TWI771923B - Method and apparatus for radar modulations - Google Patents
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Abstract
Description
雷達係可偵測且追蹤物件、對表面進行地圖繪製且辨識目標之有用裝置。在許多情況中,一雷達可取代體積大且昂貴的感測器(諸如一攝影機),且在存在不同環境條件(諸如低照明及霧)或具有移動或重疊目標之情況下提供改良之效能。 Radar is a useful device for detecting and tracking objects, mapping surfaces, and identifying targets. In many cases, a radar can replace bulky and expensive sensors (such as a camera) and provide improved performance in the presence of different environmental conditions (such as low lighting and fog) or with moving or overlapping targets.
雖然使用雷達感測可係有利的,但存在與將雷達感測器併入商業裝置中相關聯之許多挑戰。舉例而言,較小消費者裝置對雷達感測器之一大小設置限制,其可限制效能。此外,習知雷達使用客製化設計之雷達特定硬體以產生雷達特定信號。此硬體可係昂貴的且若併入則需要消費者裝置中的額外空間。因此,歸因於額外成本及空間限制,消費者裝置不太可能併入雷達感測器。 While the use of radar sensing can be advantageous, there are a number of challenges associated with incorporating radar sensors into commercial devices. For example, smaller consumer devices place a limit on the size of one of the radar sensors, which can limit performance. In addition, conventional radars use custom-designed radar-specific hardware to generate radar-specific signals. This hardware can be expensive and requires additional space in consumer devices if incorporated. Therefore, consumer devices are unlikely to incorporate radar sensors due to additional cost and space constraints.
本發明描述實現使用一無線通信晶片組之雷達感測之雷達調變之技術及設備。一控制器初始化或控制藉由該無線通信晶片組執行之調變。以此方式,該控制器可使該無線通信晶片組能夠執行用於無線通信或雷達感測之調變。在一些情況中,該控制器可進一步選擇用於設定一雷達信號之 一頻率及一頻寬之一無線通信頻道,藉此避免多個雷達信號之間或該雷達信號與一通信信號之間之干擾。在其他情況中,該控制器可引起該無線通信晶片組將通信資料調變至該雷達信號上。此使接收該信號之另一裝置能夠執行無線通信或雷達感測。藉由利用此等技術,該無線通信晶片組可用於無線通信或雷達感測。 This disclosure describes techniques and apparatus for implementing radar modulation for radar sensing using a wireless communication chipset. A controller initiates or controls modulation performed by the wireless communication chipset. In this way, the controller may enable the wireless communication chipset to perform modulation for wireless communication or radar sensing. In some cases, the controller may further choose to set a radar signal A wireless communication channel of a frequency and a bandwidth, thereby avoiding interference between a plurality of radar signals or between the radar signal and a communication signal. In other cases, the controller may cause the wireless communication chipset to modulate communication data onto the radar signal. This enables another device receiving the signal to perform wireless communication or radar sensing. By utilizing these technologies, the wireless communication chipset can be used for wireless communication or radar sensing.
下文描述之態樣包含一無線通信晶片組、一處理器及包括回應於藉由該處理器執行而實施一控制器之電腦可執行指令之一電腦可讀儲存媒體。該無線通信晶片組包含一同相及正交調變器。該無線通信晶片組經組態以經由該同相及正交調變器基於一調變類型而調變一信號。該控制器經組態以選擇該調變類型以實現反射該信號之一目標之偵測。 Aspects described below include a wireless communication chipset, a processor, and a computer-readable storage medium including computer-executable instructions responsive to execution by the processor to implement a controller. The wireless communication chip set includes in-phase and quadrature modulators. The wireless communication chipset is configured to modulate a signal based on a modulation type via the in-phase and quadrature modulators. The controller is configured to select the modulation type to enable detection of a target reflecting the signal.
下文描述之態樣亦包含一種選擇一第一調變類型以使一目標之一位置能夠被判定之方法。該方法包含選擇一第二調變類型以使通信資料能夠被無線地傳達。該方法亦包含經由一無線通信晶片組基於該第一調變類型調變一信號以產生一雷達信號。另外,該方法包含經由該無線通信晶片組基於該第二調變類型調變另一信號以產生一通信信號。該方法進一步包含控制該雷達信號及該通信信號之發射來實現經由該無線通信晶片組之雷達感測及無線通信。 The aspects described below also include a method of selecting a first modulation type to enable a position of a target to be determined. The method includes selecting a second modulation type to enable communication data to be communicated wirelessly. The method also includes modulating, via a wireless communication chipset, a signal based on the first modulation type to generate a radar signal. Additionally, the method includes modulating, via the wireless communication chipset, another signal based on the second modulation type to generate a communication signal. The method further includes controlling the transmission of the radar signal and the communication signal to enable radar sensing and wireless communication via the wireless communication chipset.
下文描述之態樣亦包含一種系統,其具有用於控制一無線通信晶片組以產生用於雷達感測之一雷達信號之構件及用於選擇藉由該無線通信晶片組執行之一調變類型以支援雷達感測或無線通信之構件。 The aspects described below also include a system having means for controlling a wireless communication chipset to generate a radar signal for radar sensing and for selecting a modulation type to be performed by the wireless communication chipset A component to support radar sensing or wireless communication.
100:環境 100: Environment
102:運算裝置 102: Computing device
102-1:桌上型電腦 102-1: Desktop Computers
102-2:平板電腦 102-2: Tablet PC
102-3:膝上型電腦 102-3: Laptops
102-4:電視 102-4: Television
102-5:運算手錶 102-5: Computing watch
102-6:運算眼鏡 102-6: Computing Glasses
102-7:遊戲系統 102-7: Game System
102-8:微波爐 102-8: Microwave oven
102-9:車輛 102-9: Vehicles
104:無線通信晶片組 104: Wireless Communication Chipset
104-1:第一無線通信晶片組 104-1: The first wireless communication chipset
104-2:第二無線通信晶片組 104-2: Second Wireless Communication Chipset
104-3:第三無線通信晶片組 104-3: The third wireless communication chipset
106:基地台 106: Base Station
108:無線通信鏈路/無線鏈路 108: Wireless Communication Links/Wireless Links
108-1:無線鏈路 108-1: Wireless Link
108-2:無線鏈路 108-2: Wireless Link
108-3:無線鏈路 108-3: Wireless Link
110-1:遮蔽手勢辨識應用程式 110-1: Masking Gesture Recognition Application
110-2:手勢辨識應用程式 110-2: Gesture Recognition Application
110-3:醫學診斷應用程式 110-3: Medical Diagnostic Applications
110-4:地圖繪製應用程式 110-4: Mapping Applications
200:環境 200: Environment
202:智慧型電話 202: Smartphone
204:智慧型冰箱 204: Smart Refrigerator
206-1:雷達場 206-1: Radar Field
206-2:雷達場 206-2: Radar Field
206-3:雷達場 206-3: Radar Field
302:網路介面 302: Network Interface
304:電腦處理器 304: Computer processor
306:電腦可讀媒體 306: Computer-readable media
308:基於雷達之應用程式 308: Radar-based applications
310:控制器 310: Controller
402:通信介面 402: Communication interface
404:天線 404: Antenna
404-1至404-NM:天線 404-1 to 404-NM: Antenna
406:收發器 406: Transceiver
406-1至406-NM:收發器 406-1 to 406-NM: Transceivers
408:系統處理器 408: System Processor
410:系統媒體 410: System Media
416:全雙工操作 416: full duplex operation
418:數位波束成形器 418: Digital Beamformers
420:雷達調變器 420: Radar Modulator
502-1至502-NM:發射器 502-1 to 502-NM: Transmitter
504-1至504-NM:接收器 504-1 to 504-NM: Receivers
