CN111813511A - 一种基于多重中断的旋转相控阵雷达资源调度方法 - Google Patents

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侯娇
毕井章
班阳阳
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    • G06F9/06—Arrangements for program control, e.g. control units using stored programs, i.e. using an internal store of processing equipment to receive or retain programs
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    • G06F9/4881—Scheduling strategies for dispatcher, e.g. round robin, multi-level priority queues

Abstract

本发明属于基于旋转相控阵体制的雷达资源调度领域，涉及一种基于多重中断的旋转相控阵雷达资源调度方法，利用基于方位扇区中断的资源规划技术，将天线上个方位扇区转过的时间作为当前方位扇区调度对应的总的时间资源，根据中断累计时间与调度包总时间的时间差实时调整资源规划扇区对应的调度间隔数，确定下一个方位扇区中断对应的时间和每个调度包的时间阈值，在每个调度间隔内以调度包时间阈值为限进行任务编排。此外资源的分配的范围局限于调度间隔的大小，本发明利用奇偶调度中断相结合的方法，既减少了调度间隔过小带来的处理程序的开销和调度时间碎片，又能实现回扫确认这种高数据率的任务请求的及时调度，为重点目标的当圈建航提供可能。

Description

一种基于多重中断的旋转相控阵雷达资源调度方法
技术领域
本发明属于基于旋转相控阵体制的雷达资源调度领域。
背景技术
相控阵雷达采用具有捷变能力的天线波束，使得相控阵雷达在工作时具有极强的灵活性。根据任务负载的情形，在雷达控制器的作用下，相控阵雷达能够自适应地调整工作参数，并在搜索、跟踪等多种工作方式之间进行切换波束。而旋转相控阵雷达，在调度算法的设计中要考虑由于旋转造成的任务执行时间的限制和资源的可达性问题，比固定相控阵雷达有更大的难度。目前国外有许多旋转相控阵雷达装备的报道，但国内外介绍具体调度算法的文献并不多，主要涉及工作模式、工作参数的设计，以及搜索与跟踪调度算法的优化。
在旋转相控阵体制下雷达资源调度需要考虑以下问题：1)天线360度旋转，面阵的法线方向能够到达任意方位；2)任意时刻，雷达只能调度当前相扫范围内的搜索或跟踪任务；3)无论是搜索还是跟踪波束，方位指向偏离天线法线方向α，信噪比会降低为cos2(α)。4)相控阵雷达在机械旋转时天线转速有一定的误差，转一圈多对应的时间资源不是一个固定值。因此，在时间周期资源受限且不断变化的条件下，研究灵活、高效的任务调度算法对进一步提升性能以充分发挥相控阵雷达的潜力具有重要意义。
传统的任务调度基于实时处理架构，基于固定的时间中断，实时编排当前的任务，资源的分配的范围局限于调度间隔的大小。调度间隔大，能够保证资源分配更加合理，灵活，但是缺少实时性。调度间隔小，实时性好，任务调度响应时间短，但是太短了就会额外地增加计算机的支援程序和内务处理程序的开销。在国内外学者和工程人员对固定面阵的相控阵雷达的资源调度技术研究的基础上，设计出能灵活适应旋转相控阵雷达体制的资源调度方法是一个值得研究的问题。
发明内容
本发明提出了一种基于多重中断的旋转相控阵雷达资源调度方法。在旋转相控阵雷达系统中，资源调度需要解决天线转速不均匀的情况下任务和时间匹配调度的问题。
本发明利用基于方位扇区中断的资源规划技术，方位扇区的大小可以根据实际情况按一定的准则设定，将天线上个方位扇区转过的时间作为当前方位扇区调度对应的总的时间资源，再将时间平均到每个调度包，在每个调度间隔内以调度包时间阈值为限进行任务编排。以此解决天线转速不均匀时的任务和时间匹配的问题。而实时计算调度包时间的大小又会带来波控模块执行任务时的同步问题。例如，与基准转速相比，天线转速过快会导致每个调度包的时间都小于中断时间长度，时间差的累积会导致波控模块FIFO读空。同样的,天线转速过慢会导致每个调度包的时间都大于中断时间长度，时间差的累积又会导致波控模块FIFO读满。本发明根据中断累计时间与调度包总时间的时间差实时调整当前资源规划扇区对应的调度间隔数，以此确定下一个方位扇区中断对应的时间和每个调度包的时间阈值。
本发明具体实现过程如下：
假定雷达转速为Tperiodms/r，选择方位扇区为Asector度调度中断1*Tinterruptms，对应的中断计数为奇数，调度中断2为2*Tinterruptms，对应的中断计数为偶数，则方位扇区中断对应的调度间隔数初值为：
Nsch＝(Asector/360)×Tperiod/Tinterrupt，调度中断计数初始值为Nsch；
S1、读取调度中断1；
S2、判断当前中断计数是否为偶数，如果是，则进入S3，否则进入S9；
S3、判断当前中断计数是否为当前调度间隔数，如果是，调度中断计数值清零，进入S4，否则，进入S7；
S4、将天线转过上个方位扇区所用的时间作为当前方位扇区调度对应的总的时间资源Ttotal；
S5、统计时间偏差Tdiff＝n×Tinterrupt-Tbag,其中n为累计中断数,Tbag为波控总时间；
S6、根据时间偏差Tdiff自适应地调整当前扇区中断对应的调度间隔数，并计算每个调度包的时间阈值Tlimit；
S7、在时间阈值Tlimit的限制下利用现有的自适应调度算法进行任务编排，形成一个任务执行链表；
S8、保留先后顺序，按时间对半的原则对当前执行链表进行拆分，形成两个链表，并将执行链表1发送给波控模块执行，转到S12；
S9、判断是否有期望发射时间落在当前调度时间间隔内的回扫确认任务，如果有，进入S10，否则，进入S11；
S10、将该回扫确认任务插入到执行链表2前面，并调整目标的扫描参数；
S11、将执行链表2发送给波控模块执行；
S12、中断计数+1，结束。
此外，本发明利用奇偶调度中断相结合的方法，既减少了调度间隔过小带来的处理程序的开销和调度时间碎片，又能够实现回扫确认这种高数据率的任务请求的调度，为重点目标的当圈建航提供可能。本方法流程清楚，实现简单，对于旋转相控阵系统有重要的工程应用价值。
附图说明
附图1资源调度模块与波控模块之间的信息交互流程图。
附图2方位扇区中断对应的调度间隔数和调度间隔时间实时调整的示意图。
如图2示：天线基准转速2s，资源分配扇区为36度，对应的4个50ms中断。
假设当前天线转速过快为1.8s，36度对应180ms。每个调度包的时间为45ms。当第三个方位中断来临时,由于时间差为40ms,已超过事先设定的阈值,下一个方位中断对应的调度间隔数调整为3,相应的调度包时间调整为60ms。时间差逐渐缩小,有效地防止波控缓存读空或者读满。
附图3一种基于多重中断的旋转相控阵雷达资源调度方法实施流程图。
具体实施方式
本发明涉及一种基于多重中断的旋转相控阵雷达资源调度方法，实施流程如附图1，具体描述为以下过程：
假定雷达基准转速为2s，调度中断1(中断计数为奇数)为25ms，调度中断2(中断计数为偶数)为50ms中(对应9度)，选择方位扇区为36度(设为9度的整数倍)，则方位扇区对应的调度间隔数初值为：
(方位扇区大小/360)×天线周期/调度中断1对应的时间，即(36/360)×2000/25＝8，调度中断计数初始值为8；。
S1、读取25ms时间中断；
S2、判断当前中断计数是否为偶数，如果是，则进入S3，否则进入S9；
S3、判断当前中断计数是否为当前调度间隔数，如果是，调度中断计数值清零，进入S4，否则，进入S7；
S4、将天线转过上个方位扇区所用的时间作为当前方位扇区调度对应的总的时间资源Ttotal；
S5、统计时间偏差Tdiff＝累计中断数×25ms-波控包总时间；
S6、根据时间偏差Tdiff自适应地调整当前扇区对应的调度间隔数，并计算每个调度包的时间阈值Tlimit；
Figure BDA0002537470860000031
Tlimit＝Ttotal/调度间隔数。
S7、在时间阈值Tlimit的限制下利用现有的自适应调度算法进行任务编排，形成一个任务执行链表；
S8、保留先后顺序，按时间对半的原则对当前执行链表进行拆分，形成两个链表，并将执行链表1发送给波控模块执行，转到S12；
S9、判断是否有期望发射时间落在当前调度时间间隔内的回扫确认任务，如果有，进入S10，否则，进入S11；
S10、将该回扫确认任务插入到执行链表2前面，由于回扫确认任务未严格地按照期望发射时间执行,可根据数据处理反馈的目标运动模型参数进行外推,更新发送给波控的目标扫描参数,进一步提高数据精度。
S11、将执行链表2发送给波控模块执行；
S12、中断计数+1，结束。

