Abstract
渦輪碼 (turbo code) 是由Berrou等人於1993年所提出來的一種錯誤更正碼技術。此種錯誤更正碼技術是當代編碼理論的一大突破，因為它在相當低的訊號雜訊比中仍可以使數位通訊系統具有低的位元錯誤率，所以被選擇於第三代行動通訊系統的通道編碼解碼方法之一。第三代行動通訊系統的標準規範被定義於IMT-2000 (International Mobile Telecommunications-2000)，IMT-2000 是由 ITU (International Telecommunication Union) 所定義。其位元傳輸率為到大部分地區：384 kbit/s，室內或靜止狀態：2 Mbit/s或更高。歐洲的WCDMA系統 與 北美的CDMA-2000 系統為第三代行動通訊系統的主要兩大方案，兩者的渦輪碼編碼器皆由兩個相同的8-state迴旋編碼器(convolutional encoder) 及一個交錯存取器所組成。而渦輪解碼器 (turbo decode) 主要是由兩個具有軟式輸入 (soft-input) 及軟式輸出 (soft-output) 的迴旋解碼器和一組交錯存取器所組成並以反覆解碼的架構來解碼。用於軟式輸入軟式輸出解碼器的演算法，主要可分為軟式輸出緋特比演算法 (SOVA) 與最大事後機率 (MAP) 演算法兩大類。每種演算法具有不同的錯誤更正效果及運算複雜度，越好的錯誤更正效果通常伴隨著越複雜的運算複雜度。在本篇論文中，我們首先將探討這些演算法的運算原理以及降低運算複雜度的技巧。接下來，我們分析各種演算法的運算的運算複雜度與模擬在CDMA-2000 系統下，各種硬體設計上的考量與不同演算法間的錯誤更正效果。從這些分析與模擬結果，我們在錯誤更正效果及運算複雜度間做一取捨，選擇Max-Log-MAP演算法作為軟式輸入軟式輸出解碼器的演算法。依循這些模擬參數，我們設計一個全新架構的渦輪解碼器，此解碼器是依照 CDMA-2000 系統之規範，傳輸率可達到2 Mbit/s，並且可成功合成於FPGA上。