KR20220020262A - 상보적 쌍 파형들을 사용하는 레이더 시스템들을 위한 stfm(space time frequency multiplexing) - Google Patents

상보적 쌍 파형들을 사용하는 레이더 시스템들을 위한 stfm(space time frequency multiplexing) Download PDF

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Abstract

상보적 쌍들의 시퀀스들(또는 "골레이 쌍들")이 다수의 주파수들을 사용하여 상이한 시간들에 송신되는, RF(radio frequency) 스캐닝을 위한 STFM(space-time-frequency multiplexing) 방식들이 개시된다. 시퀀스들의 송신 및 수신은 다수의 송신(Tx) 및/또는 수신(Rx) 라디오 섹터들에 걸쳐 발생하여, 그 안에 있는 오브젝트들의 범위, 방위각, 고도 및 (선택적으로) 속도에 대해 전체 영역을 스캔할 수 있다.

Description

상보적 쌍 파형들을 사용하는 레이더 시스템들을 위한 STFM(SPACE TIME FREQUENCY MULTIPLEXING)
[0001] 본 특허 출원은, 2019년 6월 13일자로 출원되고 발명의 명칭이 "STFM(Space Time Frequency Multiplexing) for Radar Systems Using Complementary Pair Waveforms"인 정규 출원 번호 제16/440,934호를 우선권으로 주장하며, 이 출원은 본 출원의 양수인에게 양도되었고, 이로써 인용에 의해 본원에 포함된다.
[0002] 레이더 기술은 다양한 자동차 애플리케이션들에서 사용되며 미래의 자율 주행 시스템들을 위한 핵심 기술들 중 하나로 간주된다. 이는, 악천후 및 조명 조건에서 신뢰성 있게 작동하여 멀티-타겟 시나리오들에서 타겟 범위, 속도 및 각도의 정확한 측정을 제공할 수 있기 때문에, 자동차 및 다른 애플리케이션들에서 특히 유용한 데이터 소스가 될 수 있다. 그러나, 미래의 레이더 시스템들의 분해능 및 속도 요건들은 적어도 현재의 일부 자동차 애플리케이션들에서 사용되는 레이더 시스템들의 능력들을 능가할 수 있다.
[0003] 본원에 설명된 기법들은, 상보적 쌍들의 시퀀스들(또는 "골레이 쌍(Golay pair)들")이 다수의 주파수들을 사용하여 상이한 시간들에 송신되는 STFM(space-time-frequency multiplexing) 방식들을 활용함으로써 그러한 및 다른 문제들을 해결한다. 시퀀스들의 송신 및 수신은 다수의 송신(Tx) 및/또는 수신(Rx) 라디오 섹터들에 걸쳐 발생하여, 그 안에 있는 오브젝트(object)들의 범위, 방위각, 고도 및 (선택적으로) 속도에 대해 전체 영역을 스캔할 수 있다.
[0004] 설명에 따르면, STFM(space-time-frequency multiplexing)을 사용하는 RF(radio frequency) 감지를 위한 예시적인 방법은 송신 시퀀스를 수행하는 단계를 포함하고, 여기서 송신 시퀀스는, 제1 주파수를 사용하여, 제1 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하는 것, 그런 다음, 제1 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하는 것에 후속하여, 제2 주파수를 사용하여, 제2 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하는 것을 포함한다. 송신 시퀀스는, 제2 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하는 것에 후속하여, 제1 주파수를 사용하여, 제1 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제2 시퀀스를 무선으로 송신하는 것, 및 제1 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제2 시퀀스를 무선으로 송신하는 것에 후속하여, 제2 주파수를 사용하여, 제2 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제2 시퀀스를 무선으로 송신하는 것을 더 포함한다. 방법은 수신 시퀀스를 수행하는 단계를 더 포함하며, 여기서 수신 시퀀스는, 제1 상보적 쌍의 시퀀스들을 수신하는 것 및 제2 상보적 쌍의 시퀀스들을 수신하는 것을 포함한다. 방법은 또한, 수신된 제1 상보적 쌍의 시퀀스들 및 수신된 제2 상보적 쌍의 시퀀스들에 기초하여 오브젝트의 거리를 결정하는 단계를 포함한다.
[0005] 설명에 따르면, STFM(space-time-frequency multiplexing)을 사용하여 RF(radio frequency) 감지를 수행하기 위한 예시적인 레이더 시스템은 송신 회로부(transmit circuitry)를 포함한다. 송신 회로부는, 제1 주파수를 사용하여, 제1 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하는 것, 및 제1 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하는 것에 후속하여, 제2 주파수를 사용하여, 제2 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하는 것을 포함하는 송신 시퀀스를 수행하도록 구성된다. 송신 시퀀스는, 제2 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하는 것에 후속하여, 제1 주파수를 사용하여, 제1 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제2 시퀀스를 무선으로 송신하는 것, 및 제1 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제2 시퀀스를 무선으로 송신하는 것에 후속하여, 제2 주파수를 사용하여, 제2 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제2 시퀀스를 무선으로 송신하는 것을 더 포함한다. 레이더 시스템은, 제1 상보적 쌍의 시퀀스들을 수신하는 것 및 제2 상보적 쌍의 시퀀스들을 수신하는 것을 포함하는 수신 시퀀스를 수행하도록 구성된 수신 회로부를 더 포함한다. 레이더 시스템은 또한, 송신 회로부 및 수신 회로부와 통신가능하게 커플링된 프로세싱 회로부를 포함하며, 프로세싱 회로부는, 수신된 제1 상보적 쌍의 시퀀스들 및 수신된 제2 상보적 쌍의 시퀀스들에 기초하여 오브젝트의 거리를 결정하도록 구성된다.
[0006] 설명에 따르면, STFM(space-time-frequency multiplexing)을 사용하는 RF(radio frequency) 감지를 위한 예시적인 디바이스는 송신 시퀀스를 수행하기 위한 수단을 포함한다. 송신 시퀀스를 수행하기 위한 수단은, 제1 주파수를 사용하여, 제1 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하기 위한 수단, 및 제1 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하는 것에 후속하여, 제2 주파수를 사용하여, 제2 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하기 위한 수단을 포함한다. 송신 시퀀스를 수행하기 위한 수단은, 제2 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하는 것에 후속하여, 제1 주파수를 사용하여, 제1 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제2 시퀀스를 무선으로 송신하기 위한 수단, 및 제1 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제2 시퀀스를 무선으로 송신하는 것에 후속하여, 제2 주파수를 사용하여, 제2 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제2 시퀀스를 무선으로 송신하기 위한 수단을 더 포함한다. 디바이스는 수신 시퀀스를 수행하기 위한 수단을 더 포함하고, 수신 시퀀스를 수행하기 위한 수단은, 제1 상보적 쌍의 시퀀스들을 수신하기 위한 수단 및 제2 상보적 쌍의 시퀀스들을 수신하기 위한 수단을 포함한다. 디바이스는 또한, 수신된 제1 상보적 쌍의 시퀀스들 및 수신된 제2 상보적 쌍의 시퀀스들에 기초하여 오브젝트의 거리를 결정하기 위한 수단을 포함한다.
[0007] 설명에 따르면, 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체에는, STFM(space-time-frequency multiplexing)을 사용하여 RF(radio frequency) 감지를 수행하기 위한 명령들이 저장되어 있다. 명령들은, 하나 이상의 프로세싱 유닛들에 의해 실행되는 경우, 하나 이상의 프로세싱 유닛들로 하여금, 제1 주파수를 사용하여, 제1 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하는 것, 제1 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하는 것에 후속하여, 제2 주파수를 사용하여, 제2 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하는 것, 제2 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하는 것에 후속하여, 제1 주파수를 사용하여, 제1 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제2 시퀀스를 무선으로 송신하는 것, 및 제1 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제2 시퀀스를 무선으로 송신하는 것에 후속하여, 제2 주파수를 사용하여, 제2 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제2 시퀀스를 무선으로 송신하는 것을 포함하는 송신 시퀀스를 수행하게 한다. 명령들은, 하나 이상의 프로세싱 유닛들에 의해 실행되는 경우, 하나 이상의 프로세싱 유닛들로 하여금 추가로, 제1 상보적 쌍의 시퀀스들을 수신하는 것 및 제2 상보적 쌍의 시퀀스들을 수신하는 것을 포함하는 수신 시퀀스를 수행하게 한다. 명령들은, 하나 이상의 프로세싱 유닛들에 의해 실행되는 경우, 하나 이상의 프로세싱 유닛들로 하여금 또한, 수신된 제1 상보적 쌍의 시퀀스들 및 수신된 제2 상보적 쌍의 시퀀스들에 기초하여 오브젝트의 거리를 결정하게 한다.
[0008] 도 1은, 어떠한 사이드 로브(side lobe)들도 없는 임펄스 응답을 제공하기 위해 상보적 시퀀스들이 어떻게 프로세싱될 수 있는지를 예시하는, 골레이 프로세싱 모듈의 블록도이다.
[0009] 도 2는, 제1 실시예에 따른 STFM(space-time-frequency multiplexing) 방식의 다이어그램이다.
[0010] 도 3은, 제2 실시예에 따른 STFM 방식의 다이어그램이다.
[0011] 도 4는, 일부 실시예들에 따른, 본원에 설명된 기능을 제공할 수 있는 STFM 레이더 시스템의 컴포넌트들의 블록도이다.
[0012] 도 5는 아날로그 위상-어레이 레이더의 실시예의 예시이다.
[0013] 도 6은, 일 실시예에 따른, STFM을 사용하여 오브젝트를 RF 감지하는 방법의 흐름도이다.
[0014] 도 7은 전자 디바이스의 실시예의 블록도이다.
[0015] 특정 예시적인 구현들에 따라, 다양한 도면들에서 동일한 참조 부호들은 동일한 엘리먼트들을 표시한다. 또한, 엘리먼트의 다수의 인스턴스들은, 엘리먼트에 대한 첫 번째 숫자 다음에 문자나 하이픈(hyphen) 그리고 두 번째 숫자를 가짐으로써 표시될 수 있다. 예를 들어, 엘리먼트(110)의 다수의 인스턴스들은, 110-1, 110-2, 110-3 등으로, 또는 110a, 110b, 110c 등으로 표시될 수 있다. 첫 번째 숫자만을 사용하여 이러한 엘리먼트를 지칭할 경우, 엘리먼트의 임의의 인스턴스가 이해되어야 한다(예를 들어, 이전 예에서의 엘리먼트(110)는 엘리먼트들(110-1, 110-2 및 110-3) 또는 엘리먼트(110a, 110b, 및 110c)를 지칭할 수 있음).
[0016] 이제 본원의 일부를 형성하는 첨부된 도면들에 대한 몇몇 예시적인 실시예들이 설명될 것이다. 다음의 설명은 단지 실시예(들)를 제공하며, 본 개시내용의 범위, 적용가능성 또는 구성을 제한하려는 의도가 아니다. 오히려, 실시예(들)의 다음의 설명은 실시예를 구현하기 위한 가능한 설명을 당업자들에게 제공할 것이다. 본 개시내용의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 엘리먼트들의 기능 및 어레인지먼트에 다양한 변경들이 이루어질 수 있음이 이해된다.
