用于智能反射面辅助雷达通信一体化系统的发射波形和反射波束形成联合设计方法

雷达通信一体化(Dual‑Function Radar‑Communication，DFRC)系统解决了随着无线应用需求增长而造成的频谱拥挤问题，但在实际环境中，无线传播环境十分复杂，会影响雷达和通信的功能.而智能反射面(Reconfigurable Intelligent Surface，EIS)为此类问题提供了一种有效的解决方案.本发明研究了一种以最小化雷达参数估计的克拉美罗界为准则，以符号级预编码体制下通信用户信干噪比需求为约束的DFRC发射波形与RIS反射波束形成联合设计方法，以协同优化雷达和通信性能.本发明将所提出的联合设计问题描述为一个带有非凸目标函数和恒模约束的非凸优化问题，并且提出了一种基于交替优化、舒尔松弛技术、逐次凸近似和罚方法的求解算法.本发明在交替优化框架下对多变量进行解耦，分别求解发射波形优化子问题与RIS反射系数优化子问题。其中，前者通过引入辅助变量，基于舒尔松弛将非凸问题变换为凸问题，再利用现有的凸优化方法有效求解；后者通过辅助变量与舒尔补处理目标函数中的分式部分，转换为差分凸函数形式，然后利用逐次凸近似算法结合罚方法迭代求解.数值实验结果表明，本发明所提出算法在保证通信性能的同时提升雷达探测参数估计性能。