利用GPU实现外辐射源雷达多通道时域杂波抑制的方法

摘要

本发明涉及一种利用GPU实现外辐射源雷达多通道时域杂波抑制的方法，主要解决雷达探测环境中的杂波抑制问题。主要步骤为：首先获取校准后参考和监测通道数据，并分配计算所需内存、显存；然后加载数据到GPU显存，采用迭代算法计算自相关矩阵R_x，求逆得利用参考和监测通道数据计算互相关矩阵C，计算与C乘积得到矩阵D，计算参考通道数据与矩阵D乘积得到监测通道中直达波与多径分量从监测通道数据中减去得到目标回波分量；最后释放已分配的内存、显存。本发明克服了迭代类杂波抑制算法收敛速度和稳定性等难以确定的困难，降低了ECA及ECA‑B算法的时间和空间复杂度，并具有平台搭建简单、稳定性好、运算速度快、扩展性强、易于开发等优点。

主权项

一种利用GPU实现外辐射源雷达多通道时域杂波抑制的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、获取用于杂波抑制处理的外辐射源雷达信号数据：具体是首先将外辐射源雷达的接收阵列各个阵元接收到的回波信号经过模数转换、滤波抽取变换到数字基带，然后将变换到数字基带后的数据传送至主机端，在主机端对各个通道数据乘以相应通道校准值进行校准；步骤2、在主机端将步骤1接收的数据进行初始化：主机端使用函数malloc为中央处理器CPU分配计算所需内存，使用函数cudaMalloc为图形处理器GPU分配计算所需显存空间；步骤3、主机端将接收的数据传送至图形处理器GPU显存中，并定义：监测通道数为M,杂波抑制距离元长度为K，抑制数据长度为N；参考通道数据为S_ref＝[s_ref(0) s_ref(1) … s_ref(N+K‑2)]^T；监测通道数据为S_sur＝[s_sur,0 s_sur,1 … s_sur,M‑1]；其中，每个监测通道数据为s_sur,m＝[s_sur(K‑1) s_sur(K) … s_sur(N+K‑2)]^T，m为监测通道编号，T代表转置；步骤4、在图形处理器GPU中对各通道数据进行并行杂波抑制处理，即杂波抑制结果包括以下子步骤：步骤4.1、利用参考通道数据采用迭代算法计算自相关矩阵具体是：步骤4.11、首先计算矩阵R_x第i＝0行值，即R_x(0,j)，其中0≤j≤K‑1；步骤4.12、计算出第i＝i+1行的值；若列序号j<i,则否则通过利用关系式：及对角线元素R_x(i‑1,j‑1)计算R_x(i,j)；步骤4.13、重复步骤4.12，若i＝K‑1则计算完毕后停止；步骤4.2、对自相关矩阵R_x进行原地求逆得到步骤4.3、利用参考通道数据和监测通道数据进行互相关运算得到步骤4.4、计算及互相关矩阵C的乘积得到矩阵步骤4.5、计算参考通道数据和D矩阵乘积得到监测通道中直达波和多径杂波分量步骤4.6、从原始监测通道数据减去杂波分量得到剩余回波分量，即杂波抑制结果其中，s(i)＝[s_ref(i) s_ref(i+1) … s_ref(N+i‑1)]^T，X_ref＝[s(0) s(1) … s(K‑1)]；步骤5、将杂波抑制结果在图形处理器GPU中继续进行其他处理或传送至中央处理器CPU的内存中并保存；步骤6、在主机端使用函数free释放中央处理器CPU所分配的内存，使用cudaFree函数释放图形处理器GPU中所分配的显存。