[发明专利]一种基于多线程的Costas序列的搜索方法和系统

说明书

本发明公开了一种基于多线程的Costas序列的搜索方法和系统，该方法包含以下步骤：输入需要搜索的Costas序列的阶数；建立双向链表的框架数据结构，通过递归迭代生成对应阶数的置换矩阵；生成判定置换矩阵对应的校验矩阵的任务，提交任务；对收到S2，S3提交任务，利用线程池技术创建线程池创建多线程结合任务窃取技术进行多线程运算，加速对于校验矩阵的判定；以及将任务进行汇总，最终得到Costas序列的数量与搜索花费时间并与传统多线程搜索对比。本发明提供的基于多线程的Costas序列搜索方法和系统，实现了对线程的高效利用，提高了搜索速度，并提供了更广阔的应用前景。

技术领域

本发明为Costas序列搜索方法，具体涉及一种基于多线程的Costas序列的搜索方法和系统。

背景技术

Costas序列于20世纪70年代提出，最先用于解决使用声呐系统侦查水下分辨率不高的问题。在水下侦查时，当声波遇到障碍物时就会发生反射，设备收到反射的回波与发射的声波在时间和频率上平移比较，通过相似度最高的回波信号估计和被观察者的距离和移动速度，其中距离通过时间平移计算，移动速度通过频率平移计算。

在自然环境中存在着各种杂音会严重影响会回波的观察，为了严格区分回波和杂音，需要一种信号序列，该信号序列在与自身重合时具有较高的自相关性，与其余所有平移产生的序列之间的相关性很低，即在理想的状态下，收到的所有回波信号中只有一组信号和发射信号相似度最高，其余信号相似度均很低，通过相似度最高的信号特性可以唯一确定被观察者的距离和移动速度。

Costas序列具有理想的“图钉状”模糊函数特性，即主瓣高而尖锐、副瓣低而平坦。因此，Costas序列在信息安全、无线通信、雷达系统、密码学中有着重要且广泛的应用。因此，对Costas序列的研究具有重要意义。

上世纪九十年代，LloydR.Welch和S.W.Golomb等人将本原元理论引入Costas序列的研究，提出了Welch构造法、Golomb构造法等并取得了一定的研究成果。这些学者将已知的高阶Costas序列通过一定的方法去掉部分行与列进而得到低阶Costas序列，或者利用代数方法的特殊增长构造法。

目前，传统线程池在进行Coasts序列搜索任务中，线程池内的各个线程的负载处于不均衡的状态，且随着阶数的增加，线程运行时间差增加的速度越来越快，从而大大地降低了对于高阶Costas序列的搜索速度。

如何寻找、设计出一种全新的、能够快速搜索到符合要求的Costas序列的方法，成为了本领域内技术人员所期望解决的一项技术问题。

发明内容

本发明的主要目的是，提供一种基于多线程的Costas序列搜索方法和系统，实现对线程的高效利用，提高搜索速度，并提供更广阔的应用前景。

为实现以上目的，本发明提供了一种基于多线程的Costas序列搜索方法，该方法包含以下步骤：

步骤S1、输入需要搜索的Costas序列的阶数；

步骤S2、建立双向链表的框架数据结构，通过递归迭代生成对应阶数的置换矩阵；

步骤S3、生成判定置换矩阵对应的校验矩阵的任务，提交任务；

步骤S4、对收到S2，S3提交任务，利用线程池技术创建线程池创建多线程结合任务窃取技术进行多线程运算，加速对于校验矩阵的判定；以及

步骤S5、将任务进行汇总，最终得到Costas序列的数量与搜索花费时间并与传统多线程搜索对比。

作为本发明的进一步改进，在步骤S2中递归迭代生成置换矩阵的步骤如下：

S21、Costas序列对应的置换矩阵的特点是：n阶置换矩阵的任意行，任意列中有且仅有一个元素为1；