Turbo码以其具有良好的逼近香农极限的译码性能,在无线通信领域中起到了举足轻重的作用,并成了当今信息时代研究纠错编码的重要课题之一。在人们生活质量不断提高的信息时代,通信系统中对工具的便捷性和技术的有效性要求也越来越严格,以促使人们对通信系统的关注越来越紧密。现在随着4G的推出,人们能够享受4G带来的更快的速度和更高的性能,而这一进步正是由于通信工程师们对通信协议、算法等不断的研究和改进的成果,其中,Turbo码作为通信系统中常用的编解码算法之一,在算法的研究上也不断的得到了改进和创新。通过研究Turbo码编码器和译码器结构,并详细介绍了编解码各个模块的实现原理。其中,对于编码模块,详细分析了分量编码器和交织器两个关键问题;对于译码模块,对比了Turbo码常用的两种译码算法:SOVA和MAP,并详细针对MAP算法进行了数据推导和分析,同时针对码率、交织长度和迭代次数的不同分别研究了Turbo码的译码性能。本文对MAX-Log-MAP算法主要从以下两个方面做了改进,第一方面,对MAP算法两路信号局限性进行了扩展分析,当有多路信号时,对算法进行了优化和近似分析;另一方面,针对MAX-Log-MAP算法中忽略的修正函数入手,考虑了修正函数的影响,并对修正函数进行了线性拟合,同时加入了外信息的比例因子,并且从性能和复杂度角度分析算法的有效性,通过MATLAB工具对算法的性能从不同的角度进行了验证。得到了以下结论:在损失了一定复杂度的前提下,有效地提高了算法的译码性能。在FPGA的实现中,借助XILINX设计软件ISE12.2,完成了对编码码率为1/3,量化宽度为7bits的Turbo码编解码结构的方案设计,并通过ISE软件仿真平台使用硬件编程语言Verilog,完成了编解码的FPGA实现,在编码实现结构中,完成了分量码、交织、并串和串并的转换,借助了三分频的思想。在信道端,由于信号在实际的传输过程中会受到噪声的干扰,为了模拟真实的信号通信过程,所以本文中还借助MATLAB模拟了离散的AWGN信道。在译码实现结构中,分别采用MAX-Log-MAP算法和新提出的改进算法的译码器完成译码功能,并对仿真结果进行验证。根据对Turbo码性能的分析,以及Turbo码在各个领域的广泛应用,其算法和结构会不断的得到研究和改进,进而成为通信行业中最有效的编码技术。