[0017] 추가로, 본원에서 설명되는 실시예들이 자동차 애플리케이션들의 맥락에서 설명되지만, 실시예들은 이에 제한되지 않는다는 것이 주목될 수 있다. 실시예들은 다른 오브젝트-감지 애플리케이션들(예를 들어, 오브젝트들의 위치, 거리, 속도 등의 감지)에 사용될 수 있다. 부가적으로, 본원의 실시예들은 일반적으로 밀리미터파(mmWave) 레이더 기술의 사용에 관한 것이며, 이는 통상적으로 76-81GHz에서 동작하며 30-300GHz에서 보다 광범위하게 동작될 수 있다. 그렇지만, 실시예들은, 원하는 기능, 제조 우려들 및/또는 다른 팩터들에 따라, 더 높은 그리고/또는 더 낮은 RF 주파수들을 활용할 수 있다.
[0018] 본원에서 사용되는 바와 같이, "파형", "시퀀스"라는 용어들 및 이들의 파생어들은, 오브젝트 검출을 위해 레이더 시스템의 송신기에 의해 발생되고 레이더 시스템의 수신기에 의해 수신되는 RF(radio frequency) 신호들을 지칭하기 위해, 상호교환가능하게 사용된다. "펄스" 및 이의 파생어들은 일반적으로, 본원에서 상보적 쌍의 시퀀스들로 지칭된다. 추가로, "송신기", "Tx"라는 용어들 및 이들의 파생어들은 RF 신호들의 생성 및/또는 송신에서 사용되는 레이더 시스템의 컴포넌트들을 설명하기 위해 사용된다. (아래에서 추가로 상세히 설명되는 바와 같이, 이는 하드웨어 및/또는 소프트웨어 컴포넌트들, 이를테면 프로세서들, 특수화된 회로부, 및 하나 이상의 안테나들을 포함할 수 있다.) 유사하게, "수신기", "Rx"라는 용어들 및 이들의 파생어들은 RF 신호들의 수신 및/또는 프로세싱에 사용되는 레이더 시스템의 컴포넌트들을 설명하기 위해 사용된다. (다시, 이는 하드웨어 및/또는 소프트웨어 컴포넌트들, 이를테면 프로세서들, 특수화된 회로부 및 하나 이상의 안테나들을 포함할 수 있다.)
[0019] 언급된 바와 같이, 레이더 기술은 악천후 및 조명 조건들에서의 신뢰성으로 인해 자동차 애플리케이션들에서 특히 유용할 수 있다. 그러나, 자율 주행 기술들의 빠른 발전은, 새로운 요건들을 제기하며, 현대의 자동차 레이더 시스템들이 기존(classical) 오브젝트 검출 센서들로부터 오브젝트 인식 및 분류 능력들을 갖는 초고-분해능 이미징 디바이스들로 진화하도록 동기를 부여한다. 이러한 미래의 레이더 시스템들은, 예를 들어, 초당 30 프레임의 실시간 리프레시 레이트로 4D 레이더 이미지들(그 안에 있는 오브젝트들의 범위, 방위각, 고도 및 속도를 제공하는 이미지들)을 자율 주행 차량들에 제공할 수 있다.
[0020] 자동차 이미징 레이더의 전형적인 사양들은, 예를 들어, 300미터의 넓은 범위 커버리지, 90도의 넓은 시야(FOV) 및 0.5미터의 고 분해능 거리(high range resolution)와 함께 ±50m/s의 넓은 속도 범위(large range of velocity), 1도의 각도 분해능 및 0.5m/s의 도플러 분해능을 포함한다. 자동차 산업의 이러한 매우 까다로운 요건들을 충족시키기 위해, 차세대 레이더 시스템들은, 종종 수백 개의 엘리먼트들의 매우 큰 송신 및 수신 안테나 어레이들을 구비하고 그리고 높은 대역폭 신호들(~1GHz), ~20㎲의 짧은 펄스 반복 간격 및 ~4ms의 긴 관찰 시간을 사용한다.
[0021] 오늘날, 최첨단 레이더 센서들은 처프-시퀀스 변조 펄스(chirp-sequence modulation pulse)들(예를 들어, FMCW(frequency-modulated continuous-wave radar)) 및 모든 디지털 MIMO(Multiple-In Multiple-Out) 레이더 시스템들을 사용하며, 이들은 상이한 신호들을 각각의 송신 안테나로부터 동시에 송신하고 모든 수신 안테나들에서 동시에 수신하는 능력이 구비된 다수의 고속 ADC(Analog-to-Digital Converter) 및 DAC(digital-to-analog converter)들을 갖는다. 그러나, 이는 기존의 MIMO 레이더들을 수 개의 Tx/Rx(transmitter/receiver) 체인들로부터 수십 또는 수백 개의 Tx/Rx 체인들로 스케일링 업(scaling up)하는 것을 요구할 수 있다. 이는 훨씬 더 많은 하드웨어를 요구하며, 하드웨어 비용의 이런 증가뿐만 아니라 그에 따른 복잡성은, 이러한 접근방식을 실질적으로 바람직하지 않게 만들 수 있다.
[0022] 대안적인 보다 비용-효율적인 기법들, 이를테면, 아날로그 위상-어레이 빔-스캐닝(analog phased-array beam-scanning), 하이브리드 빔포밍, 및 MIMO(time-division multiplexing)은 시간 멀티플렉싱 접근방식을 사용하여, 스캔 시간을 늦추는 대가로, Tx/Rx 체인들의 수 및 복잡성을 상당히 감소시킨다. 불행하게도, 처프 시퀀스들은 통상적으로 상당히 길며(몇 십 마이크로초), 따라서 시간-멀티플렉싱 방법들은 높은 도플러 분해능 요건들(여기서 움직임은 단일 방향으로 다수의 펄스들을 전송함으로써 결정됨) 및 레이더 프레임 레이트 요건들을 충족시키지 못할 수 있다. (예를 들어, 1° 분해능을 갖는 90° FOV는 90개의 상이한 방향들로 펄스들을 전송하는 것을 요구할 수 있다.)
[0023] 본원에서 제공되는 실시예들은, 훨씬 더 짧은 상보적 쌍-기반 레이더 파형들(예를 들어, ~1㎛) 길이 및 효율적인 공간-시간-주파수 멀티플렉싱을 사용함으로써, 이들 및 다른 문제들을 해결한다. 이는 섹터들, 안테나들 또는 서브어레이들의 고속 스캐닝을 제공하고, 이에 따라, 훨씬 더 적은 수의 Tx/Rx 체인들을 이용한 더 실용적이고 비용-효과적인 레이더 방식들을 가능하게 한다. 특히, 짧은 상보적 쌍들의 위상-코딩된 파형들(예를 들어, 골레이 상보적 시퀀스들)이, 매시브(massive) MIMO 레이더 시스템들에서 상이한 안테나들 및/또는 섹터들의 효율적인 멀티플렉싱 및 고속 스캐닝을 위해 시간 및 주파수 자유도들과 함께 사용될 수 있다.
[0024] 상보적 파형들의 매력적인 특성은, 이들의 자기상관(autocorrelation) 함수들의 합산이 완벽한 임펄스 응답 함수와 동일하여서, 제로 범위 사이드 로브들을 가능하게 한다는 것이다. 도 1은, 골레이 이진 상보적 시퀀스들(또한 본원에서 "골레이 쌍들" 또는 "상보적 쌍들"로 지칭됨)이, 사이드 로브들이 없는 임펄스 응답을 제공하기 위해 레이더 시스템의 수신기(Rx)에 의해 어떻게 프로세싱될 수 있는지를 예시하는, 골레이 프로세싱(100)의 블록도이다. 당업자에 의해 인식될 바와 같이, 골레이 프로세싱(100)은, 예를 들어, 도 4에 예시된 바와 같이 레이더 시스템의 수신기(Rx)에서 하드웨어 및/또는 소프트웨어에 의해 구현될 수 있는 디지털 신호 프로세싱의 한 형태이다.
[0025] 여기서, 골레이 쌍은 제1 시퀀스(Ga) 및 제2 시퀀스(Gb)를 포함한다. 골레이 프로세싱(100)은, 각각, Ga 상관기(110-1) 및 Gb 상관기(110-2)를 사용하여 Ga 및 Gb 시퀀스들을 자기상관하는 것을 포함한다. 그런 다음, 각각의 상관기의 출력의 합산(120)이 수행되어 출력(130): 어떠한 사이드 로브들도 없는 완벽한 펄스 응답을 제공한다. 레이더 펄스들에 대한 이러한 상보적 특성을 이용하기 위해, 시퀀스들(Ga 및 Gb)은, 이들 2개의 송신들 사이의 시간 간격이 가장 먼 오브젝트에 대한 왕복(round-trip) 지연보다 크도록, 시간상 개별적으로 송신될 수 있다. 그렇지 않으면, 제2 송신된 시퀀스와 제1 시퀀스의 긴 타겟 에코 사이의 교차-상관(cross-correlation)이 제로 사이드 로브 특성을 파괴할 것이다.
[0026] 이를 염두에 두고, 본원에 설명된 실시예들은, 상보적 시퀀스들 사이의 이러한 유휴 시간을 이용하고 그리고 직교 주파수 서브-대역들 및 상이한 Tx 안테나/섹터 구성들을 사용하여 부가적 쌍들의 상보적 시퀀스들을 전송할 수 있다. 이는, 거의 제로-오버헤드로 Tx 안테나/섹터들의 효율적인 고속 스캐닝을 산출할 수 있다. Tx 안테나/섹터 구성을 스위칭하는 것은, 동일한 Tx 체인들/DAC들이 재사용될 수 있고 그리고/또는 상이한 안테나들 또는 비슷한(analog) 섹터들에 연결될 수 있어서, 요구되는 Tx 체인들/DAC들의 수를 감소시킬 수 있다는 것을 의미한다.
[0027] Rx 측은, Rx 안테나/섹터 구성이 변경될 수 있기 전에, 가장 긴 에코를 수신하기 위해 왕복 지연을 대기해야 하기 때문에, (Tx 안테나/섹터와 유사한) 고속 스위칭은 Rx 안테나/섹터로는 실현가능하지 않을 수 있다. 즉, Rx 안테나/섹터의 임의의 스위치는 가장 먼 타겟까지의 왕복 지연과 동일한 큰 페널티 시간을 갖는다(통상적으로, 최대 왕복 지연은 골레이 펄스보다 길다). 따라서, 다수의 실시예들에 따라, Rx 안테나/섹터의 스위칭이 최소화될 수 있다. 일부 경우들에서, 예를 들어, Rx 안테나/섹터는 필요한 만큼만 빈번하게 발생할 수 있다. 그렇지만, 일부 실시예들은, 다른 팩터들로 인해, Rx 안테나/섹터의 빈번한 스위칭을 수반할 수 있다.
