[发明专利]分布式MIMO雷达目标跟踪精度联合资源优化方法

摘要

本发明涉及一种分布式MIMO雷达目标跟踪精度联合资源优化方法，首先推导目标函数，建立包含阵元、功率和带宽三个变量的资源分配优化模型；然后简化模型，利用凸松弛将阵元选取问题由0‑1问题转变为凸优化问题；利用循环最小化将优化模型分解为阵元选取和功率分配的迭代优化子问题，利用SPCA方法对问题进行求解，直到目标函数不再优化为止，得到最终的阵元选取和功率分配结果，并计算出最终的带宽分配结果，对下一时刻的目标位置进行估计。本发明通过资源分配有效提高MIMO雷达的目标跟踪精度，同时提高资源利用率，通过选取合适的阵元子集，并且进行功率和带宽资源的最优配置，在雷达系统资源有限的情况下进一步提高目标跟踪的精度。

主权项

1.一种分布式MIMO雷达目标跟踪精度联合资源优化方法，其特征在于：包含如下步骤：步骤1、推导运动目标位置的贝叶斯克拉美罗界BCRB，确定目标函数；步骤2、通过最小化目标函数，建立包含阵元、功率和带宽三个变量的资源分配优化模型；步骤3、利用SPCA方法将资源分配优化模型转化为凸优化问题，通过凸优化方法和循环最小化方法求解，得到选取阵元和最终功率分配结果，及最优带宽分配矢量；步骤4、根据选取阵元、最终功率分配结果及最优带宽分配矢量，对下一时刻目标位置进行估计跟踪；所述步骤1具体包含如下内容：发射阵元为M，接收阵元为N的分布式MIMO雷达，其中第m个发射阵元和第n个接收阵元在二维坐标系中的位置为和利用观测矢量r估计未知矢量θ，其贝叶斯克拉美罗界BCRB表示为：其中，J_B表示贝叶斯信息矩阵BIM，C_B表示BCRB矩阵，表示运动目标在k时刻的状态矢量，其运动方程表示为：其中，ω_k表示高斯的过程噪声，Q_k为其协方差矩阵，q表示噪声强度，I表示2×2维的单位矩阵，，其中，表示高斯白噪声自相关系数，表示雷达阵元是否被选取的二元变量，表示功率分配矢量，表示带宽分配矢量，a_mn表示路径数案件系数，h_mn表示未知目标复反射系数，分别表示k时刻第m个发射阵元和第n个接收阵元观测目标的角度；由贝叶斯克拉美罗界BCRB确定目标位置误差下界，表示为：并确定JD(xk)的逆为目标函数T(uk,pk,βk)，表示为：其中，v^k＝u^k ⊙ p^k ⊙(β^k)²，