506-1至506-NM:開關 506-1 to 506-NM: Switch
508:雙工操作信號 508: Duplex operation signal
602-1:發射雷達信號 602-1: Transmit Radar Signal
602-2:反射雷達信號 602-2: Reflected Radar Signal
604:目標 604: Target
606:圖表 606: Charts
608:圖表 608: Charts
610-1至610-P:發射脈衝 610-1 to 610-P: Transmit Pulse
612-1:反射脈衝 612-1: Reflected Pulse
612-2:反射脈衝 612-2: Reflected Pulse
702-1至702-N:基頻帶資料 702-1 to 702-N: Baseband Information
704-1至704-N:複合權重 704-1 to 704-N: Composite Weights
706:加總 706:Total
708:空間回應 708: Space Response
802:天線陣列 802: Antenna Array
802-1:發射天線陣列 802-1: Transmitting Antenna Array
802-2:接收天線陣列 802-2: Receive Antenna Array
902:I/Q調變器 902: I/Q Modulator
904:I/Q解調變器 904: I/Q demodulator
906:調變操作信號 906: Modulation operation signal
1000-1至1000-N:信號 1000-1 to 1000-N: Signal
1100:方法 1100: Method
1102:步驟 1102: Steps
1104:步驟 1104: Steps
1106:步驟 1106: Steps
1108:步驟 1108: Steps
1110:步驟 1110: Steps
1200:方法 1200: Method
1202:步驟 1202: Steps
1204:步驟 1204: Steps
1206:步驟 1206: Steps
1208:步驟 1208: Steps
1210:步驟 1210: Steps
1300:方法 1300: Method
1302:步驟 1302: Steps
1304:步驟 1304: Steps
1306:步驟 1306: Steps
1308:步驟 1308: Steps
1310:步驟 1310: Steps
1400:運算系統 1400: Computing Systems
1402:通信裝置 1402: Communication Devices
1404:裝置資料 1404: Device Information
1406:資料輸入 1406: Data input
1408:通信介面 1408: Communication interface
1410:處理器 1410: Processor
1412:處理及控制電路 1412: Processing and Control Circuits
1414:電腦可讀媒體 1414: Computer-readable media
1416:大容量儲存媒體裝置/儲存媒體 1416: Mass Storage Media Device/Storage Media
1418:裝置應用程式 1418: Device Application
1420:作業系統 1420: Operating System
參考以下圖式描述實現使用一無線通信晶片組之雷達感測之雷達調變之設備及技術。貫穿圖式使用相同數字來提及相同特徵及組件: 圖1繪示其中描述使用一無線通信晶片組之雷達感測之一例示性環境。 Devices and techniques for implementing radar modulation for radar sensing using a wireless communication chipset are described with reference to the following figures. The same numbers are used throughout the drawings to refer to the same features and components: FIG. 1 shows an exemplary environment in which radar sensing using a wireless communication chipset is described.
圖2繪示其中多個通信裝置執行無線通信及雷達感測之一例示性環境。 2 illustrates an exemplary environment in which multiple communication devices perform wireless communication and radar sensing.
圖3繪示一例示性運算裝置。 FIG. 3 shows an exemplary computing device.
圖4繪示一例示性無線通信晶片組。 FIG. 4 illustrates an exemplary wireless communication chipset.
圖5繪示用於全雙工操作之一例示性通信裝置。 5 shows an exemplary communication device for full duplex operation.
圖6-1繪示用於連續波雷達之一無線通信晶片組之全雙工操作。 Figure 6-1 illustrates full-duplex operation of a wireless communication chipset for CW radar.
圖6-2繪示用於脈衝多普勒雷達之一無線通信晶片組之全雙工操作。 Figure 6-2 illustrates full duplex operation of a wireless communication chipset for a pulsed Doppler radar.
圖7繪示用於數位波束成形之一例示性數位波束成形器及無線通信晶片組。 7 illustrates an exemplary digital beamformer and wireless communication chipset for digital beamforming.
圖8-1繪示用於數位波束成形之一例示性無線通信晶片組。 8-1 illustrates an exemplary wireless communication chipset for digital beamforming.
圖8-2繪示用於數位波束成形之另一例示性無線通信晶片組。 8-2 illustrate another exemplary wireless communication chipset for digital beamforming.
圖9繪示用於雷達調變之一例示性雷達調變器及無線通信晶片組。 9 shows an exemplary radar modulator and wireless communication chipset for radar modulation.
圖10繪示執行無線通信及雷達感測之一例示性通信裝置。 10 shows an exemplary communication device that performs wireless communication and radar sensing.
圖11繪示用於使用無線通信晶片組執行用於雷達感測之全雙工操作之一例示性方法。 11 illustrates an exemplary method for performing full-duplex operation for radar sensing using a wireless communication chipset.
圖12繪示用於使用無線通信晶片組執行用於雷達感測之數位波束成形之一例示性方法。 12 shows an exemplary method for performing digital beamforming for radar sensing using a wireless communication chipset.
圖13繪示用於使用無線通信晶片組執行用於雷達感測之雷達調變之一例示性方法。 13 shows an exemplary method for performing radar modulation for radar sensing using a wireless communication chipset.
圖14繪示體現用於雷達感測之一無線通信晶片組或其中可實施實現用於雷達感測之一無線通信晶片組之使用之技術之一例示性運算系統。 14 illustrates an exemplary computing system embodying a wireless communication chipset for radar sensing or in which techniques for enabling the use of a wireless communication chipset for radar sensing may be implemented.
本申請案主張2017年5月31日申請之美國臨時申請案第62/512,961號之權利,該申請案之全文藉此以引用的方式併入本文中。 This application claims the benefit of US Provisional Application No. 62/512,961, filed May 31, 2017, which is hereby incorporated by reference in its entirety.
概述 Overview
雖然許多運算裝置可不具有雷達感測器,但此等運算裝置可獲益於雷達感測。舉例而言,雷達感測可經由手勢辨識增強使用者介面、經由近接偵測增強功率節約技術等。 While many computing devices may not have radar sensors, such computing devices may benefit from radar sensing. For example, radar sensing can enhance user interfaces through gesture recognition, power saving techniques through proximity detection, and the like.
然而,一運算裝置可包含一無線通信晶片組,該無線通信晶片組可使一使用者能夠與朋友交談、下載資訊、分享圖像、遠端控制家用裝置、接收全球定位資訊或收聽無線電台。雖然用於發射及接收無線通信信號,但無線通信晶片組包含作為一雷達感測器之許多類似組件,諸如一天線、一收發器及一處理器。此外,用於無線通信之頻率可類似於用於雷達感測之彼等頻率(例如,S頻帶、C頻帶、X頻帶、毫米波頻率等)。 However, a computing device may include a wireless communication chipset that enables a user to chat with friends, download information, share images, remotely control home devices, receive global positioning information, or listen to radio stations. Although used to transmit and receive wireless communication signals, the wireless communication chipset includes many similar components as a radar sensor, such as an antenna, a transceiver, and a processor. Furthermore, the frequencies used for wireless communication may be similar to those used for radar sensing (eg, S-band, C-band, X-band, millimeter-wave frequencies, etc.).
然而,無線通信晶片組通常經設計用於無線通信而非雷達感測。舉例而言,無線通信晶片組可經設置以使用分時雙工技術來在發射與接收通信信號之間切換,其可能未促進偵測用於雷達感測之近距離目標。另外,無線通信晶片組可經設置以利用一單一發射或接收鏈,其可能未促進判定用於雷達感測之目標之角度位置。此外,無線通信晶片組可經設置以利用通信調變,其可能未促進判定用於雷達感測之目標之距離及多普勒。 However, wireless communication chipsets are typically designed for wireless communication rather than radar sensing. For example, wireless communication chipsets may be configured to use time-division duplexing techniques to switch between transmitting and receiving communication signals, which may not facilitate detection of close-range targets for radar sensing. Additionally, wireless communication chipsets may be configured to utilize a single transmit or receive chain, which may not facilitate determining the angular position of targets for radar sensing. In addition, wireless communication chipsets may be configured to utilize communication modulation, which may not facilitate determining distance and Doppler of targets for radar sensing.