[0028] 도 2는, 일 실시예에 따른, STFM(space-time-frequency multiplexing) 방식(200)의 다이어그램이다. 도시된 바와 같이, 수평 축은 시간을 나타낸다. 수직 축들은, (각각의 주파수에 대한) Tx 주파수(210), Tx 라디오 섹터(220), Rx 라디오 섹터(230), Rx 주파수(240) 및 Rx 다중대역 상관 기간(250)을 나타낸다. 이러한 예를 위해, 모든 Tx 및 Rx 섹터들을 스캐닝하여 레이더 이미지를 획득하기 위해 아날로그 위상-어레이 레이더 시스템이 사용된다고 가정될 수 있다. 인식될 바와 같이, 출력 데이터의 분해능을 지시하는 TX 및/또는 RX 섹터들의 양은 원하는 기능에 따라 변할 수 있다.
[0029] 도 2에서, 표기들은 다음과 같다:
Ga, Gb - 골레이 쌍 시퀀스들
Tg - 단일 골레이 시퀀스 지속기간
Trtd - 가장 먼 오브젝트에 대응하는 왕복 지연 (2개의 상보적인 골레이 펄스들 사이의 유휴 기간의 최소 지속기간을 정의함)
Tpulse - 골레이 쌍 펄스 간격(골레이 지속기간의 2배 및 유휴 시간의 2배와 동일함)
도플러 PRI - 타겟 속도 추정을 위한 동일한 Tx/Rx 섹터의 펄스 반복 간격
Tburst - 버스트 간격(버스트는 속도 추정을 위한 펄스들의 시퀀스임)
TS - 송신 섹터
RS - 수신 섹터
[0030] 골레이 쌍 시퀀스들(Ga 및 Gb)은 Tx 주파수(210) 그래프에 도시된 바와 같이 송신된다. 알 수 있는 바와 같이, Ga와 Gb 시퀀스들 사이의 유휴 시간(Trtd)은 STFM 방식(200)의 효율을 최대화하는 것을 돕기 위해 단일 Ga/Gb 펄스의 지속기간과 대략 동일할 수 있다. (그러나, 대안적인 실시예들에서, 이는 사실이 아닐 수 있다.) 따라서, 2개의 골레이 쌍들은, 예시된 바와 같이, 하나의 펄스 지속기간(Tpulse)에서 2개의 Tx 섹터들을 스캐닝하기 위해 효율적으로 시간-멀티플렉싱될 수 있다. Tx 라디오 섹터(220) 그래프에 의해 도시된 바와 같이, Tx 섹터들(TS1 및 TS2)은 제1 펄스 지속기간에서 스캐닝되고, Tx 섹터들(TS3 및 TS4)은 제2 펄스 지속기간에서 스캐닝된다. 따라서, 하나 이상의 상이한 안테나들이 제1 펄스 지속기간 및 제2 펄스 지속기간 동안 사용될 수 있다.
[0031] Tx 주파수(210) 그래프에 또한 도시된 바와 같이, 상이한 골레이 쌍들은 분리된 주파수 서브대역들(f1 및 f2) 상에서 송신되고, 이 둘은 Rx 측에서 2개의 쌍들 사이의 교차-상관 간섭을 회피한다. 여기서, Tx에서 시간-멀티플렉싱된 쌍들은 시간상 중첩되지 않고 서로 직교할 필요가 없지만, 송신된 펄스들은 다수의 상이한 타겟들로부터 반사될 수 있고, 따라서 중첩되는 시간들에 수신기에 도달할 수 있다. 따라서, 일부 실시예들에 따라, 하나의 쌍의 Ga와 Gb가 제2 쌍의 Ga와 Gb 둘 모두에 직교할 수 있다.
[0032] 이러한 직교 방식으로 골레이 쌍들의 송신은 실제 MIMO와 유사할 수 있으며, 여기서 두 개의 직교 신호들은 동시에 송신된 다음 수신기 측에서 분리된다. 그러나, STFM 방식(200)에서, 2개의 상이한 펄스들을 송신하고 Rx 측에서 동일한 MIMO 효과를 달성하기 위해, 시간-인터리빙과 함께 단일 Tx 체인이 사용될 수 있다. 그런 다음, Rx 측은 (중첩된) 2개의 직교 신호들을 동시에 수신할 수 있고, 따라서 이들 사이를 분리할 필요가 있을 수 있다.
[0033] 이전에 언급된 바와 같이, 섹터들은 도플러 결정(예를 들어, 임의의 검출된 오브젝트의 움직임)을 위해 여러 번 스캐닝될 수 있다. 일부 실시예들에서, 예를 들어, 100개 내지 200개의 펄스들이 도플러 결정을 위해 단일 방향으로 전송될 수 있다. (즉, 골레이 쌍은 동일한 Tx 및 Rx 라디오 섹터들을 사용하여 100-200회 전송될 수 있으며, 결과적으로 Tburst 시간은 Tpulse보다 100-200배 더 길다.) 그러나, 다른 실시예들에서, 더 많거나 또는 더 적은 양의 펄스들이 전송될 수 있다. (일부 실시예들은 도플러 결정을 요구하지 않을 수 있고, 따라서 이러한 반복되는 스캔들을 생략할 수 있다.) 섹터들이 스캐닝되는 주파수는 레이더 시스템에 의해 명확하게 추정될 수 있는 최대 속도를 결정할 수 있다. 도 2의 STFM 방식(200)에서, 도플러 펄스 반복 간격(PRI)은 골레이 쌍 지속기간(Tpulse)보다 2배 더 길다. 따라서, 부가적인 2개의 골레이 쌍들이 시간-멀티플렉싱되어 송신될 수 있고, 그에 따라, 단일 도플러 PRI에서 4개의 Tx 섹터들(TS1, TS2, TS3, 및 TS4)을 스위핑(sweeping)할 수 있다. 대조적으로, FMCW 자동차 레이더의 통상적인 경우에서, 단일 펄스만이 단일 도플러 PRI 간격으로 송신될 수 있다. 따라서, 도 2에 예시된 STFM 방식(200)은, 통상적인 FMCW 자동차 레이더보다 4배 더 빠른 빔 스캐닝을 산출한다.
[0034] 도 2에 예시된 STFM 방식(200)을 계속하여, 동일한 Rx 섹터를 홀딩하면서 모든 이용가능한 Tx 섹터들을 스캐닝하기 위해, 4개의 Tx 섹터 멀티플렉싱의 패턴이 반복된다. 각각의 섹터가 스캐닝되는 횟수량들은 원하는 기능에 따라 변할 수 있다. 이전에 언급된 바와 같이, 일부 실시예들은, 도플러 결정이 필요하지 않은 경우에만 각각의 섹터를 단일 시간에 스캐닝할 수 있다. 도플러 결정을 제공하는 것을 포함하는 다른 실시예들은 각각의 섹터를 여러 번 스캐닝할 수 있다. (이전에 표시된 바와 같이, 단일 방향으로 다수의 펄스들을 송신/수신하는 것을 포함할 수 있는) 모든 Tx 라디오 섹터들의 스캐닝은 "버스트(burst)"로 알려져 있으며, 이러한 버스트를 완료하는 데 걸리는 시간은 도 2에서 Tburst로 표기된다. (일부 실시예들에서, Tburst는 예를 들어 2ms 또는 4ms일 수 있다. 그러나, 대안적인 실시예들은 더 길거나 또는 더 짧은 Tburst 기간들을 가질 수 있다.) 전체 스캐닝되는 영역(예를 들어, 90° FOV)의 스위프를 수행하는 데 요구되는 버스트들의 양들은, 버스트당 스캐닝되는 Tx 라디오 섹터들의 양 및 영역을 스캐닝하는 데 사용되는 Tx 및 Rx 라디오 섹터들의 양과 같은 팩터들에 의존할 수 있다.
[0035] 이전에 언급된 바와 같이, Rx 섹터들 간의 스위칭은, 레이더 시스템에 의해 스캐닝되는 구역 내에서의 가장 긴 반사 경로의 왕복 지연에 기초하여, 특정 오버헤드(Trtd)를 갖는다. 따라서, 이러한 오버헤드를 감소시키도록 Rx 섹터들 간의 스위칭이 최소화될 수 있다. STFM 방식(200)에서, 일단 모든 Tx 섹터들이 스캐닝되면 Rx 섹터들 간의 스위칭이 발생한다. 일단 Rx 섹터가 (예를 들어, RS1에서 RS2로) 스위칭되면, Tx 섹터들이 유사한 방식으로 스캐닝될 수 있다. 또한, Rx 섹터들 간의 스위치의 오버헤드에 대해 시간이 할당될 수 있다. 즉, 마지막 Tx 섹터 버스트의 마지막 펄스의 송신 이후, 길이가 Trtd인 Rx 섹터 스위치 오버헤드 기간(255)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 그 다음 Rx 섹터로 스위칭할 수 있기 전 첫 번째에서 마지막으로 송신된 시퀀스의 모든 에코들을 수신하도록 대기하기 위해 할당될 수 있다.
[0036] Rx 주파수(240)의 그래프는 (송신된 시퀀스들과 병치된) 수신된 Ga 시퀀스들(260) 및 수신된 Gb 시퀀스들(265)을 도시한다. (혼란(clutter)을 피하기 위해, 수신된 Ga 시퀀스들(260) 및 수신된 Gb 시퀀스들(265)의 일부만이 라벨링된다.) 여기서, 수신된 Ga 시퀀스들(260) 및 Gb 시퀀스들(265)은 지연되고 감쇠된다. 지연의 양은, 대응하는 송신된 신호가 반사되는 오브젝트의 거리에 의존하고, 감쇠의 양은 오브젝트의 거리 및 조성을 포함하는 다양한 팩터들에 의존할 수 있다. 도시된 바와 같이, 시퀀스의 수신은 (다시, 오브젝트의 거리에 기초하여) 시퀀스의 송신의 완료 전에 시작할 수 있다.
[0037] Rx 다중대역 상관 기간들(250)의 그래프는, 상이한 주파수들에서 수신된 펄스들을 병렬로 프로세싱하기 위해 다수의 상관기들이 어떻게 사용될 수 있는지를 예시한다. 즉, GA 상관기는, 시퀀스가 송신되는 기간(Tg) 뿐만 아니라 기간(Trtd) 동안 동작하여, 최대 왕복 지연을 허용할 수 있다. 이는 레이더 시스템에서 멀리 있는 오브젝트와 그 레이더 시스템 근처에 있는 오브젝트 둘 다를 검출을 보장하는 것을 도울 수 있다. 일단 Ga 상관기가 존재하는 기간이 끝나면, Gb 상관기는 Gb 시퀀스의 송신의 반사를 검출하는 데 사용될 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, Ga 상관기 및 Gb 상관기에 대한 동작 기간들은, 각각의 주파수(f1 및 f2)에 대해 오프셋될 수 있으며, 이는 2개의 주파수들 사이의 Ga 시퀀스 및 Gb 시퀀스 송신들의 오프셋에 대응한다.
