DE102015108772A1

DE102015108772A1 - Verfahren, Vorrichtung und System zum Verarbeiten von Radarsignalen

Info

Publication number: DE102015108772A1
Application number: DE102015108772.3A
Authority: DE
Inventors: Romain Ygnace; André Roger; David Addison
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2014-06-05
Filing date: 2015-06-03
Publication date: 2015-12-10
Anticipated expiration: 2035-06-04
Also published as: US9841497B2; JP2015230305A; KR101761473B1; US20150355319A1; JP6220812B2; KR20150140236A; DE102015108772B4

Abstract

Eine Vorrichtung zum Verarbeiten von Eingangsdaten, die von mehreren Antennen empfangen werden, wird vorgeschlagen, wobei die Vorrichtung eine Verarbeitungseinheit, die einen Puffer und mindestens einen Multiplizierer beinhaltet, beinhaltet, wobei die Verarbeitungseinheit dafür eingerichtet ist, ein Zweitstufen-FFT-Ergebnis, basierend auf von einer ersten Antenne empfangenen Eingangsdaten, zu berechnen, das Zweitstufen-FFT-Ergebnis für die erste Antenne mit einem ersten Ausgleichswert zu multiplizieren und das Ergebnis in dem Puffer zu speichern. Die Verarbeitungseinheit ist ferner dafür eingerichtet, ein Zweitstufen-FFT-Ergebnis, basierend auf von einer zweiten Antenne empfangenen Eingangsdaten, zu berechnen, die Zweitstufen-FFT für die zweite Antenne mit einem zweiten Ausgleichswert zu multiplizieren und das Ergebnis zu dem in dem Puffer gespeicherten Wert zu addieren.

Description

Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beziehen sich auf Radaranwendungen, insbesondere auf einen effizienten Weg, Radarsignale zu verarbeiten, die durch mindestens einen Radarsensor erhalten werden, zum Beispiel über mindestens eine Antenne. Das Verarbeiten von Radarsignalen bezieht sich in dieser Hinsicht insbesondere auf Radarsignale, die von einem Sensor oder einer Antenne empfangen werden.
Diverse Radarvarianten werden für verschiedene Anwendungsszenarien in Autos verwendet. Zum Beispiel kann Radar für Totwinkelerkennung (Parkassistent, Fußgängerschutz, Querverkehr), Zusammenstoßabmilderung, Spurwechselassistenz und adaptive Geschwindigkeitsregelung verwendet werden. Zahlreiche Anwendungsfallszenarien für Radargeräte können in verschiedene Richtungen (zum Beispiel Heck, Seite, Front), verschiedene Winkel (zum Beispiel Azimutrichtungswinkel) und/oder verschiedene Entfernungen (kurz-, mittel- oder langreichweitig) ausgerichtet sein. Zum Beispiel kann eine adaptive Geschwindigkeitsregelung einen bis zu ±18 Grad betragenden Azimutrichtungswinkel verwenden, wobei das Radarsignal von der Front des Autos emittiert wird, was eine Detektionsreichweite von bis zu mehreren hundert Metern ermöglicht.
Eine Radarquelle emittiert ein Signal und ein Sensor detektiert ein zurückgekehrtes Signal. Eine Frequenzverschiebung zwischen dem emittierten Signal und dem detektierten Signal (zum Beispiel basierend auf einem sich bewegenden Auto, das das Radarsignal emittiert) kann dazu verwendet werden, Informationen zu erhalten, die auf der Reflexion des emittierten Signals basieren. Eine Eingangsstufen-Verarbeitung des von dem Sensor erhaltenen Signals kann eine Schnelle Fourier-Transformation (FFT) umfassen, die in einem Signalspektrum resultieren kann, zum Beispiel einem über einen Frequenzbereich verteilten Signal. Die Amplitude des Signals kann eine Größe eines Echos angeben, wobei eine Spitze ein Ziel, das detektiert werden und für weiteres Verarbeiten verwendet werden soll, repräsentiert, zum Beispiel, um, basierend auf einem vorausfahrenden Auto, die Geschwindigkeit des Autos anzupassen.
Eine Aufgabe besteht insbesondere darin, Radarsignale auf effiziente Art zu verarbeiten.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
Diese hierin vorgeschlagenen Beispiele können insbesondere auf zumindest einer der nachfolgenden Lösungen basieren. Insbesondere können Kombinationen der nachfolgenden Merkmale eingesetzt werden, um ein gewünschtes Ergebnis zu erreichen. Die Merkmale des Verfahrens können mit (einem) beliebigen Merkmal(en) der Vorrichtung, des Geräts oder Systems oder umgekehrt kombiniert werden.
Es wird eine Vorrichtung zum Verarbeiten von Eingangsdaten angegeben, die von mehreren Antennen empfangen werden, wobei die Vorrichtung Folgendes umfasst:

