CN111352085B - 脉冲多普勒雷达信号处理性能及计算资源使用判定系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种脉冲多普勒雷达信号处理性能及计算资源使用判定系统,其包括信号源、距离向计算单元、方位向计算单元三部分,通过配置该系统的输入参数,可以模拟不同的雷达接收信号特征和不同的雷达信号并行处理方式,从而在脉冲多普勒雷达信号处理系统设计之前完成对同并行处理方式的性能和所需计算资源情况的评估,以指导雷达信号处理系统的设计。本发明具有使用方便、运算快速、适应多种雷达信号并行处理方式的主要特点。
Description
【技术领域】
本发明属于雷达信号处理系统性能分析技术领域,特别是涉及一种脉冲多普勒雷达信号处理性能及计算资源使用判定系统。
【背景技术】
脉冲多普勒雷达是一种利用脉冲反馈时间和多普勒效应来探测运动目标的位置和相对运动速度的雷达。这种雷达信号处理系统对于其性能有着重要影响。通常,设计脉冲多普勒雷达信号处理系统时,根据雷达信号处理算法设计信号处理系统,特别是处理过程中的并行方法;之后,选用性能尽可能高的专用雷达信号处理计算机,并在此计算机上编程实现并行雷达信号处理算法;最后,对雷达信号处理系统的功能和性能进行测试,检验是否满足设计要求,与此同时,也要测试专用雷达信号处理计算机的性能余量是否满足突发的处理数据量增加或者能否满足未来改进的算法处理要求。如果发现雷达信号处理系统性能不能满足设计要求,或者雷达信号处理计算机性能已经逼近极限,无法承载突发数据处理,也无法承担更高性能算法的实现,则必须重新设计雷达信号处理过程或者选用性能更高的专用雷达信号处理计算机。雷达信号处理系统的重新设计,会导致雷达信号处理系统的设计成本变高、设计周期变长,这对于雷达信号处理系统的工程实现都是非常不利的。
因此,有必要提供一种新的脉冲多普勒雷达信号处理性能及计算资源使用判定系统来解决上述问题。
【发明内容】
本发明的主要目的在于提供一种脉冲多普勒雷达信号处理性能及计算资源使用判定系统,指导脉冲多普勒雷达信号处理系统的设计和专用雷达信号处理计算机的选择,避免完成雷达信号处理系统物理设计后,因性能或计算资源余量不满足导致的设计反复,降低设计成本增高、周期变长的风险。
本发明通过如下技术方案实现上述目的:一种脉冲多普勒雷达信号处理性能及计算资源使用判定系统,其包括:
信号源模块,其包括若干通道部分、与链路生成部分;
距离向计算模块,其包括若干距离向计算单元组,每个所述距离向计算单元组包括若干基本距离向计算单元;
方位向计算模块,其包括若干方位向计算单元组与一单元组间交换网络,每个所述方位向计算单元组包括若干基本方位向计算单元、与一单元组内交换网络;
其中,
每个所述通道部分生成脉冲多普勒雷达中一个信号接收通道产生的数据,输出给链路生成部分;
每个所述链路生成部分对多个通道部分的数据进行打包,形成脉冲多普勒雷达信息处理过程中的一条数据链路中的数据,输出给距离向计算模块中对应的距离向计算单元组;
所述距离向计算单元组的数量与所述链路生成部分的数量相同,所有距离向计算单元组与基本距离向计算单元均具有唯一编号;所有基本距离向计算单元并行完成所在距离向计算单元组接收到的链路数据,并模拟计算探测目标与雷达位置间距离的计算过程,所得的计算结果输出给方位向计算模块中对应的方位向计算单元组;
所有方位向计算单元组与所有基本方位向计算单元均具有唯一编号;所有基本方位向计算单元共同协作处理所在方位向计算单元组接收到的链路数据,并模拟雷达根据接收回波多普勒效应计算目标方位的过程;
所述单元组间交换网络用于模拟方位向计算过程中,各个方位计算单元之间数据交换的通道和性能;所述单元组内交换网络用于模拟方位向计算过程中,各个基本方位向计算单元之间数据交换的通道和性能。
进一步的,所述判定系统包括10个输入参数,且根据所述10个输入参数得到14个中间参数;其中所述10个输入参数如下:
输入参数1:雷达接收数据通道数据ChanNum,单位:个;
输入参数2:雷达信号脉冲重复间隔PRI,单位:秒;
输入参数3:雷达信号脉冲宽度PulseWidth,单位:秒;