[0038] 이 아이디어는 더 많은 골레이 쌍들의 시간-주파수 멀티플렉싱을 사용하여 2개 초과의 주파수 대역들로 쉽게 확장될 수 있다. 하나의 그러한 예가 도 3에 예시된다.
[0039] 도 3은, 4-펄스 멀티플렉싱(즉, 4개의 주파수들에 대해 골레이 쌍들의 사용)이 도시된, STFM 방식(300)을 예시하는 차트이다. 도 2와 유사하게, 수평 축은 시간을 나타내고, 수직 축들은 (각각의 주파수에 대한) Tx 주파수(310), Tx 라디오 섹터(320), Rx 라디오 섹터(330), Rx 주파수(340) 및 Rx 다중대역 상관 기간(350)을 나타낸다. 그러나, 여기서, 2개의 송신된 상보적 시퀀스들(Ga 및 Gb) 사이의 유휴 시간(Trtd)은 단일 Ga/Gb 시퀀스 지속기간(Tg)의 3배와 대략 동일하다. 따라서, 4개의 골레이 쌍들은, 하나의 펄스 지속기간(Tpulse)에서 4개의 Tx 섹터들(TS1-TS4)을, 그리고 하나의 도플러 PRI에서 8개의 Tx 섹터들을 스캐닝하도록 효율적으로 시간-주파수-멀티플렉싱될 수 있고, 따라서 STFM 방식(300)은 종래의 FMCW 자동차 레이더보다 8배 더 빨리 Tx 무선 섹터의 스위프를 수행할 수 있다.
[0040] 여기서, 모든 4개의 골레이 쌍들의 Ga와 Gb 사이의 상호 직교성을 달성하기 위해 4개의 직교 주파수 서브대역들(f1-f4)이 사용된다는 것이 주목될 수 있다. 더 짧은 펄스들, 부가적인 주파수들, 및/또는 Ga와 Gb 사이의 더 짧은 간격을 사용하여, 부가적인 빔 스캔 가속이 달성될 수 있다. 병렬 상관을 수행하기 위해 Rx에서 부가적인 상관기들이 필요할 수 있지만, Tx는 여전히 시간 중 하나의 펄스만을 송신한다. 따라서, 도 3의 STFM 방식(300)과 같은 STFM 방식에서 다수의 주파수들을 사용하는 것은, 다수의 실시예들에서 비용-효과적인 솔루션일 수 있다.
[0041] 도 3에서, 수신된 Ga 시퀀스들(360) 및 수신된 Gb 시퀀스들(365)이 Rx 주파수(340)에 도시된다. (다시, 혼란을 피하기 위해, 수신된 Ga 시퀀스들(360) 및 수신된 Gb 시퀀스들(365)의 일부만이 라벨링된다.) 도 2에서의 수신된 시퀀스들과 유사하게, 이러한 수신된 시퀀스들은 중첩될 수 있다. 따라서, 상이한 주파수들에서의 수신된 신호들의 프로세싱은 병렬로 수행될 수 있다. 주파수들(f1-f7)에서의 다양한 골레이 쌍들에 대한 병렬 프로세싱은 Rx 다중대역 상관 기간(350)에 도시된다.
[0042] 도 3(및 후속 도면들)이 단일의 개개의 송신된 Ga 또는 Gb 시퀀스에 대응하는 다수의 수신된 Ga 시퀀스들(360) 및 수신된 Gb 시퀀스들(365)을 도시한다는 것이 주목될 수 있다. 이는, 조명된 섹터 내의 다수의 타겟들로부터 반사되는 송신된 신호로 인해 다수의 반사된 신호들이 어떻게 존재할 수 있는지를 예시하기 위한 것이다. (도 2에 예시되지 않았지만, 이러한 현상이 그 실시예에서 또한 발생할 수 있다.) 또한, 반사된 신호들은 서로 그리고/또는 송신된 신호와 중첩할 수 있다.
[0043] 도 4는, 일부 실시예들에 따른, 본원에 설명된 기능을 제공할 수 있는 STFM 레이더 시스템(400)의 컴포넌트들의 블록도이다. STFM 레이더 시스템(400)은 단일-체인/DAC 송신기(402) 및 단일-체인/ADC 수신기(404)를 갖는 아날로그 위상-어레이 레이더를 포함하지만, 대안적인 실시예들은, 원하는 기능에 따라, 상이한 타입들의 위상-어레이 레이더를 사용할 수 있으며 다중-체인/DAC 송신기들 및/또는 다중-체인/ADC 수신기들을 포함할 수 있다.
[0044] 송신기(402)에서, 다중대역 펄스 생성기(405), DAC(410), 믹서(415), RF Tx 증폭기(420) 및 위상 시프터 어레이(425)는, Tx 스펙트럼 그래프(430)(도 3의 STFM 방식(300)과 유사함)에 도시된 바와 같이, 4개의 주파수들에서 Ga 및 Gb 펄스들을 송신하도록 동작한다. 더 구체적으로, 시간-주파수 멀티플렉싱된 신호는, 다중대역 펄스 생성기(405)에 의해 디지털방식으로 생성되고, 단일 광대역 DAC(410)를 사용하여 아날로그 신호로 변환된 다음 믹서(415)를 사용하여 RF 주파수로 믹싱될 수 있다.
[0045] Tx 아날로그 섹터 스위칭은 원하는 STFM 방식을 구현하기 위해 펄스들의 타이밍에 동기화될 수 있다. 이러한 섹터 스위칭은 입력 Tx 섹터 구성(445)을 사용하여 제어될 수 있다. 프로세싱 유닛 또는 다른 하드웨어 및/또는 소프트웨어 컴포넌트들(미도시)은, Tx 섹터 구성(435)에 입력을 제공하는 데 사용될 수 있으며, Tx 섹터 스위칭의 동기화를 보장하는 것을 돕기 위해 다중대역 펄스 생성기(405) 및/또는 다른 컴포넌트들과 통신가능하게 커플링될 수 있다. 궁극적으로, 도 4에 예시된 실시예에서의 Tx 체인(다중대역 펄스 생성기(405), DAC(410), 믹서(415), RF Tx(420) 및 위상 시프터 어레이(425))은, 4개의 멀티플렉싱된 섹터들이 4개의 상이한 주파수 서브대역들(f1-f4)을 사용하여 스캐닝되는 빔 스캔 패턴을 생성하도록 동작한다.
[0046] 도 4에서, 스캔들에 의해 생성된 RF 신호들은 오브젝트들(445)로부터 반사되고 위상 시프터 어레이(450)에서 수신된다. 도 2 및 도 3에 예시된 바와 같이, 다수의 Tx 섹터들의 스캔 동안 단일 Rx 섹터가 사용될 수 있다. 유사하게, 도 4는 단일 Rx 섹터가 4개의 멀티플렉싱된 Tx 섹터들의 빔 스캔 패턴으로부터 신호들을 수신하기 위해 사용되는 것을 예시한다.
[0047] 위상 시프터 어레이(450)는 RF Rx 증폭기(455), 믹서(460), ADC(465) 및 대역 통과 필터 뱅크(470)와 함께 작동하여, Rx 스펙트럼 그래프(475)에 예시된 바와 같이, 수신된 골레이 쌍들을 분리한다. 더 구체적으로, 위상 시프터 어레이(450)에서 수신된 신호는 RF Rx 증폭기(455)에 의해 증폭되고, 믹서(460)를 사용하여 기저대역으로 믹싱 다운되고(mixed down), 단일 광대역 ADC(465)를 사용하여 샘플링된다. 4개의 펄스들의 에코들은, 각각의 Tx 섹터에서의 상이한 다중-타겟 반사들로 인해 중첩될 수 있다. 따라서, Rx 신호는 직교 신호 분리를 위해 대역 통과 필터 뱅크를 통과한다. Tx에 대한 위상 시프터 어레이(425)와 유사하게, Rx의 위상 시프터 어레이(450)의 구성은 Rx 섹터 구성(473)에 대한 입력을 사용하여 관리될 수 있다.
[0048] 예시된 바와 같이, 병렬 프로세싱(475)은 4개의 수신된 펄스들 모두에 대해 발생할 수 있다. 즉, 4개의 상관기 프로파일들을 추출하기 위해, (예를 들어, 도 3의 Rx 다중대역 상관 기간 그래프(350)에 도시된 바와 같이) 4개의 Tx 섹터들 각각에 대해 하나씩, 상이한 주파수들에서 수신된 펄스들에 상이한 골레이 상관기들이 동시에(중첩된 시간들에서) 적용된다. 도 1에 예시된 바와 같이, (예를 들어, 합산 모듈에 의해 수행되는) Ga 및 Gb 시퀀스들의 자기상관의 합산은 4개의 Tx 섹터들 각각에 대한 CIR(channel impulse response)을 산출할 수 있다. 그런 다음, 당업자가 인식할 바와 같이, 스캐닝 영역 내의 하나 이상의 오브젝트들의 범위(거리), 방위각, 고도 및/또는 속도는 Tx/Rx 섹터들에 대한 채널 임펄스 응답들에 기초하여 결정될 수 있다.
[0049] 동일한 Rx 섹터를 홀딩하면서 Tx 섹터들이 스캐닝되는 상황은, 예를 들어, 아날로그 위상-어레이 레이더에서 발생할 수 있으며, 여기서 Tx는 방위각 스캔에 대해 사용되고 Rx는 고도 스캔에 대해 사용된다. 그러한 아날로그 위상-어레이 레이더의 실시예의 예시가 도 5에 도시된다.
[0050] 도 5에 예시된 바와 같이, 이 아날로그 위상-어레이 레이더(500)는 수평 Tx 안테나 어레이(510)를 포함한다. (TX 안테나 어레이(510)의 예들은 단일-행 다이어그램, 및 2-행 8-열 어레이로서 도 5에 도시된다.) 아날로그 위상-어레이 레이더(500)는 수직 Rx 안테나 어레이(520)를 더 포함한다. (Rx 안테나 어레이(520)의 예들은 단일-열 다이어그램, 및 8-행 2-열 어레이로서 도 5에 도시된다.) 이러한 어레인지먼트는, Tx 섹터들이 방위각 방향으로는 좁고 그리고 고도 방향으로는 넓어지는 것을 규정한다. 대조적으로, Rx 섹터들은 방위각 방향으로는 넓고 그리고 고도 방향으로 좁다. 따라서, (도 2-4에 도시된 바와 같이) 동일한 Rx 고도 섹터를 홀딩함으로써, 모든 Tx 방위각 섹터들이 스캐닝될 수 있다.
[0051] 제안된 STFM 접근방식은, 레이더 시스템의 하드웨어 복잡성을 감소시키기 위해 Tx에 시간 멀티플렉싱이 적용되는 다양한 매시브 MIMO 레이더 아키텍처들에서 레이더 스캔을 가속화하는 데 효율적으로 사용할 수 있다. 이는 아날로그 위상-어레이, TDM(time-division multiplexing) MIMO, 및 다양한 아날로그-디지털 하이브리드 BF(beamforming) 방식들을 포함한다.
