DE102020121009A1 - Verfahren und vorrichtung zur verbesserung der dopplergeschwindigkeitsschätzung - Google Patents

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Abstract

Es werden Verfahren, Vorrichtungen, Systeme und Fertigungsartikel offenbart, um eine Doppler-Geschwindigkeitsschätzung zu verbessern. Es wird eine beispielhafte Vorrichtung offenbart, umfassend einen Sender, um ein erstes Sweep-Signal an einer ersten Position in einem ersten Zeitblock während einer Sendezeitsequenzstruktur zu senden, und ein zweites Sweep-Signal an einer zweiten Position in einem zweiten Zeitblock während der Sendezeitsequenzstruktur zu senden, wobei sich die zweite Position von der ersten Position unterscheidet. Die beispielhafte Vorrichtung umfasst auch einen Geschwindigkeitsanalysator, um eine Geschwindigkeit und eine Ankunftsrichtung eines Zielobjekts, das während der Sendezeitsequenzstruktur identifiziert wird, zu bestimmen.

Description

  • GEBIET DER OFFENBARUNG
  • Diese Offenbarung betrifft im Allgemeinen Radarsysteme und insbesondere Verfahren und Vorrichtungen zur Verbesserung der Doppler-Geschwindigkeitsschätzung.
  • HINTERGRUND
  • In den letzten Jahren wurde die autonome und semi-autonome Fahrzeugtechnologie in immer mehr Fahrzeugen implementiert. Eine wichtige Komponente dieser Technologie ist das Radarsystem, das bei der Detektion und Nachverfolgung von Objekten um das Fahrzeug herum hilft. Ein beispielhaftes System ist ein Mehrfach-Eingang-Mehrfach-Ausgang- (MIMO-; Multiple-Input Multiple-Output) Radarsystem, das mehrere Sender umfasst, die Radarsignale senden, die anschließend von mehreren Empfängern detektiert werden, nachdem sie von Objekten innerhalb der Reichweite des Radarsystems reflektiert wurden. Die Signale, die von den unterschiedlichen Sendern in einem MIMO-Radarsystem gesendet werden, sind so entworfen, dass sie zueinander orthogonal sind und gleichmäßig langsam abgetastet werden, sodass die Signale, wenn die Signale von den Empfängern detektiert werden, eindeutig identifiziert werden können, um die Lage und Geschwindigkeit der Objekte zu schätzen.
  • Figurenliste
    • 1A stellt ein beispielhaftes Antennen-Array für ein MIMO-Radarsystem dar.
    • 1B stellt ein Beispiel für eine einheitliche Zeitmultiplex- (TDM-; time division multiplex) MIMO-Wellenform dar.
    • 1C stellt beispielhafte Sendesignale in dem TDM-MIMO-Rahmen zur Schätzung der Doppler-Geschwindigkeit dar.
    • 2A veranschaulicht eine beispielhafte TDM-MIMO-Wellenform-Sendezeitposition pro Antenne.
    • 3 veranschaulicht ein beispielhaftes MIMO-Radarsystem, das in Übereinstimmung mit den hierin offenbarten Lehren konstruiert wurde, um eine eindeutige Doppler-Geschwindigkeitsschätzung zu verbessern.
    • 4 veranschaulicht eine beispielhaftes TDM-MIMO-Abtaststruktur und ein beispielhaftes entsprechendes Spektralfenster.
    • 5 veranschaulicht eine andere beispielhafte TDM-MIMO-Abtaststruktur und ein anderes beispielhaftes entsprechendes Spektralfenster.
    • 6 veranschaulicht eine andere beispielhafte TDM-MIMO-Abtaststruktur und ein anderes beispielhaftes entsprechendes Spektralfenster.
    • 7 veranschaulicht eine andere beispielhafte TDM-MIMO-Abtaststruktur und ein anderes beispielhaftes entsprechendes Spektralfenster.
    • 8 veranschaulicht ein beispielhaftes Leistungsspektrum nach der Diskrete-Fourier-Transformations- (DFT-) Verarbeitung.
    • 9 stellt ein beispielhaftes Leistungsspektrum nach Iterativer-Adaptiver-Spektralschätzungsansatz- (IAA-; iterative adaptive spectral estimation approach) Verarbeitung dar.
    • 10 veranschaulicht ein beispielhaftes Histogramm von Geschwindigkeitsschätzungen über Signal-zu-Rauschen-Verhältnis- (SNR; signal-to-noise ratio) Werte hinweg.
    • 11 veranschaulicht einen beispielhaften Root-Mean-Square- (Quadratisches-Mittel-) Fehler der geschätzten Geschwindigkeit, der aus der IAA-Verarbeitung in 9 erhalten wurde.
    • 12 veranschaulicht einen beispielhaften Root-Mean-Square-Fehler einer beispielhaften Ankunftsrichtung.
    • 13 ist ein Flussdiagramm, das maschinenlesbare Anweisungen darstellt, die ausgeführt werden können, um das beispielhafte Radarsystem von 3 zu implementieren.
    • 14 ist ein Blockdiagramm einer beispielhaften Verarbeitungsplattform 1000, die strukturiert ist, um die Anweisungen von 13 auszuführen, um das beispielhafte Radarsystem von 3 zu implementieren.
  • Die Figuren sind nicht maßstabsgetreu. Allgemein können die gleichen Bezugszeichen überall in der/den Zeichnung(en) und der beiliegenden Beschreibung verwendet werden, um auf dieselben oder gleichen Teile Bezug zu nehmen.
  • Die Bezeichnungen „erste/r/s“, „zweite/r/s“, „dritte/r/s“ etc. werden hierin verwendet, wenn mehrere Elemente oder Komponenten identifiziert werden, auf die getrennt Bezug genommen werden kann. Sofern nicht anders angegeben ist oder basierend auf ihrem Verwendungskontext verstanden wird, sollen solche Bezeichnungen keine Bedeutung von Priorität, physischer Reihenfolge oder Anordnung in einer Liste oder zeitlicher Ordnung unterstellen, sondern werden lediglich als Etiketten verwendet, um auf mehrere Elemente oder Komponenten separat zu verweisen, um die offenbarten Beispiele leichter verständlich zu machen. Bei einigen Beispielen kann die Bezeichnung „erste/r/s“ verwendet werden, um auf ein Element in der detaillierten Beschreibung zu verweisen, während auf dasselbe Element in einem Anspruch mit einer unterschiedlichen Bezeichnung wie „zweite/r/s“ oder „dritte/r/s“ verwiesen werden kann. In solchen Fällen versteht es sich, dass solche Bezeichnungen lediglich der Einfachheit halber verwendet werden, um auf mehrere Elemente oder Komponenten zu verweisen.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Radarsysteme werden in vielen Fahrzeugen zur Unterstützung der Navigation und Kollisionsvermeidung eingesetzt. Radarsysteme sind besonders wichtig bei selbstfahrenden (autonomen) Fahrzeugen (z. B. selbstfahrende Autos). Radarsysteme werden auch in halbautonomen Fahrzeugen eingesetzt, um Fahrerassistenzfunktionen wie Spurhaltedetektion, Toter-Winkel-Überwachung, Notbremsung, adaptiver Tempomat etc. auszuführen. Radarsysteme detektieren nicht nur Ziele in der Umgebung des Fahrzeugs, sondern Radarsysteme messen auch Reichweite (range), Geschwindigkeit und Peilung (Ankunftsrichtung) von Zielen. Diese Informationen werden verwendet, um den sicheren Betrieb des Fahrzeugs zu unterstützen. Radarsysteme umfassen typischerweise einen oder mehrere Radarsensoren mit einer oder mehreren Senderantennen und einer oder mehreren Empfängerantennen. Radarsensoren können an den Seiten eines Fahrzeugs angeordnet werden, um Ziele in verschiedenen Richtungen zu detektieren.
  • Im Allgemeinen bestimmt die Art des Fahrszenarios (z. B. Spurwechselassistent, autonome Notbremsung, Toter-Winkel-Überwachung) die Sichtfeld-Anforderungen (oder Winkelabdeckung) und/oder Detektions-Reichweiten-Anforderungen von dem Radarsensor. Eine Art der Radartechnik ist die Mehrfach-Eingang-Mehrfach-Ausgang- (MIMO-) Radarstrahlbildung. Ein MIMO-Radar bildet ein großes virtuelles Array aus einer viel kleineren Teilmenge von physischen Antennenelementen. Ein MIMO-Radar verwendet N Sender und M Empfänger, um ein N*M-Array aus virtuellen Elementen zu synthetisieren, wobei N und M natürliche Zahlen sind. Diese virtuellen Elemente werden digital verarbeitet (auch bekannt als digitale Strahlbildung (DBF; Digital Beamforming)), um eine hohe Winkelauflösung mit einer geringeren Anzahl (N+M) physischer Elemente als bei anderen Radarsystemen zu erreichen.
  • Zusätzlich sind bei einem MIMO-Radarsystem die Übertragungen von unterschiedlichen Sendeantennen (hierin als Sender bezeichnet) an Empfangsantennen (hierin als Empfänger bezeichnet) trennbar oder unterscheidbar. Die Trennbarkeit (z. B. Unterscheidbarkeit) von Übertragungen von unterschiedlichen Sendern wird üblicherweise erreicht, indem die unterschiedlichen Übertragungen linear orthogonal zueinander gemacht werden. Zwei Signale sind linear orthogonal, wenn die Kreuzkorrelation zwischen ihnen gleich Null ist. Gängige Ansätze zur Erzielung von Orthogonalität bei MIMO-Systemen umfassen Zeit-Multiplexen (TDM; timedivision multiplexing), Frequenz-Multiplexen (FDM; frequency-division multiplexing) und/oder Code-Multiplexen (CDM; code division multiplexing).
  • Bei einem Radarsystem, basierend auf herkömmlicher linearer Frequenzmodulation (LFM; linear frequency modulation) (die eine frequenzmodulierte Dauerstrichwelle (FMCW; frequencymodulated continuous-wave) verwendet), verwenden separate Sender, um vollständig orthogonale Signale in dem Zeit-Frequenz-Bereich zu erreichen, nicht-überlappende Zeitintervalle, die gleichmäßig beabstandet sind. Während die herkömmlichen TDM- und FDM-Schemata Orthogonalität erreichen, führen solche Ansätze zu einer ineffizienten Nutzung von Zeit- und/oder Frequenz-Ressourcen. Ferner sind solche Systeme relativ unflexibel bei Kompromissen zwischen unterschiedlichen Radar-Schlüssel-Performance-Indikator- (KPI-; key performance indicator) Spezifikationen und Entwurfsparametern für einen Radar.
  • Herkömmliche Ansätze zur Erzielung von Orthogonalität sind für MIMO-Systeme unpraktisch, da solche Systeme oft viele Sender aufweisen. Wenn zum Beispiel ein MIMO-Antennen-Array 12 unterschiedliche Sender umfasst (und bei einigen Anwendungen können es mehr sein), würde die Zeit, die jeder Sender in einer TDM-Implementierung für die Übertragung eines Signals (hierin auch als Chirp bezeichnet) hätte, nur 1/12 eines Chirp-Zyklus betragen. Das Bereitstellen von ausreichender Zeit für jeden individuellen Chirp führt zu einem relativ langen Chirp-Zyklus, was in ein längeres Pulswiederholungsintervall (PRI; pulse repetition interval) übersetzt wird (die Zeit, die sich von dem Beginn eines Chirp-Zyklus bis zu dem Beginn eines nachfolgenden Chirp-Zyklus erstreckt). Bei einigen Beispielen sind herkömmliche Ansätze für TDM-MIMO-Radarsysteme unpraktisch, um sich schnell bewegende Objekte zu detektieren.
  • Darüber hinaus bestimmen herkömmliche FMCW-MIMO-mm-Wellen-Radar-Erfassungssysteme den Ankunftswinkel bei hoher Auflösung, indem sie die TDM-Wellenformsignale über mehrere Sendeantennen hinweg implementieren und ein virtuelles Array bilden. Zusätzlich wird bei einigen herkömmlichen Beispielen die maximale eindeutige Doppler-Geschwindigkeitsdetektion durch die Nyquist-Rate-Abtastung (z. B. gleichmäßige Abtastung) der Sendesignale pro Antenne in einer TDM-MIMO-Wellenform definiert. Dieses Sendewellenform-TDM-MIMO-Schema schränkt jedoch die Detektion von sich langsam bewegenden Zielen ein, wenn eine große Anzahl von Sendeantennen zur Erhöhung der Ankunftsrichtungs- (DOA-; direction of arrival) Auflösung verwendet wird. Die hierin offenbarten Beispiele verwenden eine gestaffelte FMCW-TDM-MIMO-Wellenform, die die maximale eindeutige Doppler-Geschwindigkeitsschätzung um ein N-faches erweitert, wobei N die Anzahl von Sendeantennen ist, während die Orthogonalität in der für die Hochauflösungs-DOA-Schätzung benötigten Zeit beibehalten wird. Die hierin offenbarten Beispiele verwenden einen iterativen adaptiven Spektralschätzungsansatz (IAA), um globale Leckage in dem Spektralfenster zu mindern. Die hierin offenbarten Beispiele können maximale, eindeutige Radialgeschwindigkeiten bis zu ca. 26,6 m/s mit einem Root-Means-Square-Fehler von weniger als ca. 0,01 m/s für SNR-Werte über 5 dB im Vergleich zu 2,4 m/s unter Verwendung einer herkömmlichen TDM-MIMO-Wellenform detektieren und/oder erweitern. Die hierin offenbarten Beispiele stellen eine ungleichmäßige Abtastung hinsichtlich Zeit und eine nicht überlappende Sendeantennensequenz, die die für die MIMO- und AoA-Verarbeitung erforderliche Orthogonalität beibehält, dar. Die hierin offenbarten Beispiele erhöhen die Funktionalität der vorhandenen mm-Welle-FMCW-Radarsensoren, um einen breiten Bereich von Doppler-Geschwindigkeiten jenseits der Nyquist-Grenze innerhalb einer einzigen TDM-MIMO-Beobachtung zu schätzen. Gemäß hiesiger Verwendung wird ein „Sweep-Signal“ (Durchlauf-Signal) verwendet, um sich auf irgendeine Wellenform zu beziehen, die TDM zum Trennen von Sendern verwendet.
