CN111812628B - 基于非合作博弈的雷达通信一体化组网系统功率控制方法 - Google Patents

基于非合作博弈的雷达通信一体化组网系统功率控制方法 Download PDF

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CN111812628B CN202010595292.3A CN202010595292A CN111812628B CN 111812628 B CN111812628 B CN 111812628B CN 202010595292 A CN202010595292 A CN 202010595292A CN 111812628 B CN111812628 B CN 111812628B
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Abstract

本发明公开了一种基于非合作博弈的雷达通信一体化组网系统功率控制方法,包括确定雷达通信一体化组网系统组成及各路径传播损耗先验信息;分别构建关于目标探测和关于通信数据传输的各雷达通信一体化节点效用函数;分别建立关于目标探测的非合作博弈功率控制模型以及关于通信数据传输的非合作博弈功率控制模型;对关于目标探测的非合作博弈功率控制模型以及关于通信数据传输的非合作博弈功率控制模型进行求解。本发明方法有效降低了雷达通信一体化组网系统的发射功率,达到了提高系统射频隐身性能的目的。

Description

基于非合作博弈的雷达通信一体化组网系统功率控制方法
技术领域
本发明涉及雷达信号处理技术,具体涉及一种基于非合作博弈的雷达通信一体化组网系统功率控制方法。
背景技术
雷达通信一体化系统通过共用硬件设备来同时实现雷达目标探测与通信数据传输功能。相比于传统的单一雷达或通信设备,雷达通信一体化系统具有集成化程度高、小型化以及频谱利用效率高等优点。
射频隐身是指目标与无源探测系统之间的对抗。无源探测系统可以根据武器平台上电子设备(系统)辐射的电磁波确定武器的位置(角度和距离)信息。射频隐身是指通过对电子装备射频有源信号进行特征控制,有效避免被敌方无源电子侦察装备截获、分选识别和定位。射频隐身技术是武器平台上的电子设备针对无源探测系统的隐身技术,属于武器平台有源或主动信号特征控制范畴。
然而,现有技术中尚未有基于非合作博弈的雷达通信一体化组网系统功率控制方法。
发明内容
发明目的:本发明的目的是提供一种基于非合作博弈的雷达通信一体化组网系统功率控制方法。该方法从实际工程应用需求出发,有效降低了雷达通信一体化组网系统的发射功率,提高了系统射频隐身性能。
技术方案:本发明的基于非合作博弈的雷达通信一体化组网系统功率控制方法,包括以下步骤:
(1)确定雷达通信一体化组网系统组成及各路径传播损耗先验信息;
(2)分别构建关于目标探测和关于通信数据传输的各雷达通信一体化节点效用函数;
(3)分别建立关于目标探测的非合作博弈功率控制模型以及关于通信数据传输的非合作博弈功率控制模型;
(4)对关于目标探测的非合作博弈功率控制模型以及关于通信数据传输的非合作博弈功率控制模型进行求解。
进一步的,步骤(1)中针对由多个工作于同一频段的雷达通信一体化节点组成的雷达通信一体化组网系统,其中,各雷达通信一体化节点所发射的信号能够同时完成目标探测与通信数据传输功能;另外,根据实际作战环境先验信息,获取第i个雷达通信一体化节点与目标之间的路径传播损耗
Figure GDA0002624650570000026
第i个雷达通信一体化节点与通信接收机之间的路径传播损耗
Figure GDA0002624650570000027
以及第i个雷达通信一体化节点与第j个雷达通信一体化节点之间的路径传播损耗gij
进一步的,步骤(2)中构建第i个雷达通信一体化节点关于目标探测的效用函数如下:
Figure GDA0002624650570000021
其中,Urad,i(Prad,i)表示第i个雷达通信一体化节点关于目标探测的效用函数,Prad,i表示第i个雷达通信一体化节点用于目标探测的发射功率,ai表示第i个雷达通信一体化节点关于目标探测性能的权重,ξrad表示预先设定的目标探测性能信干噪比阈值,
Figure GDA0002624650570000022
表示第i个雷达通信一体化节点发射功率的上限,γrad,i表示第i个雷达通信一体化节点关于目标探测的信干噪比,表示为:
Figure GDA0002624650570000023