[0052] 도 6은, 일 실시예에 따른, STFM을 사용하여 오브젝트를 RF 감지하는 방법(600)의 흐름도이다. 방법(600)은, 위의 실시예들에서 설명되고 도 2 내지 도 5에 예시된 기능의 일부를 캡처한다. 도 6에서 예시된 블록들에서 설명된 기능들 중 하나 이상은, 도 7에 예시되며 아래에서 설명되는 전자 디바이스와 같은 전자 디바이스의 소프트웨어 및/또는 하드웨어 컴포넌트들(예를 들어, DSP(digital signal processor)), 및/또는 (도 7에서 예시된 전자 디바이스에 통합될 수 있는) 도 4에 예시된 컴포넌트들 중 하나 이상에 의해 수행될 수 있다. 또한, 당업자는, 도 6의 블록들에 예시된 기능들을 부가하고, 생략하고, 결합하고, 분리하고 그리고 다른식으로 변경함으로써, 대안적인 실시예들이 도 6에 예시된 기능들을 구현하는 방식이 달라질 수 있음을 인식할 것이다.
[0053] 블록(610)에서, 기능은 블록들(610-a 내지 610-d)에서 설명된 기능들을 수행함으로써 적어도 부분적으로 송신 시퀀스를 수행하는 것을 포함한다. 블록(610-a)에서의 기능은, 제1 주파수를 사용하여, 제1 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하는 것을 포함한다. 블록(610-b)에서, 기능은, 제1 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하는 것에 후속하여, 제2 주파수를 사용하여, 제2 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하는 것을 포함한다. 블록(610-c)에서, 기능은, 제2 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하는 것에 후속하여, 제1 주파수를 사용하여, 제1 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제2 시퀀스를 무선으로 송신하는 것을 포함한다. 블록(610-d)에서의 기능은, 제1 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제2 시퀀스를 무선으로 송신하는 것에 후속하여, 제2 주파수를 사용하여, 제2 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제2 시퀀스를 무선으로 송신하는 것을 포함한다. 이전에 언급된 바와 같이, 상보적인 시퀀스들 또는 골레이 쌍들은, 각각의 시퀀스가 개별적으로 자기상관된 후에 임펄스 응답을 제공할 수 있고, 각각의 시퀀스의 결과적인 자기상관들이 후속적으로 서로 합산된다. 이는 오브젝트의 범위를 결정하는 데 특히 유용할 수 있다. 또한, 상보적 시퀀스들은 (FMCW 스캐닝과 비교하여) 비교적 짧기 때문에, 실시예들은 FMCW 레이더를 사용하여 스캔을 완료하는 데 걸리는 시간보다 더 짧은 시간에 다수의 골레이 쌍들(펄스들)을 송신할 수 있을 수 있다. 각각의 상보적 쌍의 제1 및 제2 시퀀스들의 송신 사이의 시간은 스캐닝될 최대 거리에서의 오브젝트와 송신기 사이의 최대 왕복 지연에 기초할 수 있다.
[0054] 블록(610)에서의 기능을 수행하기 위한 수단은, 도 4에 예시되고 위에서 설명된 바와 같은, 예를 들어, 다중대역 펄스 생성기(405), DAC(410), 믹서(415), RF Tx(420), 위상 시프터 어레이(425), 및 하나 이상의 안테나들을 포함할 수 있다. 또한, 이들 컴포넌트들 중 하나 이상은, 도 7에 예시되고 아래에서 추가로 상세히 설명되는 바와 같은 전자 디바이스(700)의 통신 서브시스템(730)(무선 통신 인터페이스(733)를 포함함) 및/또는 다른 하드웨어 및/또는 소프트웨어 컴포넌트들에 포함될 수 있다.
[0055] 실시예들의 기능은, 위의 설명에서 언급된 바와 같이, 변할 수 있다. 상보적 쌍들은 직교하기 때문에, 제1 상보적 쌍의 시퀀스들은 제2 상보적 쌍의 시퀀스들과 동일한 값들을 가질 수 있다. (즉, 제1 상보적 쌍의 시퀀스들은 제2 상보적 쌍의 시퀀스들과 동일하지만, 직교하게 송신된다). 부가적으로 또는 대안적으로, 도 2 내지 도 4에서 언급된 바와 같이, 상이한 Tx 섹터들을 스캐닝하는 데 상이한 상보적 쌍들의 시퀀스들이 사용될 수 있다. 즉, 제1 상보적 쌍의 시퀀스들은 제1 방향으로 송신될 수 있고, 제2 상보적 쌍의 시퀀스들은 제2 방향으로 송신될 수 있다.
[0056] 이는 2개 초과의 방향들로 확장될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 일부 실시예들은 4개의 방향들로 스캐닝하기 위해 2개의 주파수들을 사용할 수 있다. 이 경우, 도 6의 블록(610)에 도시된 바와 같은 송신 시퀀스를 수행하는 기능은, 제1 주파수를 사용하여 제3 방향으로, 제3 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하는 것; 및 제3 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하는 것에 후속하여, 제2 주파수를 사용하여 제4 방향으로, 제4 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하는 것을 더 포함할 것이다. 송신 시퀀스를 수행하는 것은, 제4 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하는 것에 후속하여, 제1 주파수를 사용하여 제3 방향으로, 제3 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제2 시퀀스를 무선으로 송신하는 것; 및 제3 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제2 시퀀스를 무선으로 송신하는 것에 후속하여, 제2 주파수를 사용하여 제4 방향으로, 제4 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제2 시퀀스를 무선으로 송신하는 것을 더 포함할 것이다.
[0057] 실시예들은 또한 2개 초과의 주파수들을 사용할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들, 이를테면, 도 3 및 도 4에 도시된 실시예들은 4개의 방향들로 스캐닝하기 위해 4개의 주파수들을 사용할 수 있다. 이 경우, 도 6의 블록(610)에 도시된 바와 같은 송신 시퀀스를 수행하는 기능은, 제3 주파수를 사용하여 제3 상보적 쌍의 시퀀스들을 송신하는 것 및 제4 주파수를 사용하여 제4 상보적 쌍의 시퀀스들을 송신하는 것을 더 포함할 것이다. 도 3 및 도 4의 실시예들에서 추가로 표시된 바와 같이, 제3 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하는 것 그리고 제4 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 송신하는 것은, 제2 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하는 것에 후속하여 그리고 제1 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제2 시퀀스를 무선으로 송신하는 것 이전에 발생할 수 있다.
[0058] 다시 도 6을 참조하면, 방법(600)은, 블록(620)에서, 블록(620-a 및 620-a)에서의 기능을 적어도 부분적으로 수행함으로써 수신 시퀀스를 수행하는 단계를 더 포함한다. 블록(620-a)에서, 기능은 제1 상보적 쌍의 시퀀스들을 수신하는 것을 포함하고, 그리고 블록(620-b)에서, 기능은 제2 상보적 쌍의 시퀀스들을 수신하는 것을 포함한다.
[0059] 블록(620)에서의 기능을 수행하기 위한 수단은, 예를 들어, 도 4에 예시되고 위에서 설명된 바와 같은, 하나 이상의 안테나들, 위상 시프터 어레이(450), RF Rx(455), 믹서(460), ADC(465), 대역 통과 필터 뱅크(470) 및 병렬 프로세싱(475)을 포함할 수 있다. 또한, 이들 컴포넌트들 중 하나 이상은, 도 7에 예시되고 아래에서 추가로 상세히 설명되는 바와 같은 전자 디바이스(700)의 통신 서브시스템(730)(무선 통신 인터페이스(733)를 포함함) 및/또는 다른 하드웨어 및/또는 소프트웨어 컴포넌트들에 포함될 수 있다.
[0060] 블록(630)에서, 기능은 수신된 제1 상보적 쌍 및 수신된 제2 상보적 쌍에 기초하여 오브젝트의 거리를 결정하는 것을 포함한다. 위의 실시예들에서 언급된 바와 같이, 거리는 제1 상보적 쌍 및 제2 상보적 쌍 중 어느 하나 또는 둘 모두가 송신되고 수신되는 시간(예를 들어, 계산된 왕복 시간)에 기초하여 결정될 수 있다. 펄스들이 수신되는 시간들은, 도 1에 도시된 바와 같이 생성된 임펄스 응답에 의해, 쌍의 각각의 시퀀스를 자기상관시킨 다음 쌍의 시퀀스들 둘 모두의 자기상관들을 합산함으로써 결정될 수 있다. 각각의 쌍에 대한 임펄스 응답을 결정하는 것은 도 4에 도시된 바와 같은 병렬 프로세싱(475)을 이용하여 수행될 수 있다. 이는 하드웨어 및/또는 소프트웨어로 구현될 수 있다. 따라서, 블록(630)에서의 기능을 수행하기 위한 수단은, 예를 들어, 위에서 설명된 바와 같은 도 4의 병렬 프로세싱(475)을 수행하도록 구성된 모듈을 포함할 수 있다. 이 모듈은 하드웨어(예를 들어, 특수 회로부) 및/또는 소프트웨어(예를 들어, 프로세싱 유닛에 의해 실행됨)로 구현될 수 있으며, 이는 도 7에 예시되고 아래에서 추가로 상세히 설명되는 바와 같은 전자 디바이스(700)의 (무선 통신 인터페이스(733)를 포함하는) 통신 서브시스템(730), 프로세싱 유닛(들)(710), 및/또는 다른 하드웨어 및/또는 소프트웨어 컴포넌트들에 포함될 수 있다.
[0061] 본원에서 이전에 언급되고 도 4에 도시된 바와 같이, 실시예들은 단일 Tx 및/또는 Rx 체인의 사용을 제공한다. 이는, 본원에 상세히 설명된 STFM 방식들을 구현할 수 있는 저-비용 RF 감지 회로부를 제조하는 데 특히 도움이 될 수 있다. 이에 따라, 블록(610)의 송신 시퀀스는 단일 DAC를 갖는 송신 회로부를 이용하여 수행될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 블록(620)의 수신 시퀀스는 단일 ADC를 갖는 수신 회로부에 의해 수행될 수 있다. 그러나, 다른 실시예들은 다수의 Tx 및/또는 Rx 체인들을 활용할 수 있다.
[0062] 일부 실시예들은, 단일 방향으로 다수의 펄스들을 전송함으로써, 검출된 오브젝트들에 대한 도플러 정보의 결정을 허용할 수 있다(각각의 펄스는 상보적 쌍의 시퀀스들의 송신을 포함함). 따라서, 방법(600)은 송신 시퀀스 및 수신 시퀀스를 연속하여 복수 회 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 다수의 Tx 섹터들은 각각의 송신 시퀀스 동안 스캐닝될 수 있다. 이러한 인스턴스들에서 도플러 PRI는 방향들 각각으로 펄스들을 송신하는 데 요구되는 총 시간량에 기초할 수 있다.
