CN108958918B - 一种基于性能评估优化的多功能雷达资源自适应管理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于多功能雷达技术领域，特别涉及多功能相控阵雷达的***资源自适应调度管理方法。本发明通过对每次调度性能进行评估和***资源使用状态计算分析，提出了一种基于性能评估优化的多功能雷达资源自适应管理方法，利用调度性能评估结果和当前***资源使用状态实现多功能雷达任务综合优先级的动态自适应计算，合理安排任务调度执行，解决***的孔径、时间、能量、频率等资源冲突，实现***资源的自适应管理。

Description

一种基于性能评估优化的多功能雷达资源自适应管理方法
技术领域
本发明属于多功能雷达技术领域，主要是针对多功能相控阵雷达的***资源自适应调度管理技术。
背景技术
多功能雷达采用相控阵体制，利用灵活的波束合成能力、多种多样的工作波形、多目标处理能力，实现等多功能于一体。然而作为一个复杂的多功能传感器设备，多功能雷达受到孔径、时间、能量、频率、信号处理单元等资源的限制，且各种多功能雷达***所面临的使命与功能及环境态势与目标特性不同，其多功能构成及***资源可利用状态亦有所不同，因此研究动态实时的多功能雷达资源自适应管理方法，有效适应瞬息万变的环境态势与目标特性，最大限度发挥多功能雷达***的使用效能是当前技术研究的重点。所谓资源自适应管理方法，是指能够适应动态、时变的工作环境和不同工作方式相对优先级，通过实时地平衡各种雷达任务请求所要求的时间、能量等资源；为每个调度间隔安排最佳调度任务序列的一种调度方法。多功能雷达资源管理的首要问题是雷达任务综合优先级值的计算问题。目前已有多功能雷达***资源自适应管理方法多是采用固定的参数计算模式实现对任务综合优先级计算，但是均没有根据实时环境与目标态势、探测任务需求和设备资源可能的动态变化，进行基于当前性能评估的资源管理计算结果修订和自适应资源匹配调整，因此难以实现雷达资源的动态实时有效调度。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于性能评估优化的多功能雷达资源自适应管理方法，对多功能雷达的任务综合优先级进行自适应计算，实现多功能雷达任务***资源的自适应优化管理，合理分配***的各类资源。
实现本发明目的的技术解决方案为：通过设计一种基于当前状态下性能评估优化的多功能雷达资源自适应管理方法，利用调度性能评估结果和当前***资源使用状态实现多功能雷达任务综合优先级的动态自适应计算，合理安排任务调度执行，解决***的孔径、时间、能量、频率等资源冲突，实现***资源的自适应管理。
本发明的有益效果：本发明的方法可根据当前***资源使用状态及调度性能评估结果自适应的调整计算多功能雷达任务的综合优先级值，合理编排任务调度执行序列，使***资源得到有效管理。本发明主要应用于多功能雷达***的资源调度管理，对现代化国防装备技术发展和科技进步具有重要意义。
附图说明
图1一种基于性能评估优化的多功能雷达资源自适应管理方法流程图。
图2基于调度性能评估优化的自适应综合优先级计算。
具体实施方式
基于性能评估优化的多功能雷达资源自适应管理方法的实施过程及流程如附图1所示，具体描述为以下过程：
Step1初始化，查看当前***资源状态并清空执行任务队列和删除任务队列，查询雷达申请任务队列；
Step2将申请任务队列中期望执行时间在本调度间隔内的任务取出，并根据基于调度性能评估优化的自适应综合优先级计算方法计算各申请任务的综合优先级值，得到该调度间隔的雷达待执行任务队列；
Step3依次从待执行队列中取出综合优先级值最高的任务，判断其驻留时间是否满足小于调度间隔的剩余时间，若满足则根据该任务的期望执行时间、时间窗确定其可执行时间范围并分配任务实际执行时刻，且任务所需***资源可用，将任务送入执行任务队列；当不满足调度间隔剩余时间或任务所需***资源冲突时则转入Step4；
Step4判断任务最晚可执行时间是否满足在下一调度间隔内执行，若满足则将任务送入延迟任务队列，否则送入删除任务队列；
Step5重复Step3、Step4直至完成本调度间隔待执行任务队列的调度；
Step6调度性能评估，计算本调度间隔内的***资源使用状态及调度性能评估结果，并将本调度间隔内的***资源使用状态及调度性能评估结果反馈至Step2中所述综合优先级计算方法中，完成综合优先级计算方法的自适应优化调整；
Step7将延迟任务队列中的任务加入到申请任务队列中，重复Step2～Step6继续下个调度间隔的调度管理。
本发明Step2中基于调度性能评估优化的自适应综合优先级计算方法，综合优先级计算构成图如附图2所示，具体实施步骤如下：
Step1提取任务的各项特征参数值ξi(ξ1,ξ2,…,ξm)；
Step2根据***资源使用状态及调度性能评估结果rj自适应调整各任务特征参数的权系数大小ωi＝fi(r1,r2,…,rn)；权系数的计算公式由特征参数ξi与***资源及调度性能评估结果rn的相关性
Figure GDA0003251641340000021
确定，如下式所示，相关映射表如表1所示；
Figure GDA0003251641340000031
表1任务特征参数与***资源使用状态及调度性能相关映射表
r<sub>1</sub>(SSR) r<sub>2</sub>(HVR) r<sub>3</sub>(ATSR) r<sub>4</sub>(TUR) r<sub>5</sub>(AUR) ……
ξ<sub>1</sub>(P) c<sub>11</sub> c<sub>12</sub> c<sub>13</sub> c<sub>14</sub> c<sub>15</sub>
ξ<sub>2</sub>(T<sub>d</sub>) c<sub>21</sub> c<sub>22</sub> c<sub>23</sub> c<sub>24</sub> c<sub>25</sub>
ξ<sub>3</sub>(A<sub>n</sub>) c<sub>31</sub> c<sub>32</sub> c<sub>33</sub> c<sub>34</sub> c<sub>35</sub>
…… …… ……
Step3通过任务各项特征参数值与其权系数计算任务的综合优先级值Ps；计算公式如下式所示。
Figure GDA0003251641340000032
式中，ξi表示任务第i个特征参数的值，ωi表示任务第i个特征参数的权系数大小，m表示共m个任务特征参数，rj表示第j个***资源使用状态及调度性能评估反馈结果的值，cij表示任务第i个特征参数与第j个***资源及调度性能评估反馈结果的相关性，n表示共有n个***资源使用状态及调度性能评估反馈结果。
例如表1所示，选取三种任务特征参数进行综合优先级计算，任务工作方式优先级P、驻留时间Td和孔径需求An。***资源使用状态及调度性能评估结果有任务调度成功率(SSR,Scheduling Success Rate)、实现价值率(HVR,Hit Value Rate)、平均时间偏移率(ATSR,Average Time Shifting Rate)、时间使用率(TUR,Time Utilization Rate)、孔径使用率(AUR,Aperture Utilization Rate)五项，则各项特征参数的权系数分别为：
Figure GDA0003251641340000033
任务综合优先级值大小为：
Figure GDA0003251641340000034

