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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/37342
ORCID: | ![]() |
Document type: | Trabalho de Conclusão de Curso |
Access type: | Acesso Aberto |
Title: | 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 |
Alternate title (s): | Using NVIDIA graphics cards to optimize the calculation time of path loss prediction using the parabolic equation method and finite difference method |
Author: | Lima, Henrique Santos de |
First Advisor: | Vasconcelos, Lorenço Santos |
First member of the Committee: | Peretta, Igor Santos |
Second member of the Committee: | Carrijo, Gilberto Arantes |
Third member of the Committee: | López, Hernán Roberto Montúfar |
Fourth member of the Committee: | Silva, Éderson Rosa |
Summary: | 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. |
Keywords: | Computação-paralela Parallel computing CUDA Parabolic equations Equações-parabólicas Parallel cyclic GPU reduction Redução cíclica paralela PCR |
Area (s) of CNPq: | 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 |
Language: | por |
Country: | Brasil |
Publisher: | Universidade Federal de Uberlândia |
Quote: | 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. |
URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/37342 |
Date of defense: | 2-Feb-2023 |
Appears in Collections: | TCC - Engenharia Eletrônica e de Telecomunicações (Uberlândia) |
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