用于求取用于mimo雷達的時分復用序列的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[OOOU 本發(fā)明設及一種用于求取用于MIMO雷達的時分復用序列的方法。本發(fā)明還設及 一種MIM0雷達。
【背景技術(shù)】
[0002] 在機動車中越來越多地應用雷達系統(tǒng)，W便確定與在機動車附近的對象的距離和 相對速度。所述雷達系統(tǒng)可W用于實現(xiàn)舒適功能（例如自適應巡航控制，ACC)和安全功能 (例如如果碰撞不再可能避免，則警告駕駛員危急情況或者引起全制動）。
[0003] 對于該些應用必須精確地求取對象的距離和相對速度W及反射雷達波的角。出于 該目的尤其應精確地實施角的估計（英語；到達的方向，D0A)。待估計的角在此可W是方位 角和/或俯仰角。具有多個發(fā)送和接收天線的多輸入多輸出（MIMO)雷達系統(tǒng)相比于傳統(tǒng) 的單輸入多輸出（SIM0)雷達系統(tǒng)提供的優(yōu)點在于，在相同的或較小的幾何參量的情況下 較大的虛擬孔徑。因此，借助MIMO雷達通?？蒞實現(xiàn)所估計的D0A的更大的精度。
[0004] 然而，如果對象相對于雷達運動，則在MIMO雷達中的D0A估計的精度一般降低，因 為該運動基于多普勒效應產(chǎn)生基帶信號的未知的相位變化（多普勒相）。
[0005]R.F'eger,C.Wa即er,S.Schuster,S.Scheib化ofer,H.化ger,A.Stelzer所著的"A 77-GHzFMCWMIMORadarbasedonaSiGeSingle-QiipTransceiver(2009年）"公開了 一種MIMO雷達，其中，接收和發(fā)送天線如此定位，使得一個虛擬陣列的至少兩個天線元件 具有相同幾何位置（"冗余位置"）。基帶信號的基于目標運動的未知的相位變化（多普勒 相位）通過計算在冗余位置上的天線元件的相位差來估計。所估計的多普勒相位隨后用作 在用于角度估計的算法中的修正。
[0006] 然而，在冗余位置上的天線元件僅僅用于求取未知的多普勒相位。隨后所有天線 元件用于求取W下角度：信號W所述角度到達。因此在冗余位置上的天線元件的噪聲比在 其余天線元件上的噪聲對D0A估計具有更大的影響。根據(jù)所使用的時分復用方案和天線的 設置，該樣的系統(tǒng)的D0A估計甚至可W比使用單個發(fā)送天線更差。
[0007]M.Wintermantel所著的"RadarSystemwithElevationMeasuring Cap油ility(2010年）"公開了一種具有多個發(fā)送和多個接收天線的MIMO雷達系統(tǒng)。發(fā) 送天線發(fā)送短持續(xù)時間的多個線性調(diào)頻脈沖序列，例如分別具有例如10yS的持續(xù)時間的 512或1024線性調(diào)頻脈沖。發(fā)送器在此順序地或者同時地但是W不同相位調(diào)制地進行發(fā) 送。間距、相對速度和D0A借助于S維離散傅里葉變換來估計。所提出的系統(tǒng)尤其在多個 具有相同間距和相同相對速度的對象的情況下可W實施僅僅不精確的角度估計并且還在 具有長斜坡的調(diào)頻連續(xù)波雷達（英語；frequen巧modulatedcontinuouswaveFMCW)的 情況下甚至不可W使用該系統(tǒng)。除此之外，硬件由于借助快速頻率變化的線性調(diào)頻脈沖序 列原理必須相對復雜和高成本地實現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引因此本發(fā)明的任務在于，提供一種用于求取用于MIMO雷達的時分復用序列的改 善的方法。
[0009] 根據(jù)一個方面，該任務借助用于求取用于MIM0雷達的時分復用序列的方法解決， 所述MIM0雷達具有至少兩個發(fā)送天線；
[0010] 其中，在兩個W上發(fā)送天線的情況下使用相互間距最大的那兩個發(fā)送天線；
[0011] 其中，所述時分復用序列的由所述兩個發(fā)送天線發(fā)送的脈沖中的每一個基本上具 有相同的發(fā)送能量；
[0012] 其中，限定所述脈沖的數(shù)量和發(fā)送持續(xù)時間；
[0013] 其中，所述脈沖的發(fā)送時刻基本上等距地設置；
