Publicação: Utilização de placas de vídeo NVIDIA para otimizar o tempo de cálculo da predição de perda de percurso utilizando o método de equações parabólicas e o método das diferenças finitas
Carregando...
Arquivos
Tipo do documento
Data
Direito de acesso
Programa
Área do conhecimento
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOES::TEORIA ELETROMAGNETICA, MICROONDAS, PROPAGACAO DE ONDAS, ANTENAS, CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOES::SISTEMAS DE TELECOMUNICACOES, CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::SISTEMAS DE COMPUTACAO, CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::MATEMATICA DA COMPUTACAO, CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::METODOLOGIA E TECNICAS DA COMPUTACAO
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Autores
Orientador
Coorientador
Resumo
Este trabalho é resultado de um projeto realizado em grupo para otimizar o tempo de cálculo
nas predições de perda de percurso, utilizando técnicas de computação paralela no método
de equações parabólicas e diferenças finitas para aproximar a solução da equação de onda
eletromagnética.
Com a crescente expansão das redes de telecomunicações, a agilidade de implementação dos
projetos é um diferencial para qualquer empresa, por exemplo, para comunicação celular. Para
isso, é importante otimizar, também, o tempo de projeto desses sistemas de comunicação sem
fio. Uma das etapas de projeto é a análise de cobertura ou predição de perda de percurso do
sistema. Essa análise pode ser feita de duas maneiras: uma forma mais rápida (encontrada em
alguns softwares comerciais), mas que assume uma modelagem simplificada e uma forma mais
detalhada que requer métodos complexos e com tempos computacionais elevados.
Um desses métodos que oferece resultados muito bons é o das equações parabólicas, que pode
ser resolvido por meio de diferenças finitas. Entretanto, a sua execução pode ser dispendiosa.
Por isso, esse método não costuma ser utilizado em projetos práticos. Assim, é interessante
procurar maneiras de otimizar sua execução, possibilitando seu uso em aplicações práticas.
Para solucionar o problema do longo tempo gasto fazendo cálculos durante a simulação, foi
utilizado a Graphics Processing Units (GPU) para realizar os cálculos de modo paralelo,
utilizando melhor os recursos disponíveis no computador e entregando os resultados com erro
insignificante ao erro da simulação sequencial.
Atualmente, o projeto está em andamento e apenas a primeira etapa foi concluída, que consiste em
gerar simulações com uma precisão aceitável. Os resultados obtidos até agora são promissores,
mas ainda é necessário corrigir alguns detalhes para que o erro não ultrapasse o erro de ponto
flutuante 10−14. A próxima etapa é validar e corrigir todas as funcionalidades implementadas,
antes de adicionar novas funcionalidades.
Abstract
This work is the result of a group project to optimize the calculation time in path loss predictions,
using parallel computing techniques in the method of parabolic equations and finite differences
to approximate the solution of the electromagnetic wave equation.
With the growing expansion of telecommunications networks, the agility of project implementa tion is a differential for any company, for example, for cellular communication. To do this, it is
also important to optimize the project time of these wireless communication systems. One of
the project stages is the coverage analysis or prediction of path loss of the system. This analysis
can be done in two ways: a faster way (found in some commercial software), but that assumes
a simplified modeling and a more detailed way that requires complex methods and with high
computational times.
One of the methods that offers very good results is the parabolic equations, which can be solved
by finite differences. However, its execution can be costly. Therefore, this method is not usually
used in practical projects. Thus, it is interesting to look for ways to optimize its execution,
making it possible to use it in practical applications.
To solve the problem of the long time spent doing calculations during the simulation, the GPU
was used to perform the calculations in parallel mode, making better use of the resources available
on the computer and delivering the results with insignificant error to the error of the sequential
simulation.
Currently, the project is ongoing and only the first stage has been completed, which consists of
generating simulations with an acceptable precision. The results obtained so far are promising,
but it is still necessary to correct some details so that the error does not exceed the floating point
error 10−14. The next step is to validate and correct all the implemented features, before adding
new features.
Palavras-chave
Computação-paralela, Parallel computing, CUDA, Parabolic equations, Equações-parabólicas, Parallel cyclic, GPU, reduction, Redução cíclica paralela, PCR
Citação
LIMA,Henrique Santos de. Utilização de placas de vídeo NVIDIA para otimizar o tempo de cálculo da
predição de perda de percurso utilizando o método de equações parabólicas e o método das
diferenças finitas. 2023. 81 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Eletrônica e de Telecomunicações) -- Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2023.
DOI
Avaliação
Revisão
Suplementado Por
Referenciado Por
Licença Creative Commons
Exceto quando indicado de outra forma, a licença deste item é descrita como Acesso Aberto