输入参数4:雷达接收信号采样率SampRate,单位:Hz;
输入参数5:雷达一个接收信号相干处理间隔中的脉冲数量AccaPulse,单位:个;
输入参数6:雷达信号接收模数转换器AD采样位宽ADSamplingBitWidth,单位:比特;
输入参数7:雷达信号处理过程中一条链路中集成的通道数量PackNum,单位:个,PackNum应为0或正整数,并满足PackNum=log2ChanNum;
输入参数8:雷达信号处理过程中计算资源处理性能,该参数为一个表格,记录计算资源进行不同点数FFTPulseCompNum运算时消耗的时间,其中,点数单位:个,FFT运算消耗时间FFTDelay,单位:秒;
输入参数9:单元组间交换网络和单元组内交换网络的数据传输性能NetSpeed,单位:比特/秒;
输入参数10:基本方位向计算单元中并行执行的线程数NoDC,单位:个;
所述14个中间参数如下:
中间参数1:每个雷达接收数据通道一个周期内的数据量=(PRI-PulseWidth)×SampRate×ADSamplingBitWidth×2;
中间参数2:链路生成部分数量=ChanNum/PackNum;
中间参数3:距离向计算单元组数量=链路生成部分数量;
中间参数4:距离向计算中,脉冲压缩点数PulseCompNum=2ceil(log2(PRI×SampRate))+1;
中间参数5:基本距离向计算单元完成脉冲压缩的延时PulseCompressionComputeDelay=FFTDelay×2.3;
中间参数6:距离向计算单元组完成一条链路上的所有通道一个周期数据计算的延时LinkComputeDelay=PulseCompressionComputeDelay×PackNum;
中间参数7:一个距离向计算单元组包含的基本距离向计算单元数量=ceil(LinkComputeDelay/PRI),其中,ceil(x)表示对x进行上取整操作;
中间参数8:方位向计算单元组数量=链路生成部分数量;
中间参数9:一个方位向计算单元组包含的基本方位向计算单元组数量=cast(int,ceil(ChanNum/PackNum/2)),其中,cast(int,x)表示将x转换为整数类型的操作;
中间参数10:帧时间CPI=PRI×AccaPulse;
中间参数11:一条链路的求滤波系数时间=pow(2,ChanNum/8)×250e-6/NoDC,其中,pow(2,x)表示求2的x次幂;
中间参数12:一条链路的滤波时间=(FFTDelay×0.25)/8/NoDC;
中间参数13:一条链路的目标检测时间=(FFTDelay×0.5)/8/NoDC;
中间参数14:一条链路的目标处理时间=(FFTDelay×0.25)/8/NoDC。
进一步的,所述信号源模块根据输入参数产生所述判定系统使用的数据包,其包括以下步骤:
1)信号源模块根据ChanNum和链路生成部分数量两个参数,分别产生与其值相同的通道部分和链路生成部分,通道部分和链路生成部分分别从1开始编号,之后,将通道部分以链路生成部分数量进行分组并进行编号,1号分组中的所有通道部分与1号链路生成部分连接,2号分组中的所有通道部分与2号链路生成部分连接,以此类推,直到所有通道部分都与链路生成部分连接在一起;
2)所有通道部分同时产生一个数据包DataPackage,数据包中包含一个数值,该值与每个雷达接收数据通道一个周期内的数据量相同,数据包发送给与之连接的链路生成部分;
3)链路生成部分接收到与之连接的所有通道部分发出的数据包后,将所有数据包中合并成一个数据包,发送给与该链路生成部分连接的距离向计算单元组,新数据包中的数据量是接收到所有通道部分数据包中的数据之和。
进一步的,所述距离向计算模块根据距离向计算单元组数量,产生与其数量相同的距离向计算单元组,每个距离向计算单元组中,产生与一个距离向计算单元组包含的基本距离向计算单元数值相同的基本距离向计算单元组;