[0063] 도 7은, 도 6에서 설명된 방법의 하나 이상의 기능들을 포함하여, 위의 실시예들에서 설명된 바와 같이 STFM을 사용하여 RF 감지를 수행할 수 있는 전자 디바이스(700)의 실시예를 예시한다. 이전에 언급된 바와 같이, 도 4에 예시된 컴포넌트들은 전자 디바이스(700)의 하드웨어 엘리먼트들 중 하나 이상(이를테면, 통신 서브시스템(730))에 통합될 수 있다.
[0064] 도 7은 단지 다양한 컴포넌트들의 일반화된 예시를 제공하기 위한 것일 뿐이며, 이들 중 임의의 것 또는 전부가 적절하게 활용될 수 있음을 주목해야 한다. 따라서, 도 7은 개별 시스템 엘리먼트들이 상대적으로 분리된 또는 상대적으로 더 통합된 방식으로 어떻게 구현될 수 있는지를 광범위하게 예시한다. 또한, 도 7에 의해 도시된 컴포넌트들은 단일 디바이스에 로컬화될 수 있고, 그리고/또는 상이한 물리적 위치들(예를 들어, 자동차의 상이한 위치들)에 배치될 수 있는 다양한 네트워킹된 디바이스들 사이에 분산될 수 있음이 주목될 수 있다. 자동차 애플리케이션들의 경우, 전자 디바이스(700)는 자동차의 탑재형(on-board) 컴퓨터를 포함할 수 있다.
[0065] 전자 디바이스(700)는, 버스(705)를 통해 전기적으로 커플링될 수 있는(또는 그렇지 않으면, 적절하게 통신할 수 있는) 하드웨어 엘리먼트들을 포함하는 것으로 도시된다. 하드웨어 엘리먼트들은, 제한 없이, 하나 이상의 범용 프로세서들, 하나 이상의 특수 목적 프로세서들(이를테면, DSP(Digital Signal Processor), GPU(Graphics Processing Unit), ASIC(Application-Specific Integrated Circuit), FPGA(Field Programmable Gate Array) 등), 및/또는 도 6에 예시된 방법을 포함하여, 본원에서 설명된 방법들에서의 기능들 중 하나 이상을 수행하도록 구성될 수 있는 다른 프로세싱 구조를 포함할 수 있는 프로세싱 유닛(들)(710)을 포함할 수 있다. 전자 디바이스(700)는 또한, 제한 없이, 터치스크린 디스플레이 또는 다른 사용자 인터페이스, 자동화된 차량을 위한 하나 이상의 자동화 시스템들 등을 포함할 수 있는 하나 이상의 입력 디바이스들(715); 및 제한 없이, 디스플레이 디바이스, 자동화된 차량을 위한 하나 이상의 자동화 시스템들 등을 포함할 수 있는 하나 이상의 출력 디바이스들(720)을 포함할 수 있다.
[0066] 전자 디바이스(700)는, 하나 이상의 비-일시적 저장 디바이스들(725)을 더 포함할 수 있고(그리고/또는 이들과 통신할 수 있고), 이 하나 이상의 비-일시적 저장 디바이스들(725)은, 제한 없이, 로컬 및/또는 네트워크 액세스가능 저장소를 포함할 수 있고 그리고/또는 제한 없이, 디스크 드라이브, 드라이브 어레이, 광학 저장 디바이스, 솔리드-스테이트 저장 디바이스, 이를테면 RAM(random access memory) 및/또는 ROM(read-only memory)(프로그램가능, 플래시-업데이트가능(flash-updateable) 식임)을 포함할 수 있다. 이러한 저장 디바이스들은, 제한없이, 다양한 파일 시스템들, 데이터베이스 구조들 등을 포함하는 임의의 적절한 데이터 저장부들을 구현하도록 구성될 수 있다.
[0067] 전자 디바이스(700)는 또한, (일부 실시예들에서) 무선 통신 인터페이스(733)에 의해 관리 및 제어되는 유선 통신 기술들 및/또는 무선 통신 기술들의 지원을 포함할 수 있는 통신 서브시스템(730)을 포함할 수 있다. 통신 서브시스템(730)은, 모뎀, 네트워크 카드(무선 또는 유선), 적외선 통신 디바이스, 무선 통신 디바이스 및/또는 칩셋 등을 포함할 수 있다. 통신 서브시스템(730)은, 데이터 및 시그널링이 네트워크, 모바일 디바이스들, 다른 컴퓨터 시스템들 및/또는 본원에서 설명되는 임의의 다른 전자 디바이스들과 교환되는 것을 허용하기 위해, 하나 이상의 입력 및/또는 출력 통신 인터페이스들, 이를테면 무선 통신 인터페이스(733)를 포함할 수 있다. 이전에 언급된 바와 같이, 도 4에 예시된 컴포넌트들 중 하나 이상은, 통신뿐만 아니라, 본원에서 제공된 실시예들에 따른 RF 감지 둘 모두가 가능한 무선 통신 인터페이스(733)에 통합될 수 있다. 다른 실시예들에서, 도 4에 예시된 컴포넌트들은, 입력 디바이스(715)로서 사용될 수 있는 전용 감지 유닛을 포함하거나 그에 통합될 수 있다.
[0068] 다수의 실시예들에서, 전자 디바이스(700)는 RAM 및/또는 ROM 디바이스를 포함할 수 있는 작동 메모리(735)를 더 포함한다. 작동 메모리(735) 내에 위치되는 것으로 도시된 소프트웨어 엘리먼트들은 운영 시스템(740), 디바이스 드라이버들, 실행가능한 라이브러리들 및/또는 다른 코드, 이를테면 애플리케이션(들)(745)을 포함할 수 있고, 이들은, 본원에서 설명되는 바와 같이, 다양한 실시예들에 의해 제공되는 컴퓨터 프로그램들을 포함할 수 있고 그리고/또는 다른 실시예들에 의해 제공되는 방법들을 구현하고 그리고/또는 시스템들을 구성하도록 설계될 수 있다. 단지 예로서, 도 6과 관련하여 설명된 방법과 같이, 위에서 논의된 방법들과 관련하여 설명된 하나 이상의 기능들은, 작업 메모리(735)에 (예를 들어, 일시적으로) 저장되고 컴퓨터(및/또는 컴퓨터 내의 프로세싱 유닛, 이를테면 프로세싱 유닛(들)(710))에 의해 실행가능한 코드 및/또는 명령들로서 구현될 수 있고; 이후, 일 양상에서, 이러한 코드 및/또는 명령들은 설명된 방법들에 따라 하나 이상의 동작들을 수행하도록 범용 컴퓨터(또는 다른 디바이스)를 구성 및/또는 적응시키는 데 사용될 수 있다.
[0069] 한 세트의 이러한 명령들 및/또는 코드는 위에서 설명된 저장 디바이스(들)(725)와 같은 비-일시적 컴퓨터-판독가능 저장 매체 상에 저장될 수 있다. 일부 경우들에서, 저장 매체는 전자 디바이스(700)와 같은 컴퓨터 시스템 내에 통합될 수 있다. 다른 실시예들에서, 저장 매체는 컴퓨터 시스템과 별개(예를 들어, 착탈식 매체, 이를테면 광 디스크(optical disc))일 수 있고 그리고/또는 설치 패키지로 제공될 수 있어서, 저장 매체가, 명령들/코드가 저장되어 있는 범용 컴퓨터를 프로그래밍, 구성 및/또는 적응시키는 데 사용될 수 있다. 이러한 명령들은, 전자 디바이스(700)에 의해 실행가능한 실행가능 코드의 형태를 취할 수 있고 그리고/또는 소스 및/또는 설치가능 코드의 형태를 취할 수 있고, 이는 전자 디바이스(700) 상에서의 컴필레이션(compilation) 및/또는 설치 시에(예를 들어, 다양한 일반적으로 이용가능한 컴파일러들, 설치 프로그램들, 압축/압축해제 유틸리티들 등 중 임의의 것을 사용), 실행가능한 코드의 형태를 취한다.
[0070] 특정 주파수들, 하드웨어, 및 다른 특징들이 본원에서 제공되는 실시예들에서 있을 수 있지만, 대안적인 실시예들은 다양할 수 있다는 것이 주목될 수 있다. 즉, 대안적인 실시예들은, 부가적인 또는 대안적인 주파수들, 안테나 엘리먼트들(예를 들어, 상이한 크기/형상의 안테나 엘리먼트 어레이들을 가짐), 프레임 레이트들, 전자 디바이스들, 및/또는 본원의 실시예들에서 설명된 바와 같은 다른 특징들을 활용할 수 있다. 당업자는 그러한 변형들을 인식할 것이다.
[0071] 부가적으로, 당업자는, 본원에서 설명되는 실시예들의 다양한 양상들이 다양한 방식들로 구현될 수 있음을 인식할 것이다. 예를 들어, 펄스 생성, 상관, 및/또는 다른 타입들의 신호 생성 및/또는 프로세싱은 하드웨어, 소프트웨어(예를 들어, 펌웨어), 또는 이 둘 모두로 구현될 수 있다. 추가로, 하드웨어 및/또는 소프트웨어 기능들은 상이한 컴포넌트들 및/또는 디바이스들 사이에 분산될 수 있다.
[0072] 본원에서 제공되는 실시예들은 자동화된 운전 및/또는 다른 애플리케이션들을 위해 사용될 수 있다. 일반적으로 말해서, 도 4에 예시된 아키텍처는 임의의 다양한 상이한 타입들의 컴퓨팅 디바이스들 및/또는 시스템들에 통합될 수 있다. 이러한 디바이스들/시스템들은 일반적으로, 프로세싱 유닛(예를 들어, 범용 프로세서, 특수 목적 프로세서(이를테면, DSP(digital signal processing) 칩, 그래픽스 가속 프로세서, ASIC(application specific integrated circuit) 등) 및/또는 다른 프로세싱 구조 또는 수단을 포함할 수 있음); 입력 디바이스(들)(예를 들어, 키보드, 터치 스크린, 터치 패드, 마이크로폰, 버튼, 다이얼, 스위치 등을 포함할 수 있음); 출력 디바이스(들)(예를 들어, 디스플레이, LED(light emitting diode), 오디오 스피커 등을 포함할 수 있음); 전자 디바이스들의 다양한 컴포넌트들을 함께 통신가능하게 커플링하는 통신 버스; 통신 인터페이스 등을 포함할 수 있다.
