現(xiàn)代通信已經(jīng)成為了人類(lèi)生活與發(fā)展中重要的一部分,并且不斷有新的技術(shù)出現(xiàn),但是也有一些傳統(tǒng)技術(shù)需要不斷改進(jìn),以適應(yīng)當(dāng)前移動(dòng)化的需求。信道編碼對(duì)增加通信系統(tǒng)的可靠性具有重要意義,而低密度奇偶校驗(yàn)(Low Density Parity Check,LDPC)碼是一種能夠接近香農(nóng)極限的糾錯(cuò)碼,目前在無(wú)線通信領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。但是與其他的糾錯(cuò)碼相比,處理LDPC碼時(shí)的計(jì)算量大,尤其是在譯碼階段。在無(wú)線通信中的移動(dòng)端,當(dāng)前的LDPC譯碼器一般基于硬件實(shí)現(xiàn),然而硬件平臺(tái)靈活性差,難以同時(shí)支持多種不同碼率、碼長(zhǎng)的LDPC碼,也難以對(duì)硬件設(shè)備進(jìn)行拓展升級(jí)。首先,本文提出了一種在移動(dòng)端上利用圖形處理單元(Graphics Processing Unit,GPU)的多線程來(lái)支持并行多碼字譯碼的軟件LDPC碼譯碼器。該譯碼器通過(guò)一種將校驗(yàn)矩陣進(jìn)行壓縮并分塊存儲(chǔ)在GPU的私有內(nèi)存的設(shè)計(jì),提高了歸一化最小和譯碼算法的譯碼速度;并對(duì)置信信息的存儲(chǔ)方式進(jìn)行改進(jìn),節(jié)省了GPU內(nèi)存資源的占用。其次,本文在此基礎(chǔ)上針對(duì)無(wú)線通信中更常用的準(zhǔn)循環(huán)LDPC碼,設(shè)計(jì)了更適合GPU并行加速計(jì)算的分層譯碼算法,能夠達(dá)到更快的收斂速度。在算法上通過(guò)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)來(lái)減少不必要的同步,以達(dá)到加速譯碼的效果。最后,在實(shí)際的移動(dòng)設(shè)備環(huán)境中,測(cè)試了LDPC碼的譯碼性能,包括譯碼準(zhǔn)確性、譯碼收斂速度、最大吞吐率與譯碼延遲等。實(shí)驗(yàn)表明,在移動(dòng)設(shè)備的GPU上進(jìn)行LDPC碼譯碼并不影響譯碼準(zhǔn)確性,且GPU能加快譯碼速度。相比之下,分層譯碼算法具有更快的收斂速度和更大的吞吐率,而歸一化最小和譯碼算法有更低的時(shí)間延遲。在一般的移動(dòng)設(shè)備上用GPU進(jìn)行LDPC碼譯碼都能夠達(dá)到100Mbps以上的吞吐率以及小于1.6毫秒的延遲,基本能夠滿足目前在移動(dòng)端對(duì)帶寬和延遲要求嚴(yán)格的語(yǔ)音聊天等場(chǎng)景的需求。
【學(xué)位單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：TN911.22
【部分圖文】：

正如 2.1.2 節(jié)介紹，LDPC 碼的校驗(yàn)矩陣適應(yīng)移動(dòng)設(shè)備上內(nèi)存資源少的特點(diǎn)，另一方這里我們將用兩個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)表示該校驗(yàn)矩 和校驗(yàn)矩陣的列壓縮表示 ，并且兩理論上這種設(shè)計(jì)存在信息冗余，但設(shè)計(jì)合理中 通過(guò)行遍歷對(duì)矩陣進(jìn)行重新索引來(lái)獲來(lái)獲得，具體的重索引算法后續(xù)進(jìn)行介紹。有別于一般在 CPU 上運(yùn)算的設(shè)計(jì)，這里全局內(nèi)存中，因?yàn)槿謨?nèi)存的訪問(wèn)速度并不圖中比特節(jié)點(diǎn)和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)的連接信息，這部被訪問(wèn)的，因而在本設(shè)計(jì)中將該部分校驗(yàn)矩有內(nèi)存中，使其能夠達(dá)到最快的訪問(wèn)速度，1 1 1 0 0 0 0 0

圖 3-4 校驗(yàn)矩陣的列壓縮表示H 的分塊的列壓縮表示 ，如圖 3-4 所示。具體地的數(shù)量與校驗(yàn)矩陣 H 的行數(shù) M 相同，因此列的非零值的索引信息，也就是說(shuō)，每個(gè)工遞進(jìn)行更新，即對(duì)于第 m 個(gè)工作項(xiàng)，對(duì)應(yīng)為信息。由于每個(gè)工作項(xiàng)需要保存校驗(yàn)矩陣 H，對(duì)于每個(gè)比特節(jié)點(diǎn)而言，都有唯一的工作要與其他比特節(jié)點(diǎn)共享這部分信息，這部分。矩陣的生成方式
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 郭軍軍;慕建君;;一種改進(jìn)的LDPC碼最小和譯碼算法[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2012年30期

2 袁瑞佳;白寶明;;基于FPGA的LDPC碼編譯碼器聯(lián)合設(shè)計(jì)[J];電子與信息學(xué)報(bào);2012年01期

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本文編號(hào)：2886642