当某个距离向计算单元组接收到信号源各链路输出的数据包时,根据组内基本距离向计算单元的数量,对该数据进行均分并把均分后每一个数据分发给组内基本距离向计算单元,每个组内基本距离向计算单元一份,组内基本距离向计算单元接收到数据后,延迟PulseCompressionComputeDelay值所述的时间,以此模拟距离向计算过程,之后输出数据到方位向计算模块中连接的方位向计算单元组。
进一步的,所述方位向计算模块根据方位向计算单元组数参数值产生与之数量相同的方位向计算单元组,每个方位向计算单元组内根据方位向计算单元组包含的基本方位向计算单元组数量值产生与之数量相同的基本方位向计算单元,每个方位向计算单元组中的所有基本方位向计算单元相互连接起来,形成单元组内交换网络,所有方位向计算单元组相互连接起来,形成单元组间交换网络,所有方位向计算单元组从1开始顺序编号,每个方位向计算单元组内的所有基本方位向计算单元从1开始顺序编号。
进一步的,所述方位向计算模块的模拟计算过程包括:
1)相参积累:每个方位向计算单元组接收从与之对应的距离向计算单元组发送来的数据包并依据CPI进行积累,即:在CPI中,从接收到的每个数据包中提取数据量值并将其相加,方位向计算单元组将积累后的数据包按照本组内基本方位向计算单元的数量进行均分,并以一对一的方式将每一份数据发送给组内的基本方位向计算单元;
2)求滤波系数:首先需要由1号方位向计算单元组中的1号基本方位向计算单元对数据包进行选择,选出其中的样本点,之后,把样本点坐标经由单元组内交换网络和单元组间交换网络,发送到其他方位向计算单元组内的1号基本方位向计算单元中,接收到样本点坐位的所有基本方位向计算单元根据坐标从已经完成计算的链路数据中提取坐标点对应的数据,这些数据再经由单元组间交换网络和单元组内交换网络送回1号方位向计算单元组内的1号基本方位向计算单元,该基本方位向计算单元完成所有链路样本点的收集后,延迟一条链路的求滤波系数时间;
3)滤波:1号方位向计算单元组中的1号基本方位向计算单元将滤波系数经由单元组内交换网络和单元组间交换网络发送给其他所有方位向计算单元组中的1号基本方位向计算单元,各个方位向计算单元组的1号基本方位向计算单元在收到滤波系数后,按照一条链路的滤波时间进行延时,之后,除1号方位向计算单元组的1号基本方位向计算单元外,其他所有基本方位向计算单元把滤波结果数据经由单元组内交换网络和单元组间交换网络发送回1号方位向计算单元组的1号基本方位向计算单元。
4)目标检测:1号方位向计算单元组中的1号基本方位向计算单元按照一条链路的目标检测时间进行延迟;
5)目标处理:1号方位向计算单元组中的1号基本方位向计算单元按照一条链路的目标时间进行延迟,之后,数据包从判断系统中输出,本次判定系统运行完成。
进一步的,所述基本距离向计算单元的模拟计算过程包括FFT运算、复向量相乘运算、IFFT运算。
进一步的,所述判定系统计算脉冲多普勒雷达信号处理性能的方法包括:设置一个全局时钟变量,当判定系统中某个模块产生时延时,该全局时钟变量增加延时的时间,如果在某一次延时时间中,有其他模块也发生了延时,则将后发生的延时长度与上一次延时没有完成的延时时间进行比较,如果前者短,则忽略这次延时,如果前者长,则用前者减去后者得到时间差,在完成上一次延时后,继续将全局时钟变量延长时间差的长度,当一个数据包从信号源发出,穿过所述判定系统,从方位向计算模块输出时,全局时钟变量的值为这一次脉冲多普勒雷达信号处理的性能。
进一步的,所述判定系统评估脉冲多普勒雷达信号处理计算资源使用情况的判定方法包括:将根据输入参数计算得到的所有基本距离向计算单元数量和所有基本方位向计算单元数量相加,再乘以评估FFT运算时间的计算硬件的数量。
进一步的,当数据包从所述判定系统的方位向计算模块输出时,显示脉冲多普勒雷达信号处理系统的性能判定结果,当所述判定系统开始运行时,通过输入参数计算得到所有基本距离向计算单元数量和所有基本方位向计算单元数量后,显示脉冲多普勒雷达信号处理系统计算资源使用情况。
与现有技术相比,本发明脉冲多普勒雷达信号处理性能及计算资源使用判定系统的有益效果在于:可以有效的得到脉冲多普勒雷达信号处理系统利用不同性能的计算硬件、采用不同的链路组织模式时,脉冲多普勒雷达信号处理系统的性能和所需的硬件计算资源,向雷达信号处理系统设计工程师提供量化的性能指标和计算硬件资源使用情况,实现脉冲多普勒雷达信号处理系统的优化设计。具体的,
