CN116699594A - 多流感知信号生成方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种多流感知信号生成方法、装置及系统,可以在感知高速运动的目标对象时,依然可以实现低距离旁瓣。该方法包括:根据第一序列集生成第一多输入多输出MIMO感知信号,其中,第一序列集是根据周期零相关区ZCZ序列集或者奇周期ZCZ序列集构建的;发送第一MIMO感知信号;第一MIMO感知信号用于感知高速运动的目标对象。本申请适用于通信技术领域。
Description
技术领域
本申请涉及通信技术领域,尤其涉及多流感知信号生成方法、装置及系统。
背景技术
多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)脉冲雷达技术将发射分集技术与传统的阵列雷达相结合,能够充分的利用发射维的自由度,提升雷达在复杂的电磁环境下的探测能力,在许多领域都发挥着重要作用,但是它仍然存在由多普勒频移引起的较高的距离旁瓣问题。其中,较高的距离旁瓣会对雷达检测产生巨大影响,使弱目标淹没在强目标的旁瓣中,进而造成漏检概率增大。
若将MIMO脉冲雷达技术应用于感知目标对象,可以依托于MIMO系统,向环境中发射MIMO脉冲波形,通过对发射的脉冲波形的回波信号进行分析,获取目标的相关参数(如速度,距离,角度等),从而实现感知,该技术可以称为MIMO脉冲感知,其可能是未来感知技术的核心。但同样的,MIMO脉冲感知中,感知目标运动产生的多普勒频移会使得感知性能变差。
为了消除MIMO脉冲感知中多普勒频移的影响,现有的方法采用互补码设计一种抗多普勒频移的MIMO脉冲感知波形,其原理是发射多组脉冲,利用互补码的互补性在多普勒频移为零处产生高阶零点,进而在多普勒频移为零处的附近消除多普勒的影响,实现较低的距离旁瓣。然而,基于互补码的MIMO脉冲感知波形仅能够在小范围内消除多普勒的影响,一旦多普勒频移超出这个范围,目标感知回波又会产生较高的距离旁瓣,这会严重降低感知性能。这意味着,当目标对象的运动速度在一定范围之内,现有方法仍可以较好的工作。但是当目标对象在高速运动时,现有的方法就存在性能无法满足的情况。
综上所述,如何设计在较大区域内或者全局抗多普勒的MIMO脉冲感知波形,从而当目标对象高速运动时,依然可以实现低距离旁瓣,是目前亟待解决的问题。
发明内容
本申请实施例提供一种多流感知信号生成方法、装置及系统,用于解决目标高速运动时感知回波信号有较高距离旁瓣的问题。为了解决上述的技术问题,本申请的实施例采用如下技术方案:
第一方面,提供了一种多流感知信号生成方法。该方法可以由第一通信装置执行,也可以由第一通信装置的部件,例如处理器、芯片、或芯片系统等执行,还可以由能实现全部或部分第一通信装置功能的逻辑模块或软件实现。该方法包括:根据第一序列集生成第一多输入多输出MIMO感知信号,其中,第一序列集是根据周期零相关区ZCZ序列集或者奇周期ZCZ序列集构建的;发送第一MIMO感知信号;第一MIMO感知信号用于感知高速运动的目标对象。
基于本方案,第一MIMO感知信号在经过滤波器滤波后,可以采用第一序列集中的序列的周期相关函数或者奇周期相关函数表示避免了使用非周期函数表示,从而使发射波形的回波信号可以在零相关区内,或者说在时延内不受多普勒频移的影响,消除距离旁瓣。相比现有方法,本方案中第一MIMO感知信号的回波信号在任意多普勒范围内均不受多普勒频移的影响,即可以在时延内实现全局抗多普勒,从而在感知高速运动的目标对象时,性能依然不受影响,有利于检测高速运动的目标对象。
结合第一方面,在某些实施方式中,第一序列集是根据周期ZCZ序列集构建的,包括:第一序列集是将周期ZCZ序列集中的每一条序列添加循环前缀后得到的。本方案提供了一种基于周期ZCZ序列集构建第一序列集的方法。
结合第一方面,在某些实施方式中,第一序列集满足以下关系:其中,X为第一序列集,xk为第一序列集中的第k条序列,k∈{0,1,…,N-1},N为周期ZCZ序列集包括的序列的数量;xk满足如下关系:/>其中,Z为周期ZCZ序列集的零相关区宽度,T2为周期ZCZ序列集中的序列的长度;Sk为周期ZCZ序列集中的第k条序列。本方案提供了一种第一序列集的数学表达方式。
结合第一方面,在某些实施方式中,奇周期ZCZ序列集是根据以下步骤构建的:设函数f(x)=ax2+bx,其中a∈{1,2,…,2L-1},b∈{0,1,2,…,2L-1};L、a、b满足以下条件之一:2L模4余2,a与L互素,且a+b是奇数;或者,2L模4余0,a与b都是奇数;生成序列其中,/>以序列f作为基序列,生成N条序列f的奇周期循环移位版本,N条序列f的奇周期循环移位版本满足如下关系:sk=ocircshift(f,(k-1)L/N);其中,k=(0,1,…,N-1),ocircshift表示奇周期移位算子,ocircshift(x,a)=(-xL-a,-xL-a+1,…,-xL-1,x0,x1,…,xL-a-1);根据Sk构建奇周期ZCZ序列集,奇周期ZCZ序列集满足如下关系:/>其中,Sk为奇周期ZCZ序列集,Sk为奇周期ZCZ序列集中的第k条序列;奇周期ZCZ序列集中的序列的长度为L,L=NZ;N为奇周期ZCZ序列集包括的序列的数量;Z为奇周期ZCZ序列集的零相关区宽度。本方案提供了一种奇周期ZCZ序列集的构建方法。
结合第一方面,在某些实施方式中,第一序列集是根据奇周期ZCZ序列集构建的,包括:第一序列集是将奇周期ZCZ序列集中的每一条序列添加奇周期循环前缀后得到的。本方案提供了一种基于奇周期ZCZ序列集构建第一序列集的方法。
结合第一方面,在某些实施方式中,第一序列集满足如下关系:其中,X为第一序列集,xk为第一序列集中的第k条序列,k∈{0,1,…,N-1},N为奇周期ZCZ序列集包括的序列的数量;xk满足如下关系:xk=(-sk,L-Z,-sk,L-Z+1,…,-sk,L-1,sk,0,sk,1…,sk,L-1);其中,Z为奇周期ZCZ序列集的零相关区宽度,L为奇周期ZCZ序列集中的序列的长度;Sk为奇周期ZCZ序列集中的第k条序列。本方案提供了一种第一序列集的数学表达方式。
第二方面,提供了一种多流感知信号生成方法。该方法可以由第二通信装置执行,也可以由第二通信装置的部件,例如处理器、芯片、或芯片系统等执行,还可以由能实现全部或部分第一通信装置功能的逻辑模块或软件实现。该方法包括:接收第一多输入多输出MIMO感知信号的回波信号;回波信号为第一MIMO感知信号经目标对象反射后的信号;目标对象反射第一MIMO感知信号时正在高速运动;根据第二序列集处理回波信号,得到第二感知信号;其中,第二序列集是根据周期零相关区ZCZ序列集或者奇周期ZCZ序列集构建的;第二感知信号在零相关区内无旁瓣。
基于本方案,第一MIMO感知信号在经过滤波器滤波后,可以采用第一序列集中的序列的周期相关函数或者奇周期相关函数表示避免了使用非周期函数表示,从而使发射波形的回波信号可以在零相关区内,或者说在时延内不受多普勒频移的影响,消除距离旁瓣。相比现有方法,本方案中第一MIMO感知信号的回波信号在任意多普勒范围内均不受多普勒频移的影响,即可以在时延内实现全局抗多普勒,从而在感知高速运动的目标对象时,性能依然不受影响,有利于检测高速运动的目标对象。
结合第二方面,在某些实施方式中,奇周期ZCZ序列集是根据以下步骤构建的:设函数f(x)=ax2+bx,其中a∈{1,2,…,2L-1},b∈{0,1,2,…,2L-1};L、a、b满足以下条件之一:2L模4余2,a与L互素,且a+b是奇数;或者,2L模4余0,a与b都是奇数;生成序列其中,/>以序列f作为基序列,生成N条序列f的奇周期循环移位版本,N条序列f的奇周期循环移位版本满足如下关系:sk=ocircshift(f,(k-1)L/N);其中,k=(0,1,…,N-1),ocircshift表示奇周期移位算子,ocircshift(x,a)=(-xL-a,-xL-a+1,…,-xL-1,x0,x1,…,xL-a-1);根据Sk构建奇周期ZCZ序列集,奇周期ZCZ序列集满足如下关系:/>其中,Sk为奇周期ZCZ序列集,Sk为奇周期ZCZ序列集中的第k条序列;奇周期ZCZ序列集中的序列的长度为L,L=NZ;N为奇周期ZCZ序列集包括的序列的数量;Z为奇周期ZCZ序列集的零相关区宽度。本方案提供了一种奇周期ZCZ序列集的构建方法。
结合第二方面,在某些实施方式中,第二序列集是根据周期ZCZ序列集或者奇周期ZCZ序列集构建的包括:第二序列集是将周期ZCZ序列集或者奇周期ZCZ序列集中的每一条序列添加零前缀后得到的。本方案提供了一种基于周期ZCZ序列集或者奇周期ZCZ序列集构建第二序列集的方法。
结合第二方面,在某些实施方式中,第二序列集满足以下关系:其中,Y为第二序列集,yk为第二序列集中的第k条序列,k∈{0,1,…,N-1},N为用于构建第二序列集的周期ZCZ序列集或者奇周期ZCZ序列集包括的序列的数量;yk满足如下关系:其中,T2为用于构建第二序列集的周期ZCZ序列集或者奇周期中的序列的长度;Sk为用于构建第二序列集的周期ZCZ序列或者奇周期ZCZ序列集中的第k条序列。本方案提供了一种第二序列集的数学表达方式。
第三方面,提供了一种通信装置用于实现上述方法。该通信装置(主体)包括实现上述方法相应的模块、单元,该模块、单元可以通过硬件实现,软件实现,或者通过硬件执行相应的软件实现。该硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块或单元。
结合第三方面,在某些实施方式中,该通信装置包括:处理模块和收发模块;处理模块,用于根据第一序列集生成第一MIMO感知信号,其中,第一序列集是根据周期零相关区ZCZ序列集或者奇周期ZCZ序列集构建的;收发模块,用于发送第一MIMO感知信号;第一MIMO感知信号用于感知高速运动的目标对象。
结合第三方面,在某些实施方式中,第一序列集是根据周期ZCZ序列集构建的,包括:第一序列集是将周期ZCZ序列集中的每一条序列添加循环前缀后得到的。
结合第三方面,在某些实施方式中,第一序列集满足以下关系:其中,X为第一序列集,xk为第一序列集中的第k条序列,k∈{0,1,…,N-1},N为周期ZCZ序列集包括的序列的数量;xk满足如下关系:/>其中,Z为周期ZCZ序列集的零相关区宽度,T2为周期ZCZ序列集中的序列的长度;Sk为周期ZCZ序列集中的第k条序列。
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结合第三方面,在某些实施方式中,第一序列集是根据奇周期ZCZ序列集构建的,包括:第一序列集是将奇周期ZCZ序列集中的每一条序列添加奇周期循环前缀后得到的。
结合第三方面,在某些实施方式中,第一序列集满足如下关系:其中,X为第一序列集,xk为第一序列集中的第k条序列,k∈{0,1,…,N-1},N为奇周期ZCZ序列集包括的序列的数量;xk满足如下关系:xk=(-sk,L-Z,-sk,L-Z+1,…,-sk,L-1,sk,0,sk,1…,sk,L-1);其中,Z为奇周期ZCZ序列集的零相关区宽度,L为奇周期ZCZ序列集中的序列的长度;Sk为奇周期ZCZ序列集中的第k条序列。
