【摘要】：低密度校驗碼(Low-Density Parity-Check,LDPC Codes)最早由Gallager博士在1962年提出。隨著計算機仿真水平的提高和現(xiàn)代編碼理論的興起,近年來LDPC碼獲得了信道編碼理論研究者的廣泛關(guān)注。作為一種具有接近Shannon限性能的好碼,LDPC碼不僅設(shè)計簡單,而且在糾錯能力、譯碼性能和硬件實現(xiàn)復(fù)雜度方面具有較大優(yōu)勢,因此在許多通信系統(tǒng)中具有廣闊的應(yīng)用前景。近年來,LDPC碼的高效編譯碼器實現(xiàn)逐漸成為研究工作的一個熱點,而且科研人員對編譯碼器的數(shù)據(jù)傳輸速率的要求越來越高。通常,LDPC碼的編譯碼器設(shè)計可以通過不同的計算平臺來實現(xiàn),大致上包括CPU,FPGA,GPU等等。近年來,利用圖像處理器(Graphic Processing Unit,GPU)的并行計算功能來進行算法加速成為一項新的研究熱門領(lǐng)域。針對基于CPU平臺的LDPC碼譯碼可能帶來的延遲問題,本文提出了一種基于CUDA架構(gòu)的LDPC碼的并行譯碼方案。CUDA是一種全面支持GPU通用計算的并行架構(gòu)。文章首先研究了CUDA架構(gòu)下的硬件系統(tǒng)和軟件體系,介紹了LDPC碼的基本原理并且重點介紹了它的歸一化最小和譯碼算法,然后結(jié)合兩者以及本文使用的軟硬件環(huán)境,實現(xiàn)了CUDA并行譯碼實現(xiàn)時的具體編譯碼方案,最后分析了影響系統(tǒng)譯碼速度的因素。并與CPU平臺上LDPC碼的串行譯碼的仿真性能進行了比較,驗證了采用CUDA并行譯碼在保證譯碼性能的同時,實現(xiàn)了對譯碼過程的加速,有效減少了譯碼時延,提高了系統(tǒng)吞吐量。
[Abstract]:Low density check code (Low-Density Parity-Check,LDPC Codes) was first proposed by Dr. Gallager in 1962. With the improvement of computer simulation level and the rise of modern coding theory, LDPC codes have been widely concerned by channel coding theory researchers in recent years. As a good code with close to Shannon limit performance, LDPC code is not only simple in design, but also has great advantages in error correction ability, decoding performance and hardware implementation complexity, so it has a broad application prospect in many communication systems. In recent years, the implementation of efficient codecs of LDPC codes has gradually become a hot topic of research work, and researchers have higher and higher requirements for the data transmission rate of codecs. In general, the encoder and decoder design of LDPC codes can be realized by different computing platforms, including CPU,FPGA,GPU and so on. In recent years, using the parallel computing function of image processor (Graphic Processing Unit,GPU) to accelerate the algorithm has become a new research hot field. In order to solve the problem of delay caused by LDPC code decoding based on CPU platform, a parallel decoding scheme of LDPC code based on CUDA architecture is proposed in this paper. Cuda is a parallel architecture that supports GPU general computing in an all-round way. This paper first studies the hardware system and software system under CUDA architecture, introduces the basic principle of LDPC code and focuses on its normalization minimum and decoding algorithm, and then combines the two and the software and hardware environment used in this paper. The encoding and decoding scheme of CUDA parallel decoding is implemented, and the factors that affect the decoding speed of the system are analyzed. The simulation performance of serial decoding of LDPC codes on CPU platform is compared with that of LDPC codes on LDPC platform. It is verified that CUDA parallel decoding not only ensures the decoding performance, but also accelerates the decoding process, effectively reduces the decoding delay and improves the throughput of the system.
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN911.22

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 毛倩;曾小清;張樹京;;一種適用于二進制循環(huán)不等保護碼的譯碼算法[J];計算機應(yīng)用;2007年S1期

2 張長帥;宋黎定;劉泳;;低密度奇偶校驗碼快速收斂譯碼算法研究[J];遙測遙控;2007年03期

3 李穎;魏急波;張煒;;球形譯碼算法中不均勻半徑分配方案及性能分析[J];國防科技大學(xué)學(xué)報;2008年01期

4 李小文;彭德義;譚兵;王振宇;;長期演進系統(tǒng)中一種低復(fù)雜度球形譯碼算法[J];計算機應(yīng)用;2012年03期

5 毛新宇;程宇新;項海格;;混合的深度優(yōu)先及寬度優(yōu)先球形譯碼算法[J];重慶郵電大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2012年05期

6 張立軍;劉明華;盧萌;;低密度奇偶校驗碼加權(quán)大數(shù)邏輯譯碼研究[J];西安交通大學(xué)學(xué)報;2013年04期

7 周曼;林云;;一種基于統(tǒng)計裁剪的球形譯碼算法[J];廣東通信技術(shù);2013年05期

8 李穎;王欣;魏急波;;一種復(fù)數(shù)球形譯碼算法的仿真[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報;2006年10期