(1)通过累计数据包在判定系统中传输过程中,触发的计算延迟获得雷达信号处理系统的性能,这种方法不需要进行复制的数学计算,有助于减低判断系统本身实现难度,缩短使用本判定系统分析雷达信号处理系统性能的时间;
(2)通过输入的雷达参数和计算资源的能力计算得到对计算资源的需求;这种方法使得判定系统开始运行时,就可以当前雷达信号处理系统输入参数和设置的并行处理方式需要的计算资源,如果发现计算资源已经超过雷达信号处理系统设计要求,可以立刻停止判定系统运行,重新设计雷达信号并行处理方式,而不必等待判定系统运行完成,具有简介、快速的优点;
(3)将雷达信号的特征作为输入参数,使得本判定系统能够雷达信号对多种不同特征的雷达信号进行模拟,在雷达信号特征的模拟上具有广泛性;
(4)将计算资源的运行性能作为输入参数,使得本判定系统能够对多种不同性能的雷达信号计算机进行信号处理进行模拟,雷达信号处理计算机特征的模拟上具有广泛性;
(5)将雷达信号通道和链路作为输入参数,使得本判定系统能够对链路中包含不同通道数量的雷达信号并行处理方式性能和计算资源使用情况进行分析,在雷达信号并行处理方式的模拟上具有广泛性。
【附图说明】
图1为本发明实施例的框架原理示意图。
【具体实施方式】
实施例一:
请参照图1,本实施例针对研制脉冲多普勒雷达信号处理系统中,分析不同并行处理方式性能与使用计算资源情况的需求,提出了一种脉冲多普勒雷达信号处理性能及计算资源使用判定系统,该系统由信号源模块、距离向计算模块、方位向计算模块三部分组成,利用10个输入参数可以对不同雷达参数、不同雷达信号并行处理方式的性能和所需计算资源进行评估,从而在进行脉冲多普勒雷达信号处理系统物理设计之前,选择适合的信号处理并行方式和计算资源。具体说明如下:
(1)配置雷达接收信号相关参数。
雷达接收信号相关参数用于表征脉冲多普勒雷达接收信号的特征,包括:输入参数1、2、3、4、5、6。完成这6个输入参数的配置后,本发明所述判定系统就会计算出每个通道产生数据包的数据量,以便本判定系统在运行过程中,分析雷达信号处理系统性能和计算资源使用情况。
(2)配置雷达信号处理系统中,拟采用的计算资源相关参数和通信网络参数。
计算资源相关参数和通信网络参数用于表征雷达信号处理系统拟采用的计算硬件的特征,包括:输入参数8、9、10。这三个参数均来自实际计算硬件运行FFT和进行设备间数据交换的实测值。其中,输入参数8应采用一个表格,表格中应至少具有两列,第一列是FFT点数,第二例是计算硬件处理该点数FFT消耗的时间,同时,该表格应具有多行,以保存多个FFT点数的计算延时,供本发明所述判定视系统使用。
(3)配置雷达信号处理系统中,一条链路中集成的通道数量参数。
配置一条链路中集成的通道数量参数,包括输入参数7。确定一条链路中集成的接收信号通道数量,会决定雷达信号处理系统中的并行计算方式,对雷达系统性能和所用的计算资源具有关键影响。
(4)启动判定系统,获得雷达信号处理系统性能和计算资源使用情况。
本发明所述判定系统启动后,会首先根据输入参数计算出中间参数,输出计算资源使用情况,之后根据中间参数实例化所有通道部分、链路生成部分、基本距离向计算单元、距离向计算单元组、基本方位向计算单元、单元组内交换网络、单元组间交换网络,并将所有模块连接起来,通道部分根据输入参数生成数据包,每个数据包同时在判定系统中运行,当数据包经过计算资源或单元组内/单元组间交换网络时延,判定系统根据计算资源时延和通信网络时延计算数据包的延时,当数据包从方位向计算模块输出后,则输出这次运行后的雷达处理系统性能。
具体实施步骤如下:
在利用某DSP芯片设计8通道脉冲多普勒雷达信号处理系统时,采用本发明所述判定系统,对一条链路内包含不同通道数量时,脉冲多普勒雷达信号处理系统性能和需要的计算资源进行判定,以指导雷达信号处理系统的具体设计。具体过程如下:
(1)配置雷达接收信号相关参数。
输入参数1:ChanNum=8个
