[發明專利]一種基于UWB頻段的通信感知一體化MIMO系統

在審

• 申請號: 202210487769.5
• 申請日: 2022-05-06
• 公開（公告）號: CN114884543A
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 張慧;葉修竹;方霄;張瑜成
• 申請（專利權）人: 星谷晶微科技（深圳）有限公司
• 主分類號: H04B7/0413
• 分類號: H04B7/0413;H04B1/00;H04B1/401;H04W16/14
• 代理公司: 深圳市錕劍恒富知識產權代理有限公司 44769
• 代理人: 溫玉珍

1.一種基于UWB頻段的通信感知一體化MIMO系統，其特征在于，包括：控制器、數字基帶模塊、模數轉化模塊、射頻模塊和多路天線模塊，所述射頻模塊包括第一射頻單元和第二射頻單元，所述控制器通過數字總線連接至所述數字基帶模塊，所述數字基帶模塊通過所述模數轉化模塊分別與所述第一射頻單元和第二射頻單元相連接，所述第一射頻單元和第二射頻單元分別與所述多路天線模塊相連接，所述控制器分別與所述模數轉化模塊、射頻模塊和多路天線模塊相連接；所述第一射頻單元和第二射頻單元均采用MIMO多通道系統，MIMO多通道系統的系統通道數量與多路天線模塊中的天線數量相同，并通過寬帶射頻開關復用所述多路天線模塊的天線陣列；所述第一射頻單元和第二射頻單元分別工作在雷達模式或通信模式，并針對當前的應用場景，在所述控制器的控制下進行動態切換和管理。

2.根據權利要求1所述的基于UWB頻段的通信感知一體化MIMO系統，其特征在于，初始狀態下，所述第一射頻單元工作在雷達模式，所述第二射頻單元工作在通信模式，工作在雷達模式下的第一射頻單元優先選擇工作頻率，工作在通信模式下的第二射頻單元通過動態頻率選擇與所述第一射頻單元不同的工作頻率；此時，所述第一射頻單元先進入雷達模式，得到目標的距離和速度信息，將所述目標的距離和速度信息儲存至存儲器中，以便所述控制器讀取，并根據所述距離的遠近來判斷所述控制器在下一時刻的工作模式；或者，所述第二射頻單元工作在雷達模式，所述第一射頻單元工作在通信模式，同理，工作在雷達模式下的第二射頻單元優先選擇工作頻率，工作在通信模式下的第一射頻單元通過動態頻率選擇與所述第二射頻單元不同的工作頻率。

3.根據權利要求2所述的基于UWB頻段的通信感知一體化MIMO系統，其特征在于，根據所述距離的遠近來判斷所述控制器在下一時刻的工作模式為距離判決，所述距離判決的實現過程如下：若所述距離大于預設距離閾值，所述控制器在下一時刻繼續工作在通信模式；若所述距離小于或等于預設距離閾值，所述控制器在下一時刻進入雷達模式；所述控制器通過工作在通信模式下的第二射頻單元選擇與所述第一射頻單元不同的工作頻率，或者，所述控制器通過工作在通信模式下的第一射頻單元選擇與所述第二射頻單元不同的工作頻率；在判斷所述控制器在下一時刻的工作模式的同時，所述控制器還通過所述速度信息控制所述第一射頻單元或第二射頻單元的工作模式。

4.根據權利要求3所述的基于UWB頻段的通信感知一體化MIMO系統，其特征在于，所述控制器通過所述速度信息控制所述第一射頻單元的工作模式為速度判決，所述速度判決的實現過程如下：若速度小于零，則判斷物體朝著通信設備的方向移動，控制所述第一射頻單元繼續工作于雷達模式；若速度大于零，則判斷物體背著通信設備的方向移動，控制所述第一射頻單元切換至通信模式；并且，在完成所述速度判決之后，所述控制器返回進行所述距離判決；或者，所述控制器通過所述速度信息控制所述第二射頻單元的工作模式為速度判決，同理控制所述第二射頻單元繼續工作于雷達模式或切換至通信模式。

5.根據權利要求1至4任意一項所述的基于UWB頻段的通信感知一體化MIMO系統，其特征在于，所述射頻模塊基于雙頻MIMO無線局域網通信系統和雷達系統，采用時分復用或頻分復用實現雙頻MIMO無線局域網通信系統和雷達系統之間的動態切換。

6.根據權利要求5所述的基于UWB頻段的通信感知一體化MIMO系統，其特征在于，所述雙頻MIMO無線局域網通信系統和雷達系統復用工作頻段、所述射頻模塊的射頻鏈路以及所述多路天線模塊的天線陣列。

7.根據權利要求5所述的基于UWB頻段的通信感知一體化MIMO系統，其特征在于，所述雷達系統中對雷達數據處理采用基帶和射頻的同步來實現，其過程為將目標的狀態信息作為先驗信息進行同步處理，所述目標的狀態信息包括對方目標的速度、位置、方位和狀態。