基于TS201S的矩阵求逆快速算法实现(2)
到目前，众多领域都已经有并行处理的涉及，并且许多并行处理系统随之诞生。
1.1 研究背景
干扰抑制技术是通过雷达接收信号动态地求取权值从而进行干扰抑制，干扰抑制技术分
为闭环和开环，而 STAP 便属于闭环的干扰抑制技术，达到最优权值进行干扰抑制的目的在
理论上是能够实现的。样本数据协方差矩阵的估计以及求逆是滤波器权值计算中必不可少的
两步运算，运算量大且复杂度较高，实际中工程实现所进行操作的矩阵阶数普遍较高，因此
求逆运算很难保证其实时性，这对工程的实现造成一定程度的阻碍。
快速有效的协方差矩阵求逆变得至关重要，对于自适应权值计算的角度具体来看，这无
疑是解决现阶段运算量过大的切实有效的方法之一。在固定结构可以进行降文处理以及全空
时处理两种方式，从理论上来看，它的划分可以归为四各部分，其分别是多普勒-阵元域、波
束-脉冲域、波束-多普勒域以及阵元-脉冲域，在这之中的所有方法都能够通过相同的处理框
架进行阐述[2]
。算法中最终的权值计算都能够出现相同的数学计算模型， s R 1 -
，这其中R
代表协方差矩阵， 为权值， 为标量系数，s 为导向矢量。那么这也意着，每一种自适
应信号处理权值算法都能够用于适用全文的矢量求解，也可用于固定结构降文处理，这对于
协方差矩阵求逆算法的运算量优化研究提供了非常可观的帮助。
从 STAP 中权值求取的实时性角度看，协方差矩阵求逆问题逐渐成为自适应权值求取研
究中的重要方向之一。在本文中为了实现实时性的目的，对求逆算法的理论运算量以及运行
时间两个角度进行研究分析，充分利用协方差矩阵的特性，对多种算法进行仿真，从理论运算量以及运行时间的方面进行比较研究。
目前来说，适合做并行信号处理器的 DSP 芯片无疑是 ADI 公司的 TigerSHARC 芯片与
TI 公司的TMS系列。而本文中将会选择ADI 公司的 ADSP-TS201 作为研究对象。
1.2 国内研究现状
从上世纪 70 年代开始，美国的 Reed 和 Brennan 教授首次提出空时二文自适应处理的概
念，迄今为止，有关 STAP 的研究，国内外已经进行了三十多年之久。
在自适应信号处理技术中，根据干扰以及外界杂波的特点，能够实时地求取一组权值一
直以来都是技术的关键部分，计算自适应权值运算量大，而在高运算量的权值求取中，杂波
协方差矩阵的求逆问题在总的计算量中无疑占据了比重最大的部分。针对这个计算量大的问
题，一方面采用部分自适应处理方式以实现降文处理，另一方面对采用优化算法提高计算效
率方面进行了广泛的研究，充分利用协方差矩阵是正定的 Hermite 矩阵这个特性。高飞提出
的利用 Hermite 矩阵特性的矩阵求逆算法，基于直接分块求逆的原理，减少了运算量和存储
空间，但是由于通过递归实现，过程较繁琐；陈银东提出基于 Cholesky 分解的矩阵求逆算法，
性能上相较高斯消元有着显著的提升，因为是对矩阵元素进行计算，不能满足工程需求。以
及国外也有人提出一种Strassen 矩阵分块求逆的算法。
1.3 本文主要工作及内容安排
本文主要研究自适应权值求取中的矩阵求逆算法理论和实现。第一章主要描述了 STAP
技术的研究背景；第二章讨论了自适应权值算法的理论，是根据外界杂波及干扰能够实时地
求取一组权值，使得能够形成相应的波束，然后分析了协方差矩阵的估计和特性，作为后述