输入参数2:PRI=10.0e-6秒
输入参数3:PulseWidth=2.0e-6秒
输入参数4:SampRate=4.0e6Hz
输入参数5:AccaPulse=4096个
输入参数6:ADSamplingBitWidth=16比特
(2)配置雷达信号处理系统中,拟采用的计算资源相关参数和通信网络参数。
输入参数8:FFTDelay,如表1所示:
表1
输入参数9:NetSpeed=5G比特/秒
输入参数10:NoDC=4个
(3)配置雷达信号处理系统中,一条链路中集成的通道数量参数
输入参数7:PackNum。PackNum与ChanNum之间关系到雷达信号处理系统不同并行处理方式性能的差异,因此需要将PackNum分别配置1、2、4、8,以判定这四种配置时,雷达信号处理系统的性能和计算资源的使用情况。
(4)启动判定系统,获得雷达信号处理系统性能和计算资源使用情况
当PackNum分别配置为1、2、4、8时,启动本判定系统,得到运行结果如表2所示:
表2
根据本发明所述判定系统解决,对于8个通道的脉冲多普勒雷达,其性能最高时,一条链路中集成4个通道的数据,此时计算资源使用情况为4种链路集成通道方式的中等;而计算资源最少使用12片DSP,此时在一条链路中集成2个通道的数据将获得最佳性能的雷达信号处理系统。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种脉冲多普勒雷达信号处理性能及计算资源使用判定系统,其特征在于:其包括:
信号源模块,其包括若干通道部分、与链路生成部分;
距离向计算模块,其包括若干距离向计算单元组,每个所述距离向计算单元组包括若干基本距离向计算单元;
方位向计算模块,其包括若干方位向计算单元组与一单元组间交换网络,每个所述方位向计算单元组包括若干基本方位向计算单元、与一单元组内交换网络;
其中,
每个所述通道部分生成脉冲多普勒雷达中一个信号接收通道产生的数据,输出给链路生成部分;
每个所述链路生成部分对多个通道部分的数据进行打包,形成脉冲多普勒雷达信息处理过程中的一条数据链路中的数据,输出给距离向计算模块中对应的距离向计算单元组;
所述距离向计算单元组的数量与所述链路生成部分的数量相同,所有距离向计算单元组与基本距离向计算单元均具有唯一编号;所有基本距离向计算单元并行完成所在距离向计算单元组接收到的链路数据,并模拟计算探测目标与雷达位置间距离的计算过程,所得的计算结果输出给方位向计算模块中对应的方位向计算单元组;
所有方位向计算单元组与所有基本方位向计算单元均具有唯一编号;所有基本方位向计算单元共同协作处理所在方位向计算单元组接收到的链路数据,并模拟雷达根据接收回波多普勒效应计算目标方位的过程;
所述单元组间交换网络用于模拟方位向计算过程中,各个方位计算单元之间数据交换的通道和性能;所述单元组内交换网络用于模拟方位向计算过程中,各个基本方位向计算单元之间数据交换的通道和性能。
2.如权利要求1所述的脉冲多普勒雷达信号处理性能及计算资源使用判定系统,其特征在于:所述判定系统包括10个输入参数,且根据所述10个输入参数得到14个中间参数;其中所述10个输入参数如下:
输入参数1:雷达接收数据通道数据ChanNum,单位:个;
输入参数2:雷达信号脉冲重复间隔PRI,单位:秒;
输入参数3:雷达信号脉冲宽度PulseWidth,单位:秒;
输入参数4:雷达接收信号采样率SampRate,单位:Hz;
输入参数5:雷达一个接收信号相干处理间隔中的脉冲数量AccaPulse,单位:个;
输入参数6:雷达信号接收模数转换器AD采样位宽ADSamplingBitWidth,单位:比特;
输入参数7:雷达信号处理过程中一条链路中集成的通道数量PackNum,单位:个,PackNum应为0或正整数,并满足PackNum = log2ChanNum;
输入参数8:雷达信号处理过程中计算资源处理性能,该参数为一个表格,记录计算资源进行不同点数FFT PulseCompNum运算时消耗的时间,其中,点数单位:个,FFT运算消耗时间FFTDelay,单位:秒;
