背景技术：
该规范涉及将正交频分复用(ofdm)信号应用于车辆中的集成雷达和通信应用。
预计车辆将经由车辆到一切事物(v2x)通信相互交换越来越多的数据用于各种车辆应用。例如，车辆可能会生成大量的传感器数据，并经由任何形式的v2x通信彼此共享传感器数据，使得可以通过处理传感器数据来提高车辆的行驶安全性。但是，分配给v2x通信的带宽是有限的。
汽车雷达使用专门分配给雷达测量的频谱(例如，在76千兆赫(ghz)至81ghz之间)。多年来已经讨论了将该频谱既用于数据通信又用于雷达功能的双重用途。该频谱的双重用途的示例包括在车辆应用中采用集成雷达和通信技术。在集成雷达和通信技术中，车辆将相同的波形用于雷达和通信目的。
例如，如图1a所示，集成雷达通信设备170将携带信息的波形发送到另一个集成雷达通信设备171。另一个集成雷达通信设备171从接收到的波形中解码信息。同时，该波形被另一个集成雷达通信设备171和任何其它物体172反射，使得集成雷达通信设备170接收与该波形相关联的雷达反馈，然后对雷达反馈执行雷达处理。以这种方式，雷达处理和数据通信都不需要已经分配的雷达频带以外的其它频谱。而且，这种集成雷达和通信技术比无线通信的全向方法更安全。例如，在一些实施例中，这种集成雷达和通信技术更安全是因为它仅在有限数量的方向上发送(它是“高度定向的”)，这使得通过该技术发送的无线消息相对于全向传输而言不太可能被拦截或窃听，全向传输由于它们在所有方向被发送而因此有更多机会被拦截或窃听。
技术实现要素：
描述了能够使用ofdm信号用于车辆中的雷达应用和无线通信应用两者的ofdm信号模块的实施例。ofdm信号模块使用ofdm信号的导频子载波用于雷达检测目的，这允许使用专门定义的序列(例如，导频符号)来实现较低的峰旁瓣比(peaktoside-loberatio)，以改善雷达成像结果。相比之下，如果常规ofdm符号(例如，数据符号)用于雷达功能，则由于所发送的数据符号的随机性，所得到的雷达成像结果通常遭受高的峰旁瓣比。高峰旁瓣比可能导致诸如雷达成像中的幻影物体(即，检测到不存在的物体)的问题，这可能会严重降低雷达成像结果的质量。在一些实施例中，在分配给汽车应用的带宽的频谱中(在76ghz和81ghz之间)发送和接收ofdm信号。
在一些实施例中，ofdm信号模块被安装在联网车辆(即，车辆的ofdm系统)的车载单元中。该ofdm系统包括：(1)通信子系统，其具有用于接收和发送ofdm信号的通信接收器和通信发送器；(2)雷达系统；以及(3)可操作以编码和解码ofdm信号的ofdm信号模块。
在一些实施例中，ofdm系统使用ofdm信号中的导频子载波用于雷达处理和信道估计，同时在其它子载波中发送数据。ofdm系统的通信接收器被配置为使得利用相同波形的接收信号，通信接收器可以解调接收信号中包含的数据，同时还使用在接收信号的导频子载波中编码的导频符号来估计变化的车辆信道。
与对数据子载波中的随机生成的数据符号进行雷达处理相比，本文描述的由ofdm系统实现的方法有益地降低了雷达处理的峰旁瓣比。因此，使用本文描述的ofdm系统有利地导致ofdm信号可以用于汽车中的雷达应用和无线通信应用两者。例如，由本文描述的ofdm系统提供的示例优点和改进包括使用ofdm信号中的导频子载波用于雷达处理和信道估计，同时在其它子载波中发送数据。没有现有的解决方案使用ofdm信号中的导频子载波用于雷达处理和信道估计，同时在其它子载波中发送数据。
一个或多个计算机的系统可以被配置为通过在系统上安装软件、固件、硬件或它们的组合来执行特定的操作或动作，这些软件或固件、硬件或它们的组合在操作中使系统执行动作。一个或多个计算机程序可以被配置为通过包括指令来执行特定的操作或动作，这些指令在由数据处理装置执行时使装置执行动作。
一个总体方面包括一种用于车辆的方法，该方法包括：基于导频子载波集合和数据子载波集合构造无线信号，其中导频子载波集合用于雷达处理和信道估计，而数据子载波集合用于发送数据；发送无线信号；监听与无线信号相关联的雷达反馈；从雷达反馈确定导频-子载波雷达数据，其中导频-子载波雷达数据描述与导频子载波集合相关联的雷达反馈的一部分；以及基于导频-子载波雷达数据生成雷达处理结果，以降低雷达处理结果的峰旁瓣比。该方面的其它实施例包括记录在一个或多个计算机存储设备上的对应的计算机系统、装置和计算机程序，每个都被配置为执行方法的动作。
实现可以包括以下特征中的一个或多个特征。该方法其中分别用导频符号集合对导频子载波集合进行编码，并且分别用数据符号集合对数据子载波集合进行编码。该方法其中构造无线信号包括：检索描述一个或多个历史雷达处理结果的历史数据；基于历史数据确定用于配置无线信号中的导频子载波集合、数据子载波集合和保护子载波集合中的一个或多个的一个或多个参数；通过在发送器和预期接收器之间共享的控制信道，向预期接收器通知一个或多个参数；以及基于一个或多个参数(例如，在一些实施例中，由图1d中描绘的参数数据133描述的参数)配置无线信号中的导频子载波集合、数据子载波集合和保护子载波集合中的一个或多个。该方法其中一个或多个参数包括导频子载波参数，并且确定一个或多个参数包括：基于历史数据确定要包括在导频子载波集合中的导频子载波的数量；基于历史数据确定导频子载波集合中的每个导频子载波的频率位置；以及基于导频子载波的数量和每个导频子载波的频率位置，确定导频子载波参数。该方法其中基于导频子载波参数来配置无线信号中的导频子载波集合。该方法其中一个或多个参数包括数据子载波参数，并且确定一个或多个参数包括：基于历史数据确定要包括在数据子载波集合中的数据子载波的数量；基于历史数据确定数据子载波集合中的每个数据子载波的频率位置；以及基于数据子载波的数量和每个数据子载波的频率位置，确定数据子载波参数。该方法其中基于数据子载波参数来配置无线信号中的数据子载波集合。该方法其中一个或多个参数包括保护子载波参数，并且确定一个或多个参数包括：基于历史数据确定要包括在保护子载波集合中的保护子载波的数量；基于历史数据确定保护子载波集合中的每个保护子载波的频率位置；以及基于保护子载波的数量和每个保护子载波的频率位置，确定保护子载波参数。该方法其中基于保护子载波参数来配置无线信号中的保护子载波集合。该方法还包括：基于雷达处理结果来更新历史数据。该方法其中无线信号中的导频子载波集合的布置是固定的。该方法其中无线信号中的导频子载波集合的布置是自适应的。该方法还包括：基于雷达处理结果评估雷达性能；以及基于雷达性能修改无线信号中的导频子载波集合的布置和数据子载波集合的布置中的一个或多个。该方法其中修改无线信号中的导频子载波集合的布置包括以下中的一个或多个：改变导频子载波集合中的一个或多个导频子载波的一个或多个位置，以及改变导频子载波集合中包括的导频子载波的数量。该方法其中修改无线信号中的数据子载波集合的布置包括以下中的一个或多个：改变数据子载波集合中的一个或多个数据子载波的一个或多个位置，以及改变数据子载波集合中包括的数据子载波的数量。该方法其中导频子载波集合和数据子载波集合被指派给车辆微云中的成员，使得每个成员被指派有至少一个导频子载波和紧邻导频子载波的一个或多个数据子载波，以避免车辆微云中的成员之间的雷达干扰。该方法其中无线信号包括正交频分复用(ofdm)信号。所描述的技术的实现可以包括硬件、方法或处理，或计算机可访问介质上的计算机软件。
一个总体方面包括一种用于车辆的系统，该系统包括处理器和存储计算机代码的非易失性存储器，该计算机代码在由处理器执行时使处理器：基于导频子载波集合和数据子载波集合构造无线信号，其中导频子载波集合用于雷达处理和信道估计，而数据子载波集合用于发送数据；发送无线信号；监听与无线信号相关联的雷达反馈；从雷达反馈确定导频-子载波雷达数据，其中导频-子载波雷达数据描述与导频子载波集合相关联的雷达反馈的一部分；以及基于导频-子载波雷达数据生成雷达处理结果，以降低雷达处理结果的峰旁瓣比。该方面的其它实施例包括记录在一个或多个计算机存储设备上的对应的计算机系统、装置和计算机程序，每个都被配置为执行方法的动作。
实现可以包括以下特征中的一个或多个特征。该系统其中分别用导频符号集合对导频子载波集合进行编码，并且分别用数据符号集合对数据子载波集合进行编码。该系统其中计算机代码在由处理器执行时，使处理器至少通过以下方式构造无线信号：检索描述一个或多个历史雷达处理结果的历史数据；基于历史数据确定用于配置无线信号中的导频子载波集合、数据子载波集合和保护子载波集合中的一个或多个的一个或多个参数；通过在发送器和预期接收器之间共享的控制信道，向预期接收器通知一个或多个参数；以及基于一个或多个参数来配置无线信号中的导频子载波集合、数据子载波集合和保护子载波集合中的一个或多个。该系统其中计算机代码在由处理器执行时，使处理器进一步：基于雷达处理结果评估雷达性能；以及基于雷达性能修改无线信号中的导频子载波集合的布置和数据子载波集合的布置中的一个或多个。所描述的技术的实现可以包括硬件、方法或处理，或计算机可访问介质上的计算机软件。