第四方面,提供了一种通信装置用于实现上述方法。该通信装置(主体)包括实现上述方法相应的模块、单元,该模块、单元可以通过硬件实现,软件实现,或者通过硬件执行相应的软件实现。该硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块或单元。
结合第四方面,在某些实施方式中,该通信装置包括:处理模块和收发模块;收发模块,用于接收第一MIMO感知信号的回波信号;回波信号为第一MIMO感知信号经目标对象反射后的信号;目标对象反射第一MIMO感知信号时正在高速运动;处理模块,用于根据第二序列集处理回波信号,得到第二感知信号;其中,第二序列集是根据周期零相关区ZCZ序列集或者奇周期ZCZ序列集构建的;第二感知信号在零相关区内无旁瓣。
结合第四方面,在某些实施方式中,奇周期ZCZ序列集是根据以下步骤生成的:设函数f(x)=ax2+bx,其中a∈{1,2,…,2L-1},b∈{0,1,2,…,2L-1};L、a、b满足以下条件之一:2L模4余2,a与L互素,且a+b是奇数;或者,2L模4余0,a与b都是奇数;生成序列其中,/>以序列f作为基序列,生成N条序列f的奇周期循环移位版本,N条序列f的奇周期循环移位版本满足如下关系:sk=ocircshift(f,(k-1)L/N);其中,k=(0,1,…,N-1),ocircshift表示奇周期移位算子,ocircshift(x,a)=(-xL-a,-xL-a+1,…,-xL-1,x0,x1,…,xL-a-1);根据Sk获取奇周期ZCZ序列集,奇周期ZCZ序列集满足如下关系:/>其中,Sk为奇周期ZCZ序列集,Sk为奇周期ZCZ序列集中的第k条序列;奇周期ZCZ序列集中的序列的长度为L,L=NZ;N为奇周期ZCZ序列集包括的序列的数量;Z为奇周期ZCZ序列集的零相关区宽度。
结合第四方面,在某些实施方式中,第二序列集是根据周期ZCZ序列集或者奇周期ZCZ序列集构建的包括:第二序列集是将周期ZCZ序列集或者奇周期ZCZ序列集中的每一条序列添加零前缀后得到的。
结合第四方面,在某些实施方式中,第二序列集满足以下关系:其中,Y为第二序列集,yk为第二序列集中的第k条序列,k∈{0,1,…,N-1},N为用于构建第二序列集的周期ZCZ序列集或者奇周期ZCZ序列集包括的序列的数量;yk满足如下关系:其中,T2为用于构建第二序列集的周期ZCZ序列集或者奇周期中的序列的长度;Sk为用于构建第二序列集的周期ZCZ序列或者奇周期ZCZ序列集中的第k条序列。
其中,第三方面至第四方面中任一种可能的实施方式所带来的技术效果可参见上述第一方面至第二方面中不同实施方式所带来的技术效果,此处不再赘述。
第五方面,提供了一种通信装置。该通信装置包括处理器,用于支持通信装置实现上述第一方面中任一项所涉及的功能。
在一种可能的设计中,该通信装置还包括存储器,该存储器,用于保存通信装置必要的程序指令和数据。该装置可以由芯片构成,也可以包含芯片和其他分立器件。
第六方面,提供了一种通信装置。该通信装置包括处理器,用于支持通信装置实现上述第二方面中任一项所涉及的功能。
在一种可能的设计中,该通信装置还包括存储器,该存储器,用于保存通信装置必要的程序指令和数据。该装置可以由芯片构成,也可以包含芯片和其他分立器件。
第七方面,提供了一种通信装置。该通信装置包括:处理器和存储器。该存储器用于存储计算机执行指令。当该通信装置运行时,该处理器执行该存储器存储的该计算机执行指令,以使该通信装置执行如上述第一方面中任一项所述的多流感知信号生成方法。
第八方面,提供了一种通信装置。该通信装置包括:处理器和存储器。该存储器用于存储计算机执行指令。当该通信装置运行时,该处理器执行该存储器存储的该计算机执行指令,以使该通信装置执行如上述第三方面中任一项所述的多流感知信号生成方法。
第九方面,提供了一种通信装置。该通信装置包括:处理器;所述处理器用于与存储器耦合,并读取存储器中的指令之后,根据所述指令执行如上述第一方面中任一项所述的多流感知信号生成方法。
第十方面,提供了一种通信装置。该通信装置包括:处理器;所述处理器用于与存储器耦合,并读取存储器中的指令之后,根据所述指令执行如上述第二方面中任一项所述的多流感知信号生成方法。
第十一方面,提供了一种通信装置。该通信装置包括:处理器、存储器以及收发器。该存储器用于存储计算机执行指令,该处理器用于执行该存储器存储的指令。该收发器用于该通信装置与通信网络中的其他设备进行通信。当该通信装置运行时,该处理器执行该存储器存储的计算机执行指令,该收发器与通信网络中的其他设备进行通信,以使该通信装置执行如上述第一方面中任一项所述的多流感知信号生成方法。可选地,收发器可以为集成的一个装置,也可以包括发送器和接收器两个装置。
第十二方面,提供了一种通信装置。该通信装置包括:处理器、存储器以及收发器。该存储器用于存储计算机执行指令,该处理器用于执行该存储器存储的指令。该收发器用于该通信装置与通信网络中的其他设备进行通信。当该通信装置运行时,该处理器执行该存储器存储的计算机执行指令,该收发器与通信网络中的其他设备进行通信,以使该通信装置执行如上述第二方面中任一项所述的多流感知信号生成方法。可选地,收发器可以为集成的一个装置,也可以包括发送器和接收器两个装置。
在以上第五至第十二方面中,可选的,处理器为一个或多个,存储器为一个或多个。可选的,存储器可以与处理器集成在一起,或者存储器与处理器分离设置。可选的,存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器,或可包括易失性和非易失性存储器两者。
第十三方面,提供了一种计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质中存储有指令,当其被计算机执行时使得计算机执行如上述第一方面所述的多流感知信号生成方法。
第十四方面,提供了一种计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质中存储有指令,当其被计算机执行时使得计算机执行如上述第二方面中任一项所述的多流感知信号生成方法。
第十五方面,提供了一种包含指令的计算机程序产品。当其在计算机上运行时,使得计算机可以执行如上述第一方面中任一项所述的多流感知信号生成方法。
第十六方面,提供了一种包含指令的计算机程序产品。当其在计算机上运行时,使得计算机可以执行如上述第二方面中任一项所述的多流感知信号生成方法。
第十七方面,提供了一种通信系统。该通信系统包括执行上述第一方面所述的方法的第一通信装置,以及执行上述第二方面所述的方法的第二通信装置。
第十八方面,提供了一种通信装置。该通信装置包括:接口电路和处理电路。接口电路可以包括输入电路和输出电路。处理电路用于通过输入电路接收信号,并通过输出电路发射信号,使得第一方面至第二方面任一方面中任一种可能实现方式中的方法被实现。
在具体实现过程中,无线通信装置可以为芯片,输入电路可以为输入管脚,输出电路可以为输出管脚,处理电路可以为晶体管、门电路、触发器和各种逻辑电路等。输入电路所接收的输入的信号可以是由例如但不限于接收器接收并输入的,输出电路所输出的信号可以是例如但不限于输出给发射器并由发射器发射的,且输入电路和输出电路可以是同一电路,该电路在不同的时刻分别用作输入电路和输出电路。本申请实施例对处理器及各种电路的具体实现方式不做限定。
在一种实现方式中,无线通信装置可以是无线通信设备,即支持无线通信功能的计算机设备。具体地,无线通信设备可以是诸如智能手机这样的终端,也可以是诸如基站这样的无线接入网设备。系统芯片也可称为片上系统(system on chip,SoC),或简称为SoC芯片。通信芯片可包括基带处理芯片和射频处理芯片。基带处理芯片有时也被称为调制解调器(modem)或基带芯片。射频处理芯片有时也被称为射频收发机(transceiver)或射频芯片。在物理实现中,通信芯片中的部分芯片或者全部芯片可集成在SoC芯片内部。例如,基带处理芯片集成在SoC芯片中,射频处理芯片不与SoC芯片集成。接口电路可以为无线通信设备中的射频处理芯片,处理电路可以为无线通信设备中的基带处理芯片。
在又一种实现方式中,无线通信装置可以是无线通信设备中的部分器件。如系统芯片或通信芯片等集成电路产品。接口电路可以为该芯片或芯片系统上的输入/输出接口、接口电路、输出电路、输入电路、管脚或相关电路等。处理器也可以体现为处理电路或逻辑电路。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种通信系统的结构示意图;
图2为本申请实施例提供的另一种通信系统的结构示意图;
图3为本申请实施例提供的又一种通信系统的结构示意图;
图4为本申请实施例提供的一种通信装置的结构示意图;
图5为本申请实施例提供的一种多流感知信号生成方法的交互示意图;
图6为本申请实施例提供的一种多流感知信号生成方法的流程示意图;
图7为本申请实施例提供的一种第一MIMO感知信号的自模糊函数示意图;
图8为本申请实施例提供的一种第一MIMO感知信号间的互模糊函数示意图;
图9为本申请实施例提供的另一种第一MIMO感知信号的自模糊函数示意图;
图10为本申请实施例提供的另一种第一MIMO感知信号间的互模糊函数示意图;
图11为本申请实施例提供的一种第一通信装置的结构示意图;
图12为本申请实施例提供的一种第二通信装置的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本申请实施例的技术方案,首先给出本申请涉及的相关技术的简要介绍如下。
1、MIMO:
MIMO技术指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线,使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收,从而改善通信质量。MIMO系统中,发射端可以将要发送的数据信号映射到多根发射天线上,转化为多个数据流发送出去,相对应的,接收端上的多根接收天线可以分别接收对应的数据流。因此,MIMO信号是一种多流信号。
2、MIMO感知系统:
MIMO脉冲雷达技术将发射分集技术与传统的阵列雷达相结合,能够充分的利用发射维的自由度,提升雷达在复杂的电磁环境下的探测能力,在许多领域都发挥着重要作用。以下结合示例,对基于相位编码的MIMO脉冲雷达模型对目标对象进行感知的方案进行介绍。
假设一个MIMO感知系统具有N个发射机和M个接收机(或者说具有N个发射天线和M个接收天线),其中,K个发射脉冲作为相参处理时间,即发射机发送K组信号后,接收机再统一处理接收的K组信号。假设MIMO感知系统中,发射机发射的所有的发射信号(发射波形)都是经过相位编码技术得到的,接收机处的滤波器输出的就是相位编码的非周期模糊函数。假设所感知的目标对象离发射机的距离不超过最大无模糊距离,即在一个脉冲重复间隔(pulse repetition interval,PRI)内。
