資源描述：
《基于gpu的實(shí)時(shí)部分相干光并行生成算法研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、學(xué)號：S13040403碩士學(xué)位論文基于GPU的實(shí)時(shí)部分相干光并行生成算法研究研究生姓名：宋盧軍學(xué)科、專業(yè)：電子科學(xué)與技術(shù)二○一六年月分類號：TP391.9密級：可公開UDC：621.39編號：基于GPU的實(shí)時(shí)部分相干光并行生成算法研究RESEARCHONREAL-TIMEPARTIALLYCOHERENTBEAMPARALLELGENERATIONALGORITHMSBASEDONGPU學(xué)位授予單位及代碼：長春理工大學(xué)（10186）學(xué)科專業(yè)名稱及代碼：電子科學(xué)與技術(shù)（0809）研究方向：光電傳感與光電探測技術(shù)申請學(xué)位級別：工學(xué)碩士指導(dǎo)教師：秦永左教授研究生：宋盧軍論文起止時(shí)間：2
2、014.9—2015.11基于GPU的實(shí)時(shí)部分相干光并行生成算法研究摘要無線激光通訊中，高相干性的激光光束更容易受大氣的影響，降低了通訊系統(tǒng)的性能。最新理論與實(shí)驗(yàn)研究表明部分相干光束受湍流影響較小。針對利用液晶空間光調(diào)制器（LCSLM）實(shí)時(shí)、便捷生成部分相干光，采用了一種基于GPU并行加速的方法，全文主要包括四個(gè)部分。第一部分主要分析了CUDA架構(gòu)GPU的硬件設(shè)計(jì)架構(gòu)、存儲器組織模型、線程結(jié)構(gòu)、軟件體系架構(gòu)以及編程模型。第二部分引入部分相干光的基本概念，并從空間-時(shí)間域和空間-頻率域內(nèi)對一般部分相干的理論進(jìn)行研究。介紹了分別采用毛玻璃和液晶空間光調(diào)制器實(shí)驗(yàn)生成部分相干光的原理。第三
3、部分液晶空間光調(diào)制器法中生成特定相干度的相位掩膜時(shí)需進(jìn)行二維卷積運(yùn)算。本文研究了卷積在CUDA平臺上并行優(yōu)化實(shí)現(xiàn)，即基于共享內(nèi)存的分離卷積計(jì)算方式與基于CUFFT庫的卷積計(jì)算方式。為比較GPU并行優(yōu)化后的性能，在CPU上同樣實(shí)現(xiàn)兩種算法，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：基于FFT的卷積計(jì)算在GPU加速后性能可提升30至45倍，而可分離卷積并行優(yōu)化后的性能可提升12至24倍。第四部分搭建實(shí)時(shí)生成部分相干光與相干長度檢測實(shí)驗(yàn)裝置，驗(yàn)證生成部分相干光滿足實(shí)時(shí)性與相干長度準(zhǔn)確性的要求。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：針對256×256像素的LCSLM，生成相干長度為0.15mm、0.9mm以及1.5mm的相位屏，GPU所用時(shí)
4、間分別為0.95ms、2.2ms以及2.8ms；考慮CPU讀取、發(fā)送數(shù)據(jù)及液晶響應(yīng)的時(shí)間，采用GPU并行加速的部分相干光實(shí)時(shí)生成方法的頻率可達(dá)150Hz。生成相干長度為0.15mm和1.5mm部分相干光束，光束相干度均方根誤差分別為0.022011和0.020883，峰谷值分別為0.074325和0.072998。所以該方法滿足實(shí)時(shí)性與準(zhǔn)確生成定相干長度要求。關(guān)鍵字：CUDA，GPU,并行計(jì)算，空間光調(diào)制器，部分相干光IResearchonReal-TimePartiallyCoherentBeamParallelGenerationAlgorithmsBasedonGPUABST
5、RACTThehighcoherentopticalissusceptibletoenvironment,whichreducestheperformanceofthecommunicationsystem.However,thelatesttheoreticalresultsshowthatthepartiallycoherentbeamsarelessaffectedbyturbulence,sothecoherenceofthebeamisoptimized.Inordertogeneratepartiallycoherentwithdifferentcoherencewid
6、thinreal-timeandconveniently,apartiallycoherentbeamreal-timegenerationmethodacceleratedbygraphicprocessingunit(GPU)isproposed.Themaincontentsincludefiveparts:Firstly,thehardwarearchitecture,memoryorganizationmodel,threadstructure,softwarearchitectureandprogrammingmodelofCUDAarchitectureGPUarea
7、nalyzed.Secondly,thebasicpartiallycoherenttheoryisintroducedfrombothspace-timedomainandspace-frequencydomain.Thetwodifferentmethodstogeneratepartiallycoherentbeamareintroduced,oneutilizesthefrostedglass,andothermakeuseoftheliquidcrystal
