CN118399975A - 雷达数据压缩 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及雷达数据压缩。一种雷达单片微波集成电路包括：被配置为接收包括多个频率斜坡的射频(RF)信号的RF输入；被配置为将RF信号转换为包括多个模拟信号段的基带信号的基带处理电路，每个模拟信号段对应于不同频率斜坡；被配置为将多个模拟信号段转换为多个相应数字信号段的模数转换器，其中多个相应数字信号段中的每个数字信号段包括与相应模拟信号段相对应的多个数字样本；以及被配置为接收单个数字信号段并且基于与加窗函数具有定义相关性的数据压缩来压缩单个数字信号段的多个数字样本以生成与单个数字信号段相对应的压缩雷达数据的编码器。

Description

雷达数据压缩
背景技术
雷达传感器用于在很多应用中检测物体，其中检测通常包括测量与检测到的目标相关联的距离、速度或到达角(angle of arrival)。特别地，在汽车领域，对能够用于例如驾驶辅助系统(例如，高级驾驶员辅助系统(ADAS))的雷达传感器的需求越来越大，例如在自适应巡航控制(ACC)或雷达巡航控制系统中。这样的系统能够自动调节机动车辆的速度，以便与在机动车辆前方行驶的其他机动车辆(以及与其他物体和行人)保持安全距离。雷达传感器在汽车领域的其他示例应用包括盲点检测、车道变换辅助等。
发明内容
在一些实现方式中，一种雷达单片微波集成电路(MMIC)包括：被配置为接收包括多个频率斜坡的射频(RF)信号的RF输入；被配置为将RF信号转换为包括多个模拟信号段的基带信号的基带处理电路，其中多个模拟信号段中的每个模拟信号段对应于多个频率斜坡中的不同频率斜坡；被配置为将多个模拟信号段转换为多个相应数字信号段的模数转换器(ADC)，其中多个相应数字信号段中的每个数字信号段包括与相应模拟信号段相对应的多个数字样本；被配置为接收多个相应数字信号段中的单个数字信号段并且基于与加窗函数(windowing function)具有定义相关性的数据压缩来压缩单个数字信号段的多个数字样本以生成与单个数字信号段相对应的压缩雷达数据的编码器；以及被配置为传输压缩雷达数据的数据传输接口。
在一些实现方式中，一种数据传输方法包括：由雷达MMIC接收包括多个频率斜坡的RF信号；由雷达MMIC将RF信号转换为包括多个模拟信号段的基带信号，其中多个模拟信号段中的每个模拟信号段对应于多个频率斜坡中的不同频率斜坡；由雷达MMIC将多个模拟信号段分别转换为多个相应数字信号段，其中多个相应数字信号段中的每个数字信号段包括与相应模拟信号段相对应的第一多个数字样本；由雷达MMIC对多个相应数字信号段中的单个数字信号段进行编码，包括：基于与加窗函数具有定义相关性的数据压缩来压缩单个数字信号段的第一多个数字样本，以生成与单个数字信号段相对应的压缩雷达数据；由雷达MMIC传输压缩雷达数据；以及由雷达系统控制器对压缩雷达数据进行解码，包括：基于与加窗函数具有定义相关性的数据解压缩来解压缩压缩雷达数据，以生成表示第一多个数字样本的第二多个数字样本。
在一些实现方式中，一种雷达系统控制器包括：被配置为接收压缩雷达数据的数据传输接口，压缩雷达数据包括具有第一多个字长的第一多个数字字(digital word)；以及被配置为通过根据与加窗函数的定义相关性将动态字长扩展应用于第一多个数字字来解压缩第一多个数字字以生成第二多个数字字的解码器，其中第二多个数字字中的每个数字字具有与扩展字长相对应的相同位数。
附图说明
本文中参考附图描述实现方式。
图1是调频连续波(FMCW)雷达传感器的示例应用的图；
图2示出了由FMCW雷达传感器传输的传输雷达信号的频率调制的示例；
图3是示出FMCW雷达传感器的示例结构的框图；
图4示出了根据图3的示例的FMCW雷达传感器的示例实现方式；
图5A和图5B示出了根据一个或多个实现方式的雷达系统；
图6A和图6B示出了根据一个或多个实现方式的雷达系统；
图7示出了根据一个或多个实现方式的与使用第一类型的加窗函数的数据压缩相对应的示例图；
图8示出了根据一个或多个实现方式的与使用第二类型的加窗函数的数据压缩相对应的示例图；以及
图9是与雷达数据压缩相关联的示例过程的流程图。
具体实施方式
在下文中，对细节进行阐述以提供对示例实现方式的更全面的解释。然而，对于本领域技术人员来说很清楚的是，这些实现可以在没有这些具体细节的情况下实践。在其他情况下，公知的结构和设备以框图的形式或示意图而不是详细地示出，以避免混淆实现方式。此外，除非另有特别说明，否则下文描述的不同实现方式的特征可以彼此组合。
此外，等效或相似的要素或者具有等效或相似功能的要素在以下描述中用等效或相似的附图标记表示。由于在附图中相同或功能等同的要素被赋予相同的附图标记，因此可以省略对具有相同附图标记的要素的重复描述。因此，为具有相同或相似的附图标记的要素而提供的描述是可以相互交换的。
所示的x轴、y轴和z轴中的每个基本上垂直于其他两个轴。换言之，x轴基本上垂直于y轴和z轴，y轴基本上垂直于x轴和z轴，z轴基本上垂直于x轴和y轴。在某些情况下，单个附图标记被示出以指代某个表面，或者零件的少于所有实例可以使用该零件的所有表面来标记。零件的所有实例可以包括该零件的相关表面，尽管并非每个表面都被标记。
图中各种元件的取向被示出作为示例，所示示例可以相对于所示取向旋转。本文中提供的描述以及随后的权利要求涉及在各种特征之间具有所描述的关系的任何结构，而不管这些结构是处于附图的特定取向中，还是相对于这种取向旋转。类似地，为了便于描述，本文中使用空间相对术语(诸如“顶部”、“底部”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”、“中间”、“左侧”和“右侧”)来描述图中所示的一个要素与一个或多个其他要素的关系。空间相对术语旨在涵盖在使用或操作中的元件、结构和/或组件的除了图中所示的取向之外的不同取向。结构和/或组件可以以其他方式定向(旋转90度或以其他取向)，并且本文中使用的空间相对描述符可以相应地解释。此外，为了简化附图，附图中的横截面图仅示出横截面的平面内的特征，而没有示出横截面的平面后面的材料，除非另有说明。
可以理解，当一个元件称为“连接”或“耦合”到另一元件时，它可以直接连接或耦合到另一元件，或者可以存在中间元件。相反，当一个元件称为“直接连接”或“直接耦合”到另一元件时，不存在中间元件。用于描述元件之间的关系的其他词语应当以类似的方式进行解释(例如，“在……之间”与“直接在……之间”、“相邻”与“直接相邻”等)。
在本文中所述或附图中所示的实现方式中，任何直接电连接或耦合(例如，没有附加中间元件的任何连接或耦合)也可以通过间接连接或耦合来实现，例如，与一个或多个附加中间元件的连接或耦合，反之亦然，只要连接或耦合的一般目的(例如，传输某种信号或传输某种信息)基本上被保持。来自不同实现方式的特征可以被组合以形成另外的实现方式。例如，关于一个实现方式而描述的变化或修改也可以适用于其他实现方式，除非相反。
如本文中使用的，术语“基本上”和“近似地”是指“在制造和测量的合理公差范围内”。例如，术语“基本上”和“近似地”在本文中可以用于说明在不偏离本文中描述的实现方式的方面的情况下在行业中被认为是可接受的小的制造公差或其他因子(例如，在5％以内)。例如，具有近似电阻值的电阻器实际上可以具有在该近似电阻值的5％以内的电阻。作为另一示例，近似信号值实际上可以具有在该近似信号值的5％以内的信号值。
在本公开中，包括诸如“第一”、“第二”等序数的表述可以修饰各种要素。然而，这样的要素不受上述表达的限制。例如，上述表达不限制要素的顺序和/或重要性。上述表达仅用于将一个要素与其他要素区分开的目的。例如，第一框和第二框表示不同框，尽管这两者都是框。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，第一要素可以称为第二要素，并且类似地，第二要素也可以称为第一要素。
雷达单片微波集成电路(MMIC)(有时称为单雷达芯片)可以合并有雷达收发器的RF前端的所有核心功能(例如，本地振荡器、功率放大器、低噪声放大器(LNA)、混频器等)、中频(IF)或基带信号的模拟预处理(例如，滤波器、放大器等)，以及在单个封装中的模数转换。RF前端通常包括多个接收(RX)和传输(transmission)(TX)信道，特别是在使用波束控制技术、相控阵天线阵列等的应用中。在雷达应用中，可以使用相控天线阵列来感测传入RF雷达信号的入射角(也称为“到达方向(Direction of Arrival)”或DOA)。
在雷达MMIC的上下文中，出现了所谓的“级联系统”，其中多个MMIC被互连接以实现具有提高的雷达目标区分分辨率的单个整体系统。在多输入多输出(MIMO)系统中，本地振荡器源将RF信号分配给每个雷达MMIC的传输和接收信道。此外，对于先进的MIMO和可重配置的雷达，在雷达芯片上具有大量传输器输出(其中每个传输器输出耦合到不同天线)可以是有用的。
对于一些应用，从芯片间(inter-chip)和芯片内(intra-chip)的角度来看，信道之间的相位关系非常重要。例如，由于温度变化，传输信道之间的相位差可能漂移或变得不平衡。这个参数称为相位漂移，并且确保低相位漂移在技术上可能是具有挑战性的。传输信号监测可以用于测量每个芯片间和/或芯片内TX信道的相位，并且相移器可以用于基于该结果来校准每个传输信道，以使相位漂移最小化(所谓的相位平衡)。
此外，接收信号监测是一种可以由雷达MMIC执行以确保参与雷达信号接收的所有单元都按预期工作并且所接收的雷达数据可以被信任以供使用的操作。特别地，监测子系统可以用于通过对特殊测试信号进行的特定测量来观察关键参数和性能或健康指示符，该特定测试信号可以突出显示系统中的故障，使得在这种情况下，可以采取适当动作。监测子系统可能变得无效的一种常见情况是在监测测量期间(例如，在将监测信号或测试信号注入到RX信道中期间)存在干扰。在这种情况下，干扰可能会影响监测结果，并且被视为故障。这可能导致部分或整个系统关闭，尽管可能的干扰只是暂时事件。
