Modeling of split step parabolic wave equation using the graphics processing unit
Grafik işlemci ünitesi ile adım adım parabolik dalga denkleminin paralelleştirilmesi
- Tez No: 368829
- Danışmanlar: DOÇ. DR. TOLGA CAN, ÖĞR. GÖR. CEVAT ŞENER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 95
Özet
Elektromanyetik dalga, kaynağından çıktıktan sonra alıcıya ulaşana kadar çeşitli çevresel etkilere maruz kalmaktadır. Bu etkiler insan kaynaklı ya da doğal etkenler olabilir. Elektromanyetik dalganın kaynağı ile alıcı arasında herhangi bir engel olmasa dahi, dalga atmosferik ortamdan etkilenir. Troposferde gerçekleşen olaylar, sıcaklık, yoğunluk ve basınç değişimleri elektromanyetik dalganın yayılımını etkileyen atmosferik faktörlerdir. Dalganın gücü atmosferde yol katettikçe azalmaktadır. Doğal etkenlerin yanı sıra çevremizde bulunan binalar, engebeler, dağlar, vb. leri de elektromanyetik dalganın yayılımını etkileyen diğer etmenlerdir. Çünkü bu engeller dalganın yayılımı sırasında kırılmasına, yansımasına ya da saçılmasına sebep olur. Dalganın yayılımı sırasında yansıma, kırılma ve saçılma sonucu oluşan dalgalar da yayılımı etkiler. Elektromanyetik dalganın modellenmesi tüm bu etkiler göz önünde tutularak gerçekleştirilmelidir. Modelleme yapılırken asıl amaç alıcıda toplanacak ortalama sinyal gücünü ve belli bir alandaki sinyal gücündeki varyasyonu hesaplamaktır. Elektromanyetik dalganın yayılımını gerçeğe en yakın şekilde modelleyebilmek için çeşitli yöntemler geliştirilmiştir. Adım Adım Parabolik Dalga Denklemi bu amaçla geliştirilen tek yönlü yayılımı modelleyen bir metottur. Fakat bu yöntem oldukça yoğun hesaplama gerektiren bir algoritmaya sahiptir. Modern Grafik İşlemci Üniteleri (GPU), bilgisayar grafiklerini işleme ve göstermekte son derece verimlidirler ve bunun yanı sıra son 10 yılda mimarilerini genel amaçlı hesaplama yapabilecek şekilde geliştirmişlerdir. Böylece yüksek paralel yapıları kompleks algoritmalar için oldukça etkili çözümler sunmaktadır. Bu tezde, elektromanyetik dalga yayılımını modellemek için Adım Adım Parabolik Dalga Denklemi kullanılmıştır, bu yöntem GPU mimarisine uygun olarak, iki boyutlu ve üç boyutlu ortamları modelleyebilecek şekilde geliştirilmiş ve 3 farklı grafik kartı üzerinde performans testleri gerçekleştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
Electromagnetic (EM) wave propagation is an important phenomenon in modeling radar or communication systems. To develop these kinds of reliable systems, the behavior of EM waves and cases that affect the propagation must be handled correctly. EM waves are strongly affected by atmospheric conditions such as temperature, pressure, and humidity, and by global circulation patterns. When they propagate in troposphere, their energy decreases due to change in medium. Other than natural effects, buildings, non-flat terrains also disturb wave propagation, since these kinds of terrain structures cause EM waves to reflect, refract or diffract while they propagate in their normal paths. The main issue in electromagnetic wave propagation is to compute the propagation factor and path loss. Split Step Parabolic Equation (SSPE) is a commonly used parabolic equation that efficiently models the electromagnetic wave propagation in troposphere. It is a one way forward propagation approach, which models forward waves, and neglects backward ones. It is a highly accurate and a reliable method; however, algorithms that implement this model are computationally intensive. GPUs are developed for visual graphical purposes, however general purpose use of GPUs become popular in the last decades. As methods for electromagnetic modeling are computationally intensive, GPGPUs (General Purpose Graphics Processing Unit) take the attention of people who are interested in electromagnetic wave simulations, as their highly parallel architectures can offer better performance. This thesis focuses on implementation of the Split Step Parabolic Wave Equation on the GPU architecture in 2D and 3D environments. We study implementation and performance analysis of SSPE on three different graphic cards.
Benzer Tezler
- Elektromanyetik dalga yayılımının çift yönlü parabolik dalga modellemesi için buharlaşma oluk algoritmalarının geliştirilmesi
Development of evaporation duct algorithms for two-way parabolic wave modeling of electromagnetic propagation
MUHSİN EREN ERGÜDEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZLEM ÖZGÜN
- Time and frequency domain numerical modeling for ground wave propagation
Yer dalgası yayılımının zaman ve frekans domeninde modellenmesi
FUNDA AKLEMAN
Doktora
İngilizce
2002
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERCAN TOPUZ
- Radar propagation modelling using the split step parabolic equation method
Ayrık basamak parabolik dalga denklemi kullanarak radar propagasyon modellemesi
ALPASLAN TÜRKBOYLARI
Yüksek Lisans
İngilizce
2004
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEYİT SENCER KOÇ
- Bina içi propagasyonun sisülasyon yardımıyla incelenmesi
Başlık çevirisi yok
ERDİNÇ TEKBAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERCAN TOPUZ
- Karmaşık dalga propagasyonu denklemlerinin parabolik denklem yöntemiyle modellenmesi
Başlık çevirisi yok
ESİN ÖZÇAKICILAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiUludağ ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. LEVENT SEVGİ