[发明专利]一种基于多核DSP的脉冲压缩处理方法及装置

说明书

本发明提出一种基于多核DSP的脉冲压缩处理方法及装置，用序列乘法代替FFTSHIFT/IFFTSHIFT。在进行FFT/IFFT变换之前，根据输入信号a[n]的长度，构建一个特殊的序列g[n]。将a[n]和g[n]进行相乘运算，再做相对应的FFT/IFFT处理，可以等效于完成了FFTSHIFT/IFFTSHIFT。本发明提出的这种脉冲压缩方法，可以有效地节省了处理资源，并且处理耗时优于传统脉冲压缩方法。

技术领域

本发明涉及信号处理领域，尤其涉及一种基于多核DSP的脉冲压缩处理方法及装置。

背景技术

在雷达信号处理过程中，脉冲压缩是一种有效的同时改善雷达的作用距离和距离分辨率的手段。简单来说就是在发射端雷达发射大时宽带宽积的雷达信号；随后，在接收端经过“压缩”处理后变为窄脉冲。实施脉冲压缩的方式利用匹配滤波器，将雷达回波信号经过最佳匹配滤波器滤波后，输出信噪比达到最大值的信号，即为所需要的窄脉冲信号。根据傅里叶变换基本性质，时域中两两卷积的信号，转换到频域中是对应频谱的相乘。故脉冲压缩的一般处理方式是将雷达回波信号经过快速傅里叶变换(FFT:Fast FourierTransform)，转换到频域。随后在频域内相乘一个回波参考信号的FFT变换形式。再通过快速逆傅里叶变换(IFFT:Inverse Fast Fourier Transform)，输出到时域成为我们所需要的窄脉冲信号。

脉冲压缩的处理过程涉及到大量的FFT和IFFT运算。由于离散信号的离散傅里叶变换(DFT:Discrete Fourier Transform)是一个周期为2π的周期函数。但经过FFT运算之后，单周期内频域数据的坐标原点不在中心，而是在最左端，即单周期时频域数据的横坐标系为[0,2π)。为了方便后续处理，需要将频域的零频分量搬移到频谱中心，即单周期时频域数据的横坐标系为[-π,π)。FFTSHIFT(FFT变换后频域数据搬移)就是对频域数据进行搬移，即数据重排，将频域的零频分量搬移到频谱中心，即将横坐标系从[0,2π)变为[-π,π)。具体采用方法是对序列进行长度为(表示向下取整)，方向为向右、正向的循环移位(N为序列长度)。经过FFTSHIFT频域数据重排之后，若要进行IFFT处理变换回时域信号时，需要对变换后的时域信号进行重排，即IFFTSHIFT(IFFT变换后时域数据搬移)处理。IFFTSHIFT处理是FFTSHIFT的逆变换。实施方式是对序列进行长度为(表示向下取整)，方向为向左、负向的循环移位(N为序列长度)。

雷达信号处理模块主要由DSP组成。运用DSP完成脉冲压缩，当进行FFT、IFFT和乘加运算时，DSP特有的乘加器(MAU:Multiply Add Unit)能高效地完成上述运算。常规在DSP中处理脉冲压缩的方式如图1所示，FFT和IFFT之后，分别经过了FFTSHIFT和IFFTSHIFT数据搬移。当输入雷达回波信号序列长度为偶数时，FFTSHIFT和IFFTSHIFT是等效的。FFTSHIFT在DSP中具体实施方式如图2所示。DSP需要在核内局部存储空间、或共享存储空间、或者外部DDR3中开辟一块区域存储FFTSHIFT数据搬移的结果。然后，启用EDMA外设的两个通道分别进行数据转移，把序列的前半部分和后半部分分别转移到指定偏移的位置。

但当运行FFTSHIFT/IFFTSHIFT这类数据重排操作时。有两种处理方式：DSP核直接完成和运用EDMA(Enhanced Direct Memory Access:增强型直接存储访问)外设进行数据搬移。运用核处理数据搬移，需要在核内的宝贵的存储空间中新开辟一块区域存放重排后的数据，而且，DSP核处理数据移动的效率不高。若用EDMA进行数据搬移，处理速率和效率非常高，不需要占用DSP核的运算资源，但是需要消耗外设的资源。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于多核DSP的脉冲压缩处理方法及装置，通过本发明的脉冲压缩处理方法有效地节省了处理资源，并且处理耗时优于传统脉冲压缩方法。

本发明提供了一种基于多核DSP的脉冲压缩处理方法，所述方法包括如下步骤：