田　田，許海琦，韓向清

(中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七二四研究所，南京 211153)

0　引　言

脈沖序列搜索是雷達(dá)信號(hào)分選的重要組成部分[1-2]，如圖1所示。它根據(jù)直方圖聚類檢測(cè)生成的序列搜索參數(shù)(即潛在重復(fù)周期)在輸入的全脈沖序列緩存中搜索滿足參數(shù)要求的所有PDW。序列搜索可分為兩個(gè)部分：最長(zhǎng)連續(xù)序列搜索和全序列搜索。全序列搜索又可以分為：(1)前向全序列搜索，即在輸入的全脈沖序列緩存中搜索最長(zhǎng)連續(xù)序列之前的脈沖；(2)后向全序列搜索，即在輸入的全脈沖序列緩存中搜索最長(zhǎng)連續(xù)序列之后的脈沖。

現(xiàn)有信號(hào)分選程序在進(jìn)行直方圖生成時(shí)通過遍歷輸入的脈沖緩存序列并逐對(duì)計(jì)算脈沖對(duì)到達(dá)時(shí)間差，生成了完整的脈沖對(duì)到達(dá)時(shí)間差信息。然而，在進(jìn)行序列搜索時(shí)，又重復(fù)了上述遍歷脈沖緩存序列并計(jì)算到達(dá)時(shí)間差的過程。因此，若能在序列搜索時(shí)復(fù)用直方圖統(tǒng)計(jì)時(shí)已經(jīng)生成的脈沖對(duì)到達(dá)時(shí)間差信息，則可以充分降低序列搜索程序的執(zhí)行時(shí)間。

為此，本文提出了一種復(fù)用TDOA信息的脈沖序列搜索方法，首先設(shè)計(jì)了一種直方圖脈沖對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(PTDOA)用于存儲(chǔ)脈沖對(duì)到達(dá)時(shí)間差信息，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了基于PTDOA的最長(zhǎng)連續(xù)序列搜索以及全序列搜索算法，最后通過外場(chǎng)真實(shí)數(shù)據(jù)回放對(duì)所提序列搜索方法的性能進(jìn)行了測(cè)試。

1　改進(jìn)的序列搜索

在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了基于PTDOA的最長(zhǎng)連續(xù)序列搜索算法和全序列搜索算法，分別簡(jiǎn)述如下：

(1) 最長(zhǎng)連續(xù)序列搜索算法

輸入：所有直方圖小箱及其包含的PTDOA信息；

輸出：最長(zhǎng)連續(xù)序列Smax。

(a) 對(duì)于每個(gè)直方圖小箱bk，遍歷該小箱包含的所有脈沖對(duì)；

(b) 對(duì)于每個(gè)脈沖對(duì)PPi(Ph,Pt)，遍歷所有已經(jīng)找出的脈沖連續(xù)序列；

(c) 若存在某個(gè)連續(xù)序列Sk，使得Sk的尾脈沖等于當(dāng)前脈沖對(duì)PPi的頭脈沖Ph，則將脈沖對(duì)PPi加入到連續(xù)序列Sk中，更新該連續(xù)序列的尾脈沖為Pt，如圖3所示；

(d) 若沒有符合條件的脈沖序列，則新創(chuàng)建一個(gè)連續(xù)脈沖序列Snew；

(e) 回到步驟(b)，直到遍歷完該小箱包含的所有脈沖對(duì)，將生成的所有脈沖連續(xù)序列的集合記為S={S1,S2，…，Sn}，S為有序集合，排列依據(jù)是其生成的時(shí)間；

(f) 遍歷脈沖連續(xù)序列集合S中各個(gè)脈沖序列，找出最長(zhǎng)連續(xù)序列，標(biāo)記為Smax。

(2) 全序列搜索算法

(a) 前向全序列搜索

輸入：? 小箱bk搜索出的最長(zhǎng)連續(xù)序列Smax，頭、尾脈沖分別為Ph、Pt；

? 當(dāng)前搜索序列Sc，初始值為集合S中Smax的前一個(gè)序列；

? 當(dāng)前搜索序列Sc的前一個(gè)序列，標(biāo)識(shí)為Sp。

輸出：符合序列搜索條件的所有脈沖。

前向全序列搜索即搜索Smax之前所有符合序列搜索條件的脈沖：前向搜索起點(diǎn)Pstart，初始值為Smax的頭脈沖在原輸入脈沖緩存中的位置，算法流程如圖4所示。

(b) 后向全序列搜索

輸入：? 小箱bk搜索出的最長(zhǎng)連續(xù)序列Smax，頭、尾脈沖分別為Ph、Pt；

? 當(dāng)前搜索序列Sc，初始值為集合S中Smax的后一個(gè)序列；

? 當(dāng)前搜索序列Sc的后一個(gè)序列，標(biāo)識(shí)為Sn。

輸出：符合序列搜索條件的所有脈沖。

后向全序列搜索即搜索Smax之后所有符合序列搜索條件的脈沖：后向搜索起點(diǎn)Qstart，初始值為Smax的尾脈沖在原輸入脈沖緩存中的位置，算法流程如圖5所示。

2　實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

以某型雷達(dá)被動(dòng)數(shù)據(jù)處理程序作為試驗(yàn)對(duì)象，利用本文改進(jìn)的序列搜索程序(以下標(biāo)識(shí)為ASS，Advanced Sequence Search)替換原有的序列搜索程序(以下標(biāo)識(shí)為OSS，Original Sequence Search)，然后分別導(dǎo)入3組外場(chǎng)采集的PDW數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)回放，測(cè)試兩種版本序列搜索程序的執(zhí)行時(shí)間。測(cè)試PC配置為Intel i3處理器，內(nèi)存2G，操作系統(tǒng)為Windows XP。程序執(zhí)行時(shí)間的測(cè)試方法如下： 在序列搜索程序前后添加QueryPerfomaceCounter( )函數(shù)來獲取當(dāng)前高精度計(jì)數(shù)器的值，通過計(jì)算兩者之差以獲取單次調(diào)用序列搜索程序的執(zhí)行時(shí)間；通過多次累加以獲取每個(gè)完整的天線掃描周期內(nèi)序列搜索程序的總執(zhí)行時(shí)間，單位ms。

圖6～8分別顯示了3組PDW數(shù)據(jù)回放測(cè)試時(shí)前9個(gè)完整天線掃描周期的ASS程序和OSS程序執(zhí)行時(shí)間。從圖6可以看到，改進(jìn)后的序列搜索程序每個(gè)天線掃描周期可以減少3～4 ms的程序執(zhí)行時(shí)間，降低百分比最高達(dá)到了25.9%。與此類似，圖7中降低百分比最高達(dá)到了32.4%，圖8中降低百分比最高達(dá)到了35.9%。上述試驗(yàn)結(jié)果證明了所提序列搜索方法的有效性。另外，對(duì)因使用直方圖脈沖對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)PTDOA增加的存儲(chǔ)空間進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，所增加的存儲(chǔ)空間小于原序列搜索算法的5%。

3　結(jié)束語(yǔ)

本文提出了一種復(fù)用TDOA信息的脈沖序列搜索方法，通過設(shè)計(jì)直方圖脈沖對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)PTDOA存儲(chǔ)脈沖對(duì)到達(dá)時(shí)間差信息，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了基于PTDOA的最長(zhǎng)連續(xù)序列搜索以及全序列搜索算法。外場(chǎng)真實(shí)數(shù)據(jù)回放測(cè)試證明所提序列搜索方法處理時(shí)間效能得到了有效提升。