探析基于小波与dsp的雷达数据处理

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1、上海海运学院硕士学位论文基于小波与DSP的雷达数据处理姓名：王胜正申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：施朝健20031201上海海运学院硕士学位论文摘要本论文从现代雷达信号处理出发，研究了目前雷达信号处理的特征和常用的分析工具(如小波)及处理工具(如数字信号处理器(DSP))。针对当前雷达视频数据处理的需要，本文提出了一个完整的解决雷达视频数据压缩和传输的系统方案和技术路线，本处理系统将数据采集、模数转换(A／D)、数据预处理、DSP数据编码和PCI通信模块集成在一个板卡上，使雷达信号处理变得更加简单而且快速a本文分别对系统

2、的各个模块，如数据采集、DSP数据编码和PCI通信模块进行了深入的研究。数据采集模块，包括信号的A／D转换和数据的实时存储，本文通过分四路采集电路分时采样，实现了将四路A／D转换器并联．解决了目前A／D转换器普遍存在的采样速率偏低的问题，本系统中，采样频率达到250MHz之高，基本可以满足雷达采样需求。为了解决雷达数据实时存取问题，本文提出了采用双口存储器，把读写操作进行分离的方法，实现了雷达数据实时存取。DSP数据处理模块，包括DSP的选型、雷达数据的预处理、小波变换、多级树集合分裂算法编码以及算术编码。本部分首先研究了DSP的特点和它应

3、用于雷达信号处理系统的优势，经过调研后，决定采用TI公司的TMS320C6000系列芯片，最高时钟频率可以达到200Mttz，当8个功能单元同时运行时，该芯片的处理能力高达1600MIPs，即16亿次运算／秒，因此基本可以满足雷达信号处理的实时要求；接下来本文根据雷达数据的特征以及小波变换编码的需要，将雷达扫描线按周期组合成雷达图像，实现雷达数据的预处理；其次，对小波变换理论进行了重点的研究和分析，研究了当前常用的小波变换方法，在此基础上，本人发现利用Mallat算法更适合于雷达图像的小波变换；最后对嵌入式零数编码算法(EzW)和多级树集合

4、分裂编码算法(SPⅡrr)进行了深入的研究和比较，通过实例分析和比较了两种算法编码的具体过程，并且发现两种算法在相同的条件下，SPIHT算法不仅运算简单，而且所需要得存储空间也少，因此在本文中，采用SPIHT算法对小波系数进行编码。PCI通信模块，因为C6000系列DSP集成了一个主／从模式的PCI接口，因此本文中采用PCI总线实现了DSP与主机之间的通信，有效的解决了DSP与主机通信的瓶颈问题。在本文的软件实现部分中，利用TI公司提供的集成开发环境CCS，将程序算法下载到DSP程序存储器并执行，可以得到不同压缩比下的雷达重构图像，通过对重

5、构图像的分析，对本文的程序算法进行了评估。上海海运学院硕士学位论文在本文的最后，通过对本文压缩算法与其他文献资料的压缩算法的比较和分析，发现本文方法在低码率情况下，比EZW方法的信噪比PSNR都高。因此利用本文方法对雷达视频数据进行处理具有很高的应用价值和前景，解决了微波和卫星通信的传输瓶颈问题。关键词雷达信号处理，小波变换，DSP，SPIHT算法，实时．Ⅱ上海海运学院硕士学位论文RadarDataProcessingBasedonWaveletandDSPABSTRACTThisthesisisfocusedonradarsignalpr

6、ocessingbasedonwaveletandDSP．Atthebeginning，westudythecharacteristicsofradarsignalprocessingandtheanalysistool(wavelet)andthedigitalsignalprocessingtool(DSP)，Thenweproposeanfullsystemforradarimagecompressionandtransmission．Thissystemconsistsoffourmainparts：dataacquisition．

7、NDconversion，DSPprocessingsystemandPCIcommunication，whichareintegratedintoacard．Eachpartofthesystemisprofoundlystudiedrespectively．Dataacquisitionmoduleconsistsofhighspeeddataconversion(ND)andmemow,Thesystemadoptstheschemeoffour-channelNDcompositeconverter,whichreducesthed

8、ifficultyofthecircuitimplementationandincreasesthestabilityofthesystem，andwithwhichwehave