发射信号到达感知的目标对象后,目标对象反射发射信号所产生的反射信号可以称为发射信号的回波信号。在MIMO感知系统中,由于每个接收机接收到的回波信号是所有发射机发射的发射波形的线性组合,且在每个接收机处配备滤波器组,因此每个接收机接收的回波信号经过滤波器组输出后是N2个模糊函数的叠加。
假设用于生成发射波形的相位编码为:
其中,该矩阵中的每行表示每个发射机的天线所发射的发射脉冲,例如在第n行,第n个发射机的天线所发射的K个发射脉冲一次表示为:
(xn,0xn,1…xn,K-1) 公式(2)
该矩阵中的每列表示每个PRI内,所有发射机上的发射天线发射的脉冲波形,例如在第k+1个脉冲,所有发射机发射的脉冲表示为
假设脉冲重复间隔内的多普勒频移不变,在接收机处配备的滤波器组接收的波形是N个发射机发射的波形,则滤波器组输出是相位编码自模糊函数和互模糊函数的线性叠加,其中,第n个发射机发射波形的自模糊函数定义为:
其中,An(τ,θ)表示第n个发射机发射波形的自模糊函数,表示第k个PRI发射的感知信号/>在时延τ处的非周期自相关函数,θ=2πfdT,表示发射波形的回波信号的多普勒频率。
第n1,n2个发射机发射的发射波形间的互模糊函数定义为
其中,表示第n1,n2个发射机发射的发射波形间的互模糊函数,/>表示第k个PRI发射的感知信号/>在时延τ处的非周期自相关函数,θ=2πfdT,表示发射波形的回波信号的多普勒频率。
根据上述公式(4)和上述公式(5)可以看出,使用非周期零相关区(zerocorrelation zone,ZCZ)序列集生成发射波形,可以避免接收机处的滤波器输出原始的相位编码序列的非周期函数,在ZCZ区域(即零相关区)内实现全局抗多普勒,达到最优的效果。但是目前这类非周期ZCZ序列集并不存在。因此,目前无法实现基于非周期ZCZ序列集在ZCZ区域内实现全局抗多普勒,仅能基于其他序列集在一定范围内相对地消除多普勒频移的影响。
目前,为了相对地消除MIMO脉冲感知中多普勒频移的影响,现有的方法采用互补码设计一种抗多普勒频移的MIMO脉冲感知波形,其原理是发射多组脉冲,利用互补码的互补性在多普勒频移为零处产生高阶零点,进而在多普勒频移为零处的附近消除多普勒的影响,实现低的距离旁瓣。但是,该种基于互补码的波形设计存在以下两个问题:首先是发射的脉冲数必须是发射机数量的幂次,灵活性较差;其次是仅能在零多普勒轴附近的一个范围内实现低距离旁瓣。而感知的目标对象的运动速度越高,其多普勒频移范围越大,现有的方案就会导致产生高的距离旁瓣,严重降低感知性能。
因此,为了更好地感知高速运动的目标对象,如何设计在较大区域内或者全局抗多普勒的MIMO脉冲感知波形是目前亟待解决的问题。
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行描述。其中,在本申请的描述中,除非另有说明,“/”表示前后关联的对象是一种“或”的关系,例如,A/B可以表示A或B;本申请中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况,其中A,B可以是单数或者复数。并且,在本申请的描述中,除非另有说明,“多个”是指两个或多于两个。“以下至少一项(个)”或其类似表达,是指的这些项中的任意组合,包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如,a,b,或c中的至少一项(个),可以表示:a,b,c,a和b,a和c,b和c,a和b和c,其中a,b,c可以是单个,也可以是多个。
另外,为了便于清楚描述本申请实施例的技术方案,在本申请的实施例中,采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定,并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。同时,在本申请实施例中,“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言,使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念,便于理解。
本申请实施例的技术方案可用于各种通信系统,该通信系统可以为第三代合作伙伴计划(3rd generation partnership project,3GPP)通信系统,例如,第五代(5thgeneration,5G)通信系统、第六代(6th Generation,6G)通信系统、车联网(vehicle toeverything,V2X)系统,或者设备到设备(device-to-device,D2D)通信系统、机器到机器(machine to machine,M2M)通信系统、物联网(internet of things,IoT),以及其他下一代通信系统。该通信系统也可以为非3GPP通信系统,例如Wi-Fi等无线局域网(wirelesslocal area network,WLAN)系统,不予限制。
本申请实施例的技术方案可以应用于各种通信场景,例如可以应用于以下通信场景中的一种或多种:智能家居、D2D、V2X、和IoT等通信场景。
其中,上述适用本申请的通信系统和通信场景仅是举例说明,适用本申请的通信系统和通信场景不限于此,在此统一说明,以下不再赘述。
以下结合附图,对本申请提供的通信系统进行介绍。参考图1,本申请实施例提供的一种通信系统10a包括第一通信装置101和第二通信装置102。
需要说明的是,图1所示的通信系统10a仅为一种参考的示例。本申请实施例并不限制通信系统10a包括的第一通信装置101和/或第二通信装置102的数量,通信系统10a可以包括多个第一通信装置101和/或第二通信装置102。
可选的,第一通信装置101和第二通信装置102可以为不同类型的设备,例如,如图2所示,第一通信装置101和第二通信装置102中的一个为网络设备,另一个为终端设备。或者,第一通信装置101和第二通信装置102也可以为相同类型的设备,例如,如图3所示,为第一通信装置101和第二通信装置102均为终端设备,或,第一通信装置101和第二通信装置102均为网络设备,本申请实施例对此不做具体限定。
以图1、图2或图3所示的第一通信装置101和第二通信装置102交互为例,本申请中,第一通信装置101根据第一序列集生成第一MIMO感知信号,并发送该第一MIMO感知信号,第一MIMO感知信号用于感知高速运动的目标对象。相应的,第二通信装置102接收第一MIMO感知信号的回波信号,回波信号为第一MIMO感知信号经目标对象反射后的信号,并根据第二序列集对回波信号进行处理,得到第二感知信号。其中,第一序列集和第二序列集是基于周期ZCZ序列集或者奇周期ZCZ序列集构建的。
可选的,第一通信装置101或第二通信装置102可以通过图4中的通信装置来实现。图4所示为本申请提供的通信装置400的硬件结构示意图。该通信装置400包括处理器401,通信线路402,以及至少一个通信接口(图4中仅是示例性的以包括通信接口404为例进行说明)。可选的,该通信装置400还可以包括存储器403。
处理器401可以是一个通用中央处理器(central processing unit,CPU),微处理器,特定应用集成电路(application-specific integrated circuit,ASIC),或一个或多个用于控制本申请方案程序执行的集成电路。
通信线路402可包括一通路,在上述组件之间传送信息。
通信接口404,使用任何收发器一类的装置,用于与其他设备或通信网络通信,如以太网,无线接入网(radio access network,RAN),无线局域网(wireless local areanetworks,WLAN)等。
存储器403可以是只读存储器(read-only memory,ROM)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备,随机存取存储器(random access memory,RAM)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备,也可以是电可擦可编程只读存储器(electricallyerasable programmable read-only memory,EEPROM)、只读光盘(compact disc read-only memory,CD-ROM)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质,但不限于此。存储器可以是独立存在,通过通信线路402与处理器相连接。存储器也可以和处理器集成在一起。
其中,存储器403用于存储执行本申请方案的计算机执行指令,并由处理器401来控制执行。处理器401用于执行存储器403中存储的计算机执行指令,从而实现本申请下述实施例提供的信号生成方法。
可选的,本申请实施例中的计算机执行指令也可以称之为应用程序代码或者计算机程序代码,本申请实施例对此不作具体限定。
在具体实现中,作为一种实施例,处理器401可以包括一个或多个CPU,例如图4中的CPU0和CPU1。
在具体实现中,作为一种实施例,通信装置400可以包括多个处理器,例如图4中的处理器401和处理器408。这些处理器中的每一个可以是一个单核(single-CPU)处理器,也可以是一个多核(multi-CPU)处理器。这里的处理器可以指一个或多个设备、电路、和/或用于处理数据(例如计算机程序指令)的处理核。
在具体实现中,作为一种实施例,通信装置400还可以包括输出设备405和输入设备406。输出设备405和处理器401通信,可以以多种方式来显示信息。例如,输出设备405可以是液晶显示器(liquid crystal display,LCD),发光二极管(light emitting diode,LED)显示设备,阴极射线管(cathode ray tube,CRT)显示设备,或投影仪(projector)等。输入设备406和处理器401通信,可以以多种方式接收用户的输入。例如,输入设备406可以是鼠标、键盘、触摸屏设备或传感设备等。
可以理解的是,图4所示的结构并不构成对通信装置400的具体限定。比如,在本申请另一些实施例中,通信装置400可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者拆分某些部件,或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件,软件或软件和硬件的组合实现。
可选的,本申请实施例中,终端设备可以是用于实现通信功能的设备。终端设备也可以称为用户设备(user equipment,UE)、终端、接入终端、用户单元、用户站、移动站(mobile station,MS)、远方站、远程终端、移动终端(mobile terminal,MT)、用户终端、无线通信设备、用户代理或用户装置等。终端设备例如可以是IoT、V2X、D2D、M2M、第五代(5thgeneration,5G)网络、或者未来演进的公共陆地移动网络(public land mobile network,PLMN)中的无线终端。无线终端可以是指一种具有无线收发功能的设备,可以部署在陆地上,包括室内或室外、手持或车载;也可以部署在水面上(如轮船等);还可以部署在空中(例如飞机、气球和卫星上等)。
