Turbo码被提出后，Turbo码的迭代译码算法很快被升华为“Turbo原理”。此后的十几年间，“Turbo原理”吸引了越来越多的关注，它被应用到接收机的各个环节中。接收机中基于“Turbo原理”设计的每个接收模块都可以像Turbo码的子译码器一样工作，它们可以利用先验信息也可以输出外信息，彼此间相互交换软信息，一次完整的接收过程需要通过各个模块间的若干次迭代完成。这样的接收机被称作Turbo接收机或迭代接收机。　　 本文首先综述了Turbo接收机的相关背景知识及最新研究进展。在此基础上，以Turbo接收机的关键技术--Turbo均衡算法作为主要研究对象，针对Turbo均衡算法复杂度降低和性能提高、Turbo均衡应用中的初始均衡算法以及大延时多径信道下采用Turbo均衡的迭代接收方案等问题进行了研究。主要工作如下：　　 1.提出了一种以匹配滤波预处理输出的多分量信号进行MMSE检测的Turbo均衡算法，简称MF-MMSE Turbo均衡算法。MF-MMSE Turbo均衡算法利用匹配滤波器对接收信号进行预处理，并用均衡器的先验信息针对待检测发送符号作干扰抵消，再将与该发送符号对应的输出分量向前后扩展得到观察矢量，最后根据该观察矢量计算待检测发送符号的似然概率（软信息）以实现Turbo均衡。MF-MMSE Turbo均衡的另一种实现方法是利用匹配滤波器对接收信号进行预处理，并用先验信息针对待检测发送符号作干扰抵消，再将该符号对应的输出分量向前后扩展得到观察矢量，最后通过对观察矢量进行MMSE检测并计算待检测发送符号的似然概率实现Turbo均衡。本文分别针对上述两种思路给出了MF-MMSE Turbo均衡算法的二种表达式，并证明了这两种表达式的等价性。MF-MMSE Turbo均衡的第一种实现方法，相当于在传统Laot Turbo均衡基础上将观察量从匹配滤波器输出的一个符号扩展为由若干个匹配滤波器输出符号组成的向量。MF-MMSE Turbo均衡的第二种实现方法，相当于在传统MMSE Turbo均衡的基础上添加一个匹配滤波器作为接收符号序列的预处理器。本文对MF-MMSE Turbo均衡进行了EXIT图分析和误码性能仿真研究。分析和仿真结果显示，MF-MMSE Turbo均衡算法性能良好且复杂度低。相对Laot Turbo均衡，MF-MMSE Turbo均衡只需将观察向量长度略微扩展即可明显提高系统性能。此外，通过适当选择观察矢量长度，MF-MMSE Turbo均衡还可以更低的计算复杂度实现与MMSE Turbo均衡相同的性能。本文还提出了一种变观察矢量长度MF-MMSE Turbo均衡，即在同一次迭代接收中MF-MMSE Turbo均衡的观察矢量长度可以随迭代次数发生改变。仿真结果显示，变观察矢量长度MF-MMSETurbo均衡可以在维持性能变化不大的前提下有效降低系统的计算复杂度，进而为不同的通信系统提供灵活的MF-MMSE Turbo均衡方案。　　 2.基本MF-MMSE Turbo均衡采用迭代译码器的输出外信息作为均衡器的先验软信息。本文提出了一种以译码器的完整输出外信息和译码器的部分先验信息之和作为均衡器先验信息的MF-MMSE Turbo均衡算法。这种先验信息被称为组合式先验信息。本文还提出了一种在MF-MMSE Turbo均衡过程中对组合式先验信息进行动态更新的方法，更新过程需要使用本次迭代中已经计算得到的用于均衡器输出的比特外信息。仿真结果证实，采用组合式先验信息并且在均衡过程中对先验信息进行更新可以显著提高MF-MMSE Turbo均衡的性能，且通过适当选择观察矢量长度、先验信息类型以及是否在均衡过程中对先验信息进行更新，MF-MMSE Turbo均衡可以较低的计算复杂度达到与性能最佳的MAP Turbo均衡十分接近的性能，并明显好于传统MMSE Turbo均衡。　　 3.本文对MF-MMSE Turbo均衡应用中的初始均衡算法进行了研究，在对传统单载波频域均衡算法分析和研究的基础上，提出了一种适用于单载波频域均衡的输出软信息计算方法。该计算方法将已经利用单载波频域均衡得到的发送符号的估计值中与原发送符号无关的项看作等效噪声，它包括未能抵消干净的相邻符号串扰以及经过均衡的信道噪声，而后利用该等效噪声的统计分布计算发送符号的软信息。仿真结果表明，采用软输出单载波频域均衡作为导频辅助块传输系统迭代接收方案的初始均衡有助于降低接收机的计算复杂度，同时又可加快接收机的收敛速度。在信道已知前提下，初始均衡采用软输出单载波频域均衡、迭代均衡采用MF-MMSETurbo均衡的导频辅助块传输系统迭代接收方案仅需较少次数的迭代即可逼近无ISI时信道编码在高斯白噪声信道下的性能，即该迭代接收方案可以有效消除ISI对系统性能的影响。　　 4.本文对迭代信道估计和Turbo均衡的联合应用进行了研究，提出了包括迭代信道估计、接收导频和数据块间干扰抵消、Turbo均衡以及迭代信道译码在内的适用于导频辅助块传输系统的完整迭代接收方案。其中基于导频的信道估计算法采用PN频域信道估计算法，基于数据的信道估计算法采用软输入LMS信道估计算法。迭代接收方案中的初始均衡采用软输出单载波频域均衡，迭代均衡采用MF-MMSETurbo均衡算法，信道编码采用卷积码，译码方式为BCJR译码算法。仿真结果显示，本文给出的适用于无保护间隔导频辅助块传输系统的迭代接收方案可以非常好地消除由接收导频块和接收数据块相互混迭造成的系统性能损失。　　 5.本文通过对无保护间隔导频辅助块传输系统的硬迭代接收过程的分析和研究发现，用于分离接收信号中相互混叠的导频块和数据块的干扰抵消算法通常都会存在一定程度的误差。特别是，当系统采用高阶调制且其所经历的多径信道时延又非常大时，导频和数据的块间干扰抵消算法的这种误差会导致系统性能严重下降，甚至出现误码平台。本文提出了一种适用于工作在大延时多径信道下且采用硬迭代接收的无保护间隔导频辅助块传输系统的分段混合调制方案。在分段混合调制方案中，数据块中可能在传输过程中与导频块发生混迭的前后两端数据符号采用较低阶调制；而数据块中部的数据符号依然采用高阶调制。典型大时延多径信道下的仿真结果表明，本文提出的分段混合调制方案可以有效改善采用硬迭代接收的无保护间隔导频辅助块传输系统的误码性能。