  • 1A stellt ein beispielhaftes Antennen-Array 100 für ein MIMO-Radarsystem dar. Das Antennen-Array 100 umfasst zwei Sender 102, 104 (jeweils mit TX1 und TX2 gekennzeichnet) und vier Empfänger 106, 108, 110, 112 (jeweils mit RX1, RX2, RX3 und RX4 gekennzeichnet). Eine solche Anordnung wird als ein 2x4-MIMO-System bezeichnet. Das beispielhafte Antennen-Array 100 ist zu Erklärungszwecken ein relativ einfaches Array. Die hierin offenbarten Beispiele können auf Antennen-Arrays mit irgendeiner geeigneten Anzahl von Sendern und Empfängern angewandt werden (die abhängig von dem verfügbaren Platz für das Array und Kostengründen im Zehner- oder sogar Hunderterbereich oder mehr liegen können). Ferner können die Sender und Empfänger in irgendeiner geeigneten Weise angeordnet sein, umfassend zum Beispiel ein eindimensionales Array, wie bei dem dargestellten Beispiel von 1A gezeigt, oder in einem zweidimensionalen Array. Bei einigen, hierin offenbarten Beispielen kann auf ein 2x2-MIMO-System Bezug genommen werden, das die beiden Sender 102, 104 und die beiden Empfänger 106, 108 umfasst.
  • Bei einem Radarempfänger-Strahlbildungssystem mit einem einzelnen Sender und mehreren Empfängern (z. B. einem Einzel-Eingang-Mehrfach-Ausgang- (SIMO-; single input multiple output) System) kann die Winkelauflösung des Systems durch Verdoppelung der Anzahl der Empfänger verdoppelt werden (die Auflösungs-Bins werden um die Hälfte reduziert), ohne dabei irgendeinen Verlust an Generativität zu berücksichtigen. Da es nur ein Sender gibt, führt dies fast zu einer Verdoppelung der Gesamtanzahl von Antennen. Wenn es zum Beispiel bei dem dargestellten Beispiel von 1A nur einen Sender gibt, würde eine Verdoppelung der Auflösung des Radars vier zusätzliche Empfänger erfordern, wodurch sich die Gesamtzahl der Antennenelemente von 5 auf 9 erhöhen würde. Im Gegensatz dazu kann bei einem MIMO-Radarsystem die Winkelauflösung allein durch die Verdoppelung der Anzahl von Sendern verdoppelt werden. Somit kann die Winkelauflösung des in 1A dargestellten Beispielsystems durch Hinzufügen von zwei weiteren Sendern verdoppelt werden, wodurch sich die Gesamtanzahl der Antennenelemente von 6 auf 8 erhöht. Somit sind mit einem MIMO-System mit weniger Antennen höhere Winkelauflösungen möglich.
  • Bei dem dargestellten Beispiel von 1A kann eine Übertragung von dem ersten Sender 102 zu einer Phase von [0, ω, 2ω, 3ω] jeweils an den vier Empfängern 106, 108, 110, 112 mit dem ersten Empfänger 106 als Referenz führen. Wie bei dem darstellenden Beispiel gezeigt, ist der zweite Sender 104 in einer Distanz (4d) von dem ersten Sender 102 platziert, der der vierfachen Distanz (d) zwischen den Empfängern 106, 108, 110, 112 entspricht. Als Ergebnis, wenn d in Metern gemessen wird, quert irgendein Signal, das von dem zweiten Sender 104 ausgeht, einen zusätzlichen Pfad von 4dsin(θ) Metern Länge im Vergleich zu Signalen von dem ersten Sender 102. Somit weist das Signal des zweiten Senders 104, das an jedem Empfänger 106, 108, 110, 112 detektiert wird, eine zusätzliche Phasenverschiebung von 4ω (relativ zu der Übertragung von dem ersten Sender 102) auf. Dementsprechend beträgt die Phase des Signals von dem zweiten Sender 104 an den vier Empfängern 106, 108, 110, 112 [4ω 5ω 6ω 7ω]. Die Verkettung der Phasensequenzen an den vier Empfängern 106, 108, 110, 112 aufgrund der Übertragungen von beiden Sendern 102, 104 ergibt die Sequenz [0 ω 2ω 3ω 4ω 5ω 6ω 7w]. Dies ist die gleiche Sequenz, die sich aus einem 1x8-SIMO-System ergeben würde. Man kann also sagen, dass die in 1A dargestellte 2x4-Antennenkonfiguration ein virtuelles Array von acht Empfangsantennen (wobei eine Sendeantenne impliziert ist) synthetisiert.
  • Das obige Beispiel kann verallgemeinert werden, um eine virtuelle Antenne, umfassend N TX- und N RX-Antennen, zu erzeugen, solange die Antennen ordnungsgemäß relativ zueinander platziert sind. Bei einem MIMO-System ist die Übertragung von jedem Sender so entworfen, dass sie an dem Empfänger von allen anderen Übertragungen von den anderen Sendern trennbar oder unterscheidbar ist. Infolge der Trennbarkeit der Sendersignale ist das System in der Lage, N TX × N RX-Freiheitsgrade nur mit N TX-Sendern und N RX-Empfängern zu erreichen. Im Gegensatz dazu werden bei einem herkömmlichen Strahlbildungs- (SIMO-) Radarsystem mit der gleichen Anzahl von Sendern und Empfängern nur N TX + N RX-Freiheitsgrade erreicht. So führen MIMO-Radartechniken zu einer multiplikativen Erhöhung der Anzahl (virtueller) Antennen, während sie gleichzeitig eine Verbesserung (z. B. Erhöhung) der Winkelauflösung bereitstellen.
  • Bezug nehmend nun auf 1B umfasst bei einer herkömmlichen TDM-MIMO-Wellenform jeder Rahmen (frame) mehrere Blöcke 102. Jeder Block 102 besteht aus NTX Zeit-Slots, die jeweils der Übertragung des FMCW-Sweep-Signals (Ts) durch eine der TX-Antennen entsprechen. Bei dem dargestellten Beispiel von 1B ist eine TDM-MIMO-Wellenform mit der Anzahl der Sendeantennen NTX= 5 und NBlöcke=2 dargestellt. Bei dem dargestellten Beispiel von 1B stellt Tb die Zeit dar, innerhalb der ein Block 102 übertragen wird. Wie hier definiert, stellt die Phrase „Blockzeit“ eine Zeitperiode dar, in der ein Block übertragen wird. Bei einigen Beispielen wird der Ausdruck „Blockzeit“ auch als „Zeitblock“ (time block, block of time) bezeichnet. Bei einigen Beispielen kann Tb auch als die gleichmäßige Abtastzeitperiode der von einem bestimmten Sender empfangenen Signale ausgelegt werden, wenn die Sendesequenz in mehreren Blöcken gleich ist. Bei dem dargestellten Beispiel von 1B wird Tb unter Verwendung von Gleichung 1 berechnet, wobei Tf die Rahmenzeitdauer darstellt, die ein Produkt aus der Anzahl von Sweeps pro Tx (NsweepsTx ), NTX und der Sweep-Zeitdauer (Ts) ist. Tf kann unter Verwendung von Gleichung 2 berechnet werden. T b = N T X × T s
    Figure DE102020121009A1_0001
     T f = T b × N b l o c k s = T s × N T X × N s w e e p s T x
    Figure DE102020121009A1_0002
  • Basierend auf NTX Sendeantennen und NRX Empfangsantennen wird aus den TDM-MIMO-Echosignalen (z. B. Chirps, Sweep-Signale) ein virtuelles MIMO-Array aus NTX × NRX (N) Elementen erzeugt. Dies ist aufgrund der zeitlichen Trennung der Sendesignale möglich und die Echosignale können einem bestimmten Sender erneut zugewiesen werden. Im Falle eines gleichmäßigen linearen Arrays, das N Array-Elemente umfasst, die gleichmäßig durch Distanz d getrennt sind, wird die Winkelauflösung (θres) an der Mittelachse (boresight) für eine Sendesignalwellenlänge λ unter Verwendung von Gleichung 3 bestimmt. θ r e s = λ N d = λ ( N T X × N R X ) d
    Figure DE102020121009A1_0003
  • Bei dem dargestellten Beispiel von Gleichung 3 kann eine höhere Winkelauflösung durch Erhöhung einer Anzahl virtueller Array-Elemente erreicht werden, die weiter von der Erhöhung der Anzahl von Sendeelemente für ein MIMO-Array-System abhängt.
  • Darüber hinaus wird die Radialgeschwindigkeit der Ziele aus der Spektralanalyse der Echosignale geschätzt, die von jeder Tx-Antenne über alle Blöcke hinweg erhalten werden. 1C veranschaulicht ein Beispiel für die Sendesignale von Tx-Antenne 1 (z. B. Sender 102) und die entsprechende gleichmäßige Abtastzeitperiode.
  • Daher wird die Radialgeschwindigkeits-Schätzung und die Auflösung aus diesen Abtastwerten durch die Gleichungen 4 und 5 bestimmt, wobei fd die Doppler-Verschiebung des Ziels darstellt, die nach Spektralschätzung erhalten wird. v = f d   λ 2
    Figure DE102020121009A1_0004
     v r e s = λ 2   T f
    Figure DE102020121009A1_0005
  • Anschließend wird die maximale eindeutige Radialgeschwindigkeit (Vmax) durch die maximale Doppler-Verschiebung (fdmax) eingestellt, die aus dem Sendesignal geschätzt werden kann. Für eine gleichmäßige Beabstandung (Tb), wie in 1B und 1C dargestellt, entspricht fdmax der Nyquist-Rate, wie in Gleichung 6 gezeigt. Daher wird Vmax berechnet, indem Gleichung 6 durch Gleichung 4 ersetzt wird, was zu Gleichung 7 führt. f d m a x = 1 2   T b
    Figure DE102020121009A1_0006
     v m a x = f d m a x   λ 2 = λ 4   T b
    Figure DE102020121009A1_0007
  • Unter Ersetzung von Gleichung 1 durch Gleichung 7 wird Vmax für ein herkömmliches TDM-MIMO-Array durch Gleichung 8 bestimmt. v m a x = λ 4   N T x T s
    Figure DE102020121009A1_0008
  • Gleichung 8 veranschaulicht, dass Vmax erhöht werden kann, indem die Anzahl von Sendeantennen (NTx) im TDM-MIMO-Wellenform-Schema verringert wird. Wenn die NTx jedoch gemäß Gleichung 3 verkleinert werden, nimmt auch die Winkelauflösung ab. Somit beschränken herkömmliche TDM-MIMO-Schemata die Detektion auf sich langsam bewegende Ziele, wenn eine große Anzahl von Sendeantennen zur Erhöhung der Winkelauflösung verwendet wird.
  • Die hierin offenbarten Beispiele erhöhen Vmax unter Verwendung der gleichen Anzahl von Sendeantennen (NTx) unter Nutzung eines gestaffelten TDM-MIMO-Wellenform-Entwurfs.
  • Bezug nehmend nun auf 2A wird ein gestaffelter TDM-MIMO-Wellenform-Entwurf 200 dargestellt. Bei dem dargestellten Beispiel von 2A wird ein erstes Sweep-Signal 202 von einer ersten Sendeantenne 204 an einer ersten Position 206 in einem ersten Zeitblock 208 während einer Sendezeitsequenzstruktur 210 gesendet. Darüber hinaus umfasst der TDM-MIMO-Wellenform-Entwurf 200 ein zweites Sweep-Signal 212, das von der ersten Sendeantenne 204 an einer zweiten Position 214 in einer zweiten Blockzeit 216 während der Sendezeitsequenzstruktur 210 gesendet wird. Bei dem veranschaulichten Beispiel unterscheidet sich die zweite Position 214 von der ersten Position 206. Bei dem dargestellten Beispiel sind die erste Position 206 und die zweite Position 214 ungleichmäßig und nicht überlappend in Bezug auf andere Sweep-Signale, die während der Sendezeitsequenzstruktur 210 übertragen werden, um die Orthogonalität aufrechtzuerhalten. Dies steht im Gegensatz zu dem herkömmlichen TDM-MIMO-Wellenform-Entwurf 218, wobei das Sweep-Signal 220 während der Sendezeitsequenzstruktur während jeder Blockzeit an der gleichen Position übertragen wird.