输入参数9:单元组间交换网络和单元组内交换网络的数据传输性能NetSpeed,单位:比特/秒;
输入参数10:基本方位向计算单元中并行执行的线程数NoDC,单位:个;
所述14个中间参数如下:
中间参数1:每个雷达接收数据通道一个周期内的数据量 =(PRI - PulseWidth) ×SampRate × ADSamplingBitWidth × 2;
中间参数2:链路生成部分数量 = ChanNum / PackNum;
中间参数3:距离向计算单元组数量 = 链路生成部分数量;
中间参数4:距离向计算中,脉冲压缩点数PulseCompNum = 2 ceil (log2(PRI × SampRate))+1;
中间参数5:基本距离向计算单元完成脉冲压缩的延时PulseCompressionComputeDelay = FFTDelay × 2.3;
中间参数6:距离向计算单元组完成一条链路上的所有通道一个周期数据计算的延时LinkComputeDelay = PulseCompressionComputeDelay × PackNum;
中间参数7:一个距离向计算单元组包含的基本距离向计算单元数量 = ceil(LinkComputeDelay / PRI ),其中,ceil(x)表示对x进行上取整操作;
中间参数8:方位向计算单元组数量 = 链路生成部分数量;
中间参数9:一个方位向计算单元组包含的基本方位向计算单元组数量 = cast( int,ceil( ChanNum / PackNum /2 )),其中,cast(int,x)表示将x转换为整数类型的操作;
中间参数10:帧时间CPI = PRI × AccaPulse;
中间参数11:一条链路的求滤波系数时间 = pow(2, ChanNum /8) × 250e-6 /NoDC,其中,pow(2,x)表示求2的x次幂;
中间参数12:一条链路的滤波时间 = (FFTDelay × 0.25) / 8 / NoDC;
中间参数13:一条链路的目标检测时间 = (FFTDelay × 0.5) / 8 / NoDC;
中间参数14:一条链路的目标处理时间 = (FFTDelay × 0.25) / 8 / NoDC。
3.如权利要求2所述的脉冲多普勒雷达信号处理性能及计算资源使用判定系统,其特征在于:所述信号源模块根据输入参数产生所述判定系统使用的数据包,其包括以下步骤:
1)信号源模块根据ChanNum和链路生成部分数量两个参数,分别产生与其值相同的通道部分和链路生成部分,通道部分和链路生成部分分别从1开始编号,之后,将通道部分以链路生成部分数量进行分组并进行编号,1号分组中的所有通道部分与1号链路生成部分连接,2号分组中的所有通道部分与2号链路生成部分连接,以此类推,直到所有通道部分都与链路生成部分连接在一起;
2)所有通道部分同时产生一个数据包DataPackage,数据包中包含一个数值,该值与每个雷达接收数据通道一个周期内的数据量相同,数据包发送给与之连接的链路生成部分;
3)链路生成部分接收到与之连接的所有通道部分发出的数据包后,将所有数据包合并成一个数据包,发送给与该链路生成部分连接的距离向计算单元组,新数据包中的数据量是接收到所有通道部分数据包中的数据量之和。
4.如权利要求2所述的脉冲多普勒雷达信号处理性能及计算资源使用判定系统,其特征在于:所述距离向计算模块根据距离向计算单元组数量,产生与其数量相同的距离向计算单元组,每个距离向计算单元组中,产生与一个距离向计算单元组包含的基本距离向计算单元数值相同的基本距离向计算单元组;
当某个距离向计算单元组接收到信号源各链路输出的数据包时,根据组内基本距离向计算单元的数量,对该数据进行均分并把均分后每一个数据分发给组内基本距离向计算单元,每个组内基本距离向计算单元一份,组内基本距离向计算单元接收到数据后,延迟PulseCompressionComputeDelay值所述的时间,以此模拟距离向计算过程,之后输出数据到方位向计算模块中连接的方位向计算单元组。
