KR20220101091A - 레이더 비트 신호 멀티플렉싱 - Google Patents

레이더 비트 신호 멀티플렉싱 Download PDF

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KR20220101091A
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로베르토 리미니
에요시아스 요셉 이마나
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퀄컴 인코포레이티드
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Abstract

레이더 비트 신호들을 멀티플렉싱하기 위한 장치가 개시된다. 예시적인 양태에서, 장치는 레이더 송신 신호를 송신하고 2 이상의 레이더 수신 신호들을 수신하도록 공동으로 구성된 안테나 어레이 및 무선 트랜시버를 포함한다. 2 이상의 레이더 수신 신호들은 물체에 의해 반사되는 레이더 송신 신호의 부분들을 표현한다. 무선 트랜시버는 2 이상의 수신 체인들 및 멀티플렉싱 회로를 갖는 라디오 주파수 집적 회로를 포함한다. 2 이상의 수신 체인들의 각각의 수신 체인은 레이더 송신 신호를 사용하여 2 이상의 레이더 수신 신호들의 각각의 레이더 수신 신호를 하향변환함으로써 레이더 비트 신호를 생성하도록 구성된다. 멀티플렉싱 회로는 2 이상의 수신 체인들에 커플링되고, 복합 레이더 비트 신호를 생성하기 위해 2 이상의 레이더 비트 신호들을 함께 멀티플렉싱하도록 구성된다.

Description

레이더 비트 신호 멀티플렉싱
우선권
본 특허 출원은 2019년 11월 26일자로 출원된 “MULTIPLEXING RADAR BEAT SIGNALS” 라는 제목의 정규 출원 제 16/696,550 호에 대해 우선권을 주장하고, 이는 본원의 양수인에게 양도되고 이에 의해 본원에 참조에 의해 명시적으로 통합된다.
기술 분야
본 개시는 일반적으로 무선 트랜시버들에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 레이더 신호들을 위한 무선 트랜시버에 관한 것이다.
배경
송신 레이트들 및 스루풋을 증가시키기 위해, 셀룰러 및 다른 무선 네트워크들은 더 높은 주파수들 및 더 작은 파장들을 갖는 신호들을 사용하고 있다. 일 예로서, 5 세대 (5G) 가능 디바이스들은 밀리미터 파장들의 또는 그 근처의 파장들을 갖는 극고 주파수(EHF) 스펙트럼의 또는 그 근처의 주파수들을 포함하는 주파수들(예를 들어, 24기가헤르츠(GHz)보다 큰 주파수들)을 사용하여 네트워크들과 통신한다. 이들 신호들은 무선 통신의 이전 세대들에 대한 신호들에 비해 더 높은 경로 손실과 같은 다양한 기술적 과제들을 갖는다. 특정 시나리오들에서, 5G 무선 신호가 이러한 더 높은 주파수들에서 셀룰러 통신들을 실현가능하게 하기에 충분히 멀리 이동하는 것이 어려울 수 있다.
더 높은 경로 손실을 보상하기 위해 송신 전력 레벨들이 증가될 수 있거나 송신 빔포밍은 특정 방향으로 에너지를 집중시킬 수 있다. 그러나, 이러한 유형들의 보상 기법들은 전력 밀도를 증가시킨다. 연방 통신 위원회(FCC)는 이러한 더 높은 전력 밀도를 수용하기 위해 최대 허용 노출(MPE) 한계를 결정하였다. 이 MPE 제한에 기초한 목표된 지침을 충족하기 위해, 디바이스들은 송신 전력 및 다른 고려사항들과 성능 균형을 맞춘다. 이러한 밸런싱 작업은 주어진 비용, 사이즈, 기능적 설계 목표들 및/또는 관련된 제약들을 실현하는 데 어려움을 겪을 수 있다.
요약
물체 (object) 식별 및/또는 레인징을 더 포함할 수 있는, 물체 검출을 위해 사용될 수 있는 레이더 비트 신호들 (radar beat signals) 을 멀티플렉싱하는 기술들을 구현하는 장치가 개시된다. 예시적인 구현들에서, 무선 트랜시버는 라디오 주파수 집적 회로, 프로세서, 및 인터페이스 회로를 포함한다. 인터페이스 회로는 라디오 주파수 집적 회로를 프로세서에 커플링하고, 제한된 대역폭을 가질 수도 있는 적어도 하나의 통신 경로를 포함한다. 라디오 주파수 집적 회로 (radio-frequency integrated circuit) 는 레이더 송신 신호를 사용하여 다수의 레이더 수신 신호들을 하향변환함으로써 각각의 레이더 비트 신호들을 생성하는 다수의 수신 체인들 (receive chains) 을 포함한다. 레이더 송신 신호의 사용을 통해, 하향변환 동작은 비팅 동작 (beating operation) 을 구현하고, 레이더 비트 신호들의 대역폭들은 레이더 수신 신호들의 대역폭들보다 좁다.
라디오 주파수 집적 회로 내에 배치될 수도 있는 멀티플렉싱 회로는 레이더 비트 신호들을 함께 멀티플렉싱함으로써 적어도 하나의 복합 레이더 비트 신호 (composite radar beat signal) 를 생성한다. 멀티플렉싱 회로는 예를 들어, 아날로그 주파수 분할 멀티플렉싱 (FDM), 디지털 주파수 분할 멀티플렉싱, 코드 분할 멀티플렉싱 (CDM), 디지털 시간 분할 멀티플렉싱 (TDM), 또는 디지털 비트 패킹을 사용할 수도 있다. 일부 구현들에서, 멀티플렉싱 회로는 비트 신호들의 스펙트럼 콘텐츠의 희소성 (sparsity) 으로 인해 아날로그-대-디지털 변환기의 샘플링 레이트를 감소시키기 위해 서브-나이퀴스트 샘플링 (sub-Nyquist sampling) 을 수행한다. 멀티플렉싱 회로는 또한 복합 레이더 비트 신호의 대역폭이 인터페이스 회로의 대역폭보다 좁도록 복합 레이더 비트 신호를 생성할 수 있다. 복합 레이더 비트 신호로, 인터페이스 회로는 리소스 제약된 통신 경로의 경우에도 라디오 주파수 집적 회로로부터 프로세서로 병렬로 다수의 레이더 비트 신호들을 전달할 수 있다.
디멀티플렉싱 회로는 예를 들어 프로세서에 의해 구현되고, 복합 레이더 비트 신호를 디멀티플렉싱하여 레이더 비트 신호들을 추출한다. 실례로, 물체 검출 또는 식별 목적들을 위해, 프로세서는 공간 응답 (spatial response) 을 생성하기 위해 레이더 비트 신호들을 처리하는 디지털 빔포머 (beamformer) 를 구현한다. 공간 응답을 분석함으로써, 프로세서는 레이더 송신 신호를 반사한 물체에 대한 각도를 결정할 수 있다. 결정된 각도에 기초하여, 무선 트랜시버는 후속 업링크 신호를 송신하기 위해 사용되는 송신 파라미터를 조정할 수 있다. 송신 파라미터를 조정함으로써, 프로세서는 물체에서 업링크 신호의 전력 밀도 (power density) 를 제어하고 목표된 가이드라인들을 충족시킬 수 있다.
예시적인 양태에서, 레이더 비트 신호들을 멀티플렉싱하기 위한 장치가 개시된다. 장치는 안테나 어레이 및 그 안테나 어레이에 커플링된 무선 트랜시버를 포함한다. 안테나 어레이 및 무선 트랜시버는 레이더 송신 신호를 송신하고 2 이상의 레이더 수신 신호들을 수신하도록 공동으로 구성된다. 2 이상의 레이더 수신 신호들은 물체에 의해 반사되는 레이더 송신 신호의 부분들을 표현한다. 무선 트랜시버는 2개 이상의 수신 체인들을 갖는 라디오 주파수 집적 회로 및 멀티플렉싱 회로를 포함한다. 2 이상의 수신 체인들 중 각각의 수신 체인은 레이더 송신 신호를 사용하여 2 이상의 레이더 수신 신호들 중 각각의 레이더 수신 신호를 하향변환함으로써 레이더 비트 신호를 생성하도록 구성된다. 멀티플렉싱 회로는 2 이상의 수신 체인들에 커플링되고, 복합 레이더 비트 신호를 생성하기 위해 레이더 비트 신호들을 함께 멀티플렉싱하도록 구성된다.
예시적인 양태에서, 레이더 비트 신호들을 멀티플렉싱하기 위한 장치가 개시된다. 장치는 레이더 송신 신호를 송신하기 위한 송신 수단 및 2 이상의 레이더 수신 신호들을 수신하기 위한 수신 수단을 포함한다. 2 이상의 레이더 수신 신호들은 물체에 의해 반사되는 레이더 송신 신호의 부분들을 표현한다. 장치는 또한 레이더 송신 신호를 사용하여 2 이상의 레이더 수신 신호들을 하향변환함으로써 2 이상의 레이더 비트 신호들을 생성하기 위한 하향변환 수단을 포함한다. 장치는 2 이상의 레이더 비트 신호들을 함께 멀티플렉싱함으로써 복합 레이더 비트 신호를 생성하기 위한 멀티플렉싱 수단을 더 포함한다.
예시적인 양태에서, 리소스-제약된 인터페이스 회로를 가로지르는 전파 (propagation) 를 용이하게 하기 위해 레이더 비트 신호들을 멀티플렉싱하기 위한 방법이 개시된다. 방법은 레이더 송신 신호를 송신하는 단계 및 2 이상의 레이더 수신 신호들을 수신하는 단계를 포함한다. 2 이상의 레이더 수신 신호들은 물체에 의해 반사되는 레이더 송신 신호의 부분들을 표현한다. 방법은 또한 2 이상의 레이더 비트 신호들을 생성하기 위해 레이더 송신 신호를 사용하여 2 이상의 레이더 수신 신호들을 하향변환하는 단계를 포함한다. 방법은, 복합 레이더 비트 신호를 생성하기 위해 2 이상의 레이더 비트 신호들을 함께 멀티플렉싱하는 단계, 및 복합 레이더 비트 신호를 리소스-제약된 인터페이스 회로를 가로질러 전파시키는 단계를 더 포함한다.
예시적인 양태에서, 레이더 비트 신호들을 멀티플렉싱하기 위한 장치가 개시된다. 장치는 송신 체인, 2 이상의 수신 체인들, 및 멀티플렉싱 회로를 포함하는 라디오 주파수 집적 회로를 갖는 무선 트랜시버를 포함한다. 라디오 주파수 집적 회로는 안테나 어레이에 연결되도록 구성된다. 송신 체인은 상향변환 믹서를 포함한다. 2 이상의 수신 체인들은 각각 상향변환 믹서의 출력에 커플링된 입력을 갖는 하향변환 믹서를 포함한다. 멀티플렉싱 회로는 2개 이상의 하향변환 믹서들의 출력들에 커플링된다.
도면들의 간단한 설명
도 1은 레이더 비트 신호들을 멀티플렉싱하기 위한 예시적인 컴퓨팅 디바이스를 나타낸다.
도 2a는 컴퓨팅 디바이스에 대한 예시적인 동작 환경을 나타낸다.
도 2b는 컴퓨팅 디바이스에 대한 다른 예시적인 동작 환경을 나타낸다.
도 3은 컴퓨팅 디바이스에 대한 예시적인 시퀀스 흐름도를 나타낸다.
도 4는 프로세서, 라디오 주파수 집적 회로, 및 멀티플렉싱 회로를 포함하는 레이더 비트 신호들을 멀티플렉싱하기 위한 예시적인 무선 트랜시버를 나타낸다.
도 5a은 레이더 비트 신호들을 멀티플렉싱하기 위한 예시적인 라디오 주파수 집적 회로를 나타낸다.
도 5b는 레이더 비트 신호들의 멀티플렉싱을 지원하는 예시적인 프로세서를 나타낸다.
도 6은 레이더 비트 신호들을 멀티플렉싱하기 위한 멀티플렉싱 회로들의 상이한 예시적인 타입들을 나타낸다.
도 7a은 레이더 비트 신호들을 멀티플렉싱하기 위한 예시적인 아날로그 주파수 분할 멀티플렉싱 회로를 나타낸다.
도 7b는 레이더 비트 신호들을 멀티플렉싱하기 위한 예시적인 디지털 주파수 분할 멀티플렉싱 회로를 나타낸다.
도 8은 레이더 비트 신호들을 멀티플렉싱하기 위한 예시적인 코드-분할 멀티플렉싱 회로를 나타낸다.
도 9a는 레이더 비트 신호들을 멀티플렉싱하기 위한 예시적인 디지털 시간 분할 멀티플렉싱 회로를 나타낸다.
도 9b는 레이더 비트 신호들을 멀티플렉싱하기 위한 예시적인 디지털 패킹 회로를 나타낸다.
도 10은 레이더 비트 신호들을 멀티플렉싱하기 위한 예시적인 프로세스를 나타내는 흐름도이다.
상세한 설명
고주파수 및 소파장 통신의 구현들은 연방 통신 위원회의 최대 허용 노출 한계 (예를 들어, FCC의 MPE 한계) 를 충족시킬 필요성과 성능 균형을 맞출 수도 있다. 이러한 밸런싱을 적절하게 수행하는 디바이스들은 5G 및 Wi-Fi 6TM 무선 통신들에 의해 인에이블되는 것들과 같은 증가된 데이터 레이트들의 이점을 취할 수도 있다. MPE 제한은 디바이스의 안테나에 대한 사용자의 근접도에 의해 영향을 받기 때문에, FCC의 MPE 한계 내에 있으면서 무선 성능을 향상시키기 위해 디바이스에 대한 사용자의 근접을 검출하기 위해 본 문서에 설명된 기술들이 사용될 수 있다. 검출된 근접도에 기초하여, 디바이스는 MPE 제한을 충족시키기 위한 요건과 송신된 무선 신호들의 전력 밀도를 밸런싱할 수 있다. 그 결과, 디바이스는 더 높은 평균 전력 레벨들을 갖는 무선 신호들을 송신하도록 허용되며, 이는 무선 신호들이 스마트폰과 원격 셀룰러 기지국 사이와 같이 더 멀리 이동할 수 있게 한다.
일부 근접도-검출 기술들은 카메라 또는 적외선 센서와 같이 사용자를 검출하기 위해 전용 센서를 사용한다. 그러나 이러한 센서들은 부피가 크거나 고가일 수 있다. 또한, 단일 전자 디바이스는 상이한 표면들 상에 (예를 들어, 상부 측에, 하부 측에, 전방 측에, 또는 대향 측들에) 포지셔닝되는 다수의 안테나들을 포함할 수 있다. 이들 안테나들 각각을 고려하기 위해, 다수의 카메라들 또는 다른 센서들이 이들 안테나들 각각 근처에 설치될 필요가 있을 수도 있으며, 이는 전자 디바이스의 비용 및 사이즈를 더 증가시킨다.
본 명세서에 설명된 기술들은 무선 통신에 더하여 레이더 감지를 수행하기 위해 무선 트랜시버를 사용한다. 레이더 감지를 사용하여, 근처의 물체 (예를 들어, 사용자의 부속물) 가 검출될 수 있고, 무선 통신을 위한 후속 업링크 신호의 송신 파라미터들은 FCC에 의해 결정된 MPE 제한과 같은 목표된 가이드라인들을 충족시키도록 조정될 수 있다. 특히, 무선 트랜시버는 물체까지의 거리 (예를 들어, 경사 범위) 를 결정하고 그 물체까지의 거리에 기초하여 업링크 신호의 전력 밀도를 조정하기 위해 레이더 감지를 사용할 수 있다.
물체에서의 전력 밀도를 감소시키기 위해, 다음의 업링크 신호가 물체로부터 멀어지게 스티어링될 수 있도록, 물체에 대한 각도를 결정하는 것이 또한 바람직하다. 그러나, 무선 트랜시버의 설계는 레이더 감지를 통해 이 각도를 결정하는 것을 어렵게 할 수 있다. 무선 트랜시버가 아날로그 위상 시프터들을 사용하여 아날로그 빔포밍을 수행하는 경우, 실례로, 이들 아날로그 위상 시프터들은 레이더 감지를 위한 타겟 각도 분해능을 달성하기에 충분한 비트 분해능들을 갖지 않을 수도 있다.
아날로그 빔포밍을 사용하는 것에 더하여 또는 그 대신에, 디지털 빔포밍이 물체에 대한 각도를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 일반적으로, 디지털 빔포밍은 수신된 신호의 도달 각도를 결정하기 위해 디지털 도메인에서 다수의 수신 안테나 엘리먼트들에 걸친 위상 회전들을 분석한다. 그러나, 무선 트랜시버의 설계는 디지털 빔포밍을 위해 다수의 수신 체인들로부터 프로세서 (예를 들어, 모뎀 또는 디지털 신호 프로세서) 로 정보를 전달하는 것을 어렵게 할 수도 있다. 예를 들어, 라디오 주파수 집적 회로와 프로세서 사이의 인터페이스는 신호를 수신하는 안테나들이 있는 것보다 수신을 위한 하나 더 적은 통신 경로들 (예를 들어, 전기적 커넥터들) 을 포함할 수 있다. 수신을 위해, 하나를 포함하는 제한된 양의 통신 경로들을 사용하는 것이 무선 트랜시버 내의 간섭 및 노이즈를 감소시키고 구현 영역을 감소시킬 수 있지만, 이는 다수의 수신 체인들과 연관된 다수의 수신 신호들의 병렬 전파를 용이하게 지원하지 않는다. 또한, 전기적 커넥터(들)의 대역폭은 수신된 레이더 신호의 대역폭보다 작을 수 있다. 이와 같이, 디지털 빔포밍 또는 검출된 물체의 분류와 같은 기술들에 대해 레이더 감지 동안 안테나 어레이의 상이한 안테나 엘리먼트들과 연관된 개별 레이더 신호들을 통과시키는 것이 훨씬 더 어려울 수 있다.