一个总体方面包括一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括存储计算机可执行代码的非易失性存储器，该计算机可执行代码在由处理器执行时使处理器：基于导频子载波集合和数据子载波集合构造无线信号，其中导频子载波集合用于雷达处理和信道估计，而数据子载波集合用于发送数据；发送无线信号；监听与无线信号相关联的雷达反馈；从雷达反馈确定导频-子载波雷达数据，其中导频-子载波雷达数据描述与导频子载波集合相关联的雷达反馈的一部分；以及基于导频-子载波雷达数据生成雷达处理结果，以降低雷达处理结果的峰旁瓣比。该方面的其它实施例包括记录在一个或多个计算机存储设备上的对应的计算机系统、装置和计算机程序，每个都被配置为执行方法的动作。
实现可以包括以下特征中的一个或多个特征。该计算机程序产品其中计算机可执行代码在由处理器执行时，使处理器至少通过以下方式构造无线信号：检索描述一个或多个历史雷达处理结果的历史数据；基于历史数据确定用于配置无线信号中的导频子载波集合、数据子载波集合和保护子载波集合中的一个或多个的一个或多个参数；通过在发送器和预期接收器之间共享的控制信道，向预期接收器通知一个或多个参数；以及基于一个或多个参数来配置无线信号中的导频子载波集合、数据子载波集合和保护子载波集合中的一个或多个。所描述的技术的实现可以包括硬件、方法或处理，或计算机可访问介质上的计算机软件。
附图说明
本公开在附图的各图中通过示例而不是限制的方式示出，附图中相同的标号用于指示类似的元件。
图1a是图示集成雷达和通信技术的示例应用的框图。
图1b是图示ofdm信号的示例子载波的图形表示。
图1c是图示生成ofdm信号的框图。
图1d是图示根据一些实施例的用于ofdm信号模块的操作环境的框图。
图2是图示根据一些实施例的包括ofdm信号模块的示例计算机系统的框图。
图3描绘了根据一些实施例的用于执行集成的车辆雷达处理和数据通信的方法。
图4描绘了根据一些实施例的用于执行集成的车辆雷达处理和数据通信的另一种方法。
图5描绘了根据一些实施例的用于确定用于构造无线信号的一个或多个参数的方法。
图6a-6b描绘了根据一些实施例的用于执行集成的车辆雷达处理和数据通信的另一种方法。
图7是图示根据一些实施例的示例无线信号的子载波的图形表示。
图8是图示根据一些实施例的在示例无线信号中的导频子载波的固定布置的图形表示。
图9a是图示根据一些实施例的在示例无线信号中的导频子载波的自适应布置的图形表示。
图9b是图示根据一些实施例的在示例无线信号中的导频子载波的另一个自适应布置的图形表示。
图10a-10b是图示根据一些实施例的车辆微云中的子载波分配方案的图形表示。
具体实施方式
示例多载波调制方案是ofdm，它将可用带宽分成多个窄带，每个窄带携带一个要发送的已调制符号(例如，每个窄带由子载波表示，并且该子载波使用调制方案(诸如正交相移键控(qpsk)或任何其它合适类型的调制方案)进行调制)。图1b图示了ofdm信号(也可互换地称为ofdm波形)的信号频谱。ofdm波形包括例如子载波175、176、177和178以及图1b中未示出的任何其它子载波。在信号频谱上，每两个相邻子载波之间的距离(在频域中图示为δf)被设计成每个子载波在其它子载波的位置处具有空值(nulls)，使得每个子载波不会干扰其它子载波。因此，这些子载波被称为“正交的”。这种正交布置允许子载波被紧密地打包，而不是以一定的余量(margin)分离子载波(与频分复用相比)。
ofdm波形的调制和解调可以通过快速傅里叶变换(fft)和快速傅里叶逆变换(ifft)高效地实现，其中fft将信号(在时域中)变换为频谱(在频率中)，而ifft将频谱变换回对应的时域信号。
在图1c中图示了使用ofdm系统生成ofdm波形。ofdm系统执行以下操作中的一个或多个来生成ofdm波形：(1)利用诸如qpsk或正交振幅调制(qam)之类的调制方案将数据位调制到符号中(参见图1c中的“星座图”)；(2)在子载波上(在频域中)对调制符号进行编码；(3)执行ifft，以获得ofdm波形的时域样本；(4)使用数模转换器(dac)将时域样本转换成模拟信号；以及(5)将模拟信号与载波信号fc混合，以将混合后的信号变换成射频(rf)。
当在雷达应用中应用ofdm波形时，ofdm波形的发送器还使用其(一个或多个)接收天线来接收来自物体的ofdm波形的反射。从物体接收到的反射的往返延迟包括物体的距离信息(在雷达文献中称为“范围”)，而多普勒效应会改变波形的频率并用于确定物体的速度。例如，在雷达处理中，延迟信号在每个子载波上引入相移。这种相移可以通过将接收到的波形与原始发送的波形进行比较来确定。可以通过对若干ofdm符号的范围处理结果进行积分来确定物体的速度。
但是，即使常规的ofdm符号可以用于雷达功能，但由于所发送的数据符号的随机性，所得到的雷达成像也经常遭受高峰旁瓣比。高峰旁瓣比可能导致雷达成像中的幻影物体(即，检测到不存在的物体)的问题，这可能会严重降低雷达成像结果的质量。
本文描述的ofdm系统(包括ofdm信号模块)将ofdm信号的导频子载波用于雷达检测目的，这允许使用专门定义的序列(例如，导频符号)来实现较低的峰旁瓣比以改善雷达成像结果。与对数据子载波中的随机生成的数据符号进行雷达处理相比，由本文描述的ofdm系统实现的方法有益地降低了雷达处理的峰旁瓣比。因此，使用本文描述的ofdm系统有利地导致ofdm信号可以用于汽车中的雷达应用和无线通信应用两者。
在一些实施例中，ofdm信号模块被安装在联网车辆(即，车辆的ofdm系统)的车载单元中。该ofdm系统包括：(1)通信子系统，其具有用于接收和发送ofdm信号的通信接收器和通信发送器；(2)用于执行雷达处理(例如，接收和处理雷达反馈)的雷达系统；以及(3)如下更详细描述的ofdm信号模块，其可操作以编码和解码ofdm信号。
在一些实施例中，ofdm系统将ofdm信号中的导频子载波用于雷达处理和信道估计，同时在其它子载波中发送数据。ofdm系统的通信接收器被配置为使得利用相同的波形，通信接收器能够解调接收信号中包含的数据，同时还利用在接收信号的导频子载波中编码的导频符号来估计变化的车辆信道。
示例概述
参考图1d，描绘了用于ofdm信号模块199的操作环境100。操作环境100可以包括以下元件中的一个或多个：车辆123；以及一个或多个启用ofdm的端点151(例如，被单独地或共同地称为“启用ofdm的端点151”的第一启用ofdm的端点151a…和第n个启用ofdm的端点151n)。操作环境100的这些元件可以通信地耦合到网络105。
虽然在图1d中描绘了一个车辆123、两个启用ofdm的端点151和一个网络105，但是实际上，操作环境100可以包括一个或多个车辆123、一个或多个启用ofdm的端点151和一个或多个网络105。
网络105可以是有线的或无线的常规类型，并且可以具有许多不同的配置，包括星形配置、令牌环配置或其它配置。此外，网络105可以包括局域网(lan)、广域网(wan)(例如，互联网)，或者多个设备和/或实体可以跨其进行通信的其它互连的数据路径。在一些实施例中，网络105可以包括对等网络。网络105还可以耦合到电信网络或可以包括电信网络的部分，用于以各种不同的通信协议发送数据。在一些实施例中，网络105包括用于发送和接收数据的
在一些实施例中，车辆123和启用ofdm的端点151中的一个或多个可以是配备有dsrc的设备。网络105可以包括在车辆123和启用ofdm的端点151之间共享的一个或多个通信信道。通信信道可以包括专用短程通信(dsrc)、lte-v2x、全双工无线通信或任何其它无线通信协议。例如，网络105可以用于发送包括本文描述的任何数据的dsrc消息、dsrc探测消息或基本安全消息(bsm)。但是，应该理解的是，dsrc在这里不是必需的。可以使用任何类型的v2x无线电装置。
车辆123可以是任何类型的车辆。例如，车辆123可以包括以下类型的车辆之一：汽车；卡车；运动型车辆；公共汽车；半卡车；无人机或其它基于道路的交通工具。在一些实施例中，车辆123可以是包括以下描述的通信单元的联网车辆。
在一些实施例中，车辆123可以包括自主车辆或半自主车辆。例如，车辆123可以包括高级驾驶员辅助系统(adas系统)。adas系统可以提供提供自主功能的部分或全部功能。