  • Der gestaffelte TDM-MIMO-Wellenform-Entwurf 200 führt zu einer ungleichmäßigen Abtastung von langsamen Zeitsignalen pro Tx-Antenne. Bei einigen Beispielen kann die Position der Sendesignale von den übrigen Tx-Antennen von der pseudozufälligen Position, die von der ersten Antenne eingestellt wurde, um 1 inkrementiert werden. Um die Blockzeit (Tb) konstant zu halten, wird der Absolutwert der Inkrementposition in Bezug auf NTx-Elemente berücksichtigt, wenn das Inkrement die Blockzeit überschreitet (Tb).
  • Bei einigen Beispielen werden die Gestaffelter-TDM-MIMO-Wellenform-Entwurf- 200 - Sendezeitpositionen pro Sendeantenne nach Gleichung 9 berechnet. t i 1 = ( ( i − 1 ) ∗ N T x + ( g i 1 − 1 ) ) T s
    Figure DE102020121009A1_0009
  • Dabei repräsentiert t i 1
    Figure DE102020121009A1_0010
    die Startzeit des Sweep-Signals in dem i. Block von Tx1-Antenne und g i 1
    Figure DE102020121009A1_0011
    repräsentiert die Zeitgebungsposition des Sendesignals in dem i. Block an Tx1-Antenne. Bei dem dargestellten Beispiel von 2A gilt g i 1 = [ 1,   4,   2 ]
    Figure DE102020121009A1_0012
    und t i 1 = [ 0,   8   T s ,   11   T s ] .
    Figure DE102020121009A1_0013
    Bei einigen Beispielen ist die Blockzeit über alle Blöcke hinweg konstant (Tb), was zu gi ∈ [1, NTX] ∈ Z und i = 1, 2,3,4, .... NBlöcke führt. Bei einigen Beispielen ist Ts der größte gemeinsame Teiler für alle (tl-ti), wenn g i 1
    Figure DE102020121009A1_0014
    für alle i unterschiedlich ist. Daher werden die Nyquist-Rate und die maximale Doppler-Verschiebung für eine solche ungleichmäßige Abtastsequenz unter Verwendung der Gleichungen 10 und 11 bestimmt. f d m a x = 1 2 g c d ( t i 1 − t 1 1 ) = 1 2   T s
    Figure DE102020121009A1_0015
  • Basierend auf Gleichung 4 oben s t a g g e r e d _ v m a x = λ 4  T s
    Figure DE102020121009A1_0016
  • Bei Vergleich von Gleichung 11 mit der Vmax, die im herkömmlichen TDM-MIMO-Fall in Gleichung 8 erhalten wurde, ist die gestaffelte TDM-MIMO-Wellenform Vmax NTX mal die Vmax, die aus der herkömmlichen TDM-MIMO-Wellenform, die als Gleichung 12 umgeschrieben wird, erhalten wird. s t a g g e r e d _ v m a x = N T x   u n i f o r m _ v m a x
    Figure DE102020121009A1_0017
  • Bei einigen Beispielen ähnelt, wenn g i 1
    Figure DE102020121009A1_0018
    für alle i gleich ist, der gleichmäßigen Abtastung oder der herkömmlichen TDM-MIMO-Wellenform mit dem größten gemeinsamen Teiler für alle ( t i 1 − t 1 1 ) ,
    Figure DE102020121009A1_0019
    der gleich NTx × Ts ist, was Tb entspricht (siehe Gleichung 1).
  • Bei einigen Beispielen ist die gestaffelte Sendepositionssequenz und die Abtastzeit für die übrigen Sendeantennen in dem TDM-MIMO-Rahmen in Gleichung 13 angegeben. Wenn bei einigen Beispielen die Sweep-Zeit (Ts) über jede Tx-Antenne hinweg in allen Blöcken konstant ist, führt die durch die Gleichungen 13 und/oder 9 definierte gestaffelte Positionssequenz zu der gleichen eindeutigen Geschwindigkeitsdetektion über alle Echosignale hinweg, die aus der gestaffelten TDM-MIMO-Wellenform erhalten werden. g i n + 1 = { g i n + 1, g i n < N T x g i n + 1   m o d   N T x , g i n ≥ N T x
    Figure DE102020121009A1_0020
    wobei n= 1,2,3, ... NTx -1
  • 3 ist ein beispielhaftes MIMO-Radarsystem 300, das in Übereinstimmung mit den hierin offenbarten Lehren konstruiert wurde, um eine maximale eindeutige Doppler-Geschwindigkeitsschätzung zu verbessern. Wie bei dem dargestellten Beispiel gezeigt ist, umfasst das Radarsystem 300 irgendeine geeignete Anzahl von Sendern 302 und irgendeine geeignete Anzahl von Empfängern 304, die in irgendeiner geeigneten Weise in einem Antennen-Array angeordnet sind. Das beispielhafte Radarsystem 300 umfasst ferner eine beispielhafte Antennen-Array-Steuerung 306, eine beispielhafte Benutzerschnittstelle 308, eine beispielhafte Kommunikationsschnittstelle 310, einen beispielhaften Sendersignalgenerator 2112, einen beispielhaften Geschwindigkeitsanalysator 314, einen beispielhaften Reichweiten-Analysator, einen beispielhaften Ankunftsrichtungs- (DOA-) Analysator 318, einen beispielhaften Visualisierungsgenerator 319 und einen beispielhaften Speicher 320. Bei einigen Beispielen ist der Sender 302 ein Mittel zum Übertragen oder ein Übertragungsmedium. Bei einigen Beispielen ist der Empfänger 304 ein Mittel zum Empfangen oder ein Empfangsmittel. Bei einigen Beispielen ist die Antennen-Array-Steuerung 306 ein Mittel zum Steuern eines Antennen-Arrays oder ein Antennen-Array-Steuerungsmittel. Bei einigen Beispielen ist der Sendersignalgenerator 312 ein Mittel zum Erzeugen eines Sendersignals oder ein Sendersignalerzeugungsmittel. Bei einigen Beispielen ist der Geschwindigkeitsanalysator 314 ein Mittel zum Analysieren einer Geschwindigkeit oder ein Geschwindigkeitsanalysiermittel. Bei einigen Beispielen ist der Reichweiten-Analysator 316 ein Mittel zum Analysieren einer Reichweite oder ein Reichweitenanalysiermittel. Bei einigen Beispielen ist der DOA-Analysator 318 ein Mittel zum Analysieren einer DOA oder ein DOA-Analysiermittel. Bei einigen Beispielen ist der Visualisierungsgenerator 319 ein Mittel zum Erzeugen einer Visualisierung oder ein Visualisierungs- Erzeugungsmittel.
  • Das beispielhafte Radarsystem 300 von 3 umfasst die beispielhafte Antennen-Array-Steuerung 306, um den Betrieb der Sender und/oder Empfänger zu erleichtern und/oder zu steuern. Zum Beispiel kann die Antennen-Array-Steuerung 306 verursachen, dass die Sender angemessene Signale senden, wie sie von dem Radarsystem erzeugt werden, und die anfängliche Verarbeitung der von den separaten Empfängern 304 empfangenen Signale handhaben. Ferner dient die Antennen-Array-Steuerung 306 als Schnittstelle, um Interaktionen zwischen dem Antennen-Array (z. B. umfassend die Sender 302 und die Empfänger 304) und anderen Komponenten des Radarsystems 300 zu ermöglichen. Obwohl eine einzelne Antennen-Array-Steuerung 306 in 3 dargestellt ist, können bei einigen Beispielen die Sender 302 einer ersten Antennen-Array-Steuerung 306 zugeordnet sein und die Empfänger 304 können einer zweiten Antennen-Array-Steuerung 306 zugeordnet sein. Bei anderen Beispielen kann jeder Sender 302 und/oder jeder Empfänger 304 einer individuellen Steuerung zugeordnet sein.
  • Das beispielhafte Radarsystem 300 von 3 umfasst die beispielhafte Benutzerschnittschnelle 308, um es einem Benutzer zu ermöglichen, Parameter einzugeben und/oder zu konfigurieren, die den Betrieb des Radarsystems definieren. Das heißt, bei einigen Beispielen kann ein Benutzer relevante Entwurfsspezifikationen bereitstellen (z. B. maximale Reichweite, maximale eindeutige Geschwindigkeit, Reichweiten-Auflösung, Geschwindigkeits-Auflösung etc.), die als die Basis für die Definition der bestimmten Art der Wellenform für die von den unterschiedlichen Sendern übertragenen Chirps dienen. Bei einigen Beispielen sind die Radar-Entwurfsspezifikationen und die entsprechenden Sendersignalwellenform-Parameter in dem beispielhaften Speicher 320 gespeichert. Zusätzlich stellt die Benutzerschnittstelle 308 bei einigen Beispielen die Ergebnisse der Analyse von Signalen bereit, die an den unterschiedlichen Empfängern 304 empfangen werden und die die unterschiedlichen von dem Radarsystem gemessenen Abmessungen für detektierte Ziele anzeigen (z. B. Reichweite, Geschwindigkeit, Elevation und Azimut). Bei einigen Beispielen kann die Benutzerschnittstelle 308 weggelassen werden. Bei einigen dieser Beispiele werden Benutzereingaben von einem separaten System via die beispielhafte Kommunikationsschnittstelle 310 empfangen. Ähnlich kann die Kommunikationsschnittstelle 310 die Ergebnisse der Analyse der an den Empfängern 304 empfangenen Signale zur Anzeige an einen Benutzer via das separate System bereitstellen. Bei einigen Beispielen kann das separate System lokal zu dem beispielhaften MIMO-Radarsystem 300 sein. Bei anderen Beispielen kann das separate System von dem Radarsystem 300 entfernt sein, aber via die Kommunikationsschnittstelle 310 via ein Netzwerk mit dem Radarsystem 300 kommunizieren.
  • Das beispielhafte Radarsystem 300 von 3 umfasst den beispielhaften Sendersignalgenerator 312 zur Definition und Erzeugung individueller Chirps, die von Einzelnen der Sender 302 gesendet werden sollen. Ferner definiert bei einigen Beispielen der Sendersignalgenerator 312, wie Unterschiedliche der Chirps kombiniert werden sollen, um einen vollständigen Chirp-Zyklus zu bilden. Bei einigen Beispielen sind die unterschiedlichen Chirps durch eine Zeitverzögerung (τtdm) getrennt, die der TDM-Wellenform zugeordnet ist. Bei einigen Beispielen sind die unterschiedlichen Chirps durch einen Frequenzversatz (Δf) getrennt, der der FDM-Wellenform zugeordnet ist. Bei einigen Beispielen werden die individuellen Chirps, ein kompletter Chirp-Zyklus und/oder eine kombinierte Serie von Chirp-Zyklen innerhalb eines zirkulären Chirp-Zyklus-Radarrahmens im Voraus erzeugt und in dem Speicher 320 gespeichert, bevor sie von den Sendern 302 gesendet werden. Bei einigen Beispielen können die Chirps basierend auf dem hierin offenbarten gestaffelten Ansatz erzeugt werden. Bei einigen Beispielen definiert der Sendersignalgenerator 312, dass alle Sender 302 ausgebildet sind, Sweep-Signale basierend auf Gleichung 10 in jedem von N Blöcken zu senden.
  • Das beispielhafte Radarsystem 300 von 3 umfasst den beispielhaften Geschwindigkeitsanalysator 314 zur Bestimmung der Doppler-Rate (z. B. Radialgeschwindigkeit) und der Doppler-Bewegungsphasenwerte, die unterschiedlichen Zielen entsprechen, welche die von den Empfängern 304 empfangenen Echosignale reflektieren. Bei einigen Beispielen basieren die Doppler-Bewegungsphasenwerte auf einer IAA-Analyse der empfangenen Signale entlang der Doppler-Dimension.
  • Das beispielhafte Radarsystem 300 von 3 umfasst den beispielhaften Reichweiten-Analysator 316 zur Bestimmung der Reichweite von Zielen, die basierend auf den von den Empfängern 304 empfangenen Echosignalen detektiert werden. Bei einigen Beispielen wird die Reichweite von Zielen basierend auf einer Kreuzkorrelationsanalyse der empfangenen Echosignale relativ zu den entsprechenden Sender-Chirps bestimmt.
  • Das beispielhafte Radarsystem 300 von 3 umfasst den beispielhafte Ankunftsrichtungs-(DOA-; Direction of Arrival) Analysator 318 zur Berechnung der Ankunftsrichtung der von den Empfängern detektierten Ziele. Bei einigen Beispielen berechnet der DOA-Analysator 318 die DOA basierend auf einer IAA-Analyse des virtuellen Arrays.