이러한 도전을 해결하기 위해, 물체 검출을 위해 사용될 수 있는 레이더 비트 신호들을 멀티플렉싱하는 기술들이 본 명세서에 설명된다. 물체 검출 (object detection) 은 물체 식별 및/또는 레인징 (ranging) 을 더 포함할 수 있다. 예시적인 구현들에서, 무선 트랜시버는 라디오 주파수 집적 회로, 프로세서, 및 인터페이스 회로를 포함한다. 인터페이스 회로는 라디오 주파수 집적 회로를 프로세서에 커플링하고, 제한된 대역폭을 가질 수도 있는 적어도 하나의 통신 경로를 포함한다. 라디오 주파수 집적 회로는 레이더 송신 신호를 사용하여 다수의 레이더 수신 신호들을 하향변환함으로써 각각의 레이더 비트 신호들을 생성하는 다수의 수신 체인들을 포함한다. 레이더 송신 신호의 사용을 통해, 하향변환 동작은 비팅 동작을 구현하고, 레이더 비트 신호들의 대역폭들은 레이더 수신 신호들의 대역폭들보다 좁다.
라디오 주파수 집적 회로 내에 배치될 수도 있는 멀티플렉싱 회로는 레이더 비트 신호들을 함께 멀티플렉싱함으로써 적어도 하나의 복합 레이더 비트 신호를 생성한다. 멀티플렉싱 회로는 예를 들어, 아날로그 주파수 분할 멀티플렉싱 (FDM), 디지털 주파수 분할 멀티플렉싱, 코드 분할 멀티플렉싱 (CDM), 디지털 시간 분할 멀티플렉싱 (TDM), 또는 디지털 비트 패킹을 사용할 수도 있다. 일부 구현들에서, 멀티플렉싱 회로는 비트 신호들의 스펙트럼 콘텐츠의 희소성으로 인해 아날로그-대-디지털 변환기의 샘플링 레이트를 감소시키기 위해 서브-나이퀴스트 샘플링을 수행한다. 멀티플렉싱 회로는 또한 복합 레이더 비트 신호의 대역폭이 인터페이스 회로의 대역폭보다 좁도록 복합 레이더 비트 신호를 생성할 수 있다. 복합 레이더 비트 신호로, 인터페이스 회로는 리소스 제약된 통신 경로의 경우에도 라디오 주파수 집적 회로로부터 프로세서로 병렬로 다수의 레이더 비트 신호들을 전달할 수 있다.
디멀티플렉싱 회로는 예를 들어 프로세서에 의해 구현되고, 복합 레이더 비트 신호를 디멀티플렉싱하여 레이더 비트 신호들을 추출한다. 물체 검출 목적들을 위해, 프로세서는 공간 응답을 생성하기 위해 레이더 비트 신호들을 프로세싱하는 디지털 빔포머를 구현한다. 공간 응답을 분석함으로써, 프로세서는 레이더 송신 신호를 반사한 물체에 대한 각도를 결정할 수 있다. 결정된 각도에 기초하여, 무선 트랜시버는 후속 업링크 신호를 송신하기 위해 사용되는 송신 파라미터를 조정할 수 있다. 송신 파라미터를 조정함으로써, 프로세서는 물체에서 업링크 신호의 전력 밀도를 제어하고 목표된 가이드라인들을 충족시킬 수 있다.
도 1은 레이더 비트 신호들을 멀티플렉싱하기 위한 예시적인 컴퓨팅 디바이스(100)를 나타낸다. 환경(100)에서, 컴퓨팅 디바이스(102)는 무선 통신 링크(106)(무선 링크(106))를 통해 기지국(104)과 통신한다. 이 예에서, 컴퓨팅 디바이스(102)는 스마트 폰으로서 묘사된다. 그러나, 컴퓨팅 디바이스(102)는 모뎀, 셀룰러 기지국, 광대역 라우터, 액세스 포인트, 셀룰러 폰, 게이밍 디바이스, 내비게이션 디바이스, 미디어 디바이스, 랩톱 컴퓨터, 데스크톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 웨어러블 컴퓨터, 서버, 네트워크-부착된 스토리지 (NAS) 디바이스, 스마트 기기 또는 다른 사물 인터넷 (IoT) 디바이스, 의료 디바이스, 차량 기반 통신 시스템, 레이더, 라디오 장치 등과 같은 임의의 적합한 컴퓨팅 또는 전자 디바이스로서 구현될 수 있다.
기지국(104)은 임의의 적절한 타입의 무선 링크로서 구현될 수 있는 무선 링크(106)를 통해 컴퓨팅 디바이스(102)와 통신한다. 셀룰러 네트워크의 타워로서 도시되었지만, 기지국(104)은 위성, 서버 디바이스, 지상 텔레비전 방송 타워, 액세스 포인트, 피어-투-피어 디바이스, 메시 네트워크 노드 등과 같은 다른 디바이스를 나타내거나 또는 다른 디바이스로서 구현될 수 있다. 따라서, 컴퓨팅 디바이스(102)는 무선 접속, 또는 무선 접속과 유선 접속의 조합을 통해 기지국(104) 또는 다른 디바이스와 통신할 수 있다.
무선 링크(106)는 기지국(104)으로부터 컴퓨팅 디바이스(102)로 통신되는 데이터 또는 제어 정보의 다운링크, 또는 컴퓨팅 디바이스(102)로부터 기지국(104)으로 통신되는 다른 데이터 또는 제어 정보의 업링크를 포함할 수 있다. 무선 링크(106)는 2세대(2G), 3세대(3G), 4세대(4G), 또는 5세대(5G) 셀룰러; IEEE 802.11(예를 들어, Wi-FiTM); IEEE 802.15(예를 들어, BluetoothTM); IEEE 802.16(예를 들어, WiMAXTM) 등과 같은 임의의 적합한 통신 프로토콜 또는 표준을 사용하여 구현될 수 있다. 일부 구현들에서, 기지국(104)은 전력 소스이고, 무선 링크(106)는 기지국(104)으로부터 컴퓨팅 디바이스(102)로 전력을 무선으로 제공한다.
도시된 바와 같이, 컴퓨팅 디바이스(102)는 애플리케이션 프로세서(108) 및 컴퓨터 판독가능 저장 매체(110)(CRM(110))를 포함한다. 애플리케이션 프로세서(108)는 CRM(110)에 의해 저장된 프로세서-실행가능 코드를 실행하는 멀티-코어 프로세서와 같은 임의의 타입의 프로세서를 포함할 수 있다. CRM(110)은 휘발성 메모리(예를 들어, 랜덤 액세스 메모리(RAM)), 비휘발성 메모리(예를 들어, 플래시 메모리), 광학 매체, 자기 매체(예를 들어, 디스크) 등과 같은 임의의 적합한 유형의 데이터 저장 매체를 포함할 수 있다. 본 개시의 맥락에서, CRM(110)은 명령들(112), 데이터(114), 및 컴퓨팅 디바이스(102)의 다른 정보를 저장하도록 구현되고, 따라서 일시적인 전파 신호들 또는 반송파들을 포함하지 않는다.
컴퓨팅 디바이스(102)는 또한 입력/출력 포트들(116)(I/O 포트들(116)) 및 디스플레이(118)를 포함할 수 있다. I/O 포트들(116)은 다른 디바이스들, 네트워크들 또는 사용자들과의 데이터 교환 또는 상호작용을 가능하게 한다. I/O 포트들(116)은 직렬 포트(예를 들어, 범용 직렬 버스 (USB) 포트들), 병렬 포트들, 오디오 포트들, 적외선 (IR) 포트emf, 터치 스크린과 같은 사용자 인터페이스 포트들 등을 포함할 수 있다. 디스플레이(118)는 운영 체제, 프로그램 또는 애플리케이션과 연관된 사용자 인터페이스와 같은 컴퓨팅 디바이스(102)의 그래픽을 제시한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 디스플레이(118)는 컴퓨팅 디바이스(102)의 그래픽 콘텐츠가 제시되는 디스플레이 포트 또는 가상 인터페이스로서 구현될 수 있다.
컴퓨팅 디바이스(102)의 무선 트랜시버(120)는 각각의 네트워크들 및 그와 연결된 다른 전자 디바이스들로의 연결성을 제공한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 컴퓨팅 디바이스(102)는 로컬 네트워크, 인트라넷, 또는 인터넷을 통해 통신하기 위한 이더넷 또는 광섬유 인터페이스와 같은 유선 트랜시버를 포함할 수 있다. 무선 트랜시버(120)는 무선 로컬 영역 네트워크(LAN)(WLAN), 피어-투-피어(P2P) 네트워크, 메시 네트워크, 셀룰러 네트워크, 무선 광역 네트워크(WWAN) 및/또는 무선 개인 영역 네트워크(WPAN)와 같은 임의의 적합한 타입의 무선 네트워크를 통한 통신을 용이하게 할 수 있다. 예시적인 환경(100)의 맥락에서, 무선 트랜시버(120)는 컴퓨팅 디바이스(102)가 기지국(104) 및 그와 연결된 네트워크들과 통신할 수 있게 한다. 그러나, 무선 트랜시버(120)는 또한 컴퓨팅 디바이스(102)가 다른 디바이스들 또는 네트워크들과 "직접" 통신하는 것을 가능하게 할 수 있다.
무선 트랜시버(120)는 안테나 어레이(122)를 통해 통신 신호들을 송신 및 수신하기 위한 회로 및 로직을 포함한다. 무선 트랜시버(120)의 컴포넌트들은 통신 신호들을 컨디셔닝하기 위해(예를 들어, 신호들을 생성 또는 프로세싱하기 위해) 증폭기들, 스위치들, 믹서들, 아날로그-대-디지털 변환기들, 필터들 등을 포함할 수 있다. 무선 트랜시버(120)는 또한 합성, 인코딩, 변조, 디코딩, 복조 등과 같은 동위상/직교(I/Q) 동작들을 수행하기 위한 로직을 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 무선 트랜시버(120)의 컴포넌트들은 별개의 수신기 및 송신기 엔티티들로서 구현된다. 추가적으로 또는 대안적으로, 무선 트랜시버(120)는 각각의 수신 및 송신 동작들을 구현하기 위해 다수의 또는 상이한 섹션들(예를 들어, 별개의 송신 및 수신 체인들)을 사용하여 실현될 수 있다. 일반적으로, 무선 트랜시버(120)는 안테나 어레이(122)를 통해 컴퓨팅 디바이스(102)의 데이터를 통신하는 것과 연관된 데이터 및/또는 신호들을 프로세싱한다.
무선 트랜시버(120)는 또한 라디오 주파수 집적 회로(IC)(124), 프로세서(126), 및 인터페이스 회로(128)를 포함한다. 인터페이스 회로(128)는 라디오 주파수 집적 회로(124)를 프로세서(126)에 커플링시킨다. 일부 구현들에서, 인터페이스 회로(128)의 적어도 부분은 리소스 제약된 인터페이스를 포함한다. 리소스-제약된 인터페이스는 무선 트랜시버(120)가 라디오-주파수 집적 회로(124)의 다수의 수신 체인들로부터 프로세서(126)로 독립적이고 병렬적으로(또는 독립적이고 동시에) 정보를 전파하는 것을 방지할 수 있다.
예를 들어, 리소스-제약된 인터페이스는 적어도 2개의 회로들 사이에서 수신 신호들을 전파하는 것을 수반하는 수신 동작들을 핸들링하기 위해 적어도 2개의 회로들 사이에서 제한된 양의 통신 경로들(예를 들어, 제한된 양의 전기적 커넥터들)을 가질 수 있다. 2개의 회로들은 라디오 주파수 집적 회로(124) 및 프로세서(126), 라디오 주파수 집적 회로(124) 및 다른 집적 회로, 또는 다른 집적 회로 및 프로세서(126)를 포함할 수 있다. 제한된 양의 통신 경로들은, 실례로, 디지털 빔포밍을 수행하기 위해 전파될 수신 신호들의 양보다 적을 수 있다. 이러한 경우들에서, 수신 신호들을 독립적으로 병렬로 전파하기에 충분한 통신 경로들이 존재하지 않는다.
추가적으로 또는 대안적으로, 리소스-제약된 인터페이스는 레이더 수신 신호의 대역폭보다 작은 비교적 좁은 대역폭을 가질 수 있다. 일 예로서, 리소스-제약된 인터페이스의 대역폭은 수백 메가헤르츠 (예를 들어, 대략 100 MHz) 정도일 수 있는 한편, 레이더 수신 신호의 대역폭은 기가헤르츠 (GHz) (예를 들어, 1 기가헤르츠 이상) 정도일 수 있다. 이와 같이, 정보 손실 없이 직접 레이더 수신 신호를 독립적으로 전파하기에 충분한 대역폭이 존재하지 않는다. 제한된 양의 통신 경로들 또는 대역폭 제한들로부터 발생하는 이러한 도전들을 해결하기 위해, 레이더 비트 신호들을 멀티플렉싱하기 위한 본 명세서에 설명된 기술들은 다수의 수신 체인들로부터의 정보가 이러한 리소스-제약된 인터페이스를 가로질러 전파하는 것을 가능하게 할 수도 있다.
일부 경우들에서, 인터페이스 회로(128)는 무선 트랜시버(120) 내의 적어도 2개의 회로들 사이의 단일 통신 경로를 포함한다. 이러한 단일 통신 경로를 사용하여, 인터페이스 회로(128)는 송신을 위한 신호, 수신된 신호, 및 제어 정보를 전달할 수 있다. 일부 구현들에서, 제어 정보는 송신을 위한 신호 또는 수신된 신호가 통신 경로를 통해 전파되는 것과 동일한 시간 동안 통신 경로를 통해 전파된다. 인터페이스 회로(128)는 직렬 인터페이스를 포함할 수 있고, 프로세서(126)로부터 무선 트랜시버(120) 내의 다른 회로로 직렬 인터페이스를 가로질러 제어 정보를 전달하기 위해 맨체스터 인코딩 및 디코딩을 사용할 수 있다.
인터페이스 회로(128)는 기저대역 집적 회로 및/또는 중간 주파수 집적 회로와 같은 다른 집적 회로들을 포함할 수 있다. 기저대역 집적 회로는 디지털 도메인과 아날로그 도메인 사이에서 기저대역 신호들을 변환하는 디지털-대-아날로그 변환기들 및 아날로그-대-디지털 변환기들을 포함할 수 있다. 중간-주파수 집적 회로는 기저대역 신호들을 중간 주파수로 상향변환하는 또는 중간-주파수 신호들을 기저대역으로 하향변환하는 믹서들을 포함할 수 있다. 중간 주파수는 대략 5 내지 15 GHz 사이와 같이 수 GHz 정도일 수 있다.
라디오 주파수 집적회로(124)는 기저대역 신호들 또는 중간 주파수 신호들을 라디오 주파수로 상향 변환하고, 라디오 주파수 신호들을 기저대역 또는 중간 주파수로 하향 변환한다. 라디오 주파수는, 대략 24 내지 39 GHz, 또는 그 이상의 주파수들(예를 들어, 57-66 GHz, 71-86 GHz, 또는 그 사이의 주파수들 또는 그 이상의 주파수들)과 같은, 극고 주파수 스펙트럼의 주파수들을 포함할 수 있다. 라디오 주파수 집적 회로(124)는 (도 5a에 도시된 바와 같이) 다수의 수신 체인들 및 멀티플렉싱 회로(130)를 포함한다. 복수의 수신 체인들은 다수의 레이더 수신 신호들을 수신하고, 레이더 송신 신호를 사용하여 레이더 수신 신호들을 하향변환함으로써 다수의 레이더 비트 신호들을 생성하는 비팅 동작을 수행한다.
멀티플렉싱 회로(130)는 레이더 비트 신호들을 함께 멀티플렉싱하여 적어도 하나의 복합 레이더 비트 신호를 생성한다. 복합 레이더 비트 신호를 인터페이스 회로(128)에 제공함으로써, 인터페이스 회로(128)는 레이더 비트 신호들을 라디오 주파수 집적 회로(124)로부터 프로세서(126)로 병렬로 전파할 수 있다. 일반적으로, 멀티플렉싱 회로(130)는 다수의 수신 체인들을 통해 전파하는 각각의 수신 신호들을 하나 이상의 복합 신호들로 결합한다. 레이더 비트 신호들에 대해 설명되었지만, 멀티플렉싱 회로(130)는 또한 다수의 다운링크 신호들을 함께 멀티플렉싱하고 무선 통신 동안 디지털 빔포밍을 지원하기 위해 사용될 수 있다. 대안적으로, 멀티플렉싱 회로(130)는 무선 통신 동안 바이패스될 수 있다.
