CN110927679B - 一种基于散列表的多部雷达信号排序方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种基于散列表的多部雷达信号排序方法，通过使用散列表的方式将多部雷达信号的TOA参数依次生成在同一块内存缓冲区中，实现多部雷达信号TOA参数的自然排序。本发明以O(N)复杂度完成雷达数字信号模拟器的TOA排序。

Description

一种基于散列表的多部雷达信号排序方法
技术领域
本发明属于电子侦察信号处理领域，具体为一种基于散列表的多部雷达信号排序方法。
背景技术
传统的多部雷达数字信号的TOA排序方法，通常是对每部雷达生成的脉冲数据采用独立的内存空间进行存储，之后通过对每部雷达脉冲的TOA进行排序以生成有序的多部雷达脉冲数据。这种方法的局限性在于单态势的脉冲密度受限于该态势的雷达数，主要原因为使用堆排序、快速排序和归并排序等方法的平均算法复杂度为O(NlogN)，其中N为雷达数。
发明内容
本发明的目的在于提出了一种基于散列表的多部雷达信号排序方法。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于散列表的多部雷达信号排序方法，具体步骤为：
步骤1、设置TOA数据通道长度及TOA数据标识通道长度；
步骤2、根据各雷达的运行模式和雷达参数设置相应的TOA生成函数类型和函数参数，并初始化每一部雷达生成函数的缓存变量为0；。
步骤3、随机选取一个雷达标号，并运行所述雷达标号对应的TOA生成函数；
步骤4、将长度溢出的TOA值减去TOA数据通道长度以及TOA生成函数当前所处状态参数当前雷达的缓存变量；
步骤5、返回步骤3，依次运行全部雷达的TOA生成函数；
步骤6、遍历TOA数据标识通道，若遍历到TOA数据标识通道的值不为0，则在TOA数据标识通道位置左移8位和TOA数据标识通道位置加1左移8位的范围内查找不等于0的TOA，使用平台号、雷达号和TOA数据通道内同一雷达脉冲序号值组装PDW并输入PDW通道；
步骤7、检测是否收到停止命令，若未收到则返回步骤3，进行下一段TOA生成；若收到，则清空通道，结束TOA生成。
优选地，TOA数据通道长度按散列函数h(x)＝x对应于TOA的低24位。
优选地，所述缓存变量包括ToaMod、ToaParaTemp，ToaMod表示每周期生成的最后一个TOA相较于TOA数据通道总长度的溢出值，ToaParaTemp用于缓存每周期生成的最后一个TOA的脉组序号、参差序号。
优选地，运行所述雷达标号对应的TOA生成函数的具体方法为：
读取雷达的ToaMod值，判断是否超出TOA数据通道长度4，若未超出则读取ToaParaTmp值开始生成TOA，若超出则进入步骤4；
每生成一个TOA，将该值与TOA数据通道长度进行比较，若未超出，则将平台号、雷达号和TOA数据通道内同一雷达脉冲序号存入以生成TOA值为索引的TOA数据通道，若超出，则进入步骤4。
优选地，对于同时到达的TOA的处理方法为：
若当前位置平台号、雷达号值不为0，则查找下一个为0的位置存入；
或者直接存入当前位置，并将以生成TOA值右移8位为索引的TOA数据标识通道值加1。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：(1)本发明以O(N)复杂度完成雷达数字信号模拟器的TOA排序；(2)本发明增加雷达数量不会相应增长存放TOA的内存空间；(3)由于所有雷达生成TOA共用同一内存空间，因此采用本发明设计的输出脉冲密度不会受限于雷达数量。
下面结合附图对本发明做进一步详细的描述。
附图说明
图1是本发明的TOA组合结构示意图。
图2是本发明的排序数组结构示意图。
图3是本发明的TOA生成函数流程图。
图4是本发明的排序流程图。
具体实施方式
一种基于散列表的多部雷达信号排序方法，具体步骤为：
