[发明专利]一种基于python的雷达实时信号处理方法

说明书

本发明涉及一种基于python的雷达实时信号处理方法，属信号处理技术领域。本发明包括六个步骤，实现多进程并行处理数据，用进程代替线程并行处理多波位数据提高数据计算效率。将数据存放于共享内存，通过进程间共用同一片内存提高数据I/O效率有效减少传输损耗。同时将单个进程绑定在单核上完成计算，避免计算过程中数据在多个核之间传输造成计算效率损失。采用矩阵操作进行数据计算，简化编程复杂性。通过一段网络数据流控制进程当前数据包的有效性和连续性。存取效率高，处理雷达信号数据快速准确，缩短开发周期，与现役雷达硬件设备匹配，跨平台兼容性好，操作方便。解决了现有存取效率低及多线程无法真正实现并行的问题。

技术领域

本发明涉及一种基于python的雷达实时信号处理方法，属信号处理技术领域。

背景技术

雷达信号中的数据处理关系到雷达目标信号处理的精准性。因此，不断研发高性能处理数据的方法成为该领域科研者的奋斗目标。雷达信号中的数据处理在硬件设备的支持下，离不开相应的信号处理软件。当前开发的信号处理软件多采用C/C++/java语言，开发周期长，对开发人员能力要求高，难以适应雷达快速处理、瞬时捕捉目标的特性。Python具有语言简单、跨平台兼容性好、能与其他语言如C语言混合使用、含义丰富的库、开源特性和拥有众多第三方库的优点；但是Python的并行同步锁阻碍了数据的存取效率，且python存在GIL全局解释锁，使得python的多线程无法真正实现多核并行计算。无法多核并行处理的信号处理程序，计算能力有限，并不能达到数据实时处理的要求，可用性极低。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种存取效率高，实现多核多进程并行，处理雷达信号数据快速、准确，有效缩短处理软件开发周期，与现役雷达硬件设备相匹配，跨平台兼容性好，操作简单方便的基于python的雷达实时信号处理方法。

本发明是通过如下的技术方案来实现上述目的的：

一种基于python的雷达实时信号处理方法，其特征在于：它包括如下步骤：

步骤一、数据切割

将数据切割成数据块，保证所述数据块在绑定单核计算的能力范围内满足实时计算，然后将切割的多个数据块在不同的进程中完成计算；数据切割原则按照雷达采集的单帧单波位数据作为一个数据块；

步骤二、对切割的多个数据块在不同的进程中采用共享内存进行数据传输，即每个处理进程取其需求的数据块的首地址达到实时存取数据的目的，提高I/O效率；

步骤三、用进程代替线程并行处理多波位数据，提高数据计算效率；同时,单个进程绑定在单核上完成计算，避免计算过程中数据在多个核之间传输造成的计算效率损失；

步骤四、通过矩阵操作进行数据计算，简化程序编程复杂性，提高计算能力；

步骤五、通过一段网络数据流控制进程当前数据的有效性和连续性；

步骤六、利用共享数据的标志位实现数据同步。

本发明与现有技术相比的有益效果在于：

该基于python的雷达实时信号处理方法，充分利用Python的语言简单、跨平台兼容性好、能与其他语言如C语言混合使用、具备含义丰富的库、开源特性和拥有众多第三方库的特点，通过包括六个步骤的方法，实现多核多进程并行，存取效率高，处理雷达信号数据快速准确，有效缩短开发周期，与现役雷达硬件设备相匹配，跨平台兼容性好，且操作简单方便，解决了Python的并行同步锁阻碍雷达数据的存取效率，及python存在的GIL全局解释锁使得python的多线程无法真正实现并行的问题。

附图说明

图1为一种基于python的雷达实时信号处理方法的算法模块并行处理原理示意图；