[發明專利]集成無線通信和雷達系統

有效

• 申請號: 201780096280.2
• 申請日: 2017-08-24
• 公開（公告）號: CN111279210B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發明（設計）人: 包明泉;T.埃曼努埃爾松
• 申請（專利權）人: 瑞典愛立信有限公司
• 主分類號: G01S7/00
• 分類號: G01S7/00;G01S7/35;G01S13/34
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李嘯;姜冰

公開了一種用于同時操作雷達和通信模式的集成無線通信和雷達系統（100）以及其中的方法。該系統包括：傳送器（110），配置成傳送啁啾FSK經調制信號（120）用于進行通信和雷達測量兩者。傳送器包括編碼器（112），編碼器（112）用于編碼通信數據（140），使得在編碼的通信數據中具有值“1”的數據的數量等于具有值“0”的數據的數量。該系統進一步包括：接收器（130），配置成接收從反射器反射的第一啁啾FSK經調制信號以及從其它集成無線通信和雷達系統傳送的第二啁啾FSK經調制信號。接收器（130）包括雷達接收器（131）和通信接收器（132）。雷達接收器（131）配置成為進行距離和/或速度測量而濾除第一啁啾FSK經調制信號中的通信信號。通信接收器（132）配置成解調第二啁啾FSK經調制信號并獲得通信數據。

技術領域

本文中的實施例涉及集成無線通信和雷達系統。特別地，它們是用于同時操作雷達和通信模式的集成無線通信和雷達系統。

背景技術

無線通信收發器和雷達傳感器可以被集成。此類系統可應用于交通工具到交通工具通信和距離/速度測量以及可應用于無人駕駛的空中交通工具到交通工具(例如無人機)通信和距離/速度測量。無人機群組可以一起工作以收集信息并監測某個區域。通信和距離測量變得重要。此外，由于無人機有限的重量和空間，所以期望為雷達和通信系統加邊限。

例如用于監測開放場地中的溫度/煙霧/濕度等的傳感器群組需要通信網絡和定位網絡，傳感器之間的距離測量系統可提供位置或相對位置信息，以取代全球定位系統(GPS)或充當備用GPS。

在用于獲得生命體征并將生命體征從傳感器傳送到存儲庫或其它單元的保健和可穿戴保健系統中。已經應用了若干種方法以實現雙功能系統。

在CN?105182323中，在雷達系統中增加了ZigBee通信模塊。因此，通信系統和雷達系統是相互獨立的。芯片面積和DC功耗可能比其它集成解決方案大。

在G.N.Saddik,R.S.Singh,E.R.Brown,“Ultra-wideband?multifunctionalcommunications/radar?system”,IEEE?Trans.Microw.Theory?Tech.,2007,55,(7),pp.1431-1437中，在相同平臺中傳送和接收脈沖雷達信號和脈沖通信信號。為了壓縮脈沖，分別對雷達信號和通信信號使用上啁啾和下啁啾線性調頻。此外，對傳送的波(即雷達和通信信號)進行右旋圓極化(RHCP)。由于雷達信號的反射改變旋轉方向，所以通信接收器接收僅RHCP信號，并且雷達接收器接收僅左旋圓極化(LHCP)信號。利用不同極化的隔離來在接收器處分離雷達和通信信號。然而，與調頻連續波(FMCW)雷達相比，脈沖雷達在制造和維護方面往往是昂貴的。

在現有技術中，還使用時域雙工用于集成雷達和無線通信收發器。這些系統以雷達模式和通信模式交替地工作。在通信模式中，可應用不同種類的調制，例如BPSK和QPSK調制、超寬帶(UWB)調頻、FSK調制等。在雷達模式中，也對雷達波利用不同種類的調頻。例如，連續線性調頻雷達波、步進調頻雷達波等。在所謂的FSK雷達中，傳送器以交織的序列發送出兩個頻率信號。然而，在這些解決方案中，不允許同時進行雷達和通信操作。因此，通信的能力被降低，并且雷達測量是不連續的。

發明內容

因此，本文中的實施例的一個目的是提供一種具有改進性能的集成無線通信和雷達系統。

根據本文中的實施例的第一方面，該目的由一種用于同時操作雷達和通信模式的集成無線通信和雷達系統來實現。該系統包括：傳送器，配置成傳送啁啾FSK經調制信號用于進行通信和雷達測量兩者，其中啁啾雷達信號(例如調頻鋸齒波信號)和由二進制序列表示的通信數據被組合以形成啁啾FSK經調制信號。傳送器包括編碼器，該編碼器用于編碼通信數據，使得在編碼的通信數據中具有值“1”的數據的數量等于具有值“0”的數據的數量。