步骤1、设置TOA数据通道长度及TOA数据标识通道长度，TOA数据通道长度按散列函数h(x)＝x对应于TOA的低24位，若TOA的分辨率为1ns，则TOA数据通道的首尾元素时间间隔约为168ms，即一个周期可生成168ms的数据。。
步骤2、根据各雷达的运行模式和雷达参数设置相应的TOA生成函数类型和函数参数，并初始化每一部雷达生成函数的缓存变量为0；其中，缓存变量包括ToaMod、ToaParaTemp，ToaMod表示每周期生成的最后一个TOA相较于TOA数据通道总长度的溢出值，ToaParaTemp用于缓存每周期生成的最后一个TOA的脉组序号、参差序号。
步骤3、随机选取一个雷达标号，并运行所述雷达标号对应的TOA生成函数，具体方法为：
读取雷达的ToaMod值，判断是否超出TOA数据通道长度4，若未超出则读取ToaParaTmp值开始生成TOA，若超出则进入步骤4，每生成一个TOA，将该值与TOA数据通道长度4进行比较，若未超出，则将平台号、雷达号和TOA数据通道内同一雷达脉冲序号存入以生成TOA值为索引的TOA数据通道，对于TOA的同时到达问题，有两种处理方式：一、不进行丢脉冲的处理：若当前位置平台号、雷达号值不为0，则查找下一个为0的位置存入；二、丢脉冲的处理方式：直接存入当前位置，并将以生成TOA值右移8位为索引的TOA数据标识通道值加1；若超出，则进入步骤4；
步骤4、将长度溢出的TOA值减去TOA数据通道长度存入当前雷达的ToaMod缓存变量，将TOA生成函数当前所处状态参数存入ToaParaTmp；
步骤5、返回步骤3，依次运行全部雷达的TOA生成函数；
步骤6、遍历TOA数据标识通道，若遍历到TOA数据标识通道的值不为0，则在TOA数据标识通道位置左移8位和TOA数据标识通道位置加1左移8位的范围内查找不等于0的TOA，使用平台号、雷达号和TOA数据通道内同一雷达脉冲序号值组装PDW并输入PDW通道；
步骤7、检测是否收到停止命令，若未收到则返回步骤3，进行下一段TOA生成；若收到，则清空通道，结束TOA生成。
通过本发明可以将雷达数字信号脉冲数据流生成过程中TOA排序部分的算法复杂度降低至O(N)，同时，由于使用了统一的内存空间对多部雷达的TOA参数进行存储，有效地实现了PDW脉冲序列的数据一致性和分段连续性，为多种接收机模型的设计提供了良好的基础。
实施例1
一种基于散列表的多部雷达信号排序方法，具体步骤为：
步骤1、如表1和图1、2所示，设置TOA数据通道长度为224并将通道内所有数据初始化为0，TOA数据通道长度按散列函数h(x)＝x对应于TOA的低24位，若TOA的分辨率为1ns，则TOA数据通道的首尾元素时间间隔约为168ms，即一个周期可生成168ms的数据。设置TOA数据标识通道长度为216，表示一个TOA数据标识通道元素用于计数28个TOA数据通道元素；
表1 TOA数据通道的数据结构
Plat 平台号
Radar 雷达号
Nums TOA数据通道内同一雷达脉冲序号
步骤2、如表2所示，按照各雷达的运行模式和雷达参数设置相应的TOA生成函数类型和函数参数，同时初始化每一部雷达生成函数的缓存变量为0；
表2雷达设置参数和缓存变量
Type TOA生成函数类型，如PRI固定、PRI抖动或PRI参差
Para TOA生成函数参数，为一自定义数据结构
ToaMod 每周期生成的最后一个TOA相较于TOA数据通道总长度的溢出值
ToaParaTemp 缓存每周期生成的最后一个TOA的脉组序号、参差序号等等
步骤3、随机选取一个雷达标号，并运行所述雷达标号对应的TOA生成函数，如图3所示，具体方法为：首先读取雷达的ToaMod值，判断是否超出TOA数据通道长度224，若未超出则读取ToaParaTmp值开始生成TOA，若超出则进入步骤4，每生成一个TOA，将该值与TOA数据通道长度224进行比较，若未超出，则将平台号、雷达号和TOA数据通道内同一雷达脉冲序号存入以生成TOA值为索引的TOA数据通道，对于TOA的同时到达问题，有两种处理方式：一、不进行丢脉冲的处理：若当前位置平台号、雷达号值不为0，则查找下一个为0的位置存入；二、丢脉冲的处理方式：直接存入当前位置，并将以生成TOA值右移8位为索引的TOA数据标识通道值加1；若超出，则进入步骤4；
