DE102021100416A1

DE102021100416A1 - Verfahren zum auswählen von konfigurationen einer aufgabe in einem radar-ressourcen managementsystem und radar-ressourcen managementsystem

Info

Publication number: DE102021100416A1
Application number: DE102021100416.0A
Authority: DE
Inventors: Stefan Brüggenwirth; Sebastian Durst
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2021-01-12
Filing date: 2021-01-12
Publication date: 2022-07-14

Abstract

Ein Verfahren zum Auswählen von Konfigurationen für Aufgaben in einem Radar-Ressourcen Managementsystem umfasst ein Auswählen einer ersten Aufgabe, die eine erste zeitliche Abfolge von Zugriffen auf eine Radar-Ressource beansprucht und ein erstes Verhältnis einer Nützlichkeit zu einem Ressourcenverbrauch aufweist. Das Verfahren umfasst ferner ein Überprüfen, ob eine Konfiguration für eine zweite Aufgabe, die eine zweite zeitliche Abfolge von Zugriffen auf die Radar-Ressource beansprucht, zumindest einen Zugriff auf die Radar- Ressource mit der ersten Aufgabe teilen kann. Wenn die Konfiguration der zweiten Aufgabe zumindest einen Zugriff auf die Radar- Ressource mit der ersten Aufgabe teilen kann, wird ein beanspruchter Ressourcenverbrauch für die Konfiguration der zweiten Aufgabe reduziert.

Description

Technisches Gebiet
Ausführungsbeispiele befassen sich mit einem Verfahren und einem Computerprogramm zum Auswählen von Konfigurationen einer Aufgabe in einem Radar-Ressourcen Managementsystem und mit einem Radar-Ressourcen Managementsystem.
Hintergrund
Moderne Radarsysteme können eine Vielzahl von Aufgaben (englisch Tasks) quasi zeitgleich bearbeiten. In der Realität werden diese sequenziell abgearbeitet und ein Radar-Ressourcen-Management-System sorgt im Hintergrund dafür, dass von dem Radarsystem mit dessen begrenzten Ressourcen möglichst alle Aufgaben so abgearbeitet werden, dass das Ergebnis den gewünschten Qualitätsanforderungen entspricht. Beispiele für Aufgaben sind beispielsweise das Nachverfolgen eines bereits bekannten Ziels, das Suchen neuer Radarziele, aber auch Aufgaben, die mit einer Objektlokalisierung nicht unmittelbar zu tun haben, wie beispielsweise das Stören eines anderen Radarsystems. Jede der einzelnen Aufgaben kann prinzipiell mit mehreren möglichen Konfigurationen des Radarsystems erledigt werden. Beispielsweise kann die Aufgabe der Zielverfolgung mit unterschiedlichen Sendeleistungen oder einer unterschiedlichen Anzahl sich wiederholender Sende- und Empfangs Zyklen durchgeführt werden. Die Auswahl der verwendeten Konfiguration bestimmt auch die Genauigkeit des erzielten Ergebnisses. Die Nützlichkeit des Einsatzes der verwendeten Ressource kann gemäß einer willkürlichen Metrik berechnet werden.
Es ist erstrebenswert, die begrenzten Ressourcen des Radarsystems so zu verwenden, dass über alle Aufgaben betrachtet die Nützlichkeit optimal ist und gleichzeitig minimale Qualitätsansprüche an die Qualität des Ergebnisses für jede einzelne Aufgaben gewahrt bleiben. Diese Anforderung wird von dem Radar-Ressourcen Management System umgesetzt, das unter dem Gesichtspunkt der Maximierung der gesamten Nützlichkeit für das System für jede der zu erfüllenden Aufgaben eine der möglichen Konfigurationen auswählt. Die einzelnen Konfigurationen für das Radar-System werden anschließend von einem Ressourcenplaner (englisch scheduler) zeitlich so geplant, dass sie sequenziell vom Radar-System abgearbeitet werden können. Zu diesem Zweck hat sich für die Aufgabe der Optimierung das Modell der quality of service based resource allocation (Q-RAM) etabliert. Gemäß diesem Ansatz wird zunächst für jede Aufgabe eine Liste mit sämtlichen möglichen Konfigurationen des Radar-Systems erstellt oder mit einer Teilauswahl der möglichen Konfigurationen des Radar-Systems erstellt, die diese Aufgabe prinzipiell erfüllen können. Für jede dieser Konfigurationen wird einschließlich der Ressourcenverbrauch und die Nützlichkeit bestimmt. Dies erzeugt eine Darstellung (englisch embedding) der Aufgaben im Ressourcen-Nützlichkeit Raum. In diesem Raum wird dann eine konvexe Hüllenoperation durchgeführt, um aus allen Konfigurationen diejenige Untermenge zu bestimmen, die bei gegebenen Ressourcenverbrauch eine hohe Nützlichkeit aufweisen. Lediglich diese Konfigurationen werden aus Gründen der Effizienz für die weitere Optimierung verwendet und dazu für jede Aufgabe in jeweils einer Aufgabenliste (englisch job list) zusammengefasst. Der globale Optimierungsalgorithmus allokiert dann iterativ Ressourcen für jede Aufgabe, indem durch die Konfigurationen innerhalb jeder Aufgabenliste so lange iteriert wird, bis für jede Aufgabe eine Konfiguration bei maximal möglicher integraler Nützlichkeit ausgewählt ist.
Die sich daraus für jede Aufgabe ergebenden Konfigurationen werden nachfolgend an einen Aufgabenplaner übergeben, der diese zeitlich hintereinander anordnet, sodass das Radar-System diese sequenziell abarbeiten kann. Aufgaben erfordern häufig eine längere kohärente Integrationsphase mit mehrfachen aufeinanderfolgenden Zugriffen auf die Radar-Ressource, beispielsweise einer Folge von mehreren Sende- und Empfangszyklen. Beispielsweise erfordert die Doppler-Prozessierung bei Zielverfolgungsaufgaben einen mehrfachen aufeinanderfolgenden Sende- und Empfangszyklus mit identischem zeitlichem Abstand, um zu vermeiden, dass eine darauffolgende FFT (Fast Fourier Transform) Analyse qualitativ schlechte Ergebnisse liefert, beispielsweise durch ein höheres Nebenkeulenniveau. Während der gesamten Folge ist das Radarsystem für die einzelne Aufgabe reserviert.
Beim bestehenden Radar-Ressourcen-Management besteht nach wie vor das Bedürfnis, die Ressourcen noch optimaler auszunutzen, um noch eine noch größere Anzahl an gleichzeitig zu bearbeitenden Aufgaben zu ermöglichen, und somit z.B. eine größere Anzahl an Zielen verfolgen zu können.
Zusammenfassung
Ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Auswählen von Konfigurationen einer Aufgabe in einem Radar-Ressourcen Managementsystem umfasst ein Auswählen einer ersten Aufgabe, die eine erste zeitliche Abfolge von Zugriffen auf eine Radar-Ressource beansprucht und ein erstes Verhältnis einer Nützlichkeit zu einem Ressourcenverbrauch aufweist. Das Verfahren umfasst ferner ein Überprüfen, ob eine Konfiguration für eine zweite Aufgabe, die eine zweite zeitliche Abfolge von Zugriffen auf eine Radar- Ressource beansprucht, zumindest einen Zugriff auf die Radar- Ressource mit der ersten Aufgabe teilen kann, sowie ein Reduzieren eines beanspruchten Ressourcenverbrauchs der Konfiguration der zweiten Aufgabe, wenn die Konfiguration der zweiten Aufgabe zumindest einen Zugriff auf die Radar- Ressource mit der ersten Aufgabe teilen kann. Wenn während des Auswählens von Konfigurationen berücksichtigt wird, ob sich bestimmte Kombinationen von Konfigurationen für verschiedene Aufgaben die Radar-Ressourcen zumindest teilweise teilen können, kann bei Auswählen dieser Konfigurationen mehr Radar-Ressource für alle übrigen Aufgaben verwendet werden, was insgesamt die Anzahl der durchführbaren Aufgaben erhöht. Wird zusätzlich der beanspruchte Ressourcenverbrauch für die Konfiguration der zweiten Aufgabe um die Menge der teilbaren Ressourcen verringert, kann möglicherweise ein bereits existierender Optimierungsalgorithmus verwendet werden, um Konfigurationen für alle Aufgaben eines Radar-Ressourcensystems derart auszuwählen, dass global ein Verhältnis von Nützlichkeit zu Ressourcenverbrauch optimiert wird.