모뎀 또는 디지털 신호 프로세서를 포함할 수 있는 프로세서(126)는 무선 트랜시버(120) 내에 또는 그로부터 분리되어 구현될 수 있다. 명시적으로 도시되지는 않았지만, 프로세서 (126) 는 CRM (110) 의 부분을 포함할 수 있거나 또는 컴퓨터 판독가능 명령들을 획득하기 위해 CRM (110)에 액세스할 수 있다. 프로세서(126)는 무선 트랜시버(120)를 제어하여 무선 통신 및 물체 검출이 수행될 수 있도록 한다. 물체 검출을 위해, 프로세서(126)는 물체의 근접도(예컨대, 기울기 범위) 또는 물체의 각도 포지션을 결정할 수 있다. 프로세서(126)는 송신을 위해 무선 트랜시버(120)에 통신 데이터를 제공할 수 있다. 프로세서(126)는 또한 무선 트랜시버(120)로부터 수용된 신호의 기저대역 버전을 프로세싱하여 데이터를 생성할 수 있으며, 이는 무선 통신 또는 물체 검출을 위해 통신 인터페이스를 통해 컴퓨팅 디바이스(102)의 다른 부분들에 제공될 수 있다.
일반적으로, 프로세서(126)는 무선 트랜시버(120)의 동작 모드를 제어하거나 활성 동작 모드에 대한 지식을 가질 수 있다. 동작 모드들의 상이한 타입들은 물체 검출 모드, 무선 통신 모드, 상이한 트랜시버 모드들 (예를 들어, 송신 모드 또는 수신 모드), 상이한 전력 모드들 (예를 들어, 저전력 모드 또는 고전력 모드), 상이한 리소스 제어 상태들 (예를 들어, 접속 모드, 비활성 모드, 또는 유휴 모드), 상이한 변조 모드들 (예를 들어, 직교 위상 시프트 키잉 (QPSK) 모드들과 같은 저차 변조 모드 또는 64 직교 진폭 변조 (QAM) 또는 256 QAM 과 같은 고차 변조 모드들) 등을 포함할 수 있다. 추가적으로, 프로세서 (126) 는 무선 트랜시버 (120) 의 하나 이상의 송신 파라미터들을 조정할 수 있다.
프로세서(126)는 아날로그-대-디지털 변환, 디지털-대-아날로그 변환, 이득 정정, 스큐 정정, 주파수 변환, 디멀티플렉싱, 디지털 빔포밍, MPE 기술 등을 포함할 수 있는 하이-레이트 샘플링 프로세스들을 수행하기 위해 기저대역 회로를 포함할 수 있다. 도 1에서, 프로세서(126)는 디멀티플렉싱 회로(132) 및 디지털 빔포머(134)를 포함한다. 디멀티플렉싱 회로(132)는 복합 레이더 비트 신호를 디멀티플렉싱하여 레이더 비트 신호들을 추출한다.
디지털 빔포머(134)는 레이더 비트 신호들을 프로세싱하여 공간 응답을 생성한다. 일반적으로 말하면, 디지털 빔포머(134)는 무선 트랜시버(120)의 다른 회로들 내에서 이용가능한 제한된 공간으로 인해 프로세서(126)에 의해 구현된다. 그러나, 다른 구현들은 무선 트랜시버(120)의 다른 회로 내에 디지털 빔포머(134)를 통합할 수 있다. 라디오 주파수 집적 회로(124)가 디지털 빔포머(134)를 구현하기에 충분한 프로세싱 전력을 갖는 디지털 신호 프로세서를 포함하는 예를 고려한다. 이 경우, 디지털 빔포머(134)는 프로세서(126) 대신에 라디오 주파수 집적 회로(124) 내에 집적된다.
프로세서(126)는 공간 응답을 분석하여 레이더 송신 신호를 반사한 물체에 대한 각도를 결정한다. 결정된 각도에 기초하여, 프로세서(126)는 후속 업링크 신호를 송신하기 위해 사용되는 무선 트랜시버(120)의 하나 이상의 송신 파라미터들을 조정할 수 있다. 특히, 프로세서(126)는 물체에서의 업링크 신호의 전력 밀도를 제어하고 MPE 가이드라인들을 충족시키기 위해 송신 파라미터를 조정할 수 있다.
일반적으로, 멀티플렉싱 회로(130) 및 디멀티플렉싱 회로(132)는 리소스 제약된 인터페이스에 의해 함께 연결되는 2개의 별개의 회로들 내에 배치된다. 도 1에 도시된 상기 구현에서, 리소스-제약된 인터페이스는 라디오 주파수 집적 회로(124)와 프로세서(126) 사이에 존재한다. 이와 같이, 멀티플렉싱 회로(130)는 라디오 주파수 집적 회로(124) 내에서 구현되고, 디멀티플렉싱 회로(132)는 프로세서(126) 내에서 구현된다.
도시되지 않은 다른 구현에서, 리소스-제약된 인터페이스는 인터페이스 회로(128)의 부분에 걸쳐, 예컨대 라디오 주파수 집적 회로(124)와 인터페이스 회로(128)에 배치된 다른 집적 회로(예를 들어, 중간-주파수 집적 회로) 사이에 존재한다. 이 경우, 멀티플렉싱 회로(130)는 라디오 주파수 집적 회로(124)에 배치되고, 디멀티플렉싱 회로는 인터페이스 회로(128) 내의 집적 회로에 배치된다. 도시되지 않은 추가적인 구현에서, 리소스-제약된 인터페이스는 인터페이스 회로(128)에 배치된 집적 회로와 프로세서(126) 사이에 존재한다. 이와 같이, 멀티플렉싱 회로(130)는 인터페이스 회로(128) 내에 배치되고, 디멀티플렉싱 회로(132)는 프로세서(126) 내에 배치된다. 멀티플렉싱 회로(130) 또는 디멀티플렉싱 회로(132)가 무선 트랜시버(120) 내에서 구현되는 경우에 의존하여, 이들 회로들은 아날로그 컴포넌트들, 디지털 컴포넌트들, 또는 이들의 조합을 사용하여 구현될 수 있다.
도 2a는 컴퓨팅 디바이스(102)를 위한 예시적인 동작 환경(200)을 나타낸다. 예시적인 환경(200)에서, 사용자의 손(214)은 컴퓨팅 디바이스(102)를 잡는다. 일 양태에서, 컴퓨팅 디바이스(102)는 안테나 어레이(122)를 통해 업링크 신호(202)(UL 신호(202))를 송신하거나 다운링크 신호(204)(DL 신호(204))를 수신함으로써 기지국(104)과 통신한다. 그러나, 사용자의 엄지손가락은 업링크 신호(202)를 통해 방사선에 노출될 수도 있고 안테나 어레이(122)의 적어도 부분을 방해할 수도 있는 근접 물체(206)를 나타낼 수 있다.
안테나 어레이(122)는 안테나 엘리먼트들(208-1, 208-2... 208-N)과 같은 다수의 안테나 엘리먼트들(208)을 포함하고, 여기서, N은 2보다 큰 양의 정수를 나타낸다. 안테나 어레이(122)는 선형 안테나 어레이 또는 다차원 안테나 어레이일 수 있고, 빔 결정, 빔 측정, 빔 리포팅, 또는 빔 스위핑과 같은 빔 관리 기법들을 위해 구성될 수 있다. 안테나 어레이(122) 내의 안테나 엘리먼트들(208) 사이의 거리는 무선 트랜시버(120)가 방출하는 주파수들에 기초할 수 있다. 예를 들어, 안테나 엘리먼트들(208-1 내지 208-N)은 서로로부터 대략 파장의 절반만큼(예를 들어, 약 30 GHz의 주파수들에 대해 대략 1/2 센티미터(cm) 만큼) 이격될 수 있다. 안테나 엘리먼트들(208-1 내지 208-N)은 패치 안테나들, 다이폴 안테나들, 보우티 안테나들, 또는 이들의 조합들을 포함하는 임의의 타입의 안테나를 사용하여 구현될 수 있다.
물체(206)가 존재하거나 또는 검출가능한 범위 및 각도 내에 있는지를 검출하기 위해, 컴퓨팅 디바이스(102)는 안테나 어레이(122)의 적어도 하나의 안테나 엘리먼트(208)를 통해 레이더 송신 신호(210)를 송신한다. 레이더 송신 신호(210)는 주파수 변조된 연속파(FMCW) 신호 또는 주파수 변조된 펄스 신호일 수 있다. 주파수 변조의 유형은 선형 주파수 변조, 삼각 주파수 변조, 톱니 주파수 변조 등을 포함할 수 있다.
컴퓨팅 디바이스(102)는 안테나 어레이(122)의 2개 이상의 다른 안테나 엘리먼트들(208)을 통해, 2 이상의 레이더 수신 신호들(212-1 내지 212-M)을 추가로 수신하며, 여기서 M은 1보다 큰 양의 정수를 나타낸다. 레이더 수신 신호들(212-1 내지 212-M)은 물체(206)에 의해 반사되고 안테나 어레이(122)의 안테나 엘리먼트들(208)에 의해 개별적으로 수신되는 레이더 송신 신호(210)의 부분들을 표현한다. 안테나 엘리먼트들(208)의 상이한 물리적 위치들 및 레이더 송신 신호(210)의 산란으로 인해, 레이더 수신 신호들(212-1 내지 212-M)은 서로에 대해 상이한 위상들을 가질 수 있다. 일부 경우들에서, 레이더 수신 신호들(212-1 내지 212-M)은 레이더 송신 신호(210)가 송신되는 시간의 부분 동안 수신된다. 레이더 수신 신호들(212-1 내지 212-M)에 기초하여, 물체(206)에 대한 범위 및 각도가 결정될 수 있다.
일반적으로, 송신 또는 수신을 위해 사용되는 안테나 엘리먼트들(208-1 내지 208-M)의 양들은 무선 트랜시버(120)의 동작 모드에 기초하여 변할 수 있거나, 동일한 동작 모드에 대해 시간에 따라 변할 수 있다. 물체 검출 모드 동안, 예를 들어, 안테나 엘리먼트들(208-1 내지 208-N) 중 하나는 송신을 위해 사용되고, 안테나 엘리먼트들(208-1 내지 208-N) 중 적어도 다른 하나는 수신을 위해 사용된다. 수신 동안, 단일 안테나 엘리먼트(208)는 컴퓨팅 디바이스(102)가 물체(206)에 대한 범위를 결정할 수 있게 하는데 사용될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 적어도 2개의 안테나 엘리먼트들(208)은 컴퓨팅 디바이스(102)가 물체에 대한 각도를 결정할 수 있게 하는데 사용될 수 있다. 반면, 시간 분할 듀플렉싱을 사용하는 무선 통신 모드 동안, 모든 안테나 엘리먼트들(208-1 내지 208-N)은 제 1 시간 동안 업링크 신호(202)를 송신하기 위해 사용될 수 있고, 모든 안테나 엘리먼트들(208-1 내지 208-N)은 제 2 시간 동안 다운링크 신호(204)를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 즉, 무선 트랜시버(120)는 송신 및 수신을 위해 임의의 양의 안테나 엘리먼트들(208-1 내지 208-M)을 동적으로 사용한다.
도 2b는 컴퓨팅 디바이스(102)에 대한 다른 예시적인 동작 환경(216)을 도시한다. 도시된 구성에서, 컴퓨팅 디바이스(102)는 안테나 어레이들(122-1 및 122-2)을 포함한다. 안테나 어레이들(122-1 및 122-2)을 통해, 컴퓨팅 디바이스(102)는 다수의 신호 경로들(218-1 내지 218-3)을 통해 기지국(104)과 통신할 수 있다. 제 1 신호 경로(218-1)는 안테나 어레이(122-1)와 기지국(104) 사이의 직접 신호 경로를 나타낸다. 제 2 신호 경로(218-2)는 안테나 어레이(122-1), 리플렉터(220), 및 기지국(104) 사이의 간접 신호 경로를 나타낸다. 제 3 신호 경로(218-3)는 안테나 어레이(122-2), 리플렉터(220), 및 기지국(104) 사이의 간접 신호 경로를 나타낸다.
도시된 환경에서, 손가락(206)은 제 1 신호 경로(218-1)를 차단한다. 물체 검출을 통해, 컴퓨팅 디바이스(102)는 안테나 어레이(122-1)가 방해된 것으로 결정한다. 이와 같이, 컴퓨팅 디바이스(102)는 검출에 기초하여 업링크 신호(202)에 대한 송신 파라미터들을 조정할 수 있다. 일부 구현들에서, 송신 파라미터들은 업링크 신호(202)가 제 1 신호 경로(218-1) 대신에 제 2 신호 경로(218-2)를 사용하여 안테나 어레이(122-1)를 통해 송신될 수 있게 하는 상이한 빔 스티어링 각도를 특정한다. 빔 스티어링 각도는 업링크 신호(202)의 메인-로브를 손가락(206)으로부터 멀리 지향시킴으로써 손가락(206)에서의 방사선 노출을 감소시킬 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 업링크 신호(202)에 대한 송신 전력은 제 2 신호 경로(218-2) 또는 제 1 신호 경로(218-1)에 대해 감소될 수 있다. 다른 상황들에서, 송신 파라미터들은 통신 신호를 송신하기 위한 상이한 안테나 어레이(122)를 특정할 수 있다. 예를 들어, 안테나 어레이(122-2)는 제 3 신호 경로(218-3)를 사용하여 업링크 신호(202)를 송신하기 위해 안테나 어레이(122-1) 대신에 사용될 수 있다. 송신 파라미터들을 조정함으로써, 컴퓨팅 디바이스(102)는 컴플라이언스(compliance)를 보장하면서 기지국(104)과의 통신을 유지할 수 있다. 무선 통신 모드와 물체 검출 모드 사이의 스위칭을 위한 예시적인 시퀀스가 도 3을 참조하여 더 설명된다
도 3은 컴퓨팅 디바이스(102)를 동작시키기 위한 예시적인 시퀀스 흐름도(300)를 도시하며, 시간은 하향 방향으로 경과한다. 무선 통신 모드의 예들은 302 및 306에 도시되고, 물체 검출 모드의 예들은 304 및 308에 도시된다. 물체 검출 모드들은 고정된 시간 간격들에서, 무선 통신 동안 발생하는 활성 데이터 사이클들 사이에서, 프로세서(126)에 의해 설정된 바와 같은 미리 결정된 시간들에서, 미사용 랜덤 액세스 채널(RACH) 시간 슬롯 동안, 무선 통신들이 발생하기 전의 초기화 프로세스의 일부로서, 디바이스 이동의 검출에 응답하여, 또는 사용자가 디바이스에 근접할 수도 있다는 표시들에 기초하여(예를 들어, 사용자가 컴퓨팅 디바이스(102)의 디스플레이(118)와 상호작용하고 있다고 결정하는 애플리케이션 프로세서(108) 또는 다운링크 신호(204)에서의 전력의 감소를 관찰하는 무선 트랜시버에 기초하여), 또는 다른 시간들 동안 또는 다른 이벤트들에 응답하여, 발생할 수 있다. 일부 상황들에서, 컴퓨팅 디바이스(102)는 물체에 대한 각도를 결정하기 위해 304 및/또는 308에서 물체 검출 모드들 동안 레이더 비트 신호들을 멀티플렉싱한다. 그러나, 레이더 비트 신호들의 멀티플렉싱은 물체에 대한 범위를 결정하는 것과 같은 몇몇 타입들의 레이더 감지에 필요하지 않다.
302에서, 무선 트랜시버(120)는 기지국(104)과 같은 목적지에 충분한 범위를 제공하도록 구성된 고전력(예를 들어, 정상) 업링크 신호(202-1)를 송신한다. 업링크 신호(202-1)를 송신한 후, 레이더 송신 신호(210-1)는 304에서 무선 트랜시버(120) 및 안테나 어레이(122)를 통해 송신된다. 전술된 바와 같이, 레이더 송신 신호(210)는 컴퓨팅 디바이스(102)가 물체(206)를 검출하고 물체(206)가 컴퓨팅 디바이스(102) 근처에 있는지를 결정할 수 있게 할 수도 있다. 이 경우에, 레이더 송신 신호(210-1)는 저전력 광대역 신호에 의해 표현된다. 검출에 기초하여, 무선 트랜시버(120)는 MPE 준수 가이드라인들을 고려하기 위해 후속 업링크 신호(202)에 대한 송신 파라미터를 조정할 수 있다.
