Многофазный набор фильтров синтеза

dspdemo.PolyphaseFFTMuxer реализует многофазный набор фильтров синтеза. Банк синтеза или muxer берут несколько узкополосной связи, образовывает канал и формируется, один широкополосный канал с узкополосной связью образовывает канал рядом друг с другом.

Реализация состоит из многофазного КИХ-фильтра с определенным числом коэффициентов для каждой многофазной фазы (PolyphaseLength). Этот фильтр имеет длину состояния, равную PolyphaseLength. Фильтру предшествует обратный БПФ, который используется, чтобы модулировать фильтр к различным поддиапазонам частоты.

Основанная на MATLAB реализация

В этом примере фильтр с PolyphaseLength из 48 используется. Файл HelperPolyphaseSynthesisFilterBank запускает фильтрацию. Как пример, используются 64 канала, и формат кадра для каждого канала установлен в 256.

FrameLength = 256;
Nchan       = 64;

Фильтрация реализована путем записи кода MATLAB. Поскольку необходимо циклично выполниться по входным кадрам, реализация имеет тенденцию быть медленной по сравнению со сгенерированным кодом. ifft реализован со скомпилированным кодом, и поэтому ускорение не влияет на эту часть расчета значительно. Как базовая линия, мы измеряемся, сколько времени она берет, чтобы обработать 250 кадров

Nframes = 250;
tic
for n = 1:Nframes
    x = complex(randn(FrameLength,Nchan),randn(FrameLength,Nchan));
    y = HelperPolyphaseSynthesisFilterBank(x);
end
toc

Elapsed time is 22.839157 seconds.

Генерация ускоренного однопоточного и многопоточного файла MEX

dspunfold может использоваться, чтобы сгенерировать и однопоточное и многопоточный файл MEX. Входной сигнал является системой координат, длина состояния дана PolyphaseLength и мы устанавливаем количество повторения на 10. Мы обеспечиваем количество потоков, используемых, чтобы быть 2 так, чтобы улучшения были видны на машинах по крайней мере с двумя ядрами. Это значение может быть увеличено на машинах с большим количеством ядер за счет более высокой задержки.

dspunfold HelperPolyphaseSynthesisFilterBank -args {x} -f true -s 48 -r 10 -t 2

State length: 48 samples, Repetition: 10, Output latency: 40 frames, Threads: 2
Analyzing: HelperPolyphaseSynthesisFilterBank.m
Creating single-threaded MEX file: HelperPolyphaseSynthesisFilterBank_st.mexmaci64
Creating multi-threaded MEX file: HelperPolyphaseSynthesisFilterBank_mt.mexmaci64
Creating analyzer file: HelperPolyphaseSynthesisFilterBank_analyzer.p

Сравнительное тестирование однопоточного файла MEX

Мы сначала тестируем сгенерированного однопоточного файла в сравнении с эталоном. Этот файл MEX эквивалентен MEX, который был бы сгенерирован с помощью codegen функция.

tic
for n = 1:Nframes
    x   = complex(randn(FrameLength,Nchan),randn(FrameLength,Nchan));
    yst = HelperPolyphaseSynthesisFilterBank_st(x);
end
toc

Elapsed time is 1.255142 seconds.

Сравнительное тестирование многопоточного файла MEX

Затем мы тестируем сгенерированного многопоточного файла в сравнении с эталоном. Поскольку ускорение влияет в основном на фильтрацию а не обратный БПФ, улучшение не прямо пропорционально количеству ядер, которые может иметь рабочий стол. Тем не менее, улучшение по крайней мере 60% видно в большинстве случаев. Обратите внимание на то, что для того, чтобы сделать справедливое сравнение, мы добавляем 40 систем координат в многопоточном случае из-за задержки, введенной путем разворачивания.

tic
for n = 1:Nframes+40
    x   = complex(randn(FrameLength,Nchan),randn(FrameLength,Nchan));
    ymt = HelperPolyphaseSynthesisFilterBank_mt(x);
end
toc

Elapsed time is 0.709653 seconds.