示例性的,终端设备可以是无人机、IoT设备(例如,传感器,电表,水表等)、V2X设备、无线局域网(wireless local area networks,WLAN)中的站点(station,ST)、蜂窝电话、无绳电话、会话启动协议(session initiation protocol,SIP)电话、无线本地环路(wireless local loop,WLL)站、个人数字处理(personal digital assistant,PDA)设备、具有无线通信功能的手持设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其它处理设备、车载设备、可穿戴设备(也可以称为穿戴式智能设备)、平板电脑或带无线收发功能的电脑、虚拟现实(virtual reality,VR)终端、工业控制(industrial control)中的无线终端、无人驾驶(self driving)中的无线终端、远程医疗(remote medical)中的无线终端、智能电网(smart grid)中的无线终端、运输安全(transportation safety)中的无线终端、智慧城市(smart city)中的无线终端、智慧家庭(smart home)中的无线终端、车载终端、具有车对车(vehicle-to-vehicle,V2V)通信能力的车辆、智能网联车、具有无人机对无人机(UAV toUAV,U2U)通信能力的无人机等等。终端可以是移动的,也可以是固定的,本申请对此不作具体限定。
可选的,本申请实施例中,网络设备是一种将终端设备接入到无线网络的设备,可以是LTE或演进的LTE系统(LTE-Advanced,LTE-A)中的演进型基站(evolutional Node B,eNB或eNodeB),如传统的宏基站eNB和异构网络场景下的微基站eNB;或者可以是5G系统中的下一代节点B(next generation node B,gNodeB或gNB);或者可以是传输接收点(transmission reception point,TRP);或者可以是未来演进的PLMN中的基站;或者可以是宽带网络业务网关(broadband network gateway,BNG)、汇聚交换机或非3GPP接入设备;或者可以是云无线接入网络(cloud radio access network,CRAN)中的无线控制器;或者可以是WiFi系统中的接入节点(access point,AP);或者可以是无线中继节点或无线回传节点;或者可以是IoT、V2X、D2D、或者M2M中实现基站功能的设备,本申请实施例对此不作具体限定。
示例性的,本申请实施例中的基站可以包括各种形式的基站,例如:宏基站,微基站(也称为小站),中继站,接入点等,本申请实施例对此不作具体限定。
下面将结合图1至图3,以图1所示的第一通信装置101与第二通信装置102进行交互为例,对本申请实施例提供的多流感知信号生成方法进行展开说明。
可以理解的,本申请实施例中,第一通信装置和/或第二通信装置可以执行本申请实施例中的部分或全部步骤,这些步骤或操作仅是示例,本申请实施例还可以执行其它操作或者各种操作的变形。此外,各个步骤可以按照本申请实施例呈现的不同的顺序来执行,并且有可能并非要执行本申请实施例中的全部操作。
需要说明的是,本申请下述实施例中各个装置之间的消息名字或消息中各参数的名字等只是一个示例,具体实现中也可以是其他的名字,本申请实施例对此不作具体限定。
如图5所示,为本申请实施例提供的多流感知信号生成方法,该方法包括如下步骤:
S501、第一通信装置根据第一序列集生成第一MIMO感知信号,第一序列集是根据周期ZCZ序列集或者奇周期ZCZ序列集构建的。
S502、第一通信装置发送第一MIMO感知信号,第一MIMO感知信号用于感知高速运动的目标对象。相应的,第二通信装置接收第一MIMO感知信号的回波信号,回波信号为第一MIMO感知信号经目标对象反射后的信号。
S503、第二通信装置根据第二序列集对第一MIMO感知信号的回波信号进行处理,得到第二感知信号,第二序列集是根据周期ZCZ序列集或者奇周期ZCZ序列集构建的,第二感知信号在零相关区内无旁瓣。
对于S501,本申请实施例中,第一MIMO感知信号是第一通信装置基于第一序列集生成的。具体地,第一通信装置将第一序列集中的每个序列分配给对应的脉冲调制器,脉冲调制器根据分配的序列确定对应的多个脉冲波形,得到第一MIMO感知信号。换言之,第一序列集用于生成发射的第一MIMO感知信号,第一序列集也可以称为发射波形集。
本申请实施例中,第一MIMO感知信号为多流信号,且用于感知目标对象,因此第一MIMO感知信号为多流感知信号。
本申请实施例中,第一序列集是基于ZCZ序列集构建的。一种可能的实现方式中,第一序列集可以是基于周期ZCZ序列集构建的。其中,本申请实施例不限制周期ZCZ序列集的构建方法,任一周期ZCZ序列集均可用于构建第一序列集。
可选的,第一序列集可以是将周期ZCZ序列集中的每一条序列添加循环前缀后得到的。
以下以一个具体的示例,详细介绍该实现方式中,第一通信装置如何根据第一序列集生成第一MIMO感知信号。
第一步:构建一个参数为(N,L,Z)的周期ZCZ序列集示例性的,构建该周期ZCZ序列集S的步骤可以包括:
(1)、生成一个阶数为T=tN的傅里叶矩阵F,其中,t可以取任意整数,如下公式(6):
(2)、将该傅里叶矩阵F按行向量排成一条长度为L=T2的序列并以序列f作为基序列,生成N条序列f的循环移位版本,如下公式(7):
sk=circshift(f,(k-1)T2/N) 公式(7)
其中,k=(0,1,…,N-1);circshift(f,x)表示将序列f循环左移x位。
将上述公式(7)的结果sk作为序列,构建周期ZCZ序列集其零相关区宽度Z=T2/N=t2N,N为序列集S包括的序列数量,L为序列集S中序列的长度。
第二步:将第一步所得到的序列集S中的每一条序列都添加循环前缀得到一个新的序列集其中,循环前缀的长度为零相关区宽度Z。该序列集X即为第一序列集,如下公式(8):
第三步:第一通信装置将第二步产生得到的序列集X中的序列xk分配给第k根发射天线所在链路的脉冲调制器,以使该脉冲调制器根据序列xk产生第k根发射天线所发射的脉冲波形,以此类推,直至序列集X中的序列均被分配。将序列集X中的每个序列均分配给对应的脉冲调制器后,每个脉冲调制器编码器得到的脉冲波形共同构成第一MIMO感知信号。
另一种可能的实现方式中,第一序列集可以是基于奇周期ZCZ序列集构建的。其中,本申请实施例不限制奇周期ZCZ序列集的构建方法,任一奇周期ZCZ序列集均可用于构建第一序列集。
可选的,第一序列集可以是将周期ZCZ序列集中的每一条序列添加奇周期循环前缀后得到的。
以下以一个具体的示例,详细介绍该实现方式中,第一通信装置如何根据第一序列集生成第一MIMO感知信号。
第一步:构建一个参数为(N,L,Z)的奇周期ZCZ序列集示例性的,构建该奇周期ZCZ序列集S的步骤可以包括:
(1)、假设函数f(x)=ax2+bx,其中a∈{1,2,…,2L-1},b∈{0,1,2,…,2L-1};
(2)、将c代入f(x),得到f(c);定义一个序列其中,/>
如果上述序列f中的参数满足以下条件之一:
2L模4余2,a与L互素,且a+b是奇数。
或者,2L模4余0,a与b都是奇数。
则确定序列f是一条奇周期完备序列,继续执行之后的步骤(2)。
(3)、以序列f作为基序列,生成N条序列f的奇周期循环移位版本,如下公式(9):
sk=ocircshift(f,(k-1)L/N) 公式(9)
其中,k=(0,1,…,N-1);ocircshift表示奇周期移位算子,ocircshift(x,a)=(-xL-a,-xL-a+1,…,-xL-1,x0,x1,…,xL-a-1)。
将上述公式(9)的结果sk作为序列,构建奇周期ZCZ序列集其序列长度为L=NZ,N为奇周期ZCZ序列集S包括的序列的数量;Z为奇周期ZCZ序列集S的零相关区宽度。
第二步:将第一步所得到的序列集S中的每一条序列都添加奇周期循环前缀得到一个新的序列集其中,奇周期循环前缀的长度为零相关区宽度Z。该序列集X即为第一序列集,如下公式(10):
xk=(-sk,L-Z,-sk,L-Z+1,…,-sk,L-1,sk,0,sk,…1…,sk,L-1) 公式(10)
第三步:第一通信装置将第二步产生得到的序列集X中的序列xk分配给第k根发射天线所在链路的脉冲调制器,以使该脉冲调制器根据序列xk产生第k根发射天线所发射的脉冲波形,即第一MIMO感知信号,以此类推,直至序列集X中的序列均被分配。将序列集X中的每个序列均分配给对应的脉冲调制器后,每个脉冲调制器编码器得到的脉冲波形共同构成第一MIMO感知信号。
需要说明的是,上文对上述两种实现方式中第一序列集的构建方法仅为示例性的说明,在实际应用中,本申请实施例对第一序列集的构建方法不做限制。
可选的,上述步骤中,周期ZCZ序列集、奇周期ZCZ序列集和/或第一序列集,可以是第一通信装置构建的,或是其他通信装置构建后再配置在第一通信装置中的,本申请实施例对此不做限制。
需要说明的是,本申请实施例中,在每个PRI内,用于生成第一MIMO感知信号的第一序列集是唯一的,换言之,每个PRI内,若发射天线存在多个,第一通信装置控制每个发射天线发射相同的脉冲波形(第一MIMO感知信号)。
对于S502,第一通信装置通过发射天线向环境中发射第一MIMO感知信号,第一MIMO感知信号用于感知高速运动的目标对象。第一MIMO感知信号到达目标对象后,目标对象反射第一MIMO感知信号产生的反射信号可以称为第一MIMO感知信号的回波信号。相对应的,第二通信装置上的接收天线接收第一MIMO感知信号的回波信号。
需要说明的是,本申请实施例中,在每个PRI内,第一通信装置初次成功发射第一MIMO感知信号后,在该PRI的剩余时间内,第一通信装置不发送任何信号,而是等待第二通信装置接收第一MIMO感知信号的回波信号。
本申请实施例中,第一MIMO感知信号用于感知高速运动的目标对象,可以理解为:对于目标对象高速运动的情况,相对于现有的基于互补码设计发射波形的方案,通过第一MIMO感知信号感知高速运动的目标对象,可以达到更好的性能。具体地,由上文可知,现有的基于互补码设计发射波形的方案,仅能支持当目标对象的运动速度在一定范围之内时,接收端输出的信号不受多普勒频移的影响。而本申请实施例中,第一MIMO感知信号可以用于感知任意速度的目标对象,其回波信号均不受多普勒频移的影响(具体原因在下文进行介绍),因此,当目标对象高速运动时,本申请实施例的技术方案相比于现有的技术方案性能更好,可以不受多普勒频移的影响,更准确地感知目标对象。示例性的,本申请实施例中,MIMO系统可以感知的高速运动的目标对象可以为行驶的汽车,飞行的飞机等。
