turbo码---（导言）

前言

学完通信原理后，老师留下了通信原理课设的作业，原本打算是组队手搓一个通信系统，但是之后老师改为单人作业，于是选择的信道编码这个课题，先是实现了卷积码的复现，采用了维特比译码，在了解了turbo后看到了译码的涡轮结构大为震撼，于是便有复现的打算，接下来便展示复现过程，turbo的编译码涉及到了高等代数以及概率论的知识，本次复现过程会展示数学原理的推导参考资料但不会过多提及数学原理.

介绍

Turbo码，作为一种前向纠错码（FEC），在1993年由Claude Berrou等人提出，标志着通信领域的一次重大突破。它的核心优势在于提供接近香农极限的纠错能力，大幅提高了数据传输的可靠性和效率，尤其是在信噪比较低的通信环境中。Turbo码利用了一种称为“软输入软输出”（SISO）的迭代解码技术，通过两个或多个并行的卷积编码器和一个交织器来增强编码的随机性，从而提高纠错性能。在每次迭代过程中，解码器会互相交换信息，逐步提高解码的准确性。这种独特的迭代解码过程是Turbo码区别于其他类型纠错码的关键特点。由于其出色的性能，Turbo码被广泛应用于无线通信、深空通信、数据存储等多个领域，包括3G、4G移动通信标准和卫星通信系统，对提升通信质量和系统容量产生了深远影响。

总览

turbo分为编码部分与解码部分

编码部分

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如图所示，turbo编码器由三个并行编码器和一个交织器组成，这三个并行编码器分别对三个输入序列进行编码，交织器将这些编码后的序列交织在一起，然后将交织后的序列作为输出。
第一条编码路径直接将输入码流输出，第二条码流经过编码器（与第三条路的编码器相同）后输出，第三条路经过交织器后再送入编码器后输出，由一路数据现在转为三路数据，码流长度比为1比3。
turbo的涡轮循环的精妙过程体现在了交织器上，在后面的章节中我们将重点介绍。

解码部分

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从图中可以看到，第一路输入的码流与第二路的码流现实经过译码器1后产生了两路输出输出了码流的概率预测矩阵，这个码流预测矩阵经过交织器后与第一路经过交织器的码流，第三路的码流一起送入译码器2，译码器2二产生第二次的码流预测矩阵，这就是一个涡轮循环，第二次涡轮循环的中，译码器2产生的码流预测矩阵将送入译码器1，译码器1的输入又再次送入2，就这样的循环中，先验概率与后验概率得到了充分的应用，大大提升了译码的准确性。