1.一种扩展杂波模型下MIMO通感一体化系统安全设计方法，其特征在于，包括以下具体步骤：建立配备了NT个发射天线和NR个接收天线的MIMO通感一体化系统；

构建探测模型、通信模型，基于探测模型和通信模型构造发射波形与接收滤波器联合优化问题确保系统能够安全的与下行用户进行通信；

针对联合优化问题设计联合优化算法进行优化；

通过仿真实验以测试联合优化算法的性能，完成MIMO通感一体化系统安全设计。

2.根据权利要求1所述的一种扩展杂波模型下MIMO通感一体化系统安全设计方法，其特征在于，构建探测模型具体为，假设每个发射阵元发射的信号具有L个快时间离散采样点，则在第t个采样点时，所有发射天线发射的信号st可以表示为st＝pt+vt(1)

其中 一体化信号 人工噪声

则对L个快时间采样点，MIMO雷达的发射信号矩阵S可以表示为S＝P+V (2)

其中 一体化信号矩阵 人工噪声矩阵另外，假设扩展目标的目标冲击响应TIR共占据Q个快时间单元，即则经过目标反射后，MIMO雷达接收机接收到的信号为：H

Y＝HST+N

H H

＝HPT+HVT+N (3)

T

其中,导向矩阵H＝b(θ,f)a (θ,f)，其中发射导向矢量 接收导向矢量f表示雷达的实时工作频率，当雷达工作带宽远远小于中心频率fc时，阵列导向矢量可以使用窄带模型描述，f可以用常数fc代替，此时，发射和接受导向矢量可以近似认为与带宽无关，记为a(θ)和b(θ)，扩展目标TIR矩阵 其中移位矩阵可以表示为

表示与发射波形无关的不感兴趣回波分量，包含系统噪声、射频干扰，令y＝vec(Y)，p＝vec(P)，v＝vec(V)，n＝vec(N)，则可以将式表示为其中 且

设w为接收滤波器向量，基于式可得，雷达接收机输出端信号为：根据式，定义矩阵 可以得到zout的另一种表达式：式中，

根据式、可得输出端SINR表达式如下：

3.根据权利要求1所述的一种扩展杂波模型下MIMO通感一体化系统安全设计方法，其特征在于，所述构建通信模型具体为，假设一体化系统服务于K个单天线下行合法通信用户，且系统中还存在M个单天线非法通信用户，则在第i个合法通信用户和第m个非法通信用户处接收到的信号可以分别表示为：其中hbi和hem分别表示从BS到第i个合法通信用户和第m个非法通信用户的通信信道向量， 和 分别表示第i个合法通信用户和第m个非法通信用户处的高斯白噪声，pi表示承载发送给第i个合法通信用户信息的信号，且 假设对于所有的i≠j，pi与pj无关，此时 则第i个合法通信用户第m个非法通信用户处的SINR可以分别表示为：

4.根据权利要求1所述的一种扩展杂波模型下MIMO通感一体化系统安全设计方法，其特征在于，所述基于探测模型和通信模型构造发射波形与接收滤波器联合优化问题确保系统能够安全的与下行用户进行通信具体为，雷达通过之前的探测，并利用估计方法得到感兴趣目标的TIR先验信息t0，但是估计得到的TIR存在一定的误差Δt，假设Δt具有随机性，符合复高斯分布 则目标TIR以描述为 在实际的雷达探测任务中，为了稳定地实现目标探测，系统要求目标的SINR高于某个门限，考虑到式的输出SINR具有随机性，通过波形设计保证目标SINR超过门限的概率不小于系统要求的概率门限，以实现稳定的目标检测，即式中，Γ表示目标检测门限，1‑ρ表示稳定检测概率，ρ越小，系统的检测性能越好，将系统的总和保密速率定义为其中λi和λm分别表示第i个合法通信用户和第m个非法通信用户的非负权重，表示K个合法通信用户的通信速率总和， 表示M个非法通信用户的通信速率总和，构造如下优化模型，对发射波形与接受滤波器进行联合优化：H H

其中Rp＝pp，Rv＝vv， P0为系统的发射功率预算。

5.根据权利要求1所述的一种扩展杂波模型下MIMO通感一体化系统安全设计方法，其特征在于，针对联合优化问题设计联合优化算法进行优化具体为，(n)

当接收滤波器w 固定时，中稳定概率约束内部的SINR≥Γ可以改写为其中，

1/2 1/2

已知TIR误差 可将其改写为Δt＝Ω u，其中 Ω＝Ω

1/2 H H

Ω ，再令 式可以表示为uBu+2Re(u r)+ω≥0(20)

式中，

然后，使用基于分解的大偏差不等式，将式转换为只包含二阶锥约束的凸约束集，已知 ρ∈(0,1]，对于任意H H

Prob{eQe+2Re{er}+s 0}1‑ρ (21)都有，式等价于以下约束集

式中x，y是松弛变量，

引入松弛变量m、n，对于任意给定的g，可以将式中的稳定概率约束改写为利用式给出的凸约束集替换稳定检测概率约束，将原优化问题重新表述为以下半定规划形式使用一种基于拉格朗日对偶转换的快速求解方法，首先将式(17)改写为

+

其中，fi(r)＝λilog(1+r)是一个凹递增函数， 是一个凹递减函数，+

引入一组辅助变量 用于替代每个fi (r)中的对数内部的分式项；再引入一组辅助变量 用于替代每个 中的对数内部的分式项，即将原优化问题转化为当且仅当 是优化问题的最优解时，可以得到原优化问题的最优解(Rp,Rv)，其中目标函数表述为

其中，

辅助变量 通过(Rp,Rv)和 交替优化有效地求解，当Rv固定时，优化 可以直接求出γ、的最优闭式解分别是当 固定时，优化Rv，引入辅助变量 和 将优化问题转换为其中，

＊

当且仅当 是优化问题的最优解时，可以得到问题的最优解Rv ，通过Rv和交替优化来求解问题，当Rv固定时，y和 可以分别更新为其中，ε是一个很小的正数，防止 趋近于无穷，当辅助变量 全部固定时，优化问题变成一个凸问题，可以直接求解。

当Rp固定时，通过式、更新 当Rp和 固定时，通过式、更新 当 全部＊

固定时，通过求解问题求解Rp ，当一体化信号p和人工噪声v的协方差矩阵Rp和Rv固定时，最大化雷达输出端SINR的期望，求解最优w，根据式，输出端SINR的期望为令 则 将f在 处一阶泰勒展开由于 将两边同时取期望

由此可将式重新表述为

H

令W＝ww， 可将 重新表述为关于Rp的函数同理将 重新表述为关于Rv的函数*

因此，构造如下优化问题，直接求解WH *

由于W＝ww，通过计算W的主特征值可以直接获得w其中， 表示计算矩阵主特征向量操作。