Claims (1)

1.一种基于性能评估优化的多功能雷达资源自适应管理方法，其特征在于：
Step1初始化，查看当前***资源状态并清空执行任务队列和删除任务队列，查询雷达申请任务队列；
Step2将申请任务队列中期望执行时间在本调度间隔内的任务取出，并根据基于调度性能评估优化的自适应综合优先级计算方法计算各申请任务的综合优先级值，得到该调度间隔的雷达待执行任务队列，综合优先级的计算公式如下：
Figure FDA0003251641330000011
式中，ξi表示任务第i个特征参数的值，ωi表示任务第i个特征参数的权系数大小，m表示共m个任务特征参数，rj表示第j个***资源使用状态及调度性能评估反馈结果的值，cij表示任务第i个特征参数与第j个***资源及调度性能评估反馈结果的相关性，n表示共有n个***资源使用状态及调度性能评估反馈结果；
Step3依次从待执行队列中取出综合优先级最高的任务，判断其驻留时间是否满足小于调度间隔的剩余时间，若满足则根据该任务的可执行时间范围分配任务实际执行时刻，且任务满足***资源约束，将任务送入执行任务队列；当不满足调度间隔剩余时间或任务可分配执行时刻与其他已调度任务时间冲突时则转入Step4；
Step4判断任务最晚可执行时间是否满足在下一调度间隔内执行，若满足则将任务送入延迟任务队列，否则送入删除任务队列；
Step5重复Step3、Step4直至完成本调度间隔待执行任务队列的调度；
Step6调度性能评估，计算本调度间隔内的***资源使用状态及调度性能评估结果，并将本调度间隔内的***资源使用状态及调度性能评估结果反馈至Step2中所述综合优先级计算方法中，完成综合优先级计算方法的自适应调整；
Step7将延迟任务队列中的任务加入到申请任务队列中，重复Step2～Step6继续下个调度间隔的调度管理。
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