当然,目标对象低速运动时,本申请实施例的方案依然可以应用来感知目标对象,且不受多普勒频移的影响,本申请实施例并不限定目标对象的运动速度。
对于S503,第二通信装置接收到回波信号后,根据第二序列集对回波信号进行处理,得到第二感知信号。具体地,第二通信装置将第二序列集中的每个序列分配给对应的滤波器,这多个滤波器共同形成一个滤波器组,第二通信装置接收到第一MIMO感知信号的回波信号后,由滤波器对回波信号进行处理,得到第二感知信号。其中,第二感知信号是第一MIMO感知信号的自模糊函数和互模糊函数的叠加函数。
本申请实施例中,第二感知信号是多个滤波器对第一MIMO信号的回波信号进行处理后得到的,第二感知信号同样是多流信号。
本申请实施例中,第二序列集是基于ZCZ序列集构建的,且用于构建第二序列集的ZCZ序列集与用于构建第一序列集的ZCZ序列集相同。因此,对应用于构建第一序列集的ZCZ序列集可以为周期ZCZ序列集或者奇周期ZCZ序列集,用于构建第二序列集的ZCZ序列集同样可以为周期ZCZ序列集或者奇周期ZCZ序列集。
本申请实施例中,因为第二感知信号是第一MIMO感知信号的自模糊函数和互模糊函数的叠加函数,且用于生成第一MIMO感知信号和第二感知信号的序列集为周期ZCZ序列集或者奇周期ZCZ序列集,因此第二感知信号在零相关区(这里的零相关区与数学角度的零相关区宽度Z不同,为波形角度的零相关区ZTc,Tc是码片持续时间)内无旁瓣,具体在下文进行介绍。
以下结合一个具体的示例,详细介绍第二通信装置如何根据第二序列集对接收的第一MIMO感知信号进行处理,得到第二感知信号。
第一步:构建一个周期ZCZ序列集或者奇周期ZCZ序列集,具体可以参考上文对S501的介绍。
第二步:将第一步所得到的序列集中的每一条序列都添加零缀得到一个新的序列集其中,零缀的长度为零相关区宽度,该序列集Y即第二序列集,如下公式(11):
第三步:将第二步产生得到的序列集Y中的序列yk分配给第k个滤波器,以此类推,直至序列集Y中的序列均被分配至滤波器组中的滤波器。滤波器根据被分配的序列,对输入滤波器的数字信号进行脉冲压缩,并对压缩后的信号进行求和,得到第二感知信号。
基于本方案,发射的脉冲波形(第一MIMO感知信号)在经过滤波器滤波后,可以采用原始相位编码序列(第一序列集中的序列)的周期相关函数或者奇周期相关函数表示(即上述公式4、5中函数为周期相关函数或者奇周期相关函数),避免了使用非周期函数表示,从而使发射波形的回波信号可以在零相关区内,或者说在时延ZTc内不受多普勒频移的影响,消除距离旁瓣。相比现有方法,本方案中回波信号在任意多普勒范围内均不受多普勒频移的影响,即可以在时延ZTc内实现全局抗多普勒,从而在感知高速运动的目标对象时,性能依然不受影响,有利于检测高速运动的目标对象。换言之,由于滤波器组输出的是第一MIMO感知信号的自模糊函数和互模糊函数的叠加,而本方案采用周期ZCZ序列集或者奇周期ZCZ序列集生成发射的第一MIMO感知信号以及输出的第二感知信号,因此第一MIMO感知信号的自模糊函数和互模糊函数在时延不超过ZTc时是理想的,没有距离旁瓣。
另一方面,在目前的基于互补码设计波形的方案中,因为要达到互补的效果,所以发射的脉冲数量必须与互补集大小的方幂的数量相同,而从上述公式4、5可以看出,如果模糊函数中的非周期相关函数等于0的话,K(发射的脉冲感知波形的数量)取值多少都无所谓,而基于本方案,可以使滤波器避免输出非周期相关函数/>而是转变为周期相关函数或者奇周期相关函数。因此,本申请的技术方案中,发射的脉冲感知波形的数量不受限制,可以为任意数。
为了便于理解,以下结合具体的实例,对本申请实施例提供的信号生成方法进行介绍。
如图6所示,假设本申请提供的多流感知信号生成方法应用于V2X场景下的MIMO系统中。该MIMO系统包括第一通信装置和第二通信装置,假设第一通信装置为发射机,具有4根发射天线,其中每个发射天线上可以发射64个脉冲。第二通信装置为接收机,具有4根接收天线。该第一通信装置向环境中发射第一MIMO感知信号,第二通信装置接收第一MIMO感知信号的回波信号,来观测正在高速行驶的车辆。本申请提供的多流感知信号生成方法的流程包括S601-S612:
S601:定时信号,精确定时PRI的时间间隔。
S602:每个脉冲调制器根据第一序列集确定PRI内发射的脉冲波形,即第一MIMO感知信号。
S603:大功率射频振荡器将输入的脉冲波形加载到发射天线上。
S604:发射天线发射第一MIMO感知信号。
S605:目标雷达探测目标回波信号(第一MIMO感知信号的回波信号)。
S606:接收天线接收目标回波信号。
S607:混频器将高频率的目标回波信号与本地振荡信号进行混频。
S608:混频器输出混频后的中频信号至模数转换器(analog to digitalconverter,ADC)。
S609:ADC将输入的模拟信号转换为数字信号。
S610:ADC将数字信号输入滤波器组中的滤波器,滤波器组中的滤波器根据分配的第二序列集中的序列,将输入的数字信号进行脉冲压缩并求和,得到第二感知信号。
S611:接收机进行相位调整,调整第二感知信号的相位。
S612:接收机将多个相位调整后的第二感知信号进行积累并进行目标检测。
其中,S601、S603-S609、S611-S112的具体实现可参考现有方法,在此不再赘述。本申请实施例的技术方案主要涉及S602及S610,以下分两种不同的情况对S602及S610进行展开介绍。
需要说明的是,本申请实施例不限定第一通信装置和/或第二通信装置的数量。上述V2X系统的MIMO场景中,4根发射天线也可以分别位于多个发射机(第一通信装置)上,4根接收天线也可以分别位于多个接收机(第二通信装置)上,本申请实施例的技术方案依然可以应用并解决技术问题。
,情况1:第一序列集以及第二序列集是基于周期ZCZ序列集构建的。假设该周期ZCZ序列集X的参数为(N,L,Z),其中,N=4,L=144,Z=36。
对于S602,参考上文对S501的介绍,可以得到第一序列集X中,包括的序列xk分别为:
x1=(ξ0,ξ9,ξ18,ξ27,ξ36,ξ45,ξ54,ξ63,ξ72,ξ81,ξ90,ξ99,ξ0,ξ10,ξ20,ξ30,ξ40,ξ50,ξ60,ξ70,ξ80,ξ90,ξ100,ξ110,ξ0,ξ11,ξ22,ξ33,ξ44,ξ55,ξ66,ξ77,ξ88,ξ99,ξ110,ξ121,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ1,ξ2,ξ3,ξ4,ξ5,ξ6,ξ7,ξ8,ξ9,ξ10,ξ11,ξ0,ξ2,ξ4,ξ6,ξ8,ξ10,ξ12,ξ14,ξ16,ξ18,ξ20,ξ22,ξ0,ξ3,ξ6,ξ9,ξ12,ξ15,ξ18,ξ21,ξ24,ξ27,ξ30,ξ33,ξ0,ξ4,ξ8,ξ12,ξ16,ξ20,ξ24,ξ28,ξ32,ξ36,ξ40,ξ44,ξ0,ξ5,ξ10,ξ15,ξ20,ξ25,ξ30,ξ35,ξ40,ξ45,ξ50,ξ55,ξ0,ξ6,ξ12,ξ18,ξ24,ξ30,ξ36,ξ42,ξ48,ξ54,ξ60,ξ66,ξ0,ξ7,ξ14,ξ21,ξ28,ξ35,ξ42,ξ49,ξ56,ξ63,ξ70,ξ77,ξ0,ξ8,ξ16,ξ24,ξ32,ξ40,ξ48,ξ56,ξ64,ξ72,ξ80,ξ88,ξ0,ξ9,ξ18,ξ27,ξ36,ξ45,ξ54,ξ63,ξ72,ξ81,ξ90,ξ99,ξ0,ξ10,ξ20,ξ30,ξ40,ξ50,ξ60,ξ70,ξ80,ξ90,ξ100,ξ110,ξ0,ξ11,ξ22,ξ33,ξ44,ξ55,ξ66,ξ77,ξ88,ξ99,ξ110,ξ121)
x2=(ξ0,ξ6,ξ12,ξ18,ξ24,ξ30,ξ36,ξ42,ξ48,ξ54,ξ60,ξ66,ξ0,ξ7,ξ14,ξ21,ξ28,ξ35,ξ42,ξ49,ξ56,ξ63,ξ70,ξ77,ξ0,ξ8,ξ16,ξ24,ξ32,ξ40,ξ48,ξ56,ξ64,ξ72,ξ80,ξ88,ξ0,ξ9,ξ18,ξ27,ξ36,ξ45,ξ54,ξ63,ξ72,ξ81,ξ90,ξ99,ξ0,ξ10,ξ20,ξ30,ξ40,ξ50,ξ60,ξ70,ξ80,ξ90,ξ100,ξ110,ξ0,ξ11,ξ22,ξ33,ξ44,ξ55,ξ66,ξ77,ξ88,ξ99,ξ110,ξ121,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ1,ξ2,ξ3,ξ4,ξ5,ξ6,ξ7,ξ8,ξ9,ξ10,ξ11,ξ0,ξ2,ξ4,ξ6,ξ8,ξ10,ξ12,ξ14,ξ16,ξ18,ξ20,ξ22,ξ0,ξ3,ξ6,ξ9,ξ12,ξ15,ξ18,ξ21,ξ24,ξ27,ξ30,ξ33,ξ0,ξ4,ξ8,ξ12,ξ16,ξ20,ξ24,ξ28,ξ32,ξ36,ξ40,ξ44,ξ0,ξ5,ξ10,ξ15,ξ20,ξ25,ξ30,ξ35,ξ40,ξ45,ξ50,ξ55,ξ0,ξ6,ξ12,ξ18,ξ24,ξ30,ξ36,ξ42,ξ48,ξ54,ξ60,ξ66,ξ0,ξ7,ξ14,ξ21,ξ28,ξ35,ξ42,ξ49,ξ56,ξ63,ξ70,ξ77,ξ0,ξ8,ξ16,ξ24,ξ32,ξ40,ξ48,ξ56,ξ64,ξ72,ξ80,ξ88)
x3=(ξ0,ξ3,ξ6,ξ9,ξ12,ξ15,ξ18,ξ21,ξ24,ξ27,ξ30,ξ33,ξ0,ξ4,ξ8,ξ12,ξ16,ξ20,ξ24,ξ28,ξ32,ξ36,ξ40,ξ44,ξ0,ξ5,ξ10,ξ15,ξ20,ξ25,ξ30,ξ35,ξ40,ξ45,ξ50,ξ55,ξ0,ξ6,ξ12,ξ18,ξ24,ξ30,ξ36,ξ42,ξ48,ξ54,ξ60,ξ66,ξ0,ξ7,ξ14,ξ21,ξ28,ξ35,ξ42,ξ49,ξ56,ξ63,ξ70,ξ77,ξ0,ξ8,ξ16,ξ24,ξ32,ξ40,ξ48,ξ56,ξ64,ξ72,ξ80,ξ88,ξ0,ξ9,ξ18,ξ27,ξ36,ξ45,ξ54,ξ63,ξ72,ξ81,ξ90,ξ99,ξ0,ξ10,ξ20,ξ30,ξ40,ξ50,ξ60,ξ70,ξ80,ξ90,ξ100,ξ110,ξ0,ξ11,ξ22,ξ33,ξ44,ξ55,ξ66,ξ77,ξ88,ξ99,ξ110,ξ121,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ1,ξ2,ξ3,ξ4,ξ5,ξ6,ξ7,ξ8,ξ9,ξ10,ξ11,ξ0,ξ2,ξ4,ξ6,ξ8,ξ10,ξ12,ξ14,ξ16,ξ18,ξ20,ξ22,ξ0,ξ3,ξ6,ξ9,ξ12,ξ15,ξ18,ξ21,ξ24,ξ27,ξ30,ξ33,ξ0,ξ4,ξ8,ξ12,ξ16,ξ20,ξ24,ξ28,ξ32,ξ36,ξ40,ξ44,ξ0,ξ5,ξ10,ξ15,ξ20,ξ25,ξ30,ξ35,ξ40,ξ45,ξ50,ξ55)
