基于信號的數(shù)據(jù)壓縮的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 多種實施例的方面針對設(shè)及基于雷達的信號的方法、裝置和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 基于雷達的系統(tǒng)被用于多種應(yīng)用，包括車輛應(yīng)用、軍事應(yīng)用等。通常，雷達信號 (諸如聲、光或其它福射）行進的距離被用于對環(huán)境進行表征。例如，可W基于該信號和 信號傳播的介質(zhì)的特性，來確定雷達信號從發(fā)射機行進到對象并返回接收機的往返距離 (round-tripdist曰nee)。
[0003] W使用汽車為例，可W根據(jù)特定波形原理（例如，調(diào)頻連續(xù)波（FMCW)信號）來對 信號進行調(diào)制，W預定載波頻率發(fā)送該信號，并檢測反射信號且將其用于確定到對象的距 離。例如可W將運種方法用于感測到其它停放車輛的距離，或感測對象接近該車輛的速度 W及對象和該車輛之間的角度。
[0004] 由于運種方法非常有用，許多雷達系統(tǒng)（諸如車載雷達系統(tǒng)）將高分辨率與長測 量距離向（range)相組合。例如，可W將多個天線用于增加角度分辨率，其中將多個連續(xù)測 量用于提取通常與對象移動的速度相關(guān)的慢多普勒效應(yīng)。運種方法可能產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)點， 運需要較高的處理能力和較高的存儲能力。較大存儲需求的另一原因在于：接收到的靠近 對象的功率和相關(guān)噪底（noisefloor)之間的較大差值可能需要較多數(shù)目的比特來進行模 數(shù)轉(zhuǎn)換，W及優(yōu)化相關(guān)信噪比（例如，由于接收到的信號的窄帶特性進一步減小了噪聲帶 寬）。運些和其它事物針對多種應(yīng)用，提出了對基于雷達的實現(xiàn)方案的挑戰(zhàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽0化]多種示例實施例設(shè)及一種基于雷達的方法、電路和它們的實現(xiàn)方案。
[0006] 根據(jù)示例實施例，一種裝置包括雷達收發(fā)機，經(jīng)由通信信道（例如，經(jīng)過空氣介 質(zhì)）發(fā)送雷達信號并接收發(fā)送的雷達信號的反射。數(shù)據(jù)壓縮電路基于傳輸特性確定壓縮因 子（compression化ctor)，并根據(jù)所確定的壓縮因子，壓縮表示雷達信號的數(shù)據(jù)。傳輸特 性可W例如與信道損耗、從其接收反射的對象的速度或運種對象的軌跡中的一個或多個相 關(guān)。此外，運種特性可W設(shè)及對象和信號的多普勒效應(yīng)方面（例如，設(shè)及與距離相關(guān)的方 面）。數(shù)據(jù)產(chǎn)生器電路產(chǎn)生包括已壓縮數(shù)據(jù)的輸出信號。多種實施例針對使用運種方案的 方法。
[0007] 在其它實施例中，基于在多普勒或多天線頻譜的可預測性來壓縮數(shù)據(jù)。雷達信號 被轉(zhuǎn)換為一種表示，其中對象在距離上是分離的，預測模型用于預測其它測量值。例如，可 W從身邊的對象或通過使用其它對象和為后續(xù)訪問存儲的相關(guān)數(shù)據(jù)，來學習運種模型。對 預測和實際測量值之間的差值進行編碼，促使所需壓縮比率?？蒞例如使用本文所述的一 個或更多個實施例來實現(xiàn)運種預測模型，在所述實施例中，將傳輸/信道特性用于進行處 理。
[0008] 另一實施例設(shè)及一種裝置，包括：第一電路，檢測從對象反射的信號；W及第二電 路，基于由信號指示的對象的特性，確定信號的壓縮因子。運些特性表示對象和第一電路之 間的距離、信號通過的信道的特性、對象相對于第一電路的速度W及對象相對于第一電路 的軌跡中的至少一個。第Ξ電路基于檢測到的反射信號產(chǎn)生數(shù)字數(shù)據(jù)，根據(jù)所確定的壓縮 因子來壓縮數(shù)字數(shù)據(jù)，并基于壓縮數(shù)據(jù)產(chǎn)生輸出信號。