车辆123可以包括以下元件中的一个或多个：处理器125；存储器127；通信单元145a；gps单元185；传感器组182；车载单元186。车辆123的这些元件可以经由总线彼此通信地耦合。
在一些实施例中，处理器125和存储器127可以是车载车辆计算机系统的元件。车载车辆计算机系统可以可操作以引起或控制ofdm信号模块199的操作。车载车辆计算机系统可以可操作以访问和执行存储在存储器127上的数据，以提供本文描述的用于ofdm信号模块199的功能。
处理器125包括算术逻辑单元、微处理器、通用控制器或某种其它处理器阵列，以执行计算并向显示设备提供电子显示信号。处理器125处理数据信号，并且可以包括各种计算体系架构，包括复杂指令集计算机(cisc)体系架构、精简指令集计算机(risc)体系架构或实现指令集的组合的体系架构。车辆123可以包括一个或多个处理器125。其它处理器、操作系统、传感器、显示器和物理配置也是可能的。
存储器127存储可以由处理器125执行的指令或数据。指令或数据可以包括用于执行本文描述的技术的代码。存储器127可以是动态随机存取存储器(dram)设备、静态随机存取存储器(sram)设备、闪存或某种其它存储器设备。在一些实施例中，存储器127还包括非易失性存储器或类似的永久存储设备和介质，包括硬盘驱动器、软盘驱动器、cd-rom设备、dvd-rom设备、dvd-ram设备、dvd-rw设备、闪存设备或用于更永久地存储信息的某种其它大容量存储设备。车辆123可以包括一个或多个存储器127。
车辆123的存储器127可以存储以下中的一个或多个：ofdm数据129；雷达数据131；参数数据133；以及历史数据135。
ofdm数据129包括描述用于ofdm信号的数据有效载荷和导频符号的数字数据，以及基于对数据有效载荷和导频符号的处理或分析而生成的数字数据。例如，ofdm数据129包括描述ofdm信号的数字数据，包括：(1)一个或多个导频符号；(2)数据有效载荷；以及(3)可基于ofdm信号的雷达反馈确定的雷达信息。
雷达数据131包括描述与所发送的ofdm信号相关联的雷达反馈的数字数据。在一些实施例中，使用导频子载波集合和数据子载波集合来构造所发送的ofdm信号。雷达数据131包括导频子载波雷达数据，该导频子载波雷达数据描述与所发送的ofdm信号中的导频子载波集合相关联的雷达反馈的第一部分。替代地或附加地，雷达数据131包括数据子载波雷达数据，该数据子载波雷达数据描述与所发送的ofdm信号中的数据子载波集合相关联的雷达反馈的第二部分。
参数数据133包括描述用于构造ofdm信号的一个或多个参数的数字数据。例如，参数数据133包括以下中的一个或多个：(1)描述ofdm信号的频带的数据；(2)描述保护子载波相对于ofdm信号的波形中包括的其它子载波的布置的保护子载波参数(例如，波形中包括的保护子载波的数量、波形中包括的每个保护子载波的频率位置)；(3)描述导频子载波相对于ofdm信号的波形中包括的其它子载波的布置的导频子载波参数(例如，波形中包括的导频子载波的数量、波形中包括的每个导频子载波的频率位置)；(4)描述数据子数据相对于ofdm信号的波形中包括的其它子载波的布置的数据子载波参数(例如，包括在波形中的数据子载波的数量、包括在波形中的每个数据子载波的频率位置)。在一些实施例中，在本文的ofdm系统197中仅需要实现第三项(3)(下面将对其进行更详细地描述)。
历史数据135包括数字数据，该数字数据描述由ofdm系统197发送的一个或多个ofdm信号的一个或多个历史雷达处理结果。在一些实施例中，基于历史数据135来配置参数数据133。在一些实施例中，历史数据135描述了基于历史雷达处理结果指示的雷达性能和雷达需求。其它示例历史数据也是可能的。
通信单元145a向网络105或另一个通信信道传输数据和从网络105或另一个通信信道接收数据。在一些实施例中，通信单元145a可以包括dsrc收发器、dsrc接收器以及使车辆123成为启用dsrc的设备所必需的其它硬件或软件。例如，通信单元145a包括被配置为经由网络广播dsrc消息的dsrc天线。dsrc天线还可以以用户可配置的固定间隔(例如，每0.1秒、以与从1.6hz到10hz的频率范围对应的时间间隔等等)传输bsm消息。
在一些实施例中，通信单元145a包括用于直接物理连接到网络105或另一个通信信道的端口。例如，通信单元145a包括用于与网络105进行有线通信的usb、sd、cat-5或类似端口。在一些实施例中，通信单元145a包括无线收发器，该无线收发器用于使用一种或多种无线通信方法与网络105或其它通信信道交换数据，所述无线通信方法包括：ieee802.11；ieee802.16，
在一些实施例中，通信单元145a包括如在2014年8月28日提交的题为“full-duplexcoordinationsystem”的美国专利申请14/471,387中所描述的全双工协调系统。
在一些实施例中，通信单元145a包括用于在蜂窝通信网络上发送和接收数据的蜂窝通信收发器，包括经由短消息传送服务(sms)、多媒体消息传送服务(mms)、超文本传输协议(http)、直接数据连接、wap、电子邮件或其它合适类型的电子通信。在一些实施例中，通信单元145a包括有线端口和无线收发器。通信单元145a还提供到网络105的其它常规连接，以使用包括tcp/ip、http、https和smtp、毫米波、dsrc等的标准网络协议来分发文件或媒体对象。
在一些实施例中，通信单元145a包括支持以下v2x通信协议中的一个或多个所必需的任何类型的v2x通信天线：dsrc；毫米波(mmwave)；lte-v2x；lte-d2d；5g-v2x；its-g5；its-connect；lpwan；可见光通信；电视空白频段；蓝牙；wi-fi等。通信单元145a包括v2x无线电装置。
v2x无线电装置是包括v2x发送器和v2x接收器并且可操作以经由任何v2x协议发送和接收无线消息的电子设备。例如，v2x无线电装置可操作以经由dsrc发送和接收无线消息。v2x发送器可操作以在5.9ghz频带上发送和广播dsrc消息。v2x接收器可操作以在5.9ghz频带上接收dsrc消息。v2x无线电装置包括多个信道，这些信道中的至少一个信道被指定用于发送和接收bsm，这些信道中的至少一个信道被指定用于发送和接收个人安全消息(psm)。
在一些实施例中，通信单元145a包括ofdm系统197。ofdm系统197包括用于实现ofdm数据通信和雷达处理的硬件和软件。例如，ofdm系统197包括ofdm信号模块199、ofdm雷达195、ofdm发送器193和ofdm接收器194。
ofdm发送器193是用于发送ofdm信号的发送器。ofdm接收器194是用于接收ofdm信号的接收器。在一些实施例中，ofdm发送器193和ofdm接收器194可以被组合成ofdm收发器。
ofdm雷达195包括雷达系统，该雷达系统用于检测和处理与ofdm信号相关联的雷达反馈。例如，在ofdm发送器193发送ofdm信号之后，ofdm雷达195监听与ofdm信号相关联的雷达反馈。ofdm雷达195基于监听来检测雷达反馈并且存储雷达反馈用于进一步处理。
在一些实施例中，ofdm信号模块199包括可操作的软件，该软件在由处理器125执行时使处理器125执行以下参考图3-6b描述的方法300-600的一个或多个步骤。在一些实施例中，可以使用包括现场可编程门阵列(“fpga”)或专用集成电路(“asic”)的硬件来实现ofdm信号模块199。在一些其它实施例中，可以使用硬件和软件的组合来实现ofdm信号模块199。ofdm信号模块199可以存储在设备(例如，服务器或其它设备)的组合中，或者存储在这些设备之一中。
下面参考图2-10b更详细地描述ofdm信号模块199。
在一些实施例中，gps单元185包括使车辆123或gps单元185符合以下dsrc标准(包括其任何派生或分支)中的一个或多个所必须的任何硬件和软件：en12253:2004专用短程通信-使用5.8ghz微波的物理层(审查)；en12795:2002专用短程通信(dsrc)-dsrc数据链路层：媒体访问和逻辑链路控制(审查)；en12834:2002专用短程通信-应用层(审查)；以及en13372:2004专用短程通信(dsrc)-用于rttt应用的dsrc简档(审查)；eniso14906:2004电子费用收取-应用界面。
