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1Turbo码简介
Turbo码又称并行级联卷积码(PCCC)，是在1993年瑞士日内瓦召开的国际通信会议上，由C.Be rrou等人提出的一种编码技术。它是由C.Be rrou等人，在1993年瑞士日内瓦召开的国际通信会议上提出的一种编码技术。这种编码技术巧妙地将卷积码和随机交织器结合在一起，利用随机交织的方式实现了随机编码的思想,在译码方面，这种编码方式采用了软输入/软输出的迭代译码算法来逼近最大似然译码。Turbo码的性能和其他编码方式相比，尤为突出。Turbo码的出现得到了广泛的关注，并得到了广泛的应用，这和它出色的性能是分不开的。
2Turbo码在WCDMA通信系统中的应用
2.1WCDMA通信系统中Turbo码编码器结构
3GPP标准中规定，在数据业务要求误码率在10-3和10-6之间时，使用的是8状态的PCCC（parallel concatenated convolutional code）结构的编码器。8状态的PCCC编码器的转移函数为：
其中: d（D）=1+D2+D3；d（D）=1+D+D3
整个Turbo码编码器结构图如图1所示。
其中Interleaver隔开的相同的两部分为RSC（Recursive Systematic Convolutional）编码器。
Turbo码的这种结构源于这样一种思想：希望对RSC1的译码信息能提供对RSC2译码时的似然值，去影响RSC2的译码，以纠正更多的错误而RSC2的译码信息，也能反馈到RSC1译码器似然值的计算，两个RSC编码器之间经过一个随机交织器交织，使得RSC1和RSC2的输出几乎不相关从而大大降低相邻符号的相关性，使RSC1和RSC2译码提供的似然值不会成为错误的传递（即正反馈）。
2.2WCDMA交织器
这里的交织器采用的交织算法的是多级MIL（Muti_st ageI nterleavingMethod）块交织器，3G TS 25.212协议规定，交织器的交织深度K在40到5114之间。具体的交织过程分为三个步骤:比特流输入至内部矩阵，对内部矩阵进行行内重排和行间重排，对重排后的矩阵修剪输出。
数据输入到交织器后，首先和填充比特一起形成一个矩阵，然后在矩阵的行内和行间进行排列，最后经删余后从交织器输出。
这里交织器的使用，可以降低输出的相关性，提高信道编码的性能，但是我们也应该看到，交织器的使用也给信道编、译码带来了一定的时延。交织器和时延的关系是，交织器越大，那么时延也就越大，但性能也越好。反之，交织器越小，时延也就越小，但性能降低。在具体应用中，我们要平衡好性能和时延的关系。
2.3WCDMA系统中Turbo码译码器的结构
Turbo码在WCDMA通信系统中译码器的基本结构如图2所示。从结构图中我们可以看出，译码器主要由DEC1、DEC2两个子译码器、交织器以及解交织器构成。两个分量码译码器是和编码器中的两个子编码器RSC1、RSC2分别对应的。并且译码器当中的交织器和编码结构当中的交织器是一样的。两个子译码器采用的都是软输入、软输出的译码算法，这种译码算法的好处在于不仅可以进行译码判决，而且，对每一位信息位信息比特的准确性估计也能同时被给出来，我们可以把这种准确性估计称作为译码器的外信息。
接下来介绍译WCDMA系统中Turbo码译码器的译码流程：首先接收端将接收到的串行数据流转变成并行数据流后送入译码器当中。接下来分量码译码器从信道接收序列y和再根据从另外一个分量码译码器所得到的先验信息z，可以估算出信息序列后验概率的对数似然比，并从中提取出外信息I，经交织后的结果再传递给另一个分量码译码器作为这个译码器的先验信息z。Turbo码译码器以一种迭代的工作方式，持续地对两分量码译码器所输出的信息序列后验概率的对数似然比进行校正。伴随着分量码编码器中先验信息Z的不断被更新，它输出的对数似然比会逐步产生收敛效应。当迭代译码达到一定次数后，可以使前后两级的外信息I具有很大的相关性，这个时候，可以通过对DEC2输出的对数似然比进行硬判决，就可以得到Turbo码译码器的最终译码结果了。
迭代译码的好处是可以提高译码性能，但是我们要注意一个误区，并不是说迭代译码迭代的次数越多，译码后所得到的译码性能就越高，当迭代次数达到一定次数以后，随着迭代次数增多，译码性能只能被有限度的提高。整个译码过程可以被看作是两个子分量码译码器信息交换的一个过程。当两个子译码器的信息得到充分的交换以后，达到平衡状态的时侯，这时译码达到了最佳状态，译码性能也趋于平稳。
3 WCDMA通信系统中Turbo码的性能分析
Turbo码具有接近香农极限的性能，在移动通信的恶劣传输环境下具有很大优势。但Turbo码的高性能离不开其编码结构中的长交织、高次迭代译码以及复杂的译码算法，以上三者均会带来高的处理延时，使得Turbo码在长延时及不限延时业务中应用较为广泛，而对低延时业务，如语音业务来说，如何能在保持其强的抗噪声能力的基础上降低延时一直是研究的热点。对于短时延的业务来说，可以引入迭代终止器以在保证Turbo码性能的前提下进一步降低处理时延。在WCDMA平台上对采用短帧交织的Turbo码在高斯和衰落信道下的性能进行的仿真结果表明，在同等时延要求下，采用Turbo码方案不仅能取得较好的性能，而且平均处理复杂度也低于具有相同编码速率的卷积码。