– eine Verarbeitungseinheit, die einen Puffer und mindestens einen Multiplizierer umfasst, wobei die Verarbeitungseinheit eingerichtet ist zum – Berechnen eines Zweitstufen-FFT-Ergebnisses, basierend auf von einer ersten Antenne empfangenen Eingangsdaten, – Multiplizieren des Zweitstufen-FFT-Ergebnisses für die erste Antenne mit einem ersten Ausgleichswert und Speichern des Ergebnisses in dem Puffer, – Berechnen eines Zweitstufen-FFT-Ergebnisses, basierend auf von einer zweiten Antenne empfangenen Eingangsdaten, und – Multiplizieren der Zweitstufen-FFT für die zweite Antenne mit einem zweiten Ausgleichswert und Addieren des Ergebnisses zu dem in dem Puffer gespeicherten Wert.

Vorteilhaft werden FFT-Ergebnisse für die nächsten Antennen bestimmt, mit einem Ausgleichswert (falls anwendbar) multipliziert und zu der vorherigen Summe addiert. Das Ergebnis der Addition kann ferner durch ein Drittstufen-FFT-Ergebnis verarbeitet werden.
Demzufolge umfasst der Puffer eine nichtkohärente Integration über N Antennen, nachdem das letzte FFT-Ergebnis für die letzte Antenne berechnet (und mit seinem Ausgleichswert multipliziert) und zu dem Puffer addiert wurde. Dies kann dann in den Speicher gespeichert und für weiteres Verarbeiten, zum Beispiel Bestimmen eines Azimutwinkels, verwendet werden. Der Azimutwinkel kann über die Drittstufen-FFT bestimmt werden, bei der Spitzen im FFT-Ergebnis den Azimutwinkel angeben.
Dieser Ansatz verringert die Menge an erforderlichen Speichertransfers, was zu einer verringerten Rechenzeit und zu einem verringerten Stromverbrauch der Vorrichtung führt.
Es ist eine Weiterbildung, dass das Multiplizieren und Addieren zu dem Puffer über die mehreren Antennen durchgeführt wird.
Es ist eine Weiterbildung, dass die Verarbeitungseinheit eingerichtet ist, die Schritte für jeden Zweitstufen-FFT-Wert über die mehreren Antennen durchzuführen.
Es ist eine Weiterbildung, dass die Verarbeitungseinheit ferner eingerichtet ist, ein Drittstufen-FFT-Ergebnis, basierend auf dem in dem Puffer gespeicherten Wert zu bestimmen.
Dieses Drittstufen-FFT-Ergebnis kann verwendet werden, um den Azimutwinkel, d.h. eine Phasendifferenz der zurückgekehrten Radarsignale, die über die mehreren Antennen hinweg empfangen werden, zu bestimmen.
Es ist eine Weiterbildung, dass ein Azimutwinkel basierend auf der Drittstufen-FFT bestimmt wird.
Es ist eine Weiterbildung, dass das Zweitstufen-FFT-Ergebnis auf einem Erststufen-FFT-Ergebnis basiert.
Es ist eine Weiterbildung, dass der Ausgleichswert für jede Multiplikation eingestellt wird.
Insbesondere können Ausgleichswerte individuell für jede Multiplikation oder für mehrere Multiplikationen eingestellt werden. Es sei angemerkt, dass verschiedene oder dieselben Ausgleichswerte verwendet werden können.
Jedes Zweitstufen-FFT-Ergebnis (pro Empfangsantenne) kann mit einem (zum Beispiel komplexen) Ausgleichsfaktor (auch als „Faktor Wi“ bezeichnet) multipliziert werden, der für Ausgleichszwecke eine linear zunehmende Phase aufweisen kann. Dies kann zu Strahlungskeulen mit unterschiedlichen Strahlrichtungen führen.
Es ist eine Weiterbildung, dass der Ausgleichswert 1 ist.
Es ist eine Weiterbildung, dass der Ausgleichswert ein komplexer Wert ist.
Es sei angemerkt, dass die oben beschriebenen Eigenschaften insbesondere gleichermaßen in Hinsicht auf die anderen Lösungen, zum Beispiel ein Verfahren, eine Vorrichtung und oder ein Computerprogrammprodukt, anwendbar sind.
Zur Lösung wird ein Verfahren angegeben zum Verarbeiten von Eingangsdaten, die von mehreren Antennen empfangen werden, wobei das Verfahren Folgendes umfasst:

– Berechnen eines Zweitstufen-FFT-Ergebnisses, basierend auf von einer ersten Antenne empfangenen Eingangsdaten,
– Multiplizieren des Zweitstufen-FFT-Ergebnisses für die erste Antenne mit einem ersten Ausgleichswert und Speichern des Ergebnisses in einem Puffer,
– Berechnen eines Zweitstufen-FFT-Ergebnisses, basierend auf von einer zweiten Antenne empfangenen Eingangsdaten, und
– Multiplizieren der Zweitstufen-FFT für die zweite Antenne mit einem zweiten Ausgleichswert und Addieren des Ergebnisses zu dem in dem Puffer gespeicherten Wert.

Weiterhin wird zur Lösung der obigen Aufgabe eine Vorrichtung vorgeschlagen zum Verarbeiten von Eingangsdaten, die von mehreren Antennen empfangen werden, die Folgendes umfasst:

– Mittel zum Berechnen eines Zweitstufen-FFT-Ergebnisses, basierend auf von einer ersten Antenne empfangenen Eingangsdaten,
– Mittel zum Multiplizieren des Zweitstufen-FFT-Ergebnisses für die erste Antenne mit einem ersten Ausgleichswert und Speichern des Ergebnisses in einem Puffer,
– Mittel zum Berechnen eines Zweitstufen-FFT-Ergebnisses, basierend auf von einer zweiten Antenne empfangenen Eingangsdaten, und
– Mittel zum Multiplizieren der Zweitstufen-FFT für die zweite Antenne mit einem zweiten Ausgleichswert und Addieren des Ergebnisses zu dem in dem Puffer gespeicherten Wert.

