基于GPU的高吞吐量QC-LDPC码编码器实现

作者：段运德; 黎勇^*

来源：重庆邮电大学学报(自然科学版), 2021, 33(01): 73-80.

• 准循环低密度奇偶校验码(QC-LDPC)
• 图形处理单元(GPU)编码
• 并行编码

目前准循环低密度奇偶校验(quasi-cyclic low-density parity-check, QC-LDPC)码快速编码普遍采用现场可编程逻辑门阵列(field programmable gate array, FPGA)、专有电路(application-specific integrated circuit, ASIC)等硬件方案,其通用性差,编码吞吐量不够高。对此,基于图形处理单元(graphics processing unit, GPU)平台提出了一种针对不同码型不同码率的QC-LDPC码通用的高吞吐量并行编码方案。根据QC-LDPC码校验矩阵的准循环结构,先引入其同样具有准循环结构的生成矩阵,再基于生成矩阵的准循环特性以及GPU的线程和内存结构,设计了一种能达到吉比特速率的编码方案。仿真结果表明,该编码器对测试的3个码长从几百到一万多比特的高码率QC-LDPC码均达到了10 Gbit/s的编码速率。其编码速度优于文中对比的QC-LDPC码GPU方案。在对802.11ac标准中的(1 944, 1 620)QC-LDPC码编码时,吞吐量比(complementary metal oxide semiconductor,CMOS)编码器提高了1.9 Gbit/s。在对WIMAX标准中的4种码编码时,吞吐量是FPGA编码器的3.94～7.73倍。

• 单位
  重庆邮电大学; 重庆大学; 通信与信息工程学院