OFDM定時同步并行算法研究與實現(xiàn).pdf

1、在無線通信領(lǐng)域中，正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)技術(shù)由于其抗衰能力強、抗符號間干擾能力強、高頻譜利用率等優(yōu)點而得到廣泛的應(yīng)用。但是OFDM技術(shù)也存在著固有的局限性，主要表現(xiàn)在OFDM系統(tǒng)對同步誤差十分敏感。沒有準(zhǔn)確的同步算法，就無法保障可靠的數(shù)據(jù)傳輸，同步技術(shù)直接關(guān)系到通信系統(tǒng)的性能，而OFDM定時同步又是其它所有同步的前提。所以如何實現(xiàn)定時同步也早已成為該

2、領(lǐng)域中的重要問題。隨著數(shù)據(jù)的存儲、傳輸、處理的工作量越來越大，如何提高定時同步算法的運行速度正逐漸成為當(dāng)今無線通信系統(tǒng)中的熱點問題之一。
　　圖形處理器(Graphics Processing Unit，GPU)的快速發(fā)展為這個問題帶來了一個新的解決方案。由于GPU的計算能力以及它的存儲器帶寬已經(jīng)達(dá)到了同時期中央處理器（Central Processing Unit，CPU）的百倍，甚至更多，因此，GPU為高性能計算提供了一個高效

3、的平臺。但是由于GPU硬件結(jié)構(gòu)的限制，編程人員很難有效地利用GPU的資源進(jìn)行通用計算，而英偉達(dá)(NVIDIA)公司推出的統(tǒng)一計算設(shè)備架構(gòu)(Compute UnifiedDevice Architecture，CUDA)則改變了這一現(xiàn)狀。CUDA可以利用GPU強大的計算能力進(jìn)行通用計算，并且以C語言為基礎(chǔ)，使編程人員能夠非常容易地利用它在GPU上進(jìn)行程序的開發(fā)。
　　本文探討了利用CUDA架構(gòu)如何實現(xiàn)定時同步樣算法的并行化，并提高該

4、算法的運行速度。主要工作包括:(1)在CPU上實現(xiàn)了基于循環(huán)前綴的定時同步串行算法。(2)將串行算法中可以并行的部分進(jìn)行歸納及改寫，然后在GPU上執(zhí)行，實現(xiàn)對算法的并行化。(3)利用Matlab編寫定時同步程序，對串行算法和并行算法的仿真結(jié)果進(jìn)行正確性驗證，并將串行算法、并行算法執(zhí)行時所耗的時間進(jìn)行對比實驗。結(jié)果表明，基于GPU的并行算法所消耗的時間要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于基于CPU的串行算法。(4)最后，根據(jù)結(jié)果，指出在GPU上實現(xiàn)并行計算的瓶頸，