本文選題：IMT-Advanced系統 + 基帶信號處理　； 參考：《電子科技大學》2012年碩士論文

【摘要】：隨著現代通信技術的飛速發(fā)展,寬帶無線移動數據業(yè)務中對傳輸速率、系統容量和網絡性能的需求正在不斷提升。為了應對這種局面,國際電信聯盟(ITU)提出了第四代(4G)移動通信系統,即IMT-Advanced (International Mobile Telecommunications-Advanced)系統。IMT-Advanced系統引入了正交頻分復用(OFDM)、多天線收發(fā)(MIMO)和協同多點傳輸(CoMP)等新技術,這對信號處理能力以及各個模塊間的信息交互能力提出了更高的要求,因此有必要去研究開發(fā)支持大規(guī)模并行處理的多核數字信號處理架構并形成工具化的基帶輔助設計系統和基帶整體設計方案,以更好地適應未來不斷發(fā)展的新技術,同時能夠滿足低成本、平滑升級和快速產業(yè)化的需求。 因此,本文依托國家科技重大專項“面向IMT-Advanced新型基帶處理共性技術研究”,展開了對IMT-Advanced系統中常用基帶算法的多核并行處理研究,并設計實現了適合于多核并行算法的通用多核架構硬件驗證平臺。 本文的研究工作主要有以下幾點： 1)以多核CPU為硬件平臺、Microsoft Visual Studio2008為軟件環(huán)境,采用C語言搭建了基于OpenMP共享內存并行指導語句的多核并行處理仿真平臺。 2)以Xilinx Vertex-5FPGA為硬件平臺、EDK和ISE為開發(fā)工具,采用C語言和Verilog語言搭建了基于MicroBlaze可配置處理器軟核的多核并行處理硬件驗證平臺。 3)在基于OpenMP和基于MicroBlaze的兩種多核驗證平臺上,設計并實現了面向LTE-A中FFT算法的多核并行處理算法,對兩種平臺下的加速比性能進行測試。 4)在基于MicroBlaze的多核硬件驗證平臺上,設計實現了咬尾卷積編碼的Viterbi譯碼和多相分解的FIR濾波器的多核并行算法,對加速比性能進行了測試。 綜上所述,本文對基帶信號處理中常用算法的多核并行處理進行了研究,設計和實現了基于OpenMP和基于MicroBlaze的多核驗證平臺,并對FFT算法、Viterbi譯碼和FIR濾波器的多核并行算法進行了測試。測試結果驗證了多核并行處理的可行性和有效性,揭示了并行效率與處理規(guī)模之間的關系。
[Abstract]:With the rapid development of modern communication technology, the demand for transmission rate, system capacity and network performance in broadband wireless mobile data services is increasing. In order to cope with this situation, the International Telecommunication Union (ITU) has proposed the fourth generation 4G) mobile communication system, I. e., the IMT-Advanced International Mobile Telecommunications Advanced system. The IMT-Advanced system introduces new technologies such as orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM), Multi-Antenna Transceiver (MIMOM) and Cooperative Multiple-Point Transmission (CoMP). This puts forward higher requirements for the ability of signal processing and the ability of information exchange among various modules. Therefore, it is necessary to study and develop a multi-core digital signal processing architecture that supports large-scale parallel processing and to form a tool baseband aided design system and a baseband overall design scheme, so as to better adapt to the new and developing technologies in the future. At the same time can meet the need of low cost, smooth upgrade and rapid industrialization. Therefore, based on the national science and technology major project, "oriented to the IMT-Advanced new baseband processing commonality technology", this paper carried out the research on the multi-core parallel processing of the common baseband algorithms in IMT-Advanced system. The hardware verification platform of general multi-core architecture suitable for multi-core parallel algorithm is designed and implemented. The main work of this paper is as follows: 1) taking the multi-core CPU as the hardware platform and the Microsoft Visual Studio2008 as the software environment, a multi-core parallel processing simulation platform based on the OpenMP shared memory parallel instruction statement is built with C language. 2) using Xilinx Vertex-5FPGA as hardware platform and ISE as development tool, a multi-core parallel processing hardware verification platform based on MicroBlaze configurable processor soft core is built by using C language and Verilog language. 3) on two multi-core verification platforms based on OpenMP and MicroBlaze, a multi-core parallel processing algorithm for FFT algorithm in LTE-A is designed and implemented, and the speedup performance of the two platforms is tested. 4) on the platform of multi-core hardware verification based on MicroBlaze, we design and implement the parallel algorithm of Viterbi decoding and FIR filter based on bit-end convolutional coding, and test the speedup performance. To sum up, this paper studies the multi-core parallel processing of common algorithms in baseband signal processing, and designs and implements a multi-core verification platform based on OpenMP and MicroBlaze. The multi-core parallel algorithm of FFT decoding and FIR filter is tested. The test results verify the feasibility and effectiveness of multi-core parallel processing and reveal the relationship between parallel efficiency and processing scale.
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TN911.7;TP338.6

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