물체 검출 모드는 또한 물체(206)에 대한 범위 및 각도를 결정할 수 있고, 이에 의해 업링크 신호(202)의 송신이 최대 전력 밀도와 같은 범위-의존적 및 각도-의존적 가이드라인들을 준수할 수 있게 한다. 전력 밀도는 송신 전력에 비례하고 범위에 반비례하기 때문에, 더 가까운 범위에 있는 물체(206)는 동일한 송신 전력 레벨에 대해 더 먼 범위에 있는 다른 물체(206)보다 더 높은 전력 밀도에 노출된다. 따라서, 물체(206)에서의 유사한 전력 밀도는 물체(206)가 더 먼 범위에 있는 경우 송신 전력 레벨을 증가시키고 물체(206)가 더 가까운 범위에 있는 경우 송신 전력 레벨을 감소시킴으로써 달성될 수 있다
물체(206)에서의 전력 밀도는 또한 빔 스티어링 각도(예를 들어, 방사선 패턴의 메인 로브의 각도)에 의존한다. 빔 스티어링 각도를 그 각도로부터 멀리 물체에 지향시키는 것은, 예를 들어, 물체(206)에서의 전력 밀도를 감소시킨다. 송신 전력 및/또는 빔 스티어링 각도를 제어함으로써, 무선 트랜시버(120)는 물체(206)에서의 전력 밀도가 최대 전력 밀도 미만이 될 수 있도록 업링크 신호(202)의 송신을 맞춤화할 수 있다. 동시에, 범위와 각도를 알고 있기 때문에 무선 통신을 용이하게 하고 준수 가이드라인에 따르는 수준으로 송신 전력 레벨이 증가될 수 있다.
306에서, 무선 트랜시버(120)는 후속 업링크 신호(202)를 송신한다. 도시된 예에서, 물체(206)가 검출되지 않으면 고전력 업링크 신호(202-2)가 송신된다. 대안적으로, 물체(206)가 검출되면 저전력 업링크 신호(202-3)가 송신된다. 낮은 송신 전력은, 예를 들어, 302에서 고전력 신호보다 약 5 내지 20 데시벨 밀리와트(dBm) 적을 수 있다. 후속 업링크 신호(202)의 전력을 변경하는 것에 부가하여 또는 그 대신에, 업링크 신호(202)는 (예를 들어, 302에서 업링크 신호(202-1)를 송신하는데 사용되는 안테나 어레이, 빔 스티어링 각도, 주파수, 또는 통신 프로토콜에 비해) 컴퓨팅 디바이스(102) 내의 상이한 안테나 어레이를 사용하여, 상이한 빔 스티어링 각도를 사용하여, 상이한 주파수를 사용하여, 또는 상이한 통신 프로토콜을 사용하여송신될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 무선 트랜시버(120)는 대안적으로 306에서 무선 통신 모드를 스킵하고, 컴퓨팅 디바이스(102) 주위의 다양한 위치들 또는 거리들에서 물체들(206)을 검출하기 위해 다른 안테나 어레이 또는 상이한 송신 전력 레벨을 사용하여 다른 물체 검출 모드를 수행할 수 있다.
308에서, 무선 트랜시버(120) 및 안테나 어레이(122)는 물체(206)를 검출하려고 시도하기 위해 다른 레이더 송신 신호(210-2)를 송신한다. 일부 시간 기간에 걸쳐 다수의 레이더 송신 신호들(210)을 스케줄링함으로써, 업링크 신호(202)의 송신은 물체(206)에 의한 변화하는 환경 또는 이동에 기초하여 동적으로 조정될 수 있다. 또한, 통신 성능을 준수 또는 방사 요건들과 균형을 이루도록 적절한 조정들이 이루어질 수 있다.
전술된 시퀀스는 또한 컴퓨팅 디바이스(102) 내의 다른 안테나 어레이들에 적용될 수 있다. 다른 안테나 어레이들은 다수의 레이더 송신 신호들(210)을 순차적으로 또는 병렬로 송신할 수 있다. 물체 검출을 위한 디지털 빔포밍을 가능하게 하기 위해, 무선 트랜시버(120)는 도 4 및 도 5a에 대해 추가로 설명된 바와 같이, 다수의 레이더 비트 신호들을 함께 멀티플렉싱한다.
도 4는 레이더 비트 신호들을 멀티플렉싱하기 위한 예시적인 무선 트랜시버(120)를 도시한다. 무선 트랜시버(120)는 적어도 하나의 라디오 주파수 송신 (RF TX) 노드(402) 및 2개 이상의 라디오 주파수 수신 (RF RX) 노드들(404), 예컨대, 라디오 주파수 수신 노드들(404-1, 404-2... 404-M)을 포함한다. 라디오 주파수 송신 노드(402) 및 라디오 주파수 수신 노드들(404-1 내지 404-M)은 (도 2a에 도시된) 안테나 어레이(122)의 각각의 안테나 엘리먼트들(208-1 내지 208-N)에 커플링된다. 무선 트랜시버(120)는 또한 송신기(406) 및 수신기(408)를 포함하고, 이들의 부분들은 라디오 주파수 집적 회로, 인터페이스 회로(128) 및 프로세서(126) 내에 배치된다.
동작 동안, 프로세서(126)는 컴퓨팅 디바이스(102)로부터 데이터(410)를 획득한다. 데이터(410)는 기지국(104)과 같은 다른 엔티티에 송신될 통신 데이터를 포함할 수 있다. 일부 상황들에서, 데이터(410)는 물체 검출을 수행하기 위한 컴퓨팅 디바이스(102)의 레이더 기반 기능 또는 애플리케이션으로부터의 요청을 포함한다. 예로서, 데이터(410)는 애플리케이션 프로세서(108)에 의해 제공될 수 있다. 무선 통신을 위해, 프로세서(126)는 데이터(410)를 인터페이스 회로(128)에 (예를 들어, 송신기(406)에) 제공한다. 그러나, 물체 검출 프로세스들은 애플리케이션 프로세서(108)로부터 독립적으로 또는 별개로 프로세서(126)에 의해 개시될 수도 있다는 점에 유의한다. 예를 들어, 프로세서(126)는 애플리케이션 프로세서(108)로부터의 명시적 방향 없이 빔포밍 패턴을 결정할 수도 있다.
인터페이스 회로(128)는 송신 신호(412)를 라디오 주파수 집적 회로(124)에 제공한다. 추가적으로, 인터페이스 회로(128)는 라디오 주파수 집적 회로(124)에 제어 정보(420)를 제공한다. 일부 구현들에서, 프로세서(126)는 송신 신호(412) 및 제어 정보(420) 양자 모두가 인터페이스 회로(128) 내의 단일 통신 경로에 의해 통과될 수 있게 하기 위해 주파수 분할 멀티플렉싱을 사용한다. 다른 구현들에서, 송신 신호(412) 및 제어 정보(420)는 별개의 통신 경로들을 사용하여 라디오 주파수 집적 회로(124)로 전달된다.
제어 정보(420)는 송신기(406) 또는 수신기(408) 내의 적어도 하나의 컴포넌트를 각각 구성하는 적어도 하나의 송신 파라미터 및/또는 적어도 하나의 수신 파라미터를 포함한다. 일 예로서, 제어 정보(420)는 증폭기(예를 들어, 전력 증폭기, 저잡음 증폭기, 또는 가변 이득 증폭기)의 이득, 아날로그 위상 시프터에 대한 위상 시프트 정보, 선택된 안테나 어레이(122)의 안테나 엘리먼트(208)를 송신기(406) 또는 수신기(408)에 연결하는 스위치의 동작 상태 등을 특정한다.
무선 트랜시버(120)의 동작 모드에 따라, 송신 신호(412)는 업링크 신호(202) 또는 레이더 송신 신호(210)를 생성하는데 사용될 수 있다. 프로세서(126) 또는 인터페이스 회로(128)는 송신 신호(412)를 생성할 수 있다. 일부 구현들에서, 인터페이스 회로(128)는 송신 신호(412)를 추가로 컨디셔닝한다. 예를 들어, 인터페이스 회로(128)는 디지털 도메인으로부터 아날로그 도메인으로 송신 신호(412)를 변환하거나, 데이터(410)에 기초하여 송신 신호(412)의 특성을 변조하거나, 송신 신호(412)를 필터링하거나, 송신 신호(412)를 상향변환한다.
업링크 신호(202) 또는 레이더 송신 신호(210)를 생성하기 위해, 라디오 주파수 집적 회로(124)는 송신 신호(412)를 기저대역 또는 중간 주파수로부터 라디오 주파수로 상향변환한다. 라디오 주파수 집적 회로(124)는 송신을 위해 업링크 신호(202) 또는 레이더 송신 신호(210)를 안테나 어레이(122)에 제공한다.
안테나 어레이(122)는 다수의 안테나 엘리먼트들(208)을 사용하여 다수의 다운링크 신호들(204-1, 204-2... 204-M) 또는 레이더 수신 신호들(212-1 내지 212-M)을 추가로 수신할 수 있다. 무선 통신 모드에 따라, 라디오 주파수 집적 회로(124)는 로컬 발진 신호를 사용하여 다운링크 신호들(204-1 내지 204-M)을 하향 변환한다. 일부 구현들에서, 라디오 주파수 집적 회로(124)는 다수의 다운링크 신호들(204-1 내지 204-M)의 위상들을 조정하고 위상 시프트된 다운링크 신호들(204-1 내지 204-M)을 결합하여 복합 다운링크 신호(414)를 생성하는 아날로그 빔포머를 포함한다. 다른 구현들에서, 멀티플렉싱 회로(130)는 예를 들어, 디지털 빔포밍을 위해 다수의 다운링크 신호들(204-1 내지 204-M)을 함께 멀티플렉싱함으로써 복합 다운링크 신호(414)를 생성한다.
물체 검출을 위해, 라디오 주파수 집적 회로(124)는 레이더 수신 신호들(212-1 내지 212-M) 및 레이더 송신 신호(210)를 사용하여 비팅 동작들을 수행하여 레이더 비팅 신호들(도 5a에 도시됨)을 생성한다. 멀티플렉싱 회로(130)는 레이더 비트 신호들을 함께 멀티플렉싱하여 복합 레이더 비트 신호(416)를 생성한다. 도 1과 관련하여 전술한 바와 같이, 멀티플렉싱 회로(130)는 라디오 주파수 집적 회로(124)에서 또는 인터페이스 회로(128)의 다른 집적 회로 내에서 구현될 수 있다. 구현에 따라, 아날로그 빔포머는 또한 멀티플렉싱 회로(130)가 복합 레이더 비트 신호(416)를 생성하기 전에 레이더 수신 신호들(212-1 내지 212-M)의 위상들을 조정할 수 있다.
인터페이스 회로(128)는 복합 다운링크 신호(414) 또는 복합 레이더 비트 신호(416)를 디멀티플렉싱 회로(132)에 제공하며, 이는 도 1에 대해 전술한 바와 같이 프로세서(126) 내에서 구현되거나 인터페이스 회로(128)의 다른 집적 회로 내에서 구현될 수 있다. 일부 구현들에서, 인터페이스 회로(128)는 복합 다운링크 신호(414) 또는 복합 레이더 비트 신호(416)를 추가로 컨디셔닝한다. 예를 들어, 인터페이스 회로(128)는 복합 다운링크 신호(414) 또는 복합 레이더 비트 신호(416)를 더 하향변환하거나, 복합 다운링크 신호(414) 또는 복합 레이더 비트 신호(416)를 필터링하거나, 복합 다운링크 신호(414) 또는 복합 레이더 비트 신호(416)를 아날로그 도메인으로부터 디지털 도메인으로 변환할 수 있다.
디멀티플렉싱 회로(132)는 복합 다운링크 신호(414)를 디멀티플렉싱하고, 무선 통신 모드를 위한 다운링크 신호들(204-1 내지 204-M)을 추출한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 디멀티플렉싱 회로(132)는 복합 레이더 비트 신호(416)를 디멀티플렉싱하고, 물체 검출 모드에 대한 안테나 엘리먼트들(208-1 내지 208-N)의 적어도 일부와 연관된 레이더 비트 신호들을 추출한다.
프로세서(126)는 디멀티플렉싱된 다운링크 신호들(204-1 내지 204-M) 또는 디멀티플렉싱된 레이더 비트 신호들을 획득 및 분석하여 컴퓨팅 디바이스(102)에 대한 데이터(418)를 생성한다. 데이터(418)는 사용자에게 데이터를 통신하거나 근접 경보를 제공하기 위해 프로세서(108)에 제공될 수 있다. 또한, 프로세서(126)는 디지털 빔포밍을 이용하여, 디멀티플렉싱된 신호들을 분석하고, 무선 통신 모드를 위한 기지국에 대한 각도를 결정하거나, 물체 검출 모드를 위한 물체(206)에 대한 각도를 결정할 수 있다. 송신기(406) 및 수신기(408)의 컴포넌트들은 도 5a와 관련하여 더 설명된다.
도 5a은 레이더 비트 신호들을 멀티플렉싱하기 위한 예시적인 라디오 주파수 집적 회로(124)를 나타낸다. 물체 검출 모드와 관련하여 설명되었지만, 도 5a의 컴포넌트들은 무선 통신 모드에 대한 유사한 동작들을 수행할 수 있다.
도시된 구성에서, 라디오 주파수 집적 회로(124)는 송신기(406)에 배치된 적어도 하나의 라디오 주파수 송신 체인(502) 및 수신기(408)에 배치된 다수의 라디오 주파수 수신 체인들(504-1 내지 504-M)을 포함한다. 라디오 주파수 송신 체인(502)은 안테나 어레이(122)의 송신 안테나 엘리먼트(506)에 커플링된다. 라디오 주파수 수신 체인들(504-1 내지 504-M)은 안테나 어레이(122)의 수신 안테나 엘리먼트들(508-1 내지 508-M)에 각각 커플링된다. 함께, 송신 안테나 엘리먼트(506) 및 수신 안테나 엘리먼트들(508-1 내지 508-M)은 도 2a에 도시된 안테나 엘리먼트들(208-1 내지 208-N)의 적어도 일부를 나타낸다.
라디오 주파수 송신 체인(502)은 상향변환 믹서(510) 및 증폭기(512)(예를 들어, 전력 증폭기)를 포함한다. 상향변환 믹서(510)의 하나의 입력은 로컬 발진기(514)에 커플링되고, 상향변환 믹서(510)의 다른 입력은 인터페이스 회로(128)에 커플링된다. 로컬 발진기(514)는 로컬 발진기 신호(516)를 생성하는 전압 제어 발진기로서 구현될 수 있다. 무선 통신 모드에 대해, 로컬 발진기(514)는 시간 경과에 따라 실질적으로 변하지 않는 정상 주파수를 갖도록 로컬 발진기 신호(516)를 생성한다. 그러나, 물체 검출 모드에 대해, 로컬 발진기(514)는 시간에 따라 변화하는(예를 들어, 시간에 따라 선형적으로 증가 또는 감소하는) 주파수를 갖도록 로컬 발진기 신호(516)를 생성한다. 로컬 발진기 신호(516)를 사용하여, 상향변환 믹서(510)는 레이더 송신 신호(210)를 생성하기 위해 송신 신호(412)의 주파수를 증가시킨다. 증폭기(512)는 송신을 위해 레이더 송신 신호(210)를 추가로 증폭한다.
라디오 주파수 수신 체인들(504-1 내지 504-M)은 각각 증폭기들(518-1 내지 518-M) (예를 들어, 저잡음 증폭기들) 및 하향변환 믹서들(520-1 내지 520-M)을 포함한다. 증폭기들(518-1 내지 518-M)은 각각 수신 안테나 엘리먼트들(508-1 내지 508-M)에 커플링되고 레이더 수신 신호들(212-1 내지 212-M)을 증폭한다. 하향변환 믹서들(520-1 내지 520-M)의 입력들은 스위치(540)에 커플링된다. 스위치(540)는 하향변환 믹서들(520-1 내지 520-M)의 입력들을 물체 검출 모드를 위한 상향변환 믹서(510)의 출력 또는 무선 통신 모드를 위한 로컬 발진기(514)의 출력에 동적으로 연결한다. 하향변환 믹서들(520-1 내지 520-M) 각각의 다른 입력은 각각의 증폭기(518-1 내지 518-M)에 커플링된다. 하향변환 믹서들(520-1 내지 520-M)의 출력들은 멀티플렉싱 회로(130)에 커플링된다. 하향변환 믹서들(520-1 내지 520-M)은 상향변환 믹서(510)에 의해 제공된 레이더 송신 신호(210)를 사용하여 레이더 수신 신호들(212-1 내지 212-M)을 하향변환한다. 레이더 송신 신호(210)를 사용함으로써, 하향변환 믹서들(520-1 내지 520-M)은 레이더 비트 신호들(522-1 내지 522-M)을 생성하는 비팅 동작들을 수행한다.
