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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-11-06
(45)【発行日】2023-11-14
(54)【発明の名称】レーダー信号の圧縮のための方法及びシステム
(51)【国際特許分類】
H03M 7/40 20060101AFI20231107BHJP
G01S 13/931 20200101ALN20231107BHJP
【ＦＩ】
H03M7/40
G01S13/931
【請求項の数】
18
(21)【出願番号】P 2022002079
(22)【出願日】2022-01-11
(62)【分割の表示】P 2018509614の分割
【原出願日】2016-08-17
(65)【公開番号】P2022058547
(43)【公開日】2022-04-12
【審査請求日】2022-02-03
(31)【優先権主張番号】15/061,728
(32)【優先日】2016-03-04
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】4339/CHE/2015
(32)【優先日】2015-08-19
(33)【優先権主張国・地域又は機関】IN
(73)【特許権者】
【識別番号】507107291
【氏名又は名称】テキサス インスツルメンツ インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100098497
【弁理士】
【氏名又は名称】片寄 恭三
(72)【発明者】
【氏名】アニル マニ
(72)【発明者】
【氏名】サンディープ ラオ
(72)【発明者】
【氏名】カーティック ラマスブラマニアン
【審査官】大野 友輝
(56)【参考文献】
【文献】特開２００７－０２５０７３（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１３／００５４６６１（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２００３／０１５６０５４（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０３Ｍ ７／４０
Ｇ０１Ｓ １３／９３１
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
システムであって、複数の圧縮タイプの各々に対するそれぞれの量子化誤差に基づいて前記複数の圧縮タイプから１つの圧縮タイプを選択するように構成される圧縮管理構成要素であって、
前記圧縮タイプに関連する圧縮パラメータを決定するように構成されるパラメータ決定エンジンと、
前記パラメータ決定エンジンに結合され、圧縮されたデータを生成するためにデータを圧縮するように構成される圧縮エンジンと、
を含む、前記圧縮管理構成要素と、
前記圧縮管理構成要素に結合され、前記圧縮されたデータを格納するように構成されるメモリと、
を含む、システム。
【請求項2】
請求項１に記載のシステムであって、前記複数の圧縮タイプが、ブロック浮動小数点（ＢＦＰ）圧縮とビットパッキング（ＰＡＣ）圧縮と指数ゴロム（ＥＧ）圧縮と可変ビット幅ブロック浮動小数点（ＶＢＢＦＰ）圧縮とを含む、システム。
【請求項3】
請求項２に記載のシステムであって、前記パラメータ決定エンジンが、前記ＰＡＣ圧縮である圧縮タイプに応答して圧縮パラメータを決定しない、システム。
【請求項4】
請求項２に記載のシステムであって、前記圧縮管理構成要素が、前記ＶＢＢＦＰ圧縮である圧縮タイプに応答して前記データのブロックを複数の同じサイズのサブブロックを含むスーパーブロックに分割するように更に構成される、システム。
【請求項5】
請求項４に記載のシステムであって、前記圧縮管理構成要素が、スーパーブロックスケール係数を決定するように更に構成される、システム。
【請求項6】
請求項２に記載のシステムであって、前記ＥＧ圧縮に関連する圧縮パラメータがｋ係数とスケール係数とを含む、システム。
【請求項7】
請求項６に記載のシステムであって、前記パラメータ決定エンジンが、前記ｋ係数と前記スケール係数とを受信することに応答して前記ＥＧ圧縮のための圧縮パラメータを決定しない、システム。
【請求項8】
請求項２に記載のシステムであって、前記パラメータ決定エンジンが、前記ＢＦＰ圧縮である圧縮タイプに応答して共通スケール係数を決定する、システム。
【請求項9】
請求項８に記載のシステムであって、前記共通スケール係数が前記データの仮数に基づいて決定され、前記仮数が整数である、システム。
【請求項10】
方法であって、圧縮管理構成要素によってデータのブロックを受信することと、
前記圧縮管理構成要素によって複数の圧縮タイプの各々に対するそれぞれの量子化誤差に基づいて前記複数の圧縮タイプから１つの圧縮タイプを選択することと、
パラメータ決定エンジンによって前記圧縮タイプに基づいて圧縮パラメータを決定することと、
圧縮エンジンによって圧縮データを生成するためにデータを圧縮することと、
メモリによって前記圧縮データを格納することと、
を含む、方法。
【請求項11】
請求項１０に記載の方法であって、前記複数の圧縮タイプが、ブロック浮動小数点（ＢＦＰ）圧縮とビットパッキング（ＰＡＣ）圧縮と指数ゴロム（ＥＧ）圧縮と可変ビット幅ブロック浮動小数点（ＶＢＢＦＰ）圧縮とを含む、方法。
【請求項12】
請求項１１に記載の方法であって、前記圧縮パラメータを決定することが、前記ＰＡＣ圧縮である圧縮タイプに応答して実行されない、方法。
【請求項13】
請求項１１に記載の方法であって、前記圧縮管理構成要素によって前記ＶＢＢＦＰ圧縮である圧縮タイプに応答して前記データのブロックを複数の同じサイズのサブブロックを含むスーパーブロックに分割することを更に含む、方法。
【請求項14】
請求項１３に記載の方法であって、前記圧縮管理構成要素によってスーパーブロックスケール係数を決定することを更に含む、方法。
【請求項15】
請求項１１に記載の方法であって、前記ＥＧ圧縮に関連する圧縮パラメータがｋ係数とスケール係数とを含む、方法。
【請求項16】
請求項１５に記載の方法であって、前記パラメータ決定エンジンが、前記ｋ係数と前記スケール係数とを受信することに応答して前記ＥＧ圧縮のための圧縮パラメータを決定しない、方法。
【請求項17】
請求項１１に記載の方法であって、前記パラメータ決定エンジンによって前記ＢＦＰ圧縮である圧縮タイプに応答して共通スケール係数を決定することを更に含む、方法。
【請求項18】
請求項１７に記載の方法であって、前記共通スケール係数が前記データの仮数に基づいて決定され、前記仮数が整数である、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願は、全般的に、レーダーシステムに関し、特に、レーダーシステムにおけるレーダー信号の圧縮に関する。
【背景技術】
【0002】
オートモーティブ応用例等の用途における埋め込み周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）レーダーシステムの使用は急速に進化している。例えば、埋め込みＦＭＣＷレーダーシステムは、アダプティブ・クルーズ・コントロール、衝突警告、死角警告、車線変更支援、駐車支援、及び後方衝突警告等、車両に関する多くの応用例において有用である。レーダーシステムの視野におけるオブジェクトの３次元画像（レンジ（ｒａｎｇｅ）、速度、及び角度）を取得するためのＦＭＣＷレーダーシステムにおけるレーダー信号の処理は、多次元フーリエ変換処理を含み、多次元フーリエ変換処理は、レーダーデータをストアするために有意な量のメモリを必要とする。埋め込みＦＭＣＷレーダーシステムに用いられるレーダートランシーバー集積回路（ＩＣ）上のオンチップメモリの量は、ストアされ得るデータの量を制限し、そのため、レーダートランシーバーＩＣの性能を限定する。より大きいメモリ容量を含むことは、ダイサイズ及びＩＣのコストの両方において望まない増加を生じる。