[0009] 上述討論/總結(jié)不是為了描述本公開的每個實施例或每個實現(xiàn)方案。W下附圖和 具體描述同樣例示出多種實施例。
【附圖說明】
[0010] 根據(jù)結(jié)合附圖的W下詳細描述，可W更全面地理解多種示例實施例，附圖中：
[0011] 圖1示出了根據(jù)示例實施例的針對雷達數(shù)據(jù)處理的裝置和方法；
[0012] 圖2示出了根據(jù)另一示例實施例的雷達裝置；
[0013] 圖3示出了根據(jù)一個或多個實施例的數(shù)據(jù)訪問和壓縮操作；
[0014] 圖4示出了根據(jù)一個或多個實施例的壓縮和存儲器寫入操作；
[0015] 圖5示出了根據(jù)一個或多個實施例的用于處理雷達數(shù)據(jù)的方法；
[0016] 圖6示出了根據(jù)一個或多個實施例的可W執(zhí)行的壓縮操作；
[0017] 圖7示出了根據(jù)另一示例實施例的針對基于多普勒壓縮的系統(tǒng)和方法；
[0018] 圖8示出了根據(jù)另一示例實施例的針對多普勒/測距雷達/聲納系統(tǒng)方案的數(shù)據(jù) 流圖，設(shè)及測量對象距離和速度；
[0019] 圖9示出了結(jié)合本文所述的一個或多個實施例可W執(zhí)行的壓縮方案；
[0020] 圖10示出了根據(jù)另一示例實施例的具有存儲器和有損壓縮控制的另一壓縮方 案； 陽021] 圖11示出了根據(jù)另一實施例的用于轉(zhuǎn)置寫入（transposedwriting)的有損壓縮 存儲管理方案；
[0022] 圖12示出了可W實現(xiàn)為另一實施例的有損壓縮存儲管理方案；
[0023] 圖13示出了根據(jù)另一實施例的具有自適應(yīng)存儲管理的有損壓縮方案；
[0024] 圖14示出了根據(jù)另一實施例的具有適應(yīng)于應(yīng)用需求的存儲器管理的有損壓縮方 案；化及
[00巧]圖15示出了根據(jù)另一實施例的系統(tǒng)和方法，其中碰撞時間（timetocollision) 被用作用于控制存儲器使用的準則。
【具體實施方式】
[00%] 盡管運里討論的多種實施例應(yīng)該包括多種修改和備選形式，然而在附圖中示例性 地示出了并詳細描述了實施例的多個方面。然而，應(yīng)理解運么做的目的不是為了將本發(fā)明 限于所述的具體實施例。相反，而是為了涵蓋落在本公開范圍內(nèi)的所有修改、等同物和替換 物，所述本公開范圍包括由權(quán)利要求限定的多個方面。此外，貫穿本申請所用的術(shù)語"示例" 僅是說明性的，而不是為了進行限制。
[0027] 確信本公開的多個方面可應(yīng)用于多種不同類型的設(shè)及雷達型實現(xiàn)方案的裝置、系 統(tǒng)和方法。盡管不必運樣限制，然而可W通過對在該背景下對示例的討論認識到多個方面。
[0028] 多種實施例設(shè)及對基于雷達的信號進行數(shù)據(jù)壓縮的方法、裝置和系統(tǒng)，其中基于 該基于雷達的信號經(jīng)過的信號路徑的特性進行壓縮。在一些實現(xiàn)方案中，基于到反射該基 于雷達的信號的對象的距離、路徑損耗和表示該信號的數(shù)據(jù)量中的一個或更多個，來進行 壓縮。運些方案可W例如實現(xiàn)為多種基于雷達的系統(tǒng)，諸如頻率調(diào)制連續(xù)波（FMCW)和汽車 應(yīng)用中使用的基于脈沖的雷達系統(tǒng)，諸如自動巡航控制、停車輔助和盲點檢測系統(tǒng)。
[0029] 在更具體的實施例中，車載雷達集成電路（1C)包括嵌入式的數(shù)據(jù)壓縮電路/模 塊，基于測量到的雷達信號經(jīng)過的無線電信道特性，用比原始數(shù)據(jù)更少的比特表示原始雷 達數(shù)據(jù)。例如可W根據(jù)專用測試信號或根據(jù)雷達數(shù)據(jù)本身來測量運些特性。
[0030] 在一些實現(xiàn)方案中，存儲器尋址技術(shù)用于存儲數(shù)據(jù)矩陣（多維陣列），數(shù)據(jù)矩陣具 有用不同精確度表示為轉(zhuǎn)置形式和其它形式的數(shù)字值，運樣有利于高效存儲器讀取W便進 行多維的數(shù)據(jù)陣列處理。運種方案可W結(jié)合二維（2D)或Ξ維（3D)快速傅里葉變換（FFT) 使用。
