面向CV-QKD的LDPC码高速译码实现研究

发布时间：2023-04-19 01:05

　　在连续变量量子密钥分发(Continous Variable Quantum Key Distribution,CV-QKD)系统中,通信双方需要在距离较远,信噪比较低的条件下进行密钥协商,因此必须选用码率较低,码长较长的码字才能保证双方的有效通信。本文设计了三种基于图形处理器(Graphics Processsing Unit,GPU)的高速译码器,分别为全局BP译码器、校验节点型分层译码器和变量节点型分层译码器,用于CV-QKD系统中对具有准循环结构的多边型低密度奇偶校验(Quasi-cyclic Multi-edge Type Low Density Parity Check,QC-MET-LDPC)码进行译码,这三种译码器将译码所需的多个基矩阵信息合并为一个变量存储,减少了GPU内存的消耗。三种译码器皆译码长为106,码率为0.1,扩展因子为2500的码字。仿真结果表明:采用传统的置信传播译码算法(Belief Propagation Algorithm,BPA)的全局BP译码器,在同时译64个码字,迭代100次,且不采用提前终止功能的条件下,获得了30.32Mbits/s的译...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
注释表
第1章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文组织结构
第2章 QC-MET-LDPC码及其译码算法
    2.1 QC-MET-LDPC码概述
        2.1.1 LDPC码的定义
        2.1.2 多边型(Multi-edge Type,MET)LDPC码的定义
        2.1.3 具有准循环结构(Quasi-cyclic,QC)的MET-LDPC码的定义
    2.2 LDPC码译码算法
        2.2.1 概率域置信传播译码算法
        2.2.2 对数域置信传播译码算法
        2.2.3 分层置信传播译码算法
    2.3 本章小结
第3章 QC-MET-LDPC码译码器的GPU实现
    3.1 GPU及开发平台CUDA
    3.2 全局BP译码器
        3.2.1 译码器整体结构
        3.2.2 节点并行方案
        3.2.3 核函数数据流
    3.3 校验节点型分层译码器
        3.3.1 译码器整体结构
        3.3.2 节点并行方案
        3.3.3 核函数数据流
    3.4 变量节点型分层译码器
        3.4.1 译码器整体结构
        3.4.2 节点并行方案
        3.4.3 核函数数据流
    3.5 本章小结
第4章 译码器功能仿真及性能分析
    4.1 译码器仿真平台
    4.2 译码器功能仿真及性能分析
        4.2.1 全局BP译码器仿真结果
        4.2.2 校验节点型分层译码器仿真结果
        4.2.3 变量节点型分层译码器仿真结果
    4.3 译码器仿真结果比较
    4.4 本章小结
第5章 结束语
    5.1 论文总结
    5.2 后续研究工作
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果



本文编号：3793402