基于GPU的数字NCO高精度并行实现方法技术

本发明专利技术公开了基于GPU的数字NCO高精度并行实现方法，属于通信技术领域，能够设计实现高效高精度的数控振荡器NCO。方法具体为：构建正弦查找表LUT，并利用图形处理器GPU的纹理缓存存储正弦查找表LUT。图形处理器GPU接收输入数据并进行分段处理。每个分段内，确定当前分段的初始相位之后，对分段内各数据点按照采样点相位差值计算各数据点的相位值；并对分段内末位数据点的相位值进行消整周操作后加上采样点相位差值作为下一分段的初始相位；由此得到输入数据各数据点的累加相位值。利用数据点的累加相位值构建查找表索引值index(iL)，从纹理缓存中的正弦查找表LUT上查找获得正弦和余弦两路正交数控振荡器NCO信号。

【技术实现步骤摘要】
基于GPU的数字NCO高精度并行实现方法
本专利技术涉及通信
，具体涉及基于GPU的数字NCO高精度并行实现方法。
技术介绍
数字下变频(DigitalDownConverter,DDC)系统是现代航天测控系统的重要子系统。在典型的DDC系统中，数字本振是其最复杂的核心器件。在传统的DDC系统中，数字本振主要由数控振荡器(NumericalControlOscillator,NCO)实现。典型的NCO由N位相位累加器，相位寄存器，M位正弦查找表构成。增加N和M的位数可有效提高频率和相位分辨率，但查找表的相位分辨精度却受到FPGA片上存储空间的制约，无法有效提高。近年来随着片上存储空间的增加，查找表法因占用计算资源少和高速特性而得到广泛应用，但以上问题却没有得到根本性解决。JackVoldertic于1959年提出的COORDIC(CoordinateRotationDigitalComputer)算法为这一问题的解决提供了可供选择的方案。该算法通过移位加减和迭代运算近似计算出所要计算函数的值，取代了查找表运算，有效节省了十分有限的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于GPU的数字NCO高精度并行实现方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤一、图形处理器GPU接收输入数据并进行分段处理；/n每个分段内，确定当前分段的初始相位之后，对分段内各数据点按照采样点相位差值计算各数据点的相位值；并对分段内末位数据点的相位值进行消整周操作；每个分段中消整周操作之后的末位数据点的相位值加上采样点相位差值作为下一分段的初始相位；由此得到输入数据各数据点的累加相位值；/n步骤二、利用数据点的累加相位值分别进行正弦值和余弦值计算获得正弦和余弦两路正交数控振荡器NCO信号。/n

【技术特征摘要】
1.基于GPU的数字NCO高精度并行实现方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、图形处理器GPU接收输入数据并进行分段处理；
每个分段内，确定当前分段的初始相位之后，对分段内各数据点按照采样点相位差值计算各数据点的相位值；并对分段内末位数据点的相位值进行消整周操作；每个分段中消整周操作之后的末位数据点的相位值加上采样点相位差值作为下一分段的初始相位；由此得到输入数据各数据点的累加相位值；
步骤二、利用数据点的累加相位值分别进行正弦值和余弦值计算获得正弦和余弦两路正交数控振荡器NCO信号。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤一之前还包括：构建正弦查找表LUT，并利用图形处理器GPU的纹理缓存存储所述正弦查找表LUT；
则所述步骤二具体为：利用数据点的累加相位值构建查找表索引值index(iL)，利用所述查找表索引值index(iL)从所述纹理缓存中的正弦查找表LUT上查找获得正弦和余弦两路正交数控振荡器NCO信号。


3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤一，具体包括如下步骤：
S101、图形处理器GPU接收输入数据并进行分段处理，共分为M段，其中第i段数据长度为Ni；第i分段内数据索引为ni，ni取值为[0,Ni-1]范围内的整数；
对于第i分段，i初始值为0；
S102、逐点计算当前第i分段中每个数据点的相位值为当i取值为0时，当i取值不为0时，取第i-1分段的末位数据点的相位值；
S103、对于第i分段中的末位数据点相位值为
对进行消整周操作，得到消整周操作的末位数据点的相位值

式中表示向下取整；
S104、判断i＞M是否成立，若成立，则已得到输入数据各数据点的...

【专利技术属性】
技术研发人员：马宏，焦义文，陈永强，吴涛，杨文革，刘燕都，张威，蔡洋，曹玉凡，张春霞，
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