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軟件化和網(wǎng)絡(luò )化的基于Linux的雷達終端系統
作者：
時(shí)間：2013-10-23
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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分解過(guò)程相當于輸入序列和濾波器卷積后，進(jìn)行亞采樣，只保留偶數點(diǎn)；合成過(guò)程相當于先對序列進(jìn)行插值(添加0)后，再與濾波器卷積、相加。
圖4是一個(gè)用db1小波遞歸3次壓縮一段雷達回波的例子，壓縮接近原來(lái)的1/8。
系統中采用 (9,7)雙正交小波快速提升算法，根據實(shí)際需要進(jìn)行1～4層尺度分解。小波壓縮實(shí)現細節可參考文獻[2]。
2.3 網(wǎng)絡(luò )傳輸
常用的網(wǎng)絡(luò )協(xié)議是UDP和TCP。UDP是面向無(wú)連接的協(xié)議；TCP是面向有連接的協(xié)議。另外，TCP協(xié)議在接收方還要進(jìn)行包的次序調整，因為不同的包可能按不同的路由到達。然而，可靠是要付出代價(jià)的，TCP占用CPU資源要比UDP高，網(wǎng)絡(luò )利用率也不如UDP。如果網(wǎng)絡(luò )狀況良好，需要持續進(jìn)行大批量的數據傳輸，可以考慮UDP。一般情況下，通訊方式都是點(diǎn)對點(diǎn)的，也就是所謂的單播方式。采用這種方式，多個(gè)客戶(hù)機必須與同一個(gè)服務(wù)器分別建立連接,這導致了網(wǎng)絡(luò )負載成倍增加。
在特殊情形下可以使用廣播方式。其目前只被UDP協(xié)議支持。廣播的實(shí)現非常容易，只需要將目的IP地址設置為該段子網(wǎng)的地址即可。這種一對多的方式會(huì )影響不需要接收的主機，子網(wǎng)上所有未參加廣播接收的主機也必須完成對數據報的協(xié)議處理，直至UDP層才將它丟棄，甚至還會(huì )引起廣播風(fēng)暴。
單播和廣播是兩種極端。多播提供了一種折衷的方案。多播數據報僅由對該數據報感興趣的主機接收(該主機加入多播組)，不會(huì )影響子網(wǎng)上其它主機。目前UDP提供對多播的支持。
系統中，一次視頻采用多播方式；主顯示機與預處理機之間的操控命令連接通道由于需要可靠的連接且通信量相對較少，所以采用了面向連接的TCP協(xié)議。
3 主顯機系統的實(shí)現
主顯機主要由各種顯示模塊和網(wǎng)絡(luò )模塊組成。顯示模塊包括PPI和AR模塊。其中以PPI顯示技術(shù)最為復雜,顯示模塊和網(wǎng)絡(luò )模塊如何整合是系統效率高低的關(guān)鍵。
3.1雷達視頻PPI顯示
3.1.1坐標變換和死地址
顯示過(guò)程中一個(gè)很重要的步驟是進(jìn)行坐標的轉換。數據采集卡得到的雷達視頻數據以距離方位為坐標，但通用顯卡的內存則以行列為坐標，故極坐標要轉化為x-y直角坐標，極坐標與自然直角坐標轉換為：
如果實(shí)時(shí)計算，目前的計算機硬件條件無(wú)法達到實(shí)時(shí)要求?？墒孪扔嬎愫?，轉換時(shí)采用查表法，以空間換取時(shí)間。轉化表可以只計算第一象限，其它象限根據方位碼對稱(chēng)性確定。
所謂死地址，是指PPI顯示中遠離顯示中心的地方會(huì )有部分區域始終訪(fǎng)問(wèn)不到，從而產(chǎn)生類(lèi)似于衍射花紋的現象。半徑愈大時(shí)，這種花紋愈明顯。如圖5所示。
需要把這些不能被訪(fǎng)問(wèn)到的點(diǎn)“補”上。將原有的一些有重復(即多個(gè)(ρ-θ)點(diǎn)映射到同一個(gè)(x-y)坐標)的點(diǎn)分開(kāi)，以最近為原則將其中的重復點(diǎn)強行改為“死地址”點(diǎn)。例如，極坐標下的兩個(gè)點(diǎn)M1(ρ1,θ1)和M2(ρ2,θ2),轉換為直角坐標后對應的點(diǎn)都是M3(x1,y1)，而點(diǎn)M4(x2,y2)是“死地址”且M3和M4相隔很近，這時(shí)強行規定M1＝＞M3而M2＝＞M4。
系統中，不偏心時(shí)，掃描半徑是512像素，一周4096根掃描線(xiàn)。實(shí)踐證明可以將所有的死地址與相鄰的方位距離碼關(guān)聯(lián)起來(lái)，消除花紋圖案?？梢韵胂螅簰呙璋霃皆酱?，遠離圓心的死區面積越大，其附近通常找不到能夠利用的重復點(diǎn)，必須改進(jìn)方案。
考慮最極端的情形，偏心在圓周上，此時(shí)最大掃描半徑為1024。將半徑1024的圓分為半徑512的同心圓和剩下的外圓環(huán)。內部的小圓可以用前面的方案。512～1023部分將方位分辨率提高一倍，即一周8192根，再進(jìn)行補點(diǎn)。具體算法如下：
(1) 得到外圓環(huán)的所有x-y坐標點(diǎn)的集合。
(2) 將外圓環(huán)內所有的ρ-θ點(diǎn)按轉換公式四舍五入到最近的x-y坐標點(diǎn)。有些x-y會(huì )關(guān)聯(lián)多個(gè)ρ-θ點(diǎn)，有些則沒(méi)有ρ-θ點(diǎn)與之關(guān)聯(lián)。
(3) 遍歷那些沒(méi)有ρ-θ關(guān)聯(lián)的x-y。對于每個(gè)這樣的x-y點(diǎn)，查找以自己為中心、邊長(cháng)為4的正方形內所有的x-y點(diǎn)，如果發(fā)現某一個(gè)x-y點(diǎn)關(guān)聯(lián)ρ-θ多于一個(gè)，就將其中的一個(gè)ρ-θ給這個(gè)沒(méi)有ρ-θ關(guān)聯(lián)的x-y。同時(shí)，給出ρ-θ的x-y點(diǎn)，在其ρ-θ關(guān)聯(lián)鏈表中去掉給出的ρ-θ。
(4) 按ρ從512～1023、θ從0～8191的順序將對應的x-y寫(xiě)入磁盤(pán)文件中。
編程計算結果表明這種算法可以很快地補全所有死地址。
相應地，原來(lái)的坐標轉換表應該由補過(guò)死地址的兩張表(一張是半徑512以?xún)?，另一張?12～1023)代替。
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