[發(fā)明專利]一種有序統(tǒng)計類恒虛警門限快速計算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810777704.8
• 申請日: 2018-07-16
• 公開（公告）號: CN109164424B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肖澤龍;王銘偉;許建中;吳禮;王靜;王宏宇;吳俊杰
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 陳鵬

本發(fā)明公開了一種基于FPGA實現(xiàn)的有序統(tǒng)計類恒虛警門限快速計算方法，方法采用流水線計算方式，整體流程可分為整體排序、參考單元抽取、門限計算三步驟；整體排序?qū)δ繕?biāo)單元、保護單元以及參考單元進行整體排序；參考單元抽取在體排序結(jié)果中抽取出參考單元生成參考單元排序序列；門限計算利用參考單元有序序列按照對應(yīng)恒虛警門限計算規(guī)則進行計算。本發(fā)明采用單路注入，流水線計算方式，可在8個時鐘后得出計算結(jié)果，且與排序網(wǎng)絡(luò)相比資源占用低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)字信號處理技術(shù)，特別是一種有序統(tǒng)計類恒虛警門限快速計算方法。

背景技術(shù)

恒虛警(Constant False Alarm Rate，CFAR)檢測能夠根據(jù)實際復(fù)雜多變的背景噪聲、雜波以及干擾下自動調(diào)整門限，以保持恒定的虛警概率的自適應(yīng)門限檢測算法，廣泛用于雷達信號自動檢測系統(tǒng)。恒虛警檢測根據(jù)對參考單元的處理方式上可以分為均值類恒虛警(Mean Level CFAR，MLCFAR)以及有序統(tǒng)計類恒虛警(Ordered Statistics CFAR，OSCFAR)。有序統(tǒng)計方法源于數(shù)字圖形處理中的中值濾波概念，相比于MLCFAR，OSCFAR能夠有效抑制緊鄰目標(biāo)引起的遮蔽效應(yīng)，提高在多目標(biāo)環(huán)境中的檢測性能，并且OSCFAR在均勻雜波環(huán)境中的性能下降也是適度的，可接受的。

OSCFAR對參考單元數(shù)據(jù){x₁,x₂…x_2L}進行排序，形成有序序列{x₍₁₎,x₍₂₎…x_(2L)}，并從中選取中值x_(L)作為CFAR中干擾功率電平的估計量Z，實際門限T為該估計量和一個因子k的乘機，即T＝k·Z。由此可見，OSCFAR的計算關(guān)鍵是對參考單元進行排序處理。排序網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是常見的FPGA硬件排序結(jié)構(gòu)，排序網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)需要將所有待排序數(shù)據(jù)在同一時間內(nèi)輸入，通過內(nèi)部比較交換等操作形成有序序列，存在重復(fù)排序操作造成資源浪費，且消耗資源過多，對于資源有限的處理平臺將不可接受。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種有序統(tǒng)計類恒虛警門限快速計算方法。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案為：一種有序統(tǒng)計類恒虛警門限快速計算方法，包括如下步驟：

步驟1，對目標(biāo)單元、保護單元以及參考單元進行整體排序；

步驟2，在整體排序結(jié)果中抽取出參考單元生成參考單元排序結(jié)果；

步驟3，利用參考單元有序結(jié)果，按照對應(yīng)恒虛警門限計算規(guī)則進行計算。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的顯著優(yōu)點為：本發(fā)明提出了一種基于FPGA實現(xiàn)的有序統(tǒng)計類恒虛警門限快速計算方法，該方法將逐一輸入的數(shù)據(jù)進行恒虛警門限計算，當(dāng)數(shù)據(jù)填滿恒虛警所有單元后僅需8個時鐘延遲即可得出計算結(jié)果，且本方法排序資源占用少；以16個排序單元，每個單元數(shù)據(jù)寬度為32bit為例，采用全比較排序網(wǎng)路完成排序需要120個32bit比較器，而采用本方法進行排序僅需要15個32bit比較器以及30個4bit比較器，資源占用大大減少。

附圖說明

圖1為OSCFAR檢測器原理框圖。

圖2為本發(fā)明具體實施例中OSCFAR檢測器原理框圖。

圖3為本發(fā)明步驟1.3大小位置寄存器進行更新示意圖。

圖4為本發(fā)明步驟2.3大小位置寄存器中參考單元修正示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明的一種有序統(tǒng)計類恒虛警門限快速計算方法，包括如下步驟：

步驟1，對目標(biāo)單元、保護單元以及參考單元進行整體排序：

步驟1.1，將輸入數(shù)據(jù)注入到移位寄存器左端；