x4=(ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ1,ξ2,ξ3,ξ4,ξ5,ξ6,ξ7,ξ8,ξ9,ξ10,ξ11,ξ0,ξ2,ξ4,ξ6,ξ8,ξ10,ξ12,ξ14,ξ16,ξ18,ξ20,ξ22,ξ0,ξ3,ξ6,ξ9,ξ12,ξ15,ξ18,ξ21,ξ24,ξ27,ξ30,ξ33,ξ0,ξ4,ξ8,ξ12,ξ16,ξ20,ξ24,ξ28,ξ32,ξ36,ξ40,ξ44,ξ0,ξ5,ξ10,ξ15,ξ20,ξ25,ξ30,ξ35,ξ40,ξ45,ξ50,ξ55,ξ0,ξ6,ξ12,ξ18,ξ24,ξ30,ξ36,ξ42,ξ48,ξ54,ξ60,ξ66,ξ0,ξ7,ξ14,ξ21,ξ28,ξ35,ξ42,ξ49,ξ56,ξ63,ξ70,ξ77,ξ0,ξ8,ξ16,ξ24,ξ32,ξ40,ξ48,ξ56,ξ64,ξ72,ξ80,ξ88,ξ0,ξ9,ξ18,ξ27,ξ36,ξ45,ξ54,ξ63,ξ72,ξ81,ξ90,ξ99,ξ0,ξ10,ξ20,ξ30,ξ40,ξ50,ξ60,ξ70,ξ80,ξ90,ξ10,ξ110,ξ0,ξ11,ξ22,ξ33,ξ44,ξ55,ξ66,ξ77,ξ88,ξ99,ξ110,ξ121,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ1,ξ2,ξ3,ξ4,ξ5,ξ6,ξ7,ξ8,ξ9,ξ10,ξ11,ξ0,ξ2,ξ4,ξ6,ξ8,ξ10,ξ12,ξ14,ξ16,ξ18,ξ20,ξ22)
其中,将x1分配给第1根发射天线所在链路的脉冲调制器,x2分配给第2根发射天线所在链路的脉冲调制器,x3分配给第3根发射天线所在链路的脉冲调制器,x4分配给第4根发射天线所在链路的脉冲调制器。从而脉冲调制器在PRI内根据分配的序列进行相位编码,得到第一MIMO感知信号。
对于S610,参考上文对S503的介绍,可以得到第二序列集Y中,包括的序列yk分别为:
y1=(0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ1,ξ2,ξ3,ξ4,ξ5,ξ6,ξ7,ξ8,ξ9,ξ10,ξ11,ξ0,ξ2,ξ4,ξ6,ξ8,ξ10,ξ12,ξ14,ξ16,ξ18,ξ20,ξ22,ξ0,ξ3,ξ6,ξ9,ξ12,ξ15,ξ18,ξ21,ξ24,ξ27,ξ30,ξ33,ξ0,ξ4,ξ8,ξ12,ξ16,ξ20,ξ24,ξ28,ξ32,ξ36,ξ40,ξ44,ξ0,ξ5,ξ10,ξ15,ξ20,ξ25,ξ30,ξ35,ξ40,ξ45,ξ50,ξ55,
ξ0,ξ6,ξ12,ξ18,ξ24,ξ30,ξ36,ξ42,ξ48,ξ54,ξ60,ξ66,ξ0,ξ7,ξ14,ξ21,ξ28,ξ35,ξ42,ξ49,ξ56,ξ63,ξ70,ξ77,ξ0,ξ8,ξ16,ξ24,ξ32,ξ40,ξ48,ξ56,ξ64,ξ72,ξ80,ξ88,ξ0,ξ9,ξ18,ξ27,ξ36,ξ45,ξ54,ξ63,ξ72,ξ81,ξ90,ξ99,ξ0,ξ10,ξ20,ξ30,ξ40,ξ50,ξ60,ξ70,ξ80,ξ90,ξ100,ξ110,ξ0,ξ11,ξ22,ξ33,ξ44,ξ55,ξ66,ξ77,ξ88,ξ99,ξ110,ξ121)
y2=(0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,ξ0,ξ9,ξ18,ξ27,ξ36,ξ45,ξ54,ξ63,ξ72,ξ81,ξ90,ξ99,ξ0,ξ10,ξ20,ξ30,ξ40,ξ50,ξ60,ξ70,ξ80,ξ90,ξ100,ξ110,ξ0,ξ11,ξ22,ξ33,ξ44,ξ55,ξ66,ξ77,ξ88,ξ99,ξ110,ξ121,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ1,ξ2,ξ3,ξ4,ξ5,ξ6,ξ7,ξ8,ξ9,ξ10,ξ11,ξ0,ξ2,ξ4,ξ6,ξ8,ξ10,ξ12,ξ14,ξ16,ξ18,ξ20,ξ22,ξ0,ξ3,ξ6,ξ9,ξ12,ξ15,ξ18,ξ21,ξ24,ξ27,ξ30,ξ33,ξ0,ξ4,ξ8,ξ12,ξ16,ξ20,ξ24,ξ28,ξ32,ξ36,ξ40,ξ44,ξ0,ξ5,ξ10,ξ15,ξ20,ξ25,ξ30,ξ35,ξ40,ξ45,ξ50,ξ55,ξ0,ξ6,ξ12,ξ18,ξ24,ξ30,ξ36,ξ42,ξ48,ξ54,ξ60,ξ66,ξ0,ξ7,ξ14,ξ21,ξ28,ξ35,ξ42,ξ49,ξ56,ξ63,ξ70,ξ77,ξ0,ξ8,ξ16,ξ24,ξ32,ξ40,ξ48,ξ56,ξ64,ξ72,ξ80,ξ88)
y3=(0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,ξ0,ξ6,ξ12,ξ18,ξ24,ξ30,ξ36,ξ42,ξ48,ξ54,ξ60,ξ66,ξ0,ξ7,ξ14,ξ21,ξ28,ξ35,ξ42,ξ49,ξ56,ξ63,ξ70,ξ77,ξ0,ξ8,ξ16,ξ24,ξ32,ξ40,ξ48,ξ56,ξ64,ξ72,ξ80,ξ88,ξ0,ξ9,ξ18,ξ27,ξ36,ξ45,ξ54,ξ63,ξ72,ξ81,ξ90,ξ99,ξ0,ξ10,ξ20,ξ30,ξ40,ξ50,ξ60,ξ70,ξ80,ξ90,ξ100,ξ110,ξ0,ξ11,ξ22,ξ33,ξ44,ξ55,ξ66,ξ77,ξ88,ξ99,ξ110,ξ121,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ1,ξ2,ξ3,ξ4,ξ5,ξ6,ξ7,ξ8,ξ9,ξ10,ξ11,ξ0,ξ2,ξ4,ξ6,ξ8,ξ10,ξ12,ξ14,ξ16,ξ18,ξ20,ξ22,ξ0,ξ3,ξ6,ξ9,ξ12,ξ15,ξ18,ξ21,ξ24,ξ27,ξ30,ξ33,ξ0,ξ4,ξ8,ξ12,ξ16,ξ20,ξ24,ξ28,ξ32,ξ36,ξ40,ξ44,ξ0,ξ5,ξ10,ξ15,ξ20,ξ25,ξ30,ξ35,ξ40,ξ45,ξ50,ξ55)
y4=(0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,ξ0,ξ3,ξ6,ξ9,ξ12,ξ15,ξ18,ξ21,ξ24,ξ27,ξ30,ξ33,ξ0,ξ4,ξ8,ξ12,ξ16,ξ20,ξ24,ξ28,ξ32,ξ36,ξ40,ξ44,ξ0,ξ5,ξ10,ξ15,ξ20,ξ25,ξ30,ξ35,ξ40,ξ45,ξ50,ξ55,ξ0,ξ6,ξ12,ξ18,ξ24,ξ30,ξ36,ξ42,ξ48,ξ54,ξ60,ξ66,ξ0,ξ7,ξ14,ξ21,ξ28,ξ35,ξ42,ξ49,ξ56,ξ63,ξ70,ξ77,ξ0,ξ8,ξ16,ξ24,ξ32,ξ40,ξ48,ξ56,ξ64,ξ72,ξ80,ξ88,ξ0,ξ9,ξ18,ξ27,ξ36,ξ45,ξ54,ξ63,ξ72,ξ81,ξ90,ξ99,ξ0,ξ10,ξ20,ξ30,ξ40,ξ50,ξ60,ξ70,ξ80,ξ90,ξ10,ξ110,ξ0,ξ11,ξ22,ξ33,ξ44,ξ55,ξ66,ξ77,ξ88,ξ99,ξ110,ξ121,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ0,ξ1,ξ2,ξ3,ξ4,ξ5,ξ6,ξ7,ξ8,ξ9,ξ10,ξ11,ξ0,ξ2,ξ4,ξ6,ξ8,ξ10,ξ12,ξ14,ξ16,ξ18,ξ20,ξ22)
将y1分给滤波器组中的第1个滤波器,将y2分给滤波器组中的第2个滤波器,将y3分给滤波器组中的第3个滤波器,将y4分给滤波器组中的第4个滤波器。
从而滤波器根据分配的序列对输入滤波器的数字信号进行脉冲压缩和求和,得到第二MIMO感知信号。假设相位编码中,码片持续时间TC为10-6秒,则得到第一MIMO感知信号的自模糊函数图形如图7所示,两个不同的发射天线发射的第一MIMO感知信号间的互模糊函数图形如图8所示。如图7所示,第一MIMO感知信号的自模糊函数在tau=0外没有旁瓣,如图8所示,两个不同的发射天线发射的第一MIMO感知信号间的互模糊函数在全局没有值。由上文可知第二感知信号是第一MIMO感知信号的自模糊函数和互模糊函数的叠加函数,可见,基于本方案,接收机处滤波器的输出波形(第二感知信号)在零相关区ZTC时间内不受多普勒频移的影响,没有旁瓣,有利于检测高速运动的目标对象,相比于现有的基于互补码设计发射波形的方案,存在显著的进步。
情况2:第一序列集以及第二序列集是基于奇周期ZCZ序列集构建的。假设该奇周期ZCZ序列集X的参数为(N,L,Z),其中,N=4,L=100,Z=25。
对于S602,参考上文对S501的介绍,假设f(x)=x2+3x,则可以得到第一序列集X中,包括的序列xk分别为:
x1=(-ξf(75),-ξf(76),…,-ξf(99),ξf(0),ξf(1),ξf(2),…,ξf(99))
x2=(-ξf(50),-ξf(51),…,-ξf(99),ξf(0),ξf(1),ξf(2),…,ξf(74))
x3=(-ξf(25),-ξf(26),…,-ξf(99),ξf(0),ξf(1),ξf(2),…,ξf(49))
x4=(-ξf(0),-ξf(1),…,-ξf(99),ξf(0),ξf(1),ξf(2),…,ξf(24))
其中,将x1分配给第1根天线所在链路的脉冲调制器,x2分配给第2根天线所在链路的脉冲调制器,x3分配给第3根天线所在链路的脉冲调制器,x4分配给第4根天线所在链路的脉冲调制器。从而脉冲调制器在PRI内根据分配的序列进行相位编码,得到第一MIMO感知信号。
对于S610,参考上文对S503的介绍,可以得到第二序列集Y中,包括的序列yk分别为:
y1=(0,0,…,0,ξf(0),ξf(1),ξf(2),…,ξf(99))
y2=(0,0,…,0,-ξf(75),-ξf(76),…,-ξf(99),ξf(0),ξf(1),…,ξf(74))
y3=(0,0,…,0,-ξf(50),-ξf(51),…,-ξf(99),ξf(0),ξf(1),…,ξf(49))
将y1分给滤波器组中的第1个滤波器,将y2分给滤波器组中的第2个滤波器,将y3分给滤波器组中的第3个滤波器,将y4分给滤波器组中的第4个滤波器。从而滤波器根据分配的序列对输入滤波器的数字信号进行脉冲压缩和求和,得到第二MIMO感知信号。假设相位编码中,码片持续时间TC为10-6秒,则得到第一MIMO感知信号的自模糊函数图形如图9所示,两个不同的发射天线发射的第一MIMO感知信号间的互模糊函数图形如图10所示。如图9所示,第一MIMO感知信号的自模糊函数在tau=0外没有旁瓣,如图10所示,两个不同的发射天线发射的第一MIMO感知信号间的互模糊函数在全局没有值。由上文可知第二感知信号是第一MIMO感知信号的自模糊函数和互模糊函数的叠加函数,可见,基于本方案,接收机处滤波器的输出波形(第二感知信号)在零相关区ZTC时间内不受多普勒频移的影响,没有旁瓣,有利于检测高速运动的目标对象,相比于现有的基于互补码设计发射波形的方案,存在显著的进步。
在本申请的各个实施例中,如果没有特殊说明以及逻辑冲突,不同的实施例之间的术语和/或描述具有一致性、且可以相互引用,不同的实施例中的技术特征根据其内在的逻辑关系可以组合形成新的实施例。