雷达MMIC可以将雷达数据传输到外部设备，诸如微控制器，以进行进一步处理。例如，外部设备可以应用各种信号处理技术来执行多普勒分析，包括应用快速傅立叶变换(FFT)算法来生成距离-FFT和多普勒-FFT以用于物体检测以及用于与检测到的物体相关联的距离、速度和到达角测量。然而，雷达MMIC可能会生成大量的雷达数据(例如，原始数据)，并且传输接口的带宽往往有限。此外，更大量的数据通常需要更长的传输时间，这会阻碍外部设备更快地检测物体的能力，因为外部设备将不得不等待更长的时间来接收用于物体检测的所有必需数据。快速物体检测在安全相关应用中特别重要，诸如在驾驶辅助系统中。此外，通过例如更长的传输时间、更高的传输速度和/或更多的传输信道，更大量的数据通常需要更大量的能量。此外，更多的传输信道通常需要更大的芯片和印刷电路板(PCB)空间，从而导致更高的制造成本。
本文中公开的一些实现方式涉及一种雷达系统，该雷达系统使用雷达MMIC与外部设备(诸如微控制器)之间的高效数据传输。例如，本文中公开的一些实现方式涉及用于生成用于传输的压缩雷达数据的无损数据压缩。替代地，本文中公开的一些实现方式涉及用于生成用于传输的压缩雷达数据的有损(例如，低损耗)数据压缩。雷达MMIC可以被配置为压缩雷达数据或以其他方式对雷达数据进行编码以生成压缩雷达数据，并且经由数据传输接口将压缩雷达数据传输到外部设备。
在一些实现方式中，雷达MMIC可以包括编码器，该编码器被配置为基于与加窗函数(有时称为“窗口函数(window function)”)具有定义相关性的数据压缩来压缩雷达数据，以生成与雷达数据相对应的压缩雷达数据。如本文中定义的，与加窗函数具有定义相关性的数据压缩等效于非均匀压缩因子。例如，与加窗函数的定义相关性可以是至少包括上升部分和下降部分的曲线。因此，编码器可以被配置为根据该曲线来压缩雷达数据。结果，数据压缩可以称为非均匀数据压缩，并且每个数据样本的数据压缩取决于数据样本在被加窗的信号部分(例如，信号段)内的位置。例如，利用曲线加窗函数，与在信号部分的中心的数据样本相比，在信号部分的开始处和结束处及开始附近和结束附近的数据样本可以利用较高的压缩因子来压缩。例如，编码器可以被配置为将非均匀数据压缩应用于雷达数据，使得被应用于雷达信号的压缩量在时域中根据与加窗函数的定义相关性而变化。这产生这样的信号部分(signal section)，其中指定信号部分中的数据样本利用不同压缩因子被压缩。
例如，加窗函数可以是数学函数，并且加窗函数可以表示根据数学函数的缩放因子曲线。在一些实现方式中，数学函数可以是在预定间隔之外的零值(例如，零缩放因子)。数学函数可以在预定间隔的中心处或其附近具有最大值(例如，缩放因子为1)，并且数学函数可以具有例如从预定间隔的中心向零逐渐变细的锥形侧(tapered sides)。在数学上，当另一函数、波形或数据序列乘以加窗函数时，乘积在预定间隔之外也是零值，并且预定间隔内的数据以缩放因子曲线被缩放。
加窗函数的示例包括汉明窗口和切比雪夫窗口，但本文中描述的实现方式不限于此。例如，在一些实现方式中，加窗函数可以关于预定间隔的中心对称。在一些实现方式中，加窗函数可以是关于预定间隔的中心是非对称的。
由编码器基于加窗函数而应用的非均匀数据压缩导致无损或低损耗数据压缩，这可以提高从雷达MMIC到外部设备的数据吞吐量。
由编码器基于加窗函数而应用的非均匀数据压缩可以加快雷达应用中的目标检测。
由于例如更短的传输时间、更低的传输速度和/或更少的传输信道，由编码器基于加窗函数而应用的非均匀数据压缩可以减少数据传输所消耗或以其他方式所使用的能量。因此，雷达MMIC或雷达系统整体上可以变得更加节能。
由于能够使用更少的组件和/或更小的组件进行数据传输，由编码器基于加窗函数而应用的非均匀数据压缩可以减少芯片空间和/或PCB空间，从而降低制造成本。
图1是示出雷达传感器100形式的调频连续波(FMCW)雷达传感器的示例应用，该传感器用于测量与被称为目标的物体相关联的距离、速度或到达角(AoA)。如图1所示，雷达传感器100可以具有一个或多个TX天线102和一个或多个RX天线104。在一些实现方式中，可以使用单个天线，该单个天线同时用作TX天线102和RX天线104。
在操作中，TX天线102连续发射射频(RF)信号sRF(t)(也称为传输雷达信号)，该信号例如通过周期性线性频率斜坡信号(也称为扫频(frequency sweep)或啁啾(chirp)信号)进行频率调制。传输雷达信号sRF(t)在目标t处被反向散射，并且反射信号yRF(t)(例如，反向散射信号、回波信号、接收RF信号或接收雷达信号)由RX天线104接收。图1示出了简化示例——在实践中，雷达传感器100可以包括多个TX天线102和RX天线104，以便能够确定接收RF信号yRF(t)的AoA并且从而以更高精度定位目标T。
应当理解，“(t)”表示被定义为可以在时间段t上变化的连续波的模拟信号，并且“[n]”表示被定义为离散波的数字信号，其中n是整数并且可以表示第n数字样本或者包含n个数字样本的数字信号。信号可以分别用或不用其模拟或数字域标识符(t)和[n]来表示。将进一步理解，诸如雷达传感器100等RF电路可以用于不同于雷达的其他领域。例如，RF电路可以用于RF通信系统中。因此，在一些实现方式中，雷达传感器100可以用于不同于雷达的其他RF应用中，诸如RF通信。
如上所述，图1被提供作为示例。其他示例可以与关于图1所述的不同。
图2示出了RF信号sRF(t)的频率调制的示例。如图2的上图200所示，RF信号sRF(t)包括多个频率斜坡或一系列“啁啾”；也就是说，RF信号sRF(t)包括具有上升频率(称为上啁啾)或下降频率(也称为下啁啾)的正弦信号轮廓(即，波形)的序列。在图2所示的示例中，啁啾的瞬时频率fLO(t)在时间间隔TCHIRP内从开始频率fSTART开始线性增加到停止频率fSTOP，如图2的下图210所示。这种啁啾也称为线性频率斜坡。对于测量，一系列频率斜坡被发射，并且所得到的回波信号在基带中被评估以检测一个或多个雷达目标。
频率调制斜坡信号(诸如用于生成雷达信号的本地振荡器信号)可以包括多个雷达帧，这些雷达帧也可以称为雷达操作周期或啁啾帧。一系列斜坡可以构成每个雷达帧。例如，雷达操作周期可以包括数百个雷达斜坡(扫描)，总共占用10-30毫秒(ms)。雷达帧的帧长度可以对应于一个雷达操作周期。还应当注意，连续的斜坡之间可以具有短的暂停，并且在连续的雷达帧之间可以使用较长的暂停。连续的雷达帧之间的较长暂停可以称为配置间隔，在该配置间隔期间，RF信号sRF(t)的一个或多个斜坡参数可以针对后续雷达帧而被调节。斜坡开始时间TSTART指示每个啁啾的开始时间，并且可以根据例如时钟周期的数目以预定间隔出现。
应当理解，斜坡的开始频率fSTART和停止频率fSTOP可以在具有最小频率Fmin和最大频率Fmax的频带内。这样，最小频率Fmin和最大频率Fmax定义可用于斜坡信号的操作频率范围或频带，并且因此定义雷达MMIC的雷达应用的频率范围或频带。在一些实施例中，由具有开始频率fSTART和停止频率fSTOP的单个斜坡定义的频率范围可以小于可用雷达频带。然而，在操作期间生成的所有斜坡可以位于用于生成斜坡信号的雷达频带的频率Fmin与Fmax之间(例如，在76-81GHz之间)。
图2示出了三个相同的线性频率斜坡或啁啾。然而，注意，参数fSTART、fSTOP、TCHIRP和/或在个体频率斜坡之间的暂停可以根据雷达传感器100的实际实现方式和使用而变化。在实践中，例如，频率变化可以是线性(线性斜坡、频率斜坡)、指数(指数斜坡)或双曲(双曲斜坡)。在一些实现方式中，频率可以在时间间隔TCHIRP期间减少而不是增加。此外，在一些实现方式中，每个斜坡的中心频率(以及因此的fSTART和fSTOP)可以变化(例如，从一个斜坡到另一斜坡或者在检测到干扰之后)，以允许使用全部或部分频带。在一个示例中，频带具有76千兆赫(GHz)的最小频率Fmin和81GHz的最大频率Fmax。
因此，尽管图2中示出了具有相同开始频率fSTART和停止频率fSTOP的三个相同线性频率斜坡或啁啾，但是可以设想，开始频率fSTART和停止频率fSTOP可以在雷达帧内或跨多个雷达帧而变化。本地振荡器信号SLO(t)可以用于生成RF信号SRF(t)。因此，可以说，本地振荡器信号SLO(t)和RF信号SRF(t)是在操作频率范围(例如，预定义的雷达频率范围)内生成的频率调制斜坡信号。例如，本地振荡器信号SLO(t)可以是包括多个频率斜坡的频率调制斜坡信号，每个频率斜坡以相应斜坡开始频率开始并且以相应斜坡停止频率结束，并且多个频率斜坡的相应斜坡开始频率和相应斜坡停止频率限定在操作频率范围的边界内的频率范围。多个频率斜坡的频率范围可以由给定时间间隔内的频率斜坡中的最低开始频率fSTART和最高停止频率fSTOP来定义(例如，在其中频率在每个频率斜坡内增加的实现方式中)。如上所述，一系列频率斜坡的开始频率fSTART和停止频率fSTOP可以相同，并且因此每个斜坡的中心频率可以是恒定的。替代地，每个斜坡的中心频率(以及因此fSTART和fSTOP)可以随着斜坡的不同或在检测到干扰之后而变化。每个斜坡的带宽(例如，频率范围)也可以随着斜坡的不同或在检测到干扰之后而变化。
如上所述，图2被提供作为示例。其他示例可以与关于图2所述的不同。
图3是示出雷达传感器100的示例结构的框图。如图所示，雷达传感器100可以包括一个或多个TX天线102、一个或多个RX天线104、MMIC 106(包括RF前端108、基带信号处理电路110和模数转换器(ADC)112)、数字信号处理器(DSP)114和控制器116。
在雷达传感器100中，一个或多个TX天线102和一个或多个RX天线104连接到RF前端108。RF前端108可以包括与执行RF信号处理相关联的电路组件。例如，这些电路组件可以包括本地振荡器(LO)、一个或多个RF功率放大器、一个或多个LNA、一个或多个定向耦合器(例如，快速耦合器、循环器等)，或者用于将RF信号下混频(例如，下变频或解调)到基带或中频带(IF频带)的一个或多个混频器。射频前端108可以与一个或多个其他组件集成到MMIC 106中，如图3所示。IF频带有时也称为基带。因此，“基带”和“IF频带”在本文中可以互换使用。基带信号是检测雷达目标所基于的那些信号。
应当注意，可以使用天线阵列来代替单个天线。所描绘的示例示出了具有分离的RX天线和TX天线的双基地(或伪单基地)雷达系统。在单基地雷达系统的情况下，可以使用单个天线或单个天线阵列来进行电磁(雷达)信号的接收和传输两者。在这种情况下，定向耦合器(例如，循环器)可以用于将要传输到雷达信道的RF信号与从雷达信道接收的RF信号分离。在实践中，雷达系统通常包括若干TX和RX信道，这些信道允许测量从其接收到雷达回波的方向(例如，到达方向)。