在一些实施例中，gps单元185是符合dsrc的gps单元，其包括使车辆123或符合dsrc的gps单元符合以下dsrc标准(包括其任何派生或分支)中的一个或多个所必须的任何硬件和软件：ieee802.11；ieee1609.x(x＝2、3、4)；saej2735；saej2945.x(x＝0、1和其它)，等等。
在一些实施例中，符合dsrc的gps单元可操作以提供描述车辆123的位置的具有车道级别准确度的gps数据。
在一些实施例中，符合dsrc的gps单元包括与gps卫星无线通信以检索描述描述车辆123的地理位置的具有符合dsrc标准的精度的gps数据的硬件。dsrc标准要求gps数据足够精确，以推断是否两个车辆(其中一个是例如车辆123)位于相邻的行驶车道中。在一些实施例中，兼容dsrc的gps单元可操作以在空旷的天空中68％的时间在其实际位置的1.5米以内识别、监视和跟踪其二维位置。由于行驶车道通常不小于3米宽，因此每当gps数据的二维误差小于1.5米时，本文描述的ofdm信号模块199就可以分析由符合dsrc的gps单元提供的gps数据，并且基于同时在道路上行驶的两个或更多个不同车辆(其中一个是例如车辆123)的相对位置确定车辆123正在哪个车道中行驶。
在一些实施例中，gps单元185是常规的gps单元。例如，gps单元185可以包括与gps卫星无线通信以检索描述车辆123的地理位置的数据的硬件。例如，gps单元185从一个或多个gps卫星检索gps数据。
与符合dsrc的gps单元相比，不符合dsrc标准的常规gps单元无法以车道级别准确度确定车辆的位置。例如，典型的道路车道宽度约为3米。但是，常规的gps单元相对于车辆的实际位置仅具有正负10米的准确度。因此，这种常规的gps单元不够准确，无法仅基于gps数据来识别车辆的行驶车道；替代地，仅具有常规gps单元的系统必须利用传感器(诸如相机)来识别车辆的行驶车道。识别车辆的行驶车道是有益的，例如，因为在一些实施例中，其可以使ofdm信号模块199能够更准确地识别在具有多个行驶车道的道路上行驶的车辆123的位置。
传感器组182包括一个或多个传感器，该一个或多个传感器可操作以测量车辆123外部的道路环境。例如，传感器组182可以包括一个或多个传感器，该一个或多个传感器记录邻近车辆123的道路环境的一个或多个物理特性。存储器127可以存储描述由传感器组182记录的一个或多个物理特性的传感器数据。
在一些实施例中，传感器组182可以包括以下车辆传感器中的一个或多个：相机；lidar传感器；雷达传感器；激光高度计；红外检测器；运动检测器；恒温器；声音检测器；一氧化碳传感器；二氧化碳传感器；氧气传感器；质量空气流量传感器；发动机冷却液温度传感器；节气门位置传感器；曲轴位置传感器；汽车发动机传感器；阀门定时器；空燃比仪；盲点仪；路缘触角；故障检测器；霍尔效应传感器；歧管绝对压力传感器；驻车传感器；雷达枪；车速仪；速度传感器；轮胎压力监测传感器；扭矩传感器；变速箱液温度传感器；涡轮速度传感器(tss)；可变磁阻传感器；车速传感器(vss)；水传感器；车轮速度传感器；以及任何其它类型的汽车传感器。
车载单元186可以是车辆123上的任何计算单元。例如，车载单元186可以包括电子控制单元(ecu)。ecu是汽车电子器件中的嵌入式系统，其控制车辆123中的一个或多个电气系统或子系统。ecu的类型包括但不限于以下类型：发动机控制模块(ecm)；传动系控制模块(pcm)；变速箱控制模块(tcm)；制动控制模块(bcm或ebcm)；中央控制模块(ccm)；中央定时模块(ctm)；通用电子模块(gem)；车身控制模块(bcm)；以及悬架控制模块(scm)，等等。
在一些实施例中，车辆123可以包括多个车载单元186。在一些实施例中，ofdm信号模块199可以是车载单元186的元件。
启用ofdm的端点151是基于处理器的计算设备，其包括与安装在车辆123中的通信单元类似的通信单元。在一些实施例中，启用ofdm的端点151包括ofdm系统197的实例。启用ofdm的端点151可操作以发送和接收使用如图7所示的方法编码的ofdm信号。在一些实施例中，操作环境100包括n个启用ofdm的端点151，其中n是大于一的正整数。在一些实施例中，启用ofdm的端点151是联网车辆、路边单元(rsu)、边缘服务器、云服务器或可操作以发送和接收ofdm信号的任何其它基于处理器的计算设备。在一些实施例中，联网车辆、rsu、边缘服务器和云服务器等的任何组合可以包括ofdm系统197的实例，使得ofdm系统197的功能以分布式方式在连接到网络105的两个或更多个端点之间实现。
作为示例，在图1d中，第一启用ofdm的端点151a包括参数数据133和通信单元145b，并且第n启用ofdm的端点151n包括参数数据133和通信单元145c。上面描述了参数数据133，并且这里不再重复类似的描述。通信单元145b和145c可以具有与通信单元145a的结构类似的结构，并且可以提供与通信单元145a的功能类似的功能。这里不再重复类似的描述。通信单元145a、145b和145c可以被单独地或共同地称为“通信单元145”。
这里描述由ofdm信号模块199执行的示例处理。在一些实施例中，ofdm信号模块199包括可操作的代码和例程，其在由车辆123的处理器执行时，使处理器执行诸如以下中的一个或多个的操作：(1)检索历史数据；(2)基于历史数据确定导频子载波的数量；(3)基于历史数据确定每个导频子载波的位置；(4)基于操作(2)和(3)配置一个或多个参数；(5)通过在发送器和接收器之间共享的控制信道向接收器通知每个导频子载波的位置(例如，车辆123是发送器并且启用ofdm的端点151是接收器)；(6)基于一个或多个参数配置ofdm波形的子载波(这里的子载波包括导频子载波、数据子载波集合和保护子载波集合)；(7)发送ofdm波形；(8)指示ofdm雷达195监听与所发送的ofdm波形相关联的雷达反馈；(9)经由ofdm雷达195接收雷达反馈；(10)将雷达反馈存储为雷达数据；(11)基于雷达数据执行雷达处理；以及(12)根据雷达数据更新历史数据。
如本文所述，本公开中的一些实施例参考ofdm信号(或对应地ofdm波形)示出，而本公开中的一些实施例参考无线信号示出。这里，将ofdm信号用作无线信号的示例。应当注意的是，可以使用诸如ofdm信号之类的任何合适类型的无线信号来实现本文描述的实施例。
示例计算机系统
现在参考图2，描绘了图示根据一些实施例的包括ofdm信号模块199的示例计算机系统200的框图。在一些实施例中，计算机系统200可以包括专用计算机系统，该专用计算机系统被编程为执行以下参考图3-6b描述的方法300-600的一个或多个步骤。
在一些实施例中，计算机系统200可以是联网设备(例如，车辆123)的元件。根据一些示例，计算机系统200可以包括以下元件中的一个或多个：ofdm信号模块199；处理器125；通信单元145；gps单元185；车载单元186；传感器组182；存储器127；以及存储装置241。计算机系统200的部件经由总线220通信地耦合。
在所示的实施例中，处理器125经由信号线238通信地耦合到总线220。通信单元145经由信号线246通信地耦合到总线220。gps单元185经由信号线249通信地耦合到总线220。车载单元186经由信号线237通信地耦合到总线220。传感器组182经由信号线240通信地耦合到总线220。存储装置241经由信号线242通信地耦合到总线220。存储器127经由信号线244通信地耦合到总线220。
上面参考图1描述了计算机系统200的以下元件，因此，这里将不重复那些描述：处理器125；通信单元145；gps单元185；车载单元186；传感器组182；以及存储器127。
存储器127可以存储以上参考图1d描述的任何数据。存储器127可以存储计算机系统200提供其功能所需的任何数据。
存储装置241可以是存储用于提供本文描述的功能的数据的非暂态存储介质。存储装置241可以是动态随机存取存储器(dram)设备、静态随机存取存储器(sram)设备、闪存或一些其它存储器设备。在一些实施例中，存储装置241还包括非易失性存储器或类似的永久存储设备以及介质，包括硬盘驱动器、软盘驱动器、cd-rom设备、dvd-rom设备、dvd-ram设备、dvd-rw设备、闪存设备，或用于更永久地存储信息的一些其它大容量存储设备。
在图2所示的图示实施例中，ofdm信号模块199包括：通信模块202；信号构造模块204；雷达处理模块206；更新模块208；分配模块210。ofdm信号模块199的这些部件经由总线220彼此通信地耦合。在一些实施例中，ofdm信号模块199的部件可以被存储在单个服务器或设备中。在一些其它实施例中，ofdm信号模块199的部件可以跨多个服务器或设备分布和存储。例如，ofdm信号模块199的一些部件可以分布在车辆123和启用ofdm的端点151上。