可以理解的是,以上各个实施例中,由第一通信装置实现的方法和/或步骤,也可以由可用于第一通信装置的部件(例如芯片或者电路)实现,由第二通信装置实现的方法和/或步骤,也可以由可用于第二通信装置的部件实现。
上述主要从各个网元之间交互的角度对本申请实施例提供的方案进行了介绍。相应的,本申请实施例还提供了通信装置,该通信装置用于实现上述各种方法。该通信装置可以为上述方法实施例中的终端设备,或者包含上述终端设备的装置,或者为可用于终端设备的部件;或者,该通信装置可以为上述方法实施例中的网络设备,或者包含上述网络设备的装置,或者为可用于网络设备的部件。可以理解的是,该通信装置为了实现上述功能,其包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,本申请能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
本申请实施例可以根据上述方法实施例中对通信装置进行功能模块的划分,例如,可以对应各个功能划分各个功能模块,也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。需要说明的是,本申请实施例中对模块的划分是示意性的,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式。
比如,以通信装置为上述方法实施例中的第一通信装置为例。图11示出了一种第一通信装置110的结构示意图。该第一通信装置110包括处理模块1101和收发模块1102。所述收发模块1102,也可以称为收发单元用以实现发送和/或接收功能,例如可以是收发电路,收发机,收发器或者通信接口。
其中,收发模块1102,可以包括接收模块和发送模块,分别用于执行上述方法实施例中由第一通信装置执行的接收和发送类的步骤,处理模块1101,可以用于执行上述方法实施例中由第一通信装置执行的除接收和发送类步骤之外的其他步骤。
例如,处理模块1101,用于根据第一序列集生成第一MIMO感知信号,其中,第一序列集是根据周期零相关区ZCZ序列集或者奇周期ZCZ序列集构建的;收发模块1102,用于发送第一MIMO感知信号;第一MIMO感知信号用于感知高速运动的目标对象。
其中,上述方法实施例涉及的各步骤的所有相关内容均可以援引到对应功能模块的功能描述,在此不再赘述。
在本实施例中,该第一通信装置190以采用集成的方式划分各个功能模块的形式来呈现。这里的“模块”可以指特定ASIC,电路,执行一个或多个软件或固件程序的处理器和存储器,集成逻辑电路,和/或其他可以提供上述功能的器件。在一个简单的实施例中,若终端设备作为第一通信装置,本领域的技术人员可以想到该第一通信装置190可以采用图4所示的通信装置400的形式。
比如,图4所示的通信装置400中的处理器401可以通过调用存储器403中存储的计算机执行指令,使得通信装置400执行上述方法实施例中的多流感知信号生成方法。
具体的,图11中的处理模块1101和收发模块1102的功能/实现过程可以通过图4所示的通信装置400中的处理器401调用存储器403中存储的计算机执行指令来实现。或者,图11中的处理模块1101的功能/实现过程可以通过图4所示的通信装置400中的处理器401调用存储器403中存储的计算机执行指令来实现,图11中的收发模块1102的功能/实现过程可以通过图4所示的通信装置400中的通信接口404来实现。
由于本实施例提供的第一通信装置110可执行上述的多流感知信号生成方法,因此其所能获得的技术效果可参考上述方法实施例,在此不再赘述。
或者,比如,以通信装置为上述方法实施例中的第二通信装置为例。图12示出了一种第二通信装置120的结构示意图。该第二通信装置120包括处理模块1201和收发模块1202。所述收发模块1202,也可以称为收发单元用以实现发送和/或接收功能,例如可以是收发电路,收发机,收发器或者通信接口。
其中,收发模块1202,可以包括接收模块和发送模块,分别用于执行上述方法实施例中由第二通信装置执行的接收和发送类的步骤,处理模块1201,可以用于执行上述方法实施例中由第二通信装置执行的除接收和发送类步骤之外的其他步骤。
例如,收发模块1202,用于接收第一MIMO感知信号的回波信号;回波信号为第一MIMO感知信号经目标对象反射后的信号;目标对象反射第一MIMO感知信号时正在高速运动;处理模块1201,用于根据第二序列集处理回波信号,得到第二感知信号;其中,第二序列集是根据周期零相关区ZCZ序列集或者奇周期ZCZ序列集构建的;第二感知信号在零相关区内无旁瓣。
其中,上述方法实施例涉及的各步骤的所有相关内容均可以援引到对应功能模块的功能描述,在此不再赘述。
在本实施例中,该第二通信装置120以采用集成的方式划分各个功能模块的形式来呈现。这里的“模块”可以指特定ASIC,电路,执行一个或多个软件或固件程序的处理器和存储器,集成逻辑电路,和/或其他可以提供上述功能的器件。在一个简单的实施例中,若网络设备作为第二通信装置,本领域的技术人员可以想到该第二通信装置120可以采用图4所示的通信装置400的形式。
比如,图4所示的通信装置400中的处理器401可以通过调用存储器403中存储的计算机执行指令,使得通信装置400执行上述方法实施例中的多流感知信号生成方法。
具体的,图12中的处理模块1201和收发模块1202的功能/实现过程可以通过图4所示的通信装置400中的处理器401调用存储器403中存储的计算机执行指令来实现。或者,图12中的处理模块1201的功能/实现过程可以通过图4所示的通信装置400中的处理器401调用存储器403中存储的计算机执行指令来实现,图12中的收发模块1202的功能/实现过程可以通过图4所示的通信装置400中的通信接口404来实现。
由于本实施例提供的第二通信装置120可执行上述的多流感知信号生成方法,因此其所能获得的技术效果可参考上述方法实施例,在此不再赘述。
可选的,本申请实施例还提供了一种通信装置(例如,该通信装置可以是芯片或芯片系统),该通信装置包括处理器,用于实现上述任一方法实施例中的方法。在一种可能的设计中,该通信装置还包括存储器。该存储器,用于保存必要的程序指令和数据,处理器可以调用存储器中存储的程序代码以指令该通信装置执行上述任一方法实施例中的方法。当然,存储器也可以不在该通信装置中。在另一种可能的设计中,该通信装置还包括接口电路,该接口电路为代码/数据读写接口电路,该接口电路用于接收计算机执行指令(计算机执行指令存储在存储器中,可能直接从存储器读取,或可能经过其他器件)并传输至该处理器。该通信装置是芯片系统时,可以由芯片构成,也可以包含芯片和其他分立器件,本申请实施例对此不作具体限定。
可选的,本申请实施例还提供一种通信装置,该通信装置可以包括处理器和接口电路,该接口电路,用于与该通信装置之外的其他模块通信,该处理器可以用于执行计算机程序或指令,以使该通信装置实现上述任一方法实施例中的方法。在一些场景下,该通信装置可以为芯片或芯片系统。
在上述实施例中,可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件程序实现时,可以全部或部分地以计算机程序产品的形式来实现。该计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行计算机程序指令时,全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中,或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输,例如,所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或者数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(digital subscriber line,DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可以用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如,软盘、硬盘、磁带),光介质(例如,DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘(solid state disk,SSD))等。本申请实施例中,计算机可以包括前面所述的装置。
尽管在此结合各实施例对本申请进行了描述,然而,在实施所要求保护的本申请过程中,本领域技术人员通过查看所述附图、公开内容、以及所附权利要求书,可理解并实现所述公开实施例的其他变化。在权利要求中,“包括”(comprising)一词不排除其他组成部分或步骤,“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施,但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。
尽管结合具体特征及其实施例对本申请进行了描述,显而易见的,在不脱离本申请的精神和范围的情况下,可对其进行各种修改和组合。相应地,本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的本申请的示例性说明,且视为已覆盖本申请范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然,本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样,倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内,则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (25)
1.一种多流感知信号生成方法,其特征在于,所述方法包括:
根据第一序列集生成第一多输入多输出MIMO感知信号,其中,所述第一序列集是根据周期零相关区ZCZ序列集或者奇周期ZCZ序列集构建的;
发送所述第一MIMO感知信号;所述第一MIMO感知信号用于感知高速运动的目标对象。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一序列集是根据周期ZCZ序列集构建的,包括:
所述第一序列集是将所述周期ZCZ序列集中的每一条序列添加循环前缀后得到的。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述第一序列集满足以下关系:
其中,X为所述第一序列集,xk为所述第一序列集中的第k条序列,k∈{0,1,…,N-1},N为所述周期ZCZ序列集包括的序列的数量;
xk满足如下关系:
其中,Z为所述周期ZCZ序列集的零相关区宽度,T2为所述周期ZCZ序列集中的序列的长度;Sk为所述周期ZCZ序列集中的第k条序列。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述奇周期ZCZ序列集是根据以下步骤构建的:
设函数f(x)=ax2+bx,其中a∈{1,2,…,2L-1},b∈{0,1,2,…,2L-1};L、a、b满足以下条件之一:
2L模4余2,a与L互素,且a+b是奇数;
或者,2L模4余0,a与b都是奇数;
生成序列其中,/>
以序列f作为基序列,生成N条序列f的奇周期循环移位版本,所述N条序列f的奇周期循环移位版本满足如下关系:
sk=ocircshift(f,(k-1)L/N);
其中,k=(0,1,…,N-1),ocircshift表示奇周期移位算子,
ocircshift(x,a)=(-xL-a,-xL-a+1,…,-xL-1,x0,x1,…,xL-a-1);
根据Sk构建所述奇周期ZCZ序列集,所述奇周期ZCZ序列集满足如下关系:
其中,Sk为所述奇周期ZCZ序列集,Sk为所述奇周期ZCZ序列集中的第k条序列;所述奇周期ZCZ序列集中的序列的长度为L,L=NZ;N为所述奇周期ZCZ序列集包括的序列的数量;Z为所述奇周期ZCZ序列集的零相关区宽度。
5.根据权利要求1或4所述的方法,其特征在于,所述第一序列集是根据奇周期ZCZ序列集构建的,包括:
所述第一序列集是将所述奇周期ZCZ序列集中的每一条序列添加奇周期循环前缀后得到的。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述第一序列集满足如下关系:
其中,X为所述第一序列集,xk为所述第一序列集中的第k条序列,k∈{0,1,…,N-1},N为所述奇周期ZCZ序列集包括的序列的数量;
xk满足如下关系:
xk=(-sk,L-Z,-sk,L-Z+1,…,-sk,L-1,sk,0,sk,1…,sk,L-1);
其中,Z为所述奇周期ZCZ序列集的零相关区宽度,L为所述奇周期ZCZ序列集中的序列的长度;Sk为所述奇周期ZCZ序列集中的第k条序列。
7.一种多流感知信号生成方法,其特征在于,所述方法包括:
接收第一多输入多输出MIMO感知信号的回波信号;所述回波信号为所述第一MIMO感知信号经目标对象反射后的信号;所述目标对象反射所述第一MIMO感知信号时正在高速运动;
根据第二序列集处理所述回波信号,得到第二感知信号;其中,所述第二序列集是根据周期零相关区ZCZ序列集或者奇周期ZCZ序列集构建的;所述第二感知信号在零相关区内无旁瓣。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述奇周期ZCZ序列集是根据以下步骤构建的:
设函数f(x)=ax2+bx,其中a∈{1,2,…,2L-1},b∈{0,1,2,…,2L-1};L、a、b满足以下条件之一:
2L模4余2,a与L互素,且a+b是奇数;
或者,2L模4余0,a与b都是奇数;
生成序列其中,/>
以序列f作为基序列,生成N条序列f的奇周期循环移位版本,所述N条序列f的奇周期循环移位版本满足如下关系:
sk=ocircshift(f,(k-1)L/N);
其中,k=(0,1,…,N-1),ocircshift表示奇周期移位算子,
ocircshift(x,a)=(-xL-a,-xL-a+1,…,-xL-1,x0,x1,′,xL-a-1);
根据Sk构建所述奇周期ZCZ序列集,所述奇周期ZCZ序列集满足如下关系:
其中,Sk为所述奇周期ZCZ序列集,Sk为所述奇周期ZCZ序列集中的第k条序列;所述奇周期ZCZ序列集中的序列的长度为L,L=NZ;N为所述奇周期ZCZ序列集包括的序列的数量;Z为所述奇周期ZCZ序列集的零相关区宽度。
9.根据权利要求7或8所述的方法,其特征在于,所述第二序列集是根据周期ZCZ序列集或者奇周期ZCZ序列集构建的包括:
所述第二序列集是将所述周期ZCZ序列集或者所述奇周期ZCZ序列集中的每一条序列添加零前缀后得到的。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述第二序列集满足以下关系:
其中,Y为所述第二序列集,yk为所述第二序列集中的第k条序列,k∈{0,1,…,N-1},N为用于构建所述第二序列集的所述周期ZCZ序列集或者所述奇周期ZCZ序列集包括的序列的数量;
yk满足如下关系:
其中,T2为用于构建所述第二序列集的所述周期ZCZ序列集或者所述奇周期中的序列的长度;Sk为用于构建所述第二序列集的所述周期ZCZ序列或者所述奇周期ZCZ序列集中的第k条序列。
11.一种通信装置,其特征在于,所述装置包括:处理模块和收发模块;
所述处理模块,用于根据第一序列集生成第一MIMO感知信号,其中,所述第一序列集是根据周期零相关区ZCZ序列集或者奇周期ZCZ序列集构建的;
所述收发模块,用于发送所述第一MIMO感知信号;所述第一MIMO感知信号用于感知高速运动的目标对象。
12.根据权利要求11所述的装置,其特征在于,所述第一序列集是根据周期ZCZ序列集构建的,包括:
所述第一序列集是将所述周期ZCZ序列集中的每一条序列添加循环前缀后得到的。
13.根据权利要求12所述的装置,其特征在于,所述第一序列集满足以下关系:
其中,X为所述第一序列集,xk为所述第一序列集中的第k条序列,k∈{0,1,…,N-1},N为所述周期ZCZ序列集包括的序列的数量;
xk满足如下关系:
其中,Z为所述周期ZCZ序列集的零相关区宽度,T2为所述周期ZCZ序列集中的序列的长度;Sk为所述周期ZCZ序列集中的第k条序列。
14.根据权利要求11所述的装置,其特征在于,所述奇周期ZCZ序列集是根据以下步骤构建的:
设函数f(x)=ax2+bx,其中a∈{1,2,…,2L-1},b∈{0,1,2,…,2L-1};L、a、b满足以下条件之一:
2L模4余2,a与L互素,且a+b是奇数;
或者,2L模4余0,a与b都是奇数;
生成序列其中,/>
以序列f作为基序列,生成N条序列f的奇周期循环移位版本,所述N条序列f的奇周期循环移位版本满足如下关系:
sk=ocircshift(f,(k-1)L/N);
其中,k=(0,1,…,N-1),ocircshift表示奇周期移位算子,
ocircshift(x,a)=(-xL-a,-xL-a+1,…,-xL-1,x0,x1,…,xL-a-1);
根据Sk构建所述奇周期ZCZ序列集,所述奇周期ZCZ序列集满足如下关系:
其中,Sk为所述奇周期ZCZ序列集,Sk为所述奇周期ZCZ序列集中的第k条序列;所述奇周期ZCZ序列集中的序列的长度为L,L=NZ;N为所述奇周期ZCZ序列集包括的序列的数量;Z为所述奇周期ZCZ序列集的零相关区宽度。
15.根据权利要求11或14所述的装置,其特征在于,所述第一序列集是根据奇周期ZCZ序列集构建的,包括:
所述第一序列集是将所述奇周期ZCZ序列集中的每一条序列添加奇周期循环前缀后得到的。
16.根据权利要求15所述的装置,其特征在于,所述第一序列集满足如下关系:
其中,X为所述第一序列集,xk为所述第一序列集中的第k条序列,k∈{0,1,…,N-1},N为所述奇周期ZCZ序列集包括的序列的数量;
xk满足如下关系:
xk=(-sk,L-Z,-sk,L-Z+1,…,-sk,L-1,sk,0,sk,1…,sk,L-1);
其中,Z为所述奇周期ZCZ序列集的零相关区宽度,L为所述奇周期ZCZ序列集中的序列的长度;Sk为所述奇周期ZCZ序列集中的第k条序列。
17.一种通信装置,其特征在于,所述装置包括:处理模块和收发模块;
所述收发模块,用于接收第一MIMO感知信号的回波信号;所述回波信号为所述第一MIMO感知信号经目标对象反射后的信号;所述目标对象反射所述第一MIMO感知信号时正在高速运动;
所述处理模块,用于根据第二序列集处理所述回波信号,得到第二感知信号;其中,所述第二序列集是根据周期零相关区ZCZ序列集或者奇周期ZCZ序列集构建的;所述第二感知信号在零相关区内无旁瓣。
18.根据权利要求17所述的装置,其特征在于,所述奇周期ZCZ序列集是根据以下步骤生成的:
设函数f(x)=ax2+bx,其中a∈{1,2,…,2L-1},b∈{0,1,2,…,2L-1};L、a、b满足以下条件之一:
2L模4余2,a与L互素,且a+b是奇数;
或者,2L模4余0,a与b都是奇数;
生成序列其中,/>
以序列f作为基序列,生成N条序列f的奇周期循环移位版本,所述N条序列f的奇周期循环移位版本满足如下关系:
sk=ocircshift(f,(k-1)L/N);
其中,k=(0,1,…,N-1),ocircshift表示奇周期移位算子,
ocircshift(x,a)=(-xL-a,-xL-a+1,…,-xL-1,x0,x1,…,xL-a-1);
根据Sk获取所述奇周期ZCZ序列集,所述奇周期ZCZ序列集满足如下关系:
其中,Sk为所述奇周期ZCZ序列集,Sk为所述奇周期ZCZ序列集中的第k条序列;所述奇周期ZCZ序列集中的序列的长度为L,L=NZ;N为所述奇周期ZCZ序列集包括的序列的数量;Z为所述奇周期ZCZ序列集的零相关区宽度。
19.根据权利要求17或18所述的装置,其特征在于,所述第二序列集是根据周期ZCZ序列集或者奇周期ZCZ序列集构建的包括:
所述第二序列集是将所述周期ZCZ序列集或者所述奇周期ZCZ序列集中的每一条序列添加零前缀后得到的。
20.根据权利要求19所述的装置,其特征在于,所述第二序列集满足以下关系:
其中,Y为所述第二序列集,yk为所述第二序列集中的第k条序列,k∈{0,1,…,N-1},N为用于构建所述第二序列集的所述周期ZCZ序列集或者所述奇周期ZCZ序列集包括的序列的数量;
yk满足如下关系:
其中,T2为用于构建所述第二序列集的所述周期ZCZ序列集或者所述奇周期中的序列的长度;Sk为用于构建所述第二序列集的所述周期ZCZ序列或者所述奇周期ZCZ序列集中的第k条序列。
21.一种通信装置,其特征在于,包括:处理器以及存储器,所述存储器用于存储计算机执行指令,所述处理器用于执行所述存储器存储的所述指令;当所述指令被所述处理器运行时,使得所述通信装置执行上述权利要求1-6中任一项所述的方法。
22.一种通信装置,其特征在于,包括:处理器以及存储器,所述存储器用于存储计算机执行指令,所述处理器用于执行所述存储器存储的所述指令;当所述指令被所述处理器运行时,使得所述通信装置执行上述权利要求7-10中任一项所述的方法。
23.一种计算机可读存储介质,其特征在于,其上存储有计算机指令,当所述计算机指令被计算机执行时使得所述计算机执行权利要求1-6中任一项所述的方法。
24.一种计算机可读存储介质,其特征在于,其上存储有计算机程序,当所述计算机程序被计算机执行时使得所述计算机执行权利要求7-10中任一项所述的方法。
25.一种通信系统,其特征在于,所述通信系统包括第一通信装置和第二通信装置;所述第一通信装置,用于执行权利要求1-6中任一项所述的方法;所述第二通信装置,用于执行权利要求7-10中任一项所述的方法。
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