【発明の概要】
【0003】
レーダーシステムにおけるレーダー信号の圧縮のための方法および装置の説明される例において、レーダーシステムが、レンジ値のブロックを圧縮してレンジ値の圧縮されたブロックを生成するように構成される圧縮構成要素、及び圧縮構成要素によって生成されたレンジ値の圧縮されたブロックをストアするように構成されるレーダーデータメモリを含む。
【0004】
レーダーシステムにおけるレーダー信号の圧縮のために、例示の方法が、デジタル化された中間周波数（ＩＦ）信号の処理から生成されるレンジ値のブロックを受け取ること、レンジ値の圧縮されたブロックを生成するためにレンジ値の各ブロックを圧縮することであって、この圧縮がレーダーシステムの圧縮構成要素によって実施されること、及びレンジ値の圧縮されたブロックをレーダーデータメモリにストアすることを含む。
【図面の簡単な説明】
【0005】
【図1】２進浮動小数点（ＢＦＰ）圧縮の例である。
【0006】
【図2】ビットパッキング（ＰＡＣ）圧縮の例である。
【0007】
【図3】次数ｋ（ｏｒｄｅｒ ｋ）指数ゴロム（ＥＧ）圧縮の例である。
【0008】
【0009】
【図6】圧縮パラメータを決定するための例示の方法のフローチャートである。
【図7】圧縮パラメータを決定するための例示の方法のフローチャートである。
【図8】圧縮パラメータを決定するための例示の方法のフローチャートである。
【図9】圧縮パラメータを決定するための例示の方法のフローチャートである。
【0010】
【0011】
【図12】ＢＦＰ圧縮されたサンプルブロックの例示のフォーマットを図示する。
【0012】
【図13】ＥＧ圧縮されたサンプルブロックの例示のフォーマットを図示する。
【0013】
【図14】ＢＦＰ圧縮に対するサンプルの仮数を抽出するための例示の方法のフローチャートである。
【0014】
【図15】サンプルのブロックにおけるサンプルのＥＧエンコードのための例示の方法のフローチャートである。
【0015】
【図16】可変ビット幅ＢＦＰ（ＶＢＢＦＰ）圧縮されたサンプルブロックの例示のフォーマットを図示する。
【0016】
【図17】ＶＢＢＦＰ圧縮パラメータを決定するための例示の方法のフローチャートである。
【0017】
【図18】ＶＢＢＦＰエンコードのためのサンプルの仮数を抽出するための例示の方法のフローチャートである。
【0018】
【図19】ＶＢＢＦＰエンコードされたサンプルブロックの伸張のための例示の方法のフローチャートである。
【0019】
【図20】例示の周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）レーダーシステムのブロック図である。
【0020】
【図21】例示のダイレクトメモリアクセスアーキテクチャのブロック図である。
【図22】例示のダイレクトメモリアクセスアーキテクチャのブロック図である。
【図23】例示のダイレクトメモリアクセスアーキテクチャのブロック図である。
【図24】例示のダイレクトメモリアクセスアーキテクチャのブロック図である。
【図25】例示のダイレクトメモリアクセスアーキテクチャのブロック図である。
【図26】例示のダイレクトメモリアクセスアーキテクチャのブロック図である。
【0021】
【図27】レーダーシステムにおいてレーダー信号を圧縮するための方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0022】
整合性を保つために、種々の図において類似の要素は類似の参照番号が付されている。
【0023】
周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）レーダーが、１つ又は複数の送信アンテナを介して、チャープと称される無線周波数（ＲＥ）周波数ランプを送信する。また、フレームと称される単位で、複数のチャープが送信され得る。送信されたチャープは、レーダーの視野（ＦＯＶ）における任意のオブジェクトから反射され、１つ又は複数の受信アンテナによって受信される。各受信アンテナに対して受信された信号は、中間周波数（ＩＦ）信号にダウンコンバートされ、その後、デジタル化される。デジタル化されたサンプルは、事前処理されメモリにストアされ、このメモリは本明細書においてレーダーデータメモリと称される。フレーム全体に対するデータがレーダーデータメモリにストアされた後、データは、ＦＯＶにおける任意のオブジェクトを検出するために、及び検出されたオブジェクトのレンジ、速度、及び到来角を識別するために、後処理される。
【0024】
事前処理には、データを周波数ドメインに変換するため、各反射されたチャープのデジタル化されたサンプルに対してレンジ高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を実施することが含まれ得る。このレンジＦＦＴは一次元（１Ｄ）ＦＦＴとも称され得る。ピーク値がオブジェクトのレンジ（距離）に対応する。この処理は、通常、インラインで実施され、現在のチャープに対してサンプルが収集されている間に、前のチャープのデジタル化されたサンプルにレンジＦＦＴが実施される。各受信チャネルに対するレンジＦＦＴの結果（即ち、レンジ値）は、更なる処理のために、レーダーデータメモリに保存される。通常、レンジＦＦＴの結果は、レーダーデータメモリにおいて行方向にストアされて、レンジ値のアレイを形成する。
【0025】
各レンジに対して、フレーム内のチャープの対応するレンジ値の各々にわたってドップラーＦＦＴが実施される。従って、レーダーデータメモリにストアされているレンジ値のアレイの列の各々に対して、ドップラーＦＦＴが実施される。このドップラーは、二次元（２Ｄ）ＦＦＴとも称され得る。結果のレンジドップラーアレイにおけるピークは、あり得るオブジェクトのレンジ及び相対スピード（速度）に対応する。ドップラーＦＦＴを実施するために、レンジ値の各列がレーダーデータメモリから読みだされ、列のレンジ値に対してドップラーＦＦＴが実施される。列データアクセスは、行アクセスを伴うデータに対する転置演算に数学的に等しいので、列データアクセスは転置アクセスと称され得る。ドップラーＦＦＴ値は、同じ列メモリ位置にストアバックされ得る。
【0026】
ドップラーＦＦＴの後、ＦＯＶにおけるオブジェクトを検出するために、及び検出されたオブジェクトのレンジ、速度、及び到来角を識別するために、レーダーデータメモリにストアされたレンジ－ドップラーアレイに対して、その他の後処理（オブジェクト検出、角度推定等）が実施され得る。後処理が完了した後、レーダーデータメモリにおけるデータは廃棄され得る。
【0027】
後処理（ドップラーＦＦＴ、角度推定、又はオブジェクト検出等）が開始され得る前に、（チャープのフレームに対応する）デジタル化されたデータの全てがレーダーデータメモリ内にあることが要求される。更に、分解能期待値（即ち、チャープ毎のデジタル化されたサンプルの数によって制御されるレンジ分解能）、速度分解能（これはフレーム毎のチャープの数によって制御される）、及び角度分解能（これは受信アンテナの数によって制御される）が、レーダーデータメモリのサイズに直接的に影響を与える。オートモーティブレーダーの応用分野において、分解能期待値を満たすために必要とされる現在のレーダーデータメモリサイズは、１～２メガバイト（ＭＢ）の規模であり、今後何年かの間に、より高度な分解能が要求されるので、増大することが予期される。
【0028】