因而,本文件描述用於使用無線通信晶片組來實施雷達感測技術之技術及裝置。技術利用一控制器,該控制器使無線通信晶片組除了無線通信信號之外或代替無線通信信號能夠發射且接收雷達信號。特定言之,控 制器可引起無線通信晶片組執行全雙工操作、支援數位波束成形或產生雷達調變。 Thus, this document describes techniques and apparatus for implementing radar sensing techniques using wireless communication chipsets. The technology utilizes a controller that enables the wireless communication chipset to transmit and receive radar signals in addition to or instead of wireless communication signals. In particular, control The controller can cause wireless communication chipsets to perform full-duplex operation, support digital beamforming, or generate radar modulation.
全雙工操作使發射及接收能夠在一相同時間部分內發生,藉此實現連續波雷達或脈衝多普勒雷達技術之使用。數位波束成形實現客製化波束導引及塑形用於判定目標之一角度位置。使用數位波束成形技術,可由無線通信晶片組發射或接收各種雷達場。雷達調變使一雷達信號能夠由無線通信晶片組發射且接收,藉此支援用於雷達感測之頻率調變(FM)測距或多普勒感測技術。 Full-duplex operation enables transmission and reception to occur within the same portion of time, thereby enabling the use of continuous wave radar or pulsed Doppler radar technology. Digital beamforming enables customized beam steering and shaping to determine an angular position of the target. Using digital beamforming technology, various radar fields can be transmitted or received by wireless communication chipsets. Radar modulation enables a radar signal to be transmitted and received by a wireless communication chipset, thereby supporting frequency modulation (FM) ranging or Doppler sensing techniques for radar sensing.
使用此等技術,無線通信晶片組可用於基於雷達之應用程式,該等應用程式偵測一使用者之一存在、追蹤使用者之手勢用於無觸碰控制、為自主駕駛提供防撞等。取決於運算裝置之一目的,無線通信晶片組可重新規劃用於雷達感測或提供無線通信及雷達感測兩者。因此,包含無線通信晶片組之運算裝置可在不使用一雷達感測器或雷達特定硬體的情況下利用且獲益於雷達感測。此外,可針對具有不同組態之各種不同無線通信晶片組定製或最佳化一些技術。使雷達感測負擔得起且可用於許多運算裝置可進一步使多個運算裝置能夠實施主動、被動或雙態雷達技術。此文件現轉向例示性環境,在其之後描述例示性設備、例示性方法及一例示性運算系統。 Using these technologies, wireless communication chipsets can be used in radar-based applications that detect the presence of a user, track user gestures for touchless control, provide collision avoidance for autonomous driving, and more. Depending on one of the purposes of the computing device, the wireless communication chipset can be repurposed for radar sensing or to provide both wireless communication and radar sensing. Thus, computing devices including wireless communication chipsets can utilize and benefit from radar sensing without the use of a radar sensor or radar specific hardware. Furthermore, some techniques may be customized or optimized for various different wireless communication chipsets with different configurations. Making radar sensing affordable and available to many computing devices may further enable multiple computing devices to implement active, passive, or two-state radar technology. The document now turns to an exemplary environment, after which exemplary apparatuses, exemplary methods, and an exemplary computing system are described.
例示性環境 exemplary environment
圖1係其中可體現使用使用一無線通信晶片組之雷達感測之技術及包含使用一無線通信晶片組之雷達感測之一設備之一例示性環境100之一圖解。環境100包含一運算裝置102,該運算裝置102包含一無線通信晶片組104以透過一無線通信鏈路108(無線鏈路108)與一基地台106通信。在此
實例中,運算裝置102被實施為一智慧型電話。然而,運算裝置102可被實施為任何適合運算或電子裝置,如關於圖2及圖3進一步詳細描述。
1 is an illustration of an
基地台106經由無線鏈路108與運算裝置102通信,該無線鏈路108可被實施為任何適合類型之無線鏈路。雖然被描繪為一蜂巢式網路之一塔,但基地台106可表示或被實施為另一裝置,諸如一衛星、有線電視頭端、地面電視廣播塔、存取點、對等裝置、網狀網路節點、物聯網(IoT)裝置等等。因此,運算裝置102可經由無線鏈路108與基地台106或另一裝置通信。
無線鏈路108可包含自基地台106傳達至運算裝置102之資料或控制資訊之一下行鏈路或自運算裝置102傳達至基地台106之其他資料或控制資訊之一上行鏈路。無線鏈路108可使用任何適合通信協定或標準實施,包含用於以下項之通信協定或標準:蜂巢式網路(例如,第三代合作夥伴計畫長期演進(3GPP LTE)或第五代(5G))、IEEE 802.11(例如,802.11n/ac/ad/g/a/b)、Wi-Fi、WiGigTM、WiMAXTM、BluetoothTM、多輸入多輸出(MIMO)網路等等。
代替具有一雷達感測器,運算裝置102利用無線通信晶片組104用於雷達感測。如圖1中展示,例示性雷達感測應用程式包含一遮蔽手勢辨識應用程式110-1,該遮蔽手勢辨識應用程式110-1使運算裝置102能夠在一錢包中攜帶以偵測在錢包外做出之手勢。另一手勢辨識應用程式110-2使運算裝置102(展示為一穿戴式智慧型手錶)能夠提供一雷達場(展示為一虛線立方體),一使用者可在該雷達場中做出手勢以與運算裝置102互動。一例示性醫學診斷應用程式110-3使運算裝置102能夠量測一使用者之生理特性或評估異常身體運動,諸如一面部抽搐。此等量測可幫助診斷各種病狀
(例如,一中風或巴金森氏病之症狀)。一例示性地圖繪製應用程式110-4使運算裝置102能夠產生一周圍環境之一三維地圖用於情境感知。使用無線通信晶片組104,運算裝置102可實施主動或被動雷達感測技術,如關於圖2進一步詳細描述。
Instead of having a radar sensor, the
