《Journal of Systems Engineering and Electronics》：Dwell Scheduling for MFIS with Aperture Partition and JRC Waveform
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为破解MFIS在密集任务场景下“时间-孔径”双重瓶颈，作者首次将孔径分区与JRC波形同时纳入驻留调度框架，提出动态指针-启发式算法，使任务丢弃率降低15%，通信任务成功率保持100%，实现50 ms内实时决策，为雷达通信一体化资源管理提供可直接工程落地的范式。
想象一下，未来战场上的战机或战舰只剩巴掌大的天线孔径，却要在同一秒内完成搜索敌机、跟踪高机动目标、与编队共享高清图像、压制敌方雷达——任何一项任务掉链子都可能决定生死。现实是，传统“单波束+硬分时”模式像只有一条车道的立交桥，任务一多就堵死；而近年兴起的MFIS（multifunctional integration system，多功能一体化系统）虽然能同时发射多波，却面临“时间-孔径”二维冲突：孔径被提前占用导致高优先任务被迫丢弃，通信与雷达任务互相挤占时段，系统利用率始终上不去。更棘手的是，雷达与通信长期分灶吃饭，硬件重复、波形割裂，资源浪费惊人。
为拆掉这座“独木桥”，电子科技大学信息与通信工程学院CHENG Ting团队把“孔径分区”与“联合雷达通信（JRC）波形”这两把利刃合二为一，在《Journal of Systems Engineering and Electronics》2025年第4期发表研究，首次建立同时考虑孔径分区与JRC波形的自适应驻留调度优化模型，并给出可实时运行的启发式求解算法，让雷达、通信、干扰等多类任务在同一块相控阵面板上“各走各道”又“共享车道”，把资源利用率逼向理论极限。
作者首先把问题抽象为“带时间-孔径-波形三重约束的组合优化”：目标函数是最大化“调度增益”，即已调度任务的模式优先权之和；决策变量包括每任务的起始时刻、占用子孔径编号、是否以R-C任务形式合并执行等。约束方面，除传统时间窗、最晚可执行时刻外，新增三项JRC准入条件：
① 时间重叠条件——雷达与通信任务必须有重叠执行时段；
② 波束方向条件——两者波束指向差小于阈值bp（由波束宽度决定）；
③ 孔径条件——通信任务所需孔径不大于雷达任务，避免“小任务拖大资源”。
为破解NP-hard困局，作者提出“动态时间指针+启发式规则”算法：指针每步滑向当前已调度任务中最早结束时刻，立即释放被占孔径；任务按“重要性+紧迫性”综合优先权排序，高优任务先抢资源，雷达或通信任务若满足JRC三条件即合并为单一R-C任务，只计一次驻留时长却同时完成双功能。该算法计算复杂度O(N log N)，在50 ms调度间隔内可完成100个目标的实时决策。
模拟场景设置8类任务：确认、高精度跟踪、普通跟踪、目标丢失、搜索、通信、电子干扰、R-C合并任务，共100批目标，跟踪与通信请求比例2:1。与仅支持单波束的HPEDF算法（Algorithm A）、仅支持JRC的单波束算法（Algorithm B）、仅用JRC（Algorithm C）或仅用孔径分区（Algorithm D）相比，新算法在目标数达100时仍保持任务丢弃率（TDR）最低（约0.25），高价值任务命中率（HVR）>90%，通信任务成功调度率（SSRCT）100%，平均运行时间仅3.7 ms，远低于SI时长50 ms。
研究结论指出：孔径分区与JRC波形并非简单“1+1”，而是互补放大——分区解决空间冲突，JRC解决时间冲突，两者耦合后系统容量提升显著；动态指针机制避免“长任务堵短任务”，是实时性的关键。未来工作将拓展至多MFIS节点网络，考虑跨平台协同调度。
技术方法速览
基于调度间隔（SI）的滚动时域框架；构建含时间-孔径-波束指向三重约束的混合整数规划模型；设计动态时间指针启发式算法，任务优先权由模式优先权与截止期双指标合成；JRC三条件快速检测；蒙特卡洛100次统计评估。
主要结果
问题建模：给出MFIS中同时考虑孔径分区与JRC波形的优化模型，目标函数为最大化已调度任务优先权之和，约束集首次纳入JRC三条件。
算法设计：提出动态时间指针机制，指针滑向最早任务结束时刻即时释放孔径；结合综合优先权排序与JRC合并策略，实现O(N log N)复杂度。
性能评估：在100目标密集场景下，新算法TDR比单波束算法降低约15%，HVR提高10%，SSRCT保持100%，运行时间<4 ms，满足实时性。
结论与讨论
该研究首次将孔径分区与JRC波形纳入统一调度框架，通过“动态指针+启发式规则”实现毫秒级决策，显著降低任务丢弃率并保障高价值任务与通信任务成功率，为MFIS走向高烈度实战提供可直接落地的资源管理方案，亦为后续多平台网络级调度奠定模型与算法基础。
