深空通信，是指地球站与脱离地球引力的月球探测器、各种行星探测器以及宇宙飞船等宇宙站之间的通信。这些宇宙站离开地球轨道而进入太阳系，地球站与这些宇宙站的通信距离可达数百万公里。所以深空通信与其他通信方式相比难度更大，其基本特征是传输距离非常远，接收信噪比很低。本文主要研究适合深空通信信道特点的信道编译码技术。Turbo码具有接近香农极限的性能，不但可以在低信噪比的环境下表现出优越的性能，而且还具有很强的抗衰落与抗干扰能力，所以Turbo码很适合在低信噪比的深空通信中应用。但Turbo码应用于深空通信中也存在一些缺点，如译码时延大、译码复杂度高、存在“误码平层”效应等。因此，本文将研究重点放在高效率Turbo码的译码算法、交织器以及迭代停止准则设计及其实现等方面。本文首先介绍Turbo码的编译码原理，并分析影响Turbo码性能的各种因素。接着重点介绍几种Turbo码译码算法、交织器的设计原理以及常用的迭代停止准则。以降低算法复杂度的同时保证性能不下降为目标，作了译码算法改进，通过引入“拟合逼近”思想提出最佳平方逼近算法；以减少时延为目标，通过设计有效的停止准则来减小译码迭代次数、提高译码效率；针对“误码平层”效应，提出一种改进的S-随机交织器来提高译码性能。以上的这些改进型算法都通过计算机仿真方法进行了比较、分析研究，对仿真结果进行了验证。最后，结合深空通信信道的要求，选取空间数据系统顾问委员会(CCSDS)所推荐的部分参数，采用本文提出的改进型交织器设计方案、最佳平方逼近译码算法和迭代停止准则，对Turbo码编译码器进行实现研究。MATLAB仿真实验表明，改进后的算法和实现方案应用于深空通信，可提高译码效率、获得较好的深空通信编码增益。