本文關(guān)鍵詞：GPU平臺下LDPC碼并行譯碼方法研究

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【摘要】：隨著通信理論的發(fā)展,低密度奇偶校驗碼(Low-Density Parity-Check codes,LDPC codes)作為一種逼近香農(nóng)限的線性分組碼,憑借其較低的譯碼復(fù)雜度和良好的糾錯性能,成為當(dāng)前信道編碼領(lǐng)域的研究熱點,并已經(jīng)被普遍的應(yīng)用于數(shù)字通信系統(tǒng)中。和積(Sum Product,SP)譯碼、最小和(Min Sum,MS)譯碼以及歸一化最小和(Normalized Min Sum,NMS)譯碼在較長LDPC碼字下的譯碼時間過長,不利于實際應(yīng)用,為了縮短譯碼時間,本文使用圖形處理器(Graphic Processing Unit,GPU)的多核技術(shù),對上述幾個譯碼算法做出了并行化的研究。本文主要工作如下:1.概述了LDPC碼的譯碼算法,介紹了幾種常用的信道模型,闡述了信道編碼的起源與發(fā)展,描述了CUDA C編程中的軟硬件系統(tǒng)和通信方式,重點分析了GPU中的存儲結(jié)構(gòu)與優(yōu)化技術(shù)。2.分析了SP譯碼算法的迭代思想,設(shè)計了SP譯碼算法的并行化譯碼方案,給出了和積譯碼算法并行化的仿真結(jié)果與分析。通過多個碼字的仿真結(jié)果可以得出,和積譯碼算法的多核實現(xiàn)與傳統(tǒng)CPU實現(xiàn)相比,兩者具有相近的譯碼性能,但是前者具有更快的運行速度。3.分析了MS譯碼算法與NMS譯碼算法,依據(jù)兩者的算法特點,給出了該兩種算法在GPU中的并行化實現(xiàn)方案。仿真結(jié)果表明,相比純CPU的執(zhí)行結(jié)果,GPU下的MS與NMS譯碼時間縮短。
【關(guān)鍵詞】：并行計算 CUDA SP算法 MS算法 NMS算法
【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
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 符號對照表10-11
• 縮略語對照表11-14
• 第一章 緒論14-22
• 1.1 數(shù)字通信系統(tǒng)簡介14-15
• 1.2 典型信道模型15-17
• 1.2.1 BSC信道15-16
• 1.2.2 BEC信道16
• 1.2.3 AWGN信道16-17
• 1.3 信道編碼理論的起源和發(fā)展17-20
• 1.3.1 通信系統(tǒng)中常見的糾錯碼方案17-18
• 1.3.2 典型糾錯碼及其發(fā)展歷史18
• 1.3.3 LDPC譯碼的發(fā)展歷程18-20
• 1.4 本文研究意義20
• 1.5 本文主要研究工作和內(nèi)容安排20-22
• 第二章 基于GPU的CUDA編程22-40
• 2.1 GPU以及基于GPU的CUDA編程概述22-24
• 2.2 CUDA編程模型24-29
• 2.2.1 主機(jī)host與設(shè)備device概述24-26
• 2.2.2 CUDA內(nèi)部的映射結(jié)構(gòu)26-27
• 2.2.3 CUDA中的多線程模型27-29
• 2.3 CUDA硬件系統(tǒng)29-31
• 2.3.1 NVIDIA顯卡簡介29-30
• 2.3.2 CUDA數(shù)據(jù)與指令的加載30-31
• 2.4 CUDA存儲模型31-36
• 2.4.1 存儲器概述31-34
• 2.4.2 內(nèi)部通信方式34-35
• 2.4.3 異步并行執(zhí)行方式35-36
• 2.5 CUDA程序的優(yōu)化36-39
• 2.5.1 grid與block維度設(shè)計36-37
• 2.5.2 存儲器優(yōu)化37-38
• 2.5.3 其他優(yōu)化38-39
• 2.6 本章小結(jié)39-40
• 第三章 并行化SP譯碼算法40-58
• 3.1 SP譯碼算法40-43
• 3.2 SP譯碼算法的實現(xiàn)43-45
• 3.3 并行化SP譯碼算法45-53
• 3.3.1 SP譯碼算法并行化實現(xiàn)的設(shè)計方案45-47
• 3.3.2 并行化SP譯碼算法的實現(xiàn)47-53
• 3.4 并行化SP譯碼算法的仿真結(jié)果與分析53-56
• 3.4.1 并行與串行化譯碼結(jié)果對比53-56
• 3.4.2 并行化結(jié)果的優(yōu)化56
• 3.5 本章小結(jié)56-58
• 第四章 并行化MS譯碼與NMS譯碼58-68
• 4.1 MS、NMS譯碼算法58-61
• 4.1.1 MS譯碼算法58-60
• 4.1.2 NMS譯碼算法60-61
• 4.2 并行化MS與NMS譯碼算法61-62
• 4.3 并行化MS譯碼、NMS譯碼的結(jié)果與分析62-66
• 4.4 本章小結(jié)66-68
• 結(jié)束語68-70
• 參考文獻(xiàn)70-74
• 致謝74-76
• 作者簡介76-77

【相似文獻(xiàn)】

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