專利名稱：一種數(shù)字多通道相關(guān)處理系統(tǒng)及用于該系統(tǒng)中的緩存模塊的輸出方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)域，尤其涉及一種數(shù)字多通道相關(guān)處理系統(tǒng)及用于該系統(tǒng)中的緩存模塊的輸出方法。
背景技術(shù)：
相關(guān)運(yùn)算是數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)域中一種常用的運(yùn)算形式，用來(lái)衡量?jī)蓚€(gè)信號(hào)的相似程度，并由此提取應(yīng)用所需的信息。相關(guān)運(yùn)算函數(shù)分為自相關(guān)和互相關(guān)兩種，其中自相關(guān)函數(shù)用來(lái)研究信號(hào)本身的信息，例如信號(hào)波形的同步性、周期性等；互相關(guān)函數(shù)用來(lái)研究信號(hào)之間的信息，例如兩信號(hào)的到達(dá)時(shí)差、一致性等。
隨著陣列信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)逐漸向多通道拓展。但是陣列信號(hào)處理技術(shù)在實(shí)際的集成電路設(shè)計(jì)和工程實(shí)現(xiàn)中，數(shù)字多通道的相關(guān)處理往往面臨很多的難點(diǎn)。高性能陣列信號(hào)處理系統(tǒng)通常要求通道間的采樣同步誤差在十皮秒量級(jí)，模擬信號(hào)帶寬在百兆赫茲量級(jí)，數(shù)字量化位數(shù)在8位及以上，這樣就對(duì)硬件電路的采集、傳輸和處理帶來(lái)了很大的壓力，使得傳統(tǒng)的集中式處理結(jié)構(gòu)很難再適用。經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，專利號(hào)為200810145389. 3的中國(guó)專利，專利名稱為用于全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)接收器的相關(guān)運(yùn)算系統(tǒng)及其方法，該專利中提出了一種用于全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)接收器的相關(guān)運(yùn)算系統(tǒng)及其方法，該方法使用快速傅里葉轉(zhuǎn)換引擎以執(zhí)行相關(guān)運(yùn)算并利用后端快速傅里葉轉(zhuǎn)換來(lái)提升接收器的性能，但是其不足之處在于該方法在一般情況的相關(guān)處理系統(tǒng)要求中能提高運(yùn)算速度，但是無(wú)法適用于多通道、高數(shù)據(jù)傳輸和處理流量的復(fù)雜陣列信號(hào)處理系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種適用于多通道、高數(shù)據(jù)傳輸和處理流量的復(fù)雜陣列信號(hào)處理系統(tǒng)中的硬件復(fù)雜度低、系統(tǒng)可擴(kuò)展性高并且處理結(jié)構(gòu)通用性強(qiáng)、系統(tǒng)消耗資源少、應(yīng)用靈活度大的數(shù)字多通道相關(guān)處理系統(tǒng)及用于該系統(tǒng)中的緩存模塊的輸出方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種數(shù)字多通道相關(guān)處理系統(tǒng)，包括至少一個(gè)采集處理模塊、至少一個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊、至少一個(gè)數(shù)據(jù)接收模塊和至少一個(gè)相關(guān)處理模塊，其中，所述采集處理模塊和所述數(shù)據(jù)發(fā)送模塊數(shù)量相同，所述數(shù)據(jù)接收模塊和所述相關(guān)處理模塊數(shù)量相同，所述采集處理模塊對(duì)數(shù)字多通道相關(guān)處理系統(tǒng)輸入的多通道中頻模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)字采樣和正交濾波處理，將正交濾波處理結(jié)果打包成幀輸出到所述數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，所述數(shù)據(jù)發(fā)送模塊將從所述采集處理模塊接收的數(shù)據(jù)幀，根據(jù)數(shù)據(jù)幀的采樣時(shí)刻分時(shí)隙輸出到不同的所述數(shù)據(jù)接收模塊，所述數(shù)據(jù)接收模塊將從多個(gè)所述數(shù)據(jù)發(fā)送模塊接收的數(shù)據(jù)幀，根據(jù)數(shù)據(jù)幀的采樣時(shí)刻打包輸出到所述相關(guān)處理模塊，所述相關(guān)處理模塊將從所述數(shù)據(jù)接收模塊接收的數(shù)據(jù)包進(jìn)行解包，將解包得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，將相關(guān)運(yùn)算處理結(jié)果打包成幀輸出。