[0073] 전술된 메모리는 비-일시적 기계-판독가능 매체들을 포함할 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같은 "기계-판독가능 매체" 및 "컴퓨터-판독가능 매체"라는 용어는, 기계로 하여금 특정한 방식으로 동작하게 하는 데이터를 제공하는 것에 참여하는 임의의 저장 매체를 지칭한다. 위에서 제공된 실시예들에서, 다양한 기계-판독가능 매체들은 프로세싱 유닛들 및/또는 다른 디바이스(들)에 실행을 위한 명령들/코드를 제공하는 것에 관여될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 기계-판독가능 매체들은 이러한 명령들/코드를 저장 및/또는 반송하기 위해 사용될 수 있다. 다수의 구현들에서, 컴퓨터-판독가능 매체는 물리적 및/또는 유형의 저장 매체이다. 이러한 매체는, 이로 제한되는 것은 아니지만, 비-휘발성 매체들, 휘발성 매체들, 및 송신 매체들을 포함하는 다수의 형태들을 취할 수 있다. 컴퓨터-판독가능 매체들의 일반적인 형태들은, 예를 들어, 자기 및/또는 광학 매체들, RAM, PROM, EPROM, FLASH-EPROM, 임의의 다른 메모리 칩 또는 카트리지, 및/또는 컴퓨터가 명령들 및/또는 코드를 판독할 수 있는 임의의 다른 매체를 포함한다.
[0074] 본원에 논의된 방법들, 시스템들, 및 디바이스들은 예들이다. 다양한 실시예들은 다양한 절차들 또는 컴포넌트들을 적절히 생략, 치환 또는 부가할 수 있다. 예를 들어, 특정 실시예들에 관련하여 설명되는 특징들은 다양한 다른 실시예들에서 결합될 수 있다. 실시예들의 상이한 양상들 및 엘리먼트들은 유사한 방식으로 결합될 수 있다. 본원에서 제공되는 도면들의 다양한 컴포넌트들은 하드웨어 및/또는 소프트웨어로 구체화될 수 있다. 또한, 기술은 진화하며, 따라서 대부분의 엘리먼트들은, 본 개시내용의 범위를 이러한 특정 예들로 제한하지 않는 예들이다.
[0075] 주로 통상적인 사용의 이유들 때문에, 비트들, 정보, 값들, 엘리먼트들, 심볼들, 문자들, 변수들, 용어들, 숫자들, 수치들 등으로서 이러한 신호들을 지칭하는 것이 종종 편리한 것으로 입증되었다. 그러나, 이러한 또는 유사한 용어들 모두는 적절한 물리적 수량들과 연관될 것이며, 단지 편리한 라벨들일 뿐임을 이해해야 한다. 달리 구체적으로 언급되지 않는 한, 상기 논의에서 명백한 바와 같이, 본 설명 전반에 걸쳐, "프로세싱", "컴퓨팅", "계산", "결정", "확인", "식별", "연관 "측정", "수행" 등과 같은 용어들은, 특수 목적 컴퓨터 또는 유사한 특수 목적 전자 컴퓨팅 디바이스와 같은 특정 장치의 액션들 또는 프로세스들을 지칭한다는 것이 인식된다. 따라서, 본 명세서의 맥락에서, 특수 목적 컴퓨터 또는 유사한 특수 목적 전자 컴퓨팅 디바이스는, 특수 목적 컴퓨터 또는 유사한 특수 목적 전자 컴퓨팅 디바이스의 메모리들, 레지스터들, 또는 다른 정보 저장 디바이스들, 송신 디바이스들, 또는 디스플레이 디바이스들 내에서 물리적, 전자적, 전기적 또는 자기적 수량들로서 통상적으로 표현되는 신호들을 조작 또는 변환할 수 있다.
[0076] 본원에서 사용되는 바와 같은 "및" 그리고 "또는"이라는 용어들은, 이러한 용어들이 사용되는 맥락에 적어도 부분적으로 의존할 것으로 또한 예상되는 다양한 의미들을 포함할 수 있다. 또한, 본원에서 사용되는 바와 같은 "하나 이상"이라는 용어는, 단수의 임의의 특징, 구조, 또는 특성을 설명하기 위해 사용될 수 있거나, 또는 특징들, 구조들 또는 특성들의 일부 결합을 설명하기 위해 사용될 수 있다. 그러나, 이것은 단지 예시적인 예일 뿐이며, 청구된 청구대상은 이러한 예로 제한되지 않음을 주목해야 한다. 또한, "적어도 하나"라는 용어는, 리스트, 이를테면, A, B 또는 C를 연관시키기 위해 사용되는 경우, A, AB, AA, AAB, AABBCCC 등과 같이 A, B, 및/또는 C의 임의의 조합을 의미하도록 해석될 수 있다.
[0077] 몇몇 실시예들을 설명하였지만, 다양한 변형들, 대안적인 구성들, 및 등가물들이 본 개시내용의 정신을 벗어나지 않으면서 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 엘리먼트들은 단지 더 큰 시스템의 컴포넌트일 수 있으며, 여기서, 다른 규칙들이 다양한 실시예들의 애플리케이션에 우선할 수 있거나 그렇지 않으면 다양한 실시예들의 애플리케이션을 수정할 수 있다. 또한, 다수의 단계들이, 상기 엘리먼트들이 고려되기 전에, 고려되는 동안에, 또는 고려된 이후에 착수될 수 있다. 따라서, 위의 설명은 본 개시내용의 범위를 제한하지 않는다.

Claims (28)

  1. STFM(space-time-frequency multiplexing)을 사용하는 RF(radio frequency) 감지를 위한 방법으로서,
    제1 주파수를 사용하여, 제1 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하는 것,
    상기 제1 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하는 것에 후속하여, 제2 주파수를 사용하여, 제2 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하는 것,
    상기 제2 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하는 것에 후속하여, 상기 제1 주파수를 사용하여, 상기 제1 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제2 시퀀스를 무선으로 송신하는 것, 및
    상기 제1 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제2 시퀀스를 무선으로 송신하는 것에 후속하여, 상기 제2 주파수를 사용하여, 상기 제2 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제2 시퀀스를 무선으로 송신하는 것
    을 포함하는 송신 시퀀스를 수행하는 단계;
    상기 제1 상보적 쌍의 시퀀스들을 수신하는 것, 및
    상기 제2 상보적 쌍의 시퀀스들을 수신하는 것
    을 포함하는 수신 시퀀스를 수행하는 단계; 및
    상기 수신된 제1 상보적 쌍의 시퀀스들 및 상기 수신된 제2 상보적 쌍의 시퀀스들에 기초하여 오브젝트(object)의 거리를 결정하는 단계
    를 포함하는, STFM을 사용하는 RF 감지를 위한 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 상보적 쌍의 시퀀스들은 상기 제2 상보적 쌍의 시퀀스들과 동일한, STFM을 사용하는 RF 감지를 위한 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 상보적 쌍의 시퀀스들은 제1 방향으로 무선으로 송신되고, 상기 제2 상보적 쌍의 시퀀스들은 제2 방향으로 무선으로 송신되는, STFM을 사용하는 RF 감지를 위한 방법.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 송신 시퀀스 및 상기 수신 시퀀스를 연속하여 복수 회 수행하는 단계를 더 포함하는, STFM을 사용하는 RF 감지를 위한 방법.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 송신 시퀀스를 수행하는 단계는,
    상기 제1 주파수를 사용하여 제3 방향으로, 제3 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하는 것,
    상기 제3 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하는 것에 후속하여, 상기 제2 주파수를 사용하여 제4 방향으로, 제4 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하는 것,
    상기 제4 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하는 것에 후속하여, 상기 제1 주파수를 사용하여 상기 제3 방향으로, 상기 제3 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제2 시퀀스를 무선으로 송신하는 것, 및
    상기 제3 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제2 시퀀스를 무선으로 송신하는 것에 후속하여, 상기 제2 주파수를 사용하여 상기 제4 방향으로, 상기 제4 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제2 시퀀스를 무선으로 송신하는 것
    을 더 포함하는, STFM을 사용하는 RF 감지를 위한 방법.
  6. 제3 항에 있어서,
    상기 송신 시퀀스를 수행하는 단계는,
    제3 주파수를 사용하여 제3 상보적 쌍의 시퀀스들을 무선으로 송신하는 것, 및
    제4 주파수를 사용하여 제4 상보적 쌍의 시퀀스들을 무선으로 송신하는 것
    을 더 포함하며, 상기 제3 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하는 것 및 상기 제4 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하는 것은, 상기 제2 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하는 것에 후속하여 그리고 상기 제1 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제2 시퀀스를 무선으로 송신하는 것 이전에 발생하는, STFM을 사용하는 RF 감지를 위한 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 송신 시퀀스는 단일 DAC(Digital-to-Analog Converter)를 갖는 송신 회로부를 이용하여 수행되는, STFM을 사용하는 RF 감지를 위한 방법.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 수신 시퀀스는 단일 ADC(Analog-to-Digital Converter)를 갖는 수신 회로부를 이용하여 수행되는, STFM을 사용하는 RF 감지를 위한 방법.
  9. STFM(space-time-frequency multiplexing)을 사용하여 RF(radio frequency) 감지를 수행하기 위한 레이더 시스템으로서,
    제1 주파수를 사용하여, 제1 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하는 것,
    상기 제1 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하는 것에 후속하여, 제2 주파수를 사용하여, 제2 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하는 것,
    상기 제2 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하는 것에 후속하여, 상기 제1 주파수를 사용하여, 상기 제1 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제2 시퀀스를 무선으로 송신하는 것, 및
    상기 제1 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제2 시퀀스를 무선으로 송신하는 것에 후속하여, 상기 제2 주파수를 사용하여, 상기 제2 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제2 시퀀스를 무선으로 송신하는 것
    을 포함하는 송신 시퀀스를 수행하도록 구성된 송신 회로부;
    상기 제1 상보적 쌍의 시퀀스들을 수신하는 것, 및
    상기 제2 상보적 쌍의 시퀀스들을 수신하는 것
    을 포함하는 수신 시퀀스를 수행하도록 구성된 수신 회로부; 및
    상기 송신 회로부 및 상기 수신 회로부와 통신가능하게 커플링된 프로세싱 회로부
    를 포함하며, 상기 프로세싱 회로부는, 상기 수신된 제1 상보적 쌍의 시퀀스들 및 상기 수신된 제2 상보적 쌍의 시퀀스들에 기초하여 오브젝트의 거리를 결정하도록 구성되는, STFM을 사용하여 RF 감지를 수행하기 위한 레이더 시스템.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 송신 회로부는 다중대역 펄스 생성기, DAC(digital-to-analog converter), 믹서, 증폭기, 위상 시프트 어레이, 및 하나 이상의 안테나들을 포함하는, STFM을 사용하여 RF 감지를 수행하기 위한 레이더 시스템.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 송신 회로부는 추가로,
    제1 방향으로 상기 제1 상보적 쌍의 시퀀스들을 무선으로 송신하고, 그리고
    제2 방향으로 상기 제2 상보적 쌍의 시퀀스들을 무선으로 송신하도록 구성되는, STFM을 사용하여 RF 감지를 수행하기 위한 레이더 시스템.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 송신 회로부 및 상기 수신 회로부는 상기 송신 시퀀스 및 상기 수신 시퀀스를 연속하여 복수 회 수행하도록 구성되는, STFM을 사용하여 RF 감지를 수행하기 위한 레이더 시스템.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 송신 회로부는 추가로,
    상기 제1 주파수를 사용하여 제3 방향으로, 제3 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하고,
    상기 제3 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하는 것에 후속하여, 상기 제2 주파수를 사용하여 제4 방향으로, 제4 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하고,
    상기 제4 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하는 것에 후속하여, 상기 제1 주파수를 사용하여 상기 제3 방향으로, 상기 제3 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제2 시퀀스를 무선으로 송신하고, 그리고
    상기 제3 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제2 시퀀스를 무선으로 송신하는 것에 후속하여, 상기 제2 주파수를 사용하여 상기 제4 방향으로, 상기 제4 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제2 시퀀스를 무선으로 송신하도록 구성되는, STFM을 사용하여 RF 감지를 수행하기 위한 레이더 시스템.