其中,M表示雷达通信一体化节点的数目,cij表示i个雷达通信一体化节点与及第j个雷达通信一体化节点之间的互相关系数,Prad,j表示第j个雷达通信一体化节点用于目标探测的发射功率,
Figure GDA0002624650570000024
表示雷达通信一体化节点噪声功率。
进一步的,步骤(2)中构建第i个雷达通信一体化节点关于通信数据传输的效用函数如下:
Figure GDA0002624650570000025
其中,Ucom,i(Pcom,i)表示第i个雷达通信一体化节点关于通信数据传输的效用函数,Pcom,i表示第i个雷达通信一体化节点用于通信数据传输的发射功率,bi表示第i个雷达通信一体化节点关于通信性能的权重,ξcom表示预先设定的通信性能信干噪比阈值,γcom,i表示第i个雷达通信一体化节点关于通信性能的信干噪比,表示为:
Figure GDA0002624650570000031
其中,cij表示i个雷达通信一体化节点与及第j个雷达通信一体化节点之间的互相关系数,Pcom,j表示第j个雷达通信一体化节点用于通信数据传输的发射功率,
Figure GDA0002624650570000036
表示通信接收机噪声功率。
进一步的,步骤(3)中根据预先设定的目标探测性能信干噪比阈值ξrad建立关于目标探测的非合作博弈功率控制模型,如下所示:
Figure GDA0002624650570000032
其中,Urad,i(Prad,i)表示第i个雷达通信一体化节点关于目标探测的效用函数,Prad,i表示第i个雷达通信一体化节点用于目标探测的发射功率,ai表示第i个雷达通信一体化节点关于目标探测性能的权重,ξrad表示预先设定的目标探测性能信干噪比阈值,
Figure GDA0002624650570000033
表示第i个雷达通信一体化节点发射功率的上限,γrad,i表示第i个雷达通信一体化节点关于目标探测的信干噪比,
Figure GDA0002624650570000034
为第i个雷达通信一体化节点与目标之间的路径传播损耗。
进一步的,步骤(3)中根据预先设定的通信性能信干噪比阈值ξcom建立关于通信数据传输的非合作博弈功率控制模型,如下所示:
Figure GDA0002624650570000035
其中,Ucom,i(Pcom,i)表示第i个雷达通信一体化节点关于通信数据传输的效用函数,Pcom,i表示第i个雷达通信一体化节点用于通信数据传输的发射功率,bi表示第i个雷达通信一体化节点关于通信性能的权重,ξcom表示预先设定的通信性能信干噪比阈值,γcom,i表示第i个雷达通信一体化节点关于通信性能的信干噪比,
Figure GDA00026246505700000410
为第i个雷达通信一体化节点与通信接收机之间的路径传播损耗,
Figure GDA0002624650570000041
表示第i个雷达通信一体化节点发射功率的上限,M表示雷达通信一体化节点的数目。
进一步的,步骤(4)中对关于目标探测的非合作博弈功率控制模型的求解方法为:
将关于目标探测的非合作博弈功率控制模型中的第i个雷达通信一体化节点关于目标探测的效用函数Urad,i(Prad,i)对Prad,i求一阶偏导数:
Figure GDA0002624650570000042
其中,Prad,i表示第i个雷达通信一体化节点用于目标探测的发射功率,ai表示第i个雷达通信一体化节点关于目标探测性能的权重,
Figure GDA0002624650570000043
为第i个雷达通信一体化节点与目标之间的路径传播损耗,M表示雷达通信一体化节点的数目,gij为第i个雷达通信一体化节点与第j个雷达通信一体化节点之间的路径传播损耗,cij表示i个雷达通信一体化节点与及第j个雷达通信一体化节点之间的互相关系数,Prad,j表示第j个雷达通信一体化节点用于目标探测的发射功率,
Figure GDA0002624650570000044
表示雷达通信一体化节点噪声功率,
Figure GDA0002624650570000045
表示第i个雷达通信一体化节点发射功率的上限;
通过令
Figure GDA0002624650570000046
获取关于目标探测的非合作博弈功率控制模型中第i个雷达通信一体化节点用于目标探测的发射功率迭代表达式为:
Figure GDA0002624650570000047
其中,k表示迭代次数,
Figure GDA0002624650570000048
表示在第k次迭代时第i个雷达通信一体化节点关于目标探测的信干噪比,
Figure GDA0002624650570000049
