CN118276090A - 用于用户设备感测的联合通信和感测系统以及信令 - Google Patents

Abstract

一种雷达系统包括接收器、处理器和存储机器指令的非暂时性计算机可读介质。所述机器指令在由所述处理器执行时使所述处理器在通信帧内接收雷达元数据，所述雷达元数据包括指示所述通信帧内的感测时隙的信息。在所述感测时隙期间，所述处理器使所述接收器获得环境中对象的雷达反射集合，且基于所接收雷达反射集合和所述雷达元数据来确定所述对象与所述雷达系统之间的距离、所述对象的速度和所述对象的到达角中的至少一个。在一些实施方案中，所述雷达系统为第一雷达系统，并且所述雷达反射集合为由第二雷达系统发送且被所述环境中的所述对象反射的雷达信号。

Description

用于用户设备感测的联合通信和感测系统以及信令

技术领域

本说明书涉及一种用于用户设备感测的联合通信和感测系统以及信令。

背景技术

联合通信和感测系统共享单个硬件平台，且平衡在通信信号和信号处理以及雷达信号和信号处理上花费的可用资源。基站可执行雷达感测以获得关于周围环境的信息并将关于环境的信息传送到附近用户装置。然而，当基站执行雷达感测时，用户装置空闲。

发明内容

一种雷达系统包括至少一个接收器、至少一个处理器和存储机器指令的至少一个非暂时性计算机可读介质。所述机器指令在由所述至少一个处理器执行时使所述至少一个处理器在通信帧内接收雷达元数据，所述雷达元数据包括指示所述通信帧内的一个或多个感测时隙的信息。在所述一个或多个感测时隙期间，所述处理器使所述至少一个接收器获得环境中至少一个对象的雷达反射集合，且基于所接收雷达反射集合和雷达元数据来确定以下各项中的至少一个：所述至少一个对象与所述雷达系统之间的距离、所述至少一个对象的速度和所述至少一个对象的到达角。

在一些实施方案中，所述雷达系统为第一雷达系统，并且所述雷达反射集合为由第二雷达系统发送且被所述环境中的所述至少一个对象反射的雷达信号。在一些实施方案中，所述雷达元数据包括指示以下各项中的至少一个的信息：由所述第二雷达系统发送的所述雷达信号的频带、由所述第二雷达系统发送的所述雷达信号的波形序列和由所述第二雷达系统发送的所述雷达信号的波束成形指数。

在一些实施方案中，所述第一雷达系统另外包括至少一个发送器，并且所述雷达反射集合为第一雷达反射集合。所述至少一个非暂时性计算机可读介质另外包括机器指令，所述机器指令在由所述至少一个处理器执行时使所述至少一个处理器基于所述雷达元数据生成至少一个雷达信号。所述至少一个处理器使所述至少一个发送器发送所述至少一个雷达信号，且使所述至少一个接收器获得所述环境中所述至少一个对象的第二雷达反射集合。所述至少一个处理器基于第二所接收雷达反射集合来确定以下各项中的所述至少一个：所述至少一个对象与所述第一雷达系统之间的所述距离、所述至少一个对象的所述速度和所述至少一个对象的所述到达角。

在一些实施方案中，所述一个或多个感测时隙包括第一时隙和第二时隙，并且所述至少一个非暂时性计算机可读介质另外包括机器指令，所述机器指令在由所述至少一个处理器执行时使所述至少一个处理器确定在所述第一时隙期间接收到的雷达反射的信号强度。对于所述第二时隙且响应于所述信号强度不满足阈值信号强度，所述至少一个雷达信号具有由所述雷达元数据指示的至少一个相同特性。对于所述第二时隙且响应于所述信号强度满足所述阈值信号强度，所述至少一个雷达信号具有不同于由所述雷达元数据指示的特性的至少一个特性。在一些实施方案中，选择不同于由所述雷达元数据指示的所述特性的所述至少一个特性以减少所述至少一个雷达信号与由所述第二雷达系统发送的所述雷达信号之间的干扰。

在一些实施方案中，所述通信帧包括所述一个或多个感测时隙、多个接收通信时隙和多个发送通信时隙。所述一个或多个感测时隙穿插在所述多个接收通信时隙和所述多个发送通信时隙当中。在一些实施方案中，所述一个或多个感测时隙穿插在所述多个接收通信时隙和所述多个发送通信时隙当中，使得可以检测所述环境中的快速移动对象。在一些实施方案中，所述通信帧包括雷达帧，所述雷达帧具有所述一个或多个感测时隙、多个接收雷达时隙和多个发送雷达时隙，并且所述一个或多个感测时隙穿插在所述多个接收雷达时隙和所述多个发送雷达时隙当中。

一种方法包括由雷达系统在通信帧内接收雷达元数据，所述雷达元数据包括指示所述通信帧内的一个或多个感测时隙的信息。在所述一个或多个感测时隙期间，使所述雷达系统的至少一个接收器获得环境中至少一个对象的雷达反射集合，基于所接收雷达反射集合和所述雷达元数据来确定以下各项中的至少一个：所述至少一个对象与所述雷达系统之间的距离、所述至少一个对象的速度和所述至少一个对象的到达角。在一些实施方案中，所述雷达系统为第一雷达系统，并且所述雷达反射集合为由第二雷达系统发送且被所述环境中的所述至少一个对象反射的雷达信号。在一些实施方案中，所述雷达元数据包括指示以下各项中的至少一个的信息：由所述第二雷达系统发送的所述雷达信号的频带、由所述第二雷达系统发送的所述雷达信号的波形序列和由所述第二雷达系统发送的所述雷达信号的波束成形指数。

