[發明專利]一種用于MUSIC算法特征值分解的多核并行處理方法

在審

• 申請號: 202011102859.5
• 申請日: 2020-10-15
• 公開（公告）號: CN112214729A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 郭曉雙;鄭巧珍;馬亮;杜科;黃飛;張鵬;王靜;董千里;李乾
• 申請（專利權）人: 上海無線電設備研究所
• 主分類號: G06F17/16
• 分類號: G06F17/16
• 代理公司: 上海元好知識產權代理有限公司 31323
• 代理人: 張妍;周乃鑫

1.一種用于MUSIC算法特征值分解的多核并行處理方法，其特征在于，對用于MUSIC算法的復Hermite矩陣基于DSP多核并行優化，進行原始數據初始化及迭代特征值分解；

所述原始數據初始化的方法包含：特征向量矩陣初始化、構造擴展實對稱矩陣、以及構造實對稱平方矩陣；

所述迭代特征值分解的方法包含：迭代要素計算、主元要素更新、以及迭代終止判斷。

2.如權利要求1所述的用于MUSIC算法特征值分解的多核并行處理方法，其特征在于，所述特征向量矩陣初始化包含：

全局變量初始化過程，在共享內存構造單位矩陣，矩陣維度為2N*2N；

特征值分解初始化過程，采用內存拷貝函數，用單位矩陣對特征向量矩陣進行初始賦值；

特征向量矩陣初始賦值采用8核并行計算，核i處理數據量為D_i，D_i＝4*N²/8，(i＝0,1,…7)。

3.如權利要求2所述的用于MUSIC算法特征值分解的多核并行處理方法，其特征在于，所述構造擴展實對稱矩陣包含：

采用EDMA數據搬移函數對用于特征值分解的復Hermite矩陣進行分解，提取矩陣的實部矩陣和虛部矩陣，并分配數據至各核存儲空間，實部、虛部矩陣維度為N*N，各核處理實部、虛部矩陣第N/8*N行數據；

各核使用上述分解得到的實部、虛部矩陣構造矩陣維度為2N*2N的實對稱矩陣：以2N*2N實對稱矩陣中心為直角坐標系的原點，對矩陣進行四象限劃分，以實部矩陣構造實對稱矩陣的第2,4象限，以虛部的取反矩陣作為實對稱矩陣的第1象限，以虛部矩陣作為實對稱矩陣的第3象限，計算公式如下：

(R+iI)(U+iV)＝λ(U+iV)

4.如權利要求3所述的用于MUSIC算法特征值分解的多核并行處理方法，其特征在于，所述構造實對稱平方矩陣包含：

對擴展后的實對稱矩陣各行第k(k＝1,2,…l-1,l＝1,2,…2N)位元素清零，得到上三角實對稱矩陣，各核依次處理實對稱矩陣數據的第((i-1)(2N/8)+1,…,(i)(2N/8))行數據，(i＝0,1,…7)；

對所述上三角實對稱矩陣非零元素進行取平方操作，得到上三角實對稱平方矩陣。

5.如權利要求4所述的用于MUSIC算法特征值分解的多核并行處理方法，其特征在于，所述迭代要素計算包含：

計算第i次迭代實對稱矩陣的P，Q行元素的平方值，各核分別進行4N/8個數據的平方運算，P，Q第1次迭代初始值為0；

用P，Q行元素的平方值替換上述上三角實對稱平方矩陣的相應P，Q行，P，Q列非零元素；

查找更新后的上三角實對稱平方矩陣的最大值，各核依次處理上三角實對稱平方矩陣數據的第((i-1)(2N/8)+1,…,(i)(2N/8))行數據，(i＝0,1,…7)，核0對各核計算結果整合，確定最大值對應的行，列位置P，Q，更新P，Q值；

計算相應旋轉變換參數，計算公式如下：

sin2θ＝ω

計算PP點，PQ點，QQ點及QP點經過旋轉變換的值，計算公式如下：