Problem optymalizacji przebiegów w systemie łączności radarowej

Wraz z gwałtownym wzrostem liczby podłączonych urządzeń i rosnącym zapotrzebowaniem na widmo bezprzewodowe konieczne jest zintegrowanie wielu funkcji RF na platformach takich jak samoloty i statki, takich jak radar, łącza danych i elektroniczne systemy bojowe. Projektując dwufunkcyjny system komunikacji radarowej możliwe jest współdzielenie widma na tej samej platformie sprzętowej i wspieranie jednoczesnego wykrywania celów oraz komunikacji bezprzewodowej. Równoważąc wydajność radaru i komunikacji, można osiągnąć projekt dwufunkcyjnego systemu komunikacji radarowej, co jest obiecującą technologią.

Projektowanie przebiegów jest jednym z kluczowych zadań w systemach komunikacji radarowej. Dobry przebieg musi umożliwiać skuteczne wykrywanie obiektów i transmisję danych. Projektując przebiegi, należy wziąć pod uwagę wiele czynników, takich jak stosunek sygnału do szumu, efekt Dopplera celu, efekt wielodrożności itp. Tymczasem ze względu na różne tryby pracy radaru i komunikacji, kształt fali musi być w stanie aby zaspokoić potrzeby obojga.

Obecnie nie ma ustalonej metody projektowania optymalnego kształtu fali dwufunkcyjnych systemów komunikacji radarowej, która musi opierać się na konkretnych scenariuszach i wymaganiach zastosowania. Oto kilka możliwych metod projektowania:

1. Projekt oparty na teorii optymalizacji: poprzez ustanowienie matematycznego modelu wskaźników wydajności (takich jak skuteczność wykrywania, szybkość komunikacji itp.), a następnie użycie algorytmów optymalizacyjnych (takich jak opadanie gradientu, algorytm genetyczny itp.) w celu znalezienia kształtu fali co maksymalizuje wskaźniki wydajności. Metoda ta wymaga precyzyjnych modeli docelowych i skutecznych algorytmów optymalizacyjnych oraz stawia czoła wielu wyzwaniom.

Po pierwsze, wymagania dotyczące radaru i komunikacji mogą być ze sobą sprzeczne, co utrudnia znalezienie kształtu fali, który spełniałby oba jednocześnie. Po drugie, rzeczywiste środowisko radarowe i komunikacyjne może różnić się od modelu, co może prowadzić do słabej wydajności zaprojektowanego przebiegu w praktyce. Wreszcie algorytmy optymalizujące mogą wymagać znacznej ilości zasobów obliczeniowych, co może ograniczać ich zastosowanie w praktycznych systemach.

2. Projekt oparty na uczeniu maszynowym: wykorzystanie algorytmów uczenia maszynowego do uczenia się optymalnego kształtu fali na podstawie dużej ilości danych szkoleniowych. Ta metoda radzi sobie ze złożonymi środowiskami i niepewnościami, ale wymaga dużej ilości danych i zasobów obliczeniowych.

3. Projektowanie oparte na doświadczeniu: W oparciu o doświadczenia z istniejącymi systemami radarowymi i komunikacyjnymi, projektuj przebiegi fal metodą prób i błędów. Ta metoda jest prosta i wykonalna, ale może nie być w stanie znaleźć optymalnego rozwiązania.

Powyższe metody projektowania mają swoje zalety i wady, a rzeczywisty projekt może wymagać połączenia wielu metod. Ponadto ze względu na potencjalne konflikty między wymaganiami dotyczącymi radaru i komunikacji, proces projektowania również musi uwzględniać te konflikty. Na przykład różne wymagania można spełnić, równoważąc wydajność wykrywania i prędkość komunikacji lub projektując kształt fali, który można dynamicznie regulować.