多站雷达功率分配自修正凸松弛算法

为了在发射功率有限的情况下提高雷达性能,提出了一种用于多站分布式雷达对目标定位时采用的功率分配算法．首先给出了多站雷达对目标定位时误差的克拉美罗下界,并将其作为代价函数进行功率优化分配;其次,将目前流行的凸松弛算法加以改进,通过对凸松弛参数的自修正减少凸松弛算法引入的额外误差,并逼近最优结果,充分利用了有限的多站雷达系统发射资源;最后,仿真结果验证了所提算法的有效性．     

一种异构组网雷达系统抗欺骗式假目标方法

同构体系下组网雷达配置方式简单,抗欺骗式假目标算法单一。该文提出一种异构组网雷达系统抗欺骗式假目标方法,对于既包含两坐标雷达又包含三坐标雷达的异构组网雷达系统,首先利用三坐标雷达对目标进行定位,计算目标相对于两坐标雷达的距离、方位角信息。然后,将该计算值与两坐标雷达对目标的量测值进行比较,通过构造卡方检验对真假目标进行有效鉴别。仿真结果表明,该算法可以有效地鉴别欺骗式假目标,并分析了欺骗距离、目标量测个数和雷达测角精度对算法鉴别概率的影响。     

机动目标跟踪的分布式MIMO雷达资源分配算法

在分布式多输入多输出雷达平台下,将发射功率和信号带宽联合优化分配,目的是在资源有限的情况下提高机动目标的跟踪精度.该方法首先推导了机动目标跟踪误差的贝叶斯克拉美罗下界,然后以最小化贝叶斯克拉美罗下界为目标,建立了包含发射功率和带宽两个优化变量的代价函数,并用循环最小化算法结合凸松弛和凸优化进行求解.仿真结果表明,该算法能明显提高机动目标的跟踪精度.     

分布式结构下主/被动雷达抗假目标干扰方法

针对欺骗式假目标干扰,提出一种利用分布式融合结构主／被动雷达网的距离欺骗式假目标鉴别算法．首先利用主动雷达中的量测值来联合被动雷达进行航迹起始,并在航迹起始阶段剔除部分假目标; 之后,主动雷达和被动雷达独立地对目标进行跟踪滤波; 对于主动雷达中已形成稳定航迹的假目标,利用航迹关联的方法将其剔除．仿真结果表明,这种方法可以在保证真实目标鉴别概率的前提下,对欺骗式假目标进行有效的鉴别,降低主／被动雷达网的被欺骗概率．     

双功能雷达通信系统的多用户功率分配算法

为解决传统多用户双功能雷达通信系统因载波分配导致通信性能较差的问题,提高双功能雷达通信系统的资源利用率,提出了一种通信用户载波共享模型下的多用户功率分配方案,并通过构造合理的资源分配问题使得系统具有更优的通信性能。首先,建立双功能雷达通信系统的通信用户载波共享信号模型。其次,为保证双功能雷达通信系统性能,构造了以系统通信和速率最大并满足雷达信噪比下界、总功率和用户功率约束的优化问题,通过理论分析严格证明了优化问题的可行性。最后,为求解凸优化问题,提出一种多用户功率分配算法,通过引入辅助变量对目标函数进行二次转换,将其分解为两个优化子问题,继而通过交替迭代的方式进行求解。研究结果表明,相较于传统通信用户载波分配模型,优化后的通信用户载波共享模型通信和速率提高了约40%,从而验证了所提方案具有更优的通信性能,有效提高了系统资源利用率。本研究成果为提高多用户双功能雷达通信系统的通信性能提供了一种新思路和手段。     

量测划分的PHD航迹关联算法

高性能空中机动目标跟踪是现代预警雷达的核心任务之一.为了提高概率假设密度(PHD)滤波器的多目标跟踪性能,提出了一种基于量测划分的PHD航迹关联算法.考虑到传统PHD滤波无法给出目标各自的航迹属性信息,而且当跟踪区域存在大量杂波时,滤波效率严重降低;同时,对于密集邻近多目标跟踪,传统方法还存在不同目标跟踪的量测不匹配问题.针对上述问题,提出了分类检索的椭球门限量测划分方法,并将其应用到改进的高斯项权值重新分配的PHD航迹关联算法中,首先对每一步得到的量测集合通过分类检索的椭球门限方法,划分为已存在目标、新生目标和杂波的量测子集,再分别对各类目标使用对应的量测子集进行跟踪滤波,这样去除了杂波对真实目标的无效更新计算,提高了航迹关联算法的计算效率;其次,通过引入一种新的权值分配规则,调整邻近目标的高斯成分的权值大小,大幅减小了邻近目标的状态提取误差,提高了相邻目标的跟踪估计精度.大量数值仿真表明,所提方法明显改进了滤波计算效率和邻近目标跟踪精度.     

