一种应用MIMO雷达功率分配算法的融合物联网平台制造技术

本发明专利技术公开一种应用MIMO雷达功率分配算法的融合物联网平台，涉及信息测量计算技术领域，解决的技术问题是不同功率的分配问题，通过构建物联网架构，在物联网中包括物联层、计算层、传输层和监控层，其中所述物联层的输出端与计算层的输入端连接，所述计算层的输出端与传输层的输入端连接，所述传输层的输出端与监控层的输入端连接；计算层中通过设置MIMO雷达功率分配算法模型，以计算、分析和平衡物联网数据信息；其中MIMO雷达功率分配算法模型包括数据输入模块、功率计算模块、迭代分块约束注水算法模型和雷达功率信道分配模块。通过物联网技术，应用雷达功率分配算法提高功率分配计算能力。计算能力。计算能力。

【技术实现步骤摘要】
一种应用MIMO雷达功率分配算法的融合物联网平台


[0001]本专利技术涉及信息测量计算
，且更确切地涉及一种应用MIMO雷达功率分配算法的融合物联网平台。

技术介绍

[0002]由于实际雷达的载荷和能源总是有限的，MIMO雷达系统在对目标进行定位时发射总功率也会受到限制。因此，如何使MIMO雷达系统在有限功率约束下得到更好的目标定位性能已经成为现代研究的一个热点问题。专利号CN201810500664.2公开一种频谱共存环境下基于纳什议价解的组网雷达功率分配方法，该方法能够确定组网雷达系统中各雷达与目标之间的信道传播损耗，各雷达与通信系统之间的信道传播损耗，作为先验信息；确定目标检测SINR门限、通信系统最大容忍干扰功率门限；建立频谱共存环境下基于纳什议价解的组网雷达功率分配模型；解算组网雷达功率分配模型，将得到的分配结果，在分配结果中选择最优解，最优解使得各雷达发射功率最小。这种方法虽然能够通过优化组网雷达功率分配组网，实现雷达系统高发射功率，进而避免组网雷达对通信系统的干扰，但是对于雷达功率分配应用环境尚未说明。
[0003]专利号CN202010104489.2公开了一种基于射频隐身的组网雷达功率与带宽联合优化分配方法，该方法包括确定组网雷达系统；以雷达二元选择变量、雷达发射功率和信号带宽为自变量，构造目标状态估计误差，建立基于射频隐身的组网雷达功率与带宽联合优化模型；并求解优化模型。该方法在满足融合中心的数据处理量、下一时刻目标的预测跟踪精度以及雷达发射资源等约束条件下，以最小化组网雷达系统的总发射功率为优化目标，对多目标跟踪过程中雷达选择、发射功率和信号带宽等参数进行优化，提升组网雷达系统多目标跟踪时的射频隐身性能。但是未对雷达功率分配算法进行计算，无法通过物联网技术实现对雷达功率分配算法进行较好的应用。