進(jìn)一步地，所述采集處理模塊包括模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器模塊、正交濾波器模塊和正交濾波成幀器模塊，其中所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器模塊將數(shù)字多通道相關(guān)處理系統(tǒng)輸入的中頻模擬信號(hào)進(jìn)行采樣得到數(shù)字信號(hào)，輸出到所述正交濾波器模塊，所述正交濾波器模塊將從所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器模塊接收的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行正交濾波處理得到同相和正交兩路數(shù)據(jù)，輸出到所述正交濾波成幀器模塊，所述正交濾波成幀器模塊將從多個(gè)所述正交濾波器模塊接收的同相和正交數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，根據(jù)采樣時(shí)刻以固定格式將數(shù)據(jù)打包成幀，輸出到所述數(shù)據(jù)發(fā)送模塊。進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)發(fā)送模塊將從所述采集處理模塊接收的數(shù)據(jù)幀根據(jù)采樣時(shí)刻分為若干個(gè)循環(huán)時(shí)隙，其中循環(huán)時(shí)隙個(gè)數(shù)與所述數(shù)據(jù)接收模塊個(gè)數(shù)相同，將數(shù)據(jù)幀按照時(shí)隙標(biāo)號(hào)輸出到對(duì)應(yīng)的所述數(shù)據(jù)接收模塊。 進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)接收模塊對(duì)從多個(gè)所述數(shù)據(jù)發(fā)送模塊接收的數(shù)據(jù)幀，將相同采樣時(shí)刻的數(shù)據(jù)幀作為一個(gè)數(shù)據(jù)包，按照采樣時(shí)刻先后順序依次輸出到所述相關(guān)處理模塊。進(jìn)一步地，所述相關(guān)處理模塊包括正交濾波解包器模塊、相關(guān)運(yùn)算器模塊、累加運(yùn)算器模塊和相關(guān)處理成幀器模塊，其中所述正交濾波解包器模塊將從所述數(shù)據(jù)接收模塊接收的數(shù)據(jù)包進(jìn)行解包，將解包得到的數(shù)據(jù)根據(jù)采樣時(shí)刻輸出到所述相關(guān)運(yùn)算器模塊，所述相關(guān)運(yùn)算器模塊將從所述正交濾波解包器接收的數(shù)據(jù)通過(guò)復(fù)數(shù)乘累加器進(jìn)行每個(gè)通道數(shù)據(jù)的自相關(guān)和不同通道之間數(shù)據(jù)的互相關(guān)運(yùn)算，將相關(guān)運(yùn)算結(jié)果輸出到所述累加運(yùn)算器模塊，所述累加運(yùn)算器模塊將從多個(gè)所述相關(guān)運(yùn)算器模塊接收的相關(guān)運(yùn)算結(jié)果通過(guò)累加器進(jìn)行累加運(yùn)算，將累加運(yùn)算結(jié)果輸出到所述相關(guān)處理成幀器模塊，所述相關(guān)處理成幀器模塊將從所述累加運(yùn)算器模塊接收的累加運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行緩存，以固定格式將累加運(yùn)算結(jié)果打包成中貞，進(jìn)行輸出。進(jìn)一步地，所述正交濾波解包器模塊將從所述數(shù)據(jù)接收模塊接收的數(shù)據(jù)包進(jìn)行解包，將解包得到數(shù)據(jù)根據(jù)采樣時(shí)刻分為若干個(gè)循環(huán)組，其中循環(huán)組個(gè)數(shù)與所述相關(guān)運(yùn)算器模塊個(gè)數(shù)相同，將數(shù)據(jù)按照組標(biāo)號(hào)輸出到對(duì)應(yīng)的所述相關(guān)運(yùn)算器模塊。