  • Das beispielhafte Radarsystem 300 von 3 umfasst den beispielhaften Visualisierungsgenerator 319 zur Erzeugung von Visualisierungen, die die Ausgaben von einem oder mehreren aus dem beispielhaften Geschwindigkeitsanalysator 314, dem beispielhaften Reichweiten-Analysator 316 und dem beispielhaften DOA-Analysator 318 anzeigen. Insbesondere erzeugt der Visualisierungsgenerator 319 bei einigen Beispielen Graphen oder Karten der Reichweite und Doppler-Bewegung, die durch eine Analyse der empfangenen Echosignale angezeigt werden. Bei einigen Beispielen erzeugt der Visualisierungsgenerator 319 Graphen oder Karten von DOA-Schätzwerten in einem normierten (z. B. gleichmäßigen) Gitter. Bei einigen Beispielen erzeugt der Visualisierungsgenerator 319 Graphen oder Karten von DOA-Schätzwerten in einem ungleichmäßigen (z. B. polaren) Gitter. Die Visualisierungen des Visualisierungsgenerators 319 können an die Benutzerschnittstelle 308 und/oder die Kommunikationsschnittstelle 310 bereitgestellt werden, um an einen Benutzer zur Ansicht bereitgestellt zu werden.
  • Bei einigen Beispielen bestimmt der Geschwindigkeitsanalysator 314 eine Doppler-Geschwindigkeitsschätzung. Zum Beispiel schätzt der Geschwindigkeitsanalysator 314 die Doppler-Verschiebung und die entsprechende Radialgeschwindigkeit von Zielen aus der Spektralanalyse der Echosignale, die für jede Tx-Antenne über alle Blöcke hinweg erhalten wurden. Bei einigen Beispielen basiert die Spektralschätzung auf diskreter Fourier-Transformation (DFT) der Echosignale, die durch Gleichung 14 bestimmt wird, wobei xi das aus dem i. Block erhaltene Echosignal darstellt, ti die ungleichmäßige Abtastzeit darstellt, wie in Gleichung 9 definiert, f die Dopplerfrequenzwerte darstellt und X(f) das entsprechende Dopplerspektrum darstellt. X ( f ) = ∑ i = 1 N s w e e p s T x x j e − j   2 π f   t i
    Figure DE102020121009A1_0021
  • Bei einigen Beispielen wird der Spektralschätzwert unter Verwendung von DFT bestimmt. Die DFT leidet jedoch unter einer starken lokalen Leckage aufgrund der Nebenkeulen, die durch die gestaffelte Abtastart von ti verursacht wird. Daher schätzt die DFT-Verarbeitung die Doppler-Verschiebung/Geschwindigkeit nicht, wenn mehrere sich bewegende Ziele vorhanden sind. Hierin offenbarte Beispiele führen eine Spektralanalyse basierend auf der iterativen adaptiven Verarbeitung (IAA) aus. Bei einigen Beispielen ist der IAA-Ansatz ein nichtparametrisches Spektralschätzverfahren, das auf einem iterativ gewichteten Periodogramm der kleinsten Quadrate basiert. IAA schätzt gewichtete Komponenten (z. B. datenabhängig) basierend auf den neuesten Spektralparameter. Bei einigen Beispielen wird der Iterationsprozess abgeschlossen, wenn die relative Änderung der geschätzten Spektralkomponente einen benutzerdefinierten Schwellenwert erreicht.
  • 4-7 werden in Bezug auf die folgenden, in den Tabellen 1 und 2 dargestellten Daten erörtert. Tabelle 1. Sendepositionssequenzmuster
    Fall NTx g i 1
    Figure DE102020121009A1_0022
         		Leckage-Pegel (dB)
    II 6 [1, 1, 4, 4, 5, 3, 4, 1, 41, 3, 54, 3, 4, 2, 3, 4,3, 5, 3, 3, 4, 1, 15, 51, 2, 5, 5, 4] -10,17
    III 9 [1, 4, 4, 5, 1, 8, 1, 7, 1, 5, 1, 27, 8, 1, 4, 5, 32, 7, 3, 8, 4, 3, 74, 36, 6, 8, 2, 5] -9,83
    IV 12 [11, 6, 11, 8, 7, 10, 4, 7, 3, 9, 5, 11, 11, 3, 6, 2, 9, 11, 11, 9, 10, 8, 11, 1, 7, 6, 2, 10, 2, 9, 2] -9,73
    g i 1
    Figure DE102020121009A1_0023
    über 32 Blöcke hinweg Tabelle. 2 Gleichmäßige und gestaffelte TDM-MIMO-Wellenform-Parameter
    Fall I (gleichmäßig) Fall II Fall III Fall IV
    Anzahl der Sendeantennenelemente (NTx) 12 6 9 12
    Sweep-Zeit (Ts) 32 µs 63 µs 43 µs 32 µs
    NsweepsTx / NBlöcke 32 32 32 32
    Abtaststruktur Herkömmliches TDM-MIMO Gestaffelte TDM-MIMO Gestaffelte TDM-MIMO Gestaffelte TDM-MIMO
    (gleichmäßige Abtastung)
    Rahmenzeit (Tf) (ms) 12,3 12,1 12,4 12,3
    Mittenfrequenz (Fc) 79 GHz 79 GHz 79 GHz 79 GHz
    Theoretische-Nyquist-Rate-Frequenz (fdmax) 1,30 KHz (siehe Gl. (6). 7,9 KHz (siehe Gl. (10). 11,62 KHz (siehe Gl. (10). 15,62 KHz (siehe Gl. (10).
    Max. eindeutige Geschwindigkeit (Vmax) 2,47 m/s 15,05 m/s 22 m/s 29,6 m/s
  • Die Gesamtzahl der möglichen Kombinationen der gestaffelten Sendepositionssequenzen an jeder Tx-Antenne, die Gleichung 9 erfüllt und zu der in Gleichung 11 definierten, maximalen eindeutigen Dopplergeschwindigkeit führt, ist wie folgt angegeben: N T X N b l o c k s − N T X [ b l o c k s = B l o ¨ c k e ] .
    Figure DE102020121009A1_0024
  • Tabelle 1 veranschaulicht beispielhafte Kombinationen der gestaffelten TDM-MIMO-Sendepositionssequenz, die die globale Leckage in dem Spektralfenster für N-Blöcke=32 minimieren.
  • 4-7 veranschaulichen die entsprechende Sendesignal-Abtaststruktur für in Tabelle 1 angegebene g i 1
    Figure DE102020121009A1_0025
    Werte und die Wellenformparameter in Tabelle 2. Bei einigen Beispielen wird das Spektralfenster unter Verwendung von Gleichung 15 bestimmt. G ( f ) = | ∑ K = 1 N s w e e p s T x e j 2 π f   t i | 2 N s w e e p s T x 2
    Figure DE102020121009A1_0026
  • Bei den dargestellten Beispielen von 4-7 ist das geschätzte Spektralfenster symmetrisch in Bezug auf die theoretische Nyquist-Rate (fdmax), die aus Gleichungen 11 und/oder 8 berechnet wird.
  • Bezug nehmend nun auf 4 veranschaulicht eine Datenbeziehung 400 die herkömmliche TDM-MIMO-Abtaststruktur und das entsprechende Spektralfenster für Fall I. Bei dem veranschaulichten Beispiel von 4 erhält man die gleichmäßige Abtaststruktur mit g i 1 = 1
    Figure DE102020121009A1_0027
    für alle i in Gleichung. 9, und das Spektralfenster ist symmetrisch in Bezug auf die theoretische Nyquist-Rate (1,3021 KHz).
  • Bezug nehmend nun auf 5 veranschaulicht Datenbeziehung 500 Fall II aus Tabelle 1 und 2. Bei dem dargestellten Beispiel von 5 erhält man die gestaffelte Abtaststruktur bei NTx=6 und g i 1 = [ 1,   1,   4,   4,   4,   5,   3,   4,   1,   41,   3,   54,   3,   4,   2,   3,   43,   5,   3,   3,   4,   1,   15,   51,   2,   5,   5,   5,   4,   4 ]
    Figure DE102020121009A1_0028
    für i=1, 2, 3, 4, ...32 in Gleichung 9, und das Spektralfenster ist sowohl auf der positiven als auch auf der negativen Seite symmetrisch in Bezug auf die theoretische Nyquist-Rate (7,9 KHz).
  • Bezug nehmend nun auf 6 veranschaulicht Datenbeziehung 600 Fall III aus Tabelle 1 und 2. Bei dem dargestellten Beispiel von 6 erhält man die gestaffelte Abtaststruktur bei NTx=9 und g i 1 = [ 1,   4,   4,   5,   1,   8,   1,   7,   1,   5,   1,   27,   8,   1,   4,   5,   32,   7,   3,   8,   4,   3,   74,   36,   6,   8,   2,   5 ]
    Figure DE102020121009A1_0029
    für i=1, 2, 3, 4, ... 32 in Gleichung. 9, und das Spektralfenster ist sowohl auf der positiven als auch negativen Seite symmetrisch in Bezug auf die theoretische Nyquist-Rate (11,62 KHz).
  • Bezug nehmend nun auf 7 veranschaulicht Datenbeziehung 700 Fall IV aus Tabelle 1 und 2. Bei dem dargestellten Beispiel von 7 erhält man die gestaffelte Abtaststruktur bei NTx=12 und gl = [11,6, 11, 1, 4, 4, 5, 1, 8, 1, 7, 1, 5, 1, 3, 8, 1, 4, 5, 32, 7, 3, 8, 4, 3, 7, 6, 6, 8, 2, 5] für i=1, 2, 3, 4, ... 32 in Gleichung. 9, und das Spektralfenster ist sowohl auf der positiven als auch negativen Seite symmetrisch in Bezug auf die theoretische Nyquist-Rate (15,62 KHz).
  • 8-12 werden in Bezug auf die folgenden, in den Tabellen 3 und 4 dargestellten Daten erörtert. Tabelle 3. Ein beispielhafter Fünf-Ziele-Simulationsfall mit unterschiedlichen SNR- und Doppler-Verschiebungs-Werten.
    Ziel 1 Ziel 2 Ziel 3 Ziel 4 Ziel 5
    SNR (dB) 40 20 20 40 30
    Doppler-Verschiebung (KHz) -11 -3,9 0 7,64 15
    Tabelle 4. Eine beispielhafte Radarkonfiguration
    Tx-Koordinaten (m) (0,0,0)
    Rx1-Koordinaten (m) (0,05,0,0)
    Rx2-Koordinaten (m) ( 0,05 + λ 2 ,0,0 )
    Figure DE102020121009A1_0030
    Ziel-Koordinaten (m) 0, 30,0
  • Bei einigen Beispielen bestimmt der Geschwindigkeitsanalysator 314 die Doppler-Verschiebungsschätzung. Beispielsweise wird ein Fünf-Zielobjekte-Modell mit den in Tabelle 3 dargestellten Signal-zu-Rauschen-Verhältnis-Werten (SNR; Signal-to-Noise ratio) und Doppler-Verschiebungs-Parametern simuliert. Die sich bewegenden Zielobjekte sind als Punktquelle modelliert und werden in der Fernfeld-Reichweite bei Mittenachse- (az= 0°, el= 0°) Distanz (r = 30 m) angenommen. Bei den dargestellten Beispielen von 8-12 sind Sender- und Empfänger-Koordinaten in Tabelle 4 angegeben. Bei den dargestellten Beispielen von 8-12 werden Zielobjektgeschwindigkeiten während der Rahmendauer (z. B. einer einzelnen Beobachtung) als konstant betrachtet. Bei einigen Beispielen bestimmt der Geschwindigkeitsanalysator 314 ein Signalmodell unter Verwendung von Gleichung 16, wobei An die Amplitude des n. -Ziels bezeichnet, fdn die Doppler-Verschiebung des n. -Ziels bezeichnet und n(t) das weiße Gaußsche Rauschen bezeichnet. Bei einigen Beispielen sind in dem Tabelle 1 Fall IV gestaffelte TDM-MIMO-Wellenform-Entwurfsparameter angegeben, und die Werte für ti werden unter Verwendung von Gleichung 9 bestimmt. x ( r , t i ) = ∑ n = 1 N Z i e l e A n e − j 2 π f d n t i e j 4 π r λ + n ( t )
    Figure DE102020121009A1_0031
  • Bezug nehmend nun auf 8 veranschaulicht eine Datenbeziehung 800 das Ergebnis der DFT-Verarbeitung zur Schätzung des normierten Dopplerspektrums und zur Messung der entsprechenden Geschwindigkeiten. Zum Beispiel, wenn die Sendepositionssequenz in 7 verwendet wird, um die Geschwindigkeit von Zielobjekten in Tabelle 3 zu detektieren, sind beispielhafte TX-Wellenform-Parameter in Tabelle 2, Fall IV, dargestellt. Bei einigen Beispielen detektiert die DFT-Verarbeitung aufgrund der starken Leckage mehrere Ziele nicht. Als solches werden bei dem dargestellten Beispiel von 8 nur zwei der fünf Ziele bei -11 und 7,64 KHz detektiert, was jeweils durch die Punkte 802 und 804 veranschaulicht ist.