Ein Ausführungsbeispiel eines Radar-Ressourcen Managementsystems mit den gleichen Wirkungen ist folglich ausgebildet zum Auswählen einer ersten Aufgabe, die eine erste zeitliche Abfolge von Zugriffen auf eine Radar-Ressource beansprucht und ein erstes Verhältnis einer Nützlichkeit zu einem Ressourcenverbrauch aufweist; sowie zum Überprüfen, ob eine Konfiguration für eine zweite Aufgabe, die eine zweite zeitliche Abfolge von Zugriffen auf eine Radar-Ressource beansprucht, zumindest einen Zugriff auf die Radar- Ressource mit der ersten Aufgabe teilen kann. Das Radar-Ressourcen Managementsystem ist ferner ausgebildet zum Reduzieren eines beanspruchten Ressourcenverbrauchs für die zweite Aufgabe, wenn die zweite Aufgabe zumindest einen Zugriff auf die Radar- Ressource mit der ersten Aufgabe teilen kann.
Figurenliste
Einige Beispiele von Vorrichtungen und/oder Verfahren werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Figuren lediglich beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

1 ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Auswählen von Konfigurationen einer Aufgabe in einem Radar-Ressourcen Managementsystem;
2 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Radar Systems mit einem verbundenen Radar-Ressourcen Managementsystem;
3 eine Darstellung mehrerer Optimierungsmöglichkeiten für die Benutzung der zur Verfügung stehenden Radar-Ressource für ein einzelnes Pulswiederholungsintervall;
4 eine Darstellung mehrerer Optimierungsmöglichkeiten für die Benutzung der zur Verfügung stehenden Radar-Ressource für mehrere aufeinanderfolgende Pulswiederholungsintervalle, die zwei unterschiedlichen Aufgaben zugeordnet sind; und
5 eine Darstellung einer Optimierungsmöglichkeiten für die Benutzung der zur Verfügung stehenden Radar-Ressource für mehrere aufeinanderfolgende Pulswiederholungsintervalle, die zwei unterschiedlichen Aufgaben zugeordnet sind; und
6 eine Darstellung einer weiteren Optimierungsmöglichkeit für die gleichzeitige Benutzung der zur Verfügung stehenden Radar-Ressource durch ein gemeinsames Empfangszeitintervall.

Beschreibung
Einige Beispiele werden nun ausführlicher Bezug nehmend auf die beiliegenden Figuren beschrieben. Weitere mögliche Beispiele sind jedoch nicht auf die Merkmale dieser detailliert beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Diese können Modifikationen der Merkmale sowie Entsprechungen und Alternativen zu den Merkmalen aufweisen. Ferner soll die Terminologie, die hierin zum Beschreiben bestimmter Beispiele verwendet wird, nicht einschränkend für weitere mögliche Beispiele sein.
Gleiche oder ähnliche Bezugszeichen beziehen sich in der gesamten Beschreibung der Figuren auf gleiche oder ähnliche Elemente beziehungsweise Merkmale, die jeweils identisch oder auch in abgewandelter Form implementiert sein können, während sie die gleiche oder eine ähnliche Funktion bereitstellen. In den Figuren können ferner die Stärken von Linien, Schichten und/oder Bereichen zur Verdeutlichung übertrieben sein.
Wenn zwei Elemente A und B unter Verwendung eines „oder“ kombiniert werden, ist dies so zu verstehen, dass alle möglichen Kombinationen offenbart sind, d. h. nur A, nur B sowie A und B, sofern nicht im Einzelfall ausdrücklich anders definiert. Als alternative Formulierung für die gleichen Kombinationen kann „zumindest eines von A und B“ oder „A und/oder B“ verwendet werden. Das gilt Äquivalent für Kombinationen von mehr als zwei Elementen.
Wenn eine Singularform, z. B. „ein, eine“ und „der, die, das“ verwendet wird und die Verwendung nur eines einzelnen Elements weder explizit noch implizit als verpflichtend definiert ist, können weitere Beispiele auch mehrere Elemente verwenden, um die gleiche Funktion zu implementieren. Wenn eine Funktion im Folgenden als unter Verwendung mehrerer Elemente implementiert beschrieben ist, können weitere Beispiele die gleiche Funktion unter Verwendung eines einzelnen Elements oder einer einzelnen Verarbeitungsentität implementieren. Es versteht sich weiterhin, dass die Begriffe „umfasst“, „umfassend“, „aufweist“ und/oder „aufweisend“ bei deren Gebrauch das Vorhandensein der angegebenen Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Prozesse, Elemente, Komponenten und/oder einer Gruppe derselben beschreiben, dabei aber nicht das Vorhandensein oder das Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Prozesse, Elemente, Komponenten und/einer Gruppe derselben ausschließen.
1 zeigt ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Auswählen von Konfigurationen einer Aufgabe in einem Radar-Ressourcen Managementsystem.
Das Verfahren umfasst ein Auswählen einer ersten Aufgabe 110, die eine erste zeitliche Abfolge von Zugriffen auf eine Radar-Ressource beansprucht und ein erstes Verhältnis einer Nützlichkeit zu einem Ressourcenverbrauch aufweist. Das Verfahren umfasst ferner ein Überprüfen 120, ob eine Konfiguration für eine zweite Aufgabe, die eine zweite zeitliche Abfolge von Zugriffen auf die Radar-Ressource beansprucht, zumindest einen Zugriff auf die Radar- Ressource mit der ersten Aufgabe teilen kann. Ferner umfasst das Verfahren ein Reduzieren eines beanspruchten Ressourcenverbrauchs 130 für die Konfiguration der zweiten Aufgabe, wenn die Konfiguration der zweiten Aufgabe zumindest einen Zugriff auf die Radar- Ressource mit der ersten Aufgabe teilen kann. Wenn während des Auswählens von Konfigurationen berücksichtigt wird, ob sich bestimmte Kombinationen von Konfigurationen für verschiedene Aufgaben die Radar-Ressourcen zumindest teilweise teilen können, kann bei Auswählen dieser Konfigurationen mehr Radar-Ressource für die übrigen Aufgaben frei bleiben, was insgesamt die Anzahl der durchführbaren Aufgaben erhöht. Wird zusätzlich von der Konfiguration der zweiten Aufgabe beanspruchte Ressourcenverbrauch um die Menge der teilbaren Ressourcen verringert, kann möglicherweise ein bereits existierender Optimierungsalgorithmus verwendet werden, um Konfigurationen für alle Aufgaben eines Radar-Ressourcensystems derart auszuwählen, dass global ein Verhältnis von Nützlichkeit zu Ressourcenverbrauch optimiert wird. Dabei wird ein bestehender Optimierungsalgorithmus zusätzlich um die Möglichkeit erweitert, eine globale Optimierung zu finden, in der sich einzelne Konfigurationen die Radar-Ressource zumindest teilweise teilen. Wie später noch eingehend erläutert wird, kann dadurch beispielsweise ermöglicht werden, einen Q-RAM-Algorithmus mit einer Modifikation zu versehen, sodass dieses wünschenswerte Ergebnis von dem modifizierten Q-RAM Algorithmus erzielt wird.