表示在第k次迭代时第i个雷达通信一体化节点关于目标探测性能的权重,
Figure GDA0002624650570000051
表示在第k次迭代时第i个雷达通信一体化节点用于目标探测的发射功率,
Figure GDA0002624650570000052
表示在第k+1次迭代时第i个雷达通信一体化节点用于目标探测的发射功率。
进一步的,步骤(4)中对关于通信数据传输的非合作博弈功率控制模型的求解方法为:
将关于通信数据传输的非合作博弈功率控制模型中的第i个雷达通信一体化节点关于通信数据传输的效用函数Ucom,i(Pcom,i)对Pcom,i求一阶偏导数:
Figure GDA0002624650570000053
其中,Ucom,i(Pcom,i)表示第i个雷达通信一体化节点关于通信数据传输的效用函数,Pcom,i表示第i个雷达通信一体化节点用于通信数据传输的发射功率,bi表示第i个雷达通信一体化节点关于通信性能的权重,ξcom表示预先设定的通信性能信干噪比阈值,γcom,i表示第i个雷达通信一体化节点关于通信性能的信干噪比,
Figure GDA0002624650570000054
表示第i个雷达通信一体化节点与通信接收机之间的路径传播损耗,cij表示i个雷达通信一体化节点与及第j个雷达通信一体化节点之间的互相关系数,gij表示第j个雷达通信一体化节点之间的路径传播损耗,Pcom,j表示第j个雷达通信一体化节点用于通信数据传输的发射功率,
Figure GDA0002624650570000055
表示通信接收机噪声功率,
Figure GDA0002624650570000056
表示第i个雷达通信一体化节点发射功率的上限;
通过令
Figure GDA0002624650570000057
获取关于通信数据传输的非合作博弈功率控制模型中第i个雷达通信一体化节点用于通信数据传输的发射功率迭代表达式为:
Figure GDA0002624650570000058
其中,
Figure GDA0002624650570000061
表示在第k次迭代时第i个雷达通信一体化节点关于通信数据传输的信干噪比,
Figure GDA0002624650570000062
表示在第k次迭代时第i个雷达通信一体化节点关于通信性能的权重,
Figure GDA0002624650570000063
表示在第k次迭代时第i个雷达通信一体化节点用于通信数据传输的发射功率,
Figure GDA0002624650570000064
表示在第k次迭代时第j个雷达通信一体化节点用于通信数据传输的发射功率,
Figure GDA0002624650570000065
表示在第k+1次迭代时第i个雷达通信一体化节点用于通信数据传输的发射功率。
进一步的,步骤(4)中根据获取的关于目标探测的非合作博弈功率控制模型中第i个雷达通信一体化节点用于目标探测的发射功率迭代表达式,以及关于通信数据传输的非合作博弈功率控制模型中第i个雷达通信一体化节点用于通信数据传输的发射功率迭代表达式,选取两个表达式中的最大值作为最优解,即:
Figure GDA0002624650570000066
其中,
Figure GDA0002624650570000067
表示第i个雷达通信一体化节点在k+1次迭代时的发射功率,max表示求取最大值,
Figure GDA0002624650570000068
表示第i个雷达通信一体化节点用于目标探测的发射功率迭代表达式,
Figure GDA0002624650570000069
表示第i个雷达通信一体化节点用于通信数据传输的发射功率迭代表达式。
有益效果:与现有技术相比,本发明具有以下优点:
(1)本发明不仅满足了预先设定的目标探测性能信干噪比阈值与通信性能信干噪比阈值要求,而且有效控制了雷达通信一体化组网系统的射频辐射,从而达到了提高系统射频隐身性能的目的。产生该优点的原因是本发明采用了基于非合作博弈的雷达通信一体化组网系统功率控制方法,该方法以最小化各雷达通信一体化节点的发射功率为优化目标,以满足预先设定的目标探测性能信干噪比阈值与通信性能信干噪比阈值为约束条件,分别建立关于目标探测的非合作博弈功率控制模型以及关于通信数据传输的非合作博弈功率控制模型。通过采用分布式功率迭代算法对模型进行求解,选取在满足预先设定的目标探测性能信干噪比阈值与通信性能信干噪比阈值条件下使得各雷达通信一体化节点的发射功率最小的功率值作为最优解,从而有效提高了雷达通信一体化组网系统的射频隐身性能。
