面向雷達(dá)信號(hào)處理的多核FFT算法研究.pdf

1、為了滿(mǎn)足雷達(dá)信號(hào)處理日益增長(zhǎng)的實(shí)時(shí)性能要求,需要將雷達(dá)信號(hào)處理算法應(yīng)用于多核平臺(tái)。雷達(dá)信號(hào)處理的關(guān)鍵計(jì)算常用快速傅里葉變換快速實(shí)現(xiàn),因此,多核快速傅里葉變換算法的研究對(duì)雷達(dá)信號(hào)處理性能的提升具有較為重要的意義。多核快速傅立葉變換算法的實(shí)現(xiàn),將促進(jìn)雷達(dá)信號(hào)處理算法在多核平臺(tái)上的進(jìn)一步應(yīng)用。
　　本文主要研究多核快速傅里葉變換算法的理論、實(shí)現(xiàn)以及在雷達(dá)信號(hào)處理中的應(yīng)用。
　　在理論研究方面,以對(duì)快速傅里葉變換結(jié)構(gòu)起決定作用的蝶形

2、矩陣作為算法研究對(duì)象。首先,分析了蝶形矩陣稀疏因式分解的相關(guān)理論。然后,對(duì)如何選取能夠合理利用計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)的算法進(jìn)行了探討。最后,擴(kuò)展到通用層面,利用數(shù)學(xué)方法歸納分析了算法的多核并行化可行性。
　　在算法實(shí)現(xiàn)方面,以基-2快速傅里葉變換的多核實(shí)現(xiàn)為例。首先,對(duì)算法進(jìn)行了并行化分析,得出了可行的并行方案。然后,利用MEX文件實(shí)現(xiàn)了算法的C++和Matlab混合編程,解決了Matlab無(wú)法創(chuàng)建多線(xiàn)程的問(wèn)題。程序設(shè)計(jì)中,OpenMP和流單

3、指令多數(shù)據(jù)擴(kuò)展(Streaming Single instruction Mutiple dataExtensions,SSE)指令分別用于在并行部分創(chuàng)建多線(xiàn)程和實(shí)現(xiàn)矢量操作;針對(duì)Matlab和C++的復(fù)數(shù)存儲(chǔ)方式的不同,對(duì)復(fù)數(shù)數(shù)組的存儲(chǔ)方式做了重新安排,提高了緩存命中率;旋轉(zhuǎn)因子采用FSINCOS函數(shù)實(shí)現(xiàn),去除了計(jì)算中的冗余。
　　在應(yīng)用方面,將多核FFT算法應(yīng)用于多普勒波束銳化的脈沖壓縮和多普勒濾波中,相比于單線(xiàn)程FFT的同類(lèi)