Gemäß einigen Ausführungsbeispielen wird der beanspruchte Ressourcenverbrauch für die Konfiguration der zweiten Aufgabe nur reduziert, wenn eine Veränderung eines Verhältnisses aus Nützlichkeit und Ressourcenverbrauch für die Konfiguration der zweiten Aufgabe größer als ein vorgegebener Schwellwert ist. Dies kann dazu beitragen, während der globalen Optimierung eine Verschlechterung des Verhältnisses aus Nützlichkeit und Ressourcenverbrauch nur bis zu einem gewissen Maß zu erlauben.
Aus denselben Gründen wird gemäß einigen Ausführungsbeispielen der beanspruchte Ressourcenverbrauch für die Konfiguration der zweiten Aufgabe nur reduziert, wenn eine Veränderung eines Verhältnisses aus Nützlichkeit und Ressourcenverbrauch für die Konfiguration der zweiten Aufgabe positiv ist.
Gemäß einigen Ausführungsbeispielen erfolgt ein Anpassen zumindest eines Zugriffs der ersten Aufgabe auf die Radar-Ressource, wenn die Konfiguration der zweiten Aufgabe zumindest einen Zugriff auf die Radar- Ressource mit der ersten Aufgabe teilen kann. Dies kann es ermöglichen, die Radar-Ressource gemeinsam zu benutzen, wenn die erste und die zweite Aufgabe die Ressourcen prinzipiell gemeinsam nutzen könnten, die momentan favorisierte Konfiguration für die erste Aufgabe jedoch noch angepasst werden muss, um dies tatsächlich zu erwirken.
Gemäß einigen Ausführungsbeispielen wird zumindest eines von einem Sendezeitintervall, einem Wartezeitintervall oder einem Empfangszeitintervall des zumindest einen Zugriffs der ersten Aufgabe auf die Radar-Ressource verändert. Eine gemeinsame Nutzung der Radar-Ressource bekommt zum Beispiel dann in Betracht, wenn gleichzeitig von beiden Aufgaben eine zur Verfügung stehende Antennenanordnung zum Senden oder zum Empfangen genutzt werden kann. Sofern beispielsweise die Länge der genannten Zeitintervalle ursprünglich derart waren, dass es zu keiner zeitlichen Überlappung beispielsweise des Sendezeitintervalls oder des Empfangszeitintervalls der beiden Aufgaben kommt, kann mit einer derartigen Anpassung eine Überlappung erreicht werden, sowie der daraus resultierende verringerte Ressourcenverbrauch. Eine andere Möglichkeit kann darin bestehen, die Zeitintervalle so zu verändern, dass ein Sendezeitintervall oder ein Empfangszeitintervall der Konfiguration der zweiten Aufgabe vollständig in das Wartezeitintervall der ersten Aufgabe fällt.
Ein Sendezeitintervall der hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele ist ein Zeitintervall, das mit dem Beginn des Sendens eines einzelnen Radarpulses zur Bearbeitung einer Aufgabe beginnt und das mit dem Ende des Sendens endet. Äquivalent dazu ist ein Empfangszeitintervall ein Zeitintervall, das zu dem Zeitpunkt beginnt, ab dem die Radar-Ressource zum Empfangen eines Signals zur Bearbeitung einer Aufgabe reserviert ist und das zu dem Zeitpunkt endet, an dem die Ressource wieder freigegeben wird. Ein Pulswiederholungsintervall ist ein Zeitintervall, das mit dem Sendezeitintervall zur Bearbeitung einer Aufgabe beginnt und das mit dem letzten Empfangszeitintervall, in dem ein Echo des im Sendezeitintervall gesendeten Radarpulses erwartet wird, endet. Auch wenn die Bearbeitung einer Aufgabe lediglich ein einziges solches Zeitintervall bzw. eine einzige derartige Pulsfolge erfordert, wird dieses als Pulswiederholungsintervall bezeichnet, auch wenn es lediglich ein einziges Mal auftritt und eine Wiederholung des Intervalls nicht erfolgt.
Aus den im vorhergehenden Absatz genannten Gründen kann gemäß einigen Ausführungsbeispielen das Überprüfen eine Prüfung umfassen, ob die Konfiguration der zweiten Aufgabe ein Senden eines Radarsignals mit der ersten Aufgabe teilen kann.
Aus denselben Gründen kann gemäß einigen weiteren Ausführungsbeispielen das Überprüfen eine Prüfung umfassen, ob die Konfiguration der zweiten Aufgabe ein Empfangen eines Radarsignals mit der ersten Aufgabe teilen kann.
Gemäß einigen Ausführungsbeispielen umfasst das Verfahren ferner ein Bestimmen einer ersten Empfangsrichtung für die erste Aufgabe und einer zweiten Empfangsrichtung für die zweite Aufgabe. Dadurch kann es beispielsweise möglich sein, ein Empfangszeitintervall, in dem eine Radar-Antenne bzw. ein Radar-Antennen Array Radarsignale empfängt, zeitgleich für beide Aufgaben zu nutzen, um danach mittels digitaler Keulenbildung (englisch digital Beamforming) die Signale für beide erwarteten Empfangsrichtungen zu bilden.
Einige Optimierungen des Ressourcenverbrauchs, die sich aus den vorher genannten Aspekten ergeben können, werden nachfolgend in den 3-5 gezeigt.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Radar Systems 210 mit einem verbundenen Radar-Ressourcen Managementsystem 200. Das Radar-System 210 kann prinzipiell ein beliebiges Radar-System sein, dessen begrenzte Ressource zur Bearbeitung mehrerer Aufgaben verwendet wird. In dem Radar-Ressourcen Managementsystem 200 wird ein Ausführungsbeispiel des in den vorherstehenden Absätzen beschriebenen Verfahrens durchgeführt, sodass auf eine erneute Beschreibung der einzelnen Verfahrensschritte und der optionalen Aspekte des Verfahrens aus Gründen der Effizienz an dieser Stelle verzichtet wird.
Ein Ausführungsbeispiel eines Radarsystems mit einem Radar-Ressourcen Managementsystem umfasst ferner optional eine Schaltung, die ausgebildet ist, mittels digitaler Keulenbildung in einem empfangenen Radarsignal eine Empfindlichkeit der Antennenanordnung in der ersten und der zweiten Richtung zu erhöhen und dadurch dem Radar-Ressourcen Managementsystem zu ermöglichen, für zumindest zwei Aufgaben die Ressource Empfangszeitintervall zu teilen. Diese zusätzliche Schaltung kann es also ermöglichen, eine Ressourcenteilung für die Empfangszeitintervalle vorzunehmen.
Wie in den vorhergehenden Absätzen beschrieben, kann gemäß den hierin beschriebenen Ausführungsbeispielen in einem einfacheren Fall beispielsweise ein einzelnes Empfangszeitintervall oder ein einzelnes Sendezeitintervall in Konfigurationen von unterschiedlichen Aufgaben geteilt werden. D. h., es werden Konfigurationen für Aufgaben erstellt, die zur selben Zeit Zugriff auf dieselbe Ressource eines Radar Systems beanspruchen und diese Konfigurationen können während der globalen Optimierung eines Radar-Ressourcen Managementsystems ausgewählt werden.
Gemäß einigen Ausführungsbeispielen der hierin beschriebenen Verfahren können Empfangszeitfenster nur dann geöffnet werden, wenn von den beobachteten Zielen tatsächlich Radarreflexionen erwartet werden, sodass in der übrigen Zeit eines Pulswiederholungsintervalls (englisch pulse repetition intervall, PRI) die Radar-Ressourcen bzw. die Apertur des Radarsystems für andere Aufgaben genutzt werden können.
