脈沖多普勒(Pulse-Doppler,PD)雷達是一種新型雷達體制,它利用了多普勒效應(yīng)原理,既具備良好的測距性能和測速性能,又有較強的雜波抑制能力,因此得到了廣泛的應(yīng)用。隨著軟件化雷達技術(shù)的發(fā)展,傳統(tǒng)以FPGA+DSP為核心的硬件開發(fā)模式已逐漸被軟件化雷達的開發(fā)模式所取代。軟件雷達實現(xiàn)的瓶頸之一是信號處理的實時性問題。隨著計算機硬件特別是多核與眾核異構(gòu)計算平臺的快速發(fā)展,為軟件化雷達信號處理的并行化提供了硬件基礎(chǔ),日趨豐富的并行編程框架也為異構(gòu)計算平臺和雷達信號處理的并行化架起了橋梁。本文提出了基于不同平臺的并行雷達信號處理算法,對整個信號處理系統(tǒng)及部分模塊進行并行研究,本文所研究的主要工作有以下幾個方面:(1)提出了基于多核CPU的并行脈沖多普勒雷達信號處理算法。首先對信號處理過程進行并行性分析,發(fā)現(xiàn)在信號處理過程中存在三個并行點,本文主要針對這三個并行點分別設(shè)計了不同的并行算法。首先,針對雷達信號處理過程中各脈組數(shù)據(jù)之間沒有相互依賴的特性,提出了一種基于數(shù)據(jù)的并行思路,利用多核CPU的多核特性,將不同脈組的數(shù)據(jù)分配到不同的線程上并行處理,即每個線程單獨處理一個脈組的數(shù)據(jù);其次,從信號處理的流程來看,處理過程之間多為流水處理,即上一級的輸出為當前級的輸入,而當前級的輸出為下一級的輸入,因此本文采用流水線并行技術(shù)對整個處理流程進行并行化,按照靜態(tài)負載均衡原則,將算法模塊分配到不同的線程上,通過線程之間的通信機制控制數(shù)據(jù)的傳輸,從而實現(xiàn)對整個處理過程的并行化;最后,對算法模塊內(nèi)部進行并行分析,依據(jù)脈沖壓縮、動目標檢測等模塊內(nèi)部各脈沖之間的處理互無依賴的特點,本文提出了一種模塊內(nèi)部的并行思路,將不同的脈沖分配到不同的線程上進行處理。最后,本文對基于多核CPU的并行脈沖多普勒雷達信號處理算法的實驗結(jié)果進行理論分析。(2)提出了基于OpenCL的并行動目標檢測算法。OpenCL是一種跨平臺的并行編程模型,支持的硬件平臺包括CPU、GPU、MIC和FPGA等。本文通過對動目標檢測算法的并行分析,對并行算法進行設(shè)計,利用數(shù)據(jù)并行的思路,將不同距離單元的處理分配到計算核心上進行處理,首先在GPU端對并行動目標檢測算法進行實現(xiàn),并進行初步優(yōu)化,進而將算法移植到FPGA平臺上進行處理,并利用向量化、循環(huán)展開、多流水線優(yōu)化等方式對基于FPGA平臺的并行動目標檢測算法進行優(yōu)化,并對實驗結(jié)果進行分析。
【學位單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TN957.51
【部分圖文】：

行對算法模塊進行并行化，因此通過將所有距離單元的計算分配到不同的計算核心上進行處理，進而達到加速的目的。圖4.1 脈沖多普勒雷達各模塊耗時占比雷達信號矩陣 輸出矩陣濾波器組123n圖4.2 動目標檢測處理圖4.2.2 基于 OpenCL 的并行動目標檢測算法的實現(xiàn)對于本次設(shè)計的并行 MTD 程序而言，在并行過程中，將每個距離單元上元素的濾波過程寫入 kernel 函數(shù)內(nèi)，每一個 kernel 對應(yīng) OpenCL 中的一個 workitem，而每一個 workitem 運行在一個線程上，多個 workitem 組成一個 workgroup，每一個 CPI 的數(shù)據(jù)分配到不同的 workgroup 中并行處理�；� OpenCL 的并行動目標檢測算法與設(shè)備端平臺的映射關(guān)系如圖 4.3 所示。本章主要研究的是基于 OprnCL 的并行動目標檢測算法在 FPGA 和 GPU 上的實反異步1%脈沖壓縮7%動目標檢測67%恒虛警檢測24%解距離模糊1%