Auch wird ein Computerprogrammprodukt angegeben, das direkt in einen nichtflüchtigen Speicher, z.B. einen Speicher einer digitalen Verarbeitungseinheit, ladbar ist, das Softwarecodeteile zum Durchführen der hier beschriebenen Schritte des Verfahrens oder zum Durchführen von Operationen der hier erläuterten Verarbeitungseinheit umfasst.
Ausführungsformen werden mit Bezug auf die Zeichnungen gezeigt und veranschaulicht. Die Zeichnungen dienen dazu, die Grundprinzipien zu veranschaulichen, so dass nur zum Verständnis der Grundprinzipien notwendige Aspekte veranschaulicht werden. Die Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu. In den Zeichnungen bezeichnen dieselben Referenzeichen dieselben Merkmale.
1 zeigt ein schematisches Diagramm, das ein Beispielradarsystem, das Radarsignale emittiert und zurückkehrende Radarsignale empfängt, umfasst;
2 zeigt ein Diagramm, das ein Objekt darstellt, das sich weit von Sendeantennen und Empfangsantennen entfernt befindet, sowie Signalpfade der emittierten Radarsignale und der zurückgekehrten Radarsignale, basierend auf der Reflexion an dem Objekt;
3 zeigt ein schematisches Diagramm mit Eingangssignalen, die jeweils ein Ergebnis einer Zweitstufen-FFT sind, wobei die Eingangssignale mit einem komplexen Faktor multipliziert werden und das Ergebnis der Multiplikationen gesammelt und einer Drittstufen-FFT S3(f) zugeführt werden, um den Azimutwinkel zu bestimmen; und
4 zeigt ein Diagramm, das das effiziente Konzept einer nichtkohärenten Integration visualisiert.
In einer Radarverarbeitungsumgebung emittiert eine Radarquelle ein Signal und ein Sensor detektiert ein zurückgekehrtes Signal. Das zurückgekehrte Signal kann in einem Zeitbereich von mindestens einer Antenne, insbesondere von mehreren Antennen, aufgenommen werden. Das zurückgekehrte Signal kann dann durch Durchführen einer Schnellen Fourier-Transformation (FFT) in den Frequenzbereich übertragen werden, was in einem Signalspektrum resultieren kann, d.h. einem über einen Frequenzbereich verteilten Signal. Frequenzspitzen können dazu verwendet werden, potentielle Ziele, zum Beispiel entlang einer Bewegungsrichtung eines Fahrzeugs, zu bestimmen.
Eine Diskrete Fourier-Transformation (DFT) kann in Computern mittels numerischen Algorithmen oder spezifischer Hardware implementiert werden. Eine solche Implementierung kann FFT-Algorithmen anwenden. Folglich können die Ausdrücke „FFT“ und „DFT“ austauschbar verwendet werden.
Die hier angeführten Beispiele erlauben insbesondere ein effizientes Bestimmen eines Azimutwinkels der zurückgekehrten Signale, der über die mehreren Antennen hinweg ausgewertet wird.
1 zeigt ein schematisches Diagramm, das ein Beispielradarsystem 101, das Radarsignale 102 emittiert und das zurückgekehrte Radarsignale 103 empfängt, umfasst. Das Radarsystem 101 bestimmt, basierend auf den zurückgekehrten Radarsignalen 103, eine Entfernung 104, eine Geschwindigkeit 105 und einen Azimutwinkel 106.
Durch Verwenden mehrerer Empfangsantennen kann eine Phasendifferenz der empfangenen zurückgekehrten Radarsignale 103 dazu verwendet werden, den Azimutwinkel 106 über eine Drittstufen-FFT zu bestimmen. Eine auf den empfangenen zurückgekehrten (zum Beispiel reflektierten emittierten) Radarsignalen 103 basierende Erststufen-FFT wird dazu verwendet, die Entfernung 104 zu bestimmen, eine auf der Entfernung 104 basierende Zweitstufen-FFT wird dazu verwendet, die Geschwindigkeit 105 zu bestimmen, und die auf der Geschwindigkeit 105 basierende Drittstufen-FFT wird dazu verwendet, den Azimutwinkel 106 zu bestimmen.
In einem Beispielszenario können die emittierten Radarsignale 102 von zwei Sendeantennen zu einem Beispielobjekt ausgehen. Die Signale 102 werden am Objekt reflektiert und kommen in Abhängigkeit vom Azimutwinkel mit verschiedenen Phasenstellungen an mehreren (zum Beispiel vier) Empfangsantennen an. Folglich können die Abstände zwischen dem Einzelobjekt, den Sendeantennen und den Empfangsantennen als unterschiedlich angesehen werden.
Für den Fall, dass das Einzelobjekt erheblich weit von den Antennen entfernt ist, können die Strahlpfade als parallel zueinander behandelt werden.
2 zeigt ein Diagramm, das ein Objekt 201 darstellt, das erheblich weit von den Sendeantennen TX0 und TX1 und den Empfangsantennen RX0, RX1, RX2 und RX3 entfernt ist. 2 zeigt ferner Signalpfade des emittierten Radarsignals und, basierend auf der Reflexion an dem Objekt 201, des zurückgekehrten Radarsignals.
Eine Referenzpfadlänge r_RP visualisiert eine Pfadlänge von einem Referenzpunkt RP auf der Antennenplatte zu dem Objekt 201. Die Pfadlänge r_RP kann bestimmt werden gemäß r_RP= r – r(m), wobei

r: eine tatsächliche Pfadlänge, die die Referenzpfadlänge r_RP und die Pfadlänge r(m) umfasst, ist;
r(m): eine Pfadlänge von dem Referenzpunkt RP zu dem Objekt 201 und zurück zu der Empfangsantenne m (m = 0 ... 3 in 2) ist;
m: die Nummer der Empfangsantenne RXm, m = 0 ... 3 ist.