通信模块202可以是包括用于处置ofdm信号模块199与计算机系统200的其它部件之间的通信的例程的软件。在一些实施例中，通信模块202可以存储在计算机系统200的存储器127中，并且可以由处理器125访问和执行。通信模块202可以适于经由信号线222与处理器125和计算机系统200的其它部件进行合作和通信。
通信模块202经由通信单元145向操作环境100的一个或多个元件发送数据和从操作环境100的一个或多个元件接收数据。例如，通信模块202经由通信单元145接收或发送诸如ofdm信号之类的一个或多个无线信号。通信模块202可以经由通信单元145发送或接收以上参考图1d描述的任何数据或消息。
在一些实施例中，通信模块202从ofdm信号模块199的部件接收数据，并将该数据存储在存储装置241和存储器127中的一个或多个中。例如，通信模块202从通信单元145(经由网络105、ofdm信号、dsrc消息、bsm、dsrc探测消息、全双工无线消息等)接收上面参考存储器127描述的任何数据，并且将该数据存储在存储器127中(或临时存储在可以充当计算机系统200的缓冲器的存储装置241中)。
在一些实施例中，通信模块202可以处置ofdm信号模块199的部件之间的通信。例如，通信模块202可以处置信号构造模块204、雷达处理模块206、更新模块208和分配模块210之间的通信。这些模块中的任何一个模块都可以使通信模块202与计算机系统200或操作环境100的其它元件通信(经由通信单元145)。
信号构造模块204可以是包括用于构造诸如ofdm信号之类的无线信号的例程的软件。在一些实施例中，信号构造模块204可以存储在计算机系统200的存储器127中，并且可以由处理器125访问和执行。信号构造模块204可以适于经由信号线224与处理器125和计算机系统200的其它部件进行合作和通信。
在一些实施例中，信号构造模块204可操作以使用以下中的一个或多个来构造无线信号：(1)导频子载波集合；(2)数据子载波集合；以及(3)保护子载波集合。例如，分别用导频符号集合对导频子载波集合进行编码(例如，用导频符号来编码每个导频子载波)，并且分别用数据符号集合对数据子载波集合进行编码(例如，用数据符号编码每个子载波)。然后，无线信号包括以下各项的组合：(1)保护子载波集合(例如，保护子载波可以用保护符号进行编码，或者在不编码的情况下被发送)；(2)导频子载波集合，其中每个导频子载波用对应的导频符号编码；以及(3)数据子载波集合，其中每个数据子载波用对应的数据符号编码。
在一些实施例中，导频子载波集合用于雷达处理和信道估计，而数据子载波集合用于发送数据。例如，当预期的接收器从发送器(例如，车辆123)获取(或接收)无线信号的接收版本时，预期的接收器可以使用编码在导频子载波中的导频符号(接收器预先知道)从无线信号的接收版本估计发送器与预期接收器之间的时变车辆信道。然后，预期的接收器可以借助于所估计的车辆信道从无线信号的接收版本中解码在数据子载波中编码的数据符号。同时，发送器可以接收所发送的无线信号的反射(其可以被称为无线信号的雷达反馈)，并且发送器的雷达处理模块206可以如下所述处理雷达反馈。在一些实施例中，预期的接收器通过经由通信单元145接收无线信号来从发送器获取无线信号的接收版本。
在一些实施例中，信号构造模块204从存储器127或存储装置241中检索描述一个或多个历史雷达处理结果的历史数据。信号构造模块204基于历史数据确定用于配置无线信号中的(1)导频子载波集合，(2)数据子载波集合，以及(3)保护子载波集合中的一个或多个的一个或多个参数。以这种方式，根据一些实施例，可以通过分析描述历史雷达性能的历史数据来改善雷达性能。因此，历史数据提供了反馈外观，该反馈外观使信号构造模块204的操作能够随着时间的推移而不断得到改善，使得雷达性能随着时间的推移不断改善。在一些实施例中，信号构造模块204包括学习算法，该学习算法分析历史数据并基于由信号构造模块204通过使用学习算法分析历史数据可辨别的历史模式来确定改善雷达性能的参数/配置。参考图7图示了保护子载波集合、导频子载波集合和数据子载波集合的示例配置。
例如，一个或多个参数包括导频子载波参数，该导频子载波参数描述了无线信号中的导频子载波集合的布置。信号构造模块204至少通过以下来确定导频子载波参数：基于历史数据确定要包括在导频子载波集合中的导频子载波的数量；基于历史数据确定导频子载波集合中的每个导频子载波的频率位置；以及基于导频子载波的数量和每个导频子载波的频率位置确定导频子载波参数。
例如，一个或多个参数还包括数据子载波参数，该数据子载波参数描述无线信号中的数据子载波集合的布置。信号构造模块204至少通过以下来确定数据子载波参数：基于历史数据确定要包括在数据子载波集合中的数据子载波的数量；基于历史数据确定数据子载波集合中的每个数据子载波的频率位置；以及基于数据子载波的数量和每个数据子载波的频率位置确定数据子载波参数。
例如，一个或多个参数还包括保护子载波参数，该保护子载波参数描述无线信号中的保护子载波集合的布置。信号构造模块204至少通过以下来确定保护子载波参数：基于历史数据确定要包括在保护子载波集合中的保护子载波的数量；基于历史数据确定保护子载波集合中的每个保护子载波的频率位置；以及基于保护子载波的数量和每个保护子载波的频率位置确定保护子载波参数。
在一些实施例中，无线信号中的导频子载波集合的布置是固定的。例如，每个导频子载波被放置在相同的位置，并且导频子载波的总数不随时间改变。
在一些其它实施例中，无线信号中的导频子载波集合的布置是自适应的。例如，导频子载波随时间改变其位置以覆盖无线信号的整个频带(例如，导频子载波的位置每m个符号发生改变，其中m为正整数)。在另一个示例中，导频子载波的总数随时间改变(例如，导频子载波的总数每m个符号发生改变)。改变导频子载波的位置的示例益处包括增加雷达处理的明确范围(例如，在发送下一个脉冲之前可以从中发送和接收所发送的雷达脉冲的最大范围)。
在一些实施例中，对于导频子载波集合使用自适应布置还是固定布置是一个或多个参数(例如，导频-子载波参数)的函数。下面参考更新模块208更详细地描述导频子载波的自适应布置。
在一些实施例中，无线信号中的数据子载波集合的布置是固定的。例如，每个数据子载波被放置在相同的位置，并且数据子载波的总数不随时间改变。
在一些其它实施例中，无线信号中的数据子载波集合的布置是自适应的。例如，数据子载波随时间改变其位置。在另一个示例中，数据子载波随时间改变其位置以适应无线信号中的导频子载波的位置变化(例如，由于导频子载波的位置每m个符号发生改变，因此数据子载波的位置每m个符号发生改变)。例如，导频子载波的总数随时间改变。在另一个示例中，导频子载波的总数随时间改变以适应无线信号中导频子载波的总数的改变(例如，由于导频子载波的总数每m个符号发生改变，因此数据子载波的总数每m个符号发生改变)。
在一些实施例中，对于数据子载波集合使用自适应布置还是固定布置是一个或多个参数(例如，数据子载波参数)的函数。替代地或附加地，对于数据子载波集合使用自适应布置还是固定布置取决于导频子载波的布置模式(例如，取决于导频子载波的布置是固定还是自适应的)，反之亦然。例如，如果无线信号中的导频子载波的布置随时间改变，则无线信号中的数据子载波的布置也随时间改变。在另一个示例中，如果无线信号中的导频子载波的布置是固定的，则无线信号中的数据子载波的布置也是固定的。下面参考更新模块208更详细地描述数据子载波的自适应布置。
参考图8图示导频子载波和数据子载波的示例固定布置。分别参考图9a-9b图示导频子载波和数据子载波的示例自适应布置。
一般而言，在无线信号中使用更多的导频子载波会改善雷达性能，而在无线信号中使用更多的数据子载波会增加可达到的数据速率。因此，通过改变无线信号中的导频子载波的数量和数据子载波的数量，可以实现雷达性能与数据通信性能之间的折衷平衡。下面参考更新模块208描述无线信号中的导频子载波的数量和数据子载波的数量的修改。
接下来，信号构造模块204通过在发送器和预期接收器之间共享的控制信道，向预期接收器通知一个或多个参数，使得预期接收器可以使用该一个或多个参数来解码无线信号的接收版本。
信号构造模块204基于一个或多个参数来配置无线信号中的导频子载波集合、数据子载波集合和保护子载波集合，使得根据一个或多个参数来构造无线信号。例如，信号构造模块204基于导频子载波参数来配置无线信号中的导频子载波集合、基于数据子载波参数来配置无线信号中的数据子载波集合，并且基于保护子载波参数来配置无线信号中的保护子载波集合。