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 曾茂生;脈沖多普勒雷達技術(shù)特征及干擾方法的探討[J];艦船電子對抗;2003年01期

2 陳家兵;天線副瓣對機載脈沖多普勒雷達地雜波影響的分析[J];現(xiàn)代雷達;2001年S1期

3 戴成松;機載脈沖多普勒雷達探測性能檢飛[J];現(xiàn)代雷達;1998年01期

4 蔣金富;改善脈沖多普勒雷達檢測性能的方法[J];現(xiàn)代雷達;1996年01期

5 C.NuthalaPati;汪培進;;用于機載脈沖多普勒雷達的高分辨頻譜分析[J];現(xiàn)代雷達;1991年02期

6 MikeW.Fossier ,包自更;低空防空系統(tǒng)的發(fā)展[J];上海航天;1988年06期

7 周蔭清;機載脈沖多普勒雷達DBS技術(shù)[J];航空學報;1988年12期

8 馮旺斌;;WEIBEL單脈沖多普勒雷達跟蹤系統(tǒng)[J];無線電工程;1989年03期

9 焦廣倫;;脈沖多普勒雷達探測的速度盲區(qū)仿真系統(tǒng)[J];電子測量技術(shù);2008年09期

10 張建;邱杰;張芳;;機載脈沖多普勒雷達海雜波仿真及加速[J];海軍航空工程學院學報;2006年03期

相關(guān)會議論文 前5條

1 袁興生;段紅;姚新宇;;脈沖多普勒雷達恒虛警檢測系統(tǒng)仿真[A];全國第20屆計算機技術(shù)與應(yīng)用學術(shù)會議(CACIS·2009)暨全國第1屆安全關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用學術(shù)會議論文集（下冊）[C];2009年

2 張杏谷;;脈沖多普勒雷達在VTS中應(yīng)用的探討[A];船舶通信與導(dǎo)航（1997）[C];1997年

3 胡航;;現(xiàn)代雷達信號處理機若干關(guān)鍵技術(shù)的仿真研究[A];2004全國測控、計量與儀器儀表學術(shù)年會論文集（下冊）[C];2004年

4 李筱琳;羅成全;;影響脈沖多普勒雷達解模糊的幾個因素分析[A];全國第4屆信號和智能信息處理與應(yīng)用學術(shù)會議論文集[C];2010年

5 曹晨;王小謨;;機載預(yù)警控制系統(tǒng)的歷史、現(xiàn)狀和未來[A];中國電子學會第七屆學術(shù)年會論文集[C];2001年

相關(guān)重要報紙文章 前4條

1 中國青年報·中青在線見習記者 孫慶玲;賁德院士：要吃得了生活的苦[N];中國青年報;2018年

2 謝曉波;打造CBA最權(quán)威報道[N];東莞日報;2010年

3 石純民;空襲利比亞，用了什么武器?[N];中國國防報;2011年

4 劉和昊 劉華;“借雞下蛋”為“孵雞”？[N];中國國防報;2002年

相關(guān)博士學位論文 前1條

1 張維;復(fù)雜雜波背景恒虛警檢測技術(shù)研究[D];南京航空航天大學;2009年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 師瑋;并行脈沖多普勒雷達信號處理算法研究[D];西安電子科技大學;2018年

2 張文禮;脈沖多普勒雷達目標模擬器的研究[D];長春理工大學;2008年

3 陳家兵;機載脈沖多普勒雷達地雜波測量與分析[D];南京理工大學;2006年

4 鄧云;機載脈沖多普勒雷達系統(tǒng)模擬[D];西北工業(yè)大學;2003年

5 陳芳;脈沖多普勒雷達目標回波模擬技術(shù)研究[D];南京理工大學;2006年

6 劉占軍;機載脈沖多普勒雷達回波模擬研究[D];西北工業(yè)大學;2006年

7 張智敏;脈沖多普勒雷達的高重頻調(diào)頻測距性能分析[D];西安電子科技大學;2009年

8 施溢源;基于卡爾曼濾波的道路目標檢測與跟蹤研究[D];長安大學;2004年

9 劉丙亞;脈沖多普勒雷達解模糊算法設(shè)計與實現(xiàn)[D];西安電子科技大學;2017年

10 鄧強;機載PD雷達信號環(huán)境仿真[D];電子科技大學;2003年

本文編號：2810557