由于其优异的性能，Turbo码逐渐应用于实际通信系统。为了应对未来的高速通信，很有必要研究性能优异、吞吐率高的Turbo译码器。 论文首先介绍了Turbo编码的基础知识和Turbo码的编码结构。并对Turbo码性能有较大影响的各种交织器结构进行了探讨。接着介绍了Turbo码的迭代译码原理和Turbo码的MAP译码算法，由于MAP算法运算量大，因此人们又提出了其它一些简化算法——Log-MAP算法和Max-Log-MAP算法。论文对Log-MAP算法进行进一步的简化，得到了Shift-Log-MAP算法，以利于VLSI实现。 在用VLSI实现Turbo译码的时候必须进行量化以提高运算速度，减少硬件开销和存储器容量。根据Log-MAP算法对量化误差传递的理论分析，得出如下结论：量化精度要求按照接收序列值、转移度量、状态度量、对数似然值顺序降低。接收序列值对精度要求最高，同时在低信噪比和首次迭代条件下，要求中间结果的量化精度较高。根据理论分析结论给出了两套量化方案，并对这两套量化方案进行了仿真，仿真结果证明了理论分析结果的正确性。该方法无需大量仿真就可以得到较好的量化方案。该方法虽然是通过对Log-MAP算法进行分析得到的，但也可以很方便的用于Turbo码其他译码算法的量化；利用相同的步骤，对误差传播进行分析，可以得到对不同算法的量化方案。在量化分析基础上，对高信噪比条件下的Max-Log-MAP算法的性能进行了分析，得出由于量化误差的存在及传播，在高SNR条件下，该误差将淹没修正项。因此在高SNR条件下，Max-Log-MAP算法与Log-MAP算法一样，也有最优的误比特率性能。同时，通过对量化误差的分析，提出Shift-Log-MAP算法的非均匀查表实现，该方法可以有效地压缩查表长度，从而加快查表速度，简化查表结构。通过误差的分析计算，该查表方法不会造成精度的损失，因此可以提高Turbo码的性能。 由于Max-Log-MAP算法在高信噪比条件下和Log-MAP算法具有相同的BER性能，因此根据信噪比估计动态选择译码算法，可以降低译码延迟和功耗。本文通过借鉴4个Turbo译码度量，将其用于译码算法的动态选择，这4个度量的计算简单，而且也可以作为迭代停止准则，以更有效的降低译码次数。仿真结果证明，该方法在几乎不降低译码性能的同时，提高了译码速度并减少了功耗。 本文还研究了Log-MAP算法的滑窗结构，提出一种和传统滑窗法不同的流水结构。通过在ACSO单元合适位置中插入寄存器形成流水结构，并修改了传统的滑窗法硬件结构。这使得Turbo译码器以适当的硬件资源的增加(大约2倍)，获得了4倍译码速度的提高。 在上述结论基础上，论文介绍了Turbo译码的VLSI实现方法，用C语言和Verilog语言对Turbo译码器进行建模，并对Verilog描述与C语言模型进行了仿真，得到的实验数据表明所设计的译码器符合性能要求。