Zusätzlich zeigt 2 einen Azimutwinkel α_Z, eine Entfernung „a“ zwischen dem Referenzpunkt r_RP und der Sendeantenne TX0 und eine Entfernung „d“ zwischen zwei Empfangsantennen, wobei d = λ/2 (wobei λ die Wellenlänge des emittierten Radarsignals ist) ist.
Die Pfadlänge r(m) von dem Referenzpunkt RP zu dem Objekt 201 und zurück zu der Empfangsantenne RXm (m = 0 ... 3) kann wie folgt bestimmt werden: r(m) = 2·r_RP + sin(–α_Z)·(a + mTX·4d + a + d / 2 + mRX·d) = = 2·r_RP + sin(–α_Z)·(2a + d / 2 + m·d)
Eine Phasendifferenz φ(m) – φ(m – 1) zwischen Empfangswellen für die Antennenkombination m und die Antennenkombination m – 1 kann bestimmt werden als: φ(m) – φ(m – 1) = – 2π / λ·[r(m) – r(m – 1)] = = – 2π / λ·sin(–α_Z)·d = = 2π / λ·sin(α_Z)·d
Folglich hängt der Azimutwinkel α_Z von den Phasendifferenzen ab. Die Phasendifferenzen können sich wegen derselben Abstände d (mit d = λ/2) zwischen den Empfangsantennen linear verändern.
Eine digitale Strahlformung (DBF) kann für jedes reichweitenbezogene Geschwindigkeitstor, zum Beispiel für jede FFT-Rampe, durchgeführt werden. Summen können über komplexe Werte, die nach zwei aufeinanderfolgenden FFT-Stufen, d.h. basierend auf der Zweitstufen-FFT und auf von mehreren, zum Beispiel vier, Empfangsantennen, erhalten werden, bestimmt werden. Jedes Zweitstufen-FFT-Ergebnis (pro Empfangsantenne) kann mit einem (zum Beispiel komplexen) Faktor W_i mit einer zwecks Phasenkompensation linear zunehmenden Phase multipliziert werden. Dies resultiert in Strahlungskeulen mit unterschiedlichen Strahlrichtungen. Folglich kann eine Phasendifferenz zwischen empfangenen Signalen mit einem solchen Faktor W_i gewichtet werden.
3 zeigt ein schematisches Diagramm mit Eingangssignalen S21, S22, S23 und S24, die jeweils ein Ergebnis einer Zweitstufen-FFT sind. Jedes Eingangssignal S21, S22, S23 und S24 wird mit einem komplexen Faktor W_i (i = 1 ... 4) multipliziert und das Ergebnis der Multiplikationen wird gesammelt und einer Drittstufen-FFT S3(f) zugeführt, um den Azimutwinkel zu bestimmen.
Die hier vorgestellten Beispiele erlauben insbesondere eine effiziente Berechnung der Summe der Ausgaben der Zweitstufen-FFT. Die Zweitstufen-FFTs können über Rampen berechnet werden, wobei jede Rampe eine vorbestimmte Dauer aufweist, während der die Frequenz des emittierten Radarsignals geändert, zum Beispiel erhöht, wurde. Mit anderen Worten kann jede Rampe Signale zunehmender Frequenz umfassen und eine Abfolge von Rampen kann das Radarsignal bestimmen, das über die Sendeantennen emittiert wird. Das emittierte Radarsignal wird von dem (entfernten) Objekt reflektiert und die Reflexion des Radarsignals wird an den Empfangsantennen empfangen und abgetastet. Infolgedessen können empfangene Abtastungen (für jede Antenne) Signalen der Rampe entsprechen (d.h. für jedes Rampensignal mit zunehmenden Frequenzen). Die empfangenen Abtastungen können mittels FFT(s) verarbeitet werden.
Hier präsentierte Beispiele sehen eine effiziente Berechnung basierend auf mindestens einer der folgenden Überlegungen vor:

(a) Eine Addition kann unmittelbar mit FFT-Ergebnissen, die bereits vorliegen, durchgeführt werden.
(b) Die Addition kann einen Puffer, insbesondere einen Ergebnisschlangenpuffer, und einen Multiplizierer verwenden.
(c) Eine Zweitstufen-FFT wird berechnet. Jedes FFT-Fachergebnis (d.h. Ergebnis pro Rampe von Frequenzen) wird mit einem Antennenausgleichswert (d.h. dem Faktor W_i) multipliziert, der 1 oder ein komplexer Wert sein kann. Das Ergebnis kann in dem Puffer gespeichert werden. Auch das (partielle) FFT-Ergebnis kann in dem Puffer gespeichert werden.
(d) Anstelle des Berechnens des nächsten FFT-Ergebnisses für dieselbe Antenne wird das nachfolgende FFT-Ergebnis für die nächste Antenne bestimmt, mit einem Ausgleichswert (falls anwendbar) multipliziert und zu der vorherigen Summe addiert. Demzufolge wird das Drittstufen-FFT-Ergebnis über die Antennen berechnet und in dem Puffer gespeichert. Dementsprechend umfasst der Puffer eine nichtkohärente Integration über N Antennen, nachdem das letzte FFT-Ergebnis berechnet (und mit seinem Ausgleichswert multipliziert) und zu dem Puffer addiert wurde. Dieses kann dann in den Speicher gespeichert werden.
(e) Als Nächstes werden die nachfolgenden Zweitstufen-FFT-Werte über die Antennen hinweg berechnet.

