基于CPU-GPU的软件无线电基带并行算法与通信系统架构研究

基本信息
批准号:61802419
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:23.00
负责人:李荣春
学科分类:
依托单位:中国人民解放军国防科技大学
批准年份:2018
结题年份:2021
起止时间:2019-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:窦勇,黄震,吕绍和,苏华友,乔鹏,王强,申小龙,许金伟
关键词:
无线通信异构并行系统并行计算图形处理器软件无线电
结项摘要

With the development of wireless communication networks, communication protocols are becoming increasingly numerous, and there is an urgent need to support multi-protocol multi-mode software defined radio (SDR) system. In recent years, the SDR system based on general hardware has been paid much attention by academia and industry because of its low cost, versatility and low programming difficulty. In this research area, CPU-GPU heterogeneous structure has become one of the research hotspots. In order to improve the transmission performance and flexibility of SDR system and to solve the problem of high cost, low versatility and high programming complexity, this research focuses on the parallel baseband algorithms and communication system architecture based on mobile CPU-GPU heterogeneous platform, which can promote the versatility of the SDR system. Firstly, based on the characteristics of baseband algorithms, a parallel mapping model of baseband algorithms based on CPU-GPU is constructed. Then, derived from the model, CPU-GPU based parametric 5G parallel baseband algorithms are designed. At last, we propose multi-mode MIMO SDR prototype system based on mobile CPU-GPU heterogeneous architecture, which can verify the validity of the presented model and algorithms.

随着无线通信网络的发展,通信协议日益繁多,迫切需要支持多协议多模式通信的软件无线电系统。近年来,基于通用硬件的软件无线电系统由于其成本低、通用性强、编程难度低等优势受到学术界和产业界的重视,而CPU-GPU异构结构成为其中的研究热点。本项目以提高软件无线电系统传输性能和灵活性为目标,基于移动CPU-GPU异构平台,开展软件无线电基带处理并行算法和通信系统架构研究,旨在解决软件无线电系统成本高、通用性差、编程难度高的问题,推动软件无线电走向通用化。首先,基于CPU-GPU异构结构特点和基带算法特征,构建基于CPU-GPU的基带算法并行映射模型;然后以该模型为基础,设计基于CPU-GPU的参数化5G基带并行算法;最后,研究基于CPU-GPU的多模式MIMO软件无线电原型系统,验证模型和算法的有效性。

项目摘要

随着无线通信网络的发展,通信协议日益繁多,迫切需要支持多协议多模式通信的软件无线电系统。近年来,基于通用硬件的软件无线电系统由于其成本低、通用性强、编程难度低等优势受到学术界和产业界的重视,而CPU-GPU异构结构成为其中的研究热点。本项目以提高软件无线电系统传输性能和灵活性为目标,基于移动CPU-GPU异构平台,开展软件无线电基带处理并行算法和通信系统架构研究,旨在解决软件无线电系统成本高、通用性差、编程难度高的问题,推动软件无线电走向通用化。首先,基于CPU-GPU异构结构特点和基带算法特征,构建基于CPU-GPU的基带算法并行映射模型;然后以该模型为基础,设计基于CPU-GPU的参数化5G基带并行算法;最后,研究基于CPU-GPU的多模式MIMO软件无线电原型系统,验证模型和算法的有效性。.课题开展了CPU-GPU的并行数字基带算法和软件无线电原型系统的研究,发表论文11篇,其中SCI检索5篇,CCF C类会议4篇。课题研发了基于CPU-GPU的QPSK信号解调系统、基于CPU-GPU的卫星数字基带系统,都在工业场景中得到应用。随着GPU性能和普及率越来越高,基于GPU的软件无线电系统将在通信基站、软件无线电等领域得到广泛应用。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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