圖2繪示其中多個通信裝置102執行無線通信及雷達感測之一例示性環境200。環境200中之運算裝置102包含圖1之運算裝置102、一智慧型電話202及一智慧型冰箱204,其等各包含一無線通信晶片組104。使用無線通信晶片組104,運算裝置102及智慧型電話202分別經由無線鏈路108-1及無線鏈路108-2與基地台106通信。同樣地,智慧型冰箱204經由無線鏈路108-3與運算裝置102通信。
FIG. 2 depicts an
除了經由無線鏈路108發射且接收通信信號之外,此等裝置之各者亦可執行雷達感測。使用無線通信晶片組104,運算裝置102、智慧型電話202及智慧型冰箱可藉由發射且接收其等自身雷達信號(分別藉由雷達場206-1、206-2及206-3展示)而操作為單態雷達。
In addition to transmitting and receiving communication signals over
在其中存在一個以上運算裝置102之環境中(諸如環境200中),多個運算裝置102可一起工作以實施一雙態雷達、一多態雷達或一網路雷達。換言之,一或多個運算裝置102可發射雷達信號且一或多個其他運算裝置102可接收雷達信號。為了協作雷達感測,運算裝置102可使用原子鐘、全球定位系統(GPS)時間、蜂巢式同步、無線通信等在時間上同步。
In environments where more than one
在一些情況中,可根據各裝置之能力及位置在運算裝置102當中指派雷達感測操作。舉例而言,具有一最高發射功率或一較廣視野之一裝置(例如)可用於發射雷達信號。透過協作或非協作技術收集之雷達資料亦可跨全部運算裝置102共用,其可改良偵測之概率、目標定位準確度、目標
追蹤以及目標定向及形狀估計。由多個運算裝置102提供之雷達資料亦可用於減少假警報、執行三角測量或支援干涉測量。
In some cases, radar sensing operations may be assigned among computing
將多個運算裝置102用於雷達感測使一周圍環境之一大部分能夠被照明且使雷射資料能夠從不同角度被收集。亦可跨多個運算裝置102分配與雷達感測相關聯之時間或功率成本,藉此使具有有限資源之運算裝置102能夠執行雷達感測。
Using
更詳細言之,考量圖3,其繪示無線通信晶片組104作為運算裝置102之部分。運算裝置102經繪示為具有各種非限制性例示性裝置,該等裝置包含一桌上型電腦102-1、一平板電腦102-2、一膝上型電腦102-3、一電視102-4、一運算手錶102-5、運算眼鏡102-6、一遊戲系統102-7、一微波爐102-8及一車輛102-9。亦可使用其他裝置,諸如無線路由器、無人機、觸控板、繪圖板、小筆電、電子閱讀器、家用自動化及控制系統及其他家用電器。應注意,運算裝置102可係穿戴式、非穿戴式但可攜行或相對固定的(例如,桌上型電腦及電器)。
In more detail, consider FIG. 3 , which shows
運算裝置102可包含用於經由有線、無線或光學網路傳達資料之一網路介面302。舉例而言,網路介面302可經由一區域網路(LAN)、一無線區域網路(WLAN)、一個人區域網路(PAN)、一廣域網路(WAN)、一內部網路、網際網路、一對等式網路、點對點網路、一網狀網路及類似者傳達資料。運算裝置102亦可包含一顯示器(未展示)。
運算裝置102亦包含一或多個電腦處理器304及電腦可讀媒體306,該電腦可讀媒體306包含記憶體媒體及儲存媒體。電腦可讀媒體306經實施以儲存運算裝置102之指令、資料及其他資訊,且因此不包含暫時傳播信號或載波。體現為電腦可讀媒體306上之電腦可讀指令之應用程式及/或一
作業系統(未展示)可由電腦處理器304執行以提供本文中描述之一些功能性。電腦可讀媒體306包含一基於雷達之應用程式308及一控制器310。基於雷達之應用程式308使用由無線通信晶片組104提供之雷達資料以執行一雷達感測功能,諸如偵測一使用者之一存在、追蹤使用者之手勢用於免觸碰控制、偵測自動駕駛之障礙等。
控制器310控制用於無線通信或雷達感測之無線通信晶片組104之操作。在圖3中,控制器310被展示為儲存於電腦可讀媒體306上且由電腦處理器304執行之一軟體模組。在一些實施方案中,控制器310包含被轉移至或儲存於無線通信晶片組104上且由無線通信晶片組104執行之軟體或韌體。在其他情況中,控制器310係整合於無線通信晶片組104內之一控制器。
The
控制器310起始、設定或操作無線通信晶片組104以提供用於雷達感測之特徵。此等特徵包含全雙工操作、數位波束成形或雷達調變。控制器310亦可基於優先級、基於雷達之應用程式308或用於雷達感測之一預定更新速率管理用於無線通信或雷達感測之無線通信晶片組104的時間分享。對於無線通信或雷達感測之請求可由控制器310自與運算裝置102相關聯之其他應用程式獲得。在一些情況中,控制器310可引起無線通信晶片組104同時提供無線通信及雷達感測兩者,如關於圖10進一步詳細描述。關於圖4進一步描述無線通信晶片組104。
The
圖4繪示包含一通信介面402之一例示性無線通信晶片組104。通信介面402將用於無線通信之通信資料或用於雷達感測之雷達資料提供至運算裝置102或一遠端裝置。然而,當無線通信晶片組104整合於運算裝置102內時,不需要使用通信介面402。雷達資料可包含原始同相或正交(I/Q)資
料、預處理距離多普勒圖等,其可由電腦處理器304經由基於雷達之應用程式308或控制器310進一步處理。
FIG. 4 shows an exemplary
無線通信晶片組104亦包含至少一個天線404及至少一個收發器406。天線404可與無線通信晶片組104分離或整合於無線通信晶片組104內。天線404可包含用於天線分集、發射波束成形或MIMO網路之多個天線404。在一些情況中,多個天線404被組織成一二維形狀(例如,平面陣列)。多個天線404之間之一間距可小於、大於或等於雷達信號之一中心波長之一半。使用天線404,控制器310可引起無線通信晶片組104形成經導引或未經導引、寬或窄或經塑形(例如,半球、立方體、扇形、圓錐、圓柱體)之波束。可使用數位波束成形技術來實現導引及塑形,如下文進一步詳細描述。
The
收發器406包含用於調節經由天線404發射或接收之信號之電路及邏輯,諸如濾波器、開關、放大器、混合器等。收發器406亦可包含用以執行同相及正交(I/Q)操作(諸如合成、編碼、調變、解碼、解調變等)之邏輯。基於由無線通信晶片組104支援之無線通信之類型,收發器406可發出且接收在一1GHz至400GHz範圍、一4GHz至100GHz範圍及較窄頻帶(諸如,57GHz至63GHz)中之微波輻射。
無線通信晶片組104亦包含一或多個系統處理器408及系統媒體410(例如,一或多個電腦可讀儲存媒體)。系統處理器408亦可包含用以執行高速率取樣程序之基頻帶電路,該等高速率取樣程序可包含類比轉數位轉換、數位轉類比轉換、快速傅立葉(Fourier)變換(FFT)、增益校正、偏斜校正、頻率轉化等。一般言之,系統處理器408可將通信資料提供至收發器406用於發射。系統處理器408亦可處理來自收發器406之基頻帶信號以
產生資料,該資料可經由通信介面402提供至運算裝置102用於無線通信或雷達感測。在一些情況中,控制器310之部分可在系統媒體410中獲得且由系統處理器408執行。
The
控制器310使無線通信晶片組104能夠提供用於雷達感測之額外特徵。特定言之,控制器310可引起一第一無線通信晶片組104-1提供全雙工操作416,引起一第二無線通信晶片組104-2經由數位波束成形器418支援數位波束成形,或引起一第三無線通信晶片組104-3實施雷達調變器420。
The
全雙工操作416可藉由控制器310控制無線通信晶片組104中之不同收發器406與不同天線404之間之連接而實現,如圖5中展示。全雙工操作416之一些實施方案使無線通信晶片組104能夠用於連續波雷達,如圖6-1中展示。全雙工操作416之其他實施方案實現脈衝多普勒雷達之發射及接收之快速交錯,如圖6-2中展示。全雙工操作416使無線通信晶片組104能夠用於偵測近距離目標及用於量測目標之距離及距離變化率。
Full-
可藉由控制器310引起無線通信晶片組104將來自多個接收鏈(例如,多個收發器406及多個天線404)之基頻帶資料提供至數位波束成形器418而實現數位波束成形,如圖7、圖8-1及圖8-2中展示。在一些實施方案中,數位波束成形器418由運算裝置102經由電腦處理器304及電腦可讀媒體306實施。若無線通信晶片組104包含執行一快速傅立葉變換(FFT)之電路及邏輯,則數位波束成形器418可替代地由系統處理器408及系統媒體410實施。此外,數位波束成形器418藉由數位地執行相移及振幅削減(amplitude tapering)操作而提供諸如類比移相器之額外硬體組件之一替代。
Digital beamforming may be accomplished by
數位波束成形提供許多優點。舉例而言,應用數位波束成形技術用
於接收使較少天線404能夠用於發射雷達信號(例如,減小對用於雷達感測之發射波束成形之依賴)。亦藉由使多個波束能夠在接收期間數位地形成而非隨著時間發射多個窄筆形波束而有效地利用可用時序資源。另外,數位波束成形器418使各種型樣能夠產生,其提供跨不同無線通信晶片組104支援天線404之不同配置之靈活性。
