[发明专利]使用OFDM导频和数据载波用于集成雷达和通信的汽车雷达

说明书

本公开包括用于执行集成的车辆雷达处理和数据通信的实施例。在一些实施例中，一种方法包括基于导频子载波集合和数据子载波集合来构造无线信号。导频子载波集合用于雷达处理和信道估计，而数据子载波集合用于发送数据。该方法包括发送无线信号。该方法包括监听与无线信号相关联的雷达反馈。该方法包括从雷达反馈确定导频‑子载波雷达数据。导频子载波雷达数据描述与导频子载波集合相关联的雷达反馈的一部分。该方法包括基于导频‑子载波雷达数据生成雷达处理结果，以减小雷达处理结果的峰旁瓣比。

背景技术

该规范涉及将正交频分复用(OFDM)信号应用于车辆中的集成雷达和通信应用。

预计车辆将经由车辆到一切事物(V2X)通信相互交换越来越多的数据用于各种车辆应用。例如，车辆可能会生成大量的传感器数据，并经由任何形式的V2X通信彼此共享传感器数据，使得可以通过处理传感器数据来提高车辆的行驶安全性。但是，分配给V2X通信的带宽是有限的。

汽车雷达使用专门分配给雷达测量的频谱(例如，在76千兆赫(GHz)至81GHz之间)。多年来已经讨论了将该频谱既用于数据通信又用于雷达功能的双重用途。该频谱的双重用途的示例包括在车辆应用中采用集成雷达和通信技术。在集成雷达和通信技术中，车辆将相同的波形用于雷达和通信目的。

例如，如图1A所示，集成雷达通信设备170将携带信息的波形发送到另一个集成雷达通信设备171。另一个集成雷达通信设备171从接收到的波形中解码信息。同时，该波形被另一个集成雷达通信设备171和任何其它物体172反射，使得集成雷达通信设备170接收与该波形相关联的雷达反馈，然后对雷达反馈执行雷达处理。以这种方式，雷达处理和数据通信都不需要已经分配的雷达频带以外的其它频谱。而且，这种集成雷达和通信技术比无线通信的全向方法更安全。例如，在一些实施例中，这种集成雷达和通信技术更安全是因为它仅在有限数量的方向上发送(它是“高度定向的”)，这使得通过该技术发送的无线消息相对于全向传输而言不太可能被拦截或窃听，全向传输由于它们在所有方向被发送而因此有更多机会被拦截或窃听。

发明内容

描述了能够使用OFDM信号用于车辆中的雷达应用和无线通信应用两者的OFDM信号模块的实施例。OFDM信号模块使用OFDM信号的导频子载波用于雷达检测目的，这允许使用专门定义的序列(例如，导频符号)来实现较低的峰旁瓣比(peak to side-lobe ratio)，以改善雷达成像结果。相比之下，如果常规OFDM符号(例如，数据符号)用于雷达功能，则由于所发送的数据符号的随机性，所得到的雷达成像结果通常遭受高的峰旁瓣比。高峰旁瓣比可能导致诸如雷达成像中的幻影物体(即，检测到不存在的物体)的问题，这可能会严重降低雷达成像结果的质量。在一些实施例中，在分配给汽车应用的带宽的频谱中(在76GHz和81GHz之间)发送和接收OFDM信号。

在一些实施例中，OFDM信号模块被安装在联网车辆(即，车辆的OFDM系统)的车载单元中。该OFDM系统包括：(1)通信子系统，其具有用于接收和发送OFDM信号的通信接收器和通信发送器；(2)雷达系统；以及(3)可操作以编码和解码OFDM信号的OFDM信号模块。

在一些实施例中，OFDM系统使用OFDM信号中的导频子载波用于雷达处理和信道估计，同时在其它子载波中发送数据。OFDM系统的通信接收器被配置为使得利用相同波形的接收信号，通信接收器可以解调接收信号中包含的数据，同时还使用在接收信号的导频子载波中编码的导频符号来估计变化的车辆信道。

与对数据子载波中的随机生成的数据符号进行雷达处理相比，本文描述的由OFDM系统实现的方法有益地降低了雷达处理的峰旁瓣比。因此，使用本文描述的OFDM系统有利地导致OFDM信号可以用于汽车中的雷达应用和无线通信应用两者。例如，由本文描述的OFDM系统提供的示例优点和改进包括使用OFDM信号中的导频子载波用于雷达处理和信道估计，同时在其它子载波中发送数据。没有现有的解决方案使用OFDM信号中的导频子载波用于雷达处理和信道估计，同时在其它子载波中发送数据。