[发明专利]面向低截获的分布式MIMO雷达通信一体化系统功率分配方法

权利要求书

1.面向低截获的分布式MIMO雷达通信一体化系统功率分配方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、确定分布式MIMO雷达通信一体化系统组成及功能；

S2、采用目标运动参数估计克拉美-罗下界矩阵表征分布式MIMO雷达通信一体化系统的目标定位精度，采用信道容量表征分布式MIMO雷达通信一体化系统的数据通信性能；

S3、建立面向低截获的分布式MIMO雷达通信一体化系统功率分配模型；具体为：

根据预先设定的目标位置估计精度阈值δ_P、目标速度估计精度阈值δ_V、信道容量阈值δ_C，建立面向低截获的分布式MIMO雷达通信一体化系统功率分配模型，如下所示：

其中，tr(·)表示求迹运算，M₁＝[I₂ 0₂]，M₂＝[0₂ I₂]，I₂表示维度为2×2的单位矩阵，为第m部雷达通信一体化发射机的最大总辐射功率，为第m部雷达通信一体化发射机的雷达信号辐射功率，为第m部雷达通信一体化发射机的通信信号辐射功率，M_T为雷达通信一体化发射机的数量，C_CRLB为克拉美-罗下界矩阵，R_C为信道容量；

S4、分别采用半正定规划与拉格朗日乘数法对面向低截获的分布式MIMO雷达通信一体化系统功率分配模型进行求解；包括以下步骤：

S41、将步骤S3建立的面向低截获的分布式MIMO雷达通信一体化系统功率分配模型转换为以下两个子模型：

S42、引入维度为4×4的辅助矩阵Λ，将子模型公式(22)等价转换为：

其中，I₄表示维度为4×4的单位矩阵，0₈表示维度为8×8的零矩阵，由于子模型(24)为半正定规划问题，直接采用MATLAB软件中的凸优化工具箱CVX进行计算求解，所得即为第m部雷达通信一体化发射机的最优雷达信号辐射功率其中，(·)^*表示参数的最优值；

S43、对于子模型公式(23)，引入拉格朗日乘子ψ₁，ψ₂与ψ₃，构建如下式的拉格朗日乘子式：

其中，N_C为通信接收机的数量，σ²为背景噪声功率；

分别对ψ₁，ψ₂与ψ₃求偏导；

S44、通过令与同时满足非线性最优化求解的卡罗需-库恩-塔克条件的必要条件，获取第m部雷达通信一体化发射机的最优通信信号辐射功率表达式为：

其中，η_ml为第m部雷达通信一体化发射机与第l部通信接收机之间传播损耗系数，h_ml为第m部雷达通信一体化发射机与第l部通信接收机之间的信道增益，为一个常数，其大小取决于预先设定的信道容量阈值δ_C：

经迭代计算，将满足式(27)的值代入式(26)中，求得第m部雷达通信一体化发射机的最优通信信号辐射功率

2.根据权利要求1所述的面向低截获的分布式MIMO雷达通信一体化系统功率分配方法，其特征在于，步骤S1中分布式MIMO雷达通信一体化系统包括M_T部雷达通信一体化发射机、N_R部雷达接收机和N_C部通信接收机，其中，雷达通信一体化发射机能同时发射多个独立波束完成目标定位与数据通信功能，雷达接收机接收雷达信号完成目标定位功能，通信接收机接收通信信号完成数据通信功能。