進(jìn)一步地，所述相關(guān)運(yùn)算器模塊包括全組緩存模塊、單組緩存模塊和相關(guān)運(yùn)算矩陣模塊，其中所述全組緩存模塊對(duì)從所述正交濾波解包器模塊接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，輸出到所述單組緩存模塊和所述相關(guān)運(yùn)算矩陣模塊，所述單組緩存模塊對(duì)從所述全組緩存模塊接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，輸出到所述相關(guān)運(yùn)算矩陣模塊，所述相關(guān)運(yùn)算矩陣模塊對(duì)從所述全組緩存模塊和所述單組緩存模塊接收的數(shù)據(jù)通過(guò)復(fù)數(shù)乘累加器進(jìn)行每個(gè)通道數(shù)據(jù)的自相關(guān)和不同通道之間數(shù)據(jù)的互相關(guān)運(yùn)算，將相關(guān)運(yùn)算結(jié)果輸出到所述累加運(yùn)算器模塊。進(jìn)一步地，所述全組緩存模塊將從所述正交濾波解包器模塊接收的M個(gè)通道的數(shù)據(jù)分成N組，其中M/N為正整數(shù)，組號(hào)為I至N，所述單組緩存模塊將從所述全組緩存模塊接收的I組數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，所述相關(guān)運(yùn)算矩陣模塊包含兩個(gè)輸入端口，由(M/N)2個(gè)復(fù)數(shù)乘累加器構(gòu)成，完成分別由兩個(gè)輸入端口輸入的2組數(shù)據(jù)的相關(guān)運(yùn)算，其中每組數(shù)據(jù)包含M/N個(gè)通道的數(shù)據(jù)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種用于上述數(shù)字多通道相關(guān)處理系統(tǒng)中的全組緩存模塊和單組緩存模塊進(jìn)行輸出的方法，包括以下步驟
步驟I)初始化,起始組號(hào)k = I ;步驟2)若k < N，全組緩存模塊將第k組數(shù)據(jù)輸出到單組緩存模塊和相關(guān)運(yùn)算矩陣模塊兩個(gè)輸入端口，轉(zhuǎn)至步驟3)，若k = N，全組緩存模塊將第k組數(shù)據(jù)輸出到相關(guān)運(yùn)算矩陣模塊兩個(gè)輸入端口，結(jié)束操作；步驟3)單組緩存模塊將存儲(chǔ)的第k組數(shù)據(jù)輸出到相關(guān)運(yùn)算矩陣模塊第二輸入端口，全組緩存模塊將第k+Ι至第N組數(shù)據(jù)按照組號(hào)由小到大順序依次輸出到相關(guān)運(yùn)算矩陣模塊第一輸入端口，輸出完畢后令k = k+Ι，轉(zhuǎn)至步驟2)。本發(fā)明的有益效果在于該數(shù)字多通道相關(guān)處理系統(tǒng)適用于多通道、高數(shù)據(jù)傳輸和處理流量的復(fù)雜陣列信號(hào)處理系統(tǒng)，其硬件復(fù)雜度低、系統(tǒng)可擴(kuò)展性高并且處理結(jié)構(gòu)通用性強(qiáng)、系統(tǒng)消耗資源少、應(yīng)用靈活度大。以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說(shuō)明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。


圖I是本發(fā)明的數(shù)字多通道相關(guān)處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明的數(shù)字多通道相關(guān)處理系統(tǒng)中采集處理模塊的結(jié)構(gòu)圖；圖3是本發(fā)明的數(shù)字多通道相關(guān)處理系統(tǒng)中相關(guān)處理模塊的結(jié)構(gòu)圖；圖4是本發(fā)明的數(shù)字多通道相關(guān)處理系統(tǒng)中相關(guān)運(yùn)算器模塊的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖來(lái)具體說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。本實(shí)施例結(jié)合一個(gè)微波成像系統(tǒng)中的數(shù)字多通道相關(guān)處理系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明，整個(gè)系統(tǒng)的輸入信號(hào)為24個(gè)通道的中頻模擬信號(hào)，輸出為24個(gè)通道的兩兩互相關(guān)和自相關(guān)運(yùn)算結(jié)果，計(jì)算表達(dá)式為
NR(i, j) = YJX1[n\x][n] i, j = 1,2, ......，24
