一种基于GPU的流式架构宽带信号数字下变频系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于GPU的流式架构宽带信号数字下变频系统，以GPU作为核心的数据处理器件，可以有效降低数字下变频器开发难度，提高混频和滤波运算精度；此外，本发明专利技术采用GPU流(stream)作为并行运算基础，每一个流用于处理一路数据，多路流并发实现多通道的实时并行处理，可根据性能需求灵活配置GPU数量，用多流和多线程在GPU内和多个GPU之间实现多路数据并行处理；由此可见，与传统基于FPGA的数字下变频器相比，本发明专利技术重构灵活，可靠性更高，扩展性更好，运算精度更高；与传统基于GPU的数字下变频器相比，本发明专利技术数据处理的并行性更好，可实现多路信号的同时并行处理，能够满足通信系统任意带宽多路宽带信号的数字下变频需求。

【技术实现步骤摘要】
一种基于GPU的流式架构宽带信号数字下变频系统
本专利技术属于通信
，尤其涉及一种基于GPU的流式架构宽带信号数字下变频系统。
技术介绍
在传统的通信系统中，信号接收系统通常被分为前端和后端两个部分。后端主要完成基带信号的跟踪、同步、解调等功能，而前端主要完成射频信号的下变频、滤波、采样、抽取等功能。当前，随着软件无线电技术的发展，数字前端因为可编程、灵活性等特点逐渐取代了原有的模拟前端在通信领域得到广泛应用。当前的宽带通信系统，通常具有数十MHz甚至数百MHz的带宽，且在带宽内同时具备多个独立的用户通道用于传递信息。信号接收系统需要同时接收宽带信号并将不同的信道分配给不同的用户。一个简单的方法是给每一个通道和用户配置一个单独的下变频链路，但随着用户数量的增加该方法将带来极大的资源消耗。目前常用的方法是采用多相信道化的思路，利用多相滤波技术和DFT同时将整个通带划分为多个独立的通道，同时达到频谱分离、下变频和降采样的目的。但是多相滤波技术要求各子通道带宽相等且间隔均匀，当有信号处于两通道的过渡带时信号的接收将受到影响，通过子通道重本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于GPU的流式架构宽带信号数字下变频系统，其特征在于，包括采集模块、接口模块、控制模块以及运算模块，其中，控制模块包括CPU控制单元与数据缓存单元，运算模块包括两个以上的GPU，且GPU中存储有NCO查找表和滤波单元，其中，所述NCO查找表包括NCO一个周期内的离散相位值；/n所述采集模块用于将从外部获取的宽带射频信号转换为宽带数字信号，再经由接口模块发送至数据缓存单元；/n所述CPU控制单元用于将数据缓存单元中存储的宽带数字信号进行分块，然后将得到的各宽带数据块以多线程并行的方式分配给不同的GPU，其中，每个GPU至少能分到一个宽带数据块；/n各GPU用于将各自接收到的宽带数据块进...

【技术特征摘要】
1.一种基于GPU的流式架构宽带信号数字下变频系统，其特征在于，包括采集模块、接口模块、控制模块以及运算模块，其中，控制模块包括CPU控制单元与数据缓存单元，运算模块包括两个以上的GPU，且GPU中存储有NCO查找表和滤波单元，其中，所述NCO查找表包括NCO一个周期内的离散相位值；
所述采集模块用于将从外部获取的宽带射频信号转换为宽带数字信号，再经由接口模块发送至数据缓存单元；
所述CPU控制单元用于将数据缓存单元中存储的宽带数字信号进行分块，然后将得到的各宽带数据块以多线程并行的方式分配给不同的GPU，其中，每个GPU至少能分到一个宽带数据块；
各GPU用于将各自接收到的宽带数据块进行多相分路，同时基于NCO查找表以插值的方式获取中心频率与用户所需频点相同的NCO信号，并将NCO信号和滤波单元进行多相分路，其中，三者的分路数相同；
各GPU还用于将同属一路的宽带数据与NCO信号分支在各自的流内进行混频，使得该路宽带数据中用户所需频点搬移至零中频，然后将混频结果输入同属一路的滤波单元进行滤波，再对各路滤波结果进行线程同步，最后将各路...

【专利技术属性】
技术研发人员：马宏，焦义文，陈永强，
申请(专利权)人：中国人民解放军战略支援部队航天工程大学，
类型：发明
国别省市：北京;11