[发明专利]一种基于Zynq的肯德尔相关检测器

说明书

本发明公开了一种基于Zynq的肯德尔相关检测器，包括PS端的软件端控制模块，从PS端的软件端控制模块获取雷达信号数据的PL端的硬件加速模块，包括输入计数模块、计算肯德尔相关系数的脉动阵列模块、输出计数模块以及输出控制模块；计算肯德尔相关系数的脉动阵列模块根据雷达信号数据以快速计算出肯德尔相关系数，发送至输出控制模块，输入计数模块、输出计数模块分别用于读取进入、输出肯德尔相关系数的脉动阵列模块数据的个数，发送至输出控制模块。本发明基于Zynq的脉动阵列快速计算雷达系统中雷达信号的肯德尔相关系数，将算法从时间复杂度的平方量级降为常数量级，以适应雷达等对实时性要求严苛的高采样率信号检测系统。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种基于Zynq的肯德尔相关检测器。

背景技术

在强噪声背景下检测是否存在有用信号，是信号处理系统面临的首要关键问题。参量最优检测器理论上具有最优的检测性能，然而当噪声模型与实际噪声不匹配时，其性能急剧恶化。针对参量检测器的缺点，基于秩统计量的肯德尔相关系数在噪声模型与实际噪声不匹配时仍具有良好的性能，但是随着数字信号处理技术的发展，雷达系统的采样率越来越高，甚至可能高达数千兆赫兹。在如此高的采样频率下，根据肯德尔相关检测器的原始定义，用纯软件或普通硬件实现计算需要平方量级的时间复杂度，很难应用于实时性要求较高的雷达系统中。因此，如何使得肯德尔相关检测器进行快速计算肯德尔相关系数，以降低检测器的时间复杂度，是本领域亟待解决的问题。

发明内容

为了解决上述提出的至少一个技术问题，本发明提供了一种基于Zynq的肯德尔相关检测器，包括：

PS端的软件端控制模块及PL端的硬件加速模块；所述PL端的硬件加速模块用于从所述PS端的软件端控制模块中获取雷达信号数据；其中，

所述PL端的硬件加速模块包括输入计数模块、计算肯德尔相关系数的脉动阵列模块、输出计数模块以及输出控制模块；

所述计算肯德尔相关系数的脉动阵列模块用于根据所述雷达信号数据计算出肯德尔相关系数并发送给输出控制模块；

所述输入计数模块、所述输出计数模块分别用于读取进入所述肯德尔相关系数的脉动阵列模块数据的个数、从所述肯德尔相关系数的脉动阵列模块输出数据的个数，并分别发送至所述输出控制模块。

在一个可能的实施方式中，所述的基于Zynq的肯德尔相关检测器，还包括DMA，用于读取所述PS端的软件端控制模块的雷达信号数据，并将所述数据拆分为发送信号数据和接收信号数据，发送至所述PL端的硬件加速模块。

在一个可能的实施方式中，所述计算肯德尔相关系数的脉动阵列模块包括n行×n列个运算单元，n为发送信号数据的长度；其中，前n-1行的运算单元为第一运算单元，第n行的运算单元为第二运算单元。

在一个可能的实施方式中，所述第一运算单元包括一个加法器、一个减法器、两个大于比较器、一个小于比较器、十个两路选择器和七个D触发器。

在一个可能的实施方式中，所述第二运算单元包括两个加法器、一个减法器、两个大于比较器、一个小于比较器、十个两路选择器和七个D触发器。

在一个可能的实施方式中，所述输入计数模块包括一个加法器和一个D触发器。

在一个可能的实施方式中，所述输出计数模块包括一个加法器和一个D触发器。

在一个可能的实施方式中，所述输出控制模块包括一个加法器、一个等于比较器、一个小于等于比较器、两个与门、两个D触发器和一个同步复位的D触发器。

在一个可能的实施方式中，所述PS端的软件端控制模块包括软件端的发送数据逻辑单元和接收数据逻辑单元。