n=\其中x[n]為各通道數(shù)字采樣信號(hào)，R(i，j)為第i通道和第j通道相關(guān)運(yùn)算結(jié)果，N為相關(guān)累積樣點(diǎn)個(gè)數(shù)。本發(fā)明提出的一種數(shù)字多通道相關(guān)處理系統(tǒng)，包括至少一個(gè)采集處理模塊、至少一個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊、至少一個(gè)數(shù)據(jù)接收模塊和至少一個(gè)相關(guān)處理模塊，其中，所述采集處理 模塊和所述數(shù)據(jù)發(fā)送模塊數(shù)量相同，所述數(shù)據(jù)接收模塊和所述相關(guān)處理模塊數(shù)量相同，采集處理模塊對(duì)數(shù)字多通道相關(guān)處理系統(tǒng)輸入的多通道中頻模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)字采樣和正交濾波處理，將正交濾波處理結(jié)果打包成幀輸出到數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，數(shù)據(jù)發(fā)送模塊將從采集處理模塊接收的數(shù)據(jù)幀，根據(jù)數(shù)據(jù)幀的采樣時(shí)刻分時(shí)隙輸出到不同的數(shù)據(jù)接收模塊，數(shù)據(jù)接收模塊將從多個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊接收的數(shù)據(jù)幀，根據(jù)數(shù)據(jù)幀的采樣時(shí)刻打包輸出到相關(guān)處理模塊，相關(guān)處理模塊將從數(shù)據(jù)接收模塊接收的數(shù)據(jù)包進(jìn)行解包，將解包得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，將相關(guān)運(yùn)算處理結(jié)果打包成幀輸出。如圖I所示，本實(shí)施例中數(shù)字多通道相關(guān)處理系統(tǒng)，包括3個(gè)采集處理模塊、3個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊、3個(gè)數(shù)據(jù)接收模塊和3個(gè)相關(guān)運(yùn)算處理模塊，其中采集處理模塊將數(shù)字多通道相關(guān)處理系統(tǒng)輸入的8個(gè)通道的中頻模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)字采樣和正交濾波處理，將正交濾波處理結(jié)果打包成幀輸出到數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，每個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊將從I個(gè)采集處理模塊接收的數(shù)據(jù)幀，根據(jù)數(shù)據(jù)幀的采樣時(shí)刻分時(shí)隙輸出到3個(gè)數(shù)據(jù)接收模塊。數(shù)據(jù)接收模塊將從3個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊接收的數(shù)據(jù)幀,根據(jù)數(shù)據(jù)幀的采樣時(shí)刻打包輸出到I個(gè)相關(guān)處理模塊,相關(guān)處理模塊將從I個(gè)數(shù)據(jù)接收模塊輸入的數(shù)據(jù)包進(jìn)行解包，將解包得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，將相關(guān)運(yùn)算處理結(jié)果打包成幀輸出。本實(shí)施例中系統(tǒng)在硬件實(shí)現(xiàn)時(shí)，上述每個(gè)模塊分別對(duì)應(yīng)一塊電路板，每種模塊對(duì)應(yīng)一種電路板，因而系統(tǒng)總共包含4種電路板。所有電路板放置在一個(gè)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的機(jī)箱內(nèi)，完成實(shí)時(shí)、全吞吐率的數(shù)字相關(guān)處理運(yùn)算。每種電路板上核心的處理器件為FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯門(mén)陣列,Field ProgrammableGate Array),通過(guò)FPGA完成整個(gè)系統(tǒng)的處理和控制。采集處理模塊包括模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器模塊、正交濾波器模塊和正交濾波成幀器模塊。