Gemäß einigen Ausführungsbeispielen können jedoch auch ganze Pulswiederholungsintervalle zwischen verschiedenen Aufgaben geteilt werden, also einzelne Abfolgen eines Sendezeitintervalls, eines Wartezeitintervalls, und eines Empfangszeitintervalls. Die Erledigung einer Aufgabe in einem Radar-System erfordert häufig mehrere aufeinanderfolgende Pulswiederholungsintervalle zur kohärenten Integration des reflektierten Radarsignals, beispielsweise um genau genug die Relativgeschwindigkeit zwischen Radarsystem und dem beobachteten Objekt bestimmen zu können.
In den nachfolgenden Abschnitten wird zunächst beschrieben, unter welchen Rahmenbedingungen unterschiedliche Aufgaben Radarressourcen miteinander teilen können. Insbesondere wird beschrieben, was die Voraussetzungen dafür sind, dass der Zugriff auf die Radarressource zweier oder mehrerer Aufgaben ausgehend von einer herkömmlichen Konfiguration mit sequentiellem Zugriff derart modifiziert werden kann, dass ein ressourcenschonenderer gleichzeitiger oder ineinander verschachtelter Zugriff auf dieselbe Radar-Ressource erfolgen kann. Danach werden anhand der 3 bis 5 mehrere der sich aus dem hierin beschriebenen Verfahren ergebende Optimierungen beschrieben.
Vor der hierin beschriebenen Optimierung ist prinzipiell für jede Aufgabe die Wahl eines Bereiches möglicher Pulswiederholungsintervalle PRI vorzunehmen und dafür die gewünschte maximale eindeutige Reichweite des Radarsignals und die maximale eindeutige Relativgeschwindigkeit zwischen Radarziel und Radarsystem gegeneinander abzuwägen. Diese beiden Größen haben gegenläufige Auswirkungen auf das PRI, sodass es für jede Aufgabe im Ergebnis einen begrenzten Bereich möglicher PRIs gibt, mit denen die Aufgabe noch erfüllt werden kann.
Die maximal mögliche Reichweite Rmax ergibt sich zu: $R_{m a x} < \frac{c_{0} \cdot (P R I - τ)}{2} .$
Die maximal mögliche Relativgeschwindigkeit v_r ergibt sich zu: $v_{r} < \frac{c}{2 ƒ_{c} PRI} .$
Dabei ist c die Lichtgeschwindigkeit, τ die Pulslänge des gesendeten Radarpulses (das Sendezeitintervall eines PRIs) und f_c die Mittenfrequenz des Signals.
Zusätzlich ist für die Detektionswahrscheinlichkeit bzw. Genauigkeit des Ergebnisses die Anzahl der aufeinanderfolgenden PRIs wesentlich. Beides hängt von dem erzielbaren Signal-zu-Rauschverhältnis (SNR) ab. Dies ist proportional zu σ_tgtR⁴ _tgtτ, wobei σ_tgt der Radar-Wirkungsquerschnitt und R_tgt die Entfernung des beobachteten Objektes bezeichnen. Die Entfernungsauflösung des Radars ist bei einem rechteckigen Puls δr = 1/τ. Für linearfrequenzmodulierte Pulse der Bandbreite B ist die Entfernungsauflösung hingegen δr = 1/B und unabhängig von τ. Für eine kohärente Folge von n Pulswiederholungsintervallen CPI (englisch coherent processing intervall), also für eine Pulsfolge der Länge CPI = n* PRI erhöht sich das SNR um den Faktor n und die Auflösung für die Dopplerverschiebung ergibt sich zu f_D = 1/CPI. Jede Aufgabe T_i hat unter Berücksichtigung all dieser Einschränkungen ein minimales PRIⁱ _min, das von einer minimal erforderlichen eindeutigen Reichweite bestimmt wird und ein maximales PRPⁱ _max, das von einer minimalen eindeutigen Relativgeschwindigkeit bestimmt wird. Jedes Update der Trajektorie eines verfolgten Objektes erfordert das Festlegen eines PRIs und einer Anzahl an Pulsen, um die erforderliche Doppler-Auflösung sowie das erforderliche SNR zu erzielen durch mehrfaches Wiederholen eines PRIs zu erzielen.
Eine Mehrzahl von Aufgaben {T_i}, deren Radarziele beispielsweise in derselben Richtung liegen, können eines oder mehrere Pulswiederholungsintervalle gemeinsam benutzen, wenn es eine Überschneidung der möglichen PRIs der einzelnen Aufgaben gibt, wenn also:
In diesem Fall existiert ein gemeinsames, für zwei oder mehrere Aufgaben geeignetes PRI, wie in den 3b und 4b gezeigt. Sofern dies der Fall ist, können τ und n so gewählt werden, dass es die übrigen Anforderungen an die überschneidenden Aufgaben erfüllt. Selbst wenn es dann für einzelne der betrachteten Aufgaben zu mehr PRIs und längeren PRIs als eigentlich für die einzelne Aufgabe erforderlich führt, verringert dies den Gesamtressourcenverbrauch und hat für die diese Aufgabe nebenbei den positiven Effekt, dass sich deren Nützlichkeit durch die Erhöhung des SNR und der Doppler-Auflösung erhöht.
Aufgaben, deren Ziel es ist, Radarziele in unterschiedlichen Richtungen zu beobachten, können ebenfalls die Radar-Ressourcen gemeinsam benutzen und zumindest ein gemeinsames Empfangszeitfenster aufweisen, während Sendezeitfenster so angeordnet werden können, dass die Ziele so beleuchtet werden, dass die Echos gleichzeitig am Empfänger ankommen. Die im gemeinsamen Empfangszeitfenster empfangen Radarsignale können dann mittels digitaler Keulenbildung den unterschiedlichen Aufgaben und damit den zu beobachtenden Objekten zugeordnet werden. Wenn in so einem Fall die Sendezeitfenster der unterschiedlichen Aufgaben nacheinander angeordnet werden, kann eine Aufgabe existieren, die zur erfolgreichen Bearbeitung weniger PRIs benötigt als die andere Aufgabe. In diesem Fall kann für diese Aufgabe das Senden der zusätzlichen Radarsignale unterbleiben, um Ressourcen zu sparen (beispielsweise um den Duty-Cycle des Radarsystems einzuhalten) oder diese können weiterhin gesendet werden, um die Nützlichkeit der betreffenden Aufgabe weiter zu erhöhen.
Wie bereits in den vorigen Absätzen erwähnt, können einzelne Aufgaben auch dann auf dem Niveau einzelner Sendezeitintervalle oder einzelner Empfangszeitintervalle ineinander verschachtelt werden oder diese können eine Radar-Ressource gemeinsam nutzen, wenn diese kein gemeinsames mögliches PRI haben, wie beispielsweise in 5 c) gezeigt.
In den folgenden Absätzen wird eine mögliche Modifikation eines herkömmlichen Q-RAM Algorithmus beschrieben, mittels derer alle der hierin beschriebenen gemeinsamen Zugriffe auf eine Radar-Ressource als Ergebnis einer globalen Optimierung ermöglicht werden.
Dazu wird der Ressourcenverbrauch der Ressource Zeit für eine mögliche Konfiguration einer Aufgabe wie folgt definiert: $\frac{t_{x} + t_{c} + t_{r}}{T} n,$
wobei tx, t_R die Länge der Sendezeitintervalle und der Empfangszeitintervalle eines einzelnen PRIs sind, und tc die erforderliche Ruhezeit des Radarsystems (englisch cool-down) bezeichnet, die erforderlich ist, um den Lastzyklus des Radarsystems einzuhalten. Die Anzahl von PRIs eines CPI ist n und die die Länge des Planungsintervalls ist T, wenn die Aufgabe nicht eine permanent wiederkehrende Aufgabe ist. Im Fall permanent wiederkehrender Aufgaben ist T das Zeitintervall zwischen dem mehrfachen Auftreten der Aufgabe.
