[發(fā)明專利]一種基于GPU的Polar碼高速并行譯碼方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010629868.3
• 申請(qǐng)日: 2020-07-03
• 公開（公告）號(hào): CN111966405B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李舒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)杭州創(chuàng)新研究院
• 主分類號(hào): G06F9/38
• 分類號(hào): G06F9/38;G06F9/50;G06F9/54;H03M13/13;H04L1/00
• 代理公司: 北京慧泉知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11232
• 代理人: 李娜

1.一種基于GPU的Polar碼高速并行譯碼方法，其特征在于：整個(gè)譯碼過程分為三個(gè)階段：初始化階段、譯碼階段、結(jié)果回傳階段，其中初始化階段包括以下步驟1和步驟2，譯碼階段包括以下步驟3和步驟4，以下步驟5是結(jié)果回傳階段：

步驟1：主機(jī)初始化

依次包括：為信息比特標(biāo)志、因子圖置換和逆置換信息、接收機(jī)接收到的信號(hào)、譯碼的結(jié)果即源比特的對(duì)數(shù)似然比分配內(nèi)存空間，信息和變量的初始化，存儲(chǔ)接收到的信號(hào)并計(jì)算編碼比特對(duì)數(shù)似然比；

步驟2：GPU初始化

依次包括：GPU全局內(nèi)存分配，主機(jī)將數(shù)據(jù)發(fā)送給GPU，啟動(dòng)GPU的并行譯碼線程，GPU分配共享內(nèi)存，初始化共享內(nèi)存，根據(jù)全局內(nèi)存給共享內(nèi)存的數(shù)組賦值；

步驟3：譯碼內(nèi)核函數(shù)進(jìn)行若干次循環(huán)迭代，最大循環(huán)次數(shù)由程序預(yù)先設(shè)定

每次循環(huán)依次包括：L₁階段、L_1-L₂階段間交換線程塊共享內(nèi)存、L₂階段、R₁階段、R₁-R₂階段間交換線程塊共享內(nèi)存、R₂階段和循環(huán)終止條件判斷：如果在循環(huán)過程中有因子圖滿足早期終止條件，或者已達(dá)到最大循環(huán)次數(shù)，則設(shè)置變量p_good，并終止循環(huán)，跳轉(zhuǎn)到步驟4；

步驟4：對(duì)于變量p_good的所有線程塊的0號(hào)線程，即線程((p_good,b),0)，其中b＝0,1,...,N₁-1，N為Polar碼的碼長(zhǎng)，將其共享內(nèi)存中的Local_L[][0]+Local_R[][0]經(jīng)過逆置換后，作為譯碼結(jié)果；

步驟5：主機(jī)將譯碼結(jié)果從GPU傳回到主機(jī)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于GPU的Polar碼高速并行譯碼方法，其特征在于：所述步驟2在GPU初始化時(shí)，譯碼過程中使用的L和R數(shù)組分布式存儲(chǔ)在各線程塊共享內(nèi)存，即在一次完整的循環(huán)過程中，只需要通過全局內(nèi)存在線程塊之間交換共享內(nèi)存2次，其他所有操作都使用線程塊內(nèi)的共享內(nèi)存。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于GPU的Polar碼高速并行譯碼方法，其特征在于：步驟2所述的全局內(nèi)存的分配，具體為：同一個(gè)因子圖使用的全局內(nèi)存連續(xù)存放，并且用于線程塊之間交換共享內(nèi)存的全局內(nèi)存空間按照線程塊讀取的順序連續(xù)存放，即每個(gè)線程塊從交換空間讀取時(shí)，其讀取的地址空間是連續(xù)的。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于GPU的Polar碼高速并行譯碼方法，其特征在于：所述步驟3循環(huán)迭代的每次循環(huán)包括以下步驟：

步驟3.1：向左迭代的第一階段，即L₁階段，包括第n-1,...,n-n₁級(jí)迭代，其中n₁＝log₂N₁；

步驟3.2：每個(gè)因子圖的線程塊之間通過全局內(nèi)存交換共享內(nèi)存中的Local_L[][n-n₁+1]；

步驟3.3：向左迭代的第二階段，即L₂階段，包括第n-n₁-1,...,0級(jí)迭代；

步驟3.4：向右迭代的第一階段，即R₁階段，包括第0,...,n-n₁-1級(jí)迭代；

步驟3.5：每個(gè)因子圖的線程塊之間通過全局內(nèi)存交換共享內(nèi)存中的Local_R[][n-n₁]；

步驟3.6：向右迭代的第二階段，即R₂階段，包括第n-n₁,...,n-1級(jí)迭代；

步驟3.7：判斷是否有因子圖滿足早期終止條件或者已達(dá)到最大循環(huán)次數(shù)，并設(shè)置變量p_good。