【技术实现步骤摘要】
本申请涉及数字信号处理，更具体地，涉及一种星载多通道sar多普勒域abaq压缩的fpga实现方法。
技术介绍
1、星载合成孔径雷达(synthetic aperture radar，sar)因其不受恶劣天气影响的特点被广泛应用军事侦察和民用遥感卫星领域。随着系统不断向高分辨率、宽测绘带这一对脉冲重复频率(pulse repetition frequency，prf)矛盾要求的进发，顺轨多通道技术应运而生。与此同时，多极化、多模式方式等方向的发展进一步增加了星载sar的数据量(≥100mbit/s)，为满足传输带宽的要求和原始数据实时下传的需求，在星上需要采用大压缩比、低失真的sar原始数据压缩方法。现有一种星载多通道sar多普勒域abaq(adaptive bitallocation block adaptive quantization，自适应比特分配的baq)压缩方法(jiang,t.；zhang,c.；zhang,f.；wan,y.；chen,l.a multichannel,multipulse,multiweight block-adaptive quantization(3mbaq)algorithm based on space-borne multichannel sardoppler domain a-baq.remote sens.2024,16,477.https://doi.org/10.3390/rs16030477)，能够利用多通道数据间的prf冗余实现更高信噪比的数据压缩。然而，因krieger方位
2、(1)星载多通道数据间的重构在fpga上难以实现，无法凭借简单逻辑实现，一般使用cpu或gpu实现；
3、(2)自适应比特分配在fpga上的实现困难，多通道补零fft点数和开发软件vivado的ip核的不匹配；
4、(3)fpga上将数据转到多普勒域的实现方案缺失，需要对存储数据的转置实现，这需要很大的时间和计算开销。
技术实现思路
1、为解决以上问题，本申请实施例提供一种基于星载多通道sar多普勒域abaq压缩的fpga实现方法，该实现方法可以解决星载多通道数据间的重构、自适应比特分配在fpga上的实现问题。
2、第一方面，本申请实施例提供一种基于星载多通道sar多普勒域abaq压缩的fpga实现方法，该方法包括：
3、数据获取与预处理：基于前端存储体为数据帧的格式，按照串行输入的需求，采用第一部分和最后部分的数据分别对帧头和帧尾进行覆盖；
4、将预处理后的数据存储至ddr3 sdram，对所述ddr3 sdram进行接口开发并使其封装形式为具有地址单元读写的接口结构；
5、基于ddr3时钟频率和用户端fpga，对所述ddr3 sdram中存储的数据进行8路并行补零fft(fast fourier transform，快速傅里叶变换)操作；
6、基于fft操作后的数据进行krieger方位向重构操作，并约束启动间隔ii以实现连续输入；
7、基于krieger方位向重构后的数据，采用移窗大点数fft的重构处理减小重构后的数据拼接而造成的周期性误差；
8、进行板上可变比特压缩abaq操作，包括：基于自适应比特分配的baq，缓存一个频谱范围内的所有分块均值或标准差；基于缓存的分块均值或标准差处理，获取输入分块数据的均值或标准差所对应的比特分配位数；基于每次输入分块的均值或标准差，更新缓存所有分块均值或标准差数据的数组；以及基于输入分块数据的比特分配位数，实现可变比特位数的数据压缩；
9、基于后端存储体为帧形式的处理，处理可变比特位数的有效数据并添加帧头帧尾以及辅助文件。
10、在一个实施例中，对所述ddr3 sdram进行接口开发并使其封装形式为具有地址单元读写的接口结构包括：
11、基于大数据的存储，利用存储器接口管理(memory interface generator)核进行ddr3的接口开发；
12、基于大数据的转置，对mig核进行封装，形成地址单元读写的简单双端口(simpledual port ram)接口结构的ip核。
13、在一个实施例中，基于fft操作后的数据进行krieger方位向重构操作并约束启动间隔ii为连续输入包括：
14、基于fpga的串行输入，实现krieger方位向重构算法；
15、基于krieger方位向重构算法，在hls(high level synthetic，高层次综合)软件上实现点对点处理，并利用优化语句实现启动间隔ii为连续输入。