4 zeigt ein Diagramm, das das effiziente Konzept einer nichtkohärenten Integration visualisiert.
Eine Erststufen-FFT 401 umfasst Abtastungen der zurückgekehrten empfangenen Radarsignale pro Antenne, wobei

– die Abtastungen A₀₀, A₀₁, ..., A_0n einer ersten Rampe von Abtastungen, die von einer Antenne 0 empfangen werden, entsprechen, die Abtastungen A₁₀, ..., A_1n einer zweiten Rampe von Abtastungen, die von der Antenne 0 empfangen werden, entsprechen,
– die Abtastungen B₀₀, B₀₁, ..., B_0n einer ersten Rampe von Abtastungen, die von einer Antenne 1 empfangen werden, entsprechen, die Abtastungen B₁₀, ..., B_1n einer zweiten Rampe von Abtastungen, die von der Antenne 1 empfangen werden, entsprechen,
– die Abtastungen C₀₀, C₀₁, ..., C_0n einer ersten Rampe von Abtastungen, die von einer Antenne 2 empfangen werden, entsprechen, die Abtastungen C₁₀, ..., C_1n einer zweiten Rampe von Abtastungen, die von der Antenne 2 empfangen werden, entsprechen, und
– die Abtastungen D₀₀, D₀₁, ..., D_0n einer ersten Rampe von Abtastungen, die von einer Antenne 3 empfangen werden, entsprechen, die Abtastungen D₁₀, ..., D_1n einer zweiten Rampe von Abtastungen, die von der Antenne 3 empfangen werden, entsprechen.

