仅做了设计上的说明,还用MATLAB仿真了其对Turbo码的影响,实现方式采用Verilog实现。编码方式主要采用卷积码,其编码方式与推导公式都做了详细说明。Turbo码的实现方式主要采用Verilog编码,同时也采用IP Core辅助实现,论文中列出了部分关键信号时序,通过对关键信号的掌控就能实现整个系统有条不紊的工作,该版本为第一版,主要是实现其功能,所以没有加入删余器,解码时直接使用IP Core,在FPGA配置方面,使用主动同步串行数据总线(SPI)方式固化程序,程序放在flash,掉电后不丢失,可以永久保存,调试方案则采用JTAG。在系统测试中,我们首先用MATLAB仿真整个系统,主要以1000个字符和1500个字符在相同条件下的误码个数比较。然后在系统实际运行过程中,连续运行多个数据,用示波器测试发出的数据,借此分析了影响Turbo码的几个因素。通过完整的分析与测试,事实证明该系统已经完全实现其功能,使用FPGA来实现Turbo码的编码与解码工作是非常理想的方式。目前为止,绝大部分Turbo码的研究都限制于低速率的二进制来编码,其实Turbo码远不止于此,其还可以与TCM、多进制编码等技术相结合,这些方式应用于高效调制与传输等,并且也有类似的非常接近信道容量的性能。总之,正是因为Turbo码具有非常优越的性能,全球的研究者都在努力的将其实施于应用中,不仅在移动卫星通信系统领域、还在数字音视频广播、深空通信、深空网、UMTS/3GPP、CDMA等系统有着广泛的应用。