[0014] 其中，在不失一般性的情況下如下選擇所述脈沖的發(fā)送時刻：
[00巧]ti= i-(化1)/2，1《i《N
[0016] 具有W下參數(shù)：
[0017] i…….索引
[001引 ti…….所述發(fā)送天線的第i個發(fā)送時刻；
[0019] N.......所述脈沖的數(shù)量
[0020] 其中，由W下數(shù)學關(guān)系迭代地求取所述發(fā)送天線TXi的發(fā)送時刻的索引：
[002"1]如果IjPimax，則Ilb: =
[002引否則，Ilb: =imax+l
[0023]
[0024]
[0025] 具有W下參數(shù)：
[0026] …….至今選擇的最大索引。在算法的開始；im"= 0
[0027]Ilb…….所述發(fā)送時刻的最小索引
[002引 Iw…….所述發(fā)送時刻的最大索引
[0029] t.......發(fā)送時刻
[0030]K…….通過第一發(fā)送天線TXi發(fā)送的脈沖的數(shù)量
[0031] M.......當前迭代
[0032] 0…….所述第一發(fā)送天線的發(fā)送時刻的總和
[0033] 0 ……在M-1次迭代之后所述第一發(fā)送天線的發(fā)送時刻的總和
[0034] n......."向上取整"到下一較大整數(shù)
[0035]LJ……."向下取整"到下一較小整數(shù)
[0036] 其中，由W下表格求取0和K ;
[0037]

[003引其中，在所述發(fā)送天線TXi不進行發(fā)送的時刻得出所述發(fā)送天線TX,的發(fā)送時刻。
[0039] 有利地通過該種方式可能的是，求取發(fā)送天線進行發(fā)送的順序。借助于所求取的 序列通過有利的方式能夠非常精確地實現(xiàn)角度估計。結(jié)果，借助于根據(jù)本發(fā)明的方法求取 了用于兩個所使用的發(fā)送天線的發(fā)送順序，其確定何時哪個脈沖由哪個發(fā)送天線發(fā)送。
[0040] 根據(jù)第二方面，該任務借助一種用于求取用于MIMO雷達的時分復用序列的方法 解決，所述MIMO雷達具有至少兩個發(fā)送天線；
[0041] 其中，限定所述發(fā)送天線的脈沖的數(shù)量、發(fā)送功率W及發(fā)送持續(xù)時間；
[0042] 其中，在兩個W上發(fā)送天線的情況下使用相互間距最大的那兩個發(fā)送天線；
[0043] 其中，將所述脈沖如此分配到所述發(fā)送天線上，使得通過所述第一發(fā)送天線發(fā)射 的發(fā)送能量與通過所述第二發(fā)送天線發(fā)射的發(fā)送能量之間的差值最小；
[0044] 其中，由W下數(shù)學關(guān)系求取具有所述發(fā)送天線的發(fā)送順序和發(fā)送時刻的時分復用 方案：
[0045]
[0046] 具有W下參數(shù)：
[0047] PW......通過所述第一發(fā)送天線TXi發(fā)射的脈沖的發(fā)送能量，其中，PW的第i 個元素表示所發(fā)送的第i個脈沖的能量
[0048] 直?......通過所述第二發(fā)送天線TX,發(fā)射的脈沖的發(fā)送能量
[0049] 丄......具有所有等于1的元素的向量
[0050] 丄ipW......PW中所有元素的總和
[0051] 丄1立(2)......P(2)中所有元素的總和
[0化引主......發(fā)送時刻
[0化3] 其中，由所求取的序列求取具有最短的總發(fā)送時間的該個序列。
[0054] 有利地通過該種方式可能的是，求取關(guān)于角度估計優(yōu)化的具有最小發(fā)送持續(xù)時間 的時分復用序列。
[0055] 根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)選實施方式是從屬權(quán)利要求的主題。
[0化6] 該方法的一種優(yōu)選實施方式設置，在脈沖的數(shù)量能夠自由選擇的情況下對于脈沖 的數(shù)量使用四的倍數(shù)。通過該種方式對于任意數(shù)量的脈沖根據(jù)本發(fā)明方法的實施是可能 的。
[0057] 根據(jù)本發(fā)明的方法的另一優(yōu)選實施方式的突出之處在于，所述脈沖的發(fā)送時