[发明专利]分布式MIMO雷达系统多目标位置估计的功率优化方法

权利要求书

1.一种分布式MIMO雷达系统多目标位置估计的功率优化方法，其特征在于，包含如下步骤：

步骤1、根据分布式MIMO雷达系统中发射阵元和接收阵元信号，推导目标位置估计精度表达式；

步骤2、基于目标位置估计精度表达式，结合多目标位置估计要求，以最小化系统发射功率为目标函数，建立功率优化模型；

步骤3、根据功率优化模型，将功率分配的非凸优化问题，通过连续参数凸近似SPCA算法松弛为凸优化问题的求解，得到初步功率分配结果；

步骤4、通过启发式搜索算法对初步功率分配结果进行优化，得到功率分配最优解；

步骤4中的采用启发式搜索算法对初步功率分配结果进行优化，包含：每次选取一个阵元，为其增加发射功率Δp，以优先满足跟踪精度最高目标的位置估计要求，直到所有目标均满足位置估计要求，得到分布式MIMO雷达系统功率分配最优解p_opt,k。

2.根据权利要求1所述的分布式MIMO雷达系统多目标位置估计的功率优化方法，其特征在于，步骤1包含：根据分布式MIMO雷达系统中发射阵元和接收阵元信号，以贝叶斯克拉美罗界作为目标位置估计误差的度量准则，得到k时刻第q个目标位置估计误差的贝叶斯克拉美罗界，并确定目标位置估计精度函数。

3.根据权利要求2所述的分布式MIMO雷达系统多目标位置估计的功率优化方法，其特征在于，目标位置估计精度函数表示为：

，其中，p_k为k时刻发射功率向量，为与雷达和目标位置关系相关参数，为功率谱密度。

4.根据权利要求1所述的分布式MIMO雷达系统多目标位置估计的功率优化方法，其特征在于，步骤2中以最小化系统发射功率为目标函数建立的功率优化模型表示为：

，其中，为k时刻目标q的速度估计精度；p_max为分配给单部雷达发射功率的上限；p_k表示k时刻雷达发射功率向量，为k时刻第q个目标的位置估计精度要求，Q为分布式MIMO雷达系统存在的运动目标个数，M为分布式MIMO雷达系统含有的发射阵元个数。

5.根据权利要求3所述的分布式MIMO雷达系统多目标位置估计的功率优化方法，其特征在于，步骤3包含如下内容：以目标位置估计精度表达式作为定位精度函数；给定位置估计精度下的约束问题为

，采用连续参数凸近似SPCA算法对其求解，得到初步功率分配结果，其中，为k时刻第q个目标的位置估计精度要求，Q为分布式MIMO雷达系统存在的运动目标个数。

6.根据权利要求5所述的分布式MIMO雷达系统多目标位置估计的功率优化方法，其特征在于，采用连续参数凸近似SPCA算法对其求解，包含：对给定位置估计精度下的约束问题中的凹函数项在p_(l),k处进行二阶泰勒展开，得到约束模型，该约束模型表示为

；进而得到位置估计要求为的前提下的功率分配结果p′_k，分配总功率P_0,k＝1^Tp′_k，1表示全1列向量。

7.根据权利要求1所述的分布式MIMO雷达系统多目标位置估计的功率优化方法，其特征在于，步骤4中启发式搜索算法执行过程如下：首先，确定目标位置估计精度的收敛误差ε和功率增加步长Δp；然后，根据目标定位精度需求，划分目标的优先级顺序，优先满足高精度目标的定位需求；最后，采用贪婪搜索方法，将功率增加步长Δp每次分配给一个阵元，使其目标定位精度最高，如此循环，直到所有目标均满足位置估计要求，得到分布式MIMO雷达系统功率分配最优解p_opt,k。