Dementsprechend umfasst die Rampe n Abtastungen. Mindestens eine Sendeantenne emittiert eine Rampe von Signalen, zum Beispiel Signalen variierender Frequenz, die von dem (entfernten) Objekt reflektiert und von den Antennen 0 bis 3 empfangen und als zurückgekehrte empfangene Radarsignale(-abtastungen) abgetastet wird. Die Abtastungen werden in der Erststufen-FFT 401 verarbeitet.
Das Ergebnis der Erststufen-FFT 401 wird in einer Zweitstufen-FFT 402 weiter verarbeitet. In einem FFT10-Block (Erststufen-FFT) wird die Anzahl von Abtastungen pro Rampe verarbeitet und in einem FFT20-Block (Zweitstufen-FFT) werden die Ergebnisse der Erststufen-FFT über die Rampen verarbeitet usw.
In einer nichtkohärenten Integrationsstufe 403 werden die Ergebnisse der Zweitstufen-FFT über die Antennen, wie oben beschrieben, angesammelt.
Diese FFT-Berechnungsabfolge erlaubt eine effiziente und insbesondere schnelle Architektur für Radarverarbeitungszwecke. Dies ermöglicht eine enge Kopplung einer nichtkohärenten Integrationseinheit mit der FFT über eine spezielle Berechnungssequenz, die insbesondere einen Puffer und einen Multiplizierer (für den Fall, dass ein von „1“ verschiedener Ausgleichswert verwendet wird) verwendet.
Die präsentierten Beispiele ermöglichen ein Verringern einer signifikanten Menge von Speicher-Transfers, was zu einer verringerten Rechenzeit und zu einem verringerten Stromverbrauch führt.
In einem oder mehreren Beispielen können die hier beschriebenen Funktionen zumindest teilweise in Hardware, wie speziellen Hardware-Komponenten oder einem Prozessor, implementiert werden. Allgemeiner können die Techniken in Hardware, Prozessoren, Software, Firmware oder einer Kombination davon implementiert werden. Falls sie in Software implementiert sind, können die Funktionen als eine oder mehrere Anweisungen oder Code auf einem computerlesbaren Medium gespeichert oder über dieses übertragen und von einer hardwarebasierten Verarbeitungseinheit ausgeführt werden. Computerlesbare Medien können computerlesbare Speichermedien, die einem greifbaren Medium wie Datenspeichermedien entsprechen, oder Kommunikationsmedien einschließlich eines beliebigen Mediums, das Übertragung eines Computerprogramms von einem Ort zu einem anderen, zum Beispiel gemäß einem Kommunikationsprotokoll, erleichtert, beinhalten. Auf diese Weise können computerlesbare Medien allgemein (1) einem greifbaren computerlesbaren Speichermedium, das nichtvergänglich ist, oder (2) einem Kommunikationsmedium wie einem Signal oder einer Trägerwelle entsprechen. Datenspeichermedien können beliebige erhältliche Medien sein, auf die von einem oder mehreren Computern oder einem oder mehreren Prozessoren zugegriffen werden kann, um Anweisungen, Code und/oder Datenstrukturen zur Implementierung der in dieser Offenbarung beschriebenen Techniken abzufragen. Ein Computerprogrammprodukt kann ein computerlesbares Medium beinhalten.
Auf beispielhafte und nicht einschränkende Weise können derartige computerlesbare Speichermedien ein RAM, ein ROM, ein EEPROM, ein CD-ROM oder einen anderen optischen Scheibenspeicher, einen magnetischen Scheibenspeicher, oder andere magnetische Speichervorrichtungen, Flash-Speicher, oder ein beliebiges anderes Medium, das zum Speichern eines gewünschten Programmcodes in der Form von Anweisungen oder Datenstrukturen verwendet werden kann und auf das von einem Computer zugegriffen werden kann, umfassen. Auch wird jede beliebige Verbindung ordnungsgemäß als ein computerlesbares Medium, d.h. als ein computerlesbares Übertragungsmedium, bezeichnet. Falls zum Beispiel Anweisungen von einer Website, einem Server oder einer anderen entfernten Quelle unter Verwendung eines Koaxialkabels, eines Glasfaserkabels, eines Twisted Pair, eines digitalen Abo-Anschlusses (DSL) oder drahtloser Technologien, wie Infrarot, Funk und Mikrowellen, übertragen werden, dann sind Koaxialkabel, Glasfaserkabel, Twisted Pair, DSL oder drahtlose Technologien, wie Infrarot, Funk und Mikrowellen, in der Definition des Mediums eingeschlossen. Es versteht sich allerdings, dass computerlesbare Speichermedien und Datenspeichermedien keine Verbindungen, Trägerwellen, Signale und oder andere jenseitige Medien beinhalten, sondern stattdessen auf nichtjenseitige, greifbare Speichermedien ausgerichtet sind. Disk und Disc beinhalten so wie sie hier verwendet werden eine Compact Disc (CD), eine Laser-Disc, eine optische Disc, eine Digital-Versatile-Disc (DVD), eine Floppy-Disk und eine Blu-ray-Disc, wobei Disks üblicherweise Daten magnetisch reproduzieren, wohingegen Discs Daten optisch mit Lasern reproduzieren. Kombinationen des Obigen sollten ebenfalls im Umfang von computerlesbaren Medien eingeschlossen sein.
Anweisungen können von einem oder mehreren Prozessoren, wie etwa einer oder mehreren zentralen Verarbeitungseinheiten (CPU), digitalen Signalprozessoren (DSPs), Allzweck-Mikroprozessoren, anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASICs), feldprogrammierbaren Logik-Arrays (FPGAs) oder anderen äquivalenten integrierten oder diskreten Schaltungen ausgeführt werden. Dementsprechend bezieht sich der Terminus “Prozessor”, wie er hier verwendet wird, auf beliebige der vorhergehenden Strukturen oder beliebige andere Strukturen, die für eine Implementierung der hier beschriebenen Techniken geeignet sind. Zusätzlich kann die hier beschriebene Funktionalität in manchen Aspekten in dedizierten Hardware- und/oder Software-Modulen bereitgestellt werden, die zum Codieren und Decodieren eingerichtet oder in einem kombinierten Codec zusammengefasst sind. Die Techniken könnten auch vollständig in einer oder mehreren Schaltungen oder Logikelementen implementiert sein.
Die Techniken dieser Offenbarung können in einer Vielfalt von Vorrichtungen oder Geräten, einschließlich eines drahtlosen Handgeräts, einer integrierten Schaltung (IC) oder eines Satzes von ICs (zum Beispiel eines Chip-Satzes) implementiert sein. Verschiedene Komponenten, Module oder Einheiten werden in dieser Offenbarung beschrieben, um funktionale Aspekte von Vorrichtungen, die dafür eingerichtet sind, die offenbarten Techniken durchzuführen, aber nicht notwendigerweise eine Realisierung durch verschiedene Hardware-Einheiten benötigen, zu betonen. Vielmehr können, wie oben beschrieben, verschiedene Einheiten in einer einzelnen Hardware-Einheit kombiniert oder von einer Sammlung von interoperativen Hardware-Einheiten, einschließlich, wie oben beschrieben, eines oder mehrerer Prozessoren in Verbindung mit geeigneter Software und/oder Firmware, bereitgestellt werden.
Obwohl verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der Offenbarung offenbart wurden, wird es Durchschnittsfachleuten einleuchten, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, die einige der Vorteile der Offenbarung erzielen werden, ohne vom Geist und Schutzumfang der Offenbarung abzuweichen. Es wird für Durchschnittsfachleute offensichtlich sein, dass andere Komponenten, die dieselben Funktionen durchführen, geeignet ersetzt werden können. Es sollte erwähnt werden, dass mit Bezug auf eine bestimmte Figur erklärte Merkmale mit Merkmalen anderer Figuren kombiniert werden können, selbst in jenen Fällen, in denen dieses nicht explizit erwähnt wurde. Ferner können die Verfahren der Offenbarung entweder in allen Software-Implementierungen, die die angebrachten Prozessor-Anweisungen verwenden, erreicht werden oder in Hybrid-Implementierungen, die eine Kombination aus Hardware-Logik und Software-Logik verwenden, um dieselben Ergebnisse zu erreichen. Solche Modifikationen am erfinderischen Konzept sind dafür beabsichtigt, von den anhängenden Ansprüchen abgedeckt zu werden.