本開示の実施形態は、より多くのレーダーデータをレーダーデータメモリにストアすることを可能にし、そのため同じ量のメモリにおいて分解能の増大を可能にする、レーダーデータのためのメモリ圧縮手法を提供する。従って、こういった圧縮手法は、一層大きなデバイスの能力を維持しながら、オンチップメモリ要求を低減するために有用である。これらの圧縮手法は、レーダー信号処理のために設計され、レンジＦＦＴによって出力されたサンプルがレーダーデータメモリにストアされるときは、レンジＦＦＴの後に実施される。
【0029】
幾つかの実施形態において、１Ｄ ＦＦＴの後、レーダーデータのブロック浮動小数点（ＢＦＰ）圧縮が実施される。信号処理におけるブロック浮動小数点表示は、限られた数のビットによって表され得るダイナミックレンジを増大する。従って、ブロック浮動小数点表示が、信号データの低減された精度を維持しつつ、広いダイナミックレンジを網羅し得る。例示のブロック浮動小数点表示において、サンプルのブロックが、各サンプルに共通の指数、及び各サンプルに対する仮数として表される。共通の指数は、ブロックにおける最大のサンプルに基づいて、サンプルのブロックに対して決定される。幾つかの例において、グループにおける各サンプルに対する仮数は、最大サンプルの仮数を収容するビットの数によって表される。他の例において、仮数のサイズは、所望とされる精度及び圧縮サイズに基づいて固定である。そのような例において、各サンプルに対する仮数は、サンプルにおける最上位１ビットで始まる各サンプルのｋ最上位ビットであり、ｋは所望とされる仮数サイズである。
【0030】
ブロックに対する共通指数及び仮数を表すビットは、ブロックに対する圧縮されたサンプルを表すために連続的にパックされ得る。ブロック浮動小数点表示は、振幅が時間とともに変動し、しかも特定のグループにおいて近隣のサンプルが類似の振幅を有する、信号ダイナミクスに対して有用である。本明細書のこれ以降において、「共通指数」の代わりに用語「共通スケール係数」が用いられる。共通スケール係数は、僅かな差があるものの、ＢＦＰにおける共通指数に密接に関連する。包括的なＢＦＰにおいて、仮数は０と１との間の端数であると考えられる。サンプルは、仮数×２ｅを計算することによって再生成され、ｅは指数である。下記ＢＦＰにおいて、仮数は、０と２ｍａｎｔｉｓｓａ ｂｗ－１との間の整数であり、ｂｗはビット幅である。
【0031】
ＦＭＣＷレーダー信号処理において、１Ｄ ＦＦＴの後のチャープが、９０ｄＢ程度の高さのダイナミックレンジを有し得る。この高いダイナミックレンジは、近隣の目標と遠方の目標との間の経路損失差の結果である。各ビットが約６ｄＢのダイナミックレンジを提供するので、９０ｄＢのダイナミックレンジは約１５ビットの仮数を必要とし得るため、ＢＦＰ表示にとって、そのような高いダイナミックレンジは望ましくない可能性がある。しかしながら、単一のレンジビンに対する、アンテナを横切るダイナミックレンジは相対的に小さい（例えば、３０ｄＢ未満であり、これは約５ビットの仮数を必要とし得る）。更に、近隣のレンジビンに対する、及び異なるチャープを横切る同じレンジビンに対するダイナミックレンジもまた非常に小さくなり得る。このように、ブロック浮動小数点圧縮手法は、１Ｄ ＦＦＴの後、同じレンジビン又は近隣のレンジビンにおけるサンプルを圧縮するために有用である。
【0032】
例えば、２つの受信チャネルを備えるＦＭＣＷレーダーシステムを考えてみる。その場合、１Ｄ ＦＦＴの出力は、帯域内（Ｉ）チャネルに対して１６ビット、及び各受信チャネルの直交位相（Ｑ）チャネルに対して１６ビットの、３２ビットの複素サンプルである。ＢＦＰ圧縮を用いると、１Ｄ ＦＦＴの出力は、２つの受信チャネルを横切る同じレンジビンに対応する２つのサンプルのブロック（２×２×１６＝６４ビット）を取ること、ブロックに対して４ビットの共通スケール係数を用いること、及び、ブロックの４個のサンプルの各々に対して７ビットの仮数を用いることによって圧縮され得る。合計の圧縮されたブロックサイズは、３２ビット（２×２×７＋４＝３２ビット）であり、５０パーセント圧縮となる。各仮数が７ビットを占有するので、ビン毎の可能なダイナミックレンジは約４２ｄＢである。なお、単一のレンジビンに対するアンテナを横切るダイナミックレンジに起因するビン毎のダイナミックレンジ要求である３０ｄＢも、約１２ｄＢのマージンをもって、満足することに留意されたい。
【0033】
一般的に、１Ｄ ＦＦＴサンプルのＢＦＰ圧縮を実施するために、サンプルのブロックに対する共通スケール係数が決定され、その後、この共通スケール係数に基づいて、サンプルが圧縮される。共通スケール係数の決定は、ブロックにおける最大サンプルの絶対値に基づく。図１は、８ビットサンプル（２３ １２７ ６４ １２４）のブロックに対するＢＦＰ圧縮の例である。簡潔にするため、この例では、８のサンプルビット幅を用いている。現在のＦＭＣＷレーダーシステムにおいて、より典型的なサンプルビット幅は１６であり、将来のシステムにおいては、さらに大きくなり得る。ブロックにおけるサンプル値は、［０００１０１０１ｂ、０１１１１１１１ｂ、０１００００００ｂ、０１１１１１００ｂ］として、バイナリで書き込まれる。サンプルのブロックの元のビット幅は、３２ビットである。
【0034】
５０パーセントの圧縮を達成するために、圧縮されたブロックサイズは１６ビットでなければならない。各サンプルが８ビットであるので、１６ビットのうち３ビットはスケール係数に割り当てられ、残りの１３ビットのうちの１２ビットは４つの仮数の間で分けられ、各々３ビットが割り当てられる。１３番目のビットは用いられない。スケール係数は、４つのサンプルの最大値、１２７に基づき、それは７ビット幅である。従って、各サンプルに対する仮数の３ビットは、ビット［６、５、４］であり、サンプル毎に、４ビット［３、２、１、０］がドロップされるので、共通スケール係数は４になる。圧縮されたブロックは、３ビットスケール係数１００ｂであり、その後、各々がそれぞれのブロックの３最上位ビット（ＭＳＢ）である、４つの３ビット仮数が続く。
【0035】
幾つかの実施形態において、量子化の影響を低減するために、サンプル値は、切り捨ての前に丸められる。数学的には、丸めることは以下のようになる。サンプル値からｎビットがドロップされるべき場合は、値に２ｎ－１が加算され、その結果がｎビット切り捨てられる。本明細書において更に詳細に説明するように、幾つかの実施形態において、２ｎ－１の代わりにディザーが加算され得る。図１の例では、丸め及びディザーは用いられない。
【0036】
幾つかの実施形態において、ビットパッキング（ＰＡＣ）と称される特殊なタイプのＢＦＰ圧縮が実施される。ＰＡＣ圧縮手法において、入力サンプルは、固定スケール係数及び仮数ビット幅を用いてストアされる。値が固定されているのでスケール係数のストレージは必要ない。例えば、３２ビットサンプル、１４の共通スケール係数、及び１８ビットの仮数ビット幅を想定すると、３２ビットのＩサンプル及び３２ビットのＱサンプルが、１８ビットのＩサンプル及び１８ビットのＱサンプルとしてストアされ得る。図２は、４の固定スケール係数及び４ビットの仮数ビット幅を備える図１の例を用いてＰＡＣを図示している。
【0037】
幾つかの実施形態において、１Ｄ ＦＦＴの後、指数ゴロム（ＥＧ）圧縮が実施される。通常、数個の大型サンプルがオブジェクトの反射に対応し、残りのサンプルは相対的に小さいので、レーダーデータは、レンジ次元において疎らであることが予期される。このように、レンジ次元を横切る平均ビット幅は小さい。従って、サンプルビット幅に比例するスペースを各サンプルが占有する可変ビット幅圧縮手法が、データをストアするために必要とされる平均ビット幅（サンプル毎の）を有意に低減し得る。
【0038】