  • Bezug nehmend nun auf 9 veranschaulicht eine Datenbeziehung 900 das Ergebnis der IAA-Verarbeitung mit Stoppkriterien von fünfzig Iterationen oder einer Schwellenwertdifferenz von 10-4 zur Schätzung des normierten Dopplerspektrums. 9 veranschaulicht, dass die IAA-Verarbeitung in der Lage ist, die Doppler-Spektralkomponenten für alle fünf simulierten Ziele und die Spitzenwerte proportional zu dem in Tabelle 3 angegebenen SNR-Gehalt zu schätzen, was jeweils durch die Punkte 902, 904, 906, 908 und 910 veranschaulicht wird.
  • 10-12 werden in Bezug auf ein Szenario umfassend einen Sender und zwei Empfängern, die bei λ 2 -Distanz
    Figure DE102020121009A1_0032
    gleichmäßig beabstandet sind, erörtert, wobei A die Wellenlänge darstellt. Bei einigen Beispielen sind die Positionskoordinaten in Tabelle 4 von oben angegeben, und die gestaffelten TDM-MIMO-Wellenform-Entwurfsparameter sind in Tabelle 1, Fall IV, angegeben. Bei dem dargestellten Beispiel von 10-12 werden zweihundert unabhängige Monte-Carlo-Simulationen für jedes SNR durchgeführt, die von 0 dB bis 30 dB mit 5 dB-Schritt variieren. Bei einigen Beispielen wird die zutreffende Doppler-Geschwindigkeit eines einzelnen Zielobjekts in jedem Versuch zwischen [-26,6 26,6] m/s zufällig gewählt, und das empfangene Signal wird gemäß der Gleichung 16 an zwei Empfängerpositionen modelliert.
  • Bei dem dargestellten Beispiel von 10-12 wird zunächst eine IAA-Verarbeitung implementiert, um die Doppler-Verschiebung an beiden Rx-Positionen zu schätzen. Bei einigen Beispielen werden die Stoppkriterien für die IAA-Verarbeitung auf 10-4 und die maximale Iterationsgrenze auf 15 eingestellt. Anschließend wird die Phaseninformation aus den spektralen Peaks an der jeweiligen Zielobjekt-Doppler-Verschiebung über beide Empfänger hinweg extrahiert, um die DOA (Grad) unter Verwendung von Gleichung 17 zu bestimmen, wobei ω der Phasendifferenz über die an beiden Rx-Antennen empfangenen Signale hinweg entspricht und d die Beabstandung zwischen den Rx-Antennen darstellt. D O A ( θ ) = sin − 1 ( ω λ 2 π d )
    Figure DE102020121009A1_0033
  • 10 veranschaulicht ein Histogramm 1000 der in den Monte-Carlo-Simulationen ausgewählten Geschwindigkeitswerte und 11 und/oder 12 veranschaulichen den RMSE der geschätzten Geschwindigkeits- und DOA-Parameter. Wie bei den dargestellten Beispielen von 11 und 12 gezeigt, beträgt der RMSE bei SNR-Werten über 5 dB weniger als 0,01 m/s, wobei der Phasengehalt zur Schätzung der DOA erhalten bleibt. Als solches können die hierin offenbarten Beispiele maximale, eindeutige Doppler-Geschwindigkeiten bis zu 26,6 m/s (hin und weg bewegend) mit einem Root-Means-Square-Fehler von weniger als 0,01 m/s für SNR-Werte über 5 dB vs. 2,4 m/s bei Verwendung einer herkömmlichen TDM-MIMO-Wellenform detektieren und/oder erweitern.
  • Während eine beispielhafte Weise zum Implementieren des Radarsystems 300 in 3 dargestellt ist, können ein oder mehrere der Elemente, Prozesse und/oder Vorrichtungen, die in 3 dargestellt sind, auf irgendeine andere Weise kombiniert, geteilt, neu angeordnet, weggelassen, eliminiert und/oder implementiert werden. Weiterhin können der beispielhafte Sendersignalgenerator 312, der beispielhafte Geschwindigkeitsanalysator 314, der beispielhafte Reichweiten-Analysator 316, der beispielhafte Ankunftsrichtungs- (DOA-) Analysator 318, der beispielhafte Visualisierungsgenerator 319 und/oder, allgemeiner, das Radarsystem 300 von 3 durch Hardware, Software, Firmware und/oder irgendeine Kombination aus Hardware, Software und/oder Firmware implementiert werden. Somit kann zum Beispiel irgendeiner des beispielhaften Sendersignalgenerators 312, des beispielhaften Geschwindigkeitsanalysators 314, des beispielhaften Reichweiten-Analysators 316, des beispielhaften Ankunftsrichtungs- (DOA-) Analysators 318, des beispielhaften Visualisierungsgenerators 319 und/oder, allgemeiner, des Radarsystems 300 von 3 durch eine oder mehrere analoge oder digitale Schaltung(en), Logikschaltungen, programmierbare(n) Prozessor(en), programmierbare(n) Steuerung(en), Grafikverarbeitungseinheit(en) (GPU(s); graphics processing unit), digitale(n) Signalprozessor(en) (DSP(s); digital signal processor), anwendungsspezifische(n) integrierte(n) Schaltung(en) (ASIC(s); application specific integrated circuit), programmierbare(n) Logikbauelement(e) (PLD(s); programmable logic device) und/oder feldprogrammierbare(n) Logikbauelement(e) (FPLD(s); field programmable logic device) implementiert werden. Beim Lesen irgendeiner der Vorrichtungs- oder Systemansprüche dieses Patents, um eine rein software- und/oder firmware-bezogene Implementierung abzudecken, wird/werden hiermit zumindest einer von dem beispielhaften Sendersignalgenerator 312, dem beispielhaften Geschwindigkeitsanalysator 314, dem beispielhaften Reichweiten-Analysator 316, dem beispielhaften Ankunftsrichtungs- (DOA-) Analysator 318, dem beispielhaften Visualisierungsgenerator 319 und/oder, allgemeiner, dem Radarsystem 300 von 3 ausdrücklich so definiert, dass sie eine nichtflüchtige computerlesbare Speichervorrichtung oder Speicherplatte wie beispielsweise einen Speicher, eine DVD (Digital Versatile Disk), eine CD (Compact Disk), eine Blu-ray-Disk usw. einschließlich der Software und/oder Firmware umfassen. Ferner kann das beispielhafte Radarsystem 300 von 3 ein oder mehrere Elemente, Prozesse und/oder Vorrichtungen zusätzlich zu, oder anstatt, denjenigen umfassen, die in 3 dargestellt sind, und/oder kann mehr als ein von irgendwelchen oder allen der dargestellten Elemente, Prozesse und Vorrichtungen umfassen. Nach hiesigem Gebrauch umfasst der Ausdruck „in Kommunikation“, umfassend Variationen davon, direkte Kommunikation und/oder indirekte Kommunikation über eine oder mehrere Zwischenkomponenten und erfordert keine direkte physische (z. B. drahtgebundene) Kommunikation und/oder ständige Kommunikation, sondern umfasst zusätzlich selektive Kommunikation in periodischen Intervallen, geplanten Intervallen, aperiodischen Intervallen und/oder einmaligen Ereignissen.
  • Ein Flussdiagramm, das beispielhafte Hardware-Logik, maschinenlesbare Anweisungen, hardwareimplementierte Zustandsmaschinen und/oder irgendeine Kombination davon zur Implementierung des Radarsystems 300 von 3 darstellt, ist in 13 gezeigt. Die maschinenlesbaren Anweisungen können ein oder mehrere ausführbare Programme oder ein Abschnitt(e) eines ausführbaren Programms zur Ausführung durch einen Computerprozessor wie den Prozessor 1412 sein, der in der unten in Verbindung mit 14 erörterten beispielhaften Prozessorplattform 1400 gezeigt ist. Das Programm kann in einer Software verkörpert sein, die auf einem nichtflüchtigen computerlesbarem Speichermedium gespeichert ist, wie beispielsweise einer CD-ROM, einer Diskette, einer Festplatte, einer DVD, einer Blu-Ray oder einem dem Prozessor 1412 zugeordneten Speicher, aber das gesamte Programm und/oder Teile desselben können alternativ durch eine andere Vorrichtung als den Prozessor 1412 ausgeführt werden und/oder in einer Firmware oder dedizierter Hardware verkörpert sein. Obwohl das beispielhafte Programm unter Bezugnahme auf das in 13 dargestellte Flussdiagramm beschrieben ist, können alternativ viele andere Verfahren zum Implementieren des beispielhaften Radarsystems 300 verwendet werden. Beispielsweise kann die Reihenfolge der Ausführung der Blöcke geändert werden, und/oder einige der beschriebenen Blöcke können geändert, eliminiert oder kombiniert werden. Zusätzlich oder alternativ können irgendwelche oder alle der Blöcke durch eine oder mehrere Hardware-Schaltungen (z. B. diskrete und/oder integrierte analoge und/oder digitale Schaltungsanordnung, ein FPGA, eine ASIC, einen Komparator, einen Operationsverstärker (opamp), eine Logikschaltung etc.) implementiert werden, die strukturiert sind, um die entsprechende Operation ohne Ausführen von Software oder Firmware auszuführen.
  • Die hierin beschriebenen maschinenlesbaren Anweisungen können in einem oder mehreren aus einem komprimierten Format, einem verschlüsselten Format, einem fragmentierten Format, einem kompilierten Format, einem ausführbaren Format, einem gehäusten Format etc. gespeichert werden. Die hierin beschriebenen maschinenlesbaren Anweisungen können als Daten (z. B. Abschnitte von Anweisungen, Code, Code-Darstellungen etc.) gespeichert werden, die zur Erzeugung, Herstellung und/oder Produktion maschinenausführbarer Anweisungen verwendet werden können. Beispielsweise können die maschinenlesbaren Anweisungen fragmentiert und auf einer oder mehreren Speichervorrichtungen und/oder Rechenvorrichtungen (z. B. Servern) gespeichert werden. Die maschinenlesbaren Anweisungen können eines oder mehrere aus Installation, Modifikation, Anpassung, Aktualisierung, Kombination, Ergänzung, Konfiguration, Entschlüsselung, Dekomprimierung, Entpackung, Verteilung, Neuzuweisung, Kompilierung etc. erfordern, um sie direkt lesbar, interpretierbar und/oder ausführbar durch eine Rechenvorrichtung und/oder andere Maschine zu machen. Zum Beispiel können die maschinenlesbaren Anweisungen in mehreren Teilen gespeichert werden, die individuell komprimiert, verschlüsselt und auf getrennten Rechenvorrichtungen gespeichert werden, wobei die Teile, wenn sie entschlüsselt, dekomprimiert und kombiniert werden, einen Satz von ausführbaren Anweisungen bilden, die ein Programm wie das hierin Beschriebene implementieren.
  • Bei einem anderen Beispiel können die maschinenlesbaren Anweisungen in einem Zustand gespeichert sein, in dem sie von einem Computer gelesen werden können, aber die Hinzufügung einer Bibliothek (z. B. einer Dynamic Link Library (DLL)), eines Software Development Kit (SDK), einer Anwendungs-Programmierungs-Schnittstelle (API; application programming interface) etc. erfordern, um die Anweisungen auf einer bestimmten Rechenvorrichtung oder einer anderen Vorrichtung auszuführen. Bei einem anderen Beispiel ist es möglicherweise erforderlich, dass die maschinenlesbaren Anweisungen konfiguriert werden (z. B. gespeicherte Einstellungen, Dateneingabe, aufgezeichnete Netzwerkadressen etc.), bevor die maschinenlesbaren Anweisungen und/oder das/die entsprechende(n) Programm(e) ganz oder teilweise ausgeführt werden können. Somit sollen die offenbarten maschinenlesbaren Anweisungen und/oder das/die entsprechende(n) Programm(e) solche maschinenlesbaren Anweisungen und/oder Programme umfassen, ungeachtet des bestimmten Formats oder Zustands der maschinenlesbaren Anweisungen und/oder Programm(e), wenn sie gespeichert oder anderweitig in Ruhe oder im Transit sind.
  • Die hierin beschriebenen maschinenlesbaren Anweisungen können durch irgendeine vergangene, gegenwärtige oder zukünftige Anweisungssprache, Skriptsprache, Programmiersprache etc. dargestellt werden. Beispielsweise können die maschinenlesbaren Anweisungen unter Verwendung von irgendeiner der folgenden Sprachen dargestellt werden: C, C++, Java, C#, Perl, Python, JavaScript, HyperText Markup Language (HTML), Structured Query Language (SQL), Swift etc.