信号构造模块204可以经由通信单元145将无线信号发送到预期的接收器。例如，信号构造模块204可以指示通信单元145中包括的ofdm发送器193发送无线信号。
雷达处理模块206可以是包括用于处理雷达数据的例程的软件。在一些实施例中，雷达处理模块206可以存储在计算机系统200的存储器127中，并且可以由处理器125访问和执行。雷达处理模块206可以适于经由信号线281与处理器125和计算机系统200的其它部件进行合作和通信。
在一些实施例中，雷达处理模块206借助于ofdm雷达195监听与无线信号相关联的雷达反馈。例如，雷达处理模块206指示ofdm雷达195监听与所发送的无线信号相关联的雷达反馈，并从ofdm雷达195接收雷达反馈。雷达处理模块206从雷达反馈确定导频-子载波雷达数据，其中导频-子载波雷达数据描述与导频子载波集合相关联的雷达反馈的一部分。例如，雷达反馈描述所发送的无线信号的反射，并且包括导频子载波雷达数据和数据子载波雷达数据。导频子载波雷达数据描述反射的与用导频符号编码的导频子载波集合相关联的第一部分，而数据子载波雷达数据描述反射的与用数据符号编码的数据子载波集合相关联的第二部分。
雷达处理模块206基于导频-子载波雷达数据生成雷达处理结果，以减小雷达处理结果的峰旁瓣比。例如，与使用数据子载波雷达数据执行雷达处理相比，导频子载波雷达数据的应用可以降低雷达处理结果的峰旁瓣比，因为在导频子载波中编码的导频符号是预先已知的，并且可以在数据子载波中编码的数据符号未知的情况下被特别定义。
例如，雷达处理模块206可以基于导频-子载波雷达数据来确定预期接收器的范围和速度(以及反映无线信号的任何其它物体的范围和速度)。雷达处理结果包括，例如，预期接收器的范围和速度(以及反映无线信号的任何其它物体的范围和速度)。雷达处理结果还可以包括来自雷达处理的其它结果。
更新模块208可以是包括用于执行更新操作(例如，更新以下中的一个或多个：历史数据；以及一个或多个参数)的例程的软件。在一些实施例中，更新模块208可以存储在计算机系统200的存储器127中，并且可以由处理器125访问和执行。更新模块208可以适于经由信号线226与处理器125和计算机系统200的其它部件进行合作和通信。
在一些实施例中，更新模块208可操作以基于雷达处理结果来更新存储在存储器127或存储装置241中的历史数据。
在一些实施例中，更新模块208基于雷达处理结果来评估雷达性能。例如，更新模块208评估从雷达处理结果获得的预期接收器(或任何其它检测到的物体)的范围和速度是否准确。
在一些实施例中，更新模块208基于雷达性能来修改以下中的一个或多个：(1)无线信号中的导频子载波集合的布置；以及(2)无线信号中的数据子载波集合的布置。例如，基于雷达性能，更新模块208确定以下中的一个或多个：导频子载波集合的自适应布置；以及数据子载波集合的自适应布置。
在一些实施例中，更新模块208至少通过执行以下中的一个或多个来修改无线信号中的导频子载波集合的布置：(1)改变导频子载波集合中的一个或多个导频子载波的一个或多个位置；以及(2)改变导频子载波集合中包括的导频子载波的数量(例如，增加或减少无线信号中的导频子载波的数量)。
在一些实施例中，更新模块208至少通过执行以下中的一个或多个来修改无线信号中的数据子载波集合的布置：(1)改变数据子载波集合中的一个或多个数据子载波的一个或多个位置；以及(2)改变数据子载波集合中包括的数据子载波的数量(例如，增加或减少无线信号中的数据子载波的数量)。
在一些情况下，更新模块208可以采用自适应导频-子载波布置、自适应数据-子载波布置或其组合来增强ofdm系统197的雷达性能或数据通信性能。具体而言，更新模块208可以动态地改变无线信号中的导频子载波的数量和数据子载波的数量。例如，更新模块208可以增加无线信号中的导频子载波的数量并且减少无线信号中的数据子载波的数量，以提高雷达性能。在另一个示例中，更新模块208可以减少无线信号中的导频子载波的数量并且增加无线信号中的数据子载波的数量，以提高数据通信性能(例如，在这种情况下，增加可达到的数据速率)。通过改变无线信号中的导频子载波的数量和数据子载波的数量，本文描述的ofdm系统197可以实现雷达性能和数据通信性能之间的折衷平衡。
分配模块210可以是包括用于将子载波分配给车辆微云的成员的例程的软件。在一些实施例中，分配模块210可以存储在计算机系统200的存储器127中，并且可以由处理器125访问和执行。分配模块210可以适于经由信号线227与处理器125和计算机系统200的其它部件进行合作和通信。
在一些实施例中，分配模块210可操作以将导频子载波集合和数据子载波集合分配给车辆微云的不同成员(例如，不同车辆、路边单元或其它类型的端点)。例如，分配模块210将导频子载波集合和数据子载波集合指派给车辆微云中的不同成员，使得每个成员被指派有至少一个导频子载波和紧邻导频子载波的一个或多个数据子载波达一定时间段。以这种方式，实现了基于导频子载波的ofdm雷达的多路访问。可以避免车辆微云中的成员之间的雷达干扰。
具体而言，分配模块210在车辆微云的不同成员之间分配可用子载波，其中每个成员被指派有一个或多个导频子载波位置、一个或多个数据子载波位置、每个指派的导频子载波的持续时间以及每个指派的数据子载波的持续时间。可以在本地而不是通过云服务器来实现这种分配。当然，在一些实施例中，这种分配也可以由云服务器来实现。
参考图10a-10b图示了示例分配方案。
示例处理
现在参考图3，其描绘了根据一些实施例的用于执行集成的车辆雷达处理和数据通信的示例方法300的流程图。方法300的步骤可以任何顺序执行，并且不一定是图3中描绘的顺序。
在步骤301处，信号构造模块204基于导频子载波集合和数据子载波集合来构造无线信号，其中导频子载波集合用于雷达处理和信道估计，而数据子载波集合用于发送数据。
在步骤303处，信号构造模块204经由通信单元145发送无线信号。
在步骤305处，雷达处理模块206借助于ofdm雷达195监听与无线信号相关联的雷达反馈。例如，雷达处理模块206指示ofdm雷达195检测与无线信号相关联的雷达反馈，并从ofdm雷达195接收雷达反馈。
在步骤307处，雷达处理模块206从雷达反馈确定导频-子载波雷达数据，其中导频-子载波雷达数据描述与导频子载波集合相关联的雷达反馈的一部分。
在步骤309处，雷达处理模块206基于导频-子载波雷达数据生成雷达处理结果，以减小雷达处理结果的峰旁瓣比。
图4描绘了根据一些实施例的用于执行集成的车辆雷达处理和数据通信的另一种方法400。方法400的步骤可以任何顺序执行，并且不一定是图4中描绘的顺序。
在步骤401处，信号构造模块204检索描述一个或多个历史雷达处理结果的历史数据。
在步骤403处，信号构造模块204基于历史数据确定用于配置无线信号中的导频子载波集合、数据子载波集合和保护子载波集合的一个或多个参数。下面参考图5描述用于确定一个或多个参数的示例方法。
在步骤405处，信号构造模块204通过在发送器和预期接收器之间共享的控制信道，向预期接收器通知一个或多个参数。
在步骤407处，信号构造模块204基于一个或多个参数来配置无线信号中的导频子载波集合、数据子载波集合和保护子载波集合。
在步骤409处，信号构造模块204经由通信单元145发送无线信号。
在步骤411处，雷达处理模块206借助于ofdm雷达195监听与无线信号相关联的雷达反馈。
在步骤413处，雷达处理模块206从雷达反馈确定导频-子载波雷达数据，其中导频-子载波雷达数据描述与导频子载波集合相关联的雷达反馈的一部分。
在步骤415处，雷达处理模块206基于导频-子载波雷达数据生成雷达处理结果，以减小雷达处理结果的峰旁瓣比。
在步骤417处，更新模块208基于雷达处理结果来更新历史数据。
图5描绘了根据一些实施例的用于确定用于构造无线信号的一个或多个参数的方法500。方法500的步骤可以任何顺序执行，并且不一定是图5中描绘的顺序。
在步骤501处，信号构造模块204基于历史数据确定要包括在导频子载波集合中的导频子载波的数量。
在步骤503处，信号构造模块204基于历史数据确定导频子载波集合中的每个导频子载波的频率位置。
在步骤505处，信号构造模块204基于导频子载波的数量和每个导频子载波的频率位置来确定导频子载波参数。
在步骤507处，信号构造模块204基于历史数据确定要包括在数据子载波集合中的数据子载波的数量。