Mit dieser veränderten Ressourcendefinition können Konfigurationen von Aufgaben erzeugt werden, die die Möglichkeit die gemeinsame Nutzung der Radar-Ressourcen vorsehen und diese Konfigurationen können gemäß dem Q-RAM Algorithmus in Hinblick auf das Verhältnis von Nützlichkeit zu Ressourcenverbrauch evaluiert werden. Dadurch können auch diese Konfigurationen in einer Aufgabenliste übernommen werden, die sich aus einer konvexen Hüllenoperation, die auf alle möglichen Konfigurationen oder auf eine geeignete Teilmenge aller möglichen Konfigurationen angewendet wird, ergibt. Basierend auf dieser Aufgabenliste operiert der globale Optimierer in dem Q-RAM Algorithmus, mit den nun folgenden geringen Veränderungen.
Der globale Optimierer wählt die Konfigurationen für die Aufgaben aus, wobei er zusätzlich die Möglichkeit in Betracht zieht, einen gemeinsamen Zugriff auf die Radar-Ressource für unterschiedliche Aufgaben zu ermöglichen. Dazu werden die Aufgabenlisten dynamisch modifiziert, um bei gegebenen Ressourcen eine optimale Nützlichkeit zu erreichen. Der globale Optimierer wählt iterativ die Aufgaben und deren Konfigurationen aus, die durchgeführt werden und bestimmt dann für jede ausgewählte Aufgabe, ob diese einen gemeinsamen Zugriff auf die Radar-Ressource mit einer anderen Aufgabe ermöglicht. In diesem Fall wird in der Aufgabenliste der Ressourcenverbrauch einer Konfiguration einer Aufgabe, die sich einen Zugriff auf eine Radar-Ressource mit einer anderen Aufgabe teilen kann, angepasst und um die geteilte Ressource reduziert. Insbesondere wird nach jeder Auswahl einer Konfiguration für eine Aufgabe überprüft, ob diese Konfiguration Zugriffe auf die Radar-Ressource mit anderen Konfigurationen von Aufgaben teilen kann und wenn ja, wird der Ressourcenverbrauch der jeweiligen Konfiguration in der Aufgabenliste der Aufgabe reduziert.
Für die folgenden Überlegungen bezeichnet {T_i: i = 1, ... , n} die Liste der Aufgaben. Jede Aufgabe hat ein mögliches Intervall von PRIs, [PRIⁱ _min, PRIⁱ _max] sowie eine der Aufgabe zugeordnete Aufgabenliste.
Während der Optimierung wird die erste Konfiguration für die erste Aufgabe wie bei Q-RAM üblich ausgewählt, d. h., es wird die Konfiguration mit dem höchsten Verhältnis von Nützlichkeit zu Ressourcenverbrauch und die dazugehörige Aufgabe ausgewählt. Nach Auswahl der Aufgabe wird wie folgt vorgegangen, um Konfigurationen zu identifizieren, die mit der ausgewählten Aufgabe einen Zugriff auf die Radar-Ressource teilen können und um deren Ressourcenverbrauch anzupassen. Dabei wird im Folgenden davon ausgegangen, dass die Aufgaben Ti, i ∈ I in irgendeiner Konfiguration bereits ausgewählt wurden und dass die Aufgaben T_j, j ∈ J bislang nicht ausgewählt wurden.
Danach wird überprüft, ob die PRIs jeder Aufgabe T_j mit den PRIs einer der Aufgaben T_i kompatibel sind, ob also PRIi ∩ PRI_j != 0. Das Ergebnis dieses Vergleiches kann beispielsweise in einer (|I| x |J|) Matrix C mit den Einträgen {0,1} codiert werden.
Für jede kompatible Kombination (für jeden Eintrag in der Matrix C, der nicht null ist) wird eine zusätzliche virtuelle Aufgabe T_i ^j für die Aufgabe T_j erstellt. Für diese virtuelle Aufgabe T_i ^j wird eine Aufgabenliste erstellt, indem die Aufgabenliste für die Aufgabe T_j so modifiziert wird, dass der Ressourcenverbrauch um die mit der Aufgabe T_i teilbare Ressource reduziert wird.
Unter Einbeziehung der Aufgabenlisten der neuen Aufgaben T_i ^j wird dann vom Optimierer auf herkömmliche Weise die nächste Aufgabe bzw. deren Konfiguration ausgewählt.
Sofern diese nächste gewählte Aufgabe T = T_i, i ∈ I, wenn die gewählte Aufgabe also bereits vorher ausgewählt wurde, wird die Aufgabe wie üblich aufgewertet.
Sofern die gewählte Aufgabe T gleich die T_j, j ∈ J, wenn also die Aufgabe noch nicht ausgewählt wurde und auch keine der neu erzeugten virtuellen Aufgaben ist, werden für die ausgewählte Aufgabe die Ressourcen wie üblich reserviert.
Sofern T = T_i ^j für ein i aus I und ein j aus J, wenn also T eine neue virtuelle Aufgabe ist, werden die Ressourcen gemäß des Ressourcenverbrauchs bei gemeinsamem Zugriff auf die Radar-Ressourcen durch die Aufgabe T_i und die Aufgabe T_j reserviert. Dieser Ressourcenverbrauch findet sich bereits in der Aufgabenliste der virtuellen Aufgabe T_i ^j. Zusätzlich wird die bereits ausgewählte Aufgabe T_i erforderlichenfalls durch eine Aufgabe ersetzt, deren Parameter die gemeinsame Nutzung der Ressourcen mit T_j ermöglichen, d. h., es wird eine neue Aufgabenliste für T_i angelegt und ein neues mögliches Intervall für die PRIs berechnet, PRI = PRIⁱ ∩ PRI^j.
Die vorhergehenden Schritte werden gemäß dem herkömmlichen Q-RAM Algorithmus so lange wiederholt, bis alle Ressourcen allokiert sind oder bis alle Aufgaben in einer speziellen Konfiguration ausgewählt wurden.
Bevor in den 3 bis 5 mehrere Möglichkeiten des Ergebnisses der Optimierung gezeigt werden, soll vorab noch einmal ein einfacheres Beispiel des Vorgehens während der Optimierung in Worten beschrieben werden, um die Funktionsweise zu verdeutlichen, die zu den in den folgenden Figuren gezeigten Ergebnissen führen kann. Angenommen, T₁, T₂, T₃ bezeichnen Aufgaben deren Ressourcenverbrauch t_x = 1 = t_r ist. T₁ habe eine Nützlichkeit von 2, T₂ und T₃ jeweils eine Nützlichkeit von 1. Zum einfachen Verständnis werde ferner angenommen, T = 1 = n für alle drei Aufgaben. Da T₁ das größte Verhältnis von Nützlichkeit zu Ressourcenverbrauch hat, wird vom Optimierungsalgorithmus T₁ als erstes ausgewählt. Die generischen Verhältnisse von Nützlichkeit zu Ressourcenverbrauch sind für die Aufgaben T₂ und T₃ identisch. Wenn allerdings T₂ mit T₁ dergestalt kompatibel ist, dass die beiden Aufgaben sich einen gemeinsamen Zugriff auf die Radar-Ressourcen in Form eines gemeinsamen Empfangszeitfensters teilen können, würde die Aufgabe T₂ bei gemeinsamen Zugriff lediglich einen zusätzlichen Ressourcenverbrauch von 1 aufweisen. Angenommen, Aufgabe T₃ und T₁ ermöglichen keinen zusätzlichen Synergieeffekt bzw. keinen gemeinsamen Zugriff auf die Radar- Ressource ist der Ressourcenverbrauch von Aufgabe T₃ nach wie vor 2 bei ansonsten gleicher Nützlichkeit. Daher wird vom Optimierer über den in den vorherigen Absätzen in allgemeiner Notation beschriebenen Algorithmus die Aufgabe T₂ gewählt, die den Gesamt- Ressourcenverbrauch um lediglich 1 erhöht.