(2)本发明方法不仅满足了预先设定的目标探测性能信干噪比阈值与通信性能信干噪比阈值要求,而且有效控制了雷达通信一体化组网系统的射频辐射,从而达到了提高系统射频隐身性能的目的。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
本发明的基于非合作博弈的雷达通信一体化组网系统功率控制方法,包括以下步骤:
1、确定雷达通信一体化组网系统组成及各路径传播损耗先验信息;
针对由多个工作于同一频段的雷达通信一体化节点组成的雷达通信一体化组网系统,其中,各雷达通信一体化节点所发射的信号可同时完成目标探测与通信数据传输功能;另外,根据实际作战环境先验信息,获取第i个雷达通信一体化节点与目标之间的路径传播损耗
Figure GDA0002624650570000075
,第i个雷达通信一体化节点与通信接收机之间的路径传播损耗
Figure GDA0002624650570000076
以及第i个雷达通信一体化节点与及第j个雷达通信一体化节点之间的路径传播损耗gij
2、分别构建关于目标探测和关于通信数据传输的各雷达通信一体化节点效用函数;
构建第i个雷达通信一体化节点关于目标探测的效用函数如下:
Figure GDA0002624650570000071
式中,Urad,i(Prad,i)表示第i个雷达通信一体化节点关于目标探测的效用函数,Prad,i表示第i个雷达通信一体化节点用于目标探测的发射功率,ai表示第i个雷达通信一体化节点关于目标探测性能的权重,ξrad表示预先设定的目标探测性能信干噪比阈值,
Figure GDA0002624650570000072
表示第i个雷达通信一体化节点发射功率的上限,γrad,i表示第i个雷达通信一体化节点关于目标探测的信干噪比,可以表示为:
Figure GDA0002624650570000073
式中,M表示雷达通信一体化节点的数目,cij表示i个雷达通信一体化节点与及第j个雷达通信一体化节点之间的互相关系数,Prad,j表示第j个雷达通信一体化节点用于目标探测的发射功率,
Figure GDA0002624650570000074
表示雷达通信一体化节点噪声功率。
构建第i个雷达通信一体化节点关于通信数据传输的效用函数如下:
Figure GDA0002624650570000081
式中,Ucom,i(Pcom,i)表示第i个雷达通信一体化节点关于通信数据传输的效用函数,Pcom,i表示第i个雷达通信一体化节点用于通信数据传输的发射功率,bi表示第i个雷达通信一体化节点关于通信性能的权重,ξcom表示预先设定的通信性能信干噪比阈值,γcom,i表示第i个雷达通信一体化节点关于通信性能的信干噪比,可以表示为:
Figure GDA0002624650570000082
式中,cij表示i个雷达通信一体化节点与及第j个雷达通信一体化节点之间的互相关系数,Pcom,j表示第j个雷达通信一体化节点用于通信数据传输的发射功率,
Figure GDA0002624650570000085
表示通信接收机噪声功率。
3、分别建立关于目标探测的非合作博弈功率控制模型以及关于通信数据传输的非合作博弈功率控制模型:
根据预先设定的目标探测性能信干噪比阈值ξrad与通信性能信干噪比阈值ξcom,分别建立关于目标探测的非合作博弈功率控制模型以及关于通信数据传输的非合作博弈功率控制模型,如下所示:
Figure GDA0002624650570000083
以及
Figure GDA0002624650570000084
4、对优化模型(5)和优化模型(6)进行求解:
将Urad,i(Prad,i)对Prad,i求一阶偏导数:
Figure GDA0002624650570000091
通过令
Figure GDA0002624650570000092
获取优化模型(5)中第i个雷达通信一体化节点用于目标探测的发射功率迭代表达式为:
Figure GDA0002624650570000093
式中,k表示迭代次数,
Figure GDA0002624650570000094
表示在第k次迭代时第i个雷达通信一体化节点关于目标探测的信干噪比,
Figure GDA0002624650570000095
表示在第k次迭代时第i个雷达通信一体化节点关于目标探测性能的权重,
Figure GDA0002624650570000096
表示在第k次迭代时第i个雷达通信一体化节点用于目标探测的发射功率,
Figure GDA0002624650570000097
表示在第k+1次迭代时第i个雷达通信一体化节点用于目标探测的发射功率。
将Ucom,i(Pcom,i)对Pcom,i求一阶偏导数:
Figure GDA0002624650570000098
通过令
Figure GDA0002624650570000099
获取优化模型(6)中第i个雷达通信一体化节点用于通信数据传输的发射功率迭代表达式为:
Figure GDA00026246505700000910
式中,
Figure GDA00026246505700000911
表示在第k次迭代时第i个雷达通信一体化节点关于通信数据传输的信干噪比,
Figure GDA00026246505700000912
表示在第k次迭代时第i个雷达通信一体化节点关于通信性能的权重,
Figure GDA00026246505700000913
表示在第k次迭代时第i个雷达通信一体化节点用于通信数据传输的发射功率,
Figure GDA0002624650570000101
表示在第k次迭代时第j个雷达通信一体化节点用于通信数据传输的发射功率,
Figure GDA0002624650570000102
表示在第k+1次迭代时第i个雷达通信一体化节点用于通信数据传输的发射功率。
最后,选取式(8)和式(10)中的最大值作为最优解,即:
Figure GDA0002624650570000103
式中,
Figure GDA0002624650570000104
表示第i个雷达通信一体化节点在k+1次迭代时的发射功率,max{k,j}表示求取k与j中的最大值。
工作原理及工作过程:
本发明首先针对由多个工作于同一频段的雷达通信一体化节点组成的雷达通信一体化组网系统,根据实际作战环境先验信息,获取各雷达通信一体化节点与目标之间、各雷达通信一体化节点与通信接收机之间以及各雷达通信一体化节点之间的路径传播损耗;然后,分别构建关于目标探测和关于通信数据传输的各雷达通信一体化节点效用函数;在此基础上,以最小化各雷达通信一体化节点的发射功率为优化目标,以满足预先设定的目标探测性能信干噪比阈值与通信性能信干噪比阈值为约束条件,分别建立关于目标探测的非合作博弈功率控制模型以及关于通信数据传输的非合作博弈功率控制模型;最后,通过采用分布式功率迭代算法对模型进行求解,选取在满足预先设定的目标探测性能信干噪比阈值与通信性能信干噪比阈值条件下使得各雷达通信一体化节点的发射功率最小的功率值作为最优解,即可得到符合约束条件的各雷达通信一体化节点发射功率。
本发明针对由多个工作于同一频段的雷达通信一体化节点组成的雷达通信一体化组网系统,其中,各雷达通信一体化节点所发射的信号可同时完成目标探测与通信数据传输功能;另外,根据实际作战环境先验信息,获取各雷达通信一体化节点与目标之间、各雷达通信一体化节点与通信接收机之间以及各雷达通信一体化节点之间的路径传播损耗。分别构建关于目标探测和关于通信数据传输的各雷达通信一体化节点效用函数。且本发明以最小化各雷达通信一体化节点的发射功率为优化目标,以满足预先设定的目标探测性能信干噪比阈值与通信性能信干噪比阈值为约束条件,分别建立关于目标探测的非合作博弈功率控制模型以及关于通信数据传输的非合作博弈功率控制模型,通过采用分布式功率迭代算法对模型进行求解,选取在满足预先设定的目标探测性能信干噪比阈值与通信性能信干噪比阈值条件下使得各雷达通信一体化节点的发射功率最小的功率值作为最优解。

Claims (5)

1.一种基于非合作博弈的雷达通信一体化组网系统功率控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)确定雷达通信一体化组网系统组成及各路径传播损耗先验信息;
(2)分别构建关于目标探测和关于通信数据传输的各雷达通信一体化节点效用函数;具体的:
构建第i个雷达通信一体化节点关于目标探测的效用函数如下:
Figure FDA0003472519290000011
其中,Urad,i(Prad,i)表示第i个雷达通信一体化节点关于目标探测的效用函数,Prad,i表示第i个雷达通信一体化节点用于目标探测的发射功率,ai表示第i个雷达通信一体化节点关于目标探测性能的权重,ξrad表示预先设定的目标探测性能信干噪比阈值,
Figure FDA0003472519290000012
表示第i个雷达通信一体化节点发射功率的上限,γrad,i表示第i个雷达通信一体化节点关于目标探测的信干噪比,表示为:
Figure FDA0003472519290000013
其中,M表示雷达通信一体化节点的数目,cij表示第i个雷达通信一体化节点与第j个雷达通信一体化节点之间的互相关系数,gij表示第i个雷达通信一体化节点与第j个雷达通信一体化节点之间的路径传播损耗,Prad,j表示第j个雷达通信一体化节点用于目标探测的发射功率,