在一些实现方式中，雷达传感器100可以包括多个TX天线102和多个RX天线104，这使得雷达传感器100能够测量从其接收到雷达回波的AoA。在这种MIMO系统的情况下，个体TX信道和RX信道可以被相同地或类似地构造，并且可以分布在一个或多个MMIC 106上。
在一些实现方式中，由TX天线102发射的信号可以在从近似20GHz到近似100GHz的范围内，诸如在近似76GHz到近似81GHz之间的范围内。如前所述，由RX天线104接收的雷达信号包括雷达回波(例如，啁啾回波信号)；也就是说，在一个或多个目标处被反向散射的那些信号分量。
接收RF信号yRF(t)被下混频到例如基带中以生成基带信号yBB(t)，并且基带信号yBB(t)通过由基带信号处理电路110执行的模拟信号处理在基带中被进一步处理。在一些实现方式中，基带信号处理电路110可以被配置为对基带信号yBB(t)进行滤波和/或放大，以生成从基带信号yBB(t)中导出的模拟(基带)输出信号y(t)。基带信号yBB(t)也可以称为模拟雷达数据。应当理解，如果接收RF信号被下变频到IF频带，则基带信号处理电路110可以称为IF信号处理电路。因此，基带信号处理电路110通常也可以称为模拟信号处理电路。
ADC 112可以被配置为对基带信号yBB(t)或模拟输出信号y(t)进行数字化以生成数字基带信号y[n]，也称为数字输出信号。数字基带信号y[n]表示在接收RF信号yRF(t)中接收的雷达数据。DSP 114可以被配置为在数字域中进一步处理数字基带信号y[n]。例如DSP114可以被配置为在数字基带信号y[n]中接收数字雷达数据，并且使用用于生成接收RF信号yRF(t)的相应频率斜坡的斜坡参数(例如，相应斜坡开始频率、相应斜坡停止频率、频率范围的带宽、斜坡开始时间或采样开始时间)来处理数字雷达数据，以便生成距离多普勒图，该距离多普勒图然后可以被DSP 114进一步用于物体检测、分类等。
在一些实现方式中，控制器116被配置为控制雷达传感器100的操作(例如，通过如图3所示的控制雷达传感器100的一个或多个其他组件)。控制器116可以包括例如微控制器(μC)。
在一些实现方式中，RF前端108、基带信号处理电路110、ADC 112和/或DSP 114可以集成在单个MMIC 106(例如，RF半导体芯片)中。替代地，这些组件中的两个或更多个组件可以分布在多个MMIC 106上。在一些实现方式中，DSP 114可以被包括在控制器116中。在一些实现方式中，与TX监测和/或RX监测相关联的技术可以由雷达传感器100的一个或多个组件执行，诸如由DSP 114、控制器116等执行。
如上所述，图3被提供作为示例。其他示例可以与关于图3所述的不同。图3所示的设备和组件的数目和布置被提供作为示例。在实践中，与图3所示的设备或组件相比，可以存在更多的设备或组件、更少的设备或组件、不同的设备或组件、或者不同地布置的设备或组件。此外，图3所示的两个或更多个设备或组件可以在单个设备或组件内实现，或者图3所示的单个设备或组件可以被实现为多个分布式设备或组件。另外地或替代地，图3所示的一组设备或组件(例如，一个或多个设备或组件)可以执行被描述为由图3所示的另一组设备或组件执行的一个或多个功能。
图4示出了根据图3的示例的雷达传感器100的示例实现方式。图4所示的示例示出了雷达传感器100的RF前端108的示例。图4示出了简化电路图以示出具有一个TX信道TX1和一个RX信道RX1的RF前端108的基本结构。如上所述，在实践中，雷达传感器100可以包括多个TX信道和/或多个RX信道。
RF前端108包括生成RF振荡器信号SLO(t)的LO 402。RF振荡器信号SLO(t)在操作期间被频率调制(例如，如以上参考图2所述)，并且也可以称为LO信号、输入RF信号或参考信号。在雷达应用中，LO信号可以在超高频(SHF)频带(即，厘米波)或极高频(EHF)频带(即，毫米波)中，例如，在近似76GHz到近似81GHz之间的范围中。在一些雷达应用中，LO信号可以在24GHz行业、科学和医疗(ISM)频带中。LO信号也可以以较低频率被生成，并且然后使用倍频单元被上变频。LO信号sLO(t)在传输雷达信号路径TX1(在TX信道中)和接收RF信号路径RX1(在RX信道中)中都被处理。
虽然本地振荡器402可以设置在芯片上，但是本地振荡器402也可以设置在其外部。例如，LO信号可以由外部本地振荡器提供，和/或LO信号可以通过具有主/从关系的另一MMIC被提供给MMIC 106。特别地，MMIC 106可以是包括多个耦合(级联)MMIC的MIMO雷达系统的一部分，其中MMIC中的一个被配置为主MMIC，而其余MMIC被配置为从MMIC。每个MMIC可以包括生成相应RF振荡器信号SLO(t)的本地振荡器。然而，对于MIMO雷达系统的操作，可以有益的是，由MMIC使用的LO信号是相干的。因此，LO信号可以在一个MIMIC(例如，主MMIC)中被生成，并且LO信号的表示可以被分配给从MMIC。例如，该表示可以与LO信号相同，或者该表示可以是分频信号，该分频信号然后通过倍频在每个MMIC处被重构。虽然在下文中，将描述LO信号的分布，但应当理解，以下内容也可以应用于LO信号的分频分布。在一些实现方式中，主MMIC还可以使用LO信号经由信号环路来馈送其自身，以确保LO信号在主MMIC与从MMIC之间被相等地延迟。
RF振荡器信号SLO(t)在传输信号路径TX1(在TX信道中)和接收信号路径RX1(在RX信道中)中都被处理。由TX天线102传输的RF信号SRF(t)(即，输出雷达信号)可以通过例如使用RF功率放大器404对RF振荡器信号SLO(t)进行放大来生成，并且因此可以是RF振荡器信号SLO(t)的放大并且可能相移(例如，通过相移器406)的版本。传输信道还可以包括用于向RF振荡器信号SLO(t)施加可编程相移的相移器406。例如，相移器406可以通过相位控制信号来可配置，并且可以用于操纵由传输信道TX1引起的总相位滞后。注意，RF功率放大器404的幅度或功率电平(例如，增益)也可以是可编程的，并且可以通过增益控制信号ΔA来调节。
相位控制信号和增益控制信号ΔA两者都可以由雷达传感器100的控制器(例如，控制器116)设置和调节。例如，通过设置RF功率放大器404的功率电平，传输信道TX1的传输功率可以被设置为传输功率，而本地振荡器402生成RF振荡器信号SLO(t)，该信号的频率斜坡旨在被传输作为RF信号SRF(t)(例如，传输信号)并且被接收作为接收RF信号yRF(t)以用于雷达数据处理。RF功率放大器404的输出可以耦合到TX天线102(在双基地/伪单基地雷达配置的情况下)。在一些情况下，RF功率放大器404的功率电平可以被设置为零以禁用传输信道TX1(例如，禁用RF信号SRF(t)的传输)。换言之，当RF功率放大器404的功率电平被设置为零时，RF功率放大器404的输出功率为零，并且没有信号被提供给TX天线102。
RX信道RX1包括混频器408和可选的放大器410。由RX天线104接收的接收RF信号yRF(t)被提供给RX信道RX1中的接收器电路，并且因此被直接或间接地提供给混频器408的RF端口412。在本示例中，接收RF信号yRF(t)(天线信号)由放大器410以增益g预放大。混频器408因此接收放大的接收RF信号g·yRF(t)。放大器410例如可以是低噪声放大器。
混频器408还包括可以参考端口414，该参考端口414被供应有RF振荡器信号SLO(t)，使得混频器408将(预放大的)接收RF信号yRF(t)下变频到基带(或IF频带)。下变频的基带信号(混频器输出信号)由yBB(t)表示。该基带信号yBB(t)由基带信号处理电路110在模拟域中进一步处理，以基本上引起放大和滤波(例如，带通滤波、低通滤波和/或高通滤波)，以便例如拒绝不期望的边带和/或镜像频率。所得到的模拟输出信号由y(t)表示，并且被供应给ADC 112。ADC 112被配置为将模拟输出信号y(t)转换为数字基带信号y[n](例如，数字输出信号)，该信号经由信号处理器(例如，DSP 114)进行进一步的数字后处理。用于数字基带信号y[n]的进一步数字处理的方法可以包括例如距离多普勒分析。
在本示例中，混频器408可以将预放大的接收RF信号g·yRF(t)(例如，放大的天线信号)下变频为基带。在一些实现方式中，混频可以在一个级(即，从RF频带直接进入基带)中或者在一个或多个中间级(即，从RF频带进入中频频带并且进一步进入基带)上执行。在后一种情况下，混频器408可以包括串联连接的多个个体混频器级。在一些实现方式中，混频器级可以包括同相和正交(IQ)混频器，该混频器生成两个基带信号(同相和正交信号)，这两个基带信号可以被解释为复数基带信号的实部和虚部。换言之，IQ混频器可以用于生成复数基带信号(例如，包括同相和正交分量)。
如图4所示，RX信道RX1的RX天线104可以接收叠加，该叠加包括从目标T反射的接收RF信号yRF,T(t)和来自传输天线102的直接串扰，该直接串扰也称为泄漏信号yRF,L(t)。来自位于天线正前方的物体(有时也称为“阻断器”)的反射在这里也称为串扰，并且可能对泄漏信号产生同等程度的影响。信号yRF,T(t)和yRF,L(t)两者是传输信道TX1的RF信号SRF(t)的基本上延迟和衰减版本。与从目标T接收的接收RF信号yRF,L(t)的时间延迟相比，传输信道TX1的RF信号SRF(t)与接收的泄漏信号yRF,L(t)(例如，串扰信号)之间的时间延迟相对较短。因此，在正常雷达模式下，接收的泄漏信号yRF,L(t)可能会在基带信号yBB(t)中引起对应低频分量，并且基带信号yBB(t)的这个低频分量可以在基带信号处理电路110中被拒绝。为此，基带信号处理电路110可以包括具有合适的截止频率的带通滤波器、低通滤波器和/或高通滤波器。
如上所述，图4被提供作为示例。其他示例可以与关于图4所述的不同。图4所示的设备和组件的数目和布置被提供作为示例。在实践中，与图4所示的设备或组件相比，可以存在更多的设备或组件、更少的设备或组件、不同的设备或组件、或者不同地布置的设备或组件。此外，图4所示的两个或更多个设备或组件可以在单个设备或组件内实现，或者图4所示的单个设备或组件可以被实现为多个分布式设备或组件。另外地或替代地，图4所示的一组设备或组件(例如，一个或多个设备或组件)可以执行被描述为由图4所示的另一组设备或组件执行的一个或多个功能。
