Исследование LDPC декодеров

А. Адам, Л. Яноши, Peter Varga

А В Башкиров, М В Хорошайлова

Мирра Владимировна Петрова

Цель работы – повышение производительности декодирования квазициклических LDPC–кодов для радиорелейной системы связи на основе многослойного планирования на графическом и центральном процессорах. В перечень решаемых задач входит: реализация программной модели TDMP декодеров на базе CPU и GPU на языках программирования C++ и CUDA; внесение методов повышения производительности; анализ помехоустойчивости и производительности реализованных декодеров; сравнение производительности с аналогичными разработками. В результате работы было продемонстрировано увеличение производительности до 42-х раз на CPU и до 3-х раз на GPU, по сравнению с исходными алгоритмами декодирования, используемыми в рассматриваемой радиорелейной системе. Показано, что предлагаемые реализации декодеров для GPU и CPU обеспечивают более высокую производительность, до 8.47 раз на GPU, и до 3.25 раз на CPU, по сравнению с аналогичными работами. Реализованные в работе алгоритмы могут быть использованы как часть приемного тракта сигналов радиорелейной системы связи. Использовались открытые образовательные ресурсы поиска и анализа информации. Использовались средства автоматизации (автоматизированной) разработки MATLAB, Visual Studio. Применены языки программирования MATLAB, C++, CUDA.

М. Жакина, Zhuldyz Sailau kyzy, Bakhytgul Rysbekkyzy +2 more

В данной статье представлен сравнительный анализ производительности различных алгоритмов декодирования LDPC-кодов в условиях канала с аддитивным белым гауссовым шумом (AWGN). Целью исследования является идентификация наиболее эффективных методов LDPC-декодирования, обеспечивающих надёжную передачу информации в условиях воздействия AWGN. Для проведения моделирования использовался инструмент AFF3CT, предоставляющий широкие возможности для точной настройки экспериментальных параметров и детального анализа работы декодеров. Процесс передачи данных по каналу связи включает следующие ключевые этапы: генерацию исходных данных, кодирование с применением LDPC-кодов, модуляцию (в данной работе используется BPSK), добавление шума AWGN, демодуляцию и последующее декодирование. В рамках исследования рассмотрены следующие алгоритмы LDPC-декодирования: GALA, GALB, GALE, PPBF, WBF и MWBF. В качестве метрик оценки производительности применялись показатели битовой ошибки (BER) и ошибки на кадр (FER). Результаты численного моделирования продемонстрировали, что алгоритмы BP_FLOODING и BIT_FLIPPING, реализуемые в различных декодерах, проявляют неодинаковую эффективность в зависимости от уровня шума и параметров моделирования. Анализ полученных данных позволяет заключить, что алгоритм GALE демонстрирует наивысшую эффективность при декодировании сообщений длиной 20480 бит. В условиях ограниченных вычислительных ресурсов алгоритмы с малым числом итераций, в частности на основе BIT_FLIPPING, также могут обеспечивать приемлемую производительность. Для декодирования коротких сообщений наиболее целесообразным выбором являются декодеры MWBF или GALE.

А В Башкиров, Ю В Дьячков, М В Хорошайлова

Александр Владимирович Жидяев, A. N. Kopysov

In this paper we consider a new way of constructing the parity check matrix for the code with low-density parity-check (LDPC). LDPC code decoding algorithms are investigated and the algorithm for developing the cascade code LDPC-based is given.