예시적인 구현들에서, 레이더 비트 신호들(522-1 내지 522-M)은 레이더 송신 신호(210)의 주파수와 레이더 수신 신호들(212-1 내지 212-M)의 각각의 주파수들 사이의 각각의 차이들과 대략 동일한 각각의 주파수들을 갖는 시간-도메인 신호들이다. 이러한 차이들에 기초하여 그리고 물체 검출 모드에 대한 검출 범위가 대략 30센티미터라고 가정하면, 레이더 비트 신호(522-1 내지 522-M)의 주파수들은 실례로 대략 1MHz 미만일 수 있다. 따라서, 레이더 비트 신호들(522-1 내지 522-M)의 주파수들은 안테나 어레이(122)와 레이더 송신 신호(210)를 반사하는 물체(206)의 적어도 부분 사이의 거리에 비례한다. 비팅 동작으로 인해, 레이더 비팅 신호들(522-1 내지 522-M)의 대역폭들은 대응하는 레이더 수신 신호들(212-1 내지 212-M)의 대역폭들보다 좁다. 일부 경우들에서, 이들 대역폭들은 또한 수백 MHz 정도일 수 있는 다운링크 신호들(204-1 내지 204-M)의 대역폭들보다 좁다. 라디오 주파수 수신 체인들(504-1 내지 504-M)은 레이더 비트 신호들(522-1 내지 522-M)을 멀티플렉싱 회로(130)에 제공한다.
멀티플렉싱 회로(130)는 인터페이스 회로(128)에 제공되는 복합 레이더 비트 신호(416)를 생성하기 위해 레이더 비트 신호들(522-1 내지 522-M)을 함께 멀티플렉싱한다. 아날로그 또는 디지털일 수도 있는 복합 레이더 비트 신호(416)를 생성하기 위한 예시적인 접근법들이 도 6 내지 도 9b를 참조하여 아래에서 설명된다. 인터페이스 회로(128)는 적어도 하나의 통신 경로(명시적으로 도시되지 않음)를 사용하여 복합 레이더 비트 신호(416)를 디멀티플렉싱 회로(132)에 전달한다. 일반적으로, 인터페이스 회로(128)의 적어도 일부에 걸친 통신 경로들의 양은 레이더 비트 신호들(522-1 내지 522-M)의 양보다 적다(예를 들어, 통신 경로들의 양은 M 미만이다).
멀티플렉싱 회로(130)는 복합 레이더 비트 신호(416)의 대역폭이 인터페이스 회로(128)의 대역폭보다 작도록 복합 레이더 비트 신호(416)를 생성할 수 있다. 인터페이스 회로(128)의 대역폭이 대략 100 MHz이면, 복합 레이더 비트 신호(416)의 대역폭은 예를 들어 50 MHz 미만일 수 있다. 일부 구현들에서, 복합 레이더 비트 신호(416)의 대역폭은 5 MHz 미만과 같이 수 MHz 정도일 수 있다. 일반적으로, 복합 레이더 비트 신호(416)의 대역폭은 도 6에 대해 추가로 설명된 바와 같이, 레이더 비트 신호들(522-1 내지 522-M)의 양 및/또는 멀티플렉싱 회로(130)의 설계에 의존한다. 복합 레이더 비트 신호(416)는 도 5b와 관련하여 추가로 설명되는 바와 같이 디멀티플렉싱 회로(132)에 제공된다.
본 명세서에서 논의된 도면들 중 어떤 것은 안테나 어레이(122)에 커플링된 RFIC(124)를 예시한다. 일부 실시양태들에서, 각각의 안테나 어레이(122)는 각각의 RFIC(124)에 커플링된다. 일부 이러한 실시양태들에서, 안테나 어레이(122) 및 각각의 RFIC(124)는 동일한 모듈에서 함께 패키징된다. 일부 실시양태들에서, 몇몇 안테나 어레이들(예를 들어, 안테나 어레이들(122-1 및 122-2))은 공통 RFIC(124)에 커플링된다.
도 5b는 레이더 비트 신호들의 멀티플렉싱을 지원하는 예시적인 프로세서(126)를 나타낸다. 도시된 구성에서, 프로세서(126)는 디멀티플렉싱 회로(132); 디지털 수신 체인들(524-1, 524-2...524-M); 및 디지털 빔포머(134)를 포함한다. 프로세서 (126) 는 또한 물체 분류 모듈 (528), 각도 추정 모듈 (530), 및 송신 (TX) 파라미터 조정 모듈 (532) 을 포함한다.
인터페이스 회로(128)는 복합 레이더 비트 신호(416)를 디멀티플렉싱 회로(132)에 제공한다. 일부 경우들에서, 인터페이스 회로(128) 또는 프로세서(126)는 복합 레이더 비트 신호(416)를 디멀티플렉싱 회로(132)에 제공하기 전에 아날로그-대-디지털 변환기를 사용하여 복합 레이더 비트 신호(416)를 디지털화한다.
디멀티플렉싱 회로(132)는 인터페이스 회로(128)와 디지털 수신 체인들(524-1 내지 524-M) 사이에 커플링된다. 디멀티플렉싱 회로(132)는 복합 레이더 비트 신호(416)를 디멀티플렉싱하여 레이더 비트 신호들(522-1, 522-2.. 522-M)을 추출한다. 복합 레이더 비트 신호(416)를 디멀티플렉싱하기 위해, 디멀티플렉싱 회로(132)는 멀티플렉싱 회로(130)에 의해 수행되는 멀티플렉싱 동작에 대해 상호적인 동작을 수행한다. 디멀티플렉싱 회로(132)는 레이더 비트 신호들(522-1 내지 522-M)을 디지털 수신 체인들(524-1 내지 524-M)에 각각 제공한다.
디지털 수신 체인들(524-1 내지 524-M)은 레이더 비트 신호들(522-1 내지 522-M)을 디지털 빔포머(134)에 제공한다. 일부 구현들에서, 디지털 수신 체인들(524-1 내지 524-M)은 레이더 비트 신호들(522-1 내지 522-M)을 추가로 컨디셔닝한다 (예를 들어, 레이더 비트 신호들(522-1 내지 522-M)을 필터링한다).
디지털 빔포머(134)는 디지털 가중 회로들(534-1, 534-2... 534-M) 및 적어도 하나의 합산 회로(536)를 포함한다. 디지털 가중 회로들(534-1 내지 534-M)은 레이더 비트 신호들(522-1 내지 522-M)의 진폭들 및/또는 위상들을 조정하기 위해 복소 가중치들을 적용한다. 합산 회로(536)는 공간 응답(538)을 생성하기 위해 가중된 레이더 비트 신호들(522-1 내지 522-M)을 결합한디. 공간 응답(538)은 하나 이상의 각도 치수들에 걸쳐 (예를 들어, 방위각 치수, 고도 치수, 또는 방위각 치수와 고도 치수 양자 모두에 걸쳐) 형성된 상이한 빔 스티어링 각도들에 대한 레이더 비트 신호들(522-1 내지 522-M)의 합성 진폭을 나타낸다. 디지털 빔포머(134)는 공간 응답(538)을 물체 분류 모듈(528) 및 각도 추정 모듈(530)에 제공한다.
물체 분류 모듈(528)은 공간 응답(538)을 분석하여 물체(206)가 살아있는 물체 (예를 들어, 사람) 또는 무생물 물체 (예를 들어, 테이블) 와 관련될 가능성이 있는지 여부를 결정한다. 공간 응답(538)에 기초하여, 물체 분류 모듈(528)은 물체(206)로부터 관찰된 산란의 양을 측정한다. 일반적으로, 평평한 표면들을 갖는 물체들(206)은 만곡된 표면들을 갖는 물체들(206)에 비해 더 작은 양의 산란을 나타낸다. 산란의 양이 물체(206)가 비교적 평탄하다는 것을 나타내면, 물체 분류 모듈(528)은 물체(206)를 무생물 물체로서 분류한다. 대안적으로, 산란의 양이 물체(206)가 비교적 만곡된 것을 나타내면, 물체 분류 모듈(528)은 물체(206)를 가능한 살아있는 물체로서 분류한다.
각도 추정 모듈(530)은 공간 응답(538)을 분석하여 물체(206)에 대한 각도를 결정한다. 예로서, 각도 추정 모듈(530)은 공간 응답(538) 내의 최고 피크 진폭과 연관된 각도에 기초하여 물체(206)에 대한 각도를 결정할 수 있다. 명시적으로 도시되지 않았지만, 프로세서(126)는 또한 레이더 비트 신호들(522-1 내지 522-M) 또는 공간 응답(538)에 기초하여 고속 푸리에 변환 동작을 수행하는 물체 검출 모듈을 포함할 수 있다. 물체 검출 모듈은 물체(206)까지의 범위 및 물체(206)의 범위 레이트를 결정하기 위한 하나 이상의 범위-도플러 맵들을 생성할 수 있다.
물체 분류 모듈(528), 각도 추정 모듈(530) 및/또는 물체 검출 모듈로부터의 정보는 송신 파라미터 조정 모듈(532)에 제공될 수 있다. 이 정보를 사용하여, 송신 파라미터 조정 모듈(532)은 목표된 가이드라인들(예를 들어, MPE 가이드라인들)을 충족시키도록 무선 트랜시버(120)의 송신 파라미터를 조정한다. 예시적인 송신 파라미터들은 송신 전력 레벨, 빔 스티어링 각도, 주파수, 선택된 안테나 어레이, 및/또는 통신 프로토콜을 포함한다. 물체 (206) 를 검출하면, 예를 들어, 송신 파라미터 조정 모듈 (532) 은 무선 트랜시버 (120) 로 하여금, 도 3에서의 306에 도시된 바와 같이, 더 낮은 전력으로 더 나중의 업링크 신호 (202-3) 를 송신하게 한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 송신 파라미터 조정 모듈 (532) 은 무선 트랜시버 (120) 로 하여금, 도 2b의 안테나 어레이 (122-2) 와 같이, 방해받지 않는 다른 안테나 어레이 (122) 를 사용하여 나중의 업링크 신호 (202) 를 송신하게 한다.
물체 검출 모드에 대해 설명되었지만, 도 5a 및 도 5b 의 컴포넌트들은 무선 통신 모드에 대한 디지털 빔포밍을 가능하게 하기 위해 유사한 동작들을 수행할 수 있으며, 이는 컴퓨팅 디바이스(102)가 기지국(104)에 대한 각도를 결정할 수 있게 할 수 있다. 그러나, 무선 통신 모드에서, 도 5a의 하향변환 믹서들(520-1 내지 520-M)의 입력들은 상향변환 믹서(510)의 출력 대신에 로컬 발진기(514)에 커플링된다. 라디오 주파수 집적 회로(124)는 또한, 물체 검출 모드에 기초하여 하향변환 믹서들(520-1 내지 520-M)의 입력들을 상향변환 믹서(510)의 출력에 또는 무선 통신 모드에 기초하여 로컬 발진기(514)에 선택적으로 연결할 수 있는 스위칭 회로(미도시)를 포함할 수 있다.
인터페이스 회로(128)가 수신 동안 이용가능한 하나 초과의 통신 경로를 포함하면, 멀티플렉싱 회로(130)는 대안적으로 2 이상의 복합 레이더 비트 신호들(416)을 생성하기 위해 레이더 비트 신호들(522-1 내지 522-M)을 2 이상의 그룹들로 함께 멀티플렉싱할 수 있다. 일부 경우들에서, 이는 다수의 복합 레이더 비트 신호들(416) 중 개별적인 것들이 단일 복합 레이더 비트 신호(416)를 생성하는 구현에 비해 더 작은 대역폭을 가질 수 있게 한다.
본원에서 설명된 기술들은 또한 하이브리드 빔포밍에 적용가능하다. 하이브리드 빔포밍에서, 라디오 주파수 집적 회로(124) 내의 아날로그 빔포머는 레이더 수신 신호들(212-1 내지 212-M)의 2 이상의 그룹들을 함께 결합할 수 있다. 따라서, 하향변환 믹서들(520-1 내지 520-M)에 의해 생성된 레이더 비트 신호들(522-1 내지 522-M)은 결합된 레이더 수신 신호들의 버전들을 나타낸다. 이 경우, 레이더 비트 신호들(522-1 내지 522-M) 각각은 수신 안테나 엘리먼트들의 그룹과 연관되고, 수신 안테나 엘리먼트들(508)의 양은 레이더 비트 신호들(522)의 양보다 크다.
도 6은 레이더 비트 신호들을 멀티플렉싱하기 위한 상이한 예시적인 타입들의 멀티플렉싱 회로들(130)을 나타낸다. 멀티플렉싱 회로(130)는 주파수 분할 멀티플렉싱(FDM) 회로(602), 코드 분할 멀티플렉싱(CDM) 회로(604), 또는 시간 분할 멀티플렉싱(TDM) 회로(606)로서 구현될 수 있다. 명시적으로 도시되지 않았지만, 디멀티플렉싱 회로(132)는 멀티플렉싱 회로(130)에 대해 상호적인 동작을 수행하는 유사한 회로들을 사용하여 구현될 수 있다.
주파수 분할 멀티플렉싱 회로들(602)의 예시적인 타입들은 아날로그 주파수 분할 멀티플렉싱 회로(608) 및 디지털 주파수 분할 멀티플렉싱 회로(610)를 포함한다. 아날로그-주파수 분할 멀티플렉싱 회로(608)는 레이더 비트 신호들(522-1 내지 522-M)에 기초하여 복합 레이더 비트 신호(416)를 생성하기 위해 아날로그 도메인에서 주파수 분할 멀티플렉싱을 수행한다. 반면, 디지털 주파수 분할 멀티플렉싱 회로(610)는 레이더 비트 신호들(522-1 내지 522-M)에 기초하여 복합 레이더 비트 신호(416)를 생성하기 위해 디지털 도메인에서 주파수 분할 멀티플렉싱을 수행한다. 아날로그-주파수 분할 멀티플렉싱 회로(608) 및 디지털 주파수 분할 멀티플렉싱 회로(610) 는 도 7a 및 도 7b 를 각각 참조하여 추가로 설명된다.
일반적으로 말하면, 주파수 분할 멀티플렉싱을 사용하여 생성되는 복합 레이더 비트 신호(416)의 대역폭은 수신 안테나 엘리먼트들(508-1 내지 508-M)의 양 (예를 들어, 레이더 비트 신호들(522-1 내지 522-M)의 양) 및 무선 트랜시버(120)의 검출 범위에 의존한다. 복합 레이더 비트 신호(416)의 대역폭이 인터페이스 회로(128)의 대역폭보다 클 수 있는 경우에, 멀티플렉싱 회로(130)는 대안적으로 코드-분할 멀티플렉싱 회로(604) 또는 시간-분할 멀티플렉싱 회로(606)를 사용하여 구현될 수 있다.
코드-분할 멀티플렉싱 회로(604)는 레이더 비트 신호들(522-1 내지 522-M)에 기초하여 복합 레이더 비트 신호(416)를 생성하기 위해 코드-분할 멀티플렉싱을 수행한다. 코드-분할 멀티플렉싱 회로(604)는 도 8 과 관련하여 추가로 설명된다.
복합 레이더 비트 신호(416)의 신호 대 잡음 비를 더 개선하기 위해, 멀티플렉싱 회로(130)는 시간 분할 멀티플렉싱 회로(606)를 사용하여 구현될 수 있다. 시간 분할 멀티플렉싱 회로(606)는 레이더 비트 신호들(522-1 내지 522-M)을 함께 결합하기 위해 결합기 회로 또는 합산 회로를 사용할 필요가 없다. 이와 같이, 폴딩을 통해 결합기 회로 또는 합산 회로를 경유하여 도입되는 추가적인 노이즈가 완화될 수 있다.
시간 분할 멀티플렉싱 회로들(606)의 예시적인 타입들은 디지털 시간 분할 멀티플렉싱 회로(612) 및 디지털 패킹 회로(614)를 포함한다. 디지털 시간 분할 멀티플렉싱 회로(612)는 레이더 비트 신호들(522-1 내지 522-M)의 상이한 시간 세그먼트들을 함께 인터리빙하여 복합 레이더 비트 신호(416)를 생성한다. 대조적으로, 디지털 패킹 회로(614)는 레이더 비트 신호들(522-1 내지 522-M)의 유사한 시간 세그먼트들을 함께 연접(concatenate)하여 복합 레이더 비트 신호(416)를 생성한다. 디지털 시간 분할 멀티플렉싱 회로(612) 및 디지털 패킹 회로(614)는 각각 도 9a 및 도 9b 와 관련하여 더 설명된다.
도 7a은 레이더 비트 신호들을 멀티플렉싱하기 위한 예시적인 아날로그 주파수 분할 멀티플렉싱 회로(608)를 나타낸다. 도시된 구성에서, 아날로그 주파수 분할 멀티플렉싱 회로(608)는 적어도 하나의 주파수-시프팅 회로(702) 및 적어도 하나의 결합기 회로(704)를 포함한다. 이 경우, 아날로그 주파수 분할 멀티플렉싱 회로(608)는 라디오 주파수 수신 체인들(504-1 내지 504-M)에 각각 배치되고 아날로그 믹서들(706-1 내지 706-M) 및 주파수 합성기들(708-1 내지 708-M)을 각각 포함하는 주파수 시프팅 회로들(702-1 내지 702-M)을 포함한다. 아날로그 믹서들(706-1 내지 706-M)의 입력들은 (도 5a의) 하향변환 믹서들(520-1 내지 520-M)의 출력들에 각각 커플링된다. 아날로그 믹서들(706-1 내지 706-M)의 다른 입력들은 주파수 합성기들(708-1 내지 708-M)에 각각 커플링된다. 주파수-시프팅 회로들(702-1 내지 702-M)은 레이더 비트 신호들(522-1 내지 522-M)의 주파수들을 각각 시프팅한다. 일 예로서, 주파수 시프트는 각각의 레이더 비트 신호(522-1 내지 522-M) 사이에서 대략 1.5 내지 2 MHz 사이일 수 있다.