其中模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器模塊將數(shù)字多通道相關(guān)處理系統(tǒng)輸入的中頻模擬信號(hào)進(jìn)行采樣得到數(shù)字信號(hào)，輸出到正交濾波器模塊，正交濾波器模塊將從模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器模塊接收的數(shù) 字信號(hào)進(jìn)行正交濾波處理得到同相和正交兩路數(shù)據(jù)，輸出到正交濾波成幀器模塊，正交濾波成幀器模塊將從多個(gè)正交濾波器模塊接收的同相和正交數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，根據(jù)采樣時(shí)刻以固定格式將數(shù)據(jù)打包成幀，輸出到數(shù)據(jù)發(fā)送模塊。如圖2所示，本實(shí)施例中采集處理模塊包括8個(gè)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器、8個(gè)正交濾波器和I個(gè)正交濾波成幀器，其中模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器模塊對(duì)數(shù)字多通道相關(guān)處理系統(tǒng)輸入的中頻模擬信號(hào)進(jìn)行采樣，采樣頻率為500MHz，量化位數(shù)為8位，將采樣得到的數(shù)字信號(hào)輸出到I個(gè)正交濾波器模塊，正交濾波器模塊將從I個(gè)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器模塊接收的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行正交濾波處理得到同相和正交兩路數(shù)據(jù)，根據(jù)中頻模擬信號(hào)輸入功率和正交濾波器的增益，截取同相和正交數(shù)據(jù)的各4位有效數(shù)據(jù)，輸出到I個(gè)正交濾波成幀器模塊，正交濾波成幀器模塊將從8個(gè)正交濾波器接收的同相和正交數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，根據(jù)采樣時(shí)刻將數(shù)據(jù)打包成幀，其中每幀為1024字節(jié)，包括24字節(jié)幀頭和1000字節(jié)數(shù)據(jù)，幀頭部分記錄幀的類型、序號(hào)和采集時(shí)刻等信息，數(shù)據(jù)部分存儲(chǔ)1000個(gè)采樣數(shù)據(jù)的正交濾波結(jié)果，將數(shù)據(jù)幀輸出到I個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊。數(shù)據(jù)發(fā)送模塊將從采集處理模塊接收的數(shù)據(jù)幀根據(jù)采樣時(shí)刻分為若干個(gè)循環(huán)時(shí)隙，其中循環(huán)時(shí)隙個(gè)數(shù)與數(shù)據(jù)接收模塊個(gè)數(shù)相同，將數(shù)據(jù)幀按照時(shí)隙標(biāo)號(hào)輸出到對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)接收模塊。本實(shí)施例中數(shù)據(jù)發(fā)送模塊將從I個(gè)采集處理模塊接收的數(shù)據(jù)幀根據(jù)采樣時(shí)刻分為3個(gè)循環(huán)時(shí)隙，將數(shù)據(jù)幀按照時(shí)隙標(biāo)號(hào)輸出到對(duì)應(yīng)的3個(gè)數(shù)據(jù)接收模塊。數(shù)據(jù)接收模塊對(duì)從多個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊接收的數(shù)據(jù)幀，將相同采樣時(shí)刻的數(shù)據(jù)幀作為一個(gè)數(shù)據(jù)包，按照采樣時(shí)刻先后順序依次輸出到相關(guān)處理模塊。本實(shí)施例中數(shù)據(jù)接收模塊對(duì)從3個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊接收的數(shù)據(jù)幀，將相同采樣時(shí)刻的數(shù)據(jù)幀作為一個(gè)數(shù)據(jù)包，按照采樣時(shí)刻先后順序依次輸出到I個(gè)相關(guān)處理模塊。