在一些实施方案中，所述雷达反射集合为第一雷达反射集合，并且所述方法另外包括基于所述雷达元数据生成至少一个雷达信号，以及使所述第一雷达系统的至少一个发送器发送所述至少一个雷达信号。所述至少一个接收器获得所述环境中所述至少一个对象的第二雷达反射集合，并且基于第二所接收雷达反射集合来确定以下各项中的所述至少一个：所述至少一个对象与所述雷达系统之间的所述距离、所述至少一个对象的所述速度和所述至少一个对象的所述到达角。

在一些实施方案中，所述一个或多个感测时隙包括第一时隙和第二时隙，并且所述方法另外包括确定在所述第一时隙期间接收到的雷达反射的信号强度。对于所述第二时隙且响应于所述信号强度不满足阈值信号强度，使所述至少一个雷达信号具有由所述雷达元数据指示的至少一个相同特性。对于所述第二时隙且响应于所述信号强度满足所述阈值信号强度，使所述至少一个雷达信号具有与由所述雷达元数据指示的至少一个特性不同的特性。在一些实施方案中，选择不同于由雷达元数据指示的所述特性的所述至少一个特性以减少所述至少一个雷达信号与由所述第二雷达系统发送的所述雷达信号之间的干扰。

一种存储机器指令的非暂时性计算机可读介质，所述机器指令在由至少一个处理器执行时使所述至少一个处理器在通信帧内接收雷达元数据，所述雷达元数据包括指示所述通信帧内的一个或多个感测时隙的信息。在所述一个或多个感测时隙期间，所述至少一个处理器使雷达系统的至少一个接收器获得环境中至少一个对象的雷达反射集合，且基于所接收雷达反射集合和所述雷达元数据来确定以下各项中的至少一个：所述至少一个对象与所述雷达系统之间的距离、所述至少一个对象的速度和所述至少一个对象的到达角。在一些实施方案中，所述雷达系统为第一雷达系统，并且所述雷达反射集合为由第二雷达系统发送且被所述环境中的所述至少一个对象反射的雷达信号。

在一些实施方案中，所述雷达反射集合为第一雷达反射集合，并且所述非暂时性计算机可读介质另外包括机器指令，所述机器指令在由所述至少一个处理器执行时使所述至少一个处理器进行以下操作：基于所述雷达元数据生成至少一个雷达信号，以及使所述第一雷达系统的至少一个发送器发送所述至少一个雷达信号。所述机器指令另外使所述至少一个处理器进行以下操作：使所述至少一个接收器获得所述环境中所述至少一个对象的第二雷达反射集合，以及基于第二所接收雷达反射集合来确定以下各项中的所述至少一个：所述至少一个对象与所述雷达系统之间的所述距离、所述至少一个对象的所述速度和所述至少一个对象的所述到达角。

在一些实施方案中，所述一个或多个感测时隙包括第一时隙和第二时隙，并且所述非暂时性计算机可读介质另外存储机器指令，所述机器指令在由所述至少一个处理器执行时使所述至少一个处理器确定在所述第一时隙期间接收到的雷达反射的信号强度。对于所述第二时隙且响应于所述信号强度不满足阈值信号强度，所述至少一个雷达信号具有由所述雷达元数据指示的至少一个相同特性。对于所述第二时隙且响应于所述信号强度满足所述阈值信号强度，所述至少一个雷达信号具有不同于由所述雷达元数据指示的特性的至少一个特性。在一些实施方案中，选择不同于由所述雷达元数据指示的所述特性的所述至少一个特性以减少所述至少一个雷达信号与由所述第二雷达系统发送的所述雷达信号之间的干扰。

附图说明

通过参考附图，可以更好地理解本发明，并且使得本领域的技术人员清楚本发明的众多目标、特征和优点。

图1A以框图形式示出根据一个实施例的示例雷达收发器系统。

图1B以框图形式示出根据一个实施例的示例雷达接收器系统。

图2示出根据一个实施例的在被动感测操作模式中从示例基站和用户装置发送和接收的信号的图式。

图3示出根据一个实施例的在主动感测操作模式中从示例基站和用户装置发送和接收的信号的图式。

图4示出根据一个实施例的在混合主动和被动感测操作模式中从示例基站和用户装置发送和接收的信号的图式。

图5示出根据一些实施例的用于图2中所示的基站和用户装置的信号帧的图式。

图6以流程图形式示出根据一个实施例的用于在被动感测操作模式中操作雷达接收器系统的示例过程。

图7以流程图形式示出根据一个实施例的用于在主动感测操作模式中操作雷达收发器系统的示例过程。

图8以流程图形式示出根据一个实施例的用于在主动感测操作模式中操作雷达收发器系统的另一示例过程。

除非另外指出，否则在不同的图式中使用相同的附图标记指示相同的物件。图未必按比例绘制。

具体实施方式

如本文中先前所论述，基站可执行雷达感测以获得关于周围环境的信息，但当基站执行雷达感测时，附近的用户装置空闲。本文中所描述的技术和方法使得用户装置能够在基站执行雷达感测时执行被动、主动或混合雷达感测。在通信帧中的第一感测时隙之前，基站发送雷达元数据，例如，通信帧中的哪些时隙专用于雷达感测以及由基站生成的雷达感测信号的频带、波形序列和波束成形指数。用户装置可在感测时隙期间打开雷达接收器并接收环境中对象的由基站发送的雷达信号的反射。基于所接收反射和雷达元数据，用户装置可执行被动感测以确定环境中的对象与用户装置之间的距离、速度和到达角。