3 zeigt graphisch mehrere Optimierungsmöglichkeiten für die Benutzung der zur Verfügung stehenden Radar-Ressource bei Anwendung eines hierin beschriebenen Verfahrens. Während in 3 die Optimierungen lediglich für ein einziges PRI gezeigt sind, zeigen die 4 und 5 dieselben und weitere Optimierungen für Aufgaben, die zur erfolgreichen Bearbeitung ein CPI einer Folge von mehreren aufeinanderfolgenden PRIs erfordern.
In der linken Spalte 310 3 sind die Optimierungen für ein PRI gezeigt, das in einer Senderichtung lediglich ein einzelnes Radarecho erwartet, wohingegen in der rechten Spalte 320 eine Konfiguration gezeigt ist, in der in einer Senderichtung zwei Ziele befindlich sind, sodass ein einzelnes Sendezeitintervall der Länge τ die beiden Radarechos erzeugt, sofern das Empfangszeitintervall geeignet gewählt ist.
In der Zeile a) der 3 ist zum besseren Verständnis der möglichen Optimierung dargestellt, wie die Radar-Ressource gemäß einem herkömmlichen Verfahren verwendet werden würde, wohingegen die Zeilen b), c) und d) mögliche Optimierungen zeigen, wie Sie durch die Anwendung eines der hierin beschriebenen Verfahren während der Ressourcenplanung gefunden werden können.
Das PRI 330 illustriert das Sendezeitintervall 330a und das darauffolgende Empfangszeitintervall 330b für eine erste Aufgabe mit geringerer maximaler Reichweite als eine zweite Aufgabe, zu der PRI 340 gehört, welches infolgedessen ein deutlich längeres Empfangszeitintervall 340b besitzt. Das Sendezeitintervall 340a ist kürzer als das Sendezeitintervall 330a, da für die erfolgreiche Erfüllung der zweiten Aufgabe ein geringeres SNR ausreichend ist. Die maximale Reichweite der dritten Aufgabe zu PRI 342 ist ähnlich wie die zu PRI 340, jedoch erfordert die dritte Aufgabe zu PRI 342 ein längeres Sendezeitintervall 342a. Das Radarecho 340c des Objekts, das mittels der zweiten Aufgabe zu PRI 340 beobachtet wird, trifft früher ein, als das Radarecho 342c des Objekts, das mittels der dritten Aufgabe zu PRI 342 beobachtet wird. Die PRIs 340 und 342 sind jedoch insoweit kompatibel, als die beobachteten Objekte in derselben Richtung liegen und als die zu erwarteten Echos 340c und einer 342c innerhalb eines gemeinsamen möglichen Empfangszeitintervalls liegen. Demzufolge können auch herkömmlich beide Aufgaben mittels PRI 346 und einem gemeinsamen Zugriff auf die Radar-Ressource bearbeitet werden, da beide Echos innerhalb des gemeinsamen Empfangszeitintervalls 346b erwartet werden. Das Sendezeitintervall 346a entspricht dem Sendezeitintervall 342a, um den minimalen Anforderungen an das SNR der dritten Aufgabe noch zu genügen. Demzufolge verlängert sich auch das Radarecho 346c des Objekts der zweiten Aufgabe, die ursprünglich mittels PRI 340 bearbeitet werden sollte.
Die herkömmlichen PRIs 310 und 346 können mittels Ausführungsbeispielen des hierin beschriebenen Verfahrens noch weiter optimiert werden, beispielsweise wie in den Zeilen b), c) und d) gezeigt. Eine erste Möglichkeit Optimierung besteht darin, die Empfangszeitintervalle 330b' und 346b' so zu kürzen, dass nach der Zeit, zu denen die jeweiligen Radarechos erwartet werden, das Radarsystem nicht mehr zum Empfangen reserviert wird. In der dadurch gesparten Zeit kann die Radar-Ressource für eine andere Aufgabe verwendet werden.
Wie in Zeile c) gezeigt, ist eine weitere Möglichkeit der Optimierung, das Empfangszeitintervall 330b" weiter zu verkürzen und lediglich noch um den Zeitpunkt des erwarteten Radarechos 330c herum anzuordnen. Für den Fall von zwei zu erwartenden Echos 346c und 346d bedeutet dies, dass ein einzelnes langes Empfangszeitintervall 346b' in zwei kürzere Empfangszeitintervalle 346e und 346f aufgeteilt werden kann, zwischen denen die Radar-Ressource für weitere Aufgaben zur Verfügung stehen könnte. Durch diese Optimierung wird in einem PRI zwischen dem Sendezeitintervall 330a und dem Empfangszeitintervall 330b'' ein Wartezeitintervall 330d erzeugt, bzw. es werden zwei Wartezeitintervalle 346g und 346h in einem PRI erzeugt.
Sofern es die Randbedingungen weiterer Aufgaben erlauben, kann der Verbrauch der Radar-Ressourcen dahingehend noch weiter optimiert werden, dass innerhalb eines PRI Aufgaben bearbeitet werden, die ein Senden in unterschiedlicher Richtungen erfordern, wie in Zeile d) gezeigt. Die Optimierung in Zeile d) basiert auf der Optimierung von Zeile c), wobei in den jeweils frei gewordenen Wartezeitintervallen des PRIs 346 ein weiteres Sendezeitintervall 352a sowie die dazugehörigen Empfangszeitintervalle 352b und 352c angeordnet sind. Wenngleich in 3 dargestellt ist, dass die Empfangszeitintervalle 346e, 346f, 352b und 352c sich zeitlich nicht überlappen, kann dies gemäß weiteren Ausführungsbeispielen der Fall sein, beispielsweise wenn in einer digitalen Signalverarbeitung Radarechos, die aus unterschiedlichen Richtungen empfangen werden, mittels digitaler Keulenbildung voneinander unterschieden werden können.
4 zeigt dieselben Optimierungsmöglichkeiten wie 3, allerdings für mehrere aufeinanderfolgende Pulswiederholungsintervalle der CPIs, die zwei unterschiedlichen Aufgaben zugeordnet sind. Die Verwendung mehrerer aufeinanderfolgender Pulswiederholungsintervalle zur Bearbeitung einer Aufgabe ist häufig erforderlich, um das minimal erforderliche SNR und die dazu erforderliche minimale kohärente Integrationszeit zu erreichen. Die Gruppe 410 von drei aufeinanderfolgenden PRIs 412 illustriert den herkömmlichen Zugriff auf die Radarressource, um die dazugehörige erste Aufgabe abzuarbeiten. D. h., drei identische PRIs 412 werden sequenziell als ein CPI abgearbeitet. Für eine zweite Aufgabe wird herkömmlich eine Gruppe 420 mit vier identischen PRIs 422 (PRI2) als ein CPI sequenziell abgearbeitet. Ähnlich wie anhand von 3b ausgeführt, besteht die erste Möglichkeit der Optimierung darin, ein gemeinsames PRI 430 für beide Aufgaben zu bestimmen, beispielsweise wenn diese Objekte in derselben Richtung beobachten sollen. Da die kohärente Integrationszeit der zweiten Aufgabe zur Gruppe 420 von PRIs 422 größer ist als die kohärente Integrationszeit der ersten Aufgabe, muss das Sendezeitintervall des gemeinsamen PRI 430 dem Sendezeitintervall des PRI 422 entsprechen und darüber hinaus muss auch nach der Optimierung das gemeinsame PI 430 viermal wiederholt werden, um die minimalen Anforderungen der zweiten Aufgabe zu erfüllen. Ähnlich wie in 3b besteht eine weitere Möglichkeit der Optimierung darin, überflüssige Zeit, die die Radar-Ressource herkömmlich für das Empfangen reserviert wäre, im gemeinsamen PIR 430 nach dem letzten erwarteten Radarecho freizugeben.