相關(guān)處理模塊包括正交濾波解包器模塊、相關(guān)運(yùn)算器模塊、累加運(yùn)算器模塊和相關(guān)處理成幀器模塊，其中正交濾波解包器模塊將從數(shù)據(jù)接收模塊接收的數(shù)據(jù)包進(jìn)行解包，將解包得到的數(shù)據(jù)根據(jù)采樣時(shí)刻輸出到相關(guān)運(yùn)算器模塊，相關(guān)運(yùn)算器模塊將從正交濾波解包器接收的數(shù)據(jù)通過(guò)復(fù)數(shù)乘累加器進(jìn)行每個(gè)通道數(shù)據(jù)的自相關(guān)和不同通道之間數(shù)據(jù)的互相關(guān)運(yùn)算，將相關(guān)運(yùn)算結(jié)果輸出到累加運(yùn)算器模塊，累加運(yùn)算器模塊將從多個(gè)相關(guān)運(yùn)算器模塊接收的相關(guān)運(yùn)算結(jié)果通過(guò)累加器進(jìn)行累加運(yùn)算，將累加運(yùn)算結(jié)果輸出到相關(guān)處理成幀器模塊，相關(guān)處理成幀器模塊將從累加運(yùn)算器模塊接收的累加運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行緩存，以固定格式將累加運(yùn)算結(jié)果打包成幀，進(jìn)行輸出。如圖3所示，本實(shí)施例中相關(guān)處理模塊包括I個(gè)正交濾波解包器模塊、13個(gè)相關(guān)運(yùn)算器模塊、I個(gè)累加運(yùn)算器模塊和I個(gè)相關(guān)處理成幀器模塊，其中正交濾波解包器模塊將從數(shù)據(jù)接收模塊接收的數(shù)據(jù)包進(jìn)行解包，將解包得到的24個(gè)通道的數(shù)據(jù)根據(jù)采樣時(shí)刻輸出到13個(gè)并行的相關(guān)運(yùn)算器模塊。相關(guān)運(yùn)算器模塊將從正交濾波解包器接收的24個(gè)通道的數(shù)據(jù)通過(guò)復(fù)數(shù)乘累加器進(jìn)行每個(gè)通道數(shù)據(jù)的自相關(guān)和不同通道之間數(shù)據(jù)的互相關(guān)運(yùn)算，將相關(guān)運(yùn)算結(jié)果輸出到累加運(yùn)算器模塊。累加運(yùn)算器模塊將從13個(gè)相關(guān)運(yùn)算器模塊接收的相關(guān)運(yùn)算結(jié)果通過(guò)累加器，根據(jù)相關(guān)累積處理時(shí)間長(zhǎng)度參數(shù)控制進(jìn)行1000 1000000幀數(shù)據(jù)的累加運(yùn)算，將累加運(yùn)算結(jié)果輸出到相關(guān)處理成幀器模塊。相關(guān)處理成幀器模塊將從累加運(yùn)算器模塊接收的累加運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行緩存，將數(shù)據(jù)打包成幀，其中每幀為8192字節(jié)，包含64字節(jié)幀頭和8128字節(jié)數(shù)據(jù)，幀頭部分記錄幀的類型、序號(hào)、采集時(shí)刻等信息，數(shù)據(jù)部分存儲(chǔ)24個(gè)通道276路互相關(guān)運(yùn)算結(jié)果和24路自相關(guān)運(yùn)算結(jié)果，最后將數(shù)據(jù)幀進(jìn)行輸出。本實(shí)施例中相關(guān)處理模塊完成24個(gè)通道通過(guò)3個(gè)采集處理模塊得到的3個(gè)循環(huán)時(shí)隙中I個(gè)時(shí)隙數(shù)據(jù)幀的相關(guān)運(yùn)算，最后將3個(gè)相關(guān)處理模塊得到的3個(gè)時(shí)隙數(shù)據(jù)幀的相關(guān)運(yùn)算結(jié)果求和，得到24個(gè)通道數(shù)據(jù)完整的相關(guān)運(yùn)算結(jié)果，計(jì)算表達(dá)式為

權(quán)利要求
1.一種數(shù)字多通道相關(guān)處理系統(tǒng)，其特征在于，包括至少一個(gè)采集處理模塊、至少一個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊、至少一個(gè)數(shù)據(jù)接收模塊和至少一個(gè)相關(guān)處理模塊，其中，所述采集處理模塊和所述數(shù)據(jù)發(fā)送模塊數(shù)量相同，所述數(shù)據(jù)接收模塊和所述相關(guān)處理模塊數(shù)量相同，所述采集處理模塊對(duì)數(shù)字多通道相關(guān)處理系統(tǒng)輸入的多通道中頻模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)字采樣和正交濾波處理，將正交濾波處理結(jié)果打包成幀輸出到所述數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，所述數(shù)據(jù)發(fā)送模塊將從所述采集處理模塊接收的數(shù)據(jù)幀，根據(jù)數(shù)據(jù)幀的采樣時(shí)刻分時(shí)隙輸出到不同的所述數(shù)據(jù)接收模塊，所述數(shù)據(jù)接收模塊將從多個(gè)所述數(shù)據(jù)發(fā)送模塊接收的數(shù)據(jù)幀，根據(jù)數(shù)據(jù)幀的采樣時(shí)刻打包輸出到所述相關(guān)處理模塊，所述相關(guān)處理模塊將從所述數(shù)據(jù)接收模塊接收的數(shù)據(jù)包進(jìn)行解包，將解包得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，將相關(guān)運(yùn)算處理結(jié)果打包成幀輸出。