결합기 회로(704)는 아날로그 믹서들(706-1 내지 706-M)의 출력들에 그리고 인터페이스 회로(128)에 커플링된다. 결합기 회로(704)는 윌킨슨 결합기, 트랜스포머, 지향성 커플러 등으로서 구현될 수 있다. 일반적으로 말하면, 결합기 회로(704)는 레이더 비트 신호들(522-1 내지 522-M)을 함께 결합하여 복합 레이더 비트 신호(416)를 생성한다.
동작 동안, 주파수 합성기들(708-1 내지 708-M)은 상이한 주파수들(712-1 내지 712-M)을 갖는 아날로그 레퍼런스 신호들(710-1 내지 710-M)을 생성한다. 아날로그 레퍼런스 신호들(710-1 내지 710-M) 사이의 주파수 차이들은 각각의 레이더 비트 신호들(522-1 내지 522-M)이 다양한 양들만큼 주파수에서 시프트되게 하여 비트 신호들이 주파수에서 구별되도록 (예를 들어, 주파수에서 중첩하지 않도록) 한다. 일 예로서, 주파수들(712-1 내지 712-M)은 대략 1.5 내지 2 MHz 만큼 상이할 수 있다. 일반적으로, 주파수 합성기들(708-1 내지 708-M)은 레퍼런스 클록 신호 또는 로컬 발진 신호(516)와 같은 로컬 발진 신호에 기초하여 아날로그 레퍼런스 신호들(710-1 내지 710-M)을 생성한다. 또는, 상기 주파수 합성기들(708-1 내지 708-M)은 로컬 발진기로서 구현될 수 있다.
아날로그 믹서들(706-1 내지 706-M)은 각각 레이더 비트 신호들(522-1 내지 522-M)을 아날로그 레퍼런스 신호들(710-1 내지 710-M)과 믹싱하여 주파수 시프트된 레이더 비트 신호들(714-1 내지 714-M)을 생성한다. 결합기 회로(704)는 주파수 시프트된 레이더 비트 신호들(714-1 내지 714-M)을 결합하여 복합 레이더 비트 신호(416)를 생성한다. 이 예에서, 복합 레이더 비트 신호(416)는 아날로그 신호이다.
대안적인 구현에서, 아날로그 주파수 분할 멀티플렉싱 회로(608)는 주파수-시프팅 회로들(702-1 내지 702-M) 중 하나를 포함하지 않거나 디스에이블하거나 바이패스한다. 주파수-시프팅 회로들(702-1)가 포함되지 않는 경우를 고려하면, 레이더 비트 신호(522-1)는 커플러 회로(704)에 직접 전달된다. 따라서, 커플러 회로(704)는 레이더 비트 신호(522-1)를 주파수-시프트된 레이더 비트 신호들(714-2 내지 714-M)과 결합한다. 주파수 도메인에서 주파수-시프트된 레이더 비트 신호들(714-2 내지 714-M)로부터 레이더 비트 신호(522-1)를 분리하기 위해, 아날로그 레퍼런스 신호들(710-2 내지 710-M)의 주파수들(712-2 내지 712-M)은 주파수-시프트된 레이더 비트 신호들(714-2 내지 714-M)이 레이더 비트 신호(522-1)에 대해 상이한 양들만큼 시프트되게 하도록 결정된다.
아날로그 주파수 분할 멀티플렉싱 회로(608)가 도 6에 설명된 다른 타입들의 멀티플렉싱 회로들(130) 중 일부에 비해 라디오 주파수 집적 회로(124) 내의 공간을 보존할 수 있지만, 주파수 합성기들(708-1)은 일부 실시양태들에서 라디오 주파수 집적 회로(124)의 비용을 증가시킬 수 있다. 추가적으로, 라디오 주파수 집적 회로(124) 내의 다른 신호 생성 컴포넌트들에 대한 주파수 합성기들(708-1 내지 708-M)의 근접도는 특정 실시양태들에서 간섭을 증가시키고 무선 트랜시버(120)의 동적 범위를 감소시킬 수 있다. 대안적으로, 멀티플렉싱 회로(130)는 디지털 신호 발생기들을 사용하여 레이더 비트 신호들(522-1 내지 522-M)의 주파수들을 시프트하는 디지털 주파수 분할 멀티플렉싱 회로(610)로서 구현될 수 있다. 일부 구현들에서, 디지털 신호 생성기들은 주파수 합성기들(708-1 내지 708-M)에 비해 구현하기에 더 쉽고 비용이 덜 들 수도 있다.
위에서 나타낸 바와 같이, 디멀티플렉싱 회로(132)는 명시적으로 예시되지 않지만, 멀티플렉싱 회로(130)에 대해 상호적인 동작을 수행하는 유사한 회로들을 사용하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 도 7a의 예시적인 아날로그 주파수 분할 멀티플렉싱 회로(608)에 대해, 디멀티플렉싱 회로(132)는 아날로그 또는 디지털 컴포넌트들을 사용하여 구현될 수 있는 필터들 및 믹서들(또는 곱셈기들)을 포함한다. 필터들은 복합 레이더 비트 신호(416)로부터 주파수-시프트된 레이더 비트 신호들(714-1 내지 714-M)을 추출하고 믹서들(또는 곱셈기들)은 주파수-시프트된 레이더 비트 신호들(714-1 내지 714-M)의 주파수를 시프트하여 레이더 비트 신호들(522-1 내지 522-M)(또는 디지털 버전과 같은 그것의 일부 버전)을 복원한다.
도 7b는 레이더 비트 신호들을 멀티플렉싱하기 위한 예시적인 디지털 주파수 분할 멀티플렉싱 회로(610)를 나타낸다. 도시된 구성에서, 디지털 주파수 분할 멀티플렉싱 회로(610)는 적어도 하나의 주파수-시프팅 회로(702) 및 적어도 하나의 합산 회로(716)를 포함한다. 이 예에서, 디지털 주파수 분할 멀티플렉싱 회로(610)는 라디오 주파수 수신 체인들(504-1 내지 504-M)에 각각 배치된 주파수 시프팅 회로들(702-1 내지 702-M)을 포함한다. 합산 회로(716)는 주파수 시프팅 회로들(702-1 내지 702-M) 및 인터페이스 회로(128)에 커플링된다. 디지털 주파수 분할 멀티플렉싱 회로(610)는 또한 밴드패스 필터들(718-1 내지 718-M) 및 아날로그-대-디지털 변환기들(720-1 내지 720-M)을 포함한다. 밴드패스 필터들(718-1 내지 718-M), 아날로그-대-디지털 변환기들(720-1 내지 720-M), 및 주파수-시프팅 회로들(702-1 내지 702-M)은 라디오 주파수 수신 체인들(504-1 내지 504-M)에 각각 배치된다.
밴드패스 필터들(718-1 내지 718-M)은 하향변환 믹서들(520-1 내지 520-M)의 출력들에 각각 커플링되고 레이더 비트 신호들(522-1 내지 522-M)을 필터링한다. 일부 구현들에서, 밴드패스 필터들(718-1 내지 718-M)은 대략 1 GHz의 대역폭들을 가지며 대략 10 데시벨의 감쇠(예를 들어, 거부)를 제공한다. 다른 구현들에서, 밴드패스 필터들(718-1 내지 718-M)은 대략 8 GHz의 대역폭들을 갖는 저역통과 필터들로서 구현된다. 밴드패스 필터들(718-1 내지 718-M)은 레이더 비트 신호들(522-1 내지 522-M) 내의 잡음을 감쇠시킴으로써 복합 레이더 비트 신호(416)의 신호-대-잡음 비를 개선할 수 있다. 이것은 레이더 비트 신호들(522-1 내지 522-M)이 합산 회로(716)에 의해 결합될 때 폴딩되는 노이즈의 양을 감소시킬 수 있다.
아날로그-대-디지털 변환기들(720-1 내지 720-M)은 밴드패스 필터들(718-1 내지 718-M)에 각각 커플링된다. 일부 구현들에서, 아날로그-대-디지털 변환기들(720-1 내지 720-M)은 레이더 비트 신호들(522-1 내지 522-M)의 나이퀴스트 레이트보다 적은 샘플링 레이트로 레이더 비트 신호들(522-1 내지 522-M)을 각각 샘플링한다. 즉, 아날로그-대-디지털 변환기들(720-1 내지 720-M)의 샘플링 레이트는 예를 들어 나이퀴스트 샘플링 레이트보다 낮은 32 또는 64의 팩터일 수 있는 서브-나이퀴스트 샘플링 레이트를 포함한다. 서브 나이퀴스트 샘플링 레이트를 사용하여, 아날로그-대-디지털 변환기들(720-1 내지 720-M)은 샘플링 레이트를 감소시킬 수 있고, 따라서 라디오 주파수 집적 회로(124)를 프로세서(126)에 커플링하는 인터페이스 회로(128)의 대역폭 요건을 감소시킬 수 있다.
주파수-시프팅 회로들(702-1 내지 702-M)은 디지털 믹서 회로들(722-1 내지 722-M) 및 디지털 신호 생성기들(724-1 내지 724-M)을 포함한다. 일부 구현들에서, 디지털 신호 생성기들(724-1 내지 724-M)은 수적으로 제언된 발진기들로서 구현된다. 디지털 믹서 회로들(722-1 내지 722-M)의 입력들은 아날로그-대-디지털 변환기들(720-1 내지 720-M)에 각각 커플링된다. 디지털 믹서 회로들(722-1 내지 722-M)의 다른 입력들은 디지털 신호 생성기들(724-1 내지 724-M)에 각각 커플링된다. 주파수-시프팅 회로들(702-1 내지 702-M)은 레이더 비트 신호들(522-1 내지 522-M)의 주파수들을 각각 시프팅한다. 일 예로서, 주파수 시프트는 각각의 레이더 비트 신호(522-1 내지 522-M) 사이에서 대략 1.5 내지 2 MHz 사이일 수 있다.
합산 회로(716)는 디지털 믹서 회로들(722-1 내지 722-M)의 출력들에 그리고 인터페이스 회로(128)에 커플링된다. 일반적으로 말하면, 합산 회로(716)는 레이더 비트 신호들(522-1 내지 522-M)을 함께 결합하여 복합 레이더 비트 신호(416)를 생성한다.
동작 동안, 밴드패스 필터들(718-1 내지 718-M)은 레이더 비트 신호들(522-1 내지 522-M)을 필터링하여 필터링된 레이더 비트 신호들(726-1 내지 726-M)을 생성한다. 아날로그-대-디지털 변환기들(720-1 내지 720-M)은 디지털 믹서 회로들(722-1 내지 722-M)에 제공되는 디지털 레이더 비트 신호들(728-1 내지 728-M)을 생성하기 위해 필터링된 레이더 비트 신호들(726-1 내지 726-M)을 디지털화한다.
주파수-시프팅 회로들(702-1 내지 702-M) 내에서, 디지털 신호 생성기들(724-1 내지 724-M)은 상이한 주파수들(712-1 내지 712-M)을 갖는 디지털 레퍼런스 신호들(730-1 내지 730-M)을 생성한다. 디지털 믹서 회로들(722-1 내지 722-M)은 디지털 레이더 비트 신호들(728-1 내지 728-M)을 디지털 레퍼런스 신호들(730-1 내지 730-M)과 믹싱하여 주파수-시프팅된 레이더 비트 신호들(714-1 내지 714-M)을 생성한다. 합산 회로(716)는 주파수-시프팅된 레이더 비트 신호들(714-1 내지 714-M)을 함께 결합하여 복합 레이더 비트 신호(416)를 생성한다. 이 예에서, 복합 레이더 비트 신호(416)는 디지털 신호이다.
대안적인 구현에서, 디지털 주파수 분할 멀티플렉싱 회로(610)는 주파수-시프팅 회로(702-1)를 포함하지 않거나 디스에이블하거나 바이패스한다. 이 경우, 디지털 레이더 비트 신호(728-1)는 합산 회로(716)로 직접 전달된다. 따라서, 합산 회로(716)는 디지털 레이더 비트 신호(728-1)를 주파수-시프트된 레이더 비트 신호들(714-2 내지 714-M)과 결합한다. 주파수 도메인에서 주파수-시프트된 레이더 비트 신호들(714-2 내지 714-M)로부터 디지털 레이더 비트 신호(728-1)를 분리하기 위해, 디지털 레퍼런스 신호들(730-2 내지 730-M)의 주파수들(712-2 내지 712-M)은 주파수-시프트된 레이더 비트 신호들(714-2 내지 714-M)이 디지털 레이더 비트 신호(728-1)에 대해 상이한 양들만큼 시프트되게 하도록 결정된다.
위에서 나타낸 바와 같이, 디멀티플렉싱 회로(132)는 명시적으로 예시되지 않지만, 멀티플렉싱 회로(130)에 대해 상호적인 동작을 수행하는 유사한 회로들을 사용하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 도 7b의 예시적인 디지털 주파수 분할 멀티플렉싱 회로(610)에 대해, 디멀티플렉싱 회로(132)는 디지털 컴포넌트들을 사용하여 구현될 수 있는 필터들 및 곱셈기들을 포함한다. 필터들은 복합 레이더 비트 신호(416)로부터 주파수 시프트된 레이더 비트 신호들(714-1 내지 714-M)을 추출하고, 곱셈기들은 주파수 시프트된 레이더 비트 신호들(714-1 내지 714-M)의 주파수를 시프트하여 레이더 비트 신호들(522-1 내지 522-M)을 복원한다.
도 8은 레이더 비트 신호들을 멀티플렉싱하기 위한 예시적인 코드-분할 멀티플렉싱 회로(604)를 나타낸다. 코드-분할 멀티플렉싱 회로(604)는 도 7b와 관련하여 위에서 설명된 밴드패스 필터들(718-1 내지 718-M), 아날로그-대-디지털 변환기들(720-1 내지 720-M) 및 합산 회로(716)를 포함한다. 그러나, 도 7b의 주파수-시프팅 회로들(702-1 내지 702-M)을 포함하는 대신에, 코드-분할 멀티플렉싱 회로(604)는 라디오 주파수 수신 체인들(504-1 내지 504-M)을 각각 포함하는 변조 회로들(802-1 내지 802-M)을 포함한다. 변조 회로들(802-1 내지 802-M)은 각각 코드 생성기들(804-1 내지 804-M) 및 디지털 믹서 회로들(722-1 내지 722-M)을 포함한다. 일반적으로 말하면, 변조 회로들(802-1 내지 802-M)은 레이더 비트 신호들(522-1 내지 522-M)의 위상들을 변조한다.
동작 동안, 코드 생성기들(804-1 내지 804-M)은 서로 직교하는 코드 시퀀스들(806-1 내지 806-M)을 생성한다. 일 예로서, 코드 시퀀스들(806-1 내지 806-M)은 왈쉬 코드 시퀀스들일 수 있다. 디지털 믹서 회로들(722-1 내지 722-M)은 코드 시퀀스들(806-1 내지 806-M)에 기초하여 디지털 레이더 비트 신호들(728-1 내지 728-M)을 변조함으로써 코딩된 레이더 비트 신호들(808-1 내지 808-M)을 생성한다. 합산 회로(716)는 코딩된 레이더 비트 신호들(808-1 내지 808-M)을 함께 결합하여 복합 레이더 비트 신호(416)를 생성한다. 이 예에서, 복합 레이더 비트 신호(416)는 디지털 신호이다.
위에서 나타낸 바와 같이, 디멀티플렉싱 회로(132)는 명시적으로 도시되지 않지만, 멀티플렉싱 회로(130)에 대해 상호적인 동작을 수행하는 유사한 회로들을 사용하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 도 8의 예시적인 코드 분할 멀티플렉싱 회로(604)에 대해, 디멀티플렉싱 회로(132)는 디지털 레이더 비트 신호들(728-1 내지 728-M)을 복원하기 위해 코드 시퀀스들(806-1 내지 806-M)을 사용하여 복합 레이더 비트 신호(416)를 복조하는 다른 디지털 믹서 회로들을 포함한다.
도 9a는 레이더 비트 신호들을 멀티플렉싱하기 위한 예시적인 디지털 시간 분할 멀티플렉싱 회로(612)를 나타낸다. 디지털 시간 분할 멀티플렉싱 회로(612)는 도 7b와 관련하여 전술한 밴드패스 필터(718-1 내지 718-M) 및 아날로그-대-디지털 변환기들(720-1 내지 720-M)을 포함한다. 그러나, 도 7b의 주파수-시프팅 회로들(702-1 내지 702-M)을 포함하는 대신에, 디지털 시간 분할 멀티플렉싱 회로(612)는 아날로그-대-디지털 변환기들(720-1 내지 720-M)에 커플링되고 인터페이스 회로(128)에 커플링된 스위칭 회로(902)를 포함한다.