Digital beamforming offers many advantages. For example, applying digital beamforming techniques to
For reception enables
可藉由控制器310引起無線通信晶片組104作為雷達調變器420操作一同相及正交(I/Q)調變器及解調變器而實現雷達調變,如圖9中展示。舉例而言,I/Q調變器可由控制器310程式化以數位地產生使一目標之一距離及多普勒能夠被判定之雷達特定調變。此等雷達調變亦可減小與其他雷達信號或通信信號之干擾。在一些情況中,雷達調變器420可實現並行無線通信及雷達感測,如圖10中展示。
Radar modulation may be achieved by
雖然單獨展示,但可將全雙工操作416、數位波束成形器418及雷達調變器420之不同組合一起實施用於使用無線通信晶片組104之雷達感測。關於圖5至圖10進一步描述此等特徵。
Although shown separately, different combinations of full-
全雙工操作 full duplex operation
圖5繪示用於全雙工操作之一例示性通信裝置102。無線通信晶片組104包含多個收發器406-1、406-2、...、406-N,其中「N」表示一正整數。各收發器406包含分別由發射器502-1、502-2、...、502-N及接收器504-1、504-2、...、504-N表示之一發射及接收鏈。無線通信晶片組104亦包含開關506-1、506-2、...、及506-N以及天線404-1、404-2、...、404-N。開關506及天線404可在無線通信晶片組104內部或外部。在圖5中,天線404、開關506及收發器406之數目被展示為相同,然而,不同數量亦係可能的。在一些情況中,收發器406可耦合至一個以上天線404或
天線404可耦合至一個以上收發器406。
FIG. 5 shows an
在所描繪實施方案中,各開關506將一對應發射器502或接收器504耦合至一對應天線404。在無線通信之一些情境中,無線通信晶片組104可使用分時雙工(TDD)來在不同時間發射或接收。因此,開關506在任何給定時間將發射器502或接收器504耦合至天線404。
In the depicted implementation, each
然而,針對雷達感測,使無線通信晶片組104能夠提供收發器406之全雙工操作416,藉此實現近距離雷達感測係有利的。全雙工操作416可藉由控制器310經由一雙工操作信號508設定開關506之一狀態而達成。以此方式,控制器310可使無線通信晶片組104能夠執行連續波雷達或脈衝多普勒雷達,如關於圖6-1及6-2進一步詳細描述。開關506之使用進一步使無線通信晶片組104能夠容易地在用於雷達感測之全雙工操作或用於無線通信之半雙工操作之間切換。
However, for radar sensing, it would be advantageous to enable the
圖6-1繪示用於連續波雷達操作之無線通信晶片組104之全雙工操作416。在所描繪實施方案中,控制器310引起發射器502之一部分及接收器504之一部分同時連接至各自天線404。舉例而言,雙工操作信號508引起開關506-1將發射器502-1連接至天線404-1且引起開關506-2將接收器504-2連接至天線404-2。以此方式,發射器502-1經由天線404-1發射一雷達信號602,同時接收器504-2經由天線404-2接收由一目標604反射之雷達信號602之一部分。
6-1 illustrates full-
在一些情況中,雷達信號602可包含一頻率調變信號,如圖表606中展示。圖表606繪製一發射雷達信號602-1及一反射雷達信號602-2隨著時間之一頻率。圖表606繪示全雙工操作416,藉此發射器502-1在一部分時間期間產生發射雷達信號602-1,在該部分時間內,接收器504-2接收反射
雷達信號602-2。藉由量測發射雷達信號602-1與反射雷達信號602-2之間隨著時間之一頻率偏移,可由基於雷達之應用程式308判定目標604之一距離及距離變化率。
In some cases, radar signal 602 may include a frequency modulated signal, as shown in
針對共用發射鏈及接收鏈兩者之組件之收發器406(例如,可在任何給定時間執行發射或接收之一收發器406),可使用至少兩個收發器406實現連續波雷達之全雙工操作416,藉此來自收發器406之各者之一發射鏈或一接收鏈分別連接至天線404。替代地,針對包含單獨發射鏈及接收鏈之收發器406(例如,可同時執行發射及接收之一收發器406),可藉由將收發器406之發射器502及接收器504分別連接至天線404而實現連續波雷達之全雙工操作416(如圖8-2中展示)。
For
圖6-2繪示用於脈衝多普勒雷達操作之無線通信晶片組104之全雙工操作416。在所描繪實施方案中,控制器310實現發射器502與接收器504之間之快速切換。使用雙工操作信號508,控制器310可進一步協調跨多個開關506之切換。針對脈衝多普勒雷達,控制器310使發射及接收操作交錯,使得發射雷達信號602-1之脈衝可由發射器502-1及502-2發射,且反射雷達信號602-2之脈衝可由接收器504-1及504-2接收。作為一優點,脈衝多普勒雷達操作使具有一單一收發器406或一單一天線404之一無線通信晶片組104能夠執行雷達感測。相較於圖6-1中描述之連續波雷達技術,亦可使用脈衝多普勒雷達藉由實現天線404用於發射及接收兩者之雙重用途而增加靈敏度。
6-2 illustrates full-
一圖表608繪製發射雷達信號602-1及反射雷達信號602-2隨著時間之一頻率。如展示,發射雷達信號602-1包含多個發射脈衝610-1、610-2、...、610-P,其中「P」表示一正整數。各發射脈衝610之間之一時間
被稱為一脈衝間週期(IPP)。在各發射脈衝610期間,控制器310引起發射器502連接至天線404。在各發射脈衝610期間,控制器310引起接收器504被連接用於接收反射脈衝612(諸如反射脈衝612-1及612-2)。雖然圖表608繪示未在一相同時間發射且接收個別脈衝,但快速切換使雷達信號602之部分能夠跨一相同時間段被發射或接收,因此實施全雙工操作416之一版本。
A
雖然在圖6-1及圖6-2中明確展示兩個收發器406、兩個天線404及兩個開關506,但用於連續波雷達或脈衝多普勒雷達之技術可應用至任何數目個收發器406、天線404及開關506。針對使用循環器而非開關506之無線通信晶片組104,亦可執行連續波及脈衝多普勒雷達操作兩者。
Although two
數位波束成形 digital beamforming
圖7繪示用於數位波束成形之一例示性數位波束成形器418及無線通信晶片組104。使用數位波束成形技術,可發射或接收各種雷達場,包含廣場、窄場、塑形場(半球、立方體、扇形、圓錐、圓柱體)、導引場、未導引場、近距離場、遠距離場等。雖然下文關於接收雷達信號602論述數位波束成形,但亦可實施數位波束成形用於發射雷達信號602。在所描繪組態中,接收器504-1至504-N分別處理經由天線404-1至404-N接收之反射雷達信號602-2以產生基頻帶資料702-1至702-N。一般言之,來自天線404之回應由個別接收鏈單獨處理。基頻帶資料702可包含跨一時間段及針對與雷達信號602相關聯之不同波數收集之數位I/Q資料。
FIG. 7 shows an exemplary
數位波束成形器418(例如,若與無線通信晶片組104分開實施數位波束成形器418,則經由通信介面402)自無線通信晶片組104獲得基頻帶資料702且將基頻帶資料702乘以複合權重704-1至704-N。數位波束成形
器418執行一加總706以組合來自各接收鏈之結果以形成一空間回應708。可將空間回應708提供至基於雷達之應用程式308用於判定目標604之一角度位置。一般言之,空間回應708包含關於一組角度、距離及時間之振幅及相位資訊。
The digital beamformer 418 (eg, via the
在一些實施方案中,控制器310可設定或提供複合權重704以控制用於產生空間回應708之天線型樣之形狀。複合權重704可係基於預定值且可使數千個波束能夠同時形成。複合權重704亦可藉由控制器310即時動態調整以減小來自干擾發射機或雜訊源之干擾(例如,藉由在干擾之一方向上導引零強度之天線型樣)。控制器310亦可組態無線通信晶片組104以改良數位波束成形,如關於圖8-1及圖8-2進一步詳細描述。
In some implementations, the