在步骤509处，信号构造模块204基于历史数据确定数据子载波集合中的每个数据子载波的频率位置。
在步骤511处，信号构造模块204基于数据子载波的数量和每个数据子载波的频率位置来确定数据子载波参数。
在步骤513处，信号构造模块204基于历史数据确定要包括在保护子载波集合中的保护子载波的数量。
在步骤515处，信号构造模块204基于历史数据确定保护子载波集合中的每个保护子载波的频率位置。
在步骤517处，信号构造模块204基于保护子载波的数量和每个保护子载波的频率位置来确定保护子载波参数。
在步骤519处，信号构造模块204生成一个或多个参数，其包括导频-子载波参数、数据-子载波参数和保护-子载波参数中的一个或多个。
图6a-6b描绘了根据一些实施例的用于执行集成的车辆雷达处理和数据通信的又一个方法600。方法600的步骤可以任何顺序执行，并且不一定是图6a-6b中描绘的顺序。
参考图6a，在步骤601处，信号构造模块204检索描述一个或多个历史雷达处理结果的历史数据。
在步骤603处，信号构造模块204基于历史数据确定用于配置无线信号中的导频子载波集合、数据子载波集合和保护子载波集合的一个或多个参数。
在步骤605处，信号构造模块204通过在发送器和预期接收器之间共享的控制信道，向预期接收器通知一个或多个参数。
在步骤607处，信号构造模块204基于一个或多个参数来配置无线信号中的导频子载波集合、数据子载波集合和保护子载波集合。
在步骤609处，信号构造模块204经由通信单元145发送无线信号。
在步骤611处，雷达处理模块206借助于ofdm雷达195监听与无线信号相关联的雷达反馈。
在步骤613处，雷达处理模块206从雷达反馈确定导频-子载波雷达数据，其中导频-子载波雷达数据描述与导频子载波集合相关联的雷达反馈的一部分。
在步骤615处，雷达处理模块206基于导频-子载波雷达数据生成雷达处理结果，以减小雷达处理结果的峰旁瓣比。
在步骤617处，更新模块208基于雷达处理结果来更新历史数据。
参考图6b，在步骤619处，更新模块208基于雷达处理结果来评估雷达性能。
在步骤621处，更新模块208确定是否还有更多要发送的数据。如果还有更多要发送的数据，则方法600移动到步骤625。否则，方法600结束。
在步骤625处，更新模块208基于雷达性能来修改以下中的一个或多个：(1)导频子载波集合的布置；以及(2)数据子载波集合的布置。
在步骤627处，更新模块208基于以下中的一个或多个来更新一个或多个参数：(1)导频子载波集合的修改后的布置；以及(2)数据子载波集合的修改后的布置。
在步骤627之后，方法600返回到步骤605，以向预期接收器通知一个或多个更新后的参数。方法600继续执行与上述操作类似的操作，包括基于一个或多个更新后的参数构造无线信号并发送无线信号等。这里不再重复类似的描述。
图7是图示根据一些实施例的示例无线信号的子载波的图形表示700。在图7中，使用六个保护子载波705(例如，开始时的三个保护子载波以及结束时的另外三个保护子载波)、四个导频子载波701和二十四个数据子载波703(每两个相邻导频子载波701之间具有八个数据子载波703)来构造示例无线信号。导频子载波701、数据子载波703和保护子载波705是频域中的正交信号，使得每个子载波在其它子载波的位置处具有空值(例如，类似于图1b所示)。
图8是图示根据一些实施例的在示例无线信号中的导频子载波的固定布置的图形表示800。作为示例，在每个符号时段tsym(例如，tsym表示符号的持续时间)中图示了三个导频子载波和六个数据子载波。因此，在每个符号时段tsym中，可以分别经由三个导频子载波和六个数据子载波发送三个导频符号和六个数据符号。
在每个符号块时段(tb＝m×tsym)中，在每个子载波中发送m个符号。m是正整数。例如，在每个符号块时段tb期间，每个导频子载波可以用于发送m个导频符号，并且每个数据子载波可以用于发送m个数据符号。每两个符号块时段tb由空闲间隔分开(例如，在空闲间隔期间，不发送信号)。用于前缀插入的时段在图8中被示为tpri，以包括符号块时段tb和空闲间隔。图8所示的示例无线信号可以包含l个循环前缀插入(cpi)，其持续时段为tcpi＝l×tpri。l是正整数。
在图8中，导频子载波的布置和数据子载波的布置是固定的。例如，在每个符号块时段tb中，导频子载波的总数、每个导频子载波的频率位置、数据子载波的总数和每个数据子载波的频率位置是固定的。
图9a是图示根据一些实施例的示例无线信号中的导频子载波的自适应布置的图形表示900。与图8相比，图9a中导频子载波的布置和数据子载波的布置随时间改变。例如，在每个符号块时段tb内，导频子载波的总数、每个导频子载波的频率位置、数据子载波的总数和每个数据子载波的频率位置是固定的。但是，每个导频子载波的频率位置在不同符号块时段tb中被改变。例如，在“时间”轴上，每个导频子载波的频率位置每m个符号发生改变。数据子载波的至少一部分也在不同的符号块时段tb中改变其频率位置。
图9b是图示根据一些实施例的在示例无线信号中的导频子载波的另一个自适应布置的图形表示950。在每个符号块时段tb内，导频子载波的总数、每个导频子载波的频率位置、数据子载波的总数和每个数据子载波的频率位置是固定的。
关于不同的符号块时段tb，当与图9a相比时，不仅每个导频子载波的频率位置在不同符号块时段tb中被改变，而且导频子载波的总数在不同符号块时段tb中被改变。例如，在“时间”轴上，每个导频子载波的频率位置和导频子载波的总数每m个符号发生改变。相应地，数据子载波的总数在不同的符号块时段tb中也改变，并且至少一部分数据子载波在不同的符号块时段tb中改变其频率位置。
图10a-10b是图示根据一些实施例的车辆微云1000中的子载波分配方案的图形表示。如图10a所示，车辆微云1000包括三个构件(构件1、构件2和构件3)。在图10b中，每个成员被指派有导频子载波以及紧邻所指派的导频子载波或与所指派的导频子载波相邻的一个或多个数据子载波。例如，在方框1007中图示的第一时间段中，成员1被指派有第一导频子载波(导频子载波1)和第一数据子载波(数据子载波1)。在方框1005中图示的第二时间段中，成员2被指派有第二导频子载波(导频子载波2)以及第二和第三数据子载波(数据子载波2和数据子载波3)。在方框1003中图示的第三时间段中，成员3被指派有第三导频子载波(导频子载波3)以及第四和第五数据子载波(数据子载波4和数据子载波5)。
在以上描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节以便提供对说明书的透彻理解。但是，对于本领域技术人员显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本公开。在一些实例中，结构和设备以框图形式示出，以避免模糊描述。例如，以上主要参考用户界面和特定硬件来描述本实施例。但是，本实施例可以应用于可以接收数据和命令的任何类型的计算机系统，以及提供服务的任何外围设备。
说明书中对“一些实施例”或“一些实例”的引用意味着结合实施例或实例描述的特定特征、结构或特点可以包括在描述的至少一个实施例中。在说明书中各处出现的短语“在一些实施例中”不一定都指的是相同的实施例。
以下详细描述的一些部分是依据对计算机存储器内的数据位的操作的算法和符号表示来呈现的。这些算法描述和表示是数据处理领域的技术人员用来最有效地将他们工作的实质传达给本领域其他技术人员的手段。在这里，并且一般而言，算法被认为是导致期望结果的自相一致的步骤序列。这些步骤是需要物理量的物理操纵的步骤。通常，虽然不是必须，这些量采用能够被存储、传送、组合、比较和以其它方式操纵的电信号或磁信号的形式。有时，主要出于通用的原因，已经证明将这些信号称为位、值、元素、符号、字符、项、数字等是方便的。
但是，应当记住的是，所有这些和类似术语都与适当的物理量相关联，并且仅仅是应用于这些量的方便标签。除非具体地陈述或者以其它方式从以下讨论中显而易见，否则应认识到的是，贯穿本描述，利用包括“处理”或“计算”或“确定”或“显示”等术语进行的讨论指的是计算机系统或类似电子计算设备将表示为计算机系统的寄存器和存储器内的物理(电子)量的数据操纵和转换成类似地表示为计算机系统存储器或寄存器或其它此类信息存储、传输或显示设备内的物理量的其它数据的动作和处理。