도시된 구성에서, 스위칭 회로(902)는 아날로그-대-디지털 변환기들(720-1 내지 720-M)에 각각 커플링된 쓰로우들(throws)(904-1 내지 904-M) 및 인터페이스 회로(128)에 커플링된 폴(pole)(906)을 갖는 단일-폴 멀티-쓰로우 스위치로서 구현된다. 대안적으로, 스위칭 회로(902)는 멀티플렉서로서 구현될 수 있다.
동작 동안, 스위칭 회로(902)는 아날로그-대-디지털 변환기들(720-1 내지 720-M)을 인터페이스 회로(128)에 선택적으로 연결한다. 이와 같이, 스위칭 회로(902)는 복합 레이더 비트 신호(416)를 생성하기 위해 디지털 레이더 비트 신호들(728-1 내지 728-M)의 상이한 시간 세그먼트들을 함께 인터리빙한다. 일 예로서, 복합 레이더 비트 신호(416)는 제 1 시간 간격과 연관된 디지털 레이더 비트 신호(728-1)의 제 1 세트의 비트들, 제 2 시간 간격과 연관된 디지털 레이더 비트 신호(728-M)의 제 2 세트의 비트들, 제 3 시간 간격과 연관된 디지털 레이더 비트 신호(728-1)의 제 3 세트의 비트들 등을 포함한다. 이 예에서, 복합 레이더 비트 신호(416)는 디지털 신호이다.
스위칭 회로(902)의 동작으로 인해, 디지털 레이더 비트 신호들(728-1 내지 728-M)의 일부 비트들은 복합 레이더 비트 신호(416) 내에 포함되지 않는다. 이를 회피하기 위해, 멀티플렉싱 회로(130)는 대안적으로, 복합 레이더 비트 신호(416)가 디지털 레이더 비트 신호들(728-1 내지 728-M)과 연관된 비트들 모두를 포함하도록 디지털 패킹 회로(614)에 의해 구현될 수 있다.
위에서 나타낸 바와 같이, 디멀티플렉싱 회로(132)는 명시적으로 도시되지 않지만, 멀티플렉싱 회로(130)에 대해 상호적인 동작을 수행하는 유사한 회로들을 사용하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 도 9a의 예시적인 디지털 시간 분할 멀티플렉싱 회로(612)에 대해, 디멀티플렉싱 회로(132)는 디지털 레이더 비트 신호들(728-1 내지 728-M)을 복원하기 위해 복합 레이더 비트 신호(416)를 복조하는 다른 스위칭 회로를 포함한다.
도 9b는 레이더 비트 신호들을 멀티플렉싱하기 위한 예시적인 디지털 패킹 회로(614)를 나타낸다. 디지털 패킹 회로(614)는 밴드패스 필터들(718-1 내지 718-M) 및 아날로그-대-디지털 변환기들(720-1 내지 720-M)을 포함하며, 이들은 도 7b와 관련하여 위에서 설명되었다. 그러나, 도 7b의 주파수-시프팅 회로들(702-1 내지 702-M)을 포함하는 대신에, 디지털 패킹 회로(614)는 아날로그-대-디지털 변환기들(720-1 내지 720-M)에 커플링되고 인터페이스 회로(128)에 커플링된 비트-패킹 회로(908)를 포함한다. 비트 패킹 회로(908)는 레지스터들(910-1 내지 910-M)을 포함한다.
동작 동안, 비트 패킹 회로(908)는 직렬-병렬 동작을 수행한다. 특히, 비트 패킹 회로(908)는 디지털 레이더 비트 신호들(728-1 내지 728-M)의 비트들의 세트들을 레지스터들(910-1 내지 910-M)에 저장한다. 비트들의 이들 세트들이 상이한 디지털 레이더 비트 신호들(728-1 내지 728-M)로부터 온 것이지만, 비트들의 세트들은 동일한 시간 간격과 연관된다. 레지스터들(910-1 내지 910-M)이 가득 차면, 비트 패킹 회로(908)는 레지스터들(910-1 내지 910-M) 내의 비트들의 세트들을 함께 연접하고, 비트들의 연접된 세트들을 인터페이스 회로(128)에 전달한다. 프로세스는 다음 시간 간격과 연관되는 다음 비트 세트들에 대해 계속된다. 따라서, 복합 레이더 비트 신호(416)는 디지털 레이더 비트 신호들(728-1 내지 728-M)과 연관되고 주어진 시간 간격에 기초하여 함께 그룹화되는 일련의 연접된 비트들의 세트들을 포함한다.
위에서 나타낸 바와 같이, 디멀티플렉싱 회로(132)는 명시적으로 도시되지 않지만, 멀티플렉싱 회로(130)에 대해 상호적인 동작을 수행하는 유사한 회로들을 사용하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 도 9b의 예시적인 디지털 패킹 회로(614)에 대해, 디멀티플렉싱 회로(132)는 디지털 레이더 비트 신호들(728-1 내지 728-M)을 복원하기 위해 복합 레이더 비트 신호(416)를 언패킹한다.
도 10은 레이더 비트 신호들을 멀티플렉싱하기 위한 예시적인 프로세스(1000)를 나타내는 흐름도이다. 프로세스(1000)는 수행될 수 있는 동작들을 특정하는 블록들(1002-1010)의 세트의 형태로 설명된다. 그러나, 동작들은 반드시 도 10에 도시되거나 본 명세서에 설명된 순서로 한정되는 것은 아니며, 동작들은 대안적인 순서들로 또는 완전히 또는 부분적으로 중첩하는 방식들로 구현될 수도 있다. 또한, 더 많은, 더 적은, 및/또는 상이한 동작들이 프로세스(1000) 또는 대안적인 프로세스를 수행하도록 구현될 수도 있다. 프로세스(1000)의 예시된 블록들에 의해 표현된 동작들은 (예를 들어, 도 1 또는 도 4의) 무선 트랜시버(120) 또는 (예를 들어, 도 1, 도 4 또는 도 5a 의) 라디오 주파수 집적 회로(124)에 의해 수행될 수도 있다. 더 구체적으로, 프로세스(1000)의 동작들은 도 4, 도 5a, 및 도 7a 내지 도 9b에 도시된 바와 같은 멀티플렉싱 회로(130)에 의해 적어도 부분적으로 수행될 수도 있다.
블록(1002)에서, 레이더 송신 신호가 송신된다. 예를 들어, 안테나 어레이(122)의 적어도 하나의 송신 안테나 엘리먼트(506) 및 적어도 하나의 라디오 주파수 송신 체인(502)은 도 2a의 레이더 송신 신호(210)를 공동으로 송신한다. 레이더 송신 신호(210)는 주파수 변조된 연속파(FMCW) 신호 또는 주파수 변조된 펄스 신호일 수 있다. 주파수 변조의 유형은 선형 주파수 변조, 삼각 주파수 변조, 톱니 주파수 변조 등을 포함할 수 있다.
블록(1004)에서, 2 이상의 레이더 수신 신호들이 수신된다. 2 이상의 레이더 수신 신호들은 물체에 의해 반사되는 레이더 송신 신호의 부분들을 표현한다. 예를 들어, 도 5a에 도시된 바와 같이, 안테나 어레이(122)의 2 이상의 수신 안테나 엘리먼트들(508-1 내지 508-M) 및 2 이상의 수신 체인들(504-1 내지 504-M)은 각각 2 이상의 레이더 수신 신호들(212-1 내지 212-M)을 수신한다. 레이더 수신 신호들(212-1 내지 212-M)은 사용자의 부속물과 같은 물체(206)에 의해 반사되는 레이더 송신 신호(210)의 부분들을 나타낸다.
레이더 수신 신호들(212-1 내지 212-M) 및 레이더 송신 신호(210)는 동일한 주파수 대역과 연관된다. 주파수 대역은, 예를 들어, 6GHz 미만의 주파수 대역 또는 밀리미터 파장들과 연관된 주파수 대역일 수 있다. 주파수 대역은 또한 L-대역, S-대역, C-대역, X-대역, Ka-대역 등과 같은 특정 레이더 주파수 대역과 연관될 수 있다. L-대역은 1 내지 2 GHz 사이의 주파수들을 포함하고, S-대역은 2 내지 4 GHz 사이의 주파수들을 포함하고, C-대역은 4 내지 8 GHz 사이의 주파수들을 포함하고, X-대역은 8 내지 12 GHz 사이의 주파수들을 포함하고, Ka-대역은 27 내지 40 GHz 사이의 주파수들을 포함한다.
블록(1006)에서, 2 이상의 레이더 수신 신호들은 레이더 송신 신호를 사용하여 2 이상의 레이더 비트 신호들을 생성하기 위해 하향변환된다. 예를 들어, 하향변환 믹서들(520-1 내지 520-M) 은 레이더 송신 신호(210)를 이용하여 레이더 수신 신호들(212-1 내지 212-M)을 하향변환함으로써 레이더 비트 신호들(522-1 내지 522-M)을 각각 생성한다. 하향변환 동작은 레이더 송신 신호(210)를 사용하기 때문에, 하향변환 동작은 레이더 수신 신호들(212-1 내지 212-M)을 복조하는 비팅 동작이다. 비팅 동작으로 인해, 레이더 비트 신호들(522-1 내지 522-M)의 주파수들은 안테나 어레이(122)와 레이더 송신 신호(210)를 반사하는 물체(206)의 적어도 부분 사이의 거리에 비례한다. 또한, 레이더 비트 신호들(522-1 내지 522-M)의 대역폭들은 대응하는 레이더 수신 신호들(212-1 내지 212-M)의 대역폭들보다 좁다.
블록(1008)에서, 2 이상의 레이더 비트 신호들은 복합 레이더 비트 신호를 생성하기 위해 함께 멀티플렉싱된다. 예를 들어, 멀티플렉싱 회로(130)는 도 5a에 도시된 바와 같이, 레이더 비트 신호들(522-1 내지 522-M)을 함께 멀티플렉싱하여 복합 레이더 비트 신호(416)를 생성한다. 멀티플렉싱 회로(130)의 구현에 따라, 복합 레이더 비트 신호(416)는 아날로그 신호 또는 디지털 신호일 수 있다. 멀티플렉싱 회로(130)는 (도 7a 및 도 7b 에 도시된 바와 같은) 주파수 분할 멀티플렉싱(FDM) 회로(602), (도 8에 도시된 바와 같은) 코드 분할 멀티플렉싱(CDM) 회로(604), (도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같은) 시간 분할 멀티플렉싱(TDM) 회로(606) 등으로서 구현될 수 있다.
블록(1010)에서, 복합 레이더 비트 신호는 인터페이스 회로를 가로질러 전파된다. 예를 들어, 인터페이스 회로(128)는 라디오 주파수 집적 회로(124)로부터 프로세서(126)로 복합 레이더 비트 신호(416)를 전파한다. 일부 경우들에서, 인터페이스 회로(128)의 적어도 부분은 리소스 제약된 인터페이스를 포함한다. 리소스-제약된 인터페이스는 수신 동안 이용가능한 제한된 양의 통신 경로들(예를 들어, 전기 커넥터들) 및/또는 제한된 대역폭을 가질 수 있다. 일 예로서, 리소스-제약된 인터페이스는 2 이상의 레이더 비트 신호들(522-1 내지 522-M)의 양에 비해 더 작은 양의 통신 경로들을 포함한다. 다른 예로서, 리소스-제약된 인터페이스의 대역폭은 레이더 수신 신호들(212-1 내지 212-M) 중 임의의 레이더 수신 신호의 대역폭보다 작다. 복합 레이더 비트 신호(416)를 전파함으로써, 인터페이스 회로(128)는 리소스-제약된 인터페이스를 통해서도, 레이더 비트 신호들(522-1 내지 522-M)을 라디오 주파수 집적 회로(124)로부터 프로세서(126)로 병렬로 효과적으로 전달할 수 있다.
도시되지 않았지만, 추가적인 동작들이 프로세스(1000)의 일부로서 수행될 수도 있다. 예를 들어, 일부 구현들에서, 디멀티플렉싱 회로(132)는 도 5b에 도시된 바와 같이, 복합 레이더 비트 신호(416)를 디멀티플렉싱한다. 디지털 빔포머(134)는 또한, 디멀티플렉싱된 레이더 비트 신호들(522-1 내지 522-M)에 기초하여 공간 응답(538)을 생성할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 디바이스(102)는 물체(206)를 검출하고 물체 분류 모듈(528) 및/또는 각도 추정 모듈(530)을 사용하여 물체(206)에 관한 특성을 결정할 수 있다. 물체 (206) 를 검출하면, 송신 파라미터 조정 모듈 (532) 은 후속 신호, 예컨대 나중에 송신된 업링크 신호 (202)에 대한 송신 파라미터를 조정할 수 있다.
문맥이 달리 지시하지 않는 한, 본 명세서에서 단어 "또는" 의 사용은 "포함적 또는" 또는 단어 "또는"에 의해 링크된 하나 이상의 아이템들의 포함 또는 적용을 허용하는 용어의 사용으로 고려될 수도 있다 (예를 들어, 구문 "A 또는 B" 는 단지 "A"를 허용하는 것으로, 단지 "B"를 허용하는 것으로, 또는 "A" 및 "B" 양자 모두를 허용하는 것으로 해석될 수도 있다). 또한, 본 명세서에서 논의된 첨부 도면들 및 용어들에서 표현된 아이템들은 하나 이상의 아이템들 또는 용어들을 나타낼 수도 있고, 따라서 본 명세서에 기재된 설명에서 아이템들 및 용어들의 단일 또는 복수의 형태들과 상호교환가능하게 참조될 수도 있다. 마지막으로, 주제가 구조적 특징들 또는 방법론적 동작들에 특정적인 언어로 설명되었지만, 첨부된 청구항들에서 정의된 주제는 특징들이 배열되는 조직들 또는 동작들이 수행되는 순서들에 반드시 한정되는 것은 아님을 포함하여, 상기 설명된 특정 특징들 또는 동작들에 반드시 한정되는 것은 아님이 이해되어야 한다.

