[发明专利]集成无线通信和雷达系统

说明书

公开了一种用于同时操作雷达和通信模式的集成无线通信和雷达系统（100）以及其中的方法。该系统包括：传送器（110），配置成传送啁啾FSK经调制信号（120）用于进行通信和雷达测量两者。传送器包括编码器（112），编码器（112）用于编码通信数据（140），使得在编码的通信数据中具有值“1”的数据的数量等于具有值“0”的数据的数量。该系统进一步包括：接收器（130），配置成接收从反射器反射的第一啁啾FSK经调制信号以及从其它集成无线通信和雷达系统传送的第二啁啾FSK经调制信号。接收器（130）包括雷达接收器（131）和通信接收器（132）。雷达接收器（131）配置成为进行距离和/或速度测量而滤除第一啁啾FSK经调制信号中的通信信号。通信接收器（132）配置成解调第二啁啾FSK经调制信号并获得通信数据。

技术领域

本文中的实施例涉及集成无线通信和雷达系统。特别地，它们是用于同时操作雷达和通信模式的集成无线通信和雷达系统。

背景技术

无线通信收发器和雷达传感器可以被集成。此类系统可应用于交通工具到交通工具通信和距离/速度测量以及可应用于无人驾驶的空中交通工具到交通工具(例如无人机)通信和距离/速度测量。无人机群组可以一起工作以收集信息并监测某个区域。通信和距离测量变得重要。此外，由于无人机有限的重量和空间，所以期望为雷达和通信系统加边限。

例如用于监测开放场地中的温度/烟雾/湿度等的传感器群组需要通信网络和定位网络，传感器之间的距离测量系统可提供位置或相对位置信息，以取代全球定位系统(GPS)或充当备用GPS。

在用于获得生命体征并将生命体征从传感器传送到存储库或其它单元的保健和可穿戴保健系统中。已经应用了若干种方法以实现双功能系统。

在CN 105182323中，在雷达系统中增加了ZigBee通信模块。因此，通信系统和雷达系统是相互独立的。芯片面积和DC功耗可能比其它集成解决方案大。

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，在相同平台中传送和接收脉冲雷达信号和脉冲通信信号。为了压缩脉冲，分别对雷达信号和通信信号使用上啁啾和下啁啾线性调频。此外，对传送的波(即雷达和通信信号)进行右旋圆极化(RHCP)。由于雷达信号的反射改变旋转方向，所以通信接收器接收仅RHCP信号，并且雷达接收器接收仅左旋圆极化(LHCP)信号。利用不同极化的隔离来在接收器处分离雷达和通信信号。然而，与调频连续波(FMCW)雷达相比，脉冲雷达在制造和维护方面往往是昂贵的。

在现有技术中，还使用时域双工用于集成雷达和无线通信收发器。这些系统以雷达模式和通信模式交替地工作。在通信模式中，可应用不同种类的调制，例如BPSK和QPSK调制、超宽带(UWB)调频、FSK调制等。在雷达模式中，也对雷达波利用不同种类的调频。例如，连续线性调频雷达波、步进调频雷达波等。在所谓的FSK雷达中，传送器以交织的序列发送出两个频率信号。然而，在这些解决方案中，不允许同时进行雷达和通信操作。因此，通信的能力被降低，并且雷达测量是不连续的。

发明内容

因此，本文中的实施例的一个目的是提供一种具有改进性能的集成无线通信和雷达系统。

根据本文中的实施例的第一方面，该目的由一种用于同时操作雷达和通信模式的集成无线通信和雷达系统来实现。该系统包括：传送器，配置成传送啁啾FSK经调制信号用于进行通信和雷达测量两者，其中啁啾雷达信号(例如调频锯齿波信号)和由二进制序列表示的通信数据被组合以形成啁啾FSK经调制信号。传送器包括编码器，该编码器用于编码通信数据，使得在编码的通信数据中具有值“1”的数据的数量等于具有值“0”的数据的数量。