一种复用TDOA信息的脉冲序列搜索方法

田　田，许海琦，韩向清

(中国船舶重工集团公司第七二四研究所，南京 211153)

0　引　言

脉冲序列搜索是雷达信号分选的重要组成部分[1-2]，如图1所示。它根据直方图聚类检测生成的序列搜索参数(即潜在重复周期)在输入的全脉冲序列缓存中搜索满足参数要求的所有PDW。序列搜索可分为两个部分：最长连续序列搜索和全序列搜索。全序列搜索又可以分为：(1)前向全序列搜索，即在输入的全脉冲序列缓存中搜索最长连续序列之前的脉冲；(2)后向全序列搜索，即在输入的全脉冲序列缓存中搜索最长连续序列之后的脉冲。

现有信号分选程序在进行直方图生成时通过遍历输入的脉冲缓存序列并逐对计算脉冲对到达时间差，生成了完整的脉冲对到达时间差信息。然而，在进行序列搜索时，又重复了上述遍历脉冲缓存序列并计算到达时间差的过程。因此，若能在序列搜索时复用直方图统计时已经生成的脉冲对到达时间差信息，则可以充分降低序列搜索程序的执行时间。

为此，本文提出了一种复用TDOA信息的脉冲序列搜索方法，首先设计了一种直方图脉冲对数据结构(PTDOA)用于存储脉冲对到达时间差信息，在此基础上设计了基于PTDOA的最长连续序列搜索以及全序列搜索算法，最后通过外场真实数据回放对所提序列搜索方法的性能进行了测试。

1　改进的序列搜索

在此基础上，设计了基于PTDOA的最长连续序列搜索算法和全序列搜索算法，分别简述如下：

(1) 最长连续序列搜索算法

输入：所有直方图小箱及其包含的PTDOA信息；

输出：最长连续序列Smax。

(a) 对于每个直方图小箱bk，遍历该小箱包含的所有脉冲对；

(b) 对于每个脉冲对PPi(Ph,Pt)，遍历所有已经找出的脉冲连续序列；

(c) 若存在某个连续序列Sk，使得Sk的尾脉冲等于当前脉冲对PPi的头脉冲Ph，则将脉冲对PPi加入到连续序列Sk中，更新该连续序列的尾脉冲为Pt，如图3所示；

(d) 若没有符合条件的脉冲序列，则新创建一个连续脉冲序列Snew；

(e) 回到步骤(b)，直到遍历完该小箱包含的所有脉冲对，将生成的所有脉冲连续序列的集合记为S={S1,S2，…，Sn}，S为有序集合，排列依据是其生成的时间；

(f) 遍历脉冲连续序列集合S中各个脉冲序列，找出最长连续序列，标记为Smax。

(2) 全序列搜索算法

(a) 前向全序列搜索

输入：• 小箱bk搜索出的最长连续序列Smax，头、尾脉冲分别为Ph、Pt；

• 当前搜索序列Sc，初始值为集合S中Smax的前一个序列；

• 当前搜索序列Sc的前一个序列，标识为Sp。

输出：符合序列搜索条件的所有脉冲。

前向全序列搜索即搜索Smax之前所有符合序列搜索条件的脉冲：前向搜索起点Pstart，初始值为Smax的头脉冲在原输入脉冲缓存中的位置，算法流程如图4所示。

(b) 后向全序列搜索

输入：• 小箱bk搜索出的最长连续序列Smax，头、尾脉冲分别为Ph、Pt；

• 当前搜索序列Sc，初始值为集合S中Smax的后一个序列；

• 当前搜索序列Sc的后一个序列，标识为Sn。

输出：符合序列搜索条件的所有脉冲。

后向全序列搜索即搜索Smax之后所有符合序列搜索条件的脉冲：后向搜索起点Qstart，初始值为Smax的尾脉冲在原输入脉冲缓存中的位置，算法流程如图5所示。

2　实验验证

以某型雷达被动数据处理程序作为试验对象，利用本文改进的序列搜索程序(以下标识为ASS，Advanced Sequence Search)替换原有的序列搜索程序(以下标识为OSS，Original Sequence Search)，然后分别导入3组外场采集的PDW数据进行数据回放，测试两种版本序列搜索程序的执行时间。测试PC配置为Intel i3处理器，内存2G，操作系统为Windows XP。程序执行时间的测试方法如下： 在序列搜索程序前后添加QueryPerfomaceCounter( )函数来获取当前高精度计数器的值，通过计算两者之差以获取单次调用序列搜索程序的执行时间；通过多次累加以获取每个完整的天线扫描周期内序列搜索程序的总执行时间，单位ms。

图6～8分别显示了3组PDW数据回放测试时前9个完整天线扫描周期的ASS程序和OSS程序执行时间。从图6可以看到，改进后的序列搜索程序每个天线扫描周期可以减少3～4 ms的程序执行时间，降低百分比最高达到了25.9%。与此类似，图7中降低百分比最高达到了32.4%，图8中降低百分比最高达到了35.9%。上述试验结果证明了所提序列搜索方法的有效性。另外，对因使用直方图脉冲对数据结构PTDOA增加的存储空间进行了统计，所增加的存储空间小于原序列搜索算法的5%。

3　结束语

本文提出了一种复用TDOA信息的脉冲序列搜索方法，通过设计直方图脉冲对数据结构PTDOA存储脉冲对到达时间差信息，在此基础上设计了基于PTDOA的最长连续序列搜索以及全序列搜索算法。外场真实数据回放测试证明所提序列搜索方法处理时间效能得到了有效提升。