１つのそのような可変ビット幅手法は、次数ｋ指数ゴロム（ＥＧ）コーディングである。例えば、そのようなコーディングの説明は、参照として本明細書に組み込まれる、２０１６年１月２２日付けのｈｔｔｐｓ：／／ｅｎ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／Ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ－Ｇｏｌｏｍｂ＿ｃｏｄｉｎｇから利用可能なウィキベディア「指数ゴロムコーディング」にある。概して、次数ｋ指数ゴロムコードは、本明細書ではゴロムパラメータｋと称され得る値「ｋ」によってパラメータ化される。ゴロムパラメータｋは、入力ベクトルにおける最も共通するビット幅を表し、エンコードされた値の可変ビット幅の商と、固定ビット幅の余りとの間の境界を決定するために用いられる。本明細書において更に詳細に説明されるように、幾つかの実施形態において、ｋの値は、可能な値のリストを検索することによって選択され、それによって値が入力サンプル値に基づいて最適化される。
【文献】“Ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ－Ｇｏｌｏｍｂ ｃｏｄｉｎｇ，”Ｗｉｋｉｐｅｄｉａ， ｈｔｔｐｓ：／／ｅｎ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／Ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ－Ｇｏｌｏｍｂ＿ｃｏｄｉｎｇ
【0039】
図３は、ｋ＝２及び８のサンプルビット幅を想定した、値ｘ＝２１の次数ｋ ＥＧコーディングの例である。サンプル値は、初期的に、商と余りに割り算され（３００）、余りは、サンプル値の最下位ｋビットである。その後、商に１の値が加算され（３０２）、これは、２ｋをサンプル値ｘに加算することに等しい。増分された商のビット幅ｎｅｘｔｒａがその後決定され（３０４）、圧縮されたサンプルが構成される（３０６）。圧縮されたサンプルにおいて、最初の２ビットビットは、ｎｅｘｔｒａ－１の１進（ｕｎａｒｙ）表示であり、真ん中の３ビットは、増分された商の２進表示であり、最後の２ビットは、余りの２進表示である。
【0040】
上述されるように、ＦＭＣＷレーダー信号処理において、チャープに対応するデジタル化された時間ドメインサンプルに対してレンジＦＦＴサンプルがまず実施される。レンジＦＦＴサンプルは、その後、レーダーデータメモリにアレイとしてストアされる。本説明のため、ストレージは行方向であると想定される。幾つかの実施形態において、データは列方向にストアされる。後続の２Ｄ ＦＦＴ（又は任意の一層高次のＦＦＴ）を実施するために、このアレイのデータは列方向にアクセスされ、これには「転置アクセス」演算が必要となる。更に、列においてサンプルをアクセスするとき、これらのサンプルは、メモリにおいて連続的ではない。そのため、ダイレクトメモリアクセス（ＤＭＡ）デバイスが用いられる場合、ＤＭＡは、一般的にジャンプと称されるアドレスオフセットを用いて、第１のサンプルの後、各サンプルにアクセスするようにプログラムされる必要がある。ジャンプが一定である場合、そのようなメモリアクセスは最も効率的である。ジャンプが一定でない場合、列にアクセスするために必要なジャンプのシーケンスが記憶される必要があり得、それは付加的なメモリを必要とし得、圧縮オーバーヘッドを増大させ得る。
【0041】
幾つかの実施形態において、ジャンプが一定であることを確実にするために、ＢＦＰスキーム及びＥＧスキームはいずれも、本明細書においてサンプルのブロックと称され得る固定数のサンプルを固定数のビットに圧縮する。これは、ＢＦＰ圧縮を用いる場合、仮数及び共通スケール係数ビット幅が固定であるため、圧縮されたサイズが一定であるので簡単である。しかしながら、テキストブックＥＧエンコードは、エンコードされた出力のビット幅を保証しない可変ビット幅手法である。従って、テキストブックＥＧエンコードを用いて所望のビット幅が達成されない場合、量子化が実施される。幾つかの実施形態において、この量子化は、所望のビット幅を保証するために、最下位ビットの幾つかをドロップする形式をとる。本明細書において、ドロップするビットの数は、スケール係数又はＥＧスケール係数と称される。
【0042】
図４、図５、図１０、及び図１１は、ＢＦＰ圧縮及び次数ｋ ＥＧ圧縮の両方を実装する、圧縮管理構成要素４００に対する例示の高レベルアーキテクチャのブロック図である。動作中に用いられるべき圧縮のタイプは、ユーザ構成可能である。幾つかの実施形態において、１つの圧縮のタイプのみが実装される。圧縮管理構成要素４００は、埋め込みレーダーシステムにおける使用に適し、レーダー信号処理の１Ｄ ＦＦＴによって出力されるサンプルの圧縮及び伸張を管理する。図４のブロック図に示されるように、圧縮管理構成要素４００は、ダイレクトメモリアクセスデバイス（ＤＭＡ）とインタフェースするように設計される。
【0043】
概して、圧縮管理構成要素４００は、利用可能なメモリの予測可能であり既知である使用を確実にするために、ビットでの圧縮された出力サイズが所望の値以下であることを確実にする。圧縮管理構成要素４００は、ＢＦＰ圧縮及びＥＧ圧縮の両方に対して、２パス圧縮を提供する。２パス圧縮では、圧縮動作に対するパラメータが第１のパスにおいて決定され、実際の圧縮は、決定されたパラメータに従って、第２のパスで実施される。ＢＦＰ圧縮に対して、第１のパスは、圧縮されるべきサンプルのブロックに対する共通スケール係数を決定する。ＥＧ圧縮に対して、第１のパスは、圧縮されるべきサンプルのブロックに対するゴロムパラメータｋの最適値と、所望の圧縮比を保証するために用いるスケール係数とを決定する。このＥＧスケール係数は、ドロップする最下位ビットの数とも称される。
【0044】
図４を参照すると、圧縮管理構成要素４００は、パラメータ決定エンジン４０２、圧縮エンジン４１８、伸張エンジン４２０、入力ピン／ポンバッファ４１０、４１２、出力ピン／ポンバッファ４１４、４１６、及びリニアフィードバックシフトレジスタ（ＬＦＳＲ）４０８を含む。図１０及び図１４を参照して更に詳細に説明するように、ＬＦＳＲ４０８は、エンコードされたサンプルにディザーを付加するために用いられるディザー信号を提供する。
【0045】
入力ピン／ポンバッファ４１０、４１２は、圧縮されるべきサンプルのブロックを交互に受け取るためにＤＭＡと圧縮エンジン４１８との間に、及び伸張されるべき圧縮されたサンプルブロックを交互に受け取るためにＤＭＡと伸張エンジン４２０との間に結合される。出力ピン／ポンバッファ４１４、４１６は、ＤＭＡによってレーダーデータメモリにストアされるべき圧縮されたサンプルブロックを受け取るために圧縮エンジン４１８とＤＭＡとの間に、及び、ＤＭＡによってメモリにストアされるべきサンプルの伸張されたブロックを受け取るために伸張エンジンとＤＭＡとの間に結合される。ピン／ポンバッファメカニズムは、圧縮エンジン又は伸張エンジンが、入力ピンバッファ上で作動している場合に、ＤＭＡが入力ポンバッファへのアクセスを有するようになされ、また逆も同じであるようになされている。同様に、圧縮エンジン又は伸張エンジンが出力ピンバッファ上で作動している場合、ＤＭＡが出力ポンバッファへのアクセスを有し、また逆も同じである。
【0046】
パラメータ決定エンジン４０２は、圧縮プロセスの第１のパスを実装する。パラメータ決定エンジン４０２は、サンプルが入力ピン／ポンバッファ４１０、４１２にストアされているので、ＤＭＡから入力サンプルのストリームを受け取るように結合される。図５～図９を参照して更に詳しく説明されるように、パラメータ決定エンジン４０２は、ＢＦＰ圧縮に対するパラメータ値及びＥＧ圧縮に対するパラメータ値を計算するための機能性を含む。従って、パラメータ決定エンジン４０２は、サンプルのブロックに対する共通スケール係数を決定するための機能性、及びサンプルのブロックに対するゴロムパラメータｋ及びスケール係数を決定するための機能性を含む。
【0047】
