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LDPC码作为一类具有卓越性能的差错控制信道编码,是近20多年的研究热点,低复杂度的编解码算法促进了LDPC码在各类通信系统中的应用。通用处理器性能的提升促进了软件无线电技术的发展。本文将主要对LDPC码的编解码算法、基于单指令多数据流（SIMD）指令集和多核处理器的LDPC码编解码软件设计以及应用进行研究。第一章介绍了课题的研究背景和研究现状。论文首先简述了LDPC码的基础知识和研究现状,然后介绍了处理器的并行处理技术,接着给出了基于可编程器件的LDPC码软件译码器研究现状,最后对全文的组织架构进行了说明。第二章详细介绍了5G-LDPC码和LDPC码的编译码算法。首先,论文介绍了5G的eMBB数据信道LDPC码编码过程,包括CRC计算、码块分割和速率匹配。接着,论文给出了LDPC码的高斯消元编码和适用于准循环双对角结构的分块累加编码算法。最后,论文详细阐述了对数域置信传播译码算法及其简化算法的步骤,并介绍了LDPC码的水平分层译码算法部署方式,同时结合5G-LDPC码,通过仿真分析了不同译码算法的误码率性能和不同部署方式下算法的收敛速度。第三章研究了基于SIMD指令集多码率多码长LDPC码编解码器设计。首先,论文简述了SIMD指令集和高速缓存技术,为软件优化提供了方向。接着,论文分别给出了高斯消元编码和分块累加编码SIMD编码器设计方案,对于信息比特长度K=8448,码率R=11/12的5G码字,SSE模式下基于分块累加的编码器单核可以实现2169Mbps的信息吞吐率。最后,论文提出了一种适用于多码率多码长准循环LDPC码的SIMD解码器设计方案,对于K=8448,R=11/12的5G码字,固定20次迭代时,AVX模式下解码器单核实现81Mbps信息吞吐率。与已有设计方案相比,本文提出的解码器通过在线计算和预先构造校验节点计算单元,降低了解码器的实现复杂度和存储复杂度,且对于行重规则的LDPC码,本文提出的解码器设计方案不存在性能损失。第四章研究了面向5G的大规模分布式MIMO试验系统中的LDPC码编解码软件实现和基于多核处理器的LDPC码误码平层仿真验证平台软件设计。首先,论文介绍了5G试验系统的基本架构,然后给出了一种LDPC码编解码方案和相应的软件实现,并实现了与试验系统的联调,实际空口无线传输测试结果表明,系统在12个用户时可以实现10.185Gbps的信息吞吐率。最后,本文研究了基于多核处理器的LDPC码误码平层仿真验证平台设计,论文给出了平台的并发设计方案和编程优化思想,并且结合具体码字分析了不同线程和SIMD模式下仿真平台的运算能力。第五章研究了5G-LDPC码基于交替方向乘子法线性规划（ADMM-LP）译码算法误码率性能分析及基于SIMD指令集和多核处理器实现方案。论文首先介绍了ADMM-LP译码算法,然后结合具体码字分析了ADMM-LP译码性能。仿真结果表明,与置信传播译码算法相比,ADMM-LP译码算法有更低的误码平层,但在低信噪比时解码性能较差,带惩罚函数的ADMM-LP-l2译码算法可以改善ADMM-LP低信噪比时译码性能,但选取合适的惩罚参数比较困难。最后,本文基于SIMD指令集和多核处理器研究了ADMM-LP译码算法软件实现,并结合具体码字分析了译码器吞吐率性能。