[发明专利]分布式MIMO雷达系统多目标速度估计的资源联合优化方法

说明书

本发明涉及一种分布式MIMO雷达系统多目标速度估计的资源联合优化方法，包含：指定目标，以最小化重点目标速度估计误差为目标函数，建立包含发射阵元、接收阵元、发射功率和信号时长四个优化变量的资源联合优化模型；将该优化问题转化为二阶锥规划问题，采用循环最小化算法依次对四个优化变量进行求解；在算法收敛后，终止循环，将阵元选取变量二元化，选取最优阵元，并再次分配发射功率和信号时长，得到资源联合分配的结果。本发明对跟踪目标个数具有较大灵活性，能够在满足多目标不同速度估计的要求下，选取最少的发射阵元，提高重点目标跟踪性能并达到多目标整体跟踪精度误差最小的效果，具有较好的应用价值。

技术领域

本发明属于MIMO雷达技术领域，特别涉及一种分布式MIMO雷达系统多目标速度估计的资源联合优化方法。

背景技术

分布式MIMO雷达收发阵元间距大，良好的空间分集增益使其具有克服目标RCS闪烁的优势，符合现代雷达对隐身目标的探测和多目标处理的发展趋势，从而受到越来越广泛的关注。然而，随着雷达功能越来越完善，雷达系统的资源管理问题逐渐成为军事应用中的重要组成部分。尤其对于机载、车载和舰载雷达，系统的发射功率通常有限，当工作时间较长时，资源紧缺的问题就会凸显，同时多任务模式下，不同任务下的资源调度以及信号带宽和时间的分配都会影响到任务执行效果，为数据融合带来不同数据传输量和计算复杂度。为了提高雷达系统对目标的探测和跟踪能力，合理的分配系统资源满足系统多任务需求，成为分布式MIMO雷达系统多目标跟踪任务下亟待解决的问题。考虑到实际环境下目标速度复杂多变，掌握目标的速度变化有利于更好地掌握变化趋势，针对这一问题，可以根据多目标不同性质，划分不同的跟踪等级，采用分布式MIMO雷达多种资源联合分配的方法提高多目标速度估计能力。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明提供一种分布式MIMO雷达系统多目标速度估计的资源联合优化方法，结合目标任务性质，对多目标提出不同的跟踪要求，充分地调度雷达系统资源，有效提高多目标整体速度跟踪精度。

按照本发明所提供的设计方案，一种分布式MIMO雷达系统多目标速度估计的资源联合优化方法，包含如下步骤：

步骤1、选取目标q^*，确定目标速度估计精度表达式及资源优化模型目标函数；

步骤2、在单部雷达发射功率和信号时长上限约束下，建立包含发射阵元f_t、接收阵元f_r、发射功率p和信号时长t四个优化变量的资源联合优化模型；f_r^*

步骤3、将发射阵元f_t和接收阵元f_r松弛为连续变量，将优化问题转化为二阶锥规划(SOCP)问题，采用循环最小化算法依次对发射阵元f_t^*、接收阵元、发射功率p^*和信号时长t^*四个优化变量进行求解；

步骤4、根据求解结果，将阵元选取二元化，选取最佳阵元，并重新分配发射功率和信号时长，得到MIMO雷达系统资源联合分配结果f_t^opt、f_r^opt、p^opt和t^opt。

上述的，步骤1包含如下内容：以贝叶斯克拉美罗洁作为目标速度估计误差的度量准则，得到第q个目标速度估计误差的贝叶斯克拉美罗界，并确定目标速度估计精度函数，将目标速度估计精度的约束问题转化为二阶锥问题。

上述的，步骤2中四个优化变量的资源联合优化模型，表示为：