[发明专利]合作式MIMO雷达和通信一体化系统的联合优化方法在审

专利信息
申请号: 202111658157.X 申请日: 2021-12-30
公开(公告)号: CN114679205A 公开(公告)日: 2022-06-28
发明(设计)人: 王黎明;何茜 申请(专利权)人: 电子科技大学长三角研究院(衢州)
主分类号: H04B7/0413 分类号: H04B7/0413;H04B17/391;H04W64/00;G01S7/292;G01S7/295
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 324000 浙江省衢*** 国省代码: 浙江;33
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摘要:
搜索关键词: 合作 mimo 雷达 通信 一体化 系统 联合 优化 方法
【说明书】:

发明公开了合作式MIMO雷达和通信一体化系统的联合优化方法,涉及雷达技术领域,解决了一体化系统中的雷达接收机只能处理有限路发射信号,使得雷达对目标参数估计的性能变差的问题。本发明包括对给定的发射天线选择及接收机位置,计算系统的参数估计性能,通过建立联合发射站选择和接收站布置的J‑TSRP优化问题,求解出一组使得估计性能最优的联合发射站选择和接收站布置的方式。本发明不仅优化天线选择,还优化接收站布置,且发挥了联合MIMO通信一体化系统和MIMO雷达系统的性能。

技术领域

本发明涉及雷达技术领域,具体涉及合作式MIMO雷达和通信一体化系统的联合优化方法。

背景技术

分布式多输入多输出(Multiple Input Multiple Out,MIMO)雷达能提升参数估计的性能(A. M.Haimovich,R.S.Blum and L.J.Cimini,MIMO Radar with WidelySeparated Antennas,in IEEE Signal Processing Magazine,vol.25,no.1,pp.116-129),合作式MIMO雷达和MIMO通信一体化系统是近年来十分热门的研究方向(Q.He,Z.Wang,J.Hu and R.S.Blum, Performance Gains From Cooperative MIMO Radar andMIMO Communication Systems,in IEEE Signal Processing Letters,vol.26,no.1,pp.194-198,)。但是由于硬件首先的缘故,一体化系统中的雷达接收机只能处理有限路发射信号,这将使得雷达对目标参数估计的性能变差。对此,十分有必要针对合作式一体化系统的资源进行调整,来提高目标参数估计的性能,但目前尚未有相关的工作。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是:一体化系统中的雷达接收机只能处理有限路发射信号,使得雷达对目标参数估计的性能变差,本发明提供了解决上述问题的合作式MIMO雷达和通信一体化系统的联合优化方法,关于合作式MIMO雷达和MIMO通信一体化系统的收发天线联合优选问题,适用于合作式系统在接收机收到硬件约束的情况下提高系统对目标参数估计的性能,尤其针对合作式一体化系统提出联合天线选择和接收站布置的优化解决方案实现目标参数估计的性能提升。

本发明通过下述技术方案实现:

建立优化J-TSRP的问题,计算一组最优的联合发射站选择和接收站布置的方式来使得估计性能最优;

详细为:

对给定的发射天线选择及接收机位置,计算系统的参数估计性能,通过建立联合发射站选择和接收站布置的J-TSRP优化问题,求解出一组使得估计性能最优的联合发射站选择和接收站布置的方式。包括合作式一体化系统所采用的MIMO雷达和MIMO通信发射信号,由其基带信号生成基于特定选择策略下多个雷达接收机的接收信号,进一步计算相应选择策略下的表征系统参数估计的加权a,由此可构建发射天线的选择变量与接收机的位置联合优选的J-TSRP问题,采用遗传算法求解得到对应选择的发射天线和接收机位置设置数据。还包括对MIMO雷达系统发射站、MIMO通信系统发射站和雷达接收机进行数据互联,对多个MIMO 雷达和MIMO通信发射站的发射信号建立其与多个雷达接收机的位置之间的联合优选关系。其中,对接收机接收到的回波信号构建成列向量,并加入零均值的复高斯随机噪声,再将列向量数据导入信号模型,所述信号模型用于求解目标位置和速度参数联合估计的似然函数和 CRB,对多个不同量纲的CRB进行归一化得到加权CRB,计算使得加权CRB最小的最优发射机选择变量和接收站位置变量,所述最优方案的求解过程为求解非线性混合整数优化 (MINLP)问题,其中,遗传算法的求解过程如下:

输入二维区域的接收机位置可行域变量,输入加权变量,代入遗传算法,计算收敛的WCRB值和迭代次数。

详细计算过程如下:

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