图5A和图5B示出了根据一个或多个实现方式的雷达系统。图5A示出了示例雷达MMIC 502，并且图5B示出了示例控制器504(例如，微控制器)。在一些实现方式中，雷达MMIC502可以类似于MMIC 106，并且控制器504可以类似于控制器116，如结合图1-图4所述。雷达MMIC 502和控制器504可以彼此电耦合以用于双向通信。例如，雷达MMIC 502可以被配置为传输压缩雷达数据，并且控制器504可以被配置为接收压缩雷达数据。此外，控制器504可以被配置为传输控制信息和/或配置信息，并且雷达MMIC 502可以被配置为接收控制信息和/或配置信息。
转到图5A，雷达MMIC 502可以包括TX天线102、RX天线104、RF前端108、基带信号处理电路110、ADC 112和DSP 114，如结合图1-图4所述。雷达MMIC 502可以包括被配置为接收包括多个频率斜坡的RF信号的RF输入506。例如，RF信号可以是反射RF信号(例如，接收RF信号yRF(t))，并且多个频率斜坡可以是由TX天线102传输的RF信号SRF(t)的频率斜坡的回波。
如结合图4所述，RF前端108可以包括本地振荡器402、RF功率放大器404和混频器408。混频器408也可以被认为是基带信号处理电路110的一部分。混频器408可以被配置为将RF信号转换为包括多个模拟信号段的基带信号(例如，基带信号yBB(t))，其中多个模拟信号段中的每个模拟信号段对应于多个频率斜坡中的不同频率斜坡。换言之，基带信号的每个模拟信号段对应于在RF输入506处接收的RF信号的单个频率斜坡。每个模拟信号段可以仅对应于对应频率斜坡的有效载荷部分。
基带信号处理电路110可以包括用于对基带信号进行放大和/或滤波的高通滤波器508、放大器510和/或低通滤波器512。高通滤波器508可以用作雷达方程均衡器，以进一步降低接收器处理链下游所需要的动态范围。低通滤波器512可以用作ADC 112的抗混叠滤波器。
ADC 112可以被配置为将多个模拟信号段转换为多个相应数字信号段，其中多个相应数字信号段中的每个数字信号段包括与相应模拟信号段相对应的多个数字样本。例如，在一些实现方式中，ADC 112可以被配置为针对每个模拟信号段生成1024个数字样本。然而，数字样本的数目可以是可配置的，并且不限于此。
DSP 114可以被配置为接收多个相应数字信号段作为数字信号段序列，并且对其执行数字信号处理，包括数据压缩。DSP 114可以被配置为顺序地处理多个相应数字信号段，使得一次对一个数字信号段执行数据压缩。
雷达MMIC 502可以包括被配置为传输由DSP 114生成的压缩雷达数据的数据传输接口514。例如，数据传输接口514可以被配置为在面向分组的(packet-oriented)数据传输中传输压缩雷达数据。数据传输接口514可以被配置为顺序地传输与多个相应数字信号段相对应的压缩雷达数据，使得第一数字信号段的压缩雷达数据在数字信号段序列中的下一数字信号段的压缩雷达数据被传输之前被完整地传输。
DSP 114可以包括被配置为针对每个数字样本生成具有预定字长(例如，固定字长)的数字字的字长适配单元516。换言之，字长适配单元516可以被配置为将每个数字样本转换为具有预定字长的对应数字字。例如，在一些实现方式中，预定字长可以是12位，但不限于此。因此，字长适配单元516可以被配置为将数字样本转换为未压缩数字字。
DSP 114还可以包括编码器518，编码器518包括存储器520、加窗单元522和动态字长缩减单元524。编码器518可以被配置为接收多个相应数字信号段中的单个数字信号段，并且基于与加窗函数具有定义相关性的数据压缩来压缩单个数字信号段的多个数字样本以生成与单个数字信号段相对应的压缩雷达数据。例如，存储器520可以被配置为存储单个数字信号段的数字样本以用于数据压缩。在一些实现方式中，存储器520可以被配置为存储单个数字信号段的未压缩数字字(例如，与单个频率斜坡相对应的数字字)以用于数据压缩。例如，存储器520可以能够存储一个完整的啁啾数据。换言之，编码器518可以被配置为一次压缩一个数字信号段，其中一个数字信息段对应于在RF输入506处接收的RF信号的一个频率斜坡。在一些实现方式中，存储器520可以被限制为仅存储一个完整的啁啾数据。在一些实现方式中，存储器520可以被配置为存储小于一个完整的啁啾数据，例如，单个数字样本或单个数字字。
在DSP 114的一个或多个处理器中实现的加窗单元522可以被配置为将加窗函数应用于存储在存储器520中的单个数字信号段的数字样本(例如，应用于单个数字信号段的未压缩数字字)。加窗函数可以被配置为获取优化的频域分辨率(例如，FFT区间(bin)泄漏)和旁瓣抑制。作为将加窗函数应用于单个数字信号段的多个数字样本的结果，加窗单元522被配置为针对单个数字信号段的多个数字样本生成多个相应缩放样本值。
与加窗函数的定义相关性可以是包括至少一个上升部分和至少一个下降部分的曲线。例如，加窗函数可以是汉明窗口(Hamming window)或切比雪夫窗口(Chebyshevwindow)，但不限于此。在一些实现方式中，加窗函数可以关于加窗函数的预定时间间隔的中心是对称的。在一些实现方式中，加窗函数可以关于预定时间间隔的中心是不对称的。因此，加窗单元522可以被配置为根据该曲线来缩放单个数字信号段的多个数字样本。
例如，加窗单元522可以被配置为将多个缩放因子应用于单个数字信号段的多个数字样本，其中多个缩放因子遵循加窗函数的曲线。换言之，缩放因子可以基于加窗函数的曲线随时间变化。每个数字样本可以应用一个缩放因子。因此，因为ADC 112在时域中随时间顺序地生成单个数字信号段的多个数字样本，所以单个数字信号段的多个数字样本的缩放基于加窗函数的曲线随时间变化。
在DSP 114的一个或多个处理器中实现的动态字长缩减单元524可以被配置为根据与加窗函数的定义相关性来将动态字长缩减应用于多个相应缩放样本值，以分别生成与多个相应缩放样本值相对应的多个数字字(压缩的)。利用基于加窗函数而应用的缩放因子的知识，用于表示单个数字信号段之外(例如，单个频率斜坡或啁啾之外)的某个数字样本的位数可以由动态字长缩减单元524相应地调节，而不会丢失信息。由动态字长缩减单元524生成的多个数字字可以称为具有多个缩减字长的缩减长度数字字。与数据压缩之前的字长相比，缩减长度数字字可以被认为是“缩减的”。因此，由动态字长缩减单元524生成的多个数字字(压缩的)可以称为压缩雷达数据。压缩雷达数据表示时域中的基带信号yBB(t)。
在一些实现方式中，动态字长缩减单元524可以根据加窗函数的曲线来应用多个缩减字长。结果，相应数字样本的缩减字长可以对应于被应用于相应数字样本的缩放因子。例如，较短字长(例如，具有较少比特的字长)可以对应于较小缩放因子(例如，更接近于零的缩放因子)。相反，较长字长(例如，具有较多比特的字长)可以对应于较大缩放因子(例如，更接近1的缩放因子)。因此，根据与加窗函数的定义相关性，不同字长可以与不同缩放因子相关联。换言之，多个缩减长度数字字中的每个缩减长度数字字的位数可以根据与加窗函数的定义相关性被缩放。
在一些实现方式中，动态字长缩减单元524可以通过根据与加窗函数的定义相关性省略多个未压缩数字字中的最高有效位(MSB)，来将动态字长缩减应用于多个相应缩放样本值，以生成具有多个缩减字长的多个数字字(压缩的)。如上所述，由动态字长缩减单元524生成的多个数字字(压缩的)可以称为压缩雷达数据。因此，压缩雷达数据可以包括分别与单个数字信号段的多个数字样本相对应的多个数字字(压缩的)，并且数据压缩可以是无损压缩，该无损压缩包括利用加窗函数来缩放单个数字信号段的多个数字样本以生成缩放数字样本并且根据与加窗函数的定义相关性从缩放数字样本中移除MSB以生成多个数字字(压缩的)。从缩放数字样本中移除MSB可以包括省略MSB或者舍入并且然后省略MSB。
基于以上内容，由编码器518应用的数据压缩可以称为非均匀数据压缩。因此，编码器518可以被配置为将非均匀数据压缩应用于单个数字信号段的多个数字样本，使得被应用于单个数字信号段的多个数字样本的压缩量在时域中根据与加窗函数的定义相关性、跨单个数字信号段的多个数字样本而变化(例如，被应用于多个数字样本的压缩量随时间变化)。
在一些实现方式中，编码器518可以被配置为基于多个缩放因子将数据压缩应用于单个数字信号段的多个数字样本，该缩放因子对应于与加窗函数的定义相关性。例如，编码器518可以被配置为基于多个缩放因子中的第一缩放因子来将数据压缩应用于多个数字样本的第一数字样本子集，编码器518可以被配置为基于多个缩放因子中的不同于第一缩放因子的第二缩放因子来将数据压缩应用于多个数字样本的第二数字样本子集，并且编码器518可以被配置为基于多个缩放因子中的不同于第二缩放因子的第三缩放因子来将数据压缩应用于多个数字样本的第三数字样本子集。此外，第二数字样本子集在时域中可以处于第一数字样本子集与第三数字样本子集之间。
数字样本子集(例如，第一数字样本子集、第二数字样本子集和/或第三数字样本子集)可以包括单个数字信号段的多个数字样本中的一个数字样本或多于一个数字样本。在一些实现方式中，第一数字样本子集、第二数字样本子集和第三数字样本子集可以是连续的子集。在一些实现方式中，第一数字样本子集、第二数字样本子集和第三数字样本子集可以具有相同数目的数字样本。在一些实现方式中，第一数字样本子集、第二数字样本子集和第三数字样本子集之间可以具有单个数字信号段的一个或多个另外的数字样本。在一些实现方式中，第一缩放因子和第三缩放因子可以相等(例如，相同缩放因子)。
在一些实现方式中，第一缩放因子和第三缩放因子可以小于1，使得第一数字样本子集根据第一缩放因子被压缩并且第三数字样本子集根据第三缩放因子被压缩，并且第二缩放因子可以是1，使得第二数字样本子集不被压缩。
在一些实现方式中，第一缩放因子和第三缩放因子可以相等并且小于1，使得第一数字样本子集和第三数字样本子集以与第一缩放因子和第三缩放因子相对应的第一量被压缩，并且第二缩放因子可以小于1，使得第二数字样本子集以与第二缩放因子相对应的第二量被压缩。
转到图5B，控制器504可以包括数据传输接口526和被配置为执行雷达信号处理的DSP 528。数据传输接口526可以被配置为接收(例如，从数据传输接口514)包括由动态字长缩减单元524生成的多个数字字(压缩的)的压缩雷达数据。换言之，数据传输接口526可以被配置为接收与单个数字信号段相对应的多个缩减长度数字字(例如，第一多个数字字)。DSP 528可以包括解码器530、存储器532、距离离散傅立叶变换(DFT)单元534和一个或多个附加处理单元536。在一些实现方式中，FFT被用作DFT。因此，“DFT”和“FFT”可以互换使用。
