[發明專利]一種基于任務自動分配的主被動水聲陣列信號仿真并行計算方法

有效

• 申請號: 201611186566.3
• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN106842171B
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 徐雅南;文明;孔強
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一五研究所
• 主分類號: G01S7/539
• 分類號: G01S7/539
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 陳繼亮

本發明涉及機群式并行計算機領域，水聲陣列信號模擬領域、顯示控制領域，主要是公開了一種基于任務自動分配的主被動水聲陣列信號仿真并行計算方法，該方法包括如下步驟：將結點和管道的設計方法引入主被動水聲陣列信號仿真，結點負責仿真并行計算的數據計算，管道負責結點間的數據傳輸，各個結點內部通過域分解的形式分解為控制節點和計算節點，控制節點負責將計算節點自動分配到各個計算核心，并分發和回收計算節點的輸入輸出數據，實現了任務自動分配、負載均衡、實時性好的主被動水聲陣列信號仿真并行計算。

技術領域

本發明涉及機群式并行計算機領域，水聲陣列信號模擬領域、顯示控制領域，尤其涉及一種基于任務自動分配的主被動水聲陣列信號仿真并行計算方法。

背景技術

近些年來，高性能并行計算技術飛速發展，適合于實驗室使用的并行計算機越來越普及，基于并行計算機搭建的水聲陣列信號模擬器也越來越多。但是，這類模擬器對環境適應性不足、擴展性不強，當硬件并行計算發生變化或者仿真方法優化后必須重新設計體系架構，這樣對資源造成了巨大浪費。

為適應新一代網絡化、集成化、一體化和高性能的聲納系統，在實驗室利用高性能并行計算機實現任務自動分配、可擴展性強、實時性好的主被動水聲陣列信號仿真并行計算應運而生。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的不足，而提供一種基于任務自動分配的主被動水聲陣列信號仿真并行計算方法，解決如何應用高性能并行計算機實現任務自動分配、負載均衡、實時性好和可擴展性強的主被動水聲陣列信號仿真并行計算。

本發明的目的是通過如下技術方案來完成的。這種基于任務自動分配的主被動水聲陣列信號仿真并行計算方法，該方法包括如下步驟：將結點和管道的設計方法引入主被動水聲陣列信號仿真，結點負責仿真并行計算的數據計算，管道負責結點間的數據傳輸，各個結點內部通過域分解的形式分解為控制節點和計算節點，控制節點負責將計算節點自動分配到各個計算核心，并分發和回收計算節點的輸入輸出數據，實現了任務自動分配、負載均衡、實時性好的主被動水聲陣列信號仿真并行計算。

本發明給出了一種可擴展性強的主被動水聲陣列信號仿真并行計算，當仿真的目標數量、基陣陣形、目標運動軌跡仿真方法、目標噪聲源信號仿真方法、水聲傳播信道仿真方法、海洋環境噪聲仿真方法或者自噪聲仿真方法變化時，同樣可以實現高并行度、負載均衡的主被動水聲陣列信號仿真。

本發明的有益效果為：

(1)本發明采用機群式并行計算機實現多套大型聲納設備的水聲陣列信號仿真，硬件資源的分配和數據鏈路由并行計算機自動完成，各個建模仿真子任務自動分配運行在各個計算核心上，數據流、控制流均通過網絡通訊方式自動實現，不需要人為干預、不依賴于硬件，極大地提高了軟件開發的靈活性和可重構性。同時實現了硬件與軟件并行計算的分離，主被動水聲陣列信號仿真方法在一個通用的開發環境中進行，簡化了軟件開發的難度。聲納模擬器輸出的主被動水聲陣列信號精度高，實時性強，滿足聲納信號處理的性能要求。

(2)本發明實現的主被動水聲陣列信號仿真系統可擴展性強，當仿真的目標個數、基陣陣形和數學建模方法發生變化時，仿真系統能靈活的再分配計算任務，從而實現對不同目標個數、不同陣形和不同仿真方法的兼容。

附圖說明

圖1：主被動水聲陣列信號仿真并行計算的拓撲圖；

圖2：主被動水聲陣列信號仿真并行計算的結點內部結構；

圖3：主被動水聲陣列信號仿真并行計算的物理結構。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明做詳細的介紹：

本發明所述的這種任務自動分配的主被動水聲陣列信號仿真并行計算方法，該并行計算方法包括如下步驟：