基于信号的数据压缩的制作方法

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基于信号的数据压缩的制作方法
【技术领域】
[0001] 多种实施例的方面针对设及基于雷达的信号的方法、装置和系统。
【背景技术】
[0002] 基于雷达的系统被用于多种应用,包括车辆应用、军事应用等。通常,雷达信号 (诸如声、光或其它福射)行进的距离被用于对环境进行表征。例如,可W基于该信号和 信号传播的介质的特性,来确定雷达信号从发射机行进到对象并返回接收机的往返距离 (round-tripdist曰nee)。
[0003] W使用汽车为例,可W根据特定波形原理(例如,调频连续波(FMCW)信号)来对 信号进行调制,W预定载波频率发送该信号,并检测反射信号且将其用于确定到对象的距 离。例如可W将运种方法用于感测到其它停放车辆的距离,或感测对象接近该车辆的速度 W及对象和该车辆之间的角度。
[0004] 由于运种方法非常有用,许多雷达系统(诸如车载雷达系统)将高分辨率与长测 量距离向(range)相组合。例如,可W将多个天线用于增加角度分辨率,其中将多个连续测 量用于提取通常与对象移动的速度相关的慢多普勒效应。运种方法可能产生大量数据点, 运需要较高的处理能力和较高的存储能力。较大存储需求的另一原因在于:接收到的靠近 对象的功率和相关噪底(noisefloor)之间的较大差值可能需要较多数目的比特来进行模 数转换,W及优化相关信噪比(例如,由于接收到的信号的窄带特性进一步减小了噪声带 宽)。运些和其它事物针对多种应用,提出了对基于雷达的实现方案的挑战。

【发明内容】
阳0化]多种示例实施例设及一种基于雷达的方法、电路和它们的实现方案。
[0006] 根据示例实施例,一种装置包括雷达收发机,经由通信信道(例如,经过空气介 质)发送雷达信号并接收发送的雷达信号的反射。数据压缩电路基于传输特性确定压缩因 子(compression化ctor),并根据所确定的压缩因子,压缩表示雷达信号的数据。传输特 性可W例如与信道损耗、从其接收反射的对象的速度或运种对象的轨迹中的一个或多个相 关。此外,运种特性可W设及对象和信号的多普勒效应方面(例如,设及与距离相关的方 面)。数据产生器电路产生包括已压缩数据的输出信号。多种实施例针对使用运种方案的 方法。
[0007] 在其它实施例中,基于在多普勒或多天线频谱的可预测性来压缩数据。雷达信号 被转换为一种表示,其中对象在距离上是分离的,预测模型用于预测其它测量值。例如,可 W从身边的对象或通过使用其它对象和为后续访问存储的相关数据,来学习运种模型。对 预测和实际测量值之间的差值进行编码,促使所需压缩比率。可W例如使用本文所述的一 个或更多个实施例来实现运种预测模型,在所述实施例中,将传输/信道特性用于进行处 理。
[0008] 另一实施例设及一种装置,包括:第一电路,检测从对象反射的信号;W及第二电 路,基于由信号指示的对象的特性,确定信号的压缩因子。运些特性表示对象和第一电路之 间的距离、信号通过的信道的特性、对象相对于第一电路的速度W及对象相对于第一电路 的轨迹中的至少一个。第Ξ电路基于检测到的反射信号产生数字数据,根据所确定的压缩 因子来压缩数字数据,并基于压缩数据产生输出信号。
[0009] 上述讨论/总结不是为了描述本公开的每个实施例或每个实现方案。W下附图和 具体描述同样例示出多种实施例。
【附图说明】
[0010] 根据结合附图的W下详细描述,可W更全面地理解多种示例实施例,附图中:
[0011] 图1示出了根据示例实施例的针对雷达数据处理的装置和方法;
[0012] 图2示出了根据另一示例实施例的雷达装置;
[0013] 图3示出了根据一个或多个实施例的数据访问和压缩操作;
[0014] 图4示出了根据一个或多个实施例的压缩和存储器写入操作;
[0015] 图5示出了根据一个或多个实施例的用于处理雷达数据的方法;
[0016] 图6示出了根据一个或多个实施例的可W执行的压缩操作;
[0017] 图7示出了根据另一示例实施例的针对基于多普勒压缩的系统和方法;
[0018] 图8示出了根据另一示例实施例的针对多普勒/测距雷达/声纳系统方案的数据 流图,设及测量对象距离和速度;
[0019] 图9示出了结合本文所述的一个或多个实施例可W执行的压缩方案;
[0020] 图10示出了根据另一示例实施例的具有存储器和有损压缩控制的另一压缩方 案; 阳021] 图11示出了根据另一实施例的用于转置写入(transposedwriting)的有损压缩 存储管理方案;
[0022] 图12示出了可W实现为另一实施例的有损压缩存储管理方案;
[0023] 图13示出了根据另一实施例的具有自适应存储管理的有损压缩方案;
[0024] 图14示出了根据另一实施例的具有适应于应用需求的存储器管理的有损压缩方 案;化及
[00巧]图15示出了根据另一实施例的系统和方法,其中碰撞时间(timetocollision) 被用作用于控制存储器使用的准则。