解码器530可以包括动态字长扩展单元，该动态字长扩展单元被配置为通过根据与加窗函数的定义相关性将动态字长扩展应用于多个缩减长度数字字来解压缩第一多个数字字，以生成第二多个数字字(解压缩的)(例如，解压缩雷达数据)。因此，与加窗函数的定义相关性对于DSP 114和DSP 528两者都是已知的。
第二多个数字字中的每个数字字具有与扩展字长相对应的相同位数。例如，扩展字长可以是12位，并且第二多个数字字中的每个数字字(解压缩的)可以具有12位。然而，应当理解，扩展字长可以是可配置的，并且不限于特定位数。字长扩展是“动态的”，因为扩展量基于缩减长度数字字中包含的位数而变化，其中与较高接收位数相比，较低接收位数需要较大字长扩展来扩展到扩展字长。
第二多个数字字(解压缩的)对应于在RF输入506处接收的RF信号的单个频率斜坡。因此，解码器530可以被配置为一次一个频率斜坡地解压缩雷达数据，并且将第二多个数字字(解压缩的)作为解压缩雷达数据存储在存储器532中。在一些实现方式中，存储器532可以能够存储一个完整的啁啾数据。在一些实现方式中，存储器532可以被限制为仅存储一个完整的啁啾数据。
距离-DFT单元534可以被配置为从存储器532接收与一个频率斜坡相对应的第二多个数字字(解压缩的)，并且将DFT应用于第二多个数字字以生成距离-DFT。注意，因为加窗函数是由MMIC 502在加窗单元522处应用的，所以在距离-DFT单元534之前，DSP 528可以不应用加窗函数。这具有附加优点：消除了控制器504处的处理步骤(否则该处理步骤可以在由距离-DFT单元534执行的处理之前执行)，从而节省了信号处理资源并且提高了数据吞吐量。
可以在一个或多个处理器中实现的附加处理单元536可以包括用于多普勒DFT的加窗单元、多普勒DFT单元(例如，用于计算检测到的物体的速度)等。
如上所述，图5A和图5B被提供仅作为示例。其他示例也是可能的，并且可以与关于图5A和图5B所述的不同。图5A和图5B所示的设备和组件的数目和布置被提供作为示例。在实践中，与图5A和图5B所示的设备或组件相比，可以存在更多的设备或组件、更少的设备或组件、不同的设备或组件、或者不同地布置的设备或组件。此外，图5A和图5B所示的两个或更多个设备或组件可以在单个设备或组件内实现，或者图5A和图5B所示的单个设备或组件可以被实现为多个分布式设备或组件。另外地或替代地，图5A和图5B所示的一组设备或组件(例如，一个或多个设备或组件)可以执行被描述为由图5A和图5B所示的另一组设备或组件执行的一个或多个功能。
图6A和图6B示出了根据一个或多个实现方式的雷达系统。图6A示出了示例雷达MMIC 602，并且图6B示出了示例控制器604(例如，微控制器)。在一些实现方式中，雷达MMIC602可以类似于MMIC 106，并且控制器604可以类似于控制器116，如结合图1-图4所述。雷达MMIC 602和控制器604可以彼此电耦合以用于双向通信。例如，雷达MMIC 602可以被配置为传输压缩雷达数据，并且控制器604可以被配置为接收压缩雷达数据。此外，控制器604可以被配置为传输控制信息和/或配置信息，并且雷达MMIC 602可以被配置为接收控制信息和/或配置信息。
转到图6A，雷达MMIC 602可以包括TX天线102、RX天线104、RF前端108、基带信号处理电路110、ADC 112和DSP 114，如结合图1-图4所述。雷达MMIC 602可以包括被配置为接收包括多个频率斜坡的RF信号的RF输入606。例如，RF信号可以是反射RF信号(例如，接收RF信号yRF(t))，并且多个频率斜坡可以是RF信号SRF(t)的频率斜坡的回波。
RF前端108可以包括本地振荡器402、RF功率放大器404和混频器408，如结合图4所述。混频器408也可以被认为是基带信号处理电路110的一部分。混频器408可以被配置为将RF信号转换为包括多个模拟信号段的基带信号(例如，基带信号yBB(t))，其中多个模拟信号段中的每个模拟信号段对应于多个频率斜坡中的不同频率斜坡。换言之，基带信号的每个模拟信号段对应于在RF输入606处接收的RF信号的单个频率斜坡。每个模拟信号段可以仅对应于对应频率斜坡的有效载荷部分。
基带信号处理电路110可以包括用于对基带信号进行放大和/或滤波的高通滤波器608、放大器610和/或低通滤波器612。
ADC 112可以被配置为将多个模拟信号段转换为多个相应数字信号段，其中多个相应数字信号段中的每个数字信号段包括与相应模拟信号段相对应的多个数字样本。例如，在一些实现方式中，ADC 112可以被配置为针对每个模拟信号段生成1024个数字样本。然而，数字样本的数目可以是可配置的，并且不限于此。
DSP 114可以被配置为接收多个相应数字信号段作为数字信号段序列，并且对其执行数字信号处理，包括数据压缩。DSP 114可以被配置为顺序地处理多个相应数字信号段，使得一次对一个数字信号段执行数据压缩。
雷达MMIC 602可以包括被配置为传输由DSP 114生成的压缩雷达数据的数据传输接口614。例如，数据传输接口614可以被配置为在面向分组的数据传输中传输压缩雷达数据。数据传输接口614可以被配置为顺序地传输与多个相应数字信号段相对应的压缩雷达数据，使得第一数字信号段的压缩雷达数据在数字信号段序列中的下一数字信号段的压缩雷达数据被传输之前被完整地传输。
DSP 114可以包括被配置为针对每个数字样本生成具有预定字长(例如，固定字长)的数字字的字长适配单元616。换言之，字长适配单元616可以被配置为将每个数字样本转换为具有预定字长的对应数字字。例如，在一些实现方式中，预定字长可以是12位，但不限于此。因此，字长适配单元616可以被配置为将数字样本转换为未压缩数字字。
DSP 114还可以包括编码器618，编码器618包括存储器620和动态字长缩减单元622。编码器618可以被配置为接收多个相应数字信号段中的单个数字信号段，并且基于与加窗函数具有定义相关性的数据压缩来压缩单个数字信号段的多个数字样本以生成与单个数字信号段相对应的压缩雷达数据。例如，存储器620可以被配置为存储单个数字信号段的数字样本以用于数据压缩。在一些实现方式中，存储器620可以被配置为存储单个数字信号段的未压缩数字字(例如，与单个频率斜坡相对应的数字字)以用于数据压缩。例如，存储器620可以能够存储一个完整的啁啾数据。换言之，编码器618可以被配置为一次压缩一个数字信号段，其中一个数字信息段对应于在RF输入606处接收的RF信号的一个频率斜坡。在一些实现方式中，存储器620可以被限制为仅存储一个完整的啁啾数据。在一些实现方式中，存储器620可以被配置为存储小于一个完整的啁啾数据，例如，单个数字样本或单个数字字。
在DSP 114的一个或多个处理器中实现的动态字长缩减单元622可以被配置为根据与加窗函数的定义相关性来将动态字长缩减应用于多个数字样本或未压缩数字字，以分别生成与多个数字样本相对应的多个数字字(压缩的)。多个数字字(压缩的)可以具有多个缩减字长。利用与加窗函数的定义相关性的知识，用于表示单个数字信号段之外(例如，单个频率斜坡或啁啾之外)的某个数字样本的位数可以由动态字长缩减单元622相应地调节。由动态字长缩减单元622生成的多个数字字可以称为具有多个缩减字长的缩减长度数字字。与数据压缩之前的字长相比，缩减长度数字字可以被认为是“缩减的”。因此，由动态字长缩减单元622生成的多个数字字(压缩的)可以称为压缩雷达数据。压缩雷达数据表示时域中的基带信号yBB(t)。
与加窗函数的定义相关性可以是包括至少一个上升部分和至少一个下降部分的曲线。例如，加窗函数可以是汉明窗口或切比雪夫窗口，但不限于此。在一些实现方式中，加窗函数可以关于加窗函数的预定时间间隔的中心是对称的。在一些实现方式中，加窗函数可以关于预定时间间隔的中心是不对称的。例如，由动态字长缩减单元622执行的数据压缩可以是有损压缩，该有损压缩包括：根据与加窗函数的定义相关性从单个数字信号段的多个数字样本中移除最低有效位(LSB)以生成具有多个缩减字长的多个数字字(压缩的)。从多个数字样本中移除LSB可以包括省略LSB或者舍入并且然后省略LSB。因此，因为ADC 112在时域中随时间顺序地生成单个数字信号段的多个数字样本，所以被应用于多个数字样本的动态字长缩减基于加窗函数的曲线随时间变化。
例如，在一些实现方式中，动态字长缩减单元622可以根据加窗函数的曲线来应用多个缩减字长。结果，相应数字样本的缩减字长可以对应于与相应数字样本相对应的加窗函数的缩放因子。例如，较短字长(例如，具有较少比特的字长)可以对应于加窗函数的较小缩放因子(例如，更接近于零的缩放因子)。相反，较长字长(例如，具有较多比特的字长)可以对应于加窗函数的较大缩放因子(例如，更接近1的缩放因子)。因此，根据与加窗函数的定义相关性，不同字长可以与不同缩放因子相关联。换言之，多个缩减长度数字字中的每个缩减长度数字字的位数可以根据与加窗函数的定义相关性被缩放。
基于以上内容，由编码器618应用的数据压缩可以称为非均匀数据压缩。因此，编码器618可以被配置为将非均匀数据压缩应用于单个数字信号段的多个数字样本，使得被应用于单个数字信号段的多个数字样本的压缩量在时域中根据与加窗函数的定义相关性、跨单个数字信号段的多个数字样本而变化(例如，被应用于多个数字样本的压缩量随时间变化)。
在一些实现方式中，编码器618可以被配置为基于多个缩放因子将数据压缩应用于单个数字信号段的多个数字样本，该缩放因子对应于与加窗函数的定义相关性。例如，编码器618可以被配置为基于多个缩放因子中的第一缩放因子来将数据压缩(例如，第一字长缩减)应用于多个数字样本中的第一数字样本子集，编码器618可以被配置为基于多个缩放因子中的不同于第一缩放因子的第二缩放因子来将数据压缩(例如，第二字长缩减)应用于多个数字样本的第二数字样本子集，并且编码器618可以被配置为基于多个缩放因子中的不同于第二缩放因子的第三缩放因子来将数据压缩(例如，第三字长缩减)应用于多个数字样本的第三数字样本子集。此外，第二数字样本子集在时域中可以在第一数字样本子集与第三数字样本子集之间。
数字样本子集(例如，第一数字样本子集、第二数字样本子集和/或第三数字样本子集)可以包括单个数字信号段的多个数字样本中的一个数字样本或多于一个数字样本。在一些实现方式中，第一数字样本子集、第二数字样本子集和第三数字样本子集可以是连续的子集。在一些实现方式中，第一数字样本子集、第二数字样本子集和第三数字样本子集可以具有相同数目的数字样本。在一些实现方式中，第一数字样本子集、第二数字样本子集和第三数字样本子集之间可以具有单个数字信号段的一个或多个另外的数字样本。在一些实现方式中，第一缩放因子和第三缩放因子可以相等(例如，相同缩放因子)。