圖8-1繪示用於數位波束成形之無線通信晶片組104之一例示性組態。無線通信晶片組104包含具有多個天線404之一天線陣列802。在所描繪組態中,天線陣列802係具有天線404之一二維配置(例如,一三角形、矩形、圓形或六邊形配置)之一平面陣列,其使與反射雷達信號602-2之到達角相關聯之一二維向量能夠被判定(例如,實現目標604之一方位角及仰角兩者的判定)。天線陣列802可包含沿著角度空間之一個維度(例如,一方位角或水平維度)定位之兩個天線404及相對於兩個天線404之一者沿著天線空間之另一維度(例如,一仰角或垂直維度)定位之另一天線404。天線陣列802之其他實施方案可包含一線性陣列(例如,一維配置)使得可判定目標604之方位角抑或仰角之任一者。一般言之,一二維天線陣列實現兩個平面(例如,方位角及仰角)中之波束導引及相較於具有相同數目個天線及天線間距之一維天線陣列之更高指向性。
8-1 shows an exemplary configuration of a
在所描繪組態中,天線陣列802經展示為具有一NxM矩形配置,其中
N及M係大於1之正整數且可彼此相等或可不彼此相等。例示性配置包含一2x2陣列、一2x3陣列、一4x4陣列等。針對數位波束成形,控制器310可實施用於全雙工操作416之技術以使收發器406-1至406-NM之一部分能夠使用天線陣列802中之天線404-1至404-NM之一部分接收反射雷達信號602-2用於數位波束成形。
In the depicted configuration,
在一些實施方案中,控制器310可選擇使用天線404之哪個用於數位波束成形。此可藉由控制將天線陣列802中之天線404之哪個連接至接收器504(例如,經由用於全雙工操作416之上述技術)而達成。此使控制器310能夠經由無線通信晶片組104藉由選擇實現減效相互耦合之效應、增強指向性等之一預定間距之天線404而促進雷達感測。為了控制角模糊度,控制器310亦可基於雷達信號602之一中心波長選擇天線404來實現一有效天線間距。例示性天線間距可近似包含雷達信號602之一中心波長、中心波長之一半或中心波長之三分之一。此外,控制器310可藉由選擇在天線陣列802內相等間隔之天線404而減小數位波束成形之一複雜性。在一些實施方案中,可選擇天線404使得形成用於發射及接收之一二維陣列,如圖8-2中展示。
In some implementations, the
圖8-2繪示用於數位波束成形之另一例示性無線通信晶片組104。無線通信晶片組104包含八個天線404-1至404-8及四個收發器406-1至406-4。天線404-1至404-4形成一發射天線陣列802-1且天線404-5至404-8形成一接收天線陣列802-2。在所描繪組態中,發射器502-1至502-4分別耦合至發射天線陣列802-1中之天線404-1至404-4且接收器504-1至504-4分別耦合至接收天線陣列802-2中之天線404-5至404-8。以此方式,可針對雷達信號602之發射及接收兩者實現數位波束成形。在其他實施方案中,發
射天線陣列802-1可具有與接收天線陣列802-2相同或不同之一天線配置、天線404之數目或天線間距。
8-2 illustrate another exemplary
雷達調變 radar modulation
圖9繪示用於雷達調變之一例示性雷達調變器420及無線通信晶片組104。在所描繪組態中,無線通信晶片組104之收發器406包含一I/Q調變器902及一I/Q解調變器904。針對無線通信,I/Q調變器902及I/Q解調變器904可分別用於將通信資料調變至一載波信號上或解調變載波信號以提取通信資料。例示性調變包含振幅、頻率或相位調變。作為另一實例,可藉由I/Q調變器902及I/Q解調變器904執行正交分頻多工(OFDM)。
FIG. 9 shows an
針對雷達感測,控制器310可產生一調變操作信號906以引起I/Q調變器902及I/Q解調變器904作為雷達調變器420操作且利用一預定雷達調變類型。例示性雷達調變包含頻率調變(例如,線性頻率調變(LFM)、鋸齒頻率調變或三角頻率調變)、步進頻率調變、相移鍵控(PSK)、偽雜訊調變、擴展頻譜調變等。作為一實例,控制器310可引起I/Q調變器902產生一掃頻訊號且引起I/Q解調變器904解調變頻率調變連續波(FMCW)雷達之掃頻訊號。
For radar sensing,
控制器310亦可使用調變操作信號906進一步指定用於發射且接收雷達信號602之一無線通信頻道,其實現雷達信號602之一頻率及一頻寬。在一些態樣中,可結合不同無線通信頻率頻道以增大雷達信號之一頻寬。利用一較大頻寬增強經由無線通信晶片組104之雷達感測之距離解析度(例如,增大距離準確度且使多個目標能夠在距離中解析)。I/Q調變器902及I/Q解調變器904亦可用於支援同時執行多個雷達感測操作或同時執行無線通信及雷達感測兩者,如關於圖10進一步詳細描述。
The
圖10繪示使用控制器310及無線通信晶片組104執行無線通信及雷達感測之運算裝置102。在此實例中,無線通信晶片組104支援MIMO及OFDM。基於調變操作信號906,無線通信晶片組104經由由發射器502-1、502-2、...、502-N表示之單獨發射鏈產生信號1000-1、1000-2、...、1000-N。信號1000-1、1000-2及1000-N分別經調變用於雷達感測、無線通信以及雷達感測及無線通信兩者。可藉由使用雷達調變調變含有通信資料之一信號而達成信號1000-N。以此方式,接收信號1000-N之其他運算裝置102可處理用於無線通信或用於雷達感測之信號1000-N(例如,使用雙態、多態或網路雷達之技術,如圖3中描述)。
FIG. 10 illustrates the
為了避免多個信號1000之間之干擾,控制器310可引起I/Q調變器902使信號1000彼此正交。在其他態樣中,可使用不相交無線通信頻道發射信號1000-1、1000-2及1000-3。亦可將不同無線通信頻道用於不同雷達調變,使不同雷達信號602能夠被同時發射。若時序、天線或收發器資源在無線通信晶片組104中受限制,則控制器310可基於優先級、一預定更新速率或來自另一應用程式之一請求對無線通信及雷達感測排程以在不同時間發生。
To avoid interference between the multiple signals 1000, the
例示性方法 Exemplary method
圖11至圖13描繪用於使用無線通信晶片組104之雷達感測之例示性方法1100、1200及1300。方法1100、1200及1300被展示為所執行之操作(或動作)組,但不一定限於本文中展示操作之順序或組合。此外,可重複、組合、重新組織或連結一或多個操作之任何者以提供一系列廣泛的額外及/或替代方法。在以下論述之部分中,可參考圖1及圖2之環境100及200以及圖3至圖10中詳述之實體,僅舉例而言對其進行參考。技術不限
於藉由在一個裝置上操作之一個實體或多個實體執行。
FIGS. 11-13 depict
圖11繪示用於使用一無線通信晶片組執行用於雷達感測之全雙工操作之一例示性方法。在1102處,引起一無線通信晶片組之一發射器連接至一第一天線。舉例而言,控制器310可引起無線通信晶片組104將發射器502連接至一天線陣列802中之天線404之至少一者。
11 illustrates an exemplary method for performing full-duplex operation for radar sensing using a wireless communication chipset. At 1102, a transmitter of a wireless communication chipset is caused to connect to a first antenna. For example, the
在1104處,引起無線通信晶片組之一接收器連接至一第二天線。舉例而言,控制器310可引起無線通信晶片組104將接收器504連接至天線陣列802中之至少一個其他天線404。發射器502及接收器504可與無線通信晶片組104中之一相同收發器406或不同收發器406相關聯。
At 1104, a receiver of the wireless communication chipset is caused to connect to a second antenna. For example,
在1106處,經由發射器及第一天線發射一信號。舉例而言,發射器502-1及天線404-1可發射雷達信號602。在一些情況中,雷達信號602可係如圖6-1中展示之一連續波雷達信號或如圖6-2中展示之一脈衝雷達信號。 At 1106, a signal is transmitted via the transmitter and the first antenna. For example, transmitter 502-1 and antenna 404-1 may transmit radar signal 602. In some cases, radar signal 602 may be a continuous wave radar signal as shown in Figure 6-1 or a pulsed radar signal as shown in Figure 6-2.