【具体实施方式】
[00%] 尽管运里讨论的多种实施例应该包括多种修改和备选形式,然而在附图中示例性 地示出了并详细描述了实施例的多个方面。然而,应理解运么做的目的不是为了将本发明 限于所述的具体实施例。相反,而是为了涵盖落在本公开范围内的所有修改、等同物和替换 物,所述本公开范围包括由权利要求限定的多个方面。此外,贯穿本申请所用的术语"示例" 仅是说明性的,而不是为了进行限制。
[0027] 确信本公开的多个方面可应用于多种不同类型的设及雷达型实现方案的装置、系 统和方法。尽管不必运样限制,然而可W通过对在该背景下对示例的讨论认识到多个方面。
[0028] 多种实施例设及对基于雷达的信号进行数据压缩的方法、装置和系统,其中基于 该基于雷达的信号经过的信号路径的特性进行压缩。在一些实现方案中,基于到反射该基 于雷达的信号的对象的距离、路径损耗和表示该信号的数据量中的一个或更多个,来进行 压缩。运些方案可W例如实现为多种基于雷达的系统,诸如频率调制连续波(FMCW)和汽车 应用中使用的基于脉冲的雷达系统,诸如自动巡航控制、停车辅助和盲点检测系统。
[0029] 在更具体的实施例中,车载雷达集成电路(1C)包括嵌入式的数据压缩电路/模 块,基于测量到的雷达信号经过的无线电信道特性,用比原始数据更少的比特表示原始雷 达数据。例如可W根据专用测试信号或根据雷达数据本身来测量运些特性。
[0030] 在一些实现方案中,存储器寻址技术用于存储数据矩阵(多维阵列),数据矩阵具 有用不同精确度表示为转置形式和其它形式的数字值,运样有利于高效存储器读取W便进 行多维的数据阵列处理。运种方案可W结合二维(2D)或Ξ维(3D)快速傅里叶变换(FFT) 使用。
[0031] 多种实施例设及通过数据压缩解决多个难点(包括在上文的【背景技术】中讨论的 难点),解决存储器和处理需求(可W与大动态范围雷达信号相关)W及FFT计算(可能需 要将测量采样保存在存储器中)。实施例设及W下方面中的一个或更多个:能够进行嵌入 式数据压缩的车载雷达系统(较小的存储器区域或在相同的区域内存储器存储空间利用 效率更高);用较少的比特表示原始数据的嵌入式压缩子系统;W及计算保留原始数字雷 达数据中的哪个比特,丢弃哪个比特。通过W下操作对雷达数据进行压缩:基于测量到的无 线电信道特性(例如,基于路径损耗效应)压缩雷达数据;将原始雷达数据变换为表示,其 中数据点与和雷达相距的距离相关(例如,2D/3DFFT处理中的第一FFT运算),并压缩变换 数据;基于FFT输出的平均绝对值和其绝对值的方差,压缩数据;存储并寻址矩阵/多维阵 列的数据,矩阵/多维阵列具有W不同精确度表示为转置形式和其它形式的数字值,支持 更有效的存储器读取W便进行多维数据阵列处理(例如,2D或3DFFT);对存储器进行寻址 W便有助于读取压缩的数字值;通过将压缩的数字值转换为原始精确度的数字值来对数据 进行解压;W及通过分析测试信号和/或接收到的信号的第一部分,来压缩接收到的信号。
[0032] 根据另一示例实施例,一种装置包括:雷达收发机,经由通信信道发送雷达信号并 接收发送的雷达信号的反射;W及数据压缩电路,基于信道的距离特性,确定压缩因子。例 如,可W使用经由雷达发射器发送的测试信号,或所接收信号的第一部分/开始部分来确 定压缩因子(随后被用于压缩所接收信号的其它部分)。数据压缩电路还基于所确定的压 缩因子,压缩表示雷达信号的数据,数据产生器电路产生包括压缩数据的输出信号。
[0033] 数据压缩电路W多种方式进行操作W适应于特定应用。在一些实现方案中,对于 每个发送的雷达信号和接收到的反射信号,基于雷达信号、通信信道的路径损耗、雷达收发 机和到反射该雷达信号的对象之间的距离、由数据压缩电路对数据进行压缩期间的预期压 缩损耗,经由有损压缩对数据进行压缩。
[0034] 在多种实施例中,基于包括发送的雷达信号的多普勒效应特性在内的距离特性, 对数据进行压缩。例如,可W使用多普勒效应特性,来确定从其接收发送的雷达信号的对象 的速度,压缩因子基于所确定的速度。在另一实现方案中,多普勒效应特性被用于确定从其 接收发送的雷达信号的对象与禪接到雷达收发机的车辆发生碰撞的概率。基于该概率确定 压缩因子。在更具体的实现方案中,数据压缩电路基于从其接收发送的雷达信号的对象的 速度、信道的距离和该对象于相对禪接到雷达收发机的车辆的行进角度中的至少一个,确 定该对象与该车辆发生碰撞的概率。压缩因子基于所确定的概率。
[0035] 在一些实施例中,数据压缩电路经由雷达收发机进行操作W便基于反射发送的雷 达信号的对应对象相对于雷达收发机的距离,将接收到的对发送的雷达信号的反射转换为 表示雷达信号的数据,其中该数据具有数据点。在一些实施中,通过执行快速傅里叶变换 (FFT)运算,转换接收到的对于发送的雷达信号的反射。例如,可W基于FFT运
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