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香农信道编码定理给出了信道编码的理想极限性能,指出高效和高可靠性的编码是存在的,该定理要求编码序列足够长,采用随机编码。然而香农信道编码理论仅仅证明了存在理想编码,却没有说明如何进行编码。1993年提出的Turbo码满足随机编码和长编码序列的要求,很好的符合了香农信道编码定理,这使得Turbo码能够逼近香农极限。在深空通信领域,由于通信距离遥远,通信环境异常复杂,因此在 CCSDS(Consultative Committee for Space Data Systems)标准中将Turbo码作为备选编码方案。本论文基于 SC-FDE(Single-Carrier Frequency Domain Equalization)远距离无线通信系统实现了 CCSDS标准Turbo译码器,硬件实现平台为Xilinx Virtex-6 FPGA(Field Programmable Gate Array)。由于 Turbo 码译码算法的复杂度较高,硬件实现时消耗的逻辑资源和存储资源较多,因此考虑到项目需求,本论文实现的是串行Turbo码译码器。本论文首先分析了 Turbo码的编译码结构,对常用的MAP(Maximum a Posterior Probability)等译码算法进行了推导。通过浮点仿真平台,分析了Turbo码的译码性能。通过定点仿真平台,对Turbo码译码器的定标问题进行了研究。接着本论文给出了改进后的模算法译码方案,采用非扩位算法计算外信息,简化了译码复杂度。然后本论文给出了基于FPGA实现的串行Turbo码译码器架构,为降低译码时延,在路径度量值计算方面,采用了前后向译码方案;在路径度量值读取方面,采用双缓存结构和乒乓操作来简化路径度量值的读写。论文最后给出了使用改进后的模算法实现Turbo译码器的硬件资源消耗情况。本论文实现的基于CCSDS标准的Turbo码译码器消耗了非常低的FPGA硬件资源,并且已经成功应用到SC-FDE远距离无线通信系统中。