Figure FDA0003472519290000014
表示雷达通信一体化节点噪声功率;
构建第i个雷达通信一体化节点关于通信数据传输的效用函数如下:
Figure FDA0003472519290000015
其中,Ucom,i(Pcom,i)表示第i个雷达通信一体化节点关于通信数据传输的效用函数,Pcom,i表示第i个雷达通信一体化节点用于通信数据传输的发射功率,bi表示第i个雷达通信一体化节点关于通信性能的权重,ξcom表示预先设定的通信性能信干噪比阈值,γcom,i表示第i个雷达通信一体化节点关于通信性能的信干噪比,表示为:
Figure FDA0003472519290000021
其中,cij表示第i个雷达通信一体化节点与第j个雷达通信一体化节点之间的互相关系数,Pcom,j表示第j个雷达通信一体化节点用于通信数据传输的发射功率,
Figure FDA0003472519290000026
表示通信接收机噪声功率;
(3)分别建立关于目标探测的非合作博弈功率控制模型以及关于通信数据传输的非合作博弈功率控制模型;
根据预先设定的目标探测性能信干噪比阈值ξrad建立关于目标探测的非合作博弈功率控制模型,如下所示:
Figure FDA0003472519290000022
其中,Urad,i(Prad,i)表示第i个雷达通信一体化节点关于目标探测的效用函数,Prad,i表示第i个雷达通信一体化节点用于目标探测的发射功率,ai表示第i个雷达通信一体化节点关于目标探测性能的权重,ξrad表示预先设定的目标探测性能信干噪比阈值,
Figure FDA0003472519290000023
表示第i个雷达通信一体化节点发射功率的上限,γrad,i表示第i个雷达通信一体化节点关于目标探测的信干噪比,
Figure FDA0003472519290000024
为第i个雷达通信一体化节点与目标之间的路径传播损耗;
根据预先设定的通信性能信干噪比阈值ξcom建立关于通信数据传输的非合作博弈功率控制模型,如下所示:
Figure FDA0003472519290000025
其中,Ucom,i(Pcom,i)表示第i个雷达通信一体化节点关于通信数据传输的效用函数,Pcom,i表示第i个雷达通信一体化节点用于通信数据传输的发射功率,bi表示第i个雷达通信一体化节点关于通信性能的权重,ξcom表示预先设定的通信性能信干噪比阈值,γcom,i表示第i个雷达通信一体化节点关于通信性能的信干噪比,hi c为第i个雷达通信一体化节点与通信接收机之间的路径传播损耗,
Figure FDA0003472519290000031
表示第i个雷达通信一体化节点发射功率的上限,M表示雷达通信一体化节点的数目;
(4)对关于目标探测的非合作博弈功率控制模型以及关于通信数据传输的非合作博弈功率控制模型进行求解。
2.根据权利要求1所述的基于非合作博弈的雷达通信一体化组网系统功率控制方法,其特征在于,步骤(1)中针对由多个工作于同一频段的雷达通信一体化节点组成的雷达通信一体化组网系统,其中,各雷达通信一体化节点所发射的信号能够同时完成目标探测与通信数据传输功能;另外,根据实际作战环境先验信息,获取第i个雷达通信一体化节点与目标之间的路径传播损耗
Figure FDA0003472519290000032
第i个雷达通信一体化节点与通信接收机之间的路径传播损耗
Figure FDA0003472519290000033
以及第i个雷达通信一体化节点与第j个雷达通信一体化节点之间的路径传播损耗gij
3.根据权利要求1所述的基于非合作博弈的雷达通信一体化组网系统功率控制方法,其特征在于,步骤(4)中对关于目标探测的非合作博弈功率控制模型的求解方法为:
将关于目标探测的非合作博弈功率控制模型中的第i个雷达通信一体化节点关于目标探测的效用函数Urad,i(Prad,i)对Prad,i求一阶偏导数:
Figure FDA0003472519290000034
其中,Prad,i表示第i个雷达通信一体化节点用于目标探测的发射功率,ai表示第i个雷达通信一体化节点关于目标探测性能的权重,
Figure FDA0003472519290000035
为第i个雷达通信一体化节点与目标之间的路径传播损耗,M表示雷达通信一体化节点的数目,gij为第i个雷达通信一体化节点与第j个雷达通信一体化节点之间的路径传播损耗,cij表示第i个雷达通信一体化节点与第j个雷达通信一体化节点之间的互相关系数,Prad,j表示第j个雷达通信一体化节点用于目标探测的发射功率,
