基于博弈论的组网雷达分布式资源管理方法研究

来源 :江苏科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ktzgy
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
组网雷达系统作为由多个雷达节点组成的协同探测平台,与简单的单基地雷达相比具有更为丰富的系统资源种类和更加复杂的资源调度模式。根据数据处理方式的不同,组网雷达的资源管理可以分为集中式和分布式两种。集中式方法利用唯一的处理中心进行数据的运算,最大化系统数据的利用率,有可能达到最佳的目标探测性能,但由于处理中心的不可替代性导致了系统的鲁棒性较差。与之相比,具有去中心化通信拓扑结构的分布式资源管理模式则具有较高的鲁棒性。在去中心化的雷达网络中,可以将各雷达节点看作具有自主意识的智能体。博弈论为分析雷达之间的协作和博弈问题提供了合理的框架,适合于解决分布式的资源管理问题。本文将博弈论的方法应用到组网雷达的分布式资源管理中,主要工作如下:1.针对组网雷达功率分配问题,将组网雷达系统跟踪性能的指标量化为费雪信息矩阵(Fisher information matrix,FIM)的行列式。将雷达网络中各雷达节点视作博弈的参与者,利用非合作博弈建立功率优化的模型,综合考虑跟踪精度和功率消耗等因素构造非合作博弈的效用函数。通过一种迭代的方法计算纳什均衡,并证明其存在性和唯一性。仿真实验表明,该方法与平均分配和随机分配方法相比,可以提高组网雷达系统的跟踪精度,且实时性较好。2.合作博弈与非合作博弈相比更加注重集体利益,是一种通过参与者的合作最大化联盟利益的数学模型。本文利用雷达接收回波信号的信干噪比(Signal to interference noise ratio,SINR)来反映目标的跟踪性能,SINR中包含了发射功率的影响因素,将其作为联盟利益。通过分析合作博弈的求解方法,提出一种基于加权图的shapley值简化计算方法,最终得到功率分配结果。仿真实验证明利用该方法分配功率可以得到更好的目标跟踪性能。3.综合考虑最优化系统性能和最小化功率消耗两种资源管理准则建立包含两层子博弈的Stackelberg博弈模型,以获得更高的系统资源利用率,最后利用障碍函数法求解得到功率分配结果。仿真结果表明,所提方法与一种基于最小化资源消耗准则的功率分配方法相比,使用更少的功率资源便满足了系统的性能需求。4.针对组网雷达的单一资源分配可能导致其余发射资源利用率低的问题,研究了多种资源联合分配的方法。首先分析了功率资源和带宽资源对目标跟踪性能的影响关系,并将其量化为FIM的行列式,然后根据总资源受限情况下最优化目标跟踪性能的准则建立资源分配的合作博弈模型。该模型是一个双变量的优化问题,采用循环最小化(Cyclic minimization algorithm,CMA)方法将其降维成单变量优化问题,并利用合作博弈方法求解,得到功率和带宽的分配结果。仿真结果表明,该方法与单一资源管理方法相比可以进一步提高资源利用率,进而提高系统的目标跟踪性能。
其他文献
随着我国道路交通网的不断发展,我国已经铺设大量的高速公路、城际公路、城市快速路等多类交通道路。不断增长的道路面积也使得需要养护的路面里程越来越多,路面日常使用会造成路面结构的损坏,如裂缝、坑槽、塌陷等,这些路面病害往往需要大量人力物力去修复,而现有的路面质量检测设备价格高昂、维护困难和系统集成度低,导致路面质量检测系统普及困难。针对以上问题,本文设计并实现了一个路面质量检测系统来进行路面病害类型的
学位
目的 探讨超声乳腺影像报告和数据系统(BI-RADS)分级、声像图表现与乳腺癌患者不同的病理分型之间的关系,以期为临床诊断与治疗方案的制定提供参考。方法 回顾性分析2019年1月至2021年12月呼和浩特市第一医院体检中发现的100例乳腺包块患者(100个包块)的临床资料,患者均先采用多普勒超声诊断仪检查,并且进行BI-RADS分级,所选患者临床病历完整,且穿刺活检或术后病理已证实包块性质。统计乳