技术实现思路

[0004]针对上述技术的不足，本专利技术公开一种应用MIMO雷达功率分配算法的融合物联网平台，通过物联网技术，应用雷达功率分配算法提高功率分配计算能力。
[0005]为了实现上述技术效果，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种应用MIMO雷达功率分配算法的融合物联网平台，其中：
[0007]物联网架构，包括物联层、计算层、传输层和监控层，其中所述物联层的输出端与计算层的输入端连接，所述计算层的输出端与传输层的输入端连接，所述传输层的输出端与监控层的输入端连接；
[0008]其中计算层中设置有MIMO雷达功率分配算法模型，用于计算、分析和平衡物联网数据信息；MIMO雷达功率分配算法模型包括数据输入模块、功率计算模块、迭代分块约束注水算法模型和雷达功率信道分配模块，其中所述数据输入模块用于输入物联网数据信息中雷达功率数据信息，功率计算模块用于计算功率数据信息，迭代分块约束注水算法模型用
于平衡物联网架构中的约束功率，所述雷达功率信道分配模块用于传递计算出的功率数据信息；
[0009]传输层中设置有融合模块，用于融合不同的数据信息；
[0010]监控层中设置有监测终端，用于监控不同计算的数据信；
[0011]云存储模块，用于存储计算后的物联网数据信息。
[0012]作为本专利技术进一步的技术方案，数据输入模块设置兼容性多类型通信数据接口。
[0013]作为本专利技术进一步的技术方案，功率计算模块包括FPGA模块，PGA模块采用XC7K325T
‑
2FFG900C芯片。
[0014]作为本专利技术进一步的技术方案，迭代分块约束注水算法模型包括拉格朗日函数，拉格朗日函数在迭代分块约束注水算法模型应用方法为：
[0015]假设接收到的总功率记作为S
total
，所有子雷达分配的功率之和不大于发射的总功率,则：
[0016][0017]在公式(1)中，表示所有子雷达分配的功率之和，N表示子雷达分配的功率个数，i表示子雷达分配功率个数排序；
[0018]雷达功率信道中频谱利用率函数为：
[0019][0020]在公式(2)中，S
i
为每个雷达功率信道中子雷达所分配的信号功率；C为雷达功率信道容量；C/W是频谱利用率，单位为bps/Hz；γ
i
是功率归一化时接收端的信噪比，拉格朗日乘数法目标函数为：
[0021][0022]在公式(3)中，l为拉格朗日乘数，目标函数F对各个子雷达的功率S
i
求一阶偏导数，一阶偏导数函数为：
[0023][0024]首先初始化子雷达分配的功率，然后根据物联网雷达功率信道增益对各个子雷达分配功率得到P0，判断P0是否大于0，若大于0则统计子雷达的个数并根据功率分配公式给满足条件的子雷达分配相应的功率，对P0小于等于0的子雷达不分配功率。
[0025]作为本专利技术进一步的技术方案，迭代分块约束注水算法模型实现步骤为：
[0026]步骤一、在总功率有限的条件下，首先对子雷达信道进行功率分配，然后计算每个
子雷达功率信道内子雷达所分配的功率S
i
，则：
[0027]S
i
＝λ
‑
γ
i
‑1，i＝1，2，...，N
ꢀꢀꢀ
(5)
[0028]在公式(5)中，λ＝1/(l
·
ln2)是注水门限，其中l为拉格朗日乘数，γ
i
是功率归一化时接收端的信噪比，其中S
i
≥0，子雷达实际被分配的功率是：
[0029]S
i
＝max{0，λ
‑
γ
i
‑1，i＝1，2，...，N
ꢀꢀꢀ
(6)
[0030]步骤二、初始化，令雷达功率信道外的功率泄露J＝0,令子雷达功率信道内功率泄露矩阵J(i,j)＝1；每个子雷达功率信道的实际发射功率置零，然后计算不考虑子雷达功率信道外子雷达的功率泄露矩阵下的实际发射功率F＝J
×
S
i
’
；
[0031]步骤三、约束条件，由物联网雷达功率信道模型得出子雷达功率信道的增益幅度h(i,j)，然后根据子雷达功率信道增益得出子雷达功率信道的功率约束值G，通过比较实际发射功率F与子雷达功率信道的功率约束值G的大小，找到功率不受限的子雷达功率信道A和功率受限的子雷达功率信道D，并统计每个子雷达功率信道的雷达个数，其中功率不受限时，存在F<G，功率受限时，存在F>＝G；
[0032]步骤四、排序：选出功率不受限A与功率受限D中子雷达对应雷达功率信道载噪比，并排序；
[0033]步骤五、功率分配：最后对集合A和集合D中满足子雷达功率信道功率约束的子雷达分别进行功率分配，对集合A中的子雷达以实际发射功率进行分配，对集合D中的子雷达以实际约束功率进行功率分配，由雷达功率信道容量公式：
[0034][0035]计算本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用MIMO雷达功率分配算法的融合物联网平台，其特征在于：物联网架构，包括物联层、计算层、传输层和监控层，其中所述物联层的输出端与计算层的输入端连接，所述计算层的输出端与传输层的输入端连接，所述传输层的输出端与监控层的输入端连接；其中计算层中设置有MIMO雷达功率分配算法模型，用于计算、分析和平衡物联网数据信息；MIMO雷达功率分配算法模型包括数据输入模块、功率计算模块、迭代分块约束注水算法模型和雷达功率信道分配模块，其中所述数据输入模块用于输入物联网数据信息中雷达功率数据信息，功率计算模块用于计算功率数据信息，迭代分块约束注水算法模型用于平衡物联网架构中的约束功率，所述雷达功率信道分配模块用于传递计算出的功率数据信息；传输层中设置有融合模块，用于融合不同的数据信息；监控层中设置有监测终端，用于监控不同计算的数据信；云存储模块，用于存储计算后的物联网数据信息。2.根据权利要求1所述的一种应用MIMO雷达功率分配算法的融合物联网平台，其特征在于：数据输入模块设置兼容性多类型通信数据接口。3.根据权利要求1所述的一种应用MIMO雷达功率分配算法的融合物联网平台，其特征在于：功率计算模块包括FPGA模块，PGA模块采用XC7K325T
‑
2FFG900C芯片。4.根据权利要求1所述的一种应用MIMO雷达功率分配算法的融合物联网平台，其特征在于：迭代分块约束注水算法模型包括拉格朗日函数，拉格朗日函数在迭代分块约束注水算法模型应用方法为：假设接收到的总功率记作为S
total
，所有子雷达分配的功率之和不大于发射的总功率,则：在公式(1)中，表示所有子雷达分配的功率之和，N表示子雷达分配的功率个数，i表示子雷达分配功率个数排序；雷达功率信道中频谱利用率函数为：在公式(2)中，S
i
为每个雷达功率信道中子雷达所分配的信号功率；C为雷达功率信道容量；C/W是频谱利用率，单位为bps/Hz；γ
i
是功率归一化时接收端的信噪比，拉格朗日乘数法目标函数为：
在公式(3)中，l为拉格朗日乘数，目标函数F对各个子雷达的功率S
i
求一阶偏导数，一阶偏导数函数为：首先初始化子雷达分配的功率，然后根据物联网雷达功率信道增益对各个子雷达分配功率得到P0，判断P0是否大于0，若大于0则统计子雷达的个数并根据功率分配公式给满足条件的子雷达分配相应的功率，对P0小于等于0的子雷达不分配功率。5.根据权利要求4所述的一种应用MIMO雷达功率分配算法的融合物联网平台，其特征在于：迭代分块约束注水算法模型实现步骤为：步骤一、在总功率有限的条件下，首先对子雷达信道进行功率分配，然后计算每个子雷达功率信道内子雷达所分配...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海鹏，赵晓凤，朱天添，郭晶，金一，
申请(专利权)人：如皋云表软件科技有限公司，
类型：发明
国别省市：