Turbo码是一种先进的纠错编码技术，自1993年由Berrou等人提出后，因其接近香农极限的译码性能而受到广泛关注。Turbo码也被称作并行级联卷积码（PCCC），它在低信噪比（SNR）的环境下依然能提供优异的译码性能。由于其出色的特性，Turbo码在卫星通信等领域有着广泛的应用前景，并被新一代卫星导航系统作为信道编码方案之一。
然而，Turbo码的译码复杂度较高，译码过程耗时较长，这成为了其在实际应用中的限制因素。本文提出了一种针对导航信号的Turbo码编译码方案，并通过FPGA（现场可编程门阵列）技术实现了该方案。选取的是Ahera公司的Stratix IV系列EP4SE360F35I4器件，针对特定参数的Turbo码（码长588，码率1/2）进行了编码器和译码器的设计、布局布线以及综合优化。
在实现中，编码器的逻辑资源消耗低于1%，存储器资源消耗也低于1%，并且最高工作频率可超过200MHz。同样，在最大译码迭代次数为5次的情况下，译码器的逻辑资源和存储器资源消耗也分别低于1%，保持了高主频的工作能力。这样的FPGA实现方案有效地解决了Turbo码在低信噪比条件下的译码复杂度高和资源占用多的问题。
Turbo码的优异译码性能源自其独特的编码结构和迭代译码的思想。在Turbo码的编码过程中，通常会使用递归系统卷积码（RSC）作为分量编码器。RSC被选中的原因是为了避免重复输出原比特序列，相较于非系统码（NSC），RSC在相同限制长度条件下，尽管两者具有相同的最小自由距离，但在小信噪比时RSC性能更优。
在实现Turbo码编译码的FPGA设计时，需要进行逻辑资源和存储资源的综合优化。通过精简设计与优化布局，编码器和译码器能在非常低的资源占用下实现高速率的工作。这种资源利用率高、处理速度快的硬件实现方式，为卫星导航系统提供了可靠的通信保障。
本文提出的导航信号用Turbo码的FPGA实现方案，通过硬件技术手段优化了传统Turbo码编译码过程中的资源占用和处理速度问题。此方案不仅为卫星导航系统中通信技术的改进提供了理论依据和技术支持，也为其他需要高速率和低资源占用的通信领域提供了参考。此外，本文所提及的内容涉及了硬件开发的核心技术，包括FPGA的设计流程、资源优化以及相关硬件算法的应用，对于相关领域的硬件工程师和技术人员具有很高的参考价值。