在一些实现方式中，第一缩放因子和第三缩放因子可以小于1，使得第一数字样本子集根据第一缩放因子被压缩并且第三数字样本子集根据第三缩放因子被压缩，并且第二缩放因子可以是1，使得第二数字样本子集不被压缩。
在一些实现方式中，第一缩放因子和第三缩放因子可以相等并且小于1，使得第一数字样本子集和第三数字样本子集以与第一缩放因子和第三缩放因子相对应的第一量被压缩，并且第二缩放因子可以小于1，使得第二数字样本子集以与第二缩放因子相对应的第二量被压缩。
转到图6B，控制器604可以包括数据传输接口624和被配置为执行雷达信号处理的DSP 626。数据传输接口624可以被配置为接收(例如，从数据传输接口614)包括由动态字长缩减单元622生成的多个数字字(压缩的)的压缩雷达数据。换言之，数据传输接口624可以被配置为接收与单个数字信号段相对应的多个缩减长度数字字(例如，第一多个数字字)。DSP 626可以包括解码器628、存储器630、加窗单元632、距离-DFT单元634和一个或多个附加处理单元636。在一些实现方式中，FFT被用作DFT。因此，“DFT”和“FFT”可以互换使用。
这里，因为MMIC 602的DSP 114不使用加窗单元来进行数据压缩，所以DSP 626包括用于在距离-DFT单元634执行处理之前将加窗函数应用于解压缩数字样本的加窗单元632。加窗单元632的加窗函数可以用作与由动态字长缩减单元622和解码器628所使用的加窗函数的定义相关性的基础。这种配置的优点在于，与MMIC 502的DSP 114相比，MMIC 602的DSP 114不那么复杂。因此，与MMIC 502的制造成本和处理资源相比，MMIC 602可以具有较低的制造成本并且可以使用较少的处理资源来进行数据压缩。然而，这种配置的缺点是，与图5A和图5B所示的配置相比，对于相同压缩量，很难避免截断或舍入误差。截断或舍入误差可以将附加噪声添加到雷达信号(例如，添加到信号处理信道)，使得雷达数据的压缩/解压缩不是完全无损的。
解码器628可以包括动态字长扩展单元，该动态字长扩展单元被配置为通过根据与加窗函数的定义相关性将动态字长扩展应用于多个缩减长度数字字来解压缩第一多个数字字以生成第二多个数字字(解压缩的)(例如，解压缩雷达数据)。因此，与加窗函数的定义相关性对于DSP 114和DSP 626两者都是已知的。
第二多个数字字中的每个数字字具有与扩展字长相对应的相同位数。例如，扩展字长可以是12位，并且第二多个数字字中的每个数字字(解压缩的)可以具有12位。然而，应当理解，扩展字长可以是可配置的，并且不限于特定位数。字长扩展是“动态的”，因为扩展量基于缩减长度数字字中包含的位数而变化，其中与较高接收位数相比，较低接收位数需要较大字长扩展来扩展到扩展字长。
第二多个数字字(解压缩的)对应于在RF输入606处接收的RF信号的单个频率斜坡。因此，解码器628可以被配置为一次一个频率斜坡地解压缩雷达数据，并且将第二多个数字字(解压缩的)作为解压缩雷达数据存储在存储器630中。在一些实现方式中，存储器630可以能够存储一个完整的啁啾数据。在一些实现方式中，存储器630可以被限制为仅存储一个完整的啁啾数据。
在DSP 626的一个或多个处理器中实现的加窗单元632可以被配置为从存储器630接收第二多个数字字(解压缩的)并且对其应用加窗函数。加窗函数可以被配置为根据用于DFT处理的加窗函数的曲线来在时域中缩放第二多个数字字。加窗函数可以为距离-DFT单元634产生更平滑的信号。
距离-DFT单元634可以被配置为从加窗单元632接收与一个频率斜坡相对应的缩放的第二多个数字字，并且将DFT应用于缩放的第二多个数字字以生成距离-DFT。
可以在一个或多个处理器中实现的附加处理单元636可以包括用于多普勒DFT的加窗单元、多普勒DFT单元(例如，用于计算检测到的物体的速度)等。
如上所述，图6A和图6B被提供仅作为示例。其他示例也是可能的，并且可以与关于图6A和图6B所述的不同。图6A和图6B所示的设备和组件的数目和布置被提供作为示例。在实践中，与图6A和图6B所示的设备或组件相比，可以存在更多的设备或组件、更少的设备或组件、不同的设备或组件、或者不同地布置的设备或组件。此外，图6A和图6B所示的两个或更多个设备或组件可以在单个设备或组件内实现，或者图6A和图6B所示的单个设备或组件可以被实现为多个分布式设备或组件。另外地或替代地，图6A和图6B所示的一组设备或组件(例如，一个或多个设备或组件)可以执行被描述为由图6A和图6B所示的另一组设备或组件执行的一个或多个功能。
图7示出了根据一个或多个实现方式的与使用第一类型的加窗函数的数据压缩相对应的示例图700和702。图700将第一类型的加窗函数示出为具有跨越(span)1024个数字样本的窗口长度的汉明加窗函数。因此，加窗函数的预定间隔可以由从单个频率斜坡被生成并且被输入到加窗函数中以用于缩放的数字样本的数目来定义。第一类型的加窗函数是定义在加窗函数的预定间隔内在时域中变化的缩放因子的曲线。在该示例中，汉明加窗函数是钟形曲线，该钟形曲线包括关于汉明加窗函数的中心是对称的上升部分和下降部分。然而，应当理解，加窗函数不需要是钟形的和/或不需要关于加窗函数的中心是对称的。还应当注意，为1的缩放因子可以表示零压缩因子，而为0的缩放因子可以表示最大压缩因子。因此，与那些更接近1的缩放因子相比，那些更接近0的缩放因子可以表示要应用的更大量的数据压缩或数据解压缩。结果，与加窗函数的定义相关性定义了被应用于频率斜坡的特定雷达样本的数据压缩或数据解压缩的量。
图702示出了用于在加窗函数的预定间隔上表示特定数字样本以生成压缩雷达数据(例如，生成压缩数字字)的(量化)位数。用于表示单个频率斜坡(例如，单个雷达啁啾)的每个数字样本的位数可以由动态字长缩减单元524或动态字长缩减单元622基于与加窗函数的定义相关性来调节。在该示例中，图702假定在不使用解压缩的情况下使用12位的原始字长。因此，12位的字长表示未压缩数字样本，而小于12位(例如，9位、10位或11位)的字长表示压缩数字样本。与传输具有12位的每个数字样本相比，使用根据本文中描述的实现的汉明加窗函数提供近似7.5％的传输雷达数据的减少。
如上所述，图7被提供作为示例。其他示例可以与关于图7所述的不同。
图8示出了根据一个或多个实现方式的与使用第二类型的加窗函数的数据压缩相对应的示例图800和802。图800将第二类型的加窗函数示出为具有跨越1024个数字样本的窗口长度的切比雪夫加窗函数。因此，加窗函数的预定间隔可以由从单个频率斜坡被生成并且被输入到加窗函数中以用于缩放的数字样本的数目来定义。第二类型的加窗函数是定义在加窗函数的预定间隔内在时域中变化的缩放因子的曲线。在该示例中，切比雪夫加窗函数是钟形曲线，该钟形曲线包括关于切比雪夫加窗函数的中心是对称的上升部分和下降部分。然而，应当理解，加窗函数不需要是钟形的和/或不需要关于加窗函数的中心是对称的。还应当注意，为1的缩放因子可以表示零压缩因子，而为0的缩放因子可以表示最大压缩因子。因此，与那些更接近1的缩放因子相比，那些更接近0的缩放因子可以表示要应用的更大量的数据压缩或数据解压缩。结果，与加窗函数的定义相关性定义了被应用于频率斜坡的特定雷达样本的数据压缩或数据解压缩的量。
图802示出了用于在加窗函数的预定间隔上表示特定数字样本以生成压缩雷达数据(例如，生成压缩数字字)的(量化)位数。用于表示单个频率斜坡(例如，单个雷达啁啾)的每个数字样本的位数可以由动态字长缩减单元524或动态字长缩减单元622基于与加窗函数的定义相关性来调节。在该示例中，图802假定在不使用解压缩的情况下使用12位的原始字长。因此，12位的字长表示未压缩的数字样本，而小于12位(例如，1-11位)的字长表示压缩数字样本。与传输具有12位的每个数字样本相比，使用根据所描述的实现的切比雪夫加窗函数提供近似22.7％的传输雷达数据的减少。
如上所述，图8被提供作为示例。其他示例可以与关于图8所述的不同。
图9是与雷达数据压缩相关联的示例过程900的流程图。在一些实现方式中，图9的一个或多个过程框由雷达系统(例如，包括MMIC 502和控制器504的雷达系统，或者包括MMIC 602和控制器604的雷达系统)执行。在一些实现方式中，图9的一个或多个过程框可以由雷达系统的一个或多个组件执行，诸如前端组件、基带信号处理组件、DSP 114、DSP 528或DSP 626。
如图9所示，过程900可以包括接收包括多个频率斜坡的RF信号(框910)。例如，雷达系统(例如，雷达系统的雷达MMIC)可以接收包括多个频率斜坡的RF信号，如上所述。
如图9所示，过程900可以包括将RF信号转换为包括多个模拟信号段的基带信号，其中多个模拟信号段中的每个模拟信号段对应于多个频率斜坡中的不同频率斜坡(框920)。例如，雷达系统(例如，雷达系统的雷达MMIC)可以将RF信号转换为包括多个模拟信号段的基带信号，其中多个模拟信号段中的每个模拟信号段对应于多个频率斜坡中的不同频率斜坡，如上所述。
如图9所示，过程900可以包括将多个模拟信号段分别转换为多个相应数字信号段，其中多个相应数字信号段中的每个数字信号段包括与相应模拟信号段相对应的第一多个数字样本(框930)。例如，雷达系统(例如，雷达系统的雷达MMIC)可以将多个模拟信号段分别转换为多个相应数字信号段，其中多个相应数字信号段中的每个数字信号段包括与相应模拟信号段相对应的第一多个数字样本，如上所述。
如图9所示，过程900可以包括对多个相应数字信号段中的单个数字信号段进行编码，包括：基于与加窗函数具有定义相关性的数据压缩来压缩单个数字信号段的第一多个数字样本，以生成与单个数字信号段相对应的压缩雷达数据(框940)。例如，雷达系统(例如，雷达系统的雷达MMIC)可以对多个相应数字信号段中的单个数字信号段进行编码，包括：基于与加窗函数具有定义相关性的数据压缩来压缩单个数字信号段的第一多个数字样本，以生成与单个数字信号段相对应的压缩雷达数据，如上所述。
如图9所示，过程900可以包括传输压缩雷达数据(框950)。例如，雷达系统(例如，雷达系统的雷达MMIC)可以传输压缩雷达数据，如上所述。