目标回波特征辅助的海面多目标跟踪方法

由于复杂的海洋环境和近海稠密的海面目标，海用雷达常面临高虚警率、高目标密度的“双高”跟踪场景。来源于海杂波和多个邻近目标的量测点在探测空间中密集出现，传统的跟踪方法仅利用单帧量测的位置信息不能很好区分量测的具体来源，导致跟踪性能严重下降。利用目标回波特征信息可以在不提高算法复杂度的情况下弥补上述缺陷，但目标回波特征的泛化能力较弱，需要针对不同的雷达体制、工作场景及探测需求，因地制宜地选择适合的目标回波特征。以探测大中小型船只为任务的高分辨对海警戒雷达为应用背景，采用检验统计量和目标径向速度量测作为目标回波特征，重构了跟踪方程使得目标回波特征的信息被充分应用于关联、滤波和航迹管理等跟踪的各个环节。此外，采用了一种“两级”跟踪流程，依据航迹质量划分确认航迹和候选航迹，串联跟踪目标并交互信息，有助于跟踪难以形成持续稳定检测的非机动海面小目标。实测和仿真数据实验结果表明，在海面复杂的多目标场景中，所提方法可以实现稳健的目标跟踪。     

相控阵雷达参数设计的约束多目标优化算法

针对目前相控阵雷达参数优化模型只考虑检测概率,而忽略隐身安全性能的问题,建立了将驻留时间、脉冲峰值功率等作为优化设计参数的相控阵雷达探测约束多目标优化模型。提出改进的双种群约束多目标优化算法对雷达探测模型参数进行优化,进而提高用于评价探测目标能力的检测概率,以及降低用于评价雷达射频隐身能力的截获概率。将提出的设计方法结合具体实例进行仿真实验,并与其他算法进行了对比。实验结果表明,本文算法有效改善了相控阵雷达的探测能力和隐身性能。     

多站雷达跟踪系统的修正最小二乘航迹综合器

本文分析了传统的分布式多站雷达系统的跟踪性能低于集中式多站系统的原因,从而导出了一种修正最小二乘航迹综合算法。     

用测角交会法处理多目标跟踪问题

在受到电子干扰时,有些雷达只能测量目标的方位角和俯仰角,不能测量目标的距离,因而无法对目标进行定位跟踪.本文提出的雷达组网测角交会法能够联合各个雷达的角度信息实现对目标的定位跟踪.文章具体分析了测角交会法的定位跟踪原理和如何实现同时跟踪多个目标.最后给出了对几条典型目标航迹的计算机仿真结果.结果表明了测角交会法在干扰条件下处理多目标跟踪问题的可行性.     

Power allocation strategy for target tracking in asynchronous multistatic radar systems

A power allocation scheme for target tracking in asynchronous multistatic radar systems (MSRS) is proposed. An optimal centralized method for asynchronous target tracking is first introduced with the derivation of the Bayesian Cramer-Rao lower bound (BCRLB) on the target tracking mean square error (MSE). Then, the BCRLB is utilized as a criterion for the power allocation strategy. The resulting nonconvex optimization problem is solved by the integration of convex relaxation with the gradient projection algorithm. Simulation results demonstrate that equal allocation of the predetermined power budget is not necessarily the best choice and that the tracking accuracy can be greatly improved by the proposed power allocation algorithm.     

Dwell Scheduling Algorithm for Digital Array Radar

Aiming at the problem of resource allocation for digital array radar(DAR),a dwell scheduling algorithm is proposed in this paper.Firstly,the integrated priority of different radar tasks is designed,which ensures that the imaging tasks are scheduled without affecting the search and tracking tasks;Then,the optimal scheduling model of radar resource is established according to the constraints of pulse interleaving;Finally,a heuristic algorithm is used to solve the problem and a sparse-aperture cognitive ISAR imaging method is used to achieve partial precision tracking target imaging.Simulation results demonstrate that the proposed algorithm can both improve the performance of the radar system,and generate satisfactory imaging results.     