补充或代替基于来自基站雷达感测的所接收反射和雷达元数据而执行被动感测，用户装置可通过生成并发送雷达感测信号来执行主动感测，所述雷达感测信号的特性被选择以减少对来自基站的雷达感测信号的干扰。例如，用户装置可生成在与由雷达元数据指示的频带不同的频带中或与来自基站的雷达感测信号相比频带相同但信号强度不同的雷达感测信号。然后，用户装置可与基站或其它附近用户装置共享环境中的对象与用户装置之间的所确定的距离、速度和到达角。

图1A以框图形式示出根据实施例的示例雷达收发器系统100A。雷达系统100A可包括在用户装置(例如，车辆的驾驶员辅助系统)中，或通信基站中。示例雷达系统100A是调频连续波(FMCW)雷达系统，所述FMCW雷达系统也被称为连续波调频(CWFM)雷达，且能够确定雷达系统100A的视场中的对象的距离(distance)或距离(range)、速度和到达角。尽管雷达系统100A在本文中被描述为线性啁啾雷达系统，但可以使用生成距离、多普勒和到达角信息中的至少一个的任何适当雷达系统，例如，正交频域多路复用、多相测序、二进制测序、Zadoff-Chu测序等。

在此例子中，雷达系统100A包括微控制器和处理器单元(MCPU)110、数模转换器(DAC)120、雷达传感器电路130A、第一天线阵列145、第二天线阵列150、模数转换器(ADC)170以及存储装置180。雷达传感器电路130A在此例子中是雷达收发器电路，且包括发送器信号链和接收器信号链两者。MCPU 110包括一个或多个MCPU核心、通用处理核心、现场可编程门阵列、数字信号处理器、专用集成电路等，或其任何组合。单数形式的术语“MCPU”在本文中用以指包括在MCPU 110中的MCPU核心、通用处理核心、现场可编程门阵列、数字信号处理器、专用集成电路等中的单个或多个，或其任何组合。

MCPU 110包括雷达控制器115和信号处理器175。雷达控制器115可从雷达传感器电路130A接收数据且经由DAC 120控制雷达传感器电路130A的雷达参数，例如雷达帧的频带、长度等。来自DAC 120的控制信号可用于调整从包括在雷达传感器电路130A中的感测信号发生器135输出的雷达感测信号。MCPU 110中的信号处理器175还可从雷达传感器电路130A接收数据，且执行信号处理以确定目标对象与雷达系统100A之间的距离(distance)或距离(range)、目标对象的速度、目标对象的到达角等。信号处理器175可经由接口190将所计算值提供到存储装置180和/或到其它系统。

接口190可使得MCPU 110能够通过局域网和广域网、互联网、汽车通信总线和/或其它种类的有线或无线通信系统与其它系统通信。MCPU 110可通过接口190将所计算值提供到其它系统和装置。例如，雷达系统100A包括在通信基站中且将距离、速度和到达角的所计算值提供到通信基站附近的用户装置，例如车辆。作为另一例子，雷达系统100A包括在车辆的驾驶员辅助系统中，且将距离、速度和到达角的所计算值提供到其它附近车辆的驾驶员辅助系统。存储装置180可用于存储用于MCPU 110的指令、从雷达传感器电路130A接收到的数据、从信号处理器175计算出的值等。存储装置180可以是任何适当的存储介质，例如易失性或非易失性存储器。

雷达传感器电路130A包括感测信号发生器135、发送器140、接收器155和基带处理器160。感测信号发生器135可包括例如本地振荡器，且生成雷达感测信号并将该雷达感测信号提供到发送器140。例如，感测信号发生器135可对连续波信号进行调频以形成一系列线性啁啾信号。已知稳定频率连续波的所发送啁啾信号通过调制后的信号在固定时间段内在频率上上下变化。感测信号发生器135将所生成的啁啾信号提供到发送器140，所述发送器140驱动一个或多个发送器(TX)天线的第一天线阵列145。第二天线阵列150包括一个或多个接收器(RX)天线，且接收从来自TX天线阵列145的所发送啁啾信号的路径中的对象反射的信号。TX天线阵列145和RX天线阵列150可以是静止的或被配置成例如通过机械移动跨越一系列区域来发送和接收。

接收器155从RX天线阵列150接收反射信号并将反射信号提供到基带处理器160。基带处理器160还从感测信号发生器135接收所发送感测信号，且使用来自感测信号发生器135的所发送感测信号的副本将所接收感测信号直接下变频到基带中。然后，基带处理器160可对基带信号进行滤波和放大。基带处理器160将滤波后且放大后的基带信号提供到ADC 170，所述ADC 170将信号数字化并将该信号提供到MCPU 110。然后，MCPU 110中的信号处理器175可执行时域到频域变换，例如快速傅里叶变换(FFT)和其它信号处理，以确定目标对象与雷达系统100之间的距离、速度和到达角。