Zeile c) der 4 zeigt die zweite mögliche Optimierung, die bereits in Zeile c) der 3 dargestellt ist, nämlich das Freigeben der Radar-Ressource zwischen dem Sendezeitintervall 432 und dem Empfangszeitintervall 434, also das Erzeugen eines Wartezeitintervalls 438 zwischen den beiden genannten Intervallen.
Zeile d) in 4 wiederum zeigt die Möglichkeit, in den erzeugten Wartezeitintervallen eines ursprünglichen PRIs mit einem Sendezeitintervall 442 und einem Empfangszeitintervall 444 ein weiteres Sendezeitintervall 446 und ein weiteres Empfangszeitintervall 448 einer weiteren Aufgabe anzuordnen, also die Sendezeitintervalle und die Empfangszeitintervalle unterschiedlicher Aufgaben innerhalb eines PRIs ineinander zu verschachteln, sofern dies möglich ist, ohne die Anforderungen an die minimale eindeutige Reichweite und die minimale eindeutige Geschwindigkeit, sowie das zu erzielende SNR für jede der Aufgaben zu verletzen.
5 illustriert eine weitere Möglichkeit der Optimierung, die sich selbst dann ergeben kann, wenn es kein gemeinsames PRI für unterschiedliche Aufgaben geben kann, wie in den Zeilen a) und b) der 5 dargestellt.
In Zeile a) ist die herkömmliche Konfiguration dargestellt für eine erste Aufgabe mit einer ersten Gruppe 510 von drei PRIs 512 und für eine zweite Aufgabe mit einer zweiten Gruppe 520 von vier PRIs 522. Für die beiden Aufgaben existiert kein gemeinsames PRI. Dennoch besteht durch das Freigeben der Radar-Ressourcen zwischen den jeweiligen Sendezeitintervallen und den dazugehörigen Empfangszeitintervalle aller PRIs 512 und 522, die Möglichkeit, die beiden Gruppen 510 und 520 von PRIs 512 und 522 ineinander verschachtelt anzuordnen, wie es in Zeile c) der 5 dargestellt ist. Sofern das Erfüllen der ersten Aufgabe lediglich zwei PRIs 512 erfordert, ist dies ohne Probleme möglich. Selbst wenn die erste Aufgabe wie zunächst dargestellt drei PRIs 512 erfordern sollte, kann gemäß einigen Ausführungsbeispielen eine solche Verschachtelung noch vorgenommen werden, beispielsweise wenn für die verwendeten Signalanalyse- Algorithmen (zum Beispiel compressed sensing) das Fehlen eines eigentlich erwarteten Radarechos bei der Rekonstruktion der Daten akzeptabel ist.
6 zeigt eine Darstellung einer weiteren Optimierungsmöglichkeit für die gleichzeitige Benutzung der zur Verfügung stehenden Radar-Ressource durch Verwendung eines gemeinsamen Empfangszeitintervalls.
Wie in der Figur dargestellt, besteht eine weitere Möglichkeit der Optimierung daran, ein zweites Sendezeitintervall 620 einer zweiten Aufgabe zwischen einem ersten Sendezeitintervall 610 einer ersten Aufgabe und dem Zeitpunkt des erwarteten Radarechos 612 des ersten Sendezeitintervalls 610 anzuordnen, auch wenn sich das erste Radarecho 612 und eine zweites Radarecho 622 des zweiten Sendezeitintervalls dann zeitlich überschneiden.
Mit anderen Worten kann ein Radarsystem, das von der hierin beschriebenen Lehre Gebrauch macht, einen Sendeempfänger aufweisen, der ausgebildet ist, in einem ersten Sendezeitintervall ein erstes Radarsignal einer ersten Aufgabe, die einen Zugriff auf das Radarsystem beansprucht, zu senden, danach in einem zweiten Sendezeitintervall ein zweites Radarsignal einer zweiten Aufgabe zu senden und danach ein Radarecho des ersten Radarsignals und des zweiten Radarsignals gleichzeitig in einem gemeinsamen Empfangszeitintervall für die erste Aufgabe und die zweite Aufgabe zu empfangen.
Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn in einer digitalen Signalverarbeitung Radarechos, die aus unterschiedlichen Richtungen empfangen werden, mittels digitaler Keulenbildung voneinander unterschieden werden können. Allgemeiner kann dies möglich sein, wenn die gleichzeitig eintreffenden Reflexionen während der Signalverarbeitung anhand einer der Parameter Entfernung, Dopplergeschwindigkeit oder Richtung (Winkel) des beobachteten Objektes unterschieden werden können.
Beispiele können weiterhin ein (Computer-)Programm mit einem Programmcode zum Ausführen eines oder mehrerer der obigen Verfahren sein oder sich darauf beziehen, wenn das Programm auf einem Computer, einem Prozessor oder einer sonstigen programmierbaren Hardwarekomponente ausgeführt wird. Schritte, Operationen oder Prozesse von verschiedenen der oben beschriebenen Verfahren können also auch durch programmierte Computer, Prozessoren oder sonstige programmierbare Hardwarekomponenten ausgeführt werden. Beispiele können auch Programmspeichervorrichtungen, z. B. Digitaldatenspeichermedien, abdecken, die maschinen-, prozessor- oder computerlesbar sind und maschinenausführbare, prozessorausführbare oder computerausführbare Programme und Anweisungen codieren beziehungsweise enthalten. Die Programmspeichervorrichtungen können z. B. Digitalspeicher, magnetische Speichermedien wie beispielsweise Magnetplatten und Magnetbänder, Festplattenlaufwerke oder optisch lesbare Digitaldatenspeichermedien umfassen oder sein. Weitere Beispiele können auch Computer, Prozessoren, Steuereinheiten, (feld)programmierbare Logik-Arrays ((F)PLAs = (Field) Programmable Logic Arrays),(feld)programmierbare Gate-Arrays ((F)PGA = (Field) Programmable Gate Arrays), Grafikprozessoren (GPU = Graphics Processor Unit), anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASIC = application-specific integrated circuit), integrierte Schaltungen (IC= Integrated Circuit) oder Ein-Chip-Systeme (SoC = System-on-a-Chip) abdecken, die zum Ausführen der Schritte der oben beschriebenen Verfahren programmiert sind.
Es versteht sich ferner, dass die Offenbarung mehrerer, in der Beschreibung oder den Ansprüchen offenbarter Schritte, Prozesse, Operationen oder Funktionen nicht als zwingend in der beschriebenen Reihenfolge befindlich ausgelegt werden soll, sofern dies nicht im Einzelfall explizit angegeben oder aus technischen Gründen zwingend erforderlich ist. Daher wird durch die vorhergehende Beschreibung die Durchführung von mehreren Schritten oder Funktionen nicht auf eine bestimmte Reihenfolge begrenzt. Ferner kann bei weiteren Beispielen ein einzelner Schritt, eine einzelne Funktion, ein einzelner Prozess oder eine einzelne Operation mehrere Teilschritte, -funktionen, -prozesse oder -operationen einschließen und/oder in dieselben aufgebrochen werden.
Wenn einige Aspekte in den vorhergehenden Abschnitten im Zusammenhang mit einer Vorrichtung oder einem System beschrieben wurden, sind diese Aspekte auch als eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens zu verstehen. Dabei kann beispielsweise ein Block, eine Vorrichtung oder ein funktionaler Aspekt der Vorrichtung oder des Systems einem Merkmal, etwa einem Verfahrensschritt, des entsprechenden Verfahrens entsprechen. Entsprechend dazu sind Aspekte, die im Zusammenhang mit einem Verfahren beschrieben werden, auch als eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks, eines entsprechenden Elements, einer Eigenschaft oder eines funktionalen Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung oder eines entsprechenden Systems zu verstehen.