5.如权利要求2所述的脉冲多普勒雷达信号处理性能及计算资源使用判定系统,其特征在于:所述方位向计算模块根据方位向计算单元组数参数值产生与之数量相同的方位向计算单元组,每个方位向计算单元组内根据方位向计算单元组包含的基本方位向计算单元组数量值产生与之数量相同的基本方位向计算单元,每个方位向计算单元组中的所有基本方位向计算单元相互连接起来,形成单元组内交换网络,所有方位向计算单元组相互连接起来,形成单元组间交换网络,所有方位向计算单元组从1开始顺序编号,每个方位向计算单元组内的所有基本方位向计算单元从1开始顺序编号。
6.如权利要求5所述的脉冲多普勒雷达信号处理性能及计算资源使用判定系统,其特征在于:所述方位向计算模块的模拟计算过程包括:
1)相参积累:每个方位向计算单元组接收从与之对应的距离向计算单元组发送来的数据包并依据CPI进行积累,即:在CPI中,从接收到的每个数据包中提取数据量值并将其相加,方位向计算单元组将积累后的数据包按照本组内基本方位向计算单元的数量进行均分,并以一对一的方式将每一份数据发送给组内的基本方位向计算单元;
2)求滤波系数:首先需要由1号方位向计算单元组中的1号基本方位向计算单元对数据包进行选择,选出其中的样本点,之后,把样本点坐标经由单元组内交换网络和单元组间交换网络,发送到其他方位向计算单元组内的1号基本方位向计算单元中,接收到样本点坐标的所有基本方位向计算单元根据坐标从已经完成计算的链路数据中提取坐标点对应的数据,这些数据再经由单元组间交换网络和单元组内交换网络送回1号方位向计算单元组内的1号基本方位向计算单元,该基本方位向计算单元完成所有链路样本点的收集后,延迟一条链路的求滤波系数时间;
3)滤波:1号方位向计算单元组中的1号基本方位向计算单元将滤波系数经由单元组内交换网络和单元组间交换网络发送给其他所有方位向计算单元组中的1号基本方位向计算单元,各个方位向计算单元组的1号基本方位向计算单元在收到滤波系数后,按照一条链路的滤波时间进行延时,之后,除1号方位向计算单元组的1号基本方位向计算单元外,其他所有基本方位向计算单元把滤波结果数据经由单元组内交换网络和单元组间交换网络发送回1号方位向计算单元组的1号基本方位向计算单元;
4)目标检测:1号方位向计算单元组中的1号基本方位向计算单元按照一条链路的目标检测时间进行延迟;
5)目标处理:1号方位向计算单元组中的1号基本方位向计算单元按照一条链路的目标时间进行延迟,之后,数据包从判断系统中输出,本次判定系统运行完成。
7.如权利要求1所述的脉冲多普勒雷达信号处理性能及计算资源使用判定系统,其特征在于:所述基本距离向计算单元的模拟计算过程包括FFT运算、复向量相乘运算、IFFT运算。
8.如权利要求1所述的脉冲多普勒雷达信号处理性能及计算资源使用判定系统,其特征在于:所述判定系统计算脉冲多普勒雷达信号处理性能的方法包括:设置一个全局时钟变量,当判定系统中某个模块产生时延时,该全局时钟变量增加延时的时间,如果在某一次延时时间中,有其他模块也发生了延时,则将后发生的延时长度与上一次延时没有完成的延时时间进行比较,如果前者短,则忽略这次延时,如果前者长,则用前者减去后者得到时间差,在完成上一次延时后,继续延长全局时钟变量时间差的长度,当一个数据包从信号源发出,穿过所述判定系统,从方位向计算模块输出时,全局时钟变量的值为这一次脉冲多普勒雷达信号处理的性能。
9.如权利要求1所述的脉冲多普勒雷达信号处理性能及计算资源使用判定系统,其特征在于:所述判定系统评估脉冲多普勒雷达信号处理计算资源使用情况的判定方法包括:将根据输入参数计算得到的所有基本距离向计算单元数量和所有基本方位向计算单元数量相加,再乘以评估FFT运算时间的计算硬件的数量。
10.如权利要求1所述的脉冲多普勒雷达信号处理性能及计算资源使用判定系统,其特征在于:当数据包从所述判定系统的方位向计算模块输出时,显示脉冲多普勒雷达信号处理系统的性能判定结果,当所述判定系统开始运行时,通过输入参数计算得到所有基本距离向计算单元数量和所有基本方位向计算单元数量后,显示脉冲多普勒雷达信号处理系统计算资源使用情况。
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