圧縮エンジン４１８は圧縮プロセスの第２のパスを実装する。圧縮エンジン４１８は、サンプルのブロックを圧縮する際に用いられるべき圧縮パラメータを受け取るようにパラメータ決定エンジン４０２に結合される。図１０を参照して更に詳細に説明されるように、圧縮エンジン４１８は、入力ピン／ポンバッファ４１０、４１２の一方から読み出されるサンプルのブロックに対してＢＦＰ圧縮を実施するための、及び圧縮されたサンプルブロックを出力ピン／ポンバッファ４１４、４１６の一方にストアするための機能性を含む。圧縮エンジン４１８はまた、入力ピン／ポンバッファ４１０、４１２の一方から読み出されるサンプルのブロックに対してＥＧ圧縮を実施するための、及び圧縮されたサンプルブロックを出力ピン／ポンバッファ４１４、４１６の一方にストアするための機能を含む。
【0048】
伸張エンジン４２０は、圧縮エンジン４１８によって実施される圧縮を反転させる。図１１を参照して更に詳細に説明するように、伸張エンジン４２０は、入力ピン／ポンバッファ４１０、４１２の一方から読み出される圧縮されたサンプルブロックに対してＢＦＰ伸張を実施するための、及び伸張されたサンプルのブロックを、出力ピン／ポンバッファ４１４、４１６の一方にストアするための機能性を含む。伸張エンジン４２０はまた、入力ピン／ポンバッファ４１０、４１２の一方から読み出される圧縮されたサンプルブロックに対してＥＧ伸張を実施するための、及び伸張されたサンプルのブロックを出力ピン／ポンバッファ４１４、４１６にストアするための機能性を含む。
【0049】
図５を参照すると、パラメータ決定エンジン４０２は、符号拡張構成要素５０２、先頭ビットカウンタ構成要素５０４、ＢＦＰパラメータ決定構成要素５０６、及びＥＧパラメータ決定構成要素５０８を含む。符号拡張構成要素５０２は、必要に応じ、各サンプルを３２ビットに符号拡張する。先頭ビットカウンタ構成要素５０４は、ＢＦＰパラメータ決定構成要素５０６及びＥＧパラメータ決定構成要素５０６に対して必要に応じ、先頭ゼロビットに続く連続する先頭ゼロビット及び連続する先頭１ビットのカウントを決定するための機能性を含む。更に具体的には、ＢＦＰパラメータ決定構成要素５０６に対して、先頭ビットカウンタ構成要素５０４は、ブロックにおけるサンプルの絶対値の最大を決定するための、及び最大の最上位ビットにおける連続する先頭ゼロの数Ｎ０を決定するための機能性を含む。例えば、最大が、値０００００１１１１１１０１０１０１０１０１０１０１０１０１０００ｂを有する場合、Ｎ０＝５である。幾つかの実施形態において、先頭ビットカウンタ構成要素５０４は、最大可能ビット幅を備えるサンプルをつくるため、サンプルの絶対値を結合するようにＯＲ演算を行うことによって最大を決定する。先頭ビット決定構成要素５０４は、Ｎ０の値を提供するために、ＢＦＰパラメータ決定構成要素５０６に結合される。
【0050】
ＥＧパラメータ決定構成要素５０６に対して、先頭ビットカウンタ構成要素５０４は、ブロックにおける各サンプルの絶対値の最上位ビットにおける連続する先頭ゼロビットの数Ｎ０、及び各サンプルにおける連続する先頭ゼロビットに続く複数の連続する１ビットの数Ｎ１を決定するための機能性を含む。例えば、入力サンプルが０００００１１１１１１０１０１０１０１０１０１０１０１０１０００ｂである場合、Ｎ０＝５、及びＮ１＝６である。先頭ビット決定構成要素５０４は、各サンプルに対して、Ｎ０及びＮ１の両方の値を提供するため、ＥＧパラメータ決定構成要素５０８に結合される。
【0051】
ＢＦＰパラメータ決定構成要素５０６は、サンプルのブロックに対する共通スケール係数を決定するための機能性を含む。サンプルのブロックに対する共通スケール係数は、ブロックにおける最大のサンプルの絶対値のビット幅に基づく。上述したように、先頭ビット決定構成要素５０４は、最大サンプル値、及び最大の最上位ビットにおける連続する先頭ゼロの数Ｎ０を決定する。
【0052】
図６は、最大のサンプル値及びＮ０が与えられるときの、ＢＦＰパラメータ決定構成要素５０６によって実施され得る共通スケール係数を決定するための方法のフローチャートである。初期的に、最大サンプル値のビット幅ｂｗが計算される（６００）。ビット幅ｂｗは、最大サンプル値の最上位ビットにおける、第１の非ゼロビットで始まり、計算されるため、ビット幅はｂｗ＝３２－Ｎ０として計算される。計算されたビット幅ｂｗは、その後、符号ビットを含むように、１増分され（６０２）、ｂｗ＝ｂｗ＋１となる。その後、共通スケール係数ｂが、仮数の所望のビット幅未満のビット幅ｂｗとして計算され（６０４）、ｂ＝ｂｗ－仮数ｂｗとなる。最終的に、共通スケール係数は圧縮エンジン４１８に出力される（６０６）。
【0053】
図５を再度参照すると、ＥＧパラメータ決定構成要素５０８は、サンプルのブロックに対してゴロムパラメータｋ及びスケール係数ｂを決定するための機能性を含む。幾つかの実施形態において、ゴロムパラメータｋの値は、所定の値のアレイから選択される。幾つかのそのような実施形態において、アレイにおける値はユーザ指定される。任意の適切な数の所定の値がアレイに存在し得る。幾つかの実施形態において、所定の値の数は１６以下である。上述したように、先頭ビット決定構成要素５０４は、最上位ビットにおける連続する先頭ゼロの数Ｎ０、及び各サンプルに対するＮ０連続する先頭ゼロに続く連続する先頭１の数Ｎ１を決定する。図７～図９は、各サンプルに対するＮ０及びＮ１の値、及びｋに対する候補値のアレイが与えられるときの、サンプルのブロックに対するゴロムパラメータｋ及びスケール係数ｂを決定する方法のフローチャートであり、この方法はＥＧパラメータ決定構成要素５０８によって実施され得る。
【0054】
最初に図７を参照すると、候補値のアレイにおける候補のゴロムパラメータ値ｋｉの各々に対して、ビットにおけるエンコードされたブロックサイズＳ１が初期的に計算される（７００）。エンコードされたブロックサイズの計算の例は、以下に図８を参照して説明する。最適なｋｉ及びスケール係数ｂが、サンプルブロックに対して、エンコードされたブロックサイズＳ１に基づいて決定される（７０２）。最適なｋｉ及びスケール係数ｂの決定は、以下に図９を参照して説明する。最適なｋｉ及びスケール係数ｂのインデックスｉは、その後、圧縮エンジン４１８に出力される（７０４）。
【0055】
図８は、各候補ゴロムパラメータ値ｋｉに対するエンコードされたブロックサイズＳｉの計算のための例示の方法のフローチャートである。概して、サンプルのブロックにおける各サンプル（８１８）について、エンコードされたビット幅が各候補ゴロムパラメータｋｉに対して計算され（８０４～８１６）、対応するエンコードされたブロックサイズＳｉが更新される（８１２）。所与のサンプルに対して、初期的に、先頭連続ゼロビットのないサンプルのビット幅ｂｗ１が計算される（８００）。先頭連続ゼロビットＮ０のないサンプルのビット幅ｂｗ２、及び続く連続１ビットＮ１も計算される（８０２）。その後、ゴロムパラメータ２ｋｉの加算の後のサイズのビット幅ｂｗが、初期候補のゴロムパラメータ値ｋｉに対して計算される（８０６～８１０）。対応するブロックサイズ累積器Ｓｉは、２ｂｗ－（ｋｉ＋１）によって与えられる合計のエンコードされたビット幅を用いて、更新される（８１２）。ビット幅ｂｗを計算するステップ（８０６～８１０）、及びブロックサイズ累積器Ｓｉを合計のエンコードされたビット幅を用いて更新するステップ（８１２）は、次の候補ｋｉがある場合は、それに対して繰り返される（８１６）。
【0056】
図９は、エンコードされたブロックサイズＳｉが与えられるときの、最適なｋｉ及びスケール係数ｂの決定のための例示の方法のフローチャートである。対応するエンコードされたブロックサイズＳｉに基づいて、各候補ゴロムパラメータ値ｋｉに対してスケール係数ｂｉが初期的に計算される（９００～９０８）。スケール係数ｂｉは、エンコードされたブロックサイズＳｉと所望のエンコードされたサイズとの間の差ｅｉをまず計算する（９０２）ことによって計算される。計算された差ｅｉは、スケール係数ｂｉを計算するために、所望のサイズに合うようにドロップされる必要があり得るビットの数を計算する（９０４）ために用いられる。スケール係数ｂｉを計算するための疑似コードが表１に示される。この表において、ｌｏｇ２＿ｎｓａｍｐｓ＿ｂｌｋは、ブロックにおけるサンプルの数のビット幅である。
