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申请/专利权人：哈尔滨工业大学(威海)

摘要：本发明涉及海上无线通信技术领域，具体的说是一种不仅具有良好的通信性能，也具有不错的感知性能的海洋环境下无人机通信感知一体化波形优化方法，其特征在于，对于海上无人机ISAC系统，为了使一体化波形同时具有目标探测和通信两种功能，需要优化通信和速率的同时对雷达性能有所约束，本发明对海洋环境下无人机的无线传播信道进行了建模，提出了一种一体化波形加权优化设计方法，将通信和速率与雷达波束图样误差进行加权，并利用SCA算法对其进行凸近似求解，权重r取值在[0.2,0.5]区间内，可以保证一体化系统的通信性能较好的同时仍具有良好的感知性能。

主权项：1.一种海洋环境下无人机通信感知一体化波形优化方法，其特征在于，对于海上无人机ISAC系统，为了使一体化波形同时具有目标探测和通信两种功能，需要优化通信和速率的同时对雷达性能有所约束，因此有问题P2：P2: 其中||·||2是矩阵的2范数，ak是第k个通信用户的权重，R1是问题P1的解，Γ是阈值，即一体化波形的协方差矩阵与R1的误差要小于此阈值，以此来保证雷达性能；对问题P2进行变换，令则问题P2等价为问题P3： 对于问题P3可行性表述为如下问题FP1：FP1:find{wk}s.t.17a,17b,17c和17d对于不等式约束17a等价为以下等式： 其中Z是误差矩阵，表示与R1的差，则约束17a和17b表示为：||Z||2≤Γ19a，trR1+trZ≤Pmax19b，因为R1是问题问题P1的解，所以R1的迹等于Pmax，且R1对角线上的元素都等于PmaxN，Γ的值一般都很小，则Z在满足约束19a的情况下，Z中的元素都很小，要使约束19b成立，则Z对角线上的元素都要小于等于0，而要使17d满足，则R1+Z后的矩阵仍为半正定矩阵，认为约束17a、17b和17d必有非空可行域，最后约束17c在满足其他约束后使用奇异值分解SVD或高斯随机化来满足；问题P3中目标函数非凹，且约束17c非凸，且若对感知性能约束17a要求严格，即要求一体化波形协方差矩阵与雷达波束协方差矩阵误差阈值Γ极小，优化问题的可行域将大大减小，可能会导致通信性能过差，因此考虑如下的加权优化问题P4： 其中0￡r是加权系数，其含义是通信功率与感知功率的比值，rk{Wk}是第k个通信用户的通信速率，问题P4的目标函数和约束仍是非凸的，使用连续凸逼近SCA和半正定松弛SDR的方法来解决问题P4。

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百度查询： 哈尔滨工业大学(威海) 海洋环境下无人机通信感知一体化波形优化方法