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多目标跟踪（Multi-target Tracking，MTT）的概念是20世纪50年代中期提出来的，发展至今已有60多年的历史 [64-67] 了，已经成功应用于各个领域，比如空中目标预警和拦截系统、测轨系统、惯性导航系统、海岸监视系统等 [68] 。现在，多目标跟踪技术已经受到各国的高度重视，成为非常重要的研究领域 [68] 。随着现代科学技术的发展，单站雷达（如集中式MIMO雷达）通过特定的工作模式，可同时对多个目标进行跟踪 [14] 。
2003年，MIT林肯实验室的Bliss和Forsythe首次提出了集中式MIMO雷达的概念 [25-32] 。最初，集中式MIMO雷达采用正交发射波形，雷达系统只能形成较低增益的全向方向图，截获概率降低。为了保证目标检测性能，采用长时间积累方式 [69-70] ，即对目标进行长时间观测，提高感知低速运动目标的灵敏度 [31] 。Rabideau等 [14] 通过引入数字阵列的概念，使雷达系统能够灵活设计期望的方向图，从而使系统的时间和资源管理更加灵活。文献[33-40]给出了如何通过设计各个阵元发射信号，形成同时多波束工作模式的方法。在这种工作模式下，每个波束能独立跟踪不同目标。相对于传统单个波束跟踪模式，这种方法可降低峰值功率，满足军事应用中低截获的需求，提升波束在各个目标上的驻留时间，提升多普勒分辨率 [14] 。当发射波束相互独立地分散在整个空域时，则接收波束等间距地分散在整个照射的空域。在此情况下，利用多目标的空间多样性可区分不同目标的回波信息，进而避免复杂的数据关联过程。由此，多目标跟踪问题可拆分为多个单目标跟踪问题。
对于集中式MIMO雷达，实现资源的合理分配与管理是一项关键问题。目前，面向集中式MIMO雷达资源分配的研究很少，仅有少量的文献提出合理分配MIMO雷达不同天线发射功率的思想，以减小散射点估计的均方误差（Mean Square Error，MSE） [71] 。实际中，同时多波束工作模式能够降低截获概率、延长相干积累时间，在多目标跟踪背景中具有广阔的应用前景。本书考虑了同时多波束工作模式下的资源分配问题，将跟踪器反馈的目标预测信息用于指导下一时刻多个波束的发射参数。