Claims (3)

1.一种基于多重中断的旋转相控阵雷达资源调度方法，其特征在于：
假定雷达转速为Tperiodms/r，选择方位扇区为Asector度调度中断1*Tinterruptms，对应的中断计数为奇数，调度中断2为2*Tinterruptms，对应的中断计数为偶数，则方位扇区中断对应的调度间隔数初值为：
Nsch＝(Asector/360)×Tperiod/Tinterrupt，调度中断计数初始值为Nsch；
S1、读取调度中断1；
S2、判断当前中断计数是否为偶数，如果是，则进入S3，否则进入S9；
S3、判断当前中断计数是否为当前调度间隔数，如果是，调度中断计数值清零，进入S4，否则，进入S7；
S4、将天线转过上个方位扇区所用的时间作为当前方位扇区调度对应的总的时间资源Ttotal；
S5、统计时间偏差Tdiff＝n×Tinterrupt-Tbag,其中n为累计中断数,Tbag为波控总时间；
S6、根据时间偏差Tdiff自适应地调整当前扇区中断对应的调度间隔数，并计算每个调度包的时间阈值Tlimit；
S7、在时间阈值Tlimit的限制下利用现有的自适应调度算法进行任务编排，形成一个任务执行链表；
S8、保留先后顺序，按时间对半的原则对当前执行链表进行拆分，形成两个链表，并将执行链表1发送给波控模块执行，转到S12；
S9、判断是否有期望发射时间落在当前调度时间间隔内的回扫确认任务，如果有，进入S10，否则，进入S11；
S10、将该回扫确认任务插入到执行链表2前面，并调整目标的扫描参数；
S11、将执行链表2发送给波控模块执行；
S12、中断计数+1，结束。
2.根据权利要求2所述的一种基于多重中断的旋转相控阵雷达资源调度方法，其特征在于：
所述步骤6中，根据时间偏差Tdiff自适应地调整当前扇区对应的调度间隔数：
Figure FDA0002537470850000011
计算每个调度包的时间阈值Tlimit＝Ttotal/调度间隔数。
3.根据权利要求2所述的一种基于多重中断的旋转相控阵雷达资源调度方法，其特征在于：所述步骤10中，将该回扫确认任务插入到执行链表2前面，由于回扫确认任务未严格地按照期望发射时间执行,可根据数据处理反馈的目标运动模型参数进行外推,更新发送给波控的目标扫描参数,进一步提高数据精度。
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