[發明專利]一種基于GPU并行的直接序列擴頻信號檢測方法

有效

• 申請號: 202110379795.1
• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN113300737B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 張文博;韓洋;姬紅兵;薛飛;張前程
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04B1/7097
• 分類號: H04B1/7097;G06F9/52
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 劉長春

1.一種基于GPU并行的直接序列擴頻信號檢測方法，其特征在于，包括：

S1：獲得原始接收信號的多時延切片向量；

S2：利用所述多時延切片向量獲得所述原始接收信號的循環統計量計算公式；

S3：利用GPU多線程對所述原始接收信號的循環統計量計算公式進行并行計算，獲得循環統計量結果；

S4：對所述循環統計量結果進行歸一化處理，得到歸一化的循環統計量；

S5：根據所述歸一化的循環統計量檢測所述接收信號中是否存在直擴信號；

所述S1包括：

S11：獲得所述原始接收信號x(t)的二階時變相關函數：

R_x(t；τ)＝E{x(t)x(t+τ)}

其中，t表示時間，τ表示時延，E{·}表示取均值操作；

S12：根據所述二階時變相關函數獲得所述原始接收信號x(t)的循環自相關函數的一致估計式：

其中，α表示循環頻率，T表示原始接收信號x(t)的截取長度，x(t+τ)表示時延為τ的時延信號；

S13：利用所述循環自相關函數的一致估計式構造N個時延切片，并將N個時延切片拼接成多時延切片向量：

其中，N表示時延切片的數量，表示時延值為τ_i的時延切片，i表示時延切片的編號，Re{·}和Im{·}分別表示取實部和虛部；

所述S2包括：

利用所述多時延切片向量構造循環統計量公式：

其中，表示多時延切片向量的轉置向量，i表示時延信號的編號，i的取值為[1，N]，FFT(·)表示快速傅里葉變換；

所述S3包括：

S31：對所述原始接收信號x(t)的末尾進行補零操作，獲得補零后信號：

x′(t)＝[x(1),x(2),...,x(T),0,0,...,0,0]，

其中，補零的數量為N個時延值中的最大時延值τ_N；

S32：利用CUDA架構的cudaMemcpy函數將補零后信號x′(t)存入GPU全局內存中，共占用T+τ_N個內存單元；

S33：設備端接收到原始接收信號后，利用GPU多線程對所述循環統計量γ_R進行并行拆分計算，求得最終的循環統計量。

2.根據權利要求1所述的基于GPU并行的直接序列擴頻信號檢測方法，其特征在于，所述S33包括：

S331：定義核函數Dot_tao，在多線程運行Dot_tao時，每個線程中僅計算接收信號第t位元素x(t)與N個時延信號的第t位元素x(t+τ_i)相乘，計算公式為：

x(t)x(t+τ_i)i∈[1,N]；

S332：將x(t)與N個x(t+τ_i)相乘，T個線程同時計算得到N組長為T的x(t)x(t+τ_i)相乘結果，命名為Dot_ans；

S333：在GPU全局內存中開辟長度為N*T個第一內存空間，并將所述第一內存空間的地址頭指針命名為D1，每個線程根據每次運算時i和t的取值，將所述相乘結果對應保存至D1+i*N+t處；

S334：利用CUDA架構中的cufftExecC2C函數，對Dot_ans中的相乘結果同時進行快速傅里葉變換，得到N組長度為T的FFT結果并命名為FFT_ans，并將FFT_ans保存至內存D1至D1+N*T的GPU全局內存中；

S335：定義核函數Sum_tao，在多線程運行Sum_tao時，每個線程將FFT_ans中N組結果的所有第t位元素FFT_ans[t+i*T]進行累加并乘以求得最終的循環統計量，其中，每個線程中Add_tao計算公式為：

S336：在GPU全局內存中開辟長度為T個第二內存空間，并將所述第二內存空間的地址頭指針命名為Rx1，每個線程根據每次運算時t的取值，將結果對應保存至Rx1+t處。