多頻連續(xù)波雷達數(shù)據(jù)實時壓縮算法設(shè)計

摘 要： 隨著測試參數(shù)種類增加，測試環(huán)境越來越復(fù)雜，海量雷達數(shù)據(jù)與有限存儲容量之間的矛盾日益明顯，實時數(shù)據(jù)采集與壓縮技術(shù)可以緩解這一矛盾的加劇。雷達數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采取了基于FPGA的LZW實時無損壓縮算法。該算法能夠?qū)崿F(xiàn)追求采集信號精度的同時減低算法難度，已成功應(yīng)用于某飛行測試實驗，性能指標滿足應(yīng)用要求。
關(guān)鍵詞： 數(shù)據(jù)采集； 無損壓縮LZW算法； FPGA； 高速緩存

多頻連續(xù)波雷達是一種新體制雷達，能夠同時發(fā)射多個頻率的連續(xù)波正弦信號對多個目標的速度、加速度、距離、方位角、俯仰角等多組參數(shù)目標進行探測。具有設(shè)備簡單、體積小、重量輕、功耗低等優(yōu)點[1]。
對于連續(xù)波體制雷達，目標參數(shù)多、信號處理的實時性強是其最顯著的特點。海量的回波數(shù)據(jù)使得存儲操作變得非常困難，并且也不易進行數(shù)據(jù)分析。數(shù)據(jù)的實時采集壓縮技術(shù)可以解決這一問題。由于雷達信號較為敏感，在大多數(shù)情況下雷達信號都需要先記錄，再事后取證、分析，所以只能采用實時無損壓縮。因此，要求多頻連續(xù)波雷達數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)信號處理實時性好，處理數(shù)據(jù)量大，在追求目標采集測量精度的同時降低信號處理算法的復(fù)雜度，利于工程實現(xiàn)。
　　當前有很多壓縮與解壓縮方法都是基于軟件實現(xiàn)的，都是對數(shù)據(jù)進行后期處理。這種方法執(zhí)行速度慢，耗費大量的CPU資源。采用硬件實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時無損壓縮能夠?qū)⒏咚傩盘栕兂删徸冃盘栠M行傳輸，降低通信的信道容量，提高數(shù)據(jù)的可靠性。在雷達信號數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，完成數(shù)據(jù)的海量存儲并提高總線的數(shù)據(jù)傳輸速度應(yīng)采用硬件實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時無損壓縮。
1 數(shù)據(jù)壓縮算法比較
　數(shù)據(jù)壓縮算法有不同的分類方法，根據(jù)壓縮算法是否可逆可以分為可逆壓縮與不可逆壓縮。其中可逆壓縮也叫無失真編碼或無損壓縮。不可逆壓縮叫做失真編碼或有損壓縮。由于人的感覺器官對于圖片、聲音或視頻中的某些信息的丟失難以察覺，一般采用有損壓縮算法可以節(jié)約大量的存儲空間。主要有預(yù)測編碼、多分辨率