在1108處,經由接收器及第二天線接收由一目標反射之信號。信號之接收在發射器發射信號之時間之至少一部分期間發生。舉例而言,雷達信號602可由目標604反射且經由接收器504-2及第二天線404-2接收。在一些實施方案中,接收器504-1可搭配第一天線404-1使用。針對連續波雷達,可同時發射雷達信號602之部分同時接收信號之其他部分。針對脈衝多普勒雷達,可在發射之其他脈衝之間接收雷達信號602之不同脈衝。
At 1108, a signal reflected by a target is received via a receiver and a second antenna. The reception of the signal occurs during at least a portion of the time when the transmitter transmits the signal. For example, radar signal 602 may be reflected by
在1110處,處理經接收之信號以判定目標之一位置。舉例而言,系統處理器408或電腦處理器304可處理雷達信號602以判定目標604之一距離或一角度位置。
At 1110, the received signal is processed to determine a location of a target. For example, the system processor 408 or the computer processor 304 may process the radar signal 602 to determine a distance or an angular position of the
圖12繪示用於使用一無線通信晶片組執行用於雷達感測之數位波束
成形之一例示性方法。在1202處,經由一無線通信晶片組之多個接收鏈接收由一目標反射之一雷達信號。舉例而言,可經由無線通信晶片組104之接收器504-1至504-N之至少一部分及天線404-1至404-N之至少一部分接收反射雷達信號602-2,如圖7中展示。一般言之,各接收鏈與一收發器406及一或多個天線404相關聯。在一些情況中,控制器310可透過雙工操作信號508初始化或設置無線通信晶片組104用於接收反射雷達信號602-2。控制器310亦可進一步選擇使用哪些接收鏈來接收反射雷達信號602-2,其可進一步最佳化無線通信晶片組104用於數位波束成形。
FIG. 12 illustrates the implementation of digital beam for radar sensing using a wireless communication chipset
An exemplary method of shaping. At 1202, a radar signal reflected by a target is received via receive chains of a wireless communication chipset. For example, reflected radar signal 602-2 may be received via at least a portion of receivers 504-1 through 504-N and at least a portion of antennas 404-1 through 404-N of
在1204處,經由無線通信晶片組產生與多個接收鏈之各者相關聯之基頻帶資料。舉例而言,藉由無線通信晶片組104產生基頻帶資料702-1至702-N。基頻帶資料702-1至702-N可包含由接收器504-1至504-N產生之數位I/Q資料。
At 1204, baseband data associated with each of the plurality of receive chains is generated via the wireless communication chipset. For example, the baseband data 702 - 1 to 702 -N are generated by the
在1206處,將基頻帶資料提供至一數位波束成形器。舉例而言,可在無線通信晶片組104或運算裝置102內實施數位波束成形器418。在一些實施方案中,可經由通信介面402將基頻帶資料702傳達至數位波束成形器418。
At 1206, the baseband data is provided to a digital beamformer. For example, the
在1208處,經由數位波束成形器藉由基於基頻帶資料產生一空間回應而執行數位波束成形。舉例而言,數位波束成形器418可根據複合權重按比例調整基頻帶資料702且組合來自各接收鏈之資料以產生空間回應708。一般言之,空間回應708表示針對不同角度之振幅及相位資訊。
At 1208, digital beamforming is performed via a digital beamformer by generating a spatial response based on the baseband data. For example, the
在1210處,基於空間回應判定目標之一角度位置。可經由基於雷達之應用程式308基於空間回應708判定角度位置。在一些情況中,角度位置可包含目標604之一方位角及一仰角兩者。
At 1210, an angular position of an object is determined based on the spatial response. The angular position can be determined based on the
圖13繪示用於使用一無線通信晶片組執行用於雷達感測之雷達調變之一例示性方法。在1302處,選擇一第一調變類型以使一目標之一位置能夠被判定。舉例而言,第一調變類型可包含一雷達調變,諸如一線性頻率調變、一步進頻率調變、相移鍵控等。 13 illustrates an exemplary method for performing radar modulation for radar sensing using a wireless communication chipset. At 1302, a first modulation type is selected to enable a position of a target to be determined. For example, the first modulation type may include a radar modulation, such as a linear frequency modulation, a step frequency modulation, phase shift keying, or the like.
在1304處,選擇一第二調變類型以使通信資料能夠被無線地傳達。通信調變類型可包含正交分頻多工。 At 1304, a second modulation type is selected to enable communication data to be communicated wirelessly. Communication modulation types may include quadrature frequency division multiplexing.
在1306處,經由一無線通信晶片組基於第一調變類型調變一信號以產生一雷達信號。舉例而言,無線通信晶片組104可包含I/Q調變器902。控制器310可經由調變操作信號906引起I/Q調變器902使用雷達調變來產生雷達信號602、信號1000-1或信號1000-N。
At 1306, a signal is modulated based on the first modulation type via a wireless communication chipset to generate a radar signal. For example, the
在1308處,經由無線通信晶片組基於第二調變類型調變另一信號以產生一通信信號。舉例而言,控制器130可經由調變操作信號906引起I/Q調變器902使用通信調變來產生信號1000-2或信號1000-N。
At 1308, another signal is modulated based on the second modulation type via the wireless communication chipset to generate a communication signal. For example, controller 130 may cause I/
在1310處,控制雷達信號及通信信號之發射來實現經由無線通信晶片組之雷達感測及無線通信。舉例而言,若無線通信晶片組104具有有限資源(例如,有限數目個收發器406及天線404),則控制器310可引起無線通信晶片組104在不同時間發射雷達信號1000-1及通信信號1000-2。替代地,諸如在無線通信晶片組104支援MIMO之情況中,控制器310可引起無線通信晶片組104同時發射雷達信號1000-1及通信信號1000-2。在一些情況中,雷達信號1000-1及通信信號1000-2之發射可係基於各自優先級、雷達感測之一預定更新速率或與無線通信晶片組104相關聯之一應用程式(諸如基於雷達之應用程式308)之每一請求。
At 1310, the transmission of radar signals and communication signals is controlled to enable radar sensing and wireless communication via the wireless communication chipset. For example, if the
例示性運算系統 Exemplary Computing System
圖14繪示可實施為如參考先前圖1至圖10描述之任何類型之用戶端、伺服器及/或運算裝置以使用一無線通信晶片組104(無線通信晶片組104)實施雷達感測之例示性運算系統1400之各種組件。 FIG. 14 illustrates a method that may be implemented as any type of client, server, and/or computing device as previously described with reference to FIGS. 1-10 to implement radar sensing using a wireless communication chipset 104 (wireless communication chipset 104 ). Various components of exemplary computing system 1400.