Die folgenden Ansprüche werden hiermit in die detaillierte Beschreibung aufgenommen, wobei jeder Anspruch als getrenntes Beispiel für sich stehen kann. Ferner ist zu beachten, dass - obwohl ein abhängiger Anspruch sich in den Ansprüchen auf eine bestimmte Kombination mit einem oder mehreren anderen Ansprüchen bezieht - andere Beispiele auch eine Kombination des abhängigen Anspruchs mit dem Gegenstand jedes anderen abhängigen oder unabhängigen Anspruchs umfassen können. Solche Kombinationen werden hiermit explizit vorgeschlagen, sofern nicht im Einzelfall angegeben ist, dass eine bestimmte Kombination nicht beabsichtigt ist. Ferner sollen auch Merkmale eines Anspruchs für jeden anderen unabhängigen Anspruch eingeschlossen sein, selbst wenn dieser Anspruch nicht direkt als abhängig von diesem anderen unabhängigen Anspruch definiert ist.

Claims

Ein Verfahren zum Auswählen von Konfigurationen für Aufgaben in einem Radar-Ressourcen Managementsystem, umfassend: Auswählen einer ersten Aufgabe, die eine erste zeitliche Abfolge von Zugriffen auf eine Radar-Ressource beansprucht und ein erstes Verhältnis einer Nützlichkeit zu einem Ressourcenverbrauch aufweist; Überprüfen, ob eine Konfiguration für eine zweite Aufgabe, die eine zweite zeitliche Abfolge von Zugriffen auf die Radar-Ressource beansprucht, zumindest einen Zugriff auf die Radar- Ressource mit der ersten Aufgabe teilen kann; und Reduzieren eines beanspruchten Ressourcenverbrauchs für die Konfiguration der zweiten Aufgabe, wenn die Konfiguration der zweiten Aufgabe zumindest einen Zugriff auf die Radar- Ressource mit der ersten Aufgabe teilen kann.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei der beanspruchte Ressourcenverbrauch für die Konfiguration der zweiten Aufgabe nur reduziert wird, wenn eine Veränderung eines Verhältnisses aus Nützlichkeit und Ressourcenverbrauch für die Konfiguration der zweiten Aufgabe größer als ein vorgegebener Schwellwert ist.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei der beanspruchte Ressourcenverbrauch für die Konfiguration der zweiten Aufgabe nur reduziert wird, wenn eine Veränderung eines Verhältnisses aus Nützlichkeit und Ressourcenverbrauch für die Konfiguration der zweiten Aufgabe positiv ist.
Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend: Anpassen zumindest eines Zugriffs der ersten Aufgabe auf die Radar-Ressource, wenn die Konfiguration der zweiten Aufgabe zumindest einen Zugriff auf die Radar- Ressource mit der ersten Aufgabe teilen kann.
Das Verfahren nach Anspruch 4, wobei zumindest eines von einem Sendezeitintervall, einem Wartezeitintervall oder einem Empfangszeitintervall des zumindest einen Zugriffs der ersten Aufgabe auf die Radar-Ressource verändert wird.
Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Überprüfen eine Prüfung umfasst, ob die Konfiguration der zweiten Aufgabe ein Senden eines Radarsignals mit der ersten Aufgabe teilen kann.
Das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Überprüfen eine Prüfung umfasst, ob die Konfiguration der zweiten Aufgabe ein Empfangen eines Radarsignals mit der ersten Aufgabe teilen kann.
Das Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend: Bestimmen einer ersten Empfangsrichtung für die erste Aufgabe und einer zweiten Empfangsrichtung für die zweite Aufgabe.
Eine Radar-Ressourcen Managementsystem zum Auswählen von Konfigurationen für Aufgaben für eine Radar Ressource, ausgebildet zum: Auswählen einer ersten Aufgabe, die eine erste zeitliche Abfolge von Zugriffen auf eine Radar-Ressource beansprucht und ein erstes Verhältnis einer Nützlichkeit zu einem Ressourcenverbrauch aufweist; Überprüfen, ob eine Konfiguration für eine zweite Aufgabe, die eine zweite zeitliche Abfolge von Zugriffen auf eine Radar-Ressource beansprucht, zumindest einen Zugriff auf die Radar- Ressource mit der ersten Aufgabe teilen kann; und Reduzieren eines beanspruchten Ressourcenverbrauchs für die Konfiguration der zweiten Aufgabe, wenn die Konfiguration der zweiten Aufgabe zumindest einen Zugriff auf die Radar- Ressource mit der ersten Aufgabe teilen kann.
Das Radar-Ressourcen Managementsystem nach Anspruch 9, wobei der beanspruchte Ressourcenverbrauch für die Konfiguration der zweiten Aufgabe nur reduziert wird, wenn eine Veränderung eines Verhältnisses aus Nützlichkeit und Ressourcenverbrauch für die Konfiguration der zweiten Aufgabe größer als ein vorgegebener Schwellwert ist.
Das Radar-Ressourcen Managementsystem nach Anspruch 9, wobei der beanspruchte Ressourcenverbrauch für die Konfiguration der zweiten Aufgabe nur reduziert wird, wenn eine Veränderung eines Verhältnisses aus Nützlichkeit und Ressourcenverbrauch für die Konfiguration der zweiten Aufgabe positiv ist.
Das Radar-Ressourcen Managementsystem nach einem der Ansprüche 9 bis 11, ferner ausgebildet zum Anpassen zumindest eines Zugriffs der ersten Aufgabe auf die Radar-Ressource, wenn die Konfiguration der zweiten Aufgabe zumindest einen Zugriff auf die Radar- Ressource mit der ersten Aufgabe teilen kann.
Das Radar-Ressourcen Managementsystem nach Anspruch 12, wobei zumindest eines von einem Sendezeitintervall, einem Wartezeitintervall oder einem Empfangszeitintervall des zumindest einen Zugriffs der ersten Aufgabe auf die Radar-Ressource verändert wird.
Das Radar-Ressourcen Managementsystem nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei das Überprüfen eine Prüfung umfasst, ob die Konfiguration der zweiten Aufgabe ein Senden eines Radarsignals mit der ersten Aufgabe teilen kann.
Das Radar-Ressourcen Managementsystem nach einem der der Ansprüche 9 bis 14, wobei das Überprüfen eine Prüfung umfasst, ob die Konfiguration der zweiten Aufgabe ein Empfangen eines Radarsignals mit der ersten Aufgabe teilen kann.
Das Radar-Ressourcen Managementsystem nach Anspruch 15, ferner ausgebildet zum Bestimmen einer ersten Empfangsrichtung für die erste Aufgabe und einer zweiten Empfangsrichtung für die zweite Aufgabe.
Ein Radarsystem mit einem Radar-Ressourcen Managementsystem gemäß einer der Ansprüche 9 bis 16.
Das Radarsystem gemäß Anspruch 17, ferner umfassend: Eine Schaltung, die ausgebildet ist, mittels digitaler Keulenbildung in einem empfangenen Radarsignal eine Empfindlichkeit der Antennenanordnung in der ersten und der zweiten Richtung zu erhöhen und dadurch dem Radar-Ressourcen Managementsystem zu ermöglichen, für zumindest zwei Aufgaben die Ressource Empfangszeitintervall zu teilen.
Computerprogramm mit einem Programmcode, der ein Durchführen eines Verfahrens der Ansprüche 1 bis 8 bewirkt, wenn der Programmcode auf einer programmierbaren Hardwarekomponente ausgeführt wird.
Ein Radarsystem umfassend einen Sendeempfänger, der ausgebildet ist, in einem ersten Sendezeitintervall ein erstes Radarsignal einer ersten Aufgabe, die einen Zugriff auf das Radarsystem beansprucht, zu senden, danach in einem zweiten Sendezeitintervall ein zweites Radarsignal einer zweiten Aufgabe zu senden und danach ein Radarecho des ersten Radarsignals und des zweiten Radarsignals gleichzeitig in einem gemeinsamen Empfangszeitintervall für die erste Aufgabe und die zweite Aufgabe zu empfangen.