2.如權(quán)利要求I所述的數(shù)字多通道相關(guān)處理系統(tǒng)，其中，所述采集處理模塊包括模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器模塊、正交濾波器模塊和正交濾波成幀器模塊，其中所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器模塊將數(shù)字多通道相關(guān)處理系統(tǒng)輸入的中頻模擬信號(hào)進(jìn)行采樣得到數(shù)字信號(hào)，輸出到所述正交濾波器模塊，所述正交濾波器模塊將從所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器模塊接收的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行正交濾波處理得到同相和正交兩路數(shù)據(jù)，輸出到所述正交濾波成幀器模塊，所述正交濾波成幀器模塊將從多個(gè)所述正交濾波器模塊接收的同相和正交數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，根據(jù)采樣時(shí)刻以固定格式將數(shù)據(jù)打包成幀，輸出到所述數(shù)據(jù)發(fā)送模塊。
3.如權(quán)利要求I或2所述的數(shù)字多通道相關(guān)處理系統(tǒng)，其中，所述數(shù)據(jù)發(fā)送模塊將從所述采集處理模塊接收的數(shù)據(jù)幀根據(jù)采樣時(shí)刻分為若干個(gè)循環(huán)時(shí)隙，其中循環(huán)時(shí)隙個(gè)數(shù)與所述數(shù)據(jù)接收模塊個(gè)數(shù)相同，將數(shù)據(jù)幀按照時(shí)隙標(biāo)號(hào)輸出到對(duì)應(yīng)的所述數(shù)據(jù)接收模塊。
4.如權(quán)利要求3所述的數(shù)字多通道相關(guān)處理系統(tǒng)，其中，所述數(shù)據(jù)接收模塊對(duì)從多個(gè)所述數(shù)據(jù)發(fā)送模塊接收的數(shù)據(jù)幀，將相同采樣時(shí)刻的數(shù)據(jù)幀作為一個(gè)數(shù)據(jù)包，按照采樣時(shí)刻先后順序依次輸出到所述相關(guān)處理模塊。
5.如權(quán)利要求4所述的數(shù)字多通道相關(guān)處理系統(tǒng)，其中，所述相關(guān)處理模塊包括正交濾波解包器模塊、相關(guān)運(yùn)算器模塊、累加運(yùn)算器模塊和相關(guān)處理成幀器模塊，其中所述正交濾波解包器模塊將從所述數(shù)據(jù)接收模塊接收的數(shù)據(jù)包進(jìn)行解包，將解包得到的數(shù)據(jù)根據(jù)采樣時(shí)刻輸出到所述相關(guān)運(yùn)算器模塊，所述相關(guān)運(yùn)算器模塊將從所述正交濾波解包器接收的數(shù)據(jù)通過(guò)復(fù)數(shù)乘累加器進(jìn)行每個(gè)通道數(shù)據(jù)的自相關(guān)和不同通道之間數(shù)據(jù)的互相關(guān)運(yùn)算，將相關(guān)運(yùn)算結(jié)果輸出到所述累加運(yùn)算器模塊，所述累加運(yùn)算器模塊將從多個(gè)所述相關(guān)運(yùn)算器模塊接收的相關(guān)運(yùn)算結(jié)果通過(guò)累加器進(jìn)行累加運(yùn)算，將累加運(yùn)算結(jié)果輸出到所述相關(guān)處理成幀器模塊，所述相關(guān)處理成幀器模塊將從所述累加運(yùn)算器模塊接收的累加運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行緩存，以固定格式將累加運(yùn)算結(jié)果打包成幀，進(jìn)行輸出。
6.如權(quán)利要求5所述的數(shù)字多通道相關(guān)處理系統(tǒng)，其中，所述正交濾波解包器模塊將從所述數(shù)據(jù)接收模塊接收的數(shù)據(jù)包進(jìn)行解包，將解包得到數(shù)據(jù)根據(jù)采樣時(shí)刻分為若干個(gè)循環(huán)組，其中循環(huán)組個(gè)數(shù)與所述相關(guān)運(yùn)算器模塊個(gè)數(shù)相同，將數(shù)據(jù)按照組標(biāo)號(hào)輸出到對(duì)應(yīng)的所述相關(guān)運(yùn)算器模塊。