Turbo码又称并行级联卷积码(PCCC)，是在1993年瑞士日内瓦召开的国际通信会议上，由C.Be rrou等人提出的一种编码技术。它是由C.Be rrou等人，在1993年瑞士日内瓦召开的国际通信会议上提出的一种编码技术。这种编码技术巧妙地将卷积码和随机交织器结合在一起，利用随机交织的方式实现了随机编码的思想,在译码方面，这种编码方式采用了软输入/软输出的迭代译码算法来逼近最大似然译码。Turbo码的性能和其他编码方式相比，尤为突出。Turbo码的出现得到了广泛的关注，并得到了广泛的应用，这和它出色的性能是分不开的。
2Turbo码在WCDMA通信系统中的应用
2.1WCDMA通信系统中Turbo码编码器结构
3GPP标准中规定，在数据业务要求误码率在10-3和10-6之间时，使用的是8状态的PCCC（parallel concatenated convolutional code）结构的编码器。8状态的PCCC编码器的转移函数为：
其中: d（D）=1+D2+D3；d（D）=1+D+D3
整个Turbo码编码器结构图如图1所示。
其中Interleaver隔开的相同的两部分为RSC（Recursive Systematic Convolutional）编码器。
Turbo码的这种结构源于这样一种思想：希望对RSC1的译码信息能提供对RSC2译码时的似然值，去影响RSC2的译码，以纠正更多的错误而RSC2的译码信息，也能反馈到RSC1译码器似然值的计算，两个RSC编码器之间经过一个随机交织器交织，使得RSC1和RSC2的输出几乎不相关从而大大降低相邻符号的相关性，使RSC1和RSC2译码提供的似然值不会成为错误的传递（即正反馈）。
2.2WCDMA交织器
这里的交织器采用的交织算法的是多级MIL（Muti_st ageI nterleavingMethod）块交织器，3G TS 25.212协议规定，交织器的交织深度K在40到5114之间。具体的交织过程分为三个步骤:比特流输入至内部矩阵，对内部矩阵进行行内重排和行间重排，对重排后的矩阵修剪输出。
数据输入到交织器后，首先和填充比特一起形成一个矩阵，然后在矩阵的行内和行间进行排列，最后经删余后从交织器输出。
这里交织器的使用，可以降低输出的相关性，提高信道编码的性能，但是我们也应该看到，交织器的使用也给信道编、译码带来了一定的时延。交织器和时延的关系是，交织器越大，那么时延也就越大，但性能也越好。反之，交织器越小，时延也就越小，但性能降低。在具体应用中，我们要平衡好性能和时延的关系。
2.3WCDMA系统中Turbo码译码器的结构
Turbo码在WCDMA通信系统中译码器的基本结构如图2所示。从结构图中我们可以看出，译码器主要由DEC1、DEC2两个子译码器、交织器以及解交织器构成。两个分量码译码器是和编码器中的两个子编码器RSC1、RSC2分别对应的。并且译码器当中的交织器和编码结构当中的交织器是一样的。两个子译码器采用的都是软输入、软输出的译码算法，这种译码算法的好处在于不仅可以进行译码判决，而且，对每一位信息位信息比特的准确性估计也能同时被给出来，我们可以把这种准确性估计称作为译码器的外信息。
接下来介绍译WCDMA系统中Turbo码译码器的译码流程：首先接收端将接收到的串行数据流转变成并行数据流后送入译码器当中。接下来分量码译码器从信道接收序列y和再根据从另外一个分量码译码器所得到的先验信息z，可以估算出信息序列后验概率的对数似然比，并从中提取出外信息I，经交织后的结果再传递给另一个分量码译码器作为这个译码器的先验信息z。Turbo码译码器以一种迭代的工作方式，持续地对两分量码译码器所输出的信息序列后验概率的对数似然比进行校正。伴随着分量码编码器中先验信息Z的不断被更新，它输出的对数似然比会逐步产生收敛效应。当迭代译码达到一定次数后，可以使前后两级的外信息I具有很大的相关性，这个时候，可以通过对DEC2输出的对数似然比进行硬判决，就可以得到Turbo码译码器的最终译码结果了。
迭代译码的好处是可以提高译码性能，但是我们要注意一个误区，并不是说迭代译码迭代的次数越多，译码后所得到的译码性能就越高，当迭代次数达到一定次数以后，随着迭代次数增多，译码性能只能被有限度的提高。整个译码过程可以被看作是两个子分量码译码器信息交换的一个过程。当两个子译码器的信息得到充分的交换以后，达到平衡状态的时侯，这时译码达到了最佳状态，译码性能也趋于平稳。
3 WCDMA通信系统中Turbo码的性能分析
Turbo码具有接近香农极限的性能，在移动通信的恶劣传输环境下具有很大优势。但Turbo码的高性能离不开其编码结构中的长交织、高次迭代译码以及复杂的译码算法，以上三者均会带来高的处理延时，使得Turbo码在长延时及不限延时业务中应用较为广泛，而对低延时业务，如语音业务来说，如何能在保持其强的抗噪声能力的基础上降低延时一直是研究的热点。对于短时延的业务来说，可以引入迭代终止器以在保证Turbo码性能的前提下进一步降低处理时延。在WCDMA平台上对采用短帧交织的Turbo码在高斯和衰落信道下的性能进行的仿真结果表明，在同等时延要求下，采用Turbo码方案不仅能取得较好的性能，而且平均处理复杂度也低于具有相同编码速率的卷积码。