图1B以框图形式示出根据一个实施例的示例雷达接收器系统100B。雷达接收器系统100B类似于图1A中所示的雷达收发器系统100A，但包括雷达传感器电路130B而非雷达传感器电路130A。为了易于说明，本文中参考图1A中所示的雷达收发器系统100A描述雷达接收器系统100B。雷达传感器电路130B包括接收器155和基带处理器160，且被配置成仅用于被动雷达感测；也就是说，雷达传感器电路130B使得雷达接收器系统100B能够被动地接收由例如雷达收发器系统100A等其它附近雷达感测系统发送的雷达信号。

天线阵列150包括一个或多个接收器(RX)天线且接收从所发送雷达信号(例如，来自附近通信基站的所发送雷达信号)的路径中的对象反射的信号。RX天线阵列150可以是静止的或被配置成例如通过机械移动跨越一系列区域来接收。接收器155从RX天线阵列150接收反射信号并将反射信号提供到基带处理器160。基带处理器160将所接收雷达信号直接下变频到基带中，然后，对基带信号进行滤波和放大。基带处理器160将滤波后且放大后的基带信号提供到ADC 170，所述ADC 170将信号数字化并将该信号提供到MCPU 110。然后，MCPU110中的信号处理器175可执行时域到频域变换，例如快速傅里叶变换(FFT)和其它信号处理，以确定目标对象与雷达系统100B之间的距离、速度和到达角。

对于图1A中所示的雷达收发器系统100A和图1B中所示的雷达接收器系统100B两者，所接收反射与所发送感测信号之间的频率差随着延迟的增加而增加，且因此与距离成正比。跨越雷达帧中的连续啁啾的所接收反射之间的相位差指示视场中的对象的速度。对于RX天线阵列150包括两个或更多个接收器天线的实施方案，在第一RX天线处接收到的反射与在第二RX天线处接收到的反射之间的相位差可用于确定目标对象的到达角。例如，首先使用FFT(被称为距离FFT)变换对应于每个啁啾的下变频后且数字化的接收信号。距离FFT产生一系列距离分段，其中每个距离分段的值表示对应距离处的反射目标的信号强度。然后，针对跨越帧中的所有啁啾的每个距离分段执行多普勒FFT以估计反射目标的速度。然后，可执行额外处理以确定目标与雷达系统100之间的到达角。

对于雷达收发器系统100A包括在通信基站中的实施方案，通信基站可使用来自雷达系统100A的视场内的对象的所确定距离、速度和到达角来将关于环境中的对象的信息提供到通信基站附近的其它装置。例如，通信基站可将环境信息提供到移动通过雷达系统100A的视场的车辆。通信基站可将雷达感测时隙并入到通信基站与附近车辆之间的通信帧中，使得基站能够在不破坏基站与附近车辆之间的正常通信的情况下提供有意义的环境信息。

图2示出根据一个实施例的在被动感测操作模式中从示例基站210和示例用户装置230发送和接收的信号的图式200。在此例子中，基站210包括图1A中所示的雷达收发器系统100A，并且用户装置230是包括图1B中所示的雷达接收系统100B的车辆。基站210发送信号240，所述信号240包括一个或多个感测信号帧和指示所使用的感测资源的元数据，例如，通信帧中的哪些时隙用于雷达感测、用于雷达感测的频带、波形指数、波束成形指数等。波形指数和波束成形指数可符合用于指示波形参数和波束成形参数的已知标准。所发送信号240被环境中的对象220，例如，另一车辆、构造区、行人或用户装置230的其它障碍物反射。

基站210接收第一反射信号250，且可执行信号处理以确定对象220与基站210之间的距离、对象220的速度、对象220的到达角或其任何组合。类似地，用户装置230接收第二反射信号260，且可在通信帧中用于雷达感测的时隙期间且基于所发送信号240中的元数据执行信号处理，以确定对象220与用户装置230之间的距离、对象220的速度、对象220的到达角或其任何组合。

图3示出根据一个实施例的在主动感测操作模式中从示例基站310和示例用户装置330发送和接收的信号的图式300。在此例子中，基站310和用户装置330包括雷达系统，例如图1A中所示的雷达收发器系统100A，并且用户装置330是车辆。基站310发送信号315，所述信号315包括一个或多个感测信号帧和指示所使用的感测资源的元数据，例如，通信帧中的哪些时隙用于雷达感测、用于雷达感测的频带、波形指数、波束成形指数等。波形指数和波束成形指数可符合用于指示波形参数和波束成形参数的已知标准。所发送信号315被环境中的对象320，例如，另一车辆、构造区、行人或用户装置330的其它障碍物反射。

基站310接收第一反射信号325，且可执行信号处理以确定对象320与基站310之间的距离、对象320的速度、对象320的到达角或其任何组合。类似地，用户装置330接收第二反射信号335，所述第二反射信号335对于用户装置330来说可能太弱以至于无法执行信号处理，从而无法确定对象320与用户装置330之间的距离、对象320的速度、对象320的到达角等。响应于第二反射信号335不满足用于有效信号处理的阈值信号强度或除第二反射信号335有效用于信号处理之外，用户装置330可执行主动感测。也就是说，用户装置330可基于所发送信号315中的元数据和例如全球定位系统坐标等其它信息而生成一个或多个雷达感测信号帧，所述雷达感测信号帧的特性减少对来自基站310的所发送信号315中的雷达感测信号帧的干扰。