  • Wie vorstehend erwähnt wurde, können die beispielhaften Prozesse von 13 implementiert sein unter Verwendung von ausführbaren Anweisungen (z. B. computer- und/oder maschinenlesbaren Anweisungen), die auf einem nichtflüchtigen Computer und/oder einem maschinenlesbaren Medium wie beispielsweise einem Festplattenlaufwerk, einem Flash-Speicher, einem Nurlesespeicher, einer CD, einer DVD, einem Cache, einem Direktzugriffsspeicher und/oder irgendeiner anderen Speichervorrichtung oder Speicherplatte, auf der Information für irgendeine Dauer (z. B. für längere Zeitperioden, permanent, für kurze Zeit, zum temporären Puffern und/oder zum Zwischenspeichern (Cachen) der Informationen) gespeichert ist, gespeichert sind. Gemäß hiesiger Verwendung ist der Begriff nichtflüchtiges computerlesbares Medium ausdrücklich so definiert, dass es irgendeine Art von computerlesbarer Speichervorrichtung und/oder Speicherplatte umfasst und sich ausbreitende Signale ausschließt und Übertragungsmedien ausschließt.
  • „Aufweisend“ und „umfassend“ (und alle Formen und Zeitformen derselben) werden hierin so verwendet, dass sie offene Begriffe sind. Wann immer ein Anspruch irgendeine Form von „aufweisen“ oder „umfassen“ (z. B. „umfasst“, „weist auf“, „umfassend“, „aufweisend“ etc.) als einen Oberbegriff oder innerhalb einer Anspruchsrezitation irgendeiner Art verwendet, versteht es sich, dass zusätzliche Elemente, Begriffe etc. vorhanden sein können, ohne außerhalb des Schutzbereichs des entsprechenden Anspruchs oder der Rezitation zu fallen. Gemäß hiesiger Verwendung ist, wenn der Ausdruck „zumindest“ zum Beispiel in einem Oberbegriff eines Anspruchs als Übergangsbegriff verwendet wird, er auf die gleiche Weise offen wie die Begriffe „umfassend“ und „aufweisend“ offen sind. Der Ausdruck „und/oder“, wenn er z. B. in einer Form wie beispielsweise A, B und/oder C verwendet wird, bezieht sich auf irgendeine Kombination oder Teilmenge von A, B, C wie beispielsweise (1) A allein, (2) B allein, (3) C allein, (4) A mit B, (5) A mit C, (6) B mit C und (7) A mit B und mit C. Nach hiesigem Gebrauch in dem Kontext von der Beschreibung von Strukturen, Komponenten, Gegenständen, Objekten und/oder Dingen soll sich der Ausdruck „zumindest eines von A und B“ auf Implementierungen beziehen, die irgendeines von (1) zumindest einem A, (2) zumindest einem B und (3) zumindest einem A und zumindest einem B umfassen. In ähnlicher Weise, soll sich der Ausdruck „zumindest eines von A oder B“, nach hiesigem Gebrauch in dem Kontext der Beschreibung von Strukturen, Komponenten, Gegenständen, Objekten und/oder Dingen, auf Implementierungen beziehen, die irgendeines von (1) zumindest einem A, (2) zumindest einem B und (3) zumindest einem A und zumindest einem B umfassen. Nach hiesigem Gebrauch in dem Kontext der Beschreibung der Performance oder Ausführung von Prozessen, Anweisungen, Handlungen, Aktivitäten und/oder Schritten, soll sich der Ausdruck „zumindest eines von A und B“ auf Implementierungen beziehen, die irgendeines von (1) zumindest einem A, (2) zumindest einem B und (3) zumindest einem A und zumindest einem B umfassen. In ähnlicher Weise soll sich, nach hiesigem Gebrauch in dem Kontext der Beschreibung der Performance oder Ausführung von Prozessen, Anweisungen, Handlungen, Aktivitäten und/oder Schritten, der Ausdruck „zumindest eines von A oder B“ auf Implementierungen beziehen, die irgendeines von (1) zumindest einem A, (2) zumindest einem B und (3) zumindest einem A und zumindest einem B umfassen.
  • Nach hiesigem Gebrauch schließen Singularverweise (z. B. „ein/e/s“, „erste/s/r“, „zweite/s/r“ etc.) eine Pluralität nicht aus. Der Begriff „eine“ Entität bezieht sich nach hiesigem Gebrauch auf eine oder mehrere dieser Entität. Die Begriffe „ein/e/s“ (a, an), „eine/r/s oder mehrere“ und „zumindest eine/r/s“ können hierin synonym verwendet werden. Ferner können, obwohl individuell aufgeführt, eine Mehrzahl von Mitteln, Elementen oder Verfahrensschritten z. B. durch eine einzelne Einheit oder Prozessor implementiert werden. Zusätzlich können, obwohl individuelle Merkmale in unterschiedlichen Beispielen oder Ansprüchen umfasst sein können, diese möglicherweise kombiniert werden, und das Umfasstsein in unterschiedlichen Beispielen oder Ansprüchen impliziert nicht, dass eine Kombination von Merkmalen nicht durchführbar und/oder vorteilhaft ist.
  • Das Programm von 13 beginnt bei Block 1302, wobei der erste Sender 302 ein erstes Sweep-Signal an einer ersten Position in einer ersten Blockzeit während einer Sendezeitsequenzstruktur sendet. Zum Beispiel wird das erste Sweep-Signal an einer ersten Position basierend auf Gleichung 9 gesendet. Bei Block 1304 sendet der erste Sender 302 ein zweites Sweep-Signal an einer zweiten Position in einer zweiten Blockzeit während der Sendezeitsequenzstruktur. Zum Beispiel wird das zweite Sweep-Signal an einer zweiten Position basierend auf Gleichung 9 gesendet. Bei einigen Beispielen senden die übrigen Sender in jedem der N-Blöcke Sweep-Signale basierend auf Gleichung 10.
  • Bei Block 1306 bestimmt der Geschwindigkeitsanalysator 314 eine maximale, eindeutige Doppler-Verschiebung für die Sendezeitsequenzstruktur. Zum Beispiel bestimmt der Geschwindigkeitsanalysator 314 die maximale Doppler-Verschiebung für die Sendezeitsequenzstruktur basierend auf einer Anzahl von Blöcken und einer Anzahl von Sendeantennen in der Sendezeitsequenzstruktur gemäß Gleichungen 10 und 11.
  • Bei Block 1308 bestimmt der Geschwindigkeitsanalysator 314 eine maximale, eindeutige Geschwindigkeit für die Sendezeitsequenzstruktur. Zum Beispiel bestimmt und/oder erweitert der Geschwindigkeitsanalysator die maximale eindeutige Geschwindigkeit gemäß Gleichungen 11 und 12.
  • Bei Block 1310 bestimmt der Geschwindigkeitsanalysator 314 ein Spektralfenster für die Sendezeitsequenzstruktur. Zum Beispiel bestimmt der Geschwindigkeitsanalysator 314 das Spektralfenster für die Sendezeitsequenzstruktur basierend auf einer Anzahl von Sweep-Signalen in der Sendezeitsequenzstruktur gemäß Gleichung 15. Bei einigen Beispielen veranschaulichen 4-7 beispielhafte Spektralfenster. Bei einigen Beispielen können die Blöcke 1306, 1308 und 1310 aus dem Prozess 1300 entfernt werden. Das heißt, der Prozess 1300 kann ohne die Prozesse der Blöcke 1306, 1308 und 1310 ausgeführt werden.
  • Bei Block 1312 bestimmt der Geschwindigkeitsanalysator 314 ein Signalmodell für die Sendezeitsequenzstruktur. Zum Beispiel bestimmt der Geschwindigkeitsanalysator 314 das Signalmodell für die Sendezeitsequenzstruktur basierend auf dem Spektralfenster gemäß Gleichung 16. Bei einigen Beispielen ist das Signalmodell ein Empfangenes-Signal-Modell für die Sendezeitsequenzstruktur. Beispielsweise ist das empfangene Signal eine Reflektiertes-Signal-Darstellung der Sendezeitsequenzstruktur für die modellierten Zielobjekte (z. B. das in Tabelle 3 dargestellte Zielobjekte-Modell, die Sendesequenzstruktur in Tabelle 2, Fall IV), kombiniert und formuliert in Gleichung 16.
  • Bei Block 1314 führt der Geschwindigkeitsanalysator 314 eine IAA-Verarbeitung des Signalmodells durch, um die Doppler-Verschiebung zu bestimmen. Beispielsweise führt der Geschwindigkeitsanalysator eine iterative adaptive Verarbeitung des Empfangenes-SignalModells aus, um Doppler-Spektralkomponenten für das Zielobjekt zu bestimmen.
  • Bei Block 1316 bestimmt der Geschwindigkeitsanalysator 314 eine Geschwindigkeit. Beispielsweise bestimmt der Geschwindigkeitsanalysator 314 die Geschwindigkeit basierend auf den Doppler-Spektralkomponenten. Bei einigen Beispielen mildert das Bestimmen der Geschwindigkeit vor der Ankunftsrichtung Fehler bei Phasen- und Winkelschätzungen.
  • Bei Block 1318 bestimmt der DOA-Analysator 318 eine Ankunftsrichtung. Beispielsweise bestimmt der DOA-Analysator 318 die Ankunftsrichtung basierend auf einer Phasendifferenz über an Empfängerantennen empfangene Signale hinweg und Beabstandung zwischen den Empfängerantennen gemäß Gleichung 17. Der Prozess 1300 arbeitet weiter, während ein Zielobjekt detektiert wird. Bei einem Beispiel wird der Prozess 1300 fortgesetzt, während ein Fahrzeug in Betrieb ist. Bei einigen Fällen, wenn ein Fahrzeug nicht in Betrieb ist (z. B. ausgeschaltet ist), endet der Prozess 1300 von 13.
  • 14 ist ein Blockdiagramm einer beispielhaften Prozessplattform 1400, die strukturiert ist, um die Anweisungen von 13 auszuführen, um das Radarsystem 300 von 3 zu implementieren. Die Prozessorplattform 1400 kann z. B. ein Server, ein Personal-Computer, eine Workstation, eine selbstlernende Maschine (z. B. ein neuronales Netzwerk), eine mobile Vorrichtung (z. B. ein Mobiltelefon, ein Smartphone, ein Tablet wie z. B. ein iPad™), ein persönlicher digitaler Assistent (PDA), ein Internetgerät, ein DVD-Player, ein CD-Player, ein digitaler Videorekorder, ein Blu-ray-Player, eine Spielkonsole, ein persönlicher Videorekorder, eine Set-Top-Box, ein Headset oder ein anderes tragbares Gerät oder irgendeine andere Art von Rechenvorrichtung sein.
  • Die Prozessorplattform 1400 des dargestellten Beispiels umfasst einen Prozessor 1412. Der Prozessor 1412 des dargestellten Beispiels ist Hardware. Beispielsweise kann der Prozessor 1412 durch eine oder mehrere integrierte Schaltungen, Logikschaltungen, Mikroprozessoren, GPUs, DSPs oder Steuerungen von irgendeiner erwünschten Familie oder Hersteller implementiert werden. Der Hardwareprozessor kann ein auf Halbleiter basierendes (z. B. auf Silizium basierendes) Bauelement sein. Bei diesem Beispiel implementiert der Prozessor den beispielhaften Sendersignalgenerators 312, den beispielhaften Geschwindigkeitsanalysator 314, den beispielhaften Reichweite-Analysator 316, den beispielhaften Ankunftsrichtungs- (DOA-) Analysator 318, den beispielhaften Visualisierungsgenerator 319 und/oder, allgemeiner, das Radarsystem 300 von 3.
  • Der Prozessor 1412 des dargestellten Beispiels umfasst einen lokalen Speicher 1413 (z. B. einen Cache). Der Prozessor 1412 des dargestellten Beispiels ist in Kommunikation mit einem Hauptspeicher, umfassend einen flüchtigen Speicher 1414 und einen nichtflüchtigen Speicher 1416, via einen Bus 1418. Der flüchtige Speicher 1414 kann durch einen synchronen dynamischen Direktzugriffsspeicher (SDRAM; Synchronous Dynamic Random Access Memory), einen dynamischen Direktzugriffsspeicher (DRAM; Dynamic Random Access Memory), einen dynamischen RAMBUS®-Direktzugriffsspeicher (RDRAM®; RAMBUS Dynamic Random Access Memory) und/oder irgendeine andere Art von Direktzugriff-Speichervorrichtung implementiert werden. Der nichtflüchtige Speicher 1416 kann durch einen Flash-Speicher und/oder irgendeinen anderen Typ von Speichervorrichtung implementiert sein. Zugriff auf den Hauptspeicher 1414, 1416 wird durch eine Speichersteuerung gesteuert.
  • Die Prozessorplattform 1400 des dargestellten Beispiels umfasst auch eine Schnittstellenschaltung 1420. Die Schnittstellenschaltung 1420 kann durch irgendeine Art von Schnittstellenstandard, wie beispielsweise eine Ethernet-Schnittstelle, einen universellen seriellen Bus (USB; universal serial bus), eine Bluetooth®-Schnittstelle, eine Nahfeldkommunikations- (NFC; near field communication) Schnittstelle und/oder eine PCI-Express-Schnittstelle, implementiert werden.