【表1】
【0057】
各ｋｉに対してスケール係数ｂｉが計算された後、最小有効ｂｉが、サンプルブロックを圧縮するためのスケール係数ｂとして選択され（９１０）、対応する候補ゴロムパラメータ値ｋｉが、ゴロムパラメータｋとして選択される。ｂｉ≦ｋｉの場合、スケール係数ｂｉは有効である。スケール係数ｂ及び対応するｋｉのインデックスｉが戻される（９１２）。有効スケール係数が存在しない場合、エラーがシグナリングされ得る。
【0058】
図１０を参照すると、圧縮エンジン４１８は、入力フォーマッティング構成要素１００２、ＢＦＰエンコーダ構成要素１００４、ＥＧエンコーダ構成要素１００６、ビットパッキング構成要素１００８、及び圧縮制御構成要素１０１０を含む。圧縮エンジン４１８への入力はサンプルのブロックであり、圧縮エンジン４１８の出力は、ＢＦＰフォーマット又はＥＧフォーマットの一方における圧縮されたサンプルブロックである。幾つかの実施形態において、圧縮されたサンプルブロックの所望のサイズはユーザ指定され、圧縮エンジンは、各圧縮されたサンプルブロックが所望のサイズ内に適合することを確実にする。幾つかの実施形態において、所望のサイズは８ビットの倍数である。
【0059】
図１２は、ＢＦＰ圧縮されたサンプルブロックの例示のフォーマットを図示する。圧縮されたブロックは、ブロックにおけるサンプルに対するスケール係数を含むヘッダーで始まる。ヘッダーの後、２の補数フォーマットにおける各サンプルの仮数のシーケンスが続く。スケール係数のビット幅及び仮数のビット幅はユーザ指定される。スケール係数のビット幅及び仮数のビット幅が所望のビット幅未満である場合、圧縮されたブロックの最後にパディングが存在し得る。パディングビットの数は、所望のビット幅、指定された仮数ビット幅、指定されたスケール係数ビット幅、及びブロック毎のサンプルの数に依存する。
【0060】
図１３は、ＥＧ圧縮されたサンプルブロックの例示のフォーマットを図示する。圧縮されたブロックは、ゴロムパラメータアレイにおける圧縮されたブロックに対するゴロムパラメータｋのインデックス及び圧縮されたブロックに対するスケール係数を含むヘッダーで始まる。ヘッダーの後、ブロックにおける各サンプルに対する可変ビット幅ＥＧ圧縮されたビットシーケンス、及び各サンプルに対する符号ビットが続く。ＥＧエンコードが各サンプルの絶対値に対して実施されるので、各エンコードサンプルの符号は、圧縮されたサンプルブロックにおけるエンコードサンプルに続く。ヘッダーのビット幅、及び添付された符号ビットを備える圧縮されたサンプルのビット幅が所望のビット幅未満である場合、圧縮されたブロックの最後にパディングが存在し得る。
【0061】
図１０を再度参照すると、入力フォーマッティング構成要素１００２は、必要に応じ、各Ｉ及びＱサンプルを３２ビットに符号拡張する。圧縮制御構成要素１０１０は、圧縮エンジン４１８の全体的な動作を制御する。圧縮制御構成要素１０１０は、入力ピン／ポンバッファ４１０、４１２と出力ピン／ポンバッファ４１４、４１６との間の切り替えを管理するため、及び、圧縮されたデータが書き込まれるアドレスを管理するため、及び、入力ブロック間で圧縮エンジン４１８をリセットするため、及び圧縮された出力のフォーマッティングを管理するための機能性を含み得る。幾つかの実施形態において、圧縮制御構成要素１０１０は、状態機械として実装される。
【0062】
ＢＦＰエンコーダ構成要素１００４は、サンプルブロックにおける各サンプルから所望のビット幅の仮数を抽出するために、パラメータ決定エンジン４０２によって決定された共通スケール係数ｂを用いる。ＢＦＰエンコーダ構成要素１００４は、各サンプルの仮数ビットを提供するために、ビットパッキング構成要素１００８に結合される。図１４は、ＢＦＰエンコーダ構成要素１００４によって実装され得る、サンプルブロックにおける各サンプルの仮数を抽出するための例示の方法のフローチャートである。サンプルブロックにおける各サンプルに対してステップ１４００～１４０６が繰り返される（１４０８）。この方法は、サンプルにディザーが付加されることを想定する。幾つかの実施形態において、ディザーの付加は任意であり、そのため、ディザーの付加は、ユーザ指定されるパラメータによってオン又はオフにされ得る。
【0063】
スパーを防止するために、初期的に、ディザーがサンプルに付加される（１４００）。図４を参照して説明するように、付加されるべきディザー信号は、ＬＦＳＲ４０８によって提供される。任意の適切な数のディザービットが付加され得る。ディザー値は、サンプルごとに異なり得る。概して、ディザーは、量子化に起因して生じ得るパターンを回避するために量子化の前に付加される単なるノイズである。そのようなパターンはスパーとなり得る。幾つかの実施形態において、１８ｄＢの合計ＳＦＤＲ保護に対して、ディザーの各ビットがスパーフリーダイナミックレンジ（ＳＦＤＲ）に約６ｄＢを付加するので、ディザー信号は３ビットである。レーダー信号の２Ｄ ＦＦＴ処理の後の、検出信号対ノイズ比は、通常、１５～１８ｄＢである。従って、１８ｄＢのＳＦＤＲ保護は、スパーがノイズフロアの測定に影響を与えることを防止するために充分であり得る。
【0064】
サンプルへのディザーの付加の説明を簡潔にするために、３ビットのディザーを想定する。幾つかの実施形態において、よりシンプルなハードウェア設計を促進するために、サンプルが量子化されるべきとき、即ち、ｂ≧１のとき、にのみディザーが必要とされる場合であってもディザーが各サンプルに付加される。そのような実施形態において、ディザーに等しい数のゼロがサンプルの最後に付加される。例えば、ディザーが３ビットである場合、３つのゼロが付加される。更に具体的には、６ビットサンプルｘ＝０１１１０１ｂの場合、ｘ’＝０１１１０１０００ｂである。ディザーの３ビットは、その後、（ｂ－１）番目の位置で始まり付加される。例えば、ディザーが１０１ｂでありｂ＝０の場合、ｘ’＋ディザー＝０１１１０１１０１ｂである。ディザーが１０１ｂでありｂ＝１の場合、ｘ’＋ディザー＝０１１１０１０００ｂ＋０００００１０１０ｂ＝０１１１１００１０ｂである。
【0065】
ディザーが付加されたサンプルは、その後、仮数を生成するために、スケール係数ｂとディザービットの数（例えば３）の合計分、右にシフトされる（１４０２）。上記の２例を継続すると、ｂ＝０の場合、値０１１１０１１０１ｂが３右にシフトされ、その結果、０１１１０１ｂの仮数となり、ｂ＝１の場合、値０１１１１００１０ｂが４右にシフトされ、その結果、０１１１１ｂの仮数となる。結果の仮数の値は、その後、値のビット幅が所望のビット幅より大きい場合、所望の仮数ビット幅に飽和される（１４０４）。仮数はその後、ビットパッキング構成要素１００８に出力される（１４０６）。
【0066】
図１０を再度参照すると、ＥＧエンコーダ構成要素１００６は、パラメータ決定エンジン４０２によって決定されたゴロムパラメータｋ及びスケール係数ｂを用いて、サンプルのブロックの指数ゴロムエンコードを実施する。ＥＧエンコーダ構成要素１００６は、各サンプルのＥＧエンコードされたビットを提供するために、ビットパッキング構成要素１００８に結合される。図１５は、ＥＧエンコーダ構成要素１００６によって実装され得る、サンプルのブロックの各サンプルのＥＧエンコードのための例示の方法のフローチャートである。サンプルブロックの各サンプルに対して、ステップ１５００～１５１８が繰り返される（１５２０）。この方法は、ディザーがサンプルに付加されることを想定している。幾つかの実施形態において、ディザーの付加は任意であり、そのため、ディザーの付加は、ユーザ指定されるパラメータによってオン又はオフにされ得る。例示の８ビットサンプルｘ＝０００１０１０１ｂ、ｋ＝３、及びｂ＝１を用いて、この方法を説明する。