Claims

Vorrichtung zum Verarbeiten von Eingangsdaten, die von mehreren Antennen empfangen werden, wobei die Vorrichtung Folgendes umfasst: – eine Verarbeitungseinheit, die einen Puffer und mindestens einen Multiplizierer umfasst, wobei die Verarbeitungseinheit eingerichtet ist zum – Berechnen eines Zweitstufen-FFT-Ergebnisses, basierend auf von einer ersten Antenne empfangenen Eingangsdaten, – Multiplizieren des Zweitstufen-FFT-Ergebnisses für die erste Antenne mit einem ersten Ausgleichswert und Speichern des Ergebnisses in dem Puffer, – Berechnen eines Zweitstufen-FFT-Ergebnisses, basierend auf von einer zweiten Antenne empfangenen Eingangsdaten, und – Multiplizieren der Zweitstufen-FFT für die zweite Antenne mit einem zweiten Ausgleichswert und Addieren des Ergebnisses zu dem in dem Puffer gespeicherten Wert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Multiplizieren und Addieren zu dem Puffer über die mehreren Antennen durchgeführt wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Verarbeitungseinheit eingerichtet ist, die Schritte für jeden Zweitstufen-FFT-Wert über die mehreren Antennen durchzuführen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Verarbeitungseinheit ferner eingerichtet ist, ein Drittstufen-FFT-Ergebnis, basierend auf dem in dem Puffer gespeicherten Wert zu bestimmen.
Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der ein Azimutwinkel basierend auf der Drittstufen-FFT bestimmt wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Zweitstufen-FFT-Ergebnis auf einem Erststufen-FFT-Ergebnis basiert.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Ausgleichswert für jede Multiplikation eingestellt wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Ausgleichswert 1 ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der der Ausgleichswert ein komplexer Wert ist.
Verfahren zum Verarbeiten von Eingangsdaten, die von mehreren Antennen empfangen werden, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: – Berechnen eines Zweitstufen-FFT-Ergebnisses, basierend auf von einer ersten Antenne empfangenen Eingangsdaten, – Multiplizieren des Zweitstufen-FFT-Ergebnisses für die erste Antenne mit einem ersten Ausgleichswert und Speichern des Ergebnisses in einem Puffer, – Berechnen eines Zweitstufen-FFT-Ergebnisses, basierend auf von einer zweiten Antenne empfangenen Eingangsdaten, und – Multiplizieren der Zweitstufen-FFT für die zweite Antenne mit einem zweiten Ausgleichswert und Addieren des Ergebnisses zu dem in dem Puffer gespeicherten Wert.
Computerprogrammprodukt, das in ein nichtflüchtiges Speichermedium einer digitalen Verarbeitungsvorrichtung ladbar ist, das Softwarecodeteile zum Durchführen der Operationen der Verarbeitungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9 umfasst.