  • Bei dem dargestellten Beispiel sind eine oder mehrere Eingabevorrichtungen 1422 mit der Schnittstellenschaltung 1420 verbunden. Die Eingabevorrichtung(en) 1422 erlaubt/erlauben es einem Benutzer, Daten und/oder Befehle in den Prozessor 1412 einzugeben. Die Eingabevorrichtung(en) können durch z. B. einen Audio-Sensor, ein Mikrophon, eine Kamera (Standbild oder Video), eine Tastatur, eine Schaltfläche, eine Maus, einen Touchscreen, ein Trackpad, einen Trackball, einen Isopoint und/oder ein Spracherkennungssystem implementiert werden.
  • Eine oder mehrere Ausgabevorrichtungen 1424 sind ebenfalls mit der Schnittstellenschaltung 1420 des dargestellten Beispiels verbunden. Die Ausgabevorrichtungen 1424 können zum Beispiel durch Anzeigevorrichtungen (z. B. eine Leuchtdiode (LED; light emitting diode), eine organische Leuchtdiode (OLED; organic light emitting diode), eine Flüssigkristallanzeige (LDC; liquid crystal display), eine Kathodenstrahlröhren-Anzeige (CRT; cathode ray tube), eine In-Place-Switching- (IPS-) Anzeige, einen Touchscreen etc.), eine Tastausgabevorrichtung, einen Drucker und/oder Lautsprecher implementiert werden. Die Schnittstellenschaltung 1420 des dargestellten Beispiels umfasst somit typischerweise eine Graphiktreiberkarte, einen Graphiktreiberchip und/oder einen Graphiktreiberprozessor.
  • Die Schnittstellenschaltung 1420 des veranschaulichten Beispiels umfasst auch eine Kommunikationsvorrichtung wie beispielsweise einen Sender, einen Empfänger, einen Sendeempfänger, ein Modem, ein privates Gateway, einen drahtlosen Zugriffspunkt und/oder eine Netzwerkschnittstelle, um den Datenaustausch mit externen Maschinen (z. B. Rechenvorrichtungen irgendeiner Art) via ein Netzwerk 1426 zu ermöglichen. Die Kommunikation kann z. B. via eine Ethernet-Verbindung, eine Digitaler- Teilnehmeranschluss-(DSL-; digital subscriber line) Verbindung, eine Telefonleitungsverbindung, ein Koaxialkabelsystem, ein Satellitensystem, ein drahtloses Line-of-Site-System (Line-of-site; Sichtverbindung), ein Mobiltelefonsystem etc. erfolgen.
  • Die Prozessorplattform 1400 des dargestellten Beispiels umfasst auch eine oder mehrere Massenspeichervorrichtungen 1428 zum Speichern von Software und/oder Daten. Beispiele solcher Massenspeichervorrichtungen 1428 umfassen Diskettenlaufwerke, Festplattenlaufwerke, CD-Laufwerke, Blue-Ray-Laufwerke, ein redundantes Array aus unabhängigen Platten (RAID; redundant array of independent disks) und DVD-Laufwerke.
  • Die maschinenausführbaren Anweisungen 1432 von 13 können in der Massenspeichervorrichtung 1428 in dem flüchtigen Speicher 1414, in dem nichtflüchtigen Speicher 1416 und/oder auf einem entfernbaren nichtflüchtigen computerlesbaren Speichermedium, wie beispielsweise einer CD oder DVD, gespeichert sein.
  • Aus dem Vorstehenden wird darauf hingewiesen, dass beispielhafte Verfahren, Vorrichtungen und Fertigungsartikel offenbart wurden, die MIMO-Radarübertragungen ermöglichen, die sehr viel effizienter sind als Radarsysteme, die basierend auf herkömmlichen TDM- oder FDM-Schemata implementiert sind. Insbesondere verwenden die hierin offenbarten Beispiele eine gestaffelte FMCW-TDM-MIMO-Wellenform, die die maximale eindeutige Doppler-Geschwindigkeitsschätzung um ein N-faches erweitert, wobei N die Anzahl von Sendeantennen ist, während die Orthogonalität in der für die Hochauflösungs-DOA-Schätzung benötigten Zeit beibehalten wird. Die hierin offenbarten Beispiele verwenden einen iterativen adaptiven Spektralschätzungsansatz (IAA), um globale Leckage in dem Spektralfenster zu mindern. Die hierin offenbarten Beispiele können maximale, eindeutige Radialgeschwindigkeiten bis zu 26,6 m/s mit einem Root-Means-Square-Fehler von weniger als 0,01 m/s für SNR-Werte über 5 dB im Vergleich zu 2,4 m/s bei Verwendung einer herkömmlichen TDM-MIMO-Wellenform detektieren und/oder erweitern. Die hierin offenbarten Beispiele stellen eine ungleichmäßige Abtastung hinsichtlich Zeit und eine nicht überlappende Sendeantennensequenz, die die für die MIMO- und AoA-Verarbeitung erforderliche Orthogonalität beibehält, dar. Die hierin offenbarten Beispiele erhöhen die Funktionalität der vorhandenen mm-Wellen-FMCW-Radarsensoren, um einen breiten Bereich von Doppler-Geschwindigkeiten jenseits der Nyquist-Grenze innerhalb einer einzigen TDM-MIMO-Beobachtung zu schätzen.
  • Das Folgende betrifft weitere, hierin offenbarte Beispiele.
  • Weitere Beispiele und Kombinationen derselben umfassen Folgendes:
  • Beispiel 1 umfasst ein Verfahren, umfassend ein Verursachen, durch Ausführen einer Anweisung mit einem Prozessor, einer Übertragung eines ersten Sweep-Signals von einer ersten Sendeantenne an einer ersten Position in einem ersten Zeitblock während einer Sendezeitsequenzstruktur, ein Verursachen, durch Ausführen einer Anweisung mit dem Prozessor, einer Übertragung eines zweiten Sweep-Signals von der ersten Sendeantenne an einer zweiten Position in einem zweiten Zeitblock während der Sendezeitsequenzstruktur, wobei sich die zweite Position von der ersten Position unterscheidet und ein Bestimmen, durch Ausführung einer Anweisung mit dem Prozessor, einer Geschwindigkeit und einer Ankunftsrichtung eines Zielobjekts, das während der Sendezeitsequenzstruktur identifiziert wird.
  • Beispiel 2 umfasst das Verfahren von Beispiel 1, wobei die erste Position und die zweite Position über die Sendezeitsequenzstruktur hinweg ungleichmäßig sind und sich innerhalb des ersten Zeitblocks und des zweiten Zeitblocks in Bezug auf andere Sweep-Signale, die während der Sendezeitsequenzstruktur gesendet werden, nicht überlappen.
  • Beispiel 3 umfasst das Verfahren von Beispiel 1, ferner umfassend ein Bestimmen einer maximalen eindeutigen Doppler-Verschiebung für die Sendezeitsequenzstruktur basierend auf einer Anzahl von Blöcken und einer Anzahl von Sendeantennen in der Sendezeitsequenzstruktur.
  • Beispiel 4 umfasst das Verfahren von Beispiel 3, ferner umfassend ein Erweitern einer maximalen, eindeutigen Dopplergeschwindigkeit für die Sendezeitsequenzstruktur.
  • Beispiel 5 umfasst das Verfahren von Beispiel 4, ferner umfassend ein Bestimmen eines Spektralfensters für die Sendezeitsequenzstruktur basierend auf einer Anzahl von Sweep-Signalen in der Sendezeitsequenzstruktur.
  • Beispiel 6 umfasst das Verfahren von Beispiel 5, ferner umfassend ein Bestimmen eines Signalmodells für die Sendezeitsequenzstruktur basierend auf dem Spektralfenster.
  • Beispiel 7 umfasst das Verfahren von Beispiel 6, ferner umfassend ein Ausführen einer iterativen adaptiven Verarbeitung des Signalmodells, um Doppler-Spektralkomponenten für das Zielobjekt zu bestimmen.
  • Beispiel 8 umfasst das Verfahren von Beispiel 7, ferner umfassend ein Bestimmen der maximalen eindeutigen Doppler-Geschwindigkeit und der Ankunftsrichtung basierend auf den Doppler-Spektralkomponenten.
  • Beispiel 9 umfasst eine Vorrichtung, umfassend einen Sender, um: ein erstes Sweep-Signal von einer ersten Sendeantenne an einer ersten Position in einem ersten Zeitblock während einer Sendezeitsequenzstruktur zu senden, ein zweites Sweep-Signal von der zweiten Sendeantenne an einer zweiten Position in einem zweiten Zeitblock während der Sendezeitsequenzstruktur zu senden, wobei sich die zweite Position von der ersten Position unterscheidet, und einen Geschwindigkeitsanalysator, um eine Geschwindigkeit und eine Ankunftsrichtung eines Zielobjekts, das während der Sendezeitsequenzstruktur identifiziert wird, zu bestimmen.
  • Beispiel 10 umfasst die Vorrichtung von Beispiel 9, wobei die erste Position und die zweite Position über die Sendezeitsequenzstruktur hinweg ungleichmäßig sind und sich innerhalb des ersten Zeitblocks und des zweiten Zeitblocks in Bezug auf andere Sweep-Signale, die während der Sendezeitsequenzstruktur gesendet werden, nicht überlappen.
  • Beispiel 11 umfasst die Vorrichtung von Beispiel 9, wobei der Geschwindigkeitsanalysator ausgebildet ist, eine maximale eindeutige Doppler-Verschiebung für die Sendezeitsequenzstruktur basierend auf einer Anzahl von Blöcken und einer Anzahl von Sendeantennen in der Sendezeitsequenzstruktur zu bestimmen.
  • Beispiel 12 umfasst die Vorrichtung von Beispiel 11, wobei der Geschwindigkeitsanalysator ausgebildet ist, eine maximale eindeutige Doppler-Geschwindigkeit für die Sendezeitsequenzstruktur zu erweitern.
  • Beispiel 13 umfasst die Vorrichtung von Beispiel 12, wobei der Geschwindigkeitsanalysator ausgebildet ist, ein Spektralfenster für die Sendezeitsequenzstruktur basierend auf einer Anzahl von Sweep-Signalen in der Sendezeitsequenzstruktur zu bestimmen.
  • Beispiel 14 umfasst die Vorrichtung von Beispiel 13, wobei der Geschwindigkeitsanalysator ausgebildet ist, ein Signalmodell für die Sendezeitsequenzstruktur basierend auf dem Spektralfenster zu bestimmen.
  • Beispiel 15 umfasst die Vorrichtung von Beispiel 14, wobei der Geschwindigkeitsanalysator ausgebildet ist, eine iterative adaptive Verarbeitung des Signalmodells auszuführen, um Doppler-Spektralkomponenten für das Zielobjekt zu bestimmen.
  • Beispiel 16 umfasst die Vorrichtung von Beispiel 15, wobei der Geschwindigkeitsanalysator ausgebildet ist, die eindeutige Doppler-Geschwindigkeit und die Ankunftsrichtung basierend auf den Doppler-Spektralkomponenten zu bestimmen.
  • Beispiel 17 umfasst ein nichtflüchtiges computerlesbares Medium, das Anweisungen umfasst, die bei Ausführung verursachen, dass eine Maschine zumindest ein erstes Sweep-Signal von einer ersten Sendeantenne an einer ersten Position in einem ersten Zeitblock während einer Sendezeitsequenzstruktur sendet, ein zweites Sweep-Signal von der ersten Sendeantenne an einer zweiten Position in einem zweiten Zeitblock während der Sendezeitsequenzstruktur sendet, wobei sich die zweite Position von der ersten Position unterscheidet, und eine Geschwindigkeit und eine Ankunftsrichtung eines Zielobjekts, das während der Sendezeitsequenzstruktur identifiziert wird, bestimmt.
  • Beispiel 18 umfasst das nichtflüchtige computerlesbare Medium von Beispiel 17, wobei die erste Position und die zweite Position über die Sendezeitsequenzstruktur hinweg ungleichmäßig sind und sich innerhalb des ersten Zeitblocks und des zweiten Zeitblocks in Bezug auf andere Sweep-Signale, die während der Sendezeitsequenzstruktur gesendet werden, nicht überlappen.
  • Beispiel 19 umfasst das nichtflüchtige computerlesbare Medium von Beispiel 17, wobei die Anweisungen ferner verursachen, dass die Maschine eine maximale eindeutige Doppler-Verschiebung für die Sendezeitsequenzstruktur basierend auf einer Anzahl von Blöcken und einer Anzahl von Sendeantennen in der Sendezeitsequenzstruktur bestimmt.
  • Beispiel 20 umfasst das nichtflüchtige computerlesbare Medium von Beispiel 19, wobei die Anweisungen ferner verursachen, dass die Maschine eine maximale eindeutige Doppler-Geschwindigkeit für die Sendezeitsequenzstruktur erweitert.
  • Beispiel 21 umfasst das nichtflüchtige computerlesbare Medium von Beispiel 20, wobei die Anweisungen ferner verursachen, dass die Maschine ein Spektralfenster für die Sendezeitsequenzstruktur basierend auf einer Anzahl von Sweep-Signalen in der Sendezeitsequenzstruktur bestimmt.
  • Beispiel 22 umfasst das nichtflüchtige computerlesbare Medium von Beispiel 21, wobei die Anweisungen ferner verursachen, dass die Maschine ein Signalmodell für die Sendezeitsequenzstruktur basierend auf dem Spektralfenster bestimmt.
  • Beispiel 23 umfasst das nichtflüchtige computerlesbare Medium von Beispiel 22, wobei die Anweisungen ferner verursachen, dass die Maschine eine iterative adaptive Verarbeitung des Signalmodells auszuführt, um Doppler-Spektralkomponenten für das Zielobjekt zu bestimmen.
  • Beispiel 24 umfasst das nichtflüchtige computerlesbare Medium von Beispiel 23, wobei die Anweisungen ferner verursachen, dass die Maschine die eindeutige Doppler-Geschwindigkeit und die Ankunftsrichtung basierend auf den Doppler-Spektralkomponenten bestimmt.
  • Beispiel 25 umfasst eine Vorrichtung, umfassend ein Mittel zum Senden, um: ein erstes Sweep-Signal von einer ersten Sendeantenne an einer ersten Position in einem ersten Zeitblock während einer Sendezeitsequenzstruktur zu senden, ein zweites Sweep-Signal von der ersten Sendeantenne an einer zweiten Position in einem zweiten Zeitblock während der Sendezeitsequenzstruktur zu senden, wobei sich die zweite Position von der ersten Position unterscheidet, und ein Mittel zum Analysieren der Geschwindigkeit, um eine Geschwindigkeit und eine Ankunftsrichtung eines Zielobjekts, das während der Sendezeitsequenzstruktur identifiziert wird, zu bestimmen.
  • Beispiel 26 umfasst die Vorrichtung von Beispiel 25, wobei die erste Position und die zweite Position über die Sendezeitsequenzstruktur hinweg ungleichmäßig sind und sich innerhalb des ersten Zeitblocks und des zweiten Zeitblocks in Bezug auf andere Sweep-Signale, die während der Sendezeitsequenzstruktur gesendet werden, nicht überlappen.
  • Beispiel 27 umfasst die Vorrichtung von Beispiel 25, wobei das Geschwindigkeitsanalysiermittel ausgebildet ist, eine maximale eindeutige Doppler-Verschiebung für die Sendezeitsequenzstruktur basierend auf einer Anzahl von Blöcken und einer Anzahl von Sendeantennen in der Sendezeitsequenzstruktur zu bestimmen.
  • Beispiel 28 umfasst die Vorrichtung von Beispiel 27, wobei das Geschwindigkeitsanalysiermittel ausgebildet ist, eine maximale eindeutige Doppler-Geschwindigkeit für die Sendezeitsequenzstruktur zu erweitern.
  • Beispiel 29 umfasst die Vorrichtung von Beispiel 28, wobei das Geschwindigkeitsanalysiermittel ausgebildet ist, ein Spektralfenster für die Sendezeitsequenzstruktur basierend auf einer Anzahl von Sweep-Signalen in der Sendezeitsequenzstruktur zu bestimmen.
  • Beispiel 30 umfasst die Vorrichtung von Beispiel 29, wobei das Geschwindigkeitsanalysiermittel ausgebildet ist, ein Signalmodell für die Sendezeitsequenzstruktur basierend auf dem Spektralfenster zu bestimmen.
  • Beispiel 31 umfasst die Vorrichtung von Beispiel 30, wobei das Geschwindigkeitsanalysiermittel ausgebildet ist, eine iterative adaptive Verarbeitung des Signalmodells auszuführen, um Doppler-Spektralkomponenten für das Zielobjekt zu bestimmen.
  • Beispiel 32 umfasst die Vorrichtung von Beispiel 31, wobei das Geschwindigkeitsanalysiermittel ausgebildet ist, die eindeutige Doppler-Geschwindigkeit und die Ankunftsrichtung basierend auf den Doppler-Spektralkomponenten zu bestimmen.
  • Obgleich bestimmte beispielhafte Verfahren, Vorrichtungen und Fertigungsartikel hier offenbart wurden, ist der Schutzbereich der Abdeckung dieses Patents nicht darauf beschränkt. Vielmehr deckt dieses Patent alle Verfahren, Vorrichtungen und Fertigungsartikel ab, die einigermaßen in den Schutzbereich der Ansprüche dieses Patents fallen.
  • Die folgenden Ansprüche sind hiermit durch diesen Verweis in diese detaillierte Beschreibung aufgenommen, wobei jeder Anspruch als getrenntes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung für sich steht.

Claims (25)

  1. Eine Vorrichtung, umfassend: einen Sender, um: ein erstes Sweep-Signal an einer ersten Position in einem ersten Zeitblock während einer Sendezeitsequenzstruktur zu senden; ein zweites Sweep-Signal an einer zweiten Position in einem zweiten Zeitblock während der Sendezeitsequenzstruktur zu senden, wobei sich die zweite Position von der ersten Position unterscheidet; und einen Geschwindigkeitsanalysator, um eine Geschwindigkeit und eine Ankunftsrichtung eines Zielobjekts, das während der Sendezeitsequenzstruktur identifiziert wird, zu bestimmen.
  2. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die erste Position und die zweite Position über die Sendezeitsequenzstruktur hinweg ungleichmäßig sind und sich innerhalb des ersten Zeitblocks und des zweiten Zeitblocks in Bezug auf andere Sweep-Signale, die während der Sendezeitsequenzstruktur gesendet werden, nicht überlappen.
  3. Die Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Geschwindigkeitsanalysator ausgebildet ist, eine maximale eindeutige Doppler-Verschiebung für die Sendezeitsequenzstruktur basierend auf einer Anzahl von Blöcken und einer Anzahl von Sendeantennen in der Sendezeitsequenzstruktur zu bestimmen.
  4. Die Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-3, wobei der Geschwindigkeitsanalysator ausgebildet ist, ein Spektralfenster für die Sendezeitsequenzstruktur basierend auf einer Anzahl von Sweep-Signalen in der Sendezeitsequenzstruktur zu bestimmen.
  5. Die Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-4, wobei der Geschwindigkeitsanalysator ausgebildet ist, ein Signalmodell für die Sendezeitsequenzstruktur basierend auf dem Spektralfenster zu bestimmen.
  6. Die Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-5, wobei der Geschwindigkeitsanalysator ausgebildet ist, eine iterative adaptive Verarbeitung des Signalmodells auszuführen, um Doppler-Spektralkomponenten für das Zielobjekt zu bestimmen.
  7. Die Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-6, wobei der Geschwindigkeitsanalysator ausgebildet ist, die maximale eindeutige Doppler-Geschwindigkeit und die Ankunftsrichtung basierend auf den Doppler-Spektralkomponenten zu bestimmen.
  8. Ein nichtflüchtiges computerlesbares Medium, das Anweisungen umfasst, die bei Ausführung verursachen, dass eine Maschine zumindest: ein erstes Sweep-Signal von einer ersten Sendeantenne an einer ersten Position in einem ersten Zeitblock während einer Sendezeitsequenzstruktur sendet; ein zweites Sweep-Signal von der ersten Sendeantenne an einer zweiten Position in einem zweiten Zeitblock während der Sendezeitsequenzstruktur sendet, wobei sich die zweite Position von der ersten Position unterscheidet; und eine Geschwindigkeit und eine Ankunftsrichtung eines Zielobjekts, das während der Sendezeitsequenzstruktur identifiziert wird, bestimmt.
  9. Das nichtflüchtige computerlesbare Medium gemäß Anspruch 8, wobei die Anweisungen ferner verursachen, dass die Maschine eine maximale eindeutige Doppler-Verschiebung für die Sendezeitsequenzstruktur basierend auf einer Anzahl von Blöcken und einer Anzahl von Sendeantennen in der Sendezeitsequenzstruktur bestimmt.
  10. Das nichtflüchtige computerlesbare Medium gemäß einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei die Anweisungen ferner verursachen, dass die Maschine ein Spektralfenster für die Sendezeitsequenzstruktur basierend auf einer Anzahl von Sweep-Signalen in der Sendezeitsequenzstruktur bestimmt.
  11. Das nichtflüchtige computerlesbare Medium gemäß einem der Ansprüche 8-10, wobei die Anweisungen ferner verursachen, dass die Maschine ein Signalmodell für die Sendezeitsequenzstruktur basierend auf dem Spektralfenster bestimmt.
  12. Das nichtflüchtige computerlesbare Medium gemäß einem der Ansprüche 8-11, wobei die Anweisungen ferner verursachen, dass die Maschine eine iterative adaptive Verarbeitung des Signalmodells auszuführt, um Doppler-Spektralkomponenten für das Zielobjekt zu bestimmen.
  13. Das nichtflüchtige computerlesbare Medium gemäß einem der Ansprüche 8-12, wobei die Anweisungen ferner verursachen, dass die Maschine die maximale eindeutige Doppler-Geschwindigkeit und die Ankunftsrichtung basierend auf den Doppler-Spektralkomponenten bestimmt.
  14. Ein Verfahren, umfassend: Verursachen, durch Ausführen einer Anweisung mit einem Prozessor, einer Übertragung eines ersten Sweep-Signals von einer ersten Sendeantenne an einer ersten Position in einem ersten Zeitblock während einer Sendezeitsequenzstruktur; Verursachen, durch Ausführen einer Anweisung mit dem Prozessor, einer Übertragung eines zweiten Sweep-Signals von der ersten Sendeantenne an einer zweiten Position in einem zweiten Zeitblock während der Sendezeitsequenzstruktur, wobei sich die zweite Position von der ersten Position unterscheidet; und Bestimmen, durch Ausführung einer Anweisung mit dem Prozessor, einer Geschwindigkeit und einer Ankunftsrichtung eines Zielobjekts, das während der Sendezeitsequenzstruktur identifiziert wird.
  15. Das Verfahren gemäß Anspruch 14, ferner umfassend ein Bestimmen einer maximalen eindeutigen Doppler-Verschiebung für die Sendezeitsequenzstruktur basierend auf einer Anzahl von Blöcken und einer Anzahl von Sendeantennen in der Sendezeitsequenzstruktur.
  16. Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 oder 15, ferner umfassend ein Bestimmen eines Spektralfensters für die Sendezeitsequenzstruktur basierend auf einer Anzahl von Sweep-Signalen in der Sendezeitsequenzstruktur.
  17. Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14-16, ferner umfassend ein Bestimmen eines Signalmodells für die Sendezeitsequenzstruktur basierend auf dem Spektralfenster.
  18. Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14-17, ferner umfassend ein Ausführen einer iterativen adaptiven Verarbeitung des Signalmodells, um Doppler-Spektralkomponenten für das Zielobjekt zu bestimmen.
  19. Das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14-18, ferner umfassend ein Bestimmen der maximalen eindeutigen Doppler-Geschwindigkeit und der Ankunftsrichtung basierend auf den Doppler-Spektralkomponenten.
  20. Eine Vorrichtung, umfassend: Mittel zum Senden, um: ein erstes Sweep-Signal von einer ersten Sendeantenne an einer ersten Position in einem ersten Zeitblock während einer Sendezeitsequenzstruktur zu senden; ein zweites Sweep-Signal von der ersten Sendeantenne an einer zweiten Position in einem zweiten Zeitblock während der Sendezeitsequenzstruktur zu senden, wobei sich die zweite Position von der ersten Position unterscheidet; und Mittel zum Analysieren einer Geschwindigkeit, um eine Geschwindigkeit und eine Ankunftsrichtung eines Zielobjekts, das während der Sendezeitsequenzstruktur identifiziert wird, zu bestimmen.
  21. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 20, wobei das Geschwindigkeitsanalysiermittel ausgebildet ist, eine maximale eindeutige Doppler-Verschiebung für die Sendezeitsequenzstruktur basierend auf einer Anzahl von Blöcken und einer Anzahl von Sendeantennen in der Sendezeitsequenzstruktur zu bestimmen.
  22. Die Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 20 oder 21, wobei das Geschwindigkeitsanalysiermittel ausgebildet ist, ein Spektralfenster für die Sendezeitsequenzstruktur basierend auf einer Anzahl von Sweep-Signalen in der Sendezeitsequenzstruktur zu bestimmen.
  23. Die Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 20-22, wobei das Geschwindigkeitsanalysiermittel ausgebildet ist, ein Signalmodell für die Sendezeitsequenzstruktur basierend auf dem Spektralfenster zu bestimmen.
  24. Die Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 20-23, wobei das Geschwindigkeitsanalysiermittel ausgebildet ist, eine iterative adaptive Verarbeitung des Signalmodells auszuführen, um Doppler-Spektralkomponenten für das Zielobjekt zu bestimmen.
  25. Die Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 20-24, wobei das Geschwindigkeitsanalysiermittel ausgebildet ist, die maximale eindeutige Doppler-Geschwindigkeit und die Ankunftsrichtung basierend auf den Doppler-Spektralkomponenten zu bestimmen.
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