16、在一个实施例中，所述方法还包括：基于krieger方位向重构算法，解决vivado上的fft核的nfft(number of fast fourier transform points，快速傅里叶变换点数)的点数匹配问题；
17、基于vivado上的fft核的nfft点数匹配问题，在hls软件中实现点对点获取重构滤波系数。
18、在一个实施例中，基于krieger方位向重构后的数据，采用移窗大点数fft的重构处理减小重构后的数据拼接而造成的周期性误差，还包括：基于前端多通道输入点数和算法输出点数，确定最后多余数据的裁切方案。
19、在一个实施例中，所述方法还包括：
20、采用移窗的方法对多通道数据进行大点数补零fft，重构后ifft(inverse fastfourier transform，快速傅里叶逆变换)；
21、对大点数下的所述ifft数据进行两端裁剪，保留中段小点数结果；
22、对所述中段小点数结果进行fft转换到多普勒域，并进行多普勒域上的自适应比特数据压缩。
23、在一个实施例中，基于后端存储体为帧形式的处理，处理可变比特位数的有效数据并添加帧头帧尾以及辅助文件，包括：
24、基于可变比特位数的数据压缩结果，存储有效位数实现数据拼合；
25、基于所述拼合不定长有效数据，利用前端输入的帧头帧尾来区分脉冲界限；
26、基于所述输出的帧结构，添加定长辅助文件至帧尾并以当前脉冲帧尾和下一脉冲帧头作限定。
27、第二方面，本申请实施例还提供一种搭载fpga的装置，所述搭载fpga的装置采用前述基于星载多通道sar多普勒域abaq压缩的fpga实现方法向所搭载的fpga传输数据，进而向后级设备输送压缩数据。
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1.一种基于星载多通道SAR多普勒域ABAQ压缩的FPGA实现方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的基于星载多通道SAR多普勒域ABAQ压缩的FPGA实现方法，其特征在于，对所述DDR3 SDRAM进行接口开发并使其封装形式为具有地址单元读写的接口结构包括：
3.根据权利要求1所述的基于星载多通道SAR多普勒域ABAQ压缩的FPGA实现方法，其特征在于，基于FFT操作后的数据进行Krieger方位向重构操作并约束启动间隔II为连续输入包括：
4.根据权利要求3所述的基于星载多通道SAR多普勒域ABAQ压缩的FPGA实现方法，其特征在于，所述方法还包括：
5.根据权利要求1所述的基于星载多通道SAR多普勒域ABAQ压缩的FPGA实现方法，其特征在于，基于Krieger方位向重构后的数据，采用移窗大点数FFT的重构处理减小重构后的数据拼接而造成的周期性误差，还包括：
6.根据权利要求5所述的基于星载多通道SAR多普勒域ABAQ压缩的FPGA实现方法，其特征在于，所述方法还包括：
7.根据权利要求1所述的基于
8.一种搭载FPGA的装置，所述搭载FPGA的装置采用权利要求1所述的基于星载多通道SAR多普勒域ABAQ压缩的FPGA实现方法向所搭载的FPGA传输数据，进而向后级设备输送压缩数据。
...【技术特征摘要】
1.一种基于星载多通道sar多普勒域abaq压缩的fpga实现方法，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的基于星载多通道sar多普勒域abaq压缩的fpga实现方法，其特征在于，对所述ddr3 sdram进行接口开发并使其封装形式为具有地址单元读写的接口结构包括：
3.根据权利要求1所述的基于星载多通道sar多普勒域abaq压缩的fpga实现方法，其特征在于，基于fft操作后的数据进行krieger方位向重构操作并约束启动间隔ii为连续输入包括：
4.根据权利要求3所述的基于星载多通道sar多普勒域abaq压缩的fpga实现方法，其特征在于，所述方法还包括：
5.根据权利要求1所述的基于星载多通道sar多普勒域abaq压...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈龙永，姜涛，张福博，谢燚，徐义昊，张成伟，
申请(专利权)人：中国科学院空天信息创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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