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 송신 회로부는 추가로,
    제3 주파수를 사용하여 제3 상보적 쌍의 시퀀스들을 송신하고, 그리고
    제4 주파수를 사용하여 제4 상보적 쌍의 시퀀스들을 송신하도록 구성되며,
    상기 송신 회로부는 추가로, 상기 제2 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하는 것에 후속하여 그리고 상기 제1 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제2 시퀀스를 무선으로 송신하는 것 이전에, 상기 제3 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하고 그리고 상기 제4 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하도록 구성되는, STFM을 사용하여 RF 감지를 수행하기 위한 레이더 시스템.
  15. 제10 항에 있어서,
    상기 수신 회로부는 하나 이상의 안테나들, 위상 시프터 어레이, 증폭기, 믹서, ADC(analog-to-digital converter), 및 대역 통과 필터 뱅크를 포함하는, STFM을 사용하여 RF 감지를 수행하기 위한 레이더 시스템.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 프로세싱 회로부는,
    상기 제1 상보적 쌍의 시퀀스들의 각각의 시퀀스 및 상기 제2 상보적 쌍의 시퀀스들의 각각의 시퀀스에 대한 상관기,
    상기 제1 상보적 쌍의 시퀀스들 및 상기 제2 상보적 쌍의 시퀀스들 각각에 대한 합산 모듈, 및
    프로세싱 유닛
    을 포함하는, STFM을 사용하여 RF 감지를 수행하기 위한 레이더 시스템.
  17. STFM(space-time-frequency multiplexing)을 사용하는 RF(radio frequency) 감지를 위한 디바이스로서,
    제1 주파수를 사용하여, 제1 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하기 위한 수단,
    상기 제1 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하는 것에 후속하여, 제2 주파수를 사용하여, 제2 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하기 위한 수단,
    상기 제2 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하는 것에 후속하여, 상기 제1 주파수를 사용하여, 상기 제1 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제2 시퀀스를 무선으로 송신하기 위한 수단, 및
    상기 제1 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제2 시퀀스를 무선으로 송신하는 것에 후속하여, 상기 제2 주파수를 사용하여, 상기 제2 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제2 시퀀스를 무선으로 송신하기 위한 수단
    을 포함하는 송신 시퀀스를 수행하기 위한 수단;
    상기 제1 상보적 쌍의 시퀀스들을 수신하기 위한 수단, 및
    상기 제2 상보적 쌍의 시퀀스들을 수신하기 위한 수단
    을 포함하는 수신 시퀀스를 수행하기 위한 수단; 및
    수신된 제1 상보적 쌍 및 수신된 제2 상보적 쌍에 기초하여 오브젝트의 거리를 결정하기 위한 수단
    을 포함하는, STFM을 사용하는 RF 감지를 위한 디바이스.
  18. 제17 항에 있어서,
    제1 방향으로 상기 제1 상보적 쌍의 시퀀스들을 무선으로 송신하기 위한 수단 및 제2 방향으로 상기 제2 상보적 쌍의 시퀀스들을 무선으로 송신하기 위한 수단을 더 포함하는, STFM을 사용하는 RF 감지를 위한 디바이스.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 디바이스로 하여금, 상기 송신 시퀀스 및 상기 수신 시퀀스를 연속하여 복수 회 수행하게 하기 위한 수단을 더 포함하는, STFM을 사용하는 RF 감지를 위한 디바이스.
  20. 제18 항에 있어서,
    상기 제1 주파수를 사용하여 제3 방향으로, 제3 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하기 위한 수단;
    상기 제3 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하는 것에 후속하여, 상기 제2 주파수를 사용하여 제4 방향으로, 제4 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하기 위한 수단;
    상기 제4 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하는 것에 후속하여, 상기 제1 주파수를 사용하여 상기 제3 방향으로, 상기 제3 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제2 시퀀스를 무선으로 송신하기 위한 수단; 및
    상기 제3 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제2 시퀀스를 무선으로 송신하는 것에 후속하여, 상기 제2 주파수를 사용하여 상기 제4 방향으로, 상기 제4 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제2 시퀀스를 무선으로 송신하기 위한 수단
    을 더 포함하는, STFM을 사용하는 RF 감지를 위한 디바이스.
  21. 제18 항에 있어서,
    제3 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스 및 제4 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스가 상기 제2 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하는 것에 후속하여 그리고 상기 제1 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제2 시퀀스를 무선으로 송신하는 것 이전에 무선으로 송신되도록, 제3 주파수를 사용하여 상기 제3 상보적 쌍의 시퀀스들을 무선으로 송신하고 그리고 제4 주파수를 사용하여 상기 제4 상보적 쌍의 시퀀스들을 무선으로 송신하기 위한 수단을 더 포함하는, STFM을 사용하는 RF 감지를 위한 디바이스.
  22. 제17 항에 있어서,
    상기 송신 시퀀스를 수행하기 위한 수단은 단일 DAC(Digital-to-Analog Converter)를 포함하는, STFM을 사용하는 RF 감지를 위한 디바이스.
  23. 제17 항에 있어서,
    상기 수신 시퀀스를 수행하기 위한 수단은 단일 ADC(Analog-to-Digital Converter)를 포함하는, STFM을 사용하는 RF 감지를 위한 디바이스.
  24. STFM(space-time-frequency multiplexing)을 사용하여 RF(radio frequency) 감지를 수행하기 위한 명령들이 저장되어 있는 비-일시적 컴퓨터-판독가능 저장 매체로서,
    상기 명령들은, 하나 이상의 프로세싱 유닛들에 의해 실행되는 경우, 상기 하나 이상의 프로세싱 유닛들로 하여금,
    제1 주파수를 사용하여, 제1 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하는 것,
    상기 제1 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하는 것에 후속하여, 제2 주파수를 사용하여, 제2 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하는 것,
    상기 제2 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하는 것에 후속하여, 상기 제1 주파수를 사용하여, 상기 제1 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제2 시퀀스를 무선으로 송신하는 것, 및
    상기 제1 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제2 시퀀스를 무선으로 송신하는 것에 후속하여, 상기 제2 주파수를 사용하여, 상기 제2 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제2 시퀀스를 무선으로 송신하는 것
    을 포함하는 송신 시퀀스를 수행하게 하고;
    상기 제1 상보적 쌍의 시퀀스들을 수신하는 것, 및
    상기 제2 상보적 쌍의 시퀀스들을 수신하는 것
    을 포함하는 수신 시퀀스를 수행하게 하고; 그리고
    상기 수신된 제1 상보적 쌍의 시퀀스들 및 상기 수신된 제2 상보적 쌍의 시퀀스들에 기초하여 오브젝트의 거리를 결정하게 하는, STFM을 사용하여 RF 감지를 수행하기 위한 명령들이 저장되어 있는 비-일시적 컴퓨터-판독가능 저장 매체.
  25. 제24 항에 있어서,
    상기 명령들은, 상기 하나 이상의 프로세싱 유닛들로 하여금, 제1 방향으로 상기 제1 상보적 쌍의 시퀀스들을 무선으로 송신하게 하고 그리고 제2 방향으로 상기 제2 상보적 쌍의 시퀀스들을 무선으로 송신하게 하기 위한 명령들을 더 포함하는, STFM을 사용하여 RF 감지를 수행하기 위한 명령들이 저장되어 있는 비-일시적 컴퓨터-판독가능 저장 매체.
  26. 제25 항에 있어서,
    상기 명령들은, 상기 하나 이상의 프로세싱 유닛들로 하여금, 상기 송신 시퀀스 및 상기 수신 시퀀스를 연속하여 복수 회 수행하게 하기 위한 명령들을 더 포함하는, STFM을 사용하여 RF 감지를 수행하기 위한 명령들이 저장되어 있는 비-일시적 컴퓨터-판독가능 저장 매체.
  27. 제25 항에 있어서,
    상기 명령들은, 상기 하나 이상의 프로세싱 유닛들로 하여금,
    상기 제1 주파수를 사용하여 제3 방향으로, 제3 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하게 하고;
    상기 제3 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하는 것에 후속하여, 상기 제2 주파수를 사용하여 제4 방향으로, 제4 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하게 하고;
    상기 제4 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하는 것에 후속하여, 상기 제1 주파수를 사용하여 상기 제3 방향으로, 상기 제3 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제2 시퀀스를 무선으로 송신하게 하고; 그리고
    상기 제3 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제2 시퀀스를 무선으로 송신하는 것에 후속하여, 상기 제2 주파수를 사용하여 상기 제4 방향으로, 상기 제4 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제2 시퀀스를 무선으로 송신하게 하기 위한 명령들을 더 포함하는, STFM을 사용하여 RF 감지를 수행하기 위한 명령들이 저장되어 있는 비-일시적 컴퓨터-판독가능 저장 매체.
  28. 제25 항에 있어서,
    상기 명령들은, 상기 하나 이상의 프로세싱 유닛들로 하여금,
    제3 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스 및 제4 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스가 상기 제2 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제1 시퀀스를 무선으로 송신하는 것에 후속하여 그리고 상기 제1 상보적 쌍의 시퀀스들 중 제2 시퀀스를 무선으로 송신하는 것 이전에 무선으로 송신되도록, 제3 주파수를 사용하여 상기 제3 상보적 쌍의 시퀀스들을 무선으로 송신하고 그리고 제4 주파수를 사용하여 상기 제4 상보적 쌍의 시퀀스들을 무선으로 송신하게 하기 위한 명령들을 더 포함하는, STFM을 사용하여 RF 감지를 수행하기 위한 명령들이 저장되어 있는 비-일시적 컴퓨터-판독가능 저장 매체.
KR1020217039465A 2019-06-13 2020-06-10 상보적 쌍 파형들을 사용하는 레이더 시스템들을 위한 stfm(space time frequency multiplexing) KR20220020262A (ko)

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US16/440,934 2019-06-13
US16/440,934 US10637530B1 (en) 2019-06-13 2019-06-13 Space time frequency multiplexing (STFM) for radar systems using complementary pair waveforms
PCT/US2020/070132 WO2020252499A1 (en) 2019-06-13 2020-06-10 Space time frequency multiplexing (stfm) for radar systems using complementary pair waveforms

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