例如，用户装置330可响应于第二反射信号335太弱而不会与由用户装置330生成的雷达感测信号帧冲突，生成雷达感测信号帧，所述雷达感测信号帧在相同频带中且具有如来自基站310的元数据中所指示的相同波形指数和波束成形指数。作为另一例子，第二反射信号335有效用于信号处理，且用户装置330可根据来自基站310的所发送信号315中的雷达感测信号帧来生成在不同频带中、具有不同波形指数、具有不同波束成形指数或其任何组合的一个或多个雷达感测信号帧。

用户装置330发送雷达感测信号340，所述雷达感测信号340包括一个或多个所生成雷达感测信号帧，所述所生成雷达感测信号帧并不与来自基站310的所发送信号315中的雷达感测信号帧冲突。所发送信号340被环境中的对象320反射，并且用户装置330接收第一反射信号345。然后，用户装置330可执行信号处理以确定对象320与用户装置330之间的距离、对象320的速度、对象320的到达角或其任何组合。类似地，基站310接收第二反射信号350，且可执行信号处理以进一步精炼对象320与基站310之间的距离、对象320的速度、对象320的到达角和基于第一反射信号325所确定的类似者。

图4示出根据一个实施例的在混合主动和被动感测操作模式中从示例基站410和用户装置430A-B发送和接收的信号的图式。在此例子中，基站410和用户装置430A-B包括雷达系统，例如图1A中所示的雷达收发器系统100A，并且用户装置430A-B是车辆。基站410发送信号415，所述信号415包括一个或多个雷达感测信号帧和指示所使用的感测资源的元数据，例如，通信帧中的哪些时隙用于雷达感测、用于雷达感测的频带、波形指数、波束成形指数等。波形指数和波束成形指数可符合用于指示波形参数和波束成形参数的已知标准。所发送信号415被环境中的对象420，例如，另一车辆、构造区、行人或用户装置430A-B的其它障碍物反射。

基站410接收第一反射信号425，且可执行信号处理以确定对象420与基站410之间的距离、对象420的速度、对象420的到达角或其任何组合。类似地，用户装置430A接收第二反射信号435A，并且用户装置420B接收第三反射信号435B。第二和第三反射信号435A-B中的一个或两个对于用户装置430A-B来说可能太弱以至于无法执行信号处理，从而无法确定对象420与相应用户装置430之间的距离、对象420的速度、对象420的到达角等。例如，第二反射信号435A对于用户装置430A来说可能太弱以至于无法执行信号处理，并且第三反射信号435B可强到足以使得用户装置430B能够执行有效信号处理。用户装置430B可执行被动感测，并且用户装置430A可通过基于所发送信号415中的元数据和例如全球定位系统坐标等其它信息而生成一个或多个雷达感测信号帧来执行主动感测，以补充过弱反射信号435A，所述雷达感测信号帧的特性减少对来自基站410的所发送信号415中的雷达感测信号帧的干扰。

例如，用户装置430A可生成在相同频带中且具有如来自基站410的元数据中所指示的相同波形指数和波束成形指数的雷达感测信号帧，因为第二反射信号435A太弱而不会与由用户装置430生成的雷达感测信号帧冲突。作为另一例子，第二反射信号435A有效用于信号处理，且用户装置430A可根据来自基站410的所发送信号415中的雷达感测信号帧来生成在不同频带中、具有不同波形指数、具有不同波束成形指数或其任何组合的一个或多个雷达感测信号帧。

用户装置430A发送雷达感测信号440，所述雷达感测信号440包括一个或多个所生成雷达感测信号帧，所述所生成雷达感测信号帧并不与来自基站410的所发送信号415中的雷达感测信号帧冲突。所发送信号440被环境中的对象420反射，并且用户装置430A接收第一反射信号445。然后，用户装置430A可执行信号处理以确定对象420与用户装置430A之间的距离、对象420的速度、对象420的到达角或其任何组合。

类似地，基站410接收反射信号450A，且可执行信号处理以进一步精炼对象420与基站410之间的距离、对象420的速度、对象420的到达角和基于第一反射信号425所确定的类似者。用户装置430B接收反射信号450B，且可执行信号处理以进一步精炼对象420与用户装置430B之间的距离、对象420的速度、对象420的到达角和基于第三反射信号435B所确定的类似者。用户装置430A-B可通过共享带时间戳的信号435A-B和450A-B来与基站410一起合作，以导出距离、多普勒信息等。

图5示出根据一些实施例的用于图2中所示的基站210和用户装置230的信号帧的图式。为了易于说明，本文中参考图2中所示的图式200描述图5，但在图5中所示的信号帧还适用于图3中所示的图式300和图4中所示的图式400。图式500包括基站信号帧510和对应用户装置信号帧530。基站信号帧510包括元数据时隙515、雷达感测时隙集合520、下行链路通信时隙集合524和上行链路通信时隙集合528。雷达感测时隙集合520穿插在下行链路通信时隙集合524和上行链路通信时隙集合528中的时隙当中。用户装置信号帧530包括元数据时隙535、雷达感测时隙集合540、接收通信时隙集合544和发送通信时隙集合548。雷达感测时隙集合540穿插在接收通信时隙集合544和发送通信时隙集合548中的时隙当中。

用户装置信号帧530镜射基站信号帧510，使得基站信号帧510中的下行链路通信时隙集合524对应于用户装置信号帧530中的接收通信时隙集合544，且基站信号帧510中的上行链路通信时隙集合528对应于用户装置信号帧530中的发送通信时隙集合548。类似地，基站信号帧510中的雷达感测时隙集合520对应于用户装置信号帧530中的雷达感测时隙集合540。此外，用户装置信号帧530可以是雷达感测帧，且包括发送雷达时隙集合524和接收雷达时隙集合528。