9 張培;;低密度奇偶校驗碼及其譯碼算法實現(xiàn)[J];蘇州市職業(yè)大學(xué)學(xué)報;2007年02期

10 章敏;唐寧;廖圣鵬;;Turbo CPM系統(tǒng)Log-MAP譯碼算法優(yōu)化[J];電子設(shè)計工程;2010年01期

相關(guān)會議論文 前10條

1 肖海勇;畢光國;;聯(lián)合檢測的均衡譯碼算法[A];通信理論與信號處理新進展——2005年通信理論與信號處理年會論文集[C];2005年

2 劉海濤;程型清;李道本;;低復(fù)雜度復(fù)球譯碼檢測算法[A];通信理論與信號處理新進展——2005年通信理論與信號處理年會論文集[C];2005年

3 梁棟;李冬霞;;一種改進的Turbo碼Log-MAP譯碼算法[A];2006通信理論與技術(shù)新進展——第十一屆全國青年通信學(xué)術(shù)會議論文集[C];2006年

4 張穎;岳殿武;;幾何Goppa碼的譯碼[A];第一屆中國高校通信類院系學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2007年

5 周朝霞;王大勇;;一種高速并行的Turbo碼譯碼算法[A];2007通信理論與技術(shù)新發(fā)展——第十二屆全國青年通信學(xué)術(shù)會議論文集（下冊）[C];2007年

6 童勝;王鵬;王單;王新梅;;LDPC碼量化和積譯碼的高效實現(xiàn)[A];現(xiàn)代通信理論與信號處理進展——2003年通信理論與信號處理年會論文集[C];2003年

7 盧而輝;賴信q;謝德望;李肇嚴;;可運用于線性區(qū)塊碼之新式軟式判定譯碼算法[A];2005年海峽兩岸三地?zé)o線科技學(xué)術(shù)會論文集[C];2005年

8 路成業(yè);孫蓉;王新梅;;Turbo碼幾種譯碼算法中的量化分析[A];開創(chuàng)新世紀的通信技術(shù)——第七屆全國青年通信學(xué)術(shù)會議論文集[C];2001年

9 朱敏;孟慶民;高西奇;;球形譯碼在MIMO-OFDM系統(tǒng)中的應(yīng)用[A];第九屆全國青年通信學(xué)術(shù)會議論文集[C];2004年

10 劉釗;李會勇;何子述;劉本永;;VBLAST的一種新的非線性譯碼算法[A];2006通信理論與技術(shù)新進展——第十一屆全國青年通信學(xué)術(shù)會議論文集[C];2006年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 張亮;極化碼的譯碼算法研究及其應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2016年

2 吳道龍;極化碼構(gòu)造與譯碼算法研究[D];西安電子科技大學(xué);2016年

3 林偉;多元LDPC碼：設(shè)計、構(gòu)造與譯碼[D];西安電子科技大學(xué);2012年

4 崔俊云;LDPC碼的構(gòu)造及其譯碼算法研究[D];西安電子科技大學(xué);2012年

5 黃海藝;低密度奇偶校驗（LDPC）碼改進譯碼算法研究[D];華南理工大學(xué);2013年

6 羅天放;通信系統(tǒng)中的Turbo碼及Turbo均衡問題研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2003年

7 王單;LDPC碼編譯碼算法研究[D];西安電子科技大學(xué);2006年

8 陳曉剛;現(xiàn)代編碼的性能分析與簡化譯碼算法[D];北京郵電大學(xué);2010年

9 劉原華;LDPC碼的代數(shù)構(gòu)造及譯碼算法研究[D];西安電子科技大學(xué);2009年

10 胡樹楷;LDPC碼構(gòu)造及低復(fù)雜度譯碼算法研究[D];西安電子科技大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 吳海東;LDPC碼編譯碼算法研究[D];南京信息工程大學(xué);2015年

2 陳沛;基于DVB-RCS2的CPM信號接收關(guān)鍵技術(shù)研究[D];解放軍信息工程大學(xué);2014年

3 劉星;極化碼的譯碼算法研究及實現(xiàn)[D];南京大學(xué);2015年

4 劉珊珊;基于CMMB標準的LDPC編譯碼算法研究[D];吉林大學(xué);2016年

5 張祺顯;基于噴泉碼的衛(wèi)星通信方法研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2016年

6 賀雙梅;基于位翻轉(zhuǎn)的LDPC混合譯碼算法的研究[D];華南理工大學(xué);2016年

7 倪磊;極化碼編譯碼算法研究及譯碼算法FPGA實現(xiàn)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

8 龔宇;LTE-A中LDPC譯碼算法在可重構(gòu)平臺的實現(xiàn)與驗證[D];東南大學(xué);2016年

9 楊強華;高清視頻傳輸中的高速LDPC譯碼算法的研究與設(shè)計[D];電子科技大學(xué);2016年

10 韓承昊;m序列的差錯控制機理與譯碼算法及其在SDR平臺的實現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2016年

，

本文編號：2494489