本说明书的当前实施例还可以涉及用于执行本文的操作的装置。这个装置可以为所需目的而专门构造，或者它可以包括由存储在计算机中的计算机程序选择性地激活或重新配置的通用计算机。这种计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中，包括但不限于任何类型的盘，包括软盘、光盘、cd-rom和磁盘，只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、eprom、eeprom，磁卡或光卡，包括具有非易失性存储器的usb钥匙的闪存，或适于存储电子指令的任何类型的介质，每个介质都耦合到计算机系统总线。
说明书可以采取一些完全硬件实施例、一些完全是软件实施例或包含硬件和软件元素两者的一些实施例的形式。在一些优选实施例中，说明书以软件实现，其包括但不限于固件、驻留软件、微代码等。
此外，描述可以采取可从计算机可用或计算机可读介质访问的计算机程序产品的形式，该计算机可用或计算机可读介质提供由计算机或任何指令执行系统使用或与之结合使用的程序代码。出于本描述的目的，计算机可用或计算机可读介质可以是可以包含、存储、传送、传播或运输程序以供指令执行系统、装置或设备使用或与之结合使用的任何装置。
适于存储或执行程序代码的数据处理系统将包括直接或通过系统总线间接耦合到存储器元件的至少一个处理器。存储器元件可以包括在程序代码的实际执行期间被采用的本地存储器、大容量存储器和高速缓存存储器，其中高速缓存存储器提供至少一些程序代码的临时存储，以便减少在执行期间必须从大容量存储器检索代码的次数。
输入/输出或i/o设备(包括但不限于键盘、显示器、定点设备等)可以直接或通过中间i/o控制器耦合到系统。
网络适配器也可以耦合到系统，以使数据处理系统能够通过中间私有或公共网络耦合到其它数据处理系统或远程打印机或存储设备。调制解调器、电缆调制解调器和以太网卡只是当前可用类型的网络适配器中的一小部分。
最后，本文呈现的算法和显示并不固有地与任何特定计算机或其它装置相关。根据本文的教导，各种通用系统可以与程序一起使用，或者可以证明构造更专用的装置以执行所需的方法步骤是方便的。从下面的描述中可以看出各种这些系统所需的结构。此外，没有参考任何特定的编程语言描述本说明书。将认识到的是，可以使用各种编程语言来实现如本文描述的说明书的教导。
已经出于说明和描述的目的呈现了本说明书实施例的前面的描述。其并非旨在是详尽的或将说明书限制到所公开的精确形式。鉴于上述教导，许多修改和变化是可能的。意图是本公开的范围不受本具体实施方式的限制，而是受本申请的权利要求书的限制。如本领域技术人员将理解的，在不脱离本发明的精神或基本特点的情况下，本说明书可以以其它具体形式实施。同样，模块、例程、特征、属性、方法和其它方面的特定命名和划分不是强制性的或重要的，并且实现说明书或其特征的机制可以具有不同的名称、划分或格式。此外，如对于相关领域的普通技术人员将显而易见的，本公开的模块、例程、特征、属性、方法和其它方面可以被实现为软件、硬件、固件或这三者的任意组合。而且，在说明书的部件(其示例是模块)的任何部件被实现为软件的任何地方，该部件可以被实现为独立程序、实现为更大程序的一部分、实现为多个单独的程序、实现为静态或动态链接库、实现为内核可加载模块、实现为设备驱动程序，或以现在或将来对计算机编程领域的普通技术人员已知的每种和任何其它方式实现。此外，本公开绝不以任何方式限于以任何具体编程语言或者针对任何具体操作系统或环境的实施例。因而，本公开旨在说明而非限制本说明书的范围，本说明书的范围在以下权利要求中阐述。
1.一种方法，包括：
基于导频子载波集合和数据子载波集合构造无线信号，其中，所述导频子载波集合用于雷达处理和信道估计，而所述数据子载波集合用于发送数据；
发送所述无线信号；
监听与所述无线信号相关联的雷达反馈；
从所述雷达反馈确定导频-子载波雷达数据，其中，所述导频-子载波雷达数据描述与所述导频子载波集合相关联的所述雷达反馈的一部分；以及
基于所述导频-子载波雷达数据生成雷达处理结果，以降低所述雷达处理结果的峰旁瓣比。
2.如权利要求1所述的方法，其中，分别用导频符号集合来编码所述导频子载波集合，并且分别用数据符号集合来编码所述数据子载波集合。
3.如权利要求1-2中任一项所述的方法，其中，构造所述无线信号包括：
检索描述一个或多个历史雷达处理结果的历史数据；
基于所述历史数据，确定用于配置所述无线信号中的所述导频子载波集合、所述数据子载波集合和保护子载波集合中的一个或多个的一个或多个参数；
通过在发送器和预期接收器之间共享的控制信道，向所述预期接收器通知所述一个或多个参数；以及
基于所述一个或多个参数，配置所述无线信号中的所述导频子载波集合、所述数据子载波集合和所述保护子载波集合中的所述一个或多个。
4.如权利要求3所述的方法，其中，所述一个或多个参数包括导频-子载波参数，并且确定所述一个或多个参数包括：
基于所述历史数据，确定要包括在所述导频子载波集合中的导频子载波的数量；
基于所述历史数据，确定所述导频子载波集合中的每个导频子载波的频率位置；以及
基于导频子载波的数量和每个导频子载波的频率位置，确定所述导频子载波参数；
其中，基于所述导频子载波参数来配置所述无线信号中的所述导频子载波集合。
5.如权利要求3所述的方法，其中，所述一个或多个参数包括数据子载波参数，并且确定所述一个或多个参数包括：
基于所述历史数据，确定要包括在所述数据子载波集合中的数据子载波的数量；
基于所述历史数据，确定所述数据子载波集合中的每个数据子载波的频率位置；以及
基于数据子载波的数量和每个数据子载波的频率位置，确定所述数据子载波参数，
其中，基于所述数据子载波参数来配置所述无线信号中的所述数据子载波集合。
6.如权利要求3所述的方法，其中，所述一个或多个参数包括保护子载波参数，并且确定所述一个或多个参数包括：
基于所述历史数据，确定要包括在所述保护子载波集合中的保护子载波的数量；
基于所述历史数据，确定所述保护子载波集合中的每个保护子载波的频率位置；以及
基于保护子载波的数量和每个保护子载波的频率位置，确定所述保护子载波参数；
其中，基于所述保护子载波参数来配置所述无线信号中的所述保护子载波集合。
7.如权利要求3所述的方法，还包括：
基于所述雷达处理结果更新所述历史数据。
8.如权利要求1-2中任一项所述的方法，其中，所述导频子载波集合在所述无线信号中的布置是固定的。
9.如权利要求1-2中任一项所述的方法，其中，所述导频子载波集合在所述无线信号中的布置是自适应的。
10.如权利要求9所述的方法，还包括：
基于所述雷达处理结果评估雷达性能；以及
基于所述雷达性能，修改所述无线信号中的所述导频子载波集合的所述布置和所述数据子载波集合的布置中的一个或多个。
11.如权利要求10所述的方法，其中，修改所述无线信号中的所述导频子载波集合的所述布置包括改变所述导频子载波集合中的一个或多个导频子载波的一个或多个位置和改变所述导频子载波集合中包括的导频子载波的数量中的一个或多个。
12.如权利要求10所述的方法，其中，修改所述无线信号中的所述数据子载波集合的所述布置包括改变所述数据子载波集合中的一个或多个数据子载波的一个或多个位置和改变所述数据子载波集合中包括的数据子载波的数量中的一个或多个。
13.如权利要求1-2中任一项所述的方法，其中，所述导频子载波集合和所述数据子载波集合被指派给车辆微云中的成员，使得每个成员被指派有至少一个导频子载波和与所述导频子载波相邻的一个或多个数据子载波，以避免所述车辆微云中的所述成员之间的雷达干扰。
14.如权利要求1-2中任一项所述的方法，其中，所述无线信号包括正交频分复用(ofdm)信号。
15.一种用于车辆的系统，包括：
处理器；以及
非暂态存储器，用于存储计算机代码，所述计算机代码在由所述处理器执行时，使所述处理器：
基于导频子载波集合和数据子载波集合构造无线信号，其中，所述导频子载波集合用于雷达处理和信道估计，而所述数据子载波集合用于发送数据；
发送所述无线信号；
监听与所述无线信号相关联的雷达反馈；
从所述雷达反馈确定导频-子载波雷达数据，其中，所述导频-子载波雷达数据描述与所述导频子载波集合相关联的所述雷达反馈的一部分；以及
基于所述导频-子载波雷达数据生成雷达处理结果，以降低所述雷达处理结果的峰旁瓣比。
16.一种计算机程序产品，包括存储计算机可执行代码的非易失性存储器，所述计算机可执行代码在由处理器执行时使所述处理器：
基于导频子载波集合和数据子载波集合构造无线信号，其中，所述导频子载波集合用于雷达处理和信道估计，而所述数据子载波集合用于发送数据；
发送所述无线信号；
监听与所述无线信号相关联的雷达反馈；
从所述雷达反馈确定导频-子载波雷达数据，其中，所述导频-子载波雷达数据描述与所述导频子载波集合相关联的所述雷达反馈的一部分；以及
基于所述导频-子载波雷达数据生成雷达处理结果，以降低所述雷达处理结果的峰旁瓣比。
技术总结