在基站信号帧510中的第一时隙，基站210将关于雷达感测的元数据515发送到用户装置230。元数据515可指示所使用的感测资源，例如基站信号帧510中的哪些时隙用于雷达感测520、用于雷达感测的频带、波形指数、波束成形指数等。在用户装置信号帧530中的对应第一时隙，用户装置230从基站210接收元数据535。在此例子中，元数据515在基站信号帧510中的第一时隙发送，但在其它例子中，基站210在基站信号帧510中的另一稍后时隙但在第一雷达感测时隙520A之前发送元数据515。

在元数据时隙515之后，基站信号帧510包括下行链路通信时隙集合524，在此期间，基站210将信息发送到用户装置230。类似地，在元数据时隙535之后，用户装置信号帧530包括接收通信时隙集合544，在此期间，用户装置230接收由基站210发送的信息。然后，基站信号帧510包括上行链路通信时隙集合528，在此期间，基站210从用户装置230接收信息。类似地，用户装置信号帧530包括发送通信时隙集合548，在此期间，用户装置230将信息发送到基站210。也就是说，虽然基站210在下行链路通信时隙集合524期间将信息发送到用户装置230，但用户装置230在接收通信时隙集合544期间接收信息。虽然用户装置230在发送通信时隙集合548期间将信息发送到基站210，但基站210在上行链路通信时隙集合528期间接收信息。

基站信号帧510中的雷达感测时隙520穿插在下行链路通信时隙集合524和上行链路通信时隙集合528当中，并且用户装置信号帧530中的雷达感测时隙540在对应时隙处穿插在接收通信时隙集合544和发送通信时隙集合548当中。也就是说，当基站210发送一个或多个雷达感测信号帧以在基站信号帧510中的雷达感测时隙520期间执行雷达感测时，用户装置230中的一个或多个接收器保持打开且接收第二反射信号260，使得用户装置230可在用户装置信号帧530中的雷达感测时隙540期间基于第二反射信号260执行被动感测。作为关于图3中所示的图式300的另一例子，当基站310发送一个或多个雷达感测信号帧以在基站信号帧510中的雷达感测时隙520期间执行雷达感测时，用户装置330中的一个或多个发送器和接收器打开，使得用户装置330可生成雷达感测信号340并接收反射信号345以执行主动感测。

图式500中集合524中的下行链路通信时隙、集合528中的上行链路通信时隙和基站信号帧510中的雷达感测时隙520的数目以及集合544中的接收通信时隙、集合548中的发送通信时隙和用户装置信号帧530中的雷达感测时隙540的数目仅作为例子，且可基于所实施的特定通信标准而变化。另外，雷达感测时隙520和540分别在基站信号帧510和用户装置信号帧530内的位置可基于雷达感测的所需准确性和其它特性而变化。

例如，如基站信号帧550中所示，基站210可在高速感测模式中运行以使用雷达感测数据来确定环境中的快速移动对象220的速度。在高速感测模式中，雷达感测时隙560可以规则间隔穿插在下行链路通信时隙集合564和上行链路通信时隙集合568当中。雷达感测时隙560的数目以及雷达感测时隙560与下行链路通信时隙集合564和上行链路通信时隙集合568穿插的间隔可基于环境中的快速移动对象220的预期速度而选择。例如，基站210可沿着高速公路定位，并且高速公路的标示速度限制可用作快速移动对象220的预期速度且用于确定基站信号帧550内的雷达感测时隙560的适当数目和交错。用户装置信号帧(未示出)对应于用于高速感测模式的基站信号帧550。

作为基站信号帧570中所示的另一例子，基站210可在高角分辨率模式中运行以使用雷达感测数据以比其它操作模式中更高的准确性来确定环境中的对象220的到达角。在高角分辨率模式中，雷达感测时隙580可一起分组在下行链路通信时隙集合584与上行链路通信时隙集合588之间的单个块中。待一起分组在基站信号帧570中的雷达感测时隙580的数目可基于环境中的对象220的预期到达角范围而选择。例如，基站210可沿着高速公路定位，并且高速公路的迎面车道占据包括在基站210中的雷达系统的视场的特定范围。雷达系统的视场的特定范围可用于确定基站信号帧570中的雷达感测时隙580的适当数目。用户装置信号帧(未示出)对应于用于高角分辨率模式的基站信号帧570。

另外，基站可改变操作模式，使得通信信号帧格式改变。例如，在第一时间，基站210可在正常操作模式中运行，且使用基站信号帧510与用户装置230通信。在第二稍后时间，基站210可改变为高速感测模式和高角分辨率模式中的任一个，且分别使用对应基站信号帧550或570。

图6以流程图形式示出根据一个实施例的用于在被动感测操作模式中操作雷达接收器系统的示例过程600。为了易于说明，本文中参考图2中所示的图式200描述过程600。过程600可由执行存储在任何适当非暂时性计算机可读介质中的指令的任何适当处理单元来执行。过程600的步骤在图6中以特定次序示出，但过程600的步骤可以不同次序和/或在一些步骤同时执行的情况下执行。过程600的一个或多个步骤可为任选的，并且过程600可包括额外步骤。