如图9所示，过程900可以包括对压缩雷达数据进行解码，包括：基于与加窗函数具有定义相关性的数据解压缩来解压缩压缩雷达数据，以生成表示第一多个数字样本的第二多个数字样本(框960)。例如，雷达系统(例如，雷达系统控制器)可以对压缩雷达数据进行解码，包括：基于与加窗函数具有定义相关性的数据解压缩来解压缩压缩雷达数据，以生成表示第一多个数字样本的第二多个数字样本，如上所述。
过程900可以包括附加实现方式，诸如下面描述的和/或结合本文中其他地方描述的一个或多个其他过程而描述的任何单个实现方式或任何实现方式的组合。
在一些实现方式中，压缩雷达数据包括具有多个缩减字长的第一多个数字字，其中第一多个数字字中的每个数字字对应于第一多个数字样本中的不同数字样本，其中解压缩压缩雷达数据包括：根据与加窗函数的定义相关性来将动态字长扩展应用于第一多个数字字以生成第二多个数字字，其中第二多个数字字中的每个数字字具有与扩展字长相对应的相同位数，并且其中第二多个数字字分别对应于第二多个数字样本。
尽管图9示出了过程900的示例框，但是在一些实现方式中，与图9所示的框相比，过程900包括更多的框、更少的框、不同的框或不同地布置的框。另外地或替代地，过程900的两个或更多个框可以并行执行。
以下提供本公开的一些方面的概述：
方面1：一种雷达单片微波集成电路(MMIC)，包括：射频(RF)输入，被配置为接收包括多个频率斜坡的RF信号；基带处理电路，被配置为将RF信号转换为包括多个模拟信号段的基带信号，其中多个模拟信号段中的每个模拟信号段对应于多个频率斜坡中的不同频率斜坡；模数转换器(ADC)，被配置为将多个模拟信号段转换为多个相应数字信号段，其中多个相应数字信号段中的每个数字信号段包括与相应模拟信号段相对应的多个数字样本；编码器，被配置为：接收多个相应数字信号段中的单个数字信号段，并且基于与加窗函数具有定义相关性的数据压缩来压缩单个数字信号段的多个数字样本，以生成与单个数字信号段相对应的压缩雷达数据；以及数据传输接口，被配置为传输压缩雷达数据。
方面2：根据方面1所述的雷达MMIC，其中与加窗函数的定义相关性是至少包括上升部分和下降部分的曲线，并且编码器被配置为根据曲线来压缩单个数字信号段的多个数字样本。
方面3：根据方面1至2中任一项所述的雷达MMIC，其中数据压缩是非均匀数据压缩，并且其中编码器被配置为：将非均匀数据压缩应用于单个数字信号段的多个数字样本，使得被应用于单个数字信号段的多个数字样本的压缩量在时域中根据与加窗函数的定义相关性跨单个数字信号段的多个数字样本而变化。
方面4：根据方面1至3中任一项所述的雷达MMIC，其中编码器被配置为：基于多个缩放因子，将数据压缩应用于单个数字信号段的多个数字样本，多个缩放因子对应于与加窗函数的定义相关性，其中编码器被配置为：基于多个缩放因子中的第一缩放因子，将数据压缩应用于多个数字样本的第一数字样本子集，其中编码器被配置为：基于多个缩放因子中的不同于第一缩放因子的第二缩放因子，将数据压缩应用于多个数字样本的第二数字样本子集，其中编码器被配置为：基于多个缩放因子中的不同于第二缩放因子的第三缩放因子来，数据压缩应用于多个数字样本的第三数字样本子集，并且其中第二数字样本子集在时域中处于第一数字样本子集与第三数字样本子集之间。
方面5：根据方面4所述的雷达MMIC，其中第一缩放因子和第三缩放因子小于1，使得第一数字样本子集根据第一缩放因子被压缩并且第三数字样本子集根据第三缩放因子被压缩，并且其中第二缩放因子是1，使得第二数字样本子集不被压缩。
方面6：根据方面4所述的雷达MMIC，其中第一缩放因子和第三缩放因子相等并且小于1，使得第一数字样本子集和第三数字样本子集以与第一缩放因子和第三缩放因子相对应的第一量被压缩，并且其中第二缩放因子小于1，使得第二数字样本子集以与第二缩放因子相对应的第二量被压缩。
方面7：根据方面1至6中任一项所述的雷达MMIC，其中压缩雷达数据包括分别与单个数字信号段的多个数字样本相对应的多个数字字，并且其中数据压缩是无损压缩，无损压缩包括：利用加窗函数来缩放单个数字信号段的多个数字样本，以生成缩放数字样本，并且根据与加窗函数的定义相关性来从缩放数字样本中移除最高有效位(MSB)，以生成多个数字字。
方面8：根据方面1至7中任一项所述的雷达MMIC，其中压缩雷达数据包括分别与单个数字信号段的多个数字样本相对应的多个数字字，并且其中数据压缩是有损压缩，有损压缩包括：根据与加窗函数的定义相关性来从单个数字信号段的多个数字样本中移除最低有效位(LSB)，以生成多个数字字。
方面9：根据方面1至8中任一项所述的雷达MMIC，其中编码器被配置为：将加窗函数应用于单个数字信号段的多个数字样本，以为单个数字信号段的多个数字样本生成多个相应缩放样本值，并且其中编码器被配置为：根据与加窗函数的定义相关性来将动态字长缩减应用于多个相应缩放样本值，以分别生成与多个相应缩放样本值相对应的多个数字字，并且其中多个数字字具有多个缩减字长。
方面10：根据方面9所述的雷达MMIC，其中编码器被配置为：通过根据与加窗函数的定义相关性省略多个数字字中的最高有效位(MSB)，来将动态字长缩减应用于多个相应缩放样本值，以生成具有多个缩减字长的多个数字字。
方面11：根据方面9所述的雷达MMIC，其中多个数字字中的每个数字字的位数根据与加窗函数的定义相关性被缩放。
方面12：根据方面1至11中任一项所述的雷达MMIC，其中编码器被配置为：根据与加窗函数的定义相关性来将动态字长缩减应用于多个数字样本，以分别生成与多个数字样本相对应的多个数字字，并且其中多个数字字具有多个缩减字长。
方面13：根据方面12所述的雷达MMIC，其中编码器被配置为将动态字长缩减应用于多个数字样本，包括：根据与加窗函数的定义相关性来移除多个数字字中的最低有效位(LSB)，以生成具有多个缩减字长的多个数字字。
方面14：根据方面12所述的雷达MMIC，其中多个数字字中的每个数字字的位数根据与加窗函数的定义相关性被缩放。
方面15：一种数据传输方法，包括：由雷达单片微波集成电路(MMIC)接收包括多个频率斜坡的射频(RF)信号；由雷达MMIC将RF信号转换为包括多个模拟信号段的基带信号，其中多个模拟信号段中的每个模拟信号段对应于多个频率斜坡中的不同频率斜坡；由雷达MMIC将多个模拟信号段分别转换为多个相应数字信号段，其中多个相应数字信号段中的每个数字信号段包括与相应模拟信号段相对应的第一多个数字样本；由雷达MMIC对多个相应数字信号段中的单个数字信号段进行编码，包括：基于与加窗函数具有定义相关性的数据压缩来压缩单个数字信号段的第一多个数字样本，以生成与单个数字信号段相对应的压缩雷达数据；由雷达MMIC传输压缩雷达数据；以及由雷达系统控制器对压缩雷达数据进行解码，包括：基于与加窗函数具有定义相关性的数据解压缩来解压缩压缩雷达数据，以生成表示第一多个数字样本的第二多个数字样本。
方面16：根据方面15所述的方法，其中压缩雷达数据包括具有多个缩减字长的第一多个数字字，其中第一多个数字字中的每个数字字对应于第一多个数字样本中的不同数字样本，其中解压缩压缩雷达数据包括：根据与加窗函数的定义相关性来将动态字长扩展应用于第一多个数字字，以生成第二多个数字字，其中第二多个数字字中的每个数字字具有与扩展字长相对应的相同位数，并且其中第二多个数字字分别对应于第二多个数字样本。
方面17：一种雷达系统控制器，包括：数据传输接口，被配置为接收压缩雷达数据，压缩雷达数据包括具有第一多个字长的第一多个数字字；以及解码器，被配置为：通过根据与加窗函数的定义相关性将动态字长扩展应用于第一多个数字字来解压缩第一多个数字字，以生成第二多个数字字，其中第二多个数字字中的每个数字字具有与扩展字长相对应的相同位数。
方面18：根据方面17所述的雷达系统控制器，其中第二多个数字字对应于射频(RF)信号的单个频率斜坡，并且其中雷达系统控制器还包括：信号处理器，被配置为将离散傅立叶变换(DFT)应用于第二多个数字字以生成距离-DFT。
方面19：根据方面17至18中任一项所述的雷达系统控制器，还包括：信号处理器，被配置为将加窗函数应用于第二多个数字字以生成多个数字样本，并且将离散傅立叶变换(DFT)应用于多个数字样本以生成距离-DFT。
方面20：一种系统，被配置为执行根据方面1至19中一项或多项的一个或多个操作。
方面21：一种装置，包括用于执行根据方面1至19中一项或多项所述的一个或多个操作的部件。
方面22：一种存储指令集的非暂态计算机可读介质，该指令集包括一个或多个指令，该一个或多个指令在由设备执行时使该设备执行根据方面1至19中一项或多项所述的一个或多个操作。
方面23：一种计算机程序产品，包括用于执行根据方面1至19中一项或多项所述的一个或多个操作的指令或代码。
上述公开内容提供了说明和描述，但并非旨在穷举或将实现限于所公开的精确形式。根据上述公开内容，修改和变化是可能的，或者可以从实现方式的实践中获取。
如本文中使用的，术语“组件”旨在广泛地被解释为硬件、固件、或硬件和软件的组合。很明显，本文中描述的系统和/或方法可以以不同形式的硬件、固件、或硬件和软件的组合来实现方式。用于实现这些系统和/或方法的实际专用控制硬件或软件代码并不限制这些实现方式。因此，本文中在没有参考特定软件代码的情况下描述系统和/或方法的操作和行为——应当理解，软件和硬件可以被设计为基于本文中的描述来实现执行系统和/或方法。
任何处理组件都可以被实现为中央处理单元(CPU)或其他处理器，该处理器从诸如硬盘或半导体存储器设备等非暂态计算机可读记录介质读取和执行软件程序。例如，指令可以由一个或多个处理器执行，诸如一个或多个CPU、DSP、通用微处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程逻辑阵列(FPLA)、可编程逻辑控制器(PLC)或其他等效的集成或分立逻辑电路系统。因此，如本文中使用的术语“处理器”是指任何前述结构或适合于实现本文中描述的技术的任何其他结构。软件可以存储在非暂态计算机可读介质上，使得非暂态计算机可读介质包括存储在其上的程序代码或程序算法，该程序代码或程序算法在被执行时引起处理器经由计算机程序来执行方法的步骤。
包括硬件的控制器也可以执行本公开的技术中的一个或多个技术。包括一个或多个处理器的控制器可以使用电信号和数字算法来执行其接收、分析和控制功能，该功能还可以包括校正功能。这样的硬件、软件和固件可以在同一设备内或在单独的设备内实现，以支持本公开中描述的各种技术。
信号处理电路和/或信号调节电路可以以原始测量数据的形式从一个或多个组件接收一个或多个信号(例如，测量信号)，并且可以从测量信号中导出另外的信息。如本文中使用的，信号调节是指以如下这样的方式操纵模拟信号，该方式使得该信号满足下一阶段的进一步处理的要求。信号调节可以包括从模拟到数字的转换(例如，经由模数转换器)、放大、滤波、转换、偏置、范围匹配、隔离、以及使信号适合于在调节之后进行处理所需要的任何其他过程。