[0031] 多種實施例設(shè)及通過數(shù)據(jù)壓縮解決多個難點（包括在上文的【背景技術(shù)】中討論的 難點），解決存儲器和處理需求（可W與大動態(tài)范圍雷達信號相關(guān)）W及FFT計算（可能需 要將測量采樣保存在存儲器中）。實施例設(shè)及W下方面中的一個或更多個：能夠進行嵌入 式數(shù)據(jù)壓縮的車載雷達系統(tǒng)（較小的存儲器區(qū)域或在相同的區(qū)域內(nèi)存儲器存儲空間利用 效率更高）；用較少的比特表示原始數(shù)據(jù)的嵌入式壓縮子系統(tǒng)；W及計算保留原始數(shù)字雷 達數(shù)據(jù)中的哪個比特，丟棄哪個比特。通過W下操作對雷達數(shù)據(jù)進行壓縮：基于測量到的無 線電信道特性（例如，基于路徑損耗效應(yīng)）壓縮雷達數(shù)據(jù)；將原始雷達數(shù)據(jù)變換為表示，其 中數(shù)據(jù)點與和雷達相距的距離相關(guān)（例如，2D/3DFFT處理中的第一FFT運算），并壓縮變換 數(shù)據(jù)；基于FFT輸出的平均絕對值和其絕對值的方差，壓縮數(shù)據(jù)；存儲并尋址矩陣/多維陣 列的數(shù)據(jù)，矩陣/多維陣列具有W不同精確度表示為轉(zhuǎn)置形式和其它形式的數(shù)字值，支持 更有效的存儲器讀取W便進行多維數(shù)據(jù)陣列處理（例如，2D或3DFFT);對存儲器進行尋址 W便有助于讀取壓縮的數(shù)字值；通過將壓縮的數(shù)字值轉(zhuǎn)換為原始精確度的數(shù)字值來對數(shù)據(jù) 進行解壓；W及通過分析測試信號和/或接收到的信號的第一部分，來壓縮接收到的信號。
[0032] 根據(jù)另一示例實施例，一種裝置包括：雷達收發(fā)機，經(jīng)由通信信道發(fā)送雷達信號并 接收發(fā)送的雷達信號的反射；W及數(shù)據(jù)壓縮電路，基于信道的距離特性，確定壓縮因子。例 如，可W使用經(jīng)由雷達發(fā)射器發(fā)送的測試信號，或所接收信號的第一部分/開始部分來確 定壓縮因子（隨后被用于壓縮所接收信號的其它部分）。數(shù)據(jù)壓縮電路還基于所確定的壓 縮因子，壓縮表示雷達信號的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)產(chǎn)生器電路產(chǎn)生包括壓縮數(shù)據(jù)的輸出信號。
[0033] 數(shù)據(jù)壓縮電路W多種方式進行操作W適應(yīng)于特定應(yīng)用。在一些實現(xiàn)方案中，對于 每個發(fā)送的雷達信號和接收到的反射信號，基于雷達信號、通信信道的路徑損耗、雷達收發(fā) 機和到反射該雷達信號的對象之間的距離、由數(shù)據(jù)壓縮電路對數(shù)據(jù)進行壓縮期間的預期壓 縮損耗，經(jīng)由有損壓縮對數(shù)據(jù)進行壓縮。
[0034] 在多種實施例中，基于包括發(fā)送的雷達信號的多普勒效應(yīng)特性在內(nèi)的距離特性， 對數(shù)據(jù)進行壓縮。例如，可W使用多普勒效應(yīng)特性，來確定從其接收發(fā)送的雷達信號的對象 的速度，壓縮因子基于所確定的速度。在另一實現(xiàn)方案中，多普勒效應(yīng)特性被用于確定從其 接收發(fā)送的雷達信號的對象與禪接到雷達收發(fā)機的車輛發(fā)生碰撞的概率?；谠摳怕蚀_定 壓縮因子。在更具體的實現(xiàn)方案中，數(shù)據(jù)壓縮電路基于從其接收發(fā)送的雷達信號的對象的 速度、信道的距離和該對象于相對禪接到雷達收發(fā)機的車輛的行進角度中的至少一個，確 定該對象與該車輛發(fā)生碰撞的概率。壓縮因子基于所確定的概率。
[0035] 在一些實施例中，數(shù)據(jù)壓縮電路經(jīng)由雷達收發(fā)機進行操作W便基于反射發(fā)送的雷 達信號的對應(yīng)對象相對于雷達收發(fā)機的距離，將接收到的對發(fā)送的雷達信號的反射轉(zhuǎn)換為 表示雷達信號的數(shù)據(jù)，其中該數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)點。在一些實施中，通過執(zhí)行快速傅里葉變換 (FFT)運算，轉(zhuǎn)換接收到的對于發(fā)送的雷達信號的反射。例如，可W基于FFT運