運算系統1400包含實現裝置資料1404(例如,經接收資料、正在被接收之資料、經排程用於廣播之資料、資料之資料封包)之有線及/或無線通信之通信裝置1402。裝置資料1404或其他裝置內容可包含裝置之組態設定、儲存於裝置上之媒體內容及/或與裝置之一使用者相關聯之資訊。儲存於運算系統1400上之媒體內容可包含任何類型之音訊、視訊及/或影像資料。運算系統1400包含一或多個資料輸入1406,可經由該一或多個資料輸入1406接收任何類型之資料、媒體內容及/或輸入,諸如人類發音、基頻帶資料702、空間回應708、其他類型之雷達資料(例如,數位基頻帶資料或距離多普勒圖)、使用者可選擇輸入(顯式或隱式)、訊息、音樂、電視媒體內容、經記錄視訊內容及自任何內容及/或資料源接收之任何其他類型之音訊、視訊及/或影像資料。
Computing system 1400 includes
運算系統1400亦包含通信介面1408,該等通信介面1408可實施為一串列及/或平行介面、一無線介面、任何類型之網路介面、一數據機之任何一或多者,且實施為任何其他類型之通信介面。通信介面1408提供運算系統1400與一通信網路之間之一連接及/或通信鏈路,其他電子、運算及通信裝置藉由該通信網路與運算系統1400傳達資料。
Computing system 1400 also includes
運算系統1400包含一或多個處理器1410(例如,微處理器、控制器及類似者之任何者),該一或多個處理器1410處理各種電腦可執行指令以控制運算系統1400之操作且實現使用無線通信晶片組104之雷達感測之技術或其中可體現使用無線通信晶片組104之雷達感測之技術。替代地或另
外,可使用硬體、韌體或結合處理及控制電路(大體上識別為1412)實施之固定邏輯電路之任一者或組合實施運算系統1400。雖然未展示,但運算系統1400可包含耦合裝置內之各種組件之一系統匯流排或資料傳送系統。一系統匯流排可包含不同匯流排結構之任一者或組合,諸如一記憶體匯流排或記憶體控制器、一周邊匯流排、一通用串列匯流排及/或利用各種匯流排架構之任何者之一處理器或區域匯流排。
Computing system 1400 includes one or more processors 1410 (eg, any of microprocessors, controllers, and the like) that process various computer-executable instructions to control the operation of computing system 1400 and Techniques for radar sensing using the
運算系統1400亦包含一電腦可讀媒體1414,諸如實現永久性及/或非暫時性資料儲存(即,與僅僅信號發射相比)之一或多個記憶體裝置,其等之實例包含隨機存取記憶體(RAM)、非揮發性記憶體(例如,一唯讀記憶體(ROM)、快閃記憶體、EPROM、EEPROM等之任何一或多者)及一磁碟儲存裝置。一磁碟儲存裝置可被實施為任何類型之磁性或光學儲存裝置,諸如一硬碟機、一可記錄及/或可重寫光碟(CD)、任何類型之數位多功能光碟(DVD)及類似者。運算系統1400亦可包含一大容量儲存媒體裝置(儲存媒體)1416。 The computing system 1400 also includes a computer-readable medium 1414, such as one or more memory devices that implement permanent and/or non-transitory data storage (ie, as compared to mere signaling), examples of which include random access memory. Access memory (RAM), non-volatile memory (eg, any one or more of a read only memory (ROM), flash memory, EPROM, EEPROM, etc.), and a disk storage device. A magnetic disk storage device can be implemented as any type of magnetic or optical storage device, such as a hard disk drive, a recordable and/or rewritable compact disc (CD), any type of digital versatile disc (DVD) and the like By. The computing system 1400 may also include a mass storage media device (storage medium) 1416 .
電腦可讀媒體1414提供用以儲存裝置資料1404以及各種裝置應用程式1418及與運算系統1400之操作態樣相關之任何其他類型之資訊及/或資料之資料儲存機構。舉例而言,一作業系統1420可維持為結合電腦可讀媒體1414之一電腦應用程式且在處理器1410上執行。裝置應用程式1418可包含一裝置管理器,諸如任何形式之一控制應用程式、軟體應用程式、信號處理及控制模組、一特定裝置原生之程式碼、一特定裝置之一硬體抽象層等。
Computer readable medium 1414 provides a data storage mechanism for storing
裝置應用程式1418亦包含用以使用無線通信晶片組104實施雷達感測之任何系統組件、引擎或管理器。在此實例中,裝置應用程式1418包含
基於雷達之應用程式308、控制器310及數位波束成形器418。
結論 in conclusion
雖然已以特定於特徵及/或方法之語言描述使用使用一無線通信晶片組之雷達感測之技術及包含使用一無線通信晶片組之雷達感測之設備,但應理解,隨附發明申請專利範圍之標的不一定限於所描述之特定特徵或方法。實情係,特定特徵及方法被揭示為使用無線通信晶片組之雷達感測之例示性實施方案。 While techniques for using radar sensing using a wireless communication chipset and devices including radar sensing using a wireless communication chipset have been described in language specific to features and/or methods, it should be understood that the accompanying patent application The subject matter of scope is not necessarily limited to the specific features or methods described. Rather, certain features and methods are disclosed as exemplary implementations of radar sensing using wireless communication chipsets.
100:環境 100: Environment
102:運算裝置 102: Computing device
104:無線通信晶片組 104: Wireless Communication Chipset
106:基地台 106: Base Station
108:無線通信鏈路/無線鏈路 108: Wireless Communication Links/Wireless Links
110-1:遮蔽手勢辨識應用程式 110-1: Masking Gesture Recognition Application
110-2:手勢辨識應用程式 110-2: Gesture Recognition Application
110-3:醫學診斷應用程式 110-3: Medical Diagnostic Applications
110-4:地圖繪製應用程式 110-4: Mapping Applications
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Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI723574B (en) * | 2019-10-09 | 2021-04-01 | 國立中山大學 | Hand gesture recognition system and hand gesture recognition method |
TWI745037B (en) * | 2020-08-20 | 2021-11-01 | 國立清華大學 | A cross-media internet of things system and method thereof |
CN114265016B (en) * | 2021-12-28 | 2023-04-14 | 河北德冠隆电子科技有限公司 | Multi-angle adjustment wide area radar sensor system and method |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20140361920A1 (en) * | 2013-06-10 | 2014-12-11 | Honeywell International Inc. | Cooperative intrusion detection |
US20150219753A1 (en) * | 2014-02-05 | 2015-08-06 | Freescale Semiconductor, Inc. | Circuitry for and method of generating a frequency modulated radar transmitter signal, a radar transceiver circuit and a radar system |
US20160170014A1 (en) * | 2013-11-11 | 2016-06-16 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Apparatus and method for wireless identification |
US20160174842A1 (en) * | 2014-12-17 | 2016-06-23 | Elwha Llc | Epidermal electronics systems having radio frequency antennas systems and methods |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4843351A (en) * | 1987-08-28 | 1989-06-27 | Hewlett-Packard Company | Vector modulation signal generator |
US7092690B2 (en) * | 2002-03-13 | 2006-08-15 | Gregory Zancewicz | Genetic algorithm-based adaptive antenna array processing method and system |
US6633254B1 (en) * | 2002-08-15 | 2003-10-14 | Bae Systems Information And Electronics Systems Integration Inc. | Self-modulating remote moving target detector |
JP2007232498A (en) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Hitachi Ltd | Obstacle detecting system |
US8169358B1 (en) * | 2007-06-25 | 2012-05-01 | Bbn Technologies | Coherent multi-band radar and communications transceiver |
CN101354438B (en) * | 2008-08-28 | 2011-12-28 | 阮树成 | Millimeter-wave time-division linear frequency modulation multiple-target detection colliding-proof radar for car |
US8519885B2 (en) * | 2011-09-21 | 2013-08-27 | Mobile Joose, Inc. | Combination hand-held phone and radar system |
JP6255248B2 (en) * | 2014-01-14 | 2017-12-27 | パナソニック株式会社 | Multi-sector radar |
-
2018
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- 2018-03-09 TW TW110106302A patent/TWI771923B/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20140361920A1 (en) * | 2013-06-10 | 2014-12-11 | Honeywell International Inc. | Cooperative intrusion detection |
US20160170014A1 (en) * | 2013-11-11 | 2016-06-16 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Apparatus and method for wireless identification |
US20150219753A1 (en) * | 2014-02-05 | 2015-08-06 | Freescale Semiconductor, Inc. | Circuitry for and method of generating a frequency modulated radar transmitter signal, a radar transceiver circuit and a radar system |
US20160174842A1 (en) * | 2014-12-17 | 2016-06-23 | Elwha Llc | Epidermal electronics systems having radio frequency antennas systems and methods |
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