步骤4、将长度溢出的TOA值减去TOA数据通道长度224存入当前雷达的ToaMod缓存变量，将TOA生成函数当前所处状态参数存入ToaParaTmp，以实现生成TOA的数据一致性和分段连续性；
步骤5、循环运行步骤3和4，依次运行全部雷达的TOA生成函数；
步骤6、如图4所示，遍历TOA数据标识通道，若遍历到TOA数据标识通道的值不为0，则取出该TOA数据标识通道的数据，在TOA数据标识通道位置左移8位和TOA数据标识通道位置加1左移8位的范围内查找不等于0的TOA，使用平台号、雷达号和TOA数据通道内同一雷达脉冲序号值组装PDW，并输入PDW通道。处理完脉冲后将标志位清零；TOA的拼接方式为TOA_H(32bit)+TOA_L(32bit)，TOA_H和Toa_L的高8位采取全局计数，Toa_L的低24位为当前段内TOA值。
步骤7、检测是否收到停止命令，若未收到则返回步骤3，进行下一段TOA生成；若收到，则清空通道，结束TOA生成。
本发明能以O(N)复杂度完成雷达数字信号的TOA排序，同时由于所有雷达生成TOA共用同一内存空间，增加雷达数量并不会相应增长存放TOA的内存空间，因此雷达信号输出脉冲密度将不会主要受限于雷达数量。

Claims (4)

1.一种基于散列表的多部雷达信号排序方法，其特征在于，具体步骤为：
步骤1、设置TOA数据通道长度及TOA数据标识通道长度；
步骤2、根据各雷达的运行模式和雷达参数设置相应的TOA生成函数类型和函数参数，并初始化每一部雷达生成函数的缓存变量为0；TOA生成函数类型，包括PRI固定、PRI抖动或PRI参差；TOA生成函数参数为一自定义数据结构；所述缓存变量包括ToaMod、ToaParaTemp，ToaMod表示每周期生成的最后一个TOA相较于TOA数据通道总长度的溢出值，ToaParaTemp用于缓存每周期生成的最后一个TOA的脉组序号、参差序号；
步骤3、随机选取一个雷达标号，并运行所述雷达标号对应的TOA生成函数；
步骤4、将长度溢出的TOA值减去TOA数据通道长度存入当前雷达的ToaMod缓存变量，将TOA生成函数当前所处状态参数存入ToaParaTmp；
步骤5、返回步骤3，依次运行全部雷达的TOA生成函数；
步骤6、遍历TOA数据标识通道，若遍历到TOA数据标识通道的值不为0，则在TOA数据标识通道位置左移8位和TOA数据标识通道位置加1左移8位的范围内查找不等于0的TOA，使用平台号、雷达号和TOA数据通道内同一雷达脉冲序号值组装PDW并输入PDW通道；
步骤7、检测是否收到停止命令，若未收到则返回步骤3，进行下一段TOA生成；若收到，则清空通道，结束TOA生成。
2.根据权利要求1所述的基于散列表的多部雷达信号排序方法，其特征在于，TOA数据通道长度按散列函数h(x)＝x对应于TOA的低24位。
3.根据权利要求1所述的基于散列表的多部雷达信号排序方法，其特征在于，运行所述雷达标号对应的TOA生成函数的具体方法为：
读取雷达的ToaMod值，判断是否超出TOA数据通道长度4，若未超出则读取ToaParaTmp值开始生成TOA，若超出则进入步骤4；
每生成一个TOA，将该值与TOA数据通道长度进行比较，若未超出，则将平台号、雷达号和TOA数据通道内同一雷达脉冲序号存入以生成TOA值为索引的TOA数据通道，若超出，则进入步骤4。
4.根据权利要求3所述的基于散列表的多部雷达信号排序方法，其特征在于，对于同时到达的TOA的处理方法为：
若当前位置平台号、雷达号值不为0，则查找下一个为0的位置存入；
或者直接存入当前位置，并将以生成TOA值右移8位为索引的TOA数据标识通道值加1。
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