7.如權(quán)利要求6所述的數(shù)字多通道相關(guān)處理系統(tǒng)，其中，所述相關(guān)運(yùn)算器模塊包括全組緩存模塊、單組緩存模塊和相關(guān)運(yùn)算矩陣模塊，其中所述全組緩存模塊對(duì)從所述正交濾波解包器模塊接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，輸出到所述單組緩存模塊和所述相關(guān)運(yùn)算矩陣模塊，所述單組緩存模塊對(duì)從所述全組緩存模塊接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，輸出到所述相關(guān)運(yùn)算矩陣模塊，所述相關(guān)運(yùn)算矩陣模塊對(duì)從所述全組緩存模塊和所述單組緩存模塊接收的數(shù)據(jù)通過(guò)復(fù)數(shù)乘累加器進(jìn)行每個(gè)通道數(shù)據(jù)的自相關(guān)和不同通道之間數(shù)據(jù)的互相關(guān)運(yùn)算，將相關(guān)運(yùn)算結(jié)果輸出到所述累加運(yùn)算器模塊。
8.如權(quán)利要求7所述的數(shù)字多通道相關(guān)處理系統(tǒng)，其中，所述全組緩存模塊將從所述正交濾波解包器模塊接收的M個(gè)通道的數(shù)據(jù)分成N組，其中M/N為正整數(shù)，組號(hào)為I至N，所述單組緩存模塊將從所述全組緩存模塊接收的I組數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，所述相關(guān)運(yùn)算矩陣模塊包含兩個(gè)輸入端口，由(M/N)2個(gè)復(fù)數(shù)乘累加器構(gòu)成，完成分別由兩個(gè)輸入端口輸入的2組數(shù)據(jù)的相關(guān)運(yùn)算，其中每組數(shù)據(jù)包含M/N個(gè)通道的數(shù)據(jù)。
9.如權(quán)利要求8所述的數(shù)字多通道相關(guān)處理系統(tǒng)中的全組緩存模塊和單組緩存模塊進(jìn)行輸出的方法，其特征在于，包括以下步驟 步驟I)初始化，起始組號(hào)k = I ; 步驟2)若k < N，全組緩存模塊將第k組數(shù)據(jù)輸出到單組緩存模塊和相關(guān)運(yùn)算矩陣模塊兩個(gè)輸入端口，轉(zhuǎn)至步驟3)，若k = N，全組緩存模塊將第k組數(shù)據(jù)輸出到相關(guān)運(yùn)算矩陣模塊兩個(gè)輸入端口，結(jié)束操作； 步驟3)單組緩存模塊將存儲(chǔ)的第k組數(shù)據(jù)輸出到相關(guān)運(yùn)算矩陣模塊第二輸入端口，全組緩存模塊將第k+Ι至第N組數(shù)據(jù)按照組號(hào)由小到大順序依次輸出到相關(guān)運(yùn)算矩陣模塊第一輸入端口，輸出完畢后令k = k+Ι，轉(zhuǎn)至步驟2)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種數(shù)字多通道相關(guān)處理系統(tǒng)，包括至少一個(gè)采集處理模塊、至少一個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)送模塊、至少一個(gè)數(shù)據(jù)接收模塊和至少一個(gè)相關(guān)處理模塊，采集處理模塊將輸入的多通道中頻模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)字采樣和正交濾波處理并打包成幀發(fā)送到數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，數(shù)據(jù)發(fā)送模塊將接收的數(shù)據(jù)幀根據(jù)采樣時(shí)刻分時(shí)隙輸出到數(shù)據(jù)接收模塊，數(shù)據(jù)接收模塊將接收的數(shù)據(jù)幀根據(jù)采樣時(shí)刻打包輸出到相關(guān)處理模塊，相關(guān)處理模塊將接收的數(shù)據(jù)包進(jìn)行解包，相關(guān)運(yùn)算并打包成幀輸出。本發(fā)明還公開(kāi)了一種用于該系統(tǒng)中的緩存模塊的輸出方法。本發(fā)明的數(shù)字多通道相關(guān)處理系統(tǒng)及緩存模塊的輸出方法硬件復(fù)雜度低，系統(tǒng)可擴(kuò)展性高，處理結(jié)構(gòu)通用性強(qiáng)，系統(tǒng)消耗資源少，應(yīng)用靈活度大。
文檔編號(hào)H04L5/00GK102684831SQ20121007662
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月21日
發(fā)明者凌小峰, 宮新保, 趙承睿 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)