期刊
从综合管廊设备费用的组成出发,对综合管廊技术规范的设备要求进行分析研究,估算出不同舱室类型以及不同设备系统的主要设备、材料数量,通过市场询价及设备费用估算方法得出综合管廊不同舱室类型的设备费用区间,并提出投资估算使用调整方法,以指导综合管廊设备费用的投资估算编制,为设计、咨询、审查提供参考。
期刊
四环素类抗生素是使用量最大、应用最广泛的一种抗生素,在全球范围内存在一定的滥用情况,给水体生态环境造成严重污染。光催化技术作为一种环境友好的新兴污染物降解技术,相对于传统的污染物降解技术具有经济、高效、可循环、无二次污染的优点,是降解四环素类污染物的较为理想的方法。沸石咪唑骨架结构材料ZIF-67因其具有丰富的活性基团、高比表面积、高孔隙率、窄带系(1.95 e V)、热稳定性和化学稳定性高等优点
学位
锂离子电池(LIBs)是最有前途的能源存储技术之一,现广泛用于电动汽车和智能电网。然而传统的负极材料石墨理论容量较低(372 m Ah g-1),已经无法满足市场对高能量密度的需求。因此,当务之急是开发成本低、高电化学性能的负极材料。过渡金属硫化物(TMSs)理论容量高,制备工艺简单且安全性高,应用前景可观。但是该类材料在LIBs充放电过程中有严重的体积膨胀及电子导电性低等问题,严重影响了电池的倍
学位
目的 研究两种阴道乳杆菌活菌胶囊结合抗菌药物对混合性阴道炎的疗效。方法 选取2015年4月至2020年12月北京大学第一医院收治的混合性阴道炎患者50例。同时符合以下两项即确诊为混合性阴道炎:(1)阴道分泌物真菌检测阳性;(2)阴道分泌物革兰染色积分法评分(Nugent评分)≥7分;(3)阴道分泌物滴虫镜检阳性。入选患者根据乳杆菌胶囊使用方法分为联合组(25例)及序贯组(25例),联合组在使用抗菌
期刊
光催化技术因其经济环保、无二次污染的特性成为最具应用前景的新兴制氢技术之一。2D g-C3N4具有高稳定性和合适的能带成为有价值的光催化剂之一,但光生激子高复合率、低比表面积等问题使其在光催化制氢领域的活性仍有待提高。利用其他半导体材料构建g-C3N4基2D复合材料是增强其光催化性能的有效途径。2D MOFs材料具有高比表面积、丰富的π电子、高暴露活性位点等特性,通过调控合成方法可以得到多变的衍生
学位
众所周知,抗生素的发现与应用在延长人类的平均寿命方面起了至关重要的作用。然而,世界各国不同程度地存在滥用抗生素的现象,抗生素在消除人类病痛、促进禽畜生长的同时,也通过医疗废水、动物排泄物等途径进入环境、造成污染。遗憾的是,当下的污水处理厂无法将水中抗生素完全降解,使得世界各大水体均可检出抗生素。环境中的抗生素会随着食物链由低位营养级到高位营养级传递,通过生物放大作用威胁人类的生命健康,低浓度时还会
学位
该研究通过静电纺丝法制备葡聚糖/玉米醇溶蛋白纳米纤维,并在温度为60 ℃、相对湿度为50%的条件下进行美拉德反应交联,分析交联后纳米纤维微观形态和宏观特性的变化。通过扫描电子显微镜观察到美拉德反应交联对纳米纤维形态无显著影响。红外光谱变化证明了美拉德反应交联的发生,热性能分析、X射线衍射分析观察到交联后纳米纤维的热稳定性有所提高,呈有序向无序转变的趋势。水接触角测试表明交联使纳米纤维疏水性得到提升
期刊
近年来,随着社会对公共安全问题日益关注,监控系统的部署规模几乎覆盖了生活中的每个角落。面对海量的监控数据,如果仅靠传统人工检索的方式来查找目标行人,不仅会造成大量成本的浪费还达不到满意的检索效率。因此,行人重识别(Person re-identification,Re-ID)技术作为一项重要的解决手段,已经受到越来越多研究学者的广泛关注。行人重识别旨在利用计算机视觉技术跨越不同摄像头下自动识别同一
学位