过程600开始于步骤610，并且用户装置230接收雷达元数据，所述雷达元数据包括指示通信帧内的一个或多个感测时隙的信息。在步骤620，且在通信帧内的所述一个或多个感测时隙期间，用户装置230接收环境中至少一个对象220的雷达反射260的集合。在步骤630，用户装置230基于所接收雷达反射260的集合和雷达元数据来确定至少一个对象220的距离、速度和到达角中的至少一个。

图7以流程图形式示出根据一个实施例的用于在主动感测操作模式中操作雷达收发器系统的示例过程700。为了易于说明，本文中参考图3中所示的图式300和图6中所示的过程600描述过程700。过程700可由执行存储在任何适当非暂时性计算机可读介质中的指令的任何适当处理单元来执行。过程700的步骤在图7中以特定次序示出，但过程700的步骤可以不同次序和/或在一些步骤同时执行的情况下执行。过程700的一个或多个步骤可为任选的，并且过程700可包括额外步骤。

过程700开始于步骤610，在步骤610，用户装置330接收雷达元数据，所述雷达元数据包括指示通信帧内的一个或多个感测时隙的信息。在步骤620，且在通信帧内的所述一个或多个感测时隙期间，用户装置330接收环境中至少一个对象320的雷达反射335的集合。在步骤620接收雷达反射335的集合可任选地包括步骤710、720和730。在步骤710，用户装置330基于雷达元数据生成至少一个雷达信号340。在步骤720，用户装置330发送至少一个雷达信号340，并且在步骤730，接收环境中至少一个对象320的雷达反射345的第二集合。在步骤740，用户装置330基于所接收雷达反射335的第一集合和所接收雷达反射345的第二集合以及雷达元数据来确定至少一个对象320的距离、速度和到达角中的至少一个。

图8以流程图形式示出根据一个实施例的用于在主动感测操作模式中操作雷达收发器系统的另一示例过程800。为了易于说明，本文中参考图3中所示的图式300以及分别在图6和图7中所示的过程600和700描述过程800。过程800可由执行存储在任何适当非暂时性计算机可读介质中的指令的任何适当处理单元来执行。过程800的步骤在图8中以特定次序示出，但过程800的步骤可以不同次序和/或在一些步骤同时执行的情况下执行。过程800的一个或多个步骤可为任选的，并且过程800可包括额外步骤。

过程800开始于步骤610，在步骤610，用户装置330接收雷达元数据，所述雷达元数据包括指示通信帧内的一个或多个感测时隙的信息。在步骤620，且在通信帧内的所述一个或多个感测时隙期间，用户装置330接收环境中至少一个对象320的雷达反射335的第一集合。在步骤620接收雷达反射335的集合可任选地包括步骤810、820、830、840、720和730。在步骤810，用户装置330确定在通信帧内的所述一个或多个感测时隙中的第一时隙期间接收到的雷达反射335的信号强度。在步骤820，用户装置330确定信号强度是否满足阈值信号强度。

响应于信号强度不满足阈值信号强度，用户装置进行到步骤830且生成具有由雷达元数据指示的相同特性的雷达信号340。响应于信号强度满足阈值信号强度，用户装置进行到步骤840且生成具有与由雷达元数据指示的特性不同的特性的雷达信号340。在步骤720，用户装置330发送在步骤830或步骤840生成的雷达信号340，并且在步骤730，接收环境中至少一个对象320的雷达反射345的第二集合。在步骤740，用户装置330基于所接收雷达反射335的第一集合和所接收雷达反射345的第二集合以及雷达元数据来确定至少一个对象320的距离、速度和到达角中的至少一个。

如本文中先前所论述，所公开的技术和方法允许用户装置在基站执行雷达感测时充分利用通信帧中的雷达感测时隙来执行被动、主动或混合雷达感测。在通信帧中的第一雷达感测时隙之前，基站发送雷达元数据，例如，通信帧中的哪些时隙专用于雷达感测以及由基站生成的雷达感测信号的频带、波形序列和波束成形指数。用户装置可在雷达感测时隙期间打开雷达接收器并接收环境中对象的由基站发送的雷达信号的反射。基于所接收反射和雷达元数据，用户装置可执行被动感测以确定环境中的对象与用户装置之间的距离、速度和到达角。

补充或代替基于来自基站雷达感测的所接收反射和雷达元数据而执行被动感测，用户装置可通过生成并发送雷达感测信号来执行主动感测，所述雷达感测信号的特性被选择以减少对来自基站的雷达感测信号的干扰。例如，用户装置可生成在与由雷达元数据指示的频带不同的频带中或与来自基站的雷达感测信号相比频带相同但信号强度不同的雷达感测信号。然后，用户装置可与基站或其它附近用户装置共享环境中的对象与用户装置之间的所确定的距离、速度和到达角。

关于本文阐述的一个实施例具体示出或描述的特征可以在本文阐述的其它实施例中实施。

在本说明书中，术语“耦合”可涵盖实现根据本说明书的功能关系的连接、连通或信号路径，包括不更改所述功能关系的中间或介入组件。可通过例如在制造商制造时进行编程或硬连线来配置“被配置成”执行任务或功能的装置，和/或可由用户在制造之后配置或重新配置所述装置。可通过固件和/或软件、硬件组件和连接的构造和/或布局，或其任何组合来进行所述配置。如本文中所使用，“节点”、“引脚”和“引线”可互换地使用。本文中描述为包括某些组件的电路或装置可实际上适于耦合到那些组件以形成所描述的电路系统或装置。

