基于冗余计算约简的环扫SAR回波多GPU快速模拟

环扫SAR作为一种特殊工作模式雷达，在对地观测方面有着广泛应用。随着分辨率提高及测绘带宽增大，对环扫SAR成像精度提出了更高的要求。而快速的海量回波模拟方法能够对高精度成像算法设计、研究提供有力的支撑。本文给出一种基于多GPU（Graphics Processing Unit，图形处理器）的环扫SARN波模拟方法，并在此基础上进行冗余计算优化，通过MPI（Message Passing Interface，消息传递接口）在多GPU上进行了实现，实验结果表明在使用4块GPU的条件下，经过冗余计算约简，并行效率提高2倍以上，硬件成本降低50％，相对传统CPU串行仿真提高350倍左右。...

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Published in雷达学报 Vol. 5; no. 4; pp. 434 - 443
Main Author 胡辰 张帆 李国君 李伟 崔忠马
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 北京化工大学信息科学与技术学院北京 100029%北京遥感设备研究所北京 100854 2016
Subjects
GPU并行
回波模拟
环扫SAR
计算优化
回波模拟
Computing optimization
GPU parallel
Raw data simulation
计算优化
Circular scanning SAR
环扫SAR
GPU并行
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ISSN2095-283X
DOI10.12000/JR15078

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Summary:环扫SAR作为一种特殊工作模式雷达，在对地观测方面有着广泛应用。随着分辨率提高及测绘带宽增大，对环扫SAR成像精度提出了更高的要求。而快速的海量回波模拟方法能够对高精度成像算法设计、研究提供有力的支撑。本文给出一种基于多GPU（Graphics Processing Unit，图形处理器）的环扫SARN波模拟方法，并在此基础上进行冗余计算优化，通过MPI（Message Passing Interface，消息传递接口）在多GPU上进行了实现，实验结果表明在使用4块GPU的条件下，经过冗余计算约简，并行效率提高2倍以上，硬件成本降低50％，相对传统CPU串行仿真提高350倍左右。
Bibliography:As a special working mode, the circular scanning Synthetic Aperture Radar （SAR） is widely used in the earth observation. With the increase of resolution and swath width, the simulation data has a massive increase, which boosts the new requirements of efficiency. Through analyzing the redundancy in the raw data simulation based on Graphics Processing Unit （GPU）, a fast simulation method considering reduction of redundant computation is realized by the multi-GPUs and Message Passing Interface （MPI）. The results show that the efficiency of 4-GPUs increases 2 times through the redundant reduction, and the hardware cost decreases by 50%, thus the overall speedup achieves 350 times than the traditional CPU simulation.
Circular scanning SAR; Raw data simulation; GPU parallel; Computing optimization
10-1030/TN
Hu Chen1 Zhang Fan1 Li Guojun1 Li Wei1 Cui Zhongma2.1（ College of Information Science and Technology, Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029, China; 2 Beijing Remote Sensing Equipment Research I
ISSN:2095-283X
DOI:10.12000/JR15078