【0067】
初期的に、サンプルｘの符号ｓが抽出され（１５００）、ｘがｘの絶対値に設定される（１５０２）。従って、ｓ＝０及びｘ＝｜ｘ｜＝０００１０１０１ｂである。その後、ゴロムパラメータがｘに付加される（１５０４）。従って、ｘ＝ｘ＋２ｋ＝０００１０１０１ｂ＋１０００ｂ＝０００１１１０１ｂである。その後、ｘのビット幅ｂｗが計算される（１５０６）。ｘのビット幅は、ｘのＭＳＢにおける先頭連続ゼロ値ビットがドロップされた後のｘにおけるビットの数である。従って、ｂｗ＝５である。
【0068】
その後、ディザーがｘに付加される（１５０８）。図４を参照して説明されたように、付加されるべきディザー信号は、ＬＦＳＲ４０８によって提供される。任意の適切な数のディザービットが付加され得る。ディザー値は、サンプルごとに異なり得る。概して、ディザーは、量子化に起因して生じ得るパターンを防止するために量子化の前に付加される単なるノイズである。そのようなパターンはスパーとなり得る。幾つかの実施形態において、１８ｄＢの合計ＳＦＤＲ保護に対して、ディザーの各ビットがスパーフリーダイナミックレンジ（ＳＦＤＲ）に約６ｄＢを付加するので、ディザー信号は３ビットである。レーダー信号の２Ｄ ＦＦＴ処理の後の、検出信号対ノイズ比は、通常、１５～１８ｄＢである。従って、１８ｄＢのＳＦＤＲ保護は、スパーがノイズフロアの測定に影響を与えることを防止するために充分であり得る。
【0069】
サンプルへのディザーの付加の説明を簡潔にするために、３ビットのディザーを想定する。幾つかの実施形態において、よりシンプルなハードウェア設計を促進するために、サンプルが量子化されるべき場合、即ち、ｂ≧１のとき、にのみディザーが必要とされる場合であってもディザーが各サンプルに付加される。そのような実施形態において、ディザーに等しい数のゼロがサンプルの最後に付加される。例えば、３ビットのディザーを想定すると、３つのゼロが付加される。例として、サンプルｘ＝０００１１１０１ｂである場合、ｘ’＝０００１１１０１０００ｂである。ディザーは、（ｂ－ｌ）番目の最下位ビット位置で付加される。従って、ディザーが１１１ｂでありｂ＝１である場合、ｘ’＋ディザー＝０１１１０１０００ｂ＋０００００１１１０ｂ＝０１１１１０１１０ｂである。値のビット幅がｂｗより大きい場合、結果の値は、ビット幅ｂｗに飽和される（１５１０）。この例において、ディザーの付加がビット幅を増加させなかったので、飽和は必要ない。
【0070】
エンコードされたサンプルの１進部分は、その後、ｂｗ－（ｋ＋１）＝１として計算される（１５１２）。このように、エンコードされたサンプルの１進部分は、単一の０である。エンコードされたサンプルの２進部分も計算される（１５１４）。ディザーが付加されたサンプルは、ｂ＋３右にシフトされ（１５１４）、２進部分は結果のｂｗ－ｂ最下位ビットである。従って、ｘ’＋ディザー＞＞４＝０００１１１１ｂであり、２進部分は１１１１ｂである。圧縮されたサンプルを生成するために、１進部分と２進部分は、結合され、符号ｓが付加され（１５１６）、圧縮されたサンプルはビットパッキング構成要素１００８に出力される（１５１８）。この例を完了すると、圧縮されたサンプルは０１１１１０ｂである。
【0071】
ビットパッキング構成要素１００８は、圧縮制御構成要素１０１０による制御下で、圧縮されたサンプルブロックのヘッダーのビット、及びエンコーダ構成要素１００４、１００６の１つから受け取るエンコードされたサンプルのビットを、出力ブロックの中にパッキングする。概して、ビットパッキング構成要素１００８は、出力をメモリに容易にストアできるようにするために、（可変ビット幅又は固定ビット幅の）データのセットを、「メモリワード」の既知のチャンクの中にパッキングする。幾つかの実施形態において、ビットパッキング構成要素１００８は、ビットストリームをアクセプトし、出力メモリワードサイズにマッチするビットのチャンクを画定し、チャンクが準備できると、出力ピン／ポンバッファの一方にビットストリームを書き込む、シフトレジスタである。
【0072】
図１１を参照すると、伸張エンジン４２０８は、ビットアンパッキング構成要素１１０２、ＢＦＰデコーダ構成要素１１０４、ＥＧデコーダ構成要素１１０６、出力フォーマッティング構成要素１１０８、及び伸張制御構成要素１１１０を含む。出力フォーマッティング構成要素１１０８は、各伸張されたサンプルを、符号拡張し、必要に応じ、１６ビット又は３２ビットに飽和させる。
【0073】
伸張制御構成要素１１１０は、伸張エンジン４２０の全体的な動作を制御する。伸張制御構成要素１１１０は、入力ピン／ポンバッファ４１０、４１２と出力ピン／ポンバッファ４１４、４１６との間の切り替えを管理するため、及び、伸張されたデータが書き込まれるアドレスを管理するため、及び、圧縮された入力ブロック間で伸張エンジン４２０をリセットするための機能性を含み得る。幾つかの実施形態において、伸張制御構成要素は状態機械として実装される。
【0074】
ＢＦＰデコーダ構成要素１１０４は、圧縮されたサンプルブロックのＢＦＰ復号を実施する。ＢＦＰデコーダ構成要素１１０４は、復号されたサンプルを出力するため、出力フォーマッティング構成要素１１０８に結合される。ＢＦＰデコーダ構成要素１１０４は、圧縮されたサンプルブロックに対するスケール係数ｂ、及びブロックにおける各サンプルに対する仮数を受け取るため、ビットアンパッキング構成要素１１０２に結合される。各エンコードされたサンプルを復号するために、ＢＦＰデコーダ構成要素１１０４は、対応する仮数を３２ビットに符号拡張し、結果に２ｂを掛けて、出力サンプルを生成する。各出力サンプルは、出力フォーマッティング構成要素１１０８に出力される。
【0075】
ＥＧデコーダ構成要素１１０６は、圧縮されたサンプルブロックの指数ゴロム復号を実施する。ＥＧデコーダ構成要素１１０６は、復号されたサンプルを提供するために、出力フォーマッティング構成要素１１０８に結合される。ＥＧデコーダ構成要素１１０６は、圧縮されたサンプルブロックに対するゴロムパラメータｋのインデックスｉ、圧縮されたサンプルブロックに対するスケール係数ｂ、及びブロックにおける各エンコードされたサンプルを受け取るために、ビットアンパッキング構成要素１１０２に結合される。
【0076】
ｋ及びｂが与えられると、圧縮されたサンプルブロックにおける各サンプルの復号が以下のように実施され得る。初期的に、ビットアンパッキング構成要素１１０２が、サンプルにおける先頭ゼロの数Ｎ０をカウントし、Ｎ０をＥＧデコーダ構成要素１１０６に提供する。ＥＧデコーダ構成要素１１０６は、Ｎ０を用いて、サンプルのビット幅ｂｗを計算し、従って、ｂｗ＝（Ｎ０＋２）＋（ｋ－ｂ）である。この式をさらに説明すると、（ｋ－ｂ）ビットは、圧縮されたサンプルの余りの部分にあり、（Ｎ０＋１）ビットは、圧縮されたサンプルの商の部分にある。最後のビットは、符号ビットに対するものであり、それはサンプルの最後に付加される。
【0077】
ＥＧデコーダ構成要素１１０６は、ビット幅ｂｗを伸張制御構成要素１１１０に通信する。それによって、ビットアンパッキング構成要素１１０２が、サンプルのｂｗビットをＥＧデコーダ構成要素１１０６に提供する。ＥＧデコーダ構成要素１１０６は、ｂｗビットに２ｂを掛け、結果からゴロム定数２ｋを除去し、符号ビットを適用して、出力サンプルを生成する。各出力サンプルは、出力フォーマッティング構成要素１１０８に出力される。
【0078】