虽然已经示出和描述本发明的特定实施例，但本领域的技术人员将认识到，基于本文中的教示，可在不脱离本发明和其更广泛方面的情况下作出另外的改变和修改，且因此，所附权利要求书意图将在本发明的真实精神和范围内的所有此类改变和修改涵盖在其范围内。

Claims (10)

1.一种雷达系统，其特征在于，包括：

至少一个接收器；

至少一个处理器；以及

至少一个非暂时性计算机可读介质，所述至少一个非暂时性计算机可读介质存储机器指令，所述机器指令在由所述至少一个处理器执行时使所述至少一个处理器进行以下操作：

在通信帧内接收雷达元数据，所述雷达元数据包括指示所述通信帧内的一个或多个感测时隙的信息；

在所述一个或多个感测时隙期间，使所述至少一个接收器获得环境中至少一个对象的雷达反射集合；以及

基于所接收雷达反射集合和所述雷达元数据来确定以下各项中的至少一个：所述至少一个对象与所述雷达系统之间的距离、所述至少一个对象的速度和所述至少一个对象的到达角。

2.根据权利要求1所述的雷达系统，其特征在于，所述雷达系统为第一雷达系统，其中所述雷达反射集合为由第二雷达系统发送且被所述环境中的所述至少一个对象反射的雷达信号。

3.根据权利要求2所述的雷达系统，其特征在于，另外包括至少一个发送器，其中所述雷达反射集合为第一雷达反射集合，其中所述至少一个非暂时性计算机可读介质另外包括机器指令，所述机器指令在由所述至少一个处理器执行时使所述至少一个处理器进行以下操作：

基于所述雷达元数据生成至少一个雷达信号；

使所述至少一个发送器发送所述至少一个雷达信号；

使所述至少一个接收器获得所述环境中所述至少一个对象的第二雷达反射集合；以及

基于第二所接收雷达反射集合来确定以下各项中的所述至少一个：所述至少一个对象与所述第一雷达系统之间的所述距离、所述至少一个对象的所述速度和所述至少一个对象的所述到达角。

4.根据权利要求3所述的雷达系统，其特征在于：

所述一个或多个感测时隙包括第一时隙和第二时隙；

所述至少一个非暂时性计算机可读介质另外包括机器指令，所述机器指令在由所述至少一个处理器执行时使所述至少一个处理器确定在所述第一时隙期间接收到的雷达反射的信号强度；

对于所述第二时隙且响应于所述信号强度不满足阈值信号强度，所述至少一个雷达信号具有由所述雷达元数据指示的至少一个相同特性；并且

对于所述第二时隙且响应于所述信号强度满足所述阈值信号强度，所述至少一个雷达信号具有不同于由所述雷达元数据指示的特性的至少一个特性。

5.一种方法，其特征在于，包括：

由雷达系统在通信帧内接收雷达元数据，所述雷达元数据包括指示所述通信帧内的一个或多个感测时隙的信息；

在所述一个或多个感测时隙期间，使所述雷达系统的至少一个接收器获得环境中至少一个对象的雷达反射集合；以及

基于所接收雷达反射集合和所述雷达元数据来确定以下各项中的至少一个：所述至少一个对象与所述雷达系统之间的距离、所述至少一个对象的速度和所述至少一个对象的到达角。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述雷达系统为第一雷达系统，其中所述雷达反射集合为由第二雷达系统发送且被所述环境中的所述至少一个对象反射的雷达信号。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述雷达反射集合为第一雷达反射集合，所述方法另外包括：

基于所述雷达元数据生成至少一个雷达信号；

使所述第一雷达系统的至少一个发送器发送所述至少一个雷达信号；

使所述至少一个接收器获得所述环境中所述至少一个对象的第二雷达反射集合；以及

基于第二所接收雷达反射集合来确定以下各项中的所述至少一个：所述至少一个对象与所述雷达系统之间的所述距离、所述至少一个对象的所述速度和所述至少一个对象的所述到达角。

8.一种存储机器指令的非暂时性计算机可读介质，其特征在于，所述机器指令在由至少一个处理器执行时使所述至少一个处理器进行以下操作：

在通信帧内接收雷达元数据，所述雷达元数据包括指示所述通信帧内的一个或多个感测时隙的信息；

在所述一个或多个感测时隙期间，使雷达系统的至少一个接收器获得环境中至少一个对象的雷达反射集合；以及

基于所接收雷达反射集合和所述雷达元数据来确定以下各项中的至少一个：所述至少一个对象与所述雷达系统之间的距离、所述至少一个对象的速度和所述至少一个对象的到达角。

9.根据权利要求8所述的非暂时性计算机可读介质，其特征在于，所述雷达系统为第一雷达系统，其中所述雷达反射集合为由第二雷达系统发送且被所述环境中的所述至少一个对象反射的雷达信号。

10.根据权利要求9所述的非暂时性计算机可读介质，其特征在于，所述雷达反射集合为第一雷达反射集合，其中所述非暂时性计算机可读介质另外包括机器指令，所述机器指令在由所述至少一个处理器执行时使所述至少一个处理器进行以下操作：

基于所述雷达元数据生成至少一个雷达信号；

使所述第一雷达系统的至少一个发送器发送所述至少一个雷达信号；

使所述至少一个接收器获得所述环境中所述至少一个对象的第二雷达反射集合；以及

基于第二所接收雷达反射集合来确定以下各项中的所述至少一个：所述至少一个对象与所述雷达系统之间的所述距离、所述至少一个对象的所述速度和所述至少一个对象的所述到达角。