一些实现在本文中可以结合阈值来描述。如本文中使用的，满足阈值可以是指值大于阈值、多于阈值、高于阈值、大于或等于阈值、小于阈值、少于阈值、低于阈值、小于或等于阈值、等于阈值等等。
即使在权利要求书中列举和/或在说明书中公开了特征的特定组合，这些组合并不旨在限制本文中描述的实现方式的公开。这些特征中的很多特征可以以权利要求中未具体列举和/或说明书中未公开的方式组合。例如，本公开包括权利要求集中的每个从属权利要求与该权利要求集中的每个其他个体权利要求相结合以及该权利要求集中的多个权利要求的每个组合。如本文中使用的，提及项目列表中的“至少一个”的短语是指这些项目的任何组合，包括单个成员。例如，“a、b或c中的至少一个”旨在涵盖a、b、c、a+b、a+c、b+c和a+b+c、以及具有相同要素的倍数的任何组合(例如，a+a、a+a+a、a+a+b、a+a+c、a+b+b、a+c+c、b+b、b+b+b、b+b+c、c+c和c+c+c、或a、b和c的任何其他顺序)。
此外，应当理解，说明书或权利要求中公开的多个动作或功能的公开不能被解释为在特定顺序内。因此，多个动作或功能的公开不会将其限于特定顺序，除非这些动作或功能由于技术原因而不能互换。此外，在一些实现方式中，单个动作可以包括多个动作，或者可以分解为多个子动作。除非明确排除，否则这样的子动作可以被包括在内，并且成为该单个动作的公开的一部分。
除非明确说明，否则本文中使用的任何要素、动作或指令都不应当被解释为关键或必要的。此外，如本文中使用的，冠词“一个(a)”和“一个(an)”旨在包括一个或多个项目，并且可以与“一个或多个”互换使用。此外，如本文中使用的，冠词“该(the)”旨在包括与冠词“该(the)”相结合而引用的一个或多个项目，并且可以与“一个或多个”互换使用。如果仅打算使用一个项目，使用短语“仅一个(only one)”、“单个(single)”或类似语言。此外，如本文中使用的，术语“具有(has)”、“具有(have)”、“具有(having)”等旨在是不限制其所修饰的要素的开放式术语(例如，要素“具有”A也可以具有B)。此外，除非另有明确说明，否则“基于”一词的意思是“至少部分基于”。如本文中使用的，术语“多个(multiple)”可以替换为“多个(a plurality of)”，反之亦然。此外，如本文中使用的，术语“或”在一个系列中使用时具有包容性，并且可以与“和/或”互换使用，除非另有明确说明(例如，如果与“任一”或“仅一个”相结合使用)。

Claims (19)

1.一种雷达单片微波集成电路MMIC，包括：
射频RF输入，被配置为接收包括多个频率斜坡的RF信号；
基带处理电路，被配置为将所述RF信号转换为包括多个模拟信号段的基带信号，其中所述多个模拟信号段中的每个模拟信号段对应于所述多个频率斜坡中的不同频率斜坡；
模数转换器ADC，被配置为将所述多个模拟信号段转换为多个相应数字信号段，其中所述多个相应数字信号段中的每个数字信号段包括与相应模拟信号段相对应的多个数字样本；
编码器，被配置为：接收所述多个相应数字信号段中的单个数字信号段，并且基于与加窗函数具有定义相关性的数据压缩来压缩所述单个数字信号段的所述多个数字样本，以生成与所述单个数字信号段相对应的压缩雷达数据；以及
数据传输接口，被配置为传输所述压缩雷达数据。
2.根据权利要求1所述的雷达MMIC，其中与所述加窗函数的所述定义相关性是至少包括上升部分和下降部分的曲线，并且所述编码器被配置为根据所述曲线来压缩所述单个数字信号段的所述多个数字样本。
3.根据权利要求1所述的雷达MMIC，
其中所述数据压缩是非均匀数据压缩，并且
其中所述编码器被配置为：将所述非均匀数据压缩应用于所述单个数字信号段的所述多个数字样本，使得被应用于所述单个数字信号段的所述多个数字样本的压缩量在时域中根据与所述加窗函数的所述定义相关性跨所述单个数字信号段的所述多个数字样本而变化。
4.根据权利要求1所述的雷达MMIC，
其中所述编码器被配置为：基于多个缩放因子，将所述数据压缩应用于所述单个数字信号段的所述多个数字样本，所述多个缩放因子对应于与所述加窗函数的所述定义相关性，
其中所述编码器被配置为：基于所述多个缩放因子中的第一缩放因子，将所述数据压缩应用于所述多个数字样本的第一数字样本子集，
其中所述编码器被配置为：基于所述多个缩放因子中的不同于所述第一缩放因子的第二缩放因子，将所述数据压缩应用于所述多个数字样本的第二数字样本子集，
其中所述编码器被配置为：基于所述多个缩放因子中的不同于所述第二缩放因子的第三缩放因子，将所述数据压缩应用于所述多个数字样本的第三数字样本子集，并且
其中所述第二数字样本子集在时域中处于所述第一数字样本子集与所述第三数字样本子集之间。
5.根据权利要求4所述的雷达MMIC，
其中所述第一缩放因子和所述第三缩放因子小于1，使得所述第一数字样本子集根据所述第一缩放因子被压缩并且所述第三数字样本子集根据所述第三缩放因子被压缩，并且
其中所述第二缩放因子是1，使得所述第二数字样本子集不被压缩。
6.根据权利要求4所述的雷达MMIC，
其中所述第一缩放因子和所述第三缩放因子相等并且小于1，使得所述第一数字样本子集和所述第三数字样本子集以与所述第一缩放因子和所述第三缩放因子相对应的第一量被压缩，并且
其中所述第二缩放因子小于1，使得所述第二数字样本子集以与所述第二缩放因子相对应的第二量被压缩。
7.根据权利要求1所述的雷达MMIC，
其中所述压缩雷达数据包括分别与所述单个数字信号段的所述多个数字样本相对应的多个数字字，并且
其中所述数据压缩是无损压缩，所述无损压缩包括：利用所述加窗函数来缩放所述单个数字信号段的所述多个数字样本，以生成缩放数字样本，并且根据与所述加窗函数的所述定义相关性来从所述缩放数字样本中移除最高有效位MSB，以生成所述多个数字字。
8.根据权利要求1所述的雷达MMIC，
其中所述压缩雷达数据包括分别与所述单个数字信号段的所述多个数字样本相对应的多个数字字，并且
其中所述数据压缩是有损压缩，所述有损压缩包括：根据与所述加窗函数的所述定义相关性来从所述单个数字信号段的所述多个数字样本中移除最低有效位LSB，以生成所述多个数字字。
9.根据权利要求1所述的雷达MMIC，
其中所述编码器被配置为：将所述加窗函数应用于所述单个数字信号段的所述多个数字样本，以针对所述单个数字信号段的所述多个数字样本生成多个相应缩放样本值，并且
其中所述编码器被配置为：根据与所述加窗函数的所述定义相关性来将动态字长缩减应用于所述多个相应缩放样本值，以分别生成与所述多个相应缩放样本值相对应的多个数字字，并且
其中所述多个数字字具有多个缩减字长。
10.根据权利要求9所述的雷达MMIC，其中所述编码器被配置为：通过根据与所述加窗函数的所述定义相关性省略所述多个数字字中的最高有效位MSB，来将所述动态字长缩减应用于所述多个相应缩放样本值，以生成具有所述多个缩减字长的所述多个数字字。
11.根据权利要求9所述的雷达MMIC，其中所述多个数字字中的每个数字字的位数根据与所述加窗函数的所述定义相关性被缩放。
12.根据权利要求1所述的雷达MMIC，
其中所述编码器被配置为：根据与所述加窗函数的所述定义相关性来将动态字长缩减应用于所述多个数字样本，以分别生成与所述多个数字样本相对应的多个数字字，并且
其中所述多个数字字具有多个缩减字长。
13.根据权利要求12所述的雷达MMIC，其中所述编码器被配置为将所述动态字长缩减应用于所述多个数字样本，包括：根据与所述加窗函数的所述定义相关性来移除所述多个数字字中的最低有效位LSB，以生成具有所述多个缩减字长的所述多个数字字。
14.根据权利要求12所述的雷达MMIC，其中所述多个数字字中的每个数字字的位数根据与所述加窗函数的所述定义相关性被缩放。
15.一种用于数据传输的方法，包括：
由雷达单片微波集成电路MMIC接收包括多个频率斜坡的射频RF信号；
由所述雷达MMIC将所述RF信号转换为包括多个模拟信号段的基带信号，其中所述多个模拟信号段中的每个模拟信号段对应于所述多个频率斜坡中的不同频率斜坡；
由所述雷达MMIC将所述多个模拟信号段分别转换为多个相应数字信号段，其中所述多个相应数字信号段中的每个数字信号段包括与相应模拟信号段相对应的第一多个数字样本；
由所述雷达MMIC对所述多个相应数字信号段中的单个数字信号段进行编码，包括：基于与加窗函数具有定义相关性的数据压缩来压缩所述单个数字信号段的所述第一多个数字样本，以生成与所述单个数字信号段相对应的压缩雷达数据；
由所述雷达MMIC传输所述压缩雷达数据；以及
由雷达系统控制器对所述压缩雷达数据进行解码，包括：基于与所述加窗函数具有所述定义相关性的数据解压缩来解压缩所述压缩雷达数据，以生成表示所述第一多个数字样本的第二多个数字样本。
16.根据权利要求15所述的方法，
其中所述压缩雷达数据包括具有多个缩减字长的第一多个数字字，
其中所述第一多个数字字中的每个数字字对应于所述第一多个数字样本中的不同数字样本，
其中解压缩所述压缩雷达数据包括：根据与所述加窗函数的所述定义相关性来将动态字长扩展应用于所述第一多个数字字，以生成第二多个数字字，其中所述第二多个数字字中的每个数字字具有与扩展字长相对应的相同位数，并且
其中所述第二多个数字字分别对应于所述第二多个数字样本。
17.一种雷达系统控制器，包括：
数据传输接口，被配置为接收压缩雷达数据，所述压缩雷达数据包括具有第一多个字长的第一多个数字字；以及
解码器，被配置为：通过根据与加窗函数的定义相关性将动态字长扩展应用于所述第一多个数字字来解压缩所述第一多个数字字，以生成第二多个数字字，其中所述第二多个数字字中的每个数字字具有与扩展字长相对应的相同位数。
18.根据权利要求17所述的雷达系统控制器，
其中所述第二多个数字字对应于射频RF信号的单个频率斜坡，并且
其中所述雷达系统控制器还包括：
信号处理器，被配置为将离散傅立叶变换DFT应用于所述第二多个数字字以生成距离-DFT。
19.根据权利要求17所述的雷达系统控制器，还包括：
信号处理器，被配置为将所述加窗函数应用于所述第二多个数字字以生成多个数字样本，并且将离散傅立叶变换DFT应用于所述多个数字样本以生成距离-DFT。
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