例えば、ビットアンパッキング構成要素１１０２が１６ビット長のバレルシフタであり、バレルシフタのビットが０１１１１００１０１０１０１０１ｂによって与えられていると想定する。ｋ＝３及びｂ＝１とする。バレルシフタは、先頭ゼロの数をカウントし、そのため、Ｎ０＝１である。バレルシフタはその後、１１１１００１０１０１０１０１０ｂに更新され、第１のビットがイジェクトされ、別のビットが取り入れられる。サンプルビット幅はその後、ＥＧデコーダ構成要素１１０６によって、上述の式を用いて、５として計算される。バレルシフタの第１の５ビット、１１１１０ｂは、ＥＧデコーダ構成要素１１０６へイジェクトされる。符号ビットはＬＳＢであり、これは、この例では０であり、正の数を示している。従って、圧縮されたサンプルは１１１１ｂであり、それに２ｂが掛けられて、１１１１０ｂとなる。その後、ゴロム定数（２ｋ、ｋ＝３）が積算の結果から引かれ、１０１１０ｂが生成され、これは、復号された出力サンプルである。
【0079】
ビットアンパッキング構成要素１１０２は、伸張制御構成要素１１１０の制御下で、圧縮されたサンプルブロックを読み出すように、及び、ＢＦＰデコーダ構成要素１１０４又はＥＧデコーダ構成要素１１０６による復号のためにコンテンツをアンパックするように動作する。ビットアンパッキング構成要素１１０２は、ＥＧエンコードされたサンプルにおける先頭ゼロの数をカウントするため、及びエンコードされたサンプルの１進部分を抽出するために用いられる、先頭ゼロカウントモードと、指定された数のビットを入力圧縮されたサンプルブロックから抽出するために用いられる通常モードとの２つの動作モードを実装する。
【0080】
更に具体的には、入力圧縮されたブロックがＢＦＰを用いて圧縮されたときは、スケール係数のビット及び各仮数のビットを抽出するため、及びそれらをＢＦＰデコーダ構成要素１１０４に提供するために、通常モードが用いられる。ブロックのサイズ、スケール係数のビット幅、及び仮数のビット幅を決定するパラメータは、伸張制御構成要素１１１０によって提供される。入力圧縮されたブロックがＥＧを用いて圧縮されたときは、ゴロムパラメータｋのインデックスのビット、スケール係数のビット、及び各ＥＧエンコードされたサンプルの２進部分のビットを抽出するために通常モードが用いられる。ブロックのサイズ、インデックスのビット幅、スケール係数のビット幅、及びエンコードされたサンプルのビット幅を決定するパラメータは、伸張制御構成要素１１１０によって提供される。幾つかの実施形態において、ビットアンパッキング構成要素１１０２はシフトレジスタである。
【0081】
幾つかの実施形態において、圧縮管理構成要素４００は、上述したＰＡＣ圧縮手法（これは、ＢＦＰの特殊なタイプである）を提供するように構成可能である。そのような実施形態において、スケール係数及び仮数ビット幅は既知であるので、ＢＦＰ圧縮の第１のパスはスキップされる。また、圧縮されたサンプルブロックにヘッダーは含まれない。
【0082】
幾つかの実施形態において、圧縮管理構成要素４００は、ゴロムパラメータｋ及びＥＧ圧縮に対するスケール係数に対して、ユーザ指定された値を用いるように構成可能である。そのような実施形態において、ＥＧ圧縮に対するパラメータ値は既知であるので、ＥＧ圧縮の第１のパスはスキップされる。また、圧縮されたサンプルブロックにヘッダーは含まれない。幾つかのそのような実施形態において、ゴロムパラメータｋに対してユーザ指定される値は、値のアレイであり得る。サンプルのブロックがＥＧエンコーダ１００６によって圧縮されるので、アレイにおける値は、サンプルのブロックをエンコードするために用いられる。例えば、３２の値がアレイにある場合、第１の値はサンプルのブロックをエンコードするために用いられ、第２の値はサンプルの次のブロックをエンコードするために用いられ、第３の値はサンプルの次のブロックをエンコードするために用いられる等、３２の値すべてが用いられるまで成される。その後、サイクルは、アレイにおける第１の値で始まり繰り返される。アレイは任意の適切な数の値を含み得る。幾つかの実施形態において、アレイのサイズは、入力ピン／ポンバッファにストアされ得るサンプルブロックの最大数に基づく。
【0083】
幾つかの実施形態において、可変ビット幅ブロック浮動小数点（ＶＢＢＦＰ）圧縮等のＢＦＰ圧縮の変形が実施される。ＶＢＢＦＰ圧縮では、圧縮されるべきサンプルのブロックが、ｍ個のサンプルの、複数の同じサイズのサブブロックに分割される。任意の適切な値のｍが用いられ得る。サンプルのブロックは、本明細書ではスーパーブロックと称される。スーパーブロックにおけるサンプルの数、及びサブブロックにおけるサンプルの数ｍは、経験的に決定され得る。スーパーブロックのサブブロックにおけるサンプルに対する仮数は、サブブロックに対して計算されるスケール係数に加えて、スーパーブロックに対して計算されるスーパーブロックスケール係数を用いて決定される。ＢＦＰと同様に、ＶＢＢＦＰ圧縮は２パスプロセスであり、第１のパスにおいてサンプルのスーパーブロックの圧縮に対するパラメータが決定され、第２のパスにおいて、パラメータを用いてサンプルの実際の圧縮が実施される。図１７は、ＶＢＢＦＰ圧縮パラメータを決定するための例示の方法のフローチャートであり、図１８は、これらのパラメータを用いてＶＢＢＦＰ圧縮を実施するための例示の方法のフローチャートである。
【0084】
図１６は、スーパーブロックが２つのサブブロックを含むことを想定する、ＶＢＢＦＰ圧縮されたサンプルのスーパーブロックのフォーマットを図示する。圧縮されたブロックは、スーパーブロックにおけるサンプルに対するスーパーブロックスケール係数ｂを含むヘッダーで始まり、その後、各々が図１２のフォーマットを有する、スーパーブロックのＢＦＰ圧縮されたサブブロックが続く。スーパーブロックスケール係数Ｂのビット幅ｂｗＢ、並びに、共通スケール係数ｂ１及びｂ２のビット幅ｂｗｂは、ユーザ指定され得る。特に示されていないが、圧縮されたスーパーブロックの合計のビット幅が所望のビット幅未満である場合、圧縮されたブロックの最後にパディングが存在し得る。パディングビットの数は、所望のビット幅、指定された仮数ビット幅、指定された共通スケール係数ビット幅、指定されたスーパーブロックスケール係数ビット幅、及びスーパーブロック毎のサンプルの数に依存する。
【0085】
図１７は、サンプルのスーパーブロックのＶＢＢＦＰ圧縮パラメータを決定するための例示の方法のフローチャートである。ＢＦＰとは異なり、任意のサブブロックに対して仮数に対するビットの数は固定されていない。代わりに、仮数は、第１のパスにおいて、量子化が必要ではないと想定して計算される。初期的に、各サブブロック１７０２に対してサブブロックスケール係数が計算される（１７００）。サブブロックに対するサブブロックスケール係数を計算するために、サブブロックにおける各サンプルに対する絶対値の最大値が計算される。この最大値のビット幅は、サブブロックにおける各サンプルの仮数に対するビット幅であり、従って、計算されたビット幅はサブブロックスケール係数ｂである。サブブロックスケール係数が計算された後、圧縮されたスーパーブロックのビット幅が推定される（１７０４）。スーパーブロックのビット幅Ｓは、
として推定され得、ここで、ｎは、スーパーブロックにおけるサブブロックの数であり、ｂｉは、サブブロックｉに対するサブブロックスケール係数であり、ｂｗｂは、各サブブロックスケール係数のビット幅であり、ｂｗＢは、スーパーブロックスケール係数のビット幅である。符号ビットのストレージを収容するために、各サブブロックスケール係数に１が付加される。
【0086】
スーパーブロックの推定されたサイズＳが、所望の圧縮されたサイズより大きい場合（１７０６）、スーパーブロックに対するスケール係数Ｂが決定される（１７０８）。そうでない場合は、スケール係数Ｂはゼロに設定される（１７１０）。スケール係数Ｂの値は、スーパーブロックの圧縮されたサイズが所望のサイズ以下になるようにスーパーブロックにおける各サンプルからドロップされるべき最下位ビットの数である。サブブロックスケール係数及びスーパーブロックスケール係数の値は、スーパーブロックをエンコードする際に用いるために、出力される（１７１２）。スーパーブロックスケール係数ｂは、Ｂ＝ｃｅｉｌ（（Ｓ－ＣＺ）／（