Dwell Scheduling Algorithm for Digital Array Radar

Aiming at the problem of resource allocation for digital array radar(DAR),a dwell scheduling algorithm is proposed in this paper.Firstly,the integrated priority of different radar tasks is designed,which ensures that the imaging tasks are scheduled without affecting the search and tracking tasks;Then,the optimal scheduling model of radar resource is established according to the constraints of pulse interleaving;Finally,a heuristic algorithm is used to solve the problem and a sparseaperture cognitive ISAR imaging method is used to achieve partial precision tracking target imaging.Simulation results demonstrate that the proposed algorithm can both improve the performance of the radar system,and generate satisfactory imaging results.     

基于GPU加速的雷暴追踪外推方法研究

基于气象雷达的雷暴识别与追踪是临近预报中重要的方法之一. 为解决传统算法实时性差的问题,运用OpenCL构建异构计算模型对算法进行并行化改进. 通过对算法分支结构优化、OpenCL设备内存优化,以及针对VLIW的优化,分步阐述算法优化的过程和原理. 这些方法不仅使得基于光流的计算速度大幅提升,还可为其他基于OpenCL异构计算的优化提供参考. 以AMD两代不同架构的GPU和Intel XEON CPU作为测试平台测试,结果表明,改进后的算法程序在硬件同等功耗的情况下,计算速度提高了10至18倍.     

Energy efficient distributed sensor management algorithm

Considering the limitation of energy in wireless sensor networks(WSN),a distributed sensor management algorithm is proposed for multi-target tracking with high accuracy and efficient energy conservation. The predicted coordinate of the target and information gain are used to establish the optimization model. The method introduces the auction theory and adjusts the price of the sensor resources, and once the balance of the market is reached,the target-sensor assignment problem is solved. In order to shorten the decision-making time and save the energy consumption,the carrier sense multiple access(CSMA) mechanism is introduced and the decision-making can be completed with local information and a few iterations. The convergence and effectiveness of the algorithm are proved,and simulation results show that the algorithm can effectively deal with multi-target tracking problem,guarantee the tracking performance and save the energy to prolong the network lifetime. So the proposed algorithm has a strong adaptability for the energy constrained WSN.     

多普勒盲区条件下的目标航迹优化技术

机载预警雷达采用脉冲多普勒体制,具有良好的低空探测性能,但其固有的多普勒盲区会使目标无法被检测,从而造成目标航迹中断和重起批．针对多普勒盲区条件下的目标跟踪问题,研究了一种基于多普勒预测的目标航迹优化方法．首先分析了多普勒盲区产生的原因,然后在传统自适应航迹暂消准则的基础上,结合扩展卡尔曼滤波处理后的点迹预测,提出了一种优化的暂消准则,并引入航迹质量分数来评估航迹维持能力．最后通过仿真实验验证了所提出准则的可行性和有效性．     

能量有效性频谱感知和传输方案的联合设计

为了实现认知无线网络的能量有效性传输,在混合频谱共享方式下对频谱感知和传输功率分配的联合优化方案进行研究.首先将混合频谱共享方式下的能量有效性传输描述为一个多约束优化问题,并从理论上分析了最优的频谱感知和功率分配方案.结合理论分析结果,设计了低复杂度的联合优化迭代方案以逼近优化问题的最优解.仿真结果表明所提方案的性能与最优方案非常接近,而方案复杂度却大大降低.     

基于非合作博弈的中继网络分布式资源分配

提出一种可应用于正交频分复用多址(OFDMA)中继网络的分布式资源分配算法. 基于将模型描述为基站与中继的非合作功率分配博弈(RNCPAG), 设计出2种效用函数, 并以最大化效用函数为准则, 证明在总功率受限的约束下, 该算法存在并收敛于唯一的纳什均衡点. 研究表明, 同传统的平均功率分配算法相比, 分布式博弈算法以牺牲少量的迭代步数为代价, 获得更高的系统容量和资源效率.