Figure FDA0003472519290000041
表示雷达通信一体化节点噪声功率,
Figure FDA0003472519290000042
表示第i个雷达通信一体化节点发射功率的上限;
通过令
Figure FDA0003472519290000043
获取关于目标探测的非合作博弈功率控制模型中第i个雷达通信一体化节点用于目标探测的发射功率迭代表达式为:
Figure FDA0003472519290000044
其中,k表示迭代次数,
Figure FDA0003472519290000045
表示在第k次迭代时第i个雷达通信一体化节点关于目标探测的信干噪比,
Figure FDA0003472519290000046
表示在第k次迭代时第i个雷达通信一体化节点关于目标探测性能的权重,
Figure FDA0003472519290000047
表示在第k次迭代时第i个雷达通信一体化节点用于目标探测的发射功率,
Figure FDA0003472519290000048
表示在第k+1次迭代时第i个雷达通信一体化节点用于目标探测的发射功率。
4.根据权利要求1所述的基于非合作博弈的雷达通信一体化组网系统功率控制方法,其特征在于,步骤(4)中对关于通信数据传输的非合作博弈功率控制模型的求解方法为:
将关于通信数据传输的非合作博弈功率控制模型中的第i个雷达通信一体化节点关于通信数据传输的效用函数Ucom,i(Pcom,i)对Pcom,i求一阶偏导数:
Figure FDA0003472519290000049
其中,Ucom,i(Pcom,i)表示第i个雷达通信一体化节点关于通信数据传输的效用函数,Pcom,i表示第i个雷达通信一体化节点用于通信数据传输的发射功率,bi表示第i个雷达通信一体化节点关于通信性能的权重,ξcom表示预先设定的通信性能信干噪比阈值,γcom,i表示第i个雷达通信一体化节点关于通信性能的信干噪比,
Figure FDA0003472519290000051
表示第i个雷达通信一体化节点与通信接收机之间的路径传播损耗,cij表示第i个雷达通信一体化节点与第j个雷达通信一体化节点之间的互相关系数,Pcom,j表示第j个雷达通信一体化节点用于通信数据传输的发射功率,
Figure FDA0003472519290000052
表示通信接收机噪声功率,
Figure FDA0003472519290000053
表示第i个雷达通信一体化节点发射功率的上限;
通过令
Figure FDA0003472519290000054
获取关于通信数据传输的非合作博弈功率控制模型中第i个雷达通信一体化节点用于通信数据传输的发射功率迭代表达式为:
Figure FDA0003472519290000055
其中,
Figure FDA0003472519290000056
表示在第k次迭代时第i个雷达通信一体化节点关于通信数据传输的信干噪比,
Figure FDA0003472519290000057
表示在第k次迭代时第i个雷达通信一体化节点关于通信性能的权重,
Figure FDA0003472519290000058
表示在第k次迭代时第i个雷达通信一体化节点用于通信数据传输的发射功率,
Figure FDA0003472519290000059
表示在第k次迭代时第j个雷达通信一体化节点用于通信数据传输的发射功率,
Figure FDA00034725192900000510
表示在第k+1次迭代时第i个雷达通信一体化节点用于通信数据传输的发射功率。
5.根据权利要求1所述的基于非合作博弈的雷达通信一体化组网系统功率控制方法,其特征在于,步骤(4)中根据获取的关于目标探测的非合作博弈功率控制模型中第i个雷达通信一体化节点用于目标探测的发射功率迭代表达式,以及关于通信数据传输的非合作博弈功率控制模型中第i个雷达通信一体化节点用于通信数据传输的发射功率迭代表达式,选取两个表达式中的最大值作为最优解,即:
Figure FDA00034725192900000511
其中,Pi (k+1)表示第i个雷达通信一体化节点在k+1次迭代时的发射功率,max表示求取最大值,
Figure FDA00034725192900000512
表示第i个雷达通信一体化节点用于目标探测的发射功率迭代表达式,
Figure FDA0003472519290000061
表示第i个雷达通信一体化节点用于通信数据传输的发射功率迭代表达式。
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