Claims (33)

  1. 장치로서,
    상기 장치는,
    안테나 어레이; 및
    상기 안테나 어레이에 커플링된 무선 트랜시버
    를 포함하고,
    상기 안테나 어레이 및 상기 무선 트랜시버는 레이더 송신 신호를 송신하고 2 이상의 레이더 수신 신호들을 수신하도록 공동으로 구성되고, 상기 2 이상의 레이더 수신 신호들은 물체에 의해 반사되는 상기 레이더 송신 신호의 부분들을 표현하고, 상기 무선 트랜시버는 라디오 주파수 집적 회로를 포함하고,
    상기 라디오 주파수 집적 회로는:
    상기 레이더 송신 신호를 사용하여 상기 2 이상의 레이더 수신 신호들의 각각의 레이더 수신 신호를 하향변환함으로써 레이더 비트 신호를 생성하도록 각각 구성된 2 이상의 수신 체인들; 및
    상기 2 이상의 수신 체인들에 커플링된 멀티플렉싱 회로로서, 상기 멀티플렉싱 회로는 복합 레이더 비트 신호를 생성하기 위해 레이더 비트 신호들을 함께 멀티플렉싱하도록 구성되는, 상기 멀티플렉싱 회로
    를 포함하는, 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이더 송신 신호 및 상기 2 이상의 레이더 수신 신호들은 동일한 주파수 대역과 연관되는, 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선 트랜시버는:
    프로세서;
    디멀티플렉싱 회로; 및
    상기 라디오 주파수 집적 회로와 상기 프로세서 사이에 커플링된 인터페이스 회로
    를 포함하고; 그리고
    상기 멀티플렉싱 회로는 상기 2 이상의 수신 체인들과 상기 인터페이스 회로 사이에 커플링되고, 상기 멀티플렉싱 회로는 상기 인터페이스 회로를 통해 상기 디멀티플렉싱 회로에 상기 복합 레이더 비트 신호를 제공하도록 구성되는, 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 디멀티플렉싱 회로는 상기 프로세서 내에서 구현되는, 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 디멀티플렉싱 회로는 상기 인터페이스 회로 내에서 구현되는, 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 인터페이스 회로는 상기 멀티플렉싱 회로와 상기 디멀티플렉싱 회로 사이에 커플링된 적어도 하나의 통신 경로를 포함하고, 상기 레이더 비트 신호들의 양은 상기 적어도 하나의 통신 경로에서의 경로들의 양보다 큰, 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 통신 경로는 상기 멀티플렉싱 회로와 상기 디멀티플렉싱 회로 사이에 커플링된 적어도 하나의 전기적 연결을 포함하는, 장치.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 프로세서는 2 이상의 디지털 수신 체인들을 포함하고, 상기 2 이상의 디지털 수신 체인들에서의 디지털 수신 체인들의 양은 상기 라디오 주파수 집적 회로의 상기 2 이상의 수신 체인들에서의 수신 체인들의 양과 동일하며; 그리고
    상기 디멀티플렉싱 회로는 상기 인터페이스 회로와 상기 2 이상의 디지털 수신 체인들 사이에 커플링되고,
    상기 디멀티플렉싱 회로는:
    상기 복합 레이더 비트 신호를 디멀티플렉싱하여 상기 레이더 비트 신호들을 추출하고; 그리고
    추출된 상기 레이더 비트 신호들을 상기 2 이상의 디지털 수신 체인들에 각각 제공하도록
    구성되는, 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 2 이상의 디지털 수신 체인들에 커플링된 디지털 빔포머를 포함하고, 상기 디지털 빔포머는 추출된 상기 레이더 비트 신호들에 기초하여 상기 물체의 각도 포지션을 나타내는 공간 응답을 생성하도록 구성되는, 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 멀티플렉싱 회로는 상기 복합 레이더 비트 신호를 생성하기 위해 주파수 분할 멀티플렉싱을 수행하도록 구성된 주파수 분할 멀티플렉싱 회로를 포함하는, 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 주파수 분할 멀티플렉싱 회로는:
    상기 레이더 비트 신호들의 주파수들을 상이한 양들만큼 시프트시켜 주파수 시프트된 레이더 비트 신호들을 생성하고; 그리고
    상기 주파수 시프트된 레이더 비트 신호들에 기초하여 상기 복합 레이더 비트 신호를 생성하도록
    구성되는, 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 주파수 분할 멀티플렉싱 회로는 아날로그 주파수 분할 멀티플렉싱 회로를 포함하고,
    상기 아날로그 주파수 분할 멀티플렉싱 회로는:
    상기 2 이상의 수신 체인들에 각각 배치된 2개 이상의 주파수 합성기들로서, 상기 2개 이상의 주파수 합성기들은 상이한 주파수들을 갖는 각각의 아날로그 레퍼런스 신호들을 생성하도록 구성되는, 상기 2개 이상의 주파수 합성기들;
    상기 2 이상의 수신 체인들에 각각 배치되고 상기 2개 이상의 주파수 합성기들에 각각 커플링된 2개 이상의 아날로그 믹서들로서, 상기 2개 이상의 아날로그 믹서들은 상기 아날로그 레퍼런스 신호들을 각각 사용하여 상기 주파수 시프트된 레이더 비트 신호들을 생성하도록 구성되는, 상기 2개 이상의 아날로그 믹서들; 및
    상기 2개 이상의 아날로그 믹서들에 커플링되고, 상기 주파수 시프트된 레이더 비트 신호들에 기초하여 상기 복합 레이더 비트 신호를 생성하도록 구성된 결합기 회로
    를 포함하는, 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 주파수 분할 멀티플렉싱 회로는 디지털 주파수 분할 멀티플렉싱 회로를 포함하고,
    상기 디지털 주파수 분할 멀티플렉싱 회로는:
    상기 2 이상의 수신 체인들에 각각 배치된 2개 이상의 아날로그-대-디지털 변환기들로서, 상기 2개 이상의 아날로그-대-디지털 변환기들의 각각은 각각의 레이더 비트 신호에 기초하여 디지털 레이더 비트 신호를 생성하도록 구성되는, 상기 2개 이상의 아날로그-대-디지털 변환기들;
    상기 2 이상의 수신 체인들에 각각 배치되고, 상이한 주파수들을 갖는 각각의 디지털 레퍼런스 신호들을 생성하도록 구성된 2개 이상의 디지털 신호 생성기들;
    상기 2 이상의 수신 체인들에 각각 배치되고, 상기 2개 이상의 아날로그-대-디지털 변환기들에 각각 커플링되고, 상기 2개 이상의 디지털 신호 생성기들에 각각 커플링된 2개 이상의 디지털 믹서 회로들로서, 상기 2개 이상의 디지털 믹서 회로들의 각각은 각각의 디지털 레퍼런스 신호를 사용하여 주파수 시프트된 레이더 비트 신호를 생성하도록 구성되는, 상기 2개 이상의 디지털 믹서 회로들; 및
    상기 2개 이상의 디지털 믹서 회로들에 커플링되고, 상기 주파수 시프트된 레이더 비트 신호들에 기초하여 상기 복합 레이더 비트 신호를 생성하도록 구성된 합산 회로
    를 포함하는, 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 멀티플렉싱 회로는 상기 2 이상의 수신 체인들에 각각 배치된 2개 이상의 밴드패스 필터들을 포함하고, 상기 2개 이상의 밴드패스 필터들은 상기 2개 이상의 아날로그-대-디지털 변환기들에 각각 커플링되고, 상기 2개 이상의 밴드패스 필터들의 각각은 각각의 레이더 비트 신호에 기초하여 필터링된 레이더 비트 신호를 생성하도록 구성되며; 그리고
    상기 2개 이상의 아날로그-대-디지털 변환기들의 각각은 각각의 필터링된 레이더 비트 신호에 기초하여 디지털 레이더 비트 신호를 생성하도록 구성되는, 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 멀티플렉싱 회로는 상기 복합 레이더 비트 신호를 생성하기 위해 코드 분할 멀티플렉싱을 수행하도록 구성된 코드 분할 멀티플렉싱 회로를 포함하는, 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 코드 분할 멀티플렉싱 회로는:
    상기 2 이상의 수신 체인들에 각각 배치된 2개 이상의 아날로그-대-디지털 변환기들로서, 상기 2개 이상의 아날로그-대-디지털 변환기들의 각각은 각각의 레이더 비트 신호에 기초하여 디지털 레이더 비트 신호를 생성하도록 구성되는, 상기 2개 이상의 아날로그-대-디지털 변환기들;
    상기 2 이상의 수신 체인들에 각각 배치되고, 각각의 직교 코드 시퀀스들을 생성하도록 구성된 2개 이상의 코드 생성기들;
    상기 2 이상의 수신 체인들에 각각 배치되고, 상기 2개 이상의 아날로그-대-디지털 변환기들에 각각 커플링되며, 상기 2개 이상의 코드 생성기들에 각각 커플링된 2개 이상의 디지털 믹서 회로들로서, 상기 2개 이상의 디지털 믹서 회로들의 각각은, 각각의 직교 코드 시퀀스에 기초하여 각각의 디지털 레이더 비트 신호의 위상을 변조함으로써, 코딩된 레이더 비트 신호를 생성하도록 구성되는, 상기 2개 이상의 디지털 믹서 회로들; 및
    상기 2개 이상의 디지털 믹서 회로들에 커플링되고, 상기 코딩된 레이더 비트 신호들에 기초하여 상기 복합 레이더 비트 신호를 생성하도록 구성된 합산 회로
    를 포함하는, 장치.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 멀티플렉싱 회로는 상기 복합 레이더 비트 신호를 생성하기 위해 시간 분할 멀티플렉싱을 수행하도록 구성된 시간 분할 멀티플렉싱 회로를 포함하는, 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 시간 분할 멀티플렉싱 회로는 디지털 시간 분할 멀티플렉싱 회로를 포함하고,
    상기 디지털 시간 분할 멀티플렉싱 회로는:
    상기 2 이상의 수신 체인들에 각각 배치된 2개 이상의 아날로그-대-디지털 변환기들로서, 상기 2개 이상의 아날로그-대-디지털 변환기들의 각각은 각각의 레이더 비트 신호에 기초하여 디지털 레이더 비트 신호를 생성하도록 구성되는, 상기 2개 이상의 아날로그-대-디지털 변환기들; 및
    상기 2개 이상의 아날로그-대-디지털 변환기들에 커플링되고, 상기 복합 레이더 비트 신호를 생성하기 위해 상기 디지털 레이더 비트 신호들의 상이한 시간 세그먼트들을 함께 인터리빙하도록 구성된 스위칭 회로
    를 포함하는, 장치.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 시간 분할 멀티플렉싱 회로는 디지털 패킹 회로를 포함하고,
    상기 디지털 패킹 회로는:
    상기 2 이상의 수신 체인들에 각각 배치된 2개 이상의 아날로그-대-디지털 변환기들로서, 상기 2개 이상의 아날로그-대-디지털 변환기들의 각각은 각각의 레이더 비트 신호에 기초하여 디지털 레이더 비트 신호를 생성하도록 구성되는, 상기 2개 이상의 아날로그-대-디지털 변환기들; 및
    상기 복합 레이더 비트 신호를 생성하기 위해 상기 디지털 레이더 비트 신호들의 동일한 시간 세그먼트들을 함께 연접하도록 구성된 비트 패킹 회로
    를 포함하는, 장치.
  20. 제 1 항에 있어서,
    상기 안테나 어레이는 송신 안테나 엘리먼트 및 2개 이상의 수신 안테나 엘리먼트들을 포함하고;
    상기 2개 이상의 수신 안테나 엘리먼트들은 상기 2 이상의 수신 체인들에 각각 커플링되고;
    상기 라디오 주파수 집적 회로는 상기 송신 안테나 엘리먼트에 커플링된 송신 체인을 포함하고; 그리고
    상기 2개 이상의 수신 안테나 엘리먼트들 및 상기 2 이상의 수신 체인들은 상기 송신 체인 및 상기 송신 안테나 엘리먼트가 상기 레이더 송신 신호를 공동으로 송신하는 시간의 부분 동안 상기 2 이상의 레이더 수신 신호들을 수신하도록 공동으로 구성되는, 장치.
  21. 장치로서,
    레이더 송신신호를 송신하기 위한 송신 수단;
    2 이상의 레이더 수신 신호들을 수신하기 위한 수신 수단으로서, 상기 2 이상의 레이더 수신 신호들은 물체에 의해 반사되는 상기 레이더 송신 신호의 부분들을 표현하는, 상기 수신 수단;
    상기 레이더 송신 신호를 사용하여 상기 2 이상의 레이더 수신 신호들을 하향변환함으로써 2 이상의 레이더 비트신호들을 생성하기 위한 하향변환 수단; 및
    상기 2 이상의 레이더 비트 신호들을 함께 멀티플렉싱함으로써 복합 레이더 비트 신호를 생성하기 위한 멀티플렉싱 수단을 포함하는, 장치.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 복합 레이더 비트 신호로부터 2 이상의 레이더 비트 신호들을 추출하기 위한 디멀티플렉싱 수단; 및
    상기 멀티플렉싱 수단으로부터 상기 디멀티플렉싱 수단으로 상기 복합 레이더 비트 신호를 전파하기 위한 인터페이스 수단을 더 포함하는, 장치.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 디멀티플렉싱 수단에 의해 추출된 상기 2 이상의 레이더 비트 신호들에 기초하여 상기 물체의 각도 포지션을 나타내는 공간 응답을 생성하기 위한 디지털 빔포밍 수단을 더 포함하는, 장치.
  24. 제 21 항에 있어서,
    상기 멀티플렉싱 수단은:
    상기 복합 레이더 비트 신호를 생성하기 위해 아날로그 도메인에서 주파수 분할 멀티플렉싱을 수행하기 위한 아날로그 주파수 분할 멀티플렉싱 수단;
    상기 복합 레이더 비트 신호를 생성하기 위해 디지털 도메인에서 주파수 분할 멀티플렉싱을 수행하기 위한 디지털 주파수 분할 멀티플렉싱 수단;
    상기 복합 레이더 비트 신호를 생성하기 위해 상기 디지털 도메인에서 코드 분할 멀티플렉싱을 수행하기 위한 코드 분할 멀티플렉싱 수단;
    상기 복합 레이더 비트 신호를 생성하기 위해 상기 디지털 도메인에서 시간 분할 멀티플렉싱을 수행하기 위한 디지털 시간 분할 멀티플렉싱 수단; 또는
    상기 복합 레이더 비트 신호를 생성하기 위해 상기 디지털 도메인에서 비트 패킹을 수행하기 위한 디지털 패킹 수단
    중 적어도 하나를 포함하는, 장치.
  25. 인터페이스 회로를 가로지르는 전파를 용이하게 하기 위해 레이더 비트 신호들을 멀티플렉싱하는 방법으로서,
    레이더 송신 신호를 송신하는 단계;
    2 이상의 레이더 수신 신호들을 수신하는 단계로서, 상기 2 이상의 레이더 수신 신호들은 물체에 의해 반사되는 상기 레이더 송신 신호의 부분들을 표현하는, 상기 2 이상의 레이더 수신 신호들을 수신하는 단계;
    2 이상의 레이더 비트 신호들을 생성하기 위해 상기 레이더 송신 신호를 사용하여 상기 2 이상의 레이더 수신 신호들을 하향변환하는 단계;
    상기 2 이상의 레이더 비트 신호들을 함께 멀티플렉싱하여 복합 레이더 비트 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 인터페이스 회로를 가로질러 상기 복합 레이더 비트 신호를 전파시키는 단계를 포함하는, 인터페이스 회로를 가로지르는 전파를 용이하게 하기 위해 레이더 비트 신호들을 멀티플렉싱하는 방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 인터페이스 회로는 상기 2 이상의 레이더 비트 신호들에서의 레이더 비트 신호들의 양에 비해 더 적은 양의 통신 경로들을 포함하는 리소스 제약된 인터페이스 회로를 포함하는, 인터페이스 회로를 가로지르는 전파를 용이하게 하기 위해 레이더 비트 신호들을 멀티플렉싱하는 방법.
  27. 제 25 항에 있어서,
    상기 인터페이스 회로는 상기 2 이상의 레이더 수신 신호들 중 임의의 것의 대역폭에 비해 더 작은 대역폭을 갖는 리소스 제약된 인터페이스 회로를 포함하는, 인터페이스 회로를 가로지르는 전파를 용이하게 하기 위해 레이더 비트 신호들을 멀티플렉싱하는 방법.
  28. 제 25 항에 있어서,
    상기 인터페이스 회로를 가로질러 상기 복합 레이더 비트 신호를 전파시키는 단계는, 라디오 주파수 집적 회로로부터 프로세서로 상기 인터페이스 회로를 가로질러 상기 복합 레이더 비트 신호를 전파시키는 단계를 포함하는, 인터페이스 회로를 가로지르는 전파를 용이하게 하기 위해 레이더 비트 신호들을 멀티플렉싱하는 방법.
  29. 제 25 항에 있어서,
    상기 복합 레이더 비트 신호를 디멀티플렉싱하여 상기 2 이상의 레이더 비트 신호들을 추출하는 단계;
    상기 2 이상의 레이더 비트 신호들에 기초하여 상기 물체에 대한 각도를 표현하는 공간 응답을 생성하기 위해 디지털 빔포밍을 수행하는 단계; 및
    상기 공간 응답에 기초하여 상기 물체에 대한 각도를 결정하는 단계를 더 포함하는, 인터페이스 회로를 가로지르는 전파를 용이하게 하기 위해 레이더 비트 신호들을 멀티플렉싱하는 방법.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 각도에 기초하여 송신 파라미터를 조정하여 조정된 송신 파라미터를 생성하는 단계; 및
    상기 조정된 송신 파라미터를 이용하여 업링크 신호를 송신하는 단계를 더 포함하는, 인터페이스 회로를 가로지르는 전파를 용이하게 하기 위해 레이더 비트 신호들을 멀티플렉싱하는 방법.
  31. 장치로서,
    상기 장치는,
    안테나 어레이에 커플링하도록 구성된 라디오 주파수 집적 회로를 포함하는 무선 트랜시버를 포함하고,
    상기 라디오 주파수 집적 회로는:
    상향변환 믹서를 포함하는 송신 체인;
    2 이상의 수신 체인들로서, 상기 2 이상의 수신 체인들의 각각은 상기 상향변환 믹서의 출력에 커플링된 입력을 갖는 하향변환 믹서를 포함하는, 상기 2 이상의 수신 체인들; 및
    2개 이상의 하향변환 믹서들의 출력들에 커플링된 멀티플렉싱 회로
    를 포함하는, 장치.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 안테나 어레이를 더 포함하고,
    상기 안테나 어레이는:
    상기 송신 체인에 커플링된 송신 안테나 엘리먼트; 및
    상기 2 이상의 수신 체인들에 각각 커플링된 2개 이상의 수신 안테나 엘리먼트들
    을 포함하며,
    상기 상향변환 믹서는 레이더 송신 신호를 생성하도록 구성되고;
    상기 송신 안테나 엘리먼트 및 상기 송신 체인은 상기 레이더 송신 신호를 송신하도록 공동으로 구성되며;
    상기 2개 이상의 수신 안테나 엘리먼트들 및 상기 2 이상의 수신 체인들은 물체에 의해 반사되는 상기 레이더 송신 신호의 부분들을 표현하는 2 이상의 레이더 수신 신호들을 수신하도록 공동으로 구성되고;
    상기 2개 이상의 하향변환 믹서들은 2 이상의 레이더 비트 신호들을 생성하기 위해 상기 레이더 송신 신호를 사용하여 상기 2 이상의 레이더 수신 신호들을 하향변환하도록 구성되고; 그리고
    상기 멀티플렉싱 회로는 복합 레이더 비트 신호를 생성하기 위해 상기 2 이상의 레이더 비트 신호들을 함께 멀티플렉싱하도록 구성되는, 장치.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 무선 트랜시버는:
    2 이상의 디지털 수신 체인들을 포함하는 프로세서;
    상기 2 이상의 디지털 수신 체인들의 각각의 디지털 수신 체인들에 커플링된 2 이상의 출력들을 갖는 디멀티플렉싱 회로; 및
    상기 멀티플렉싱 회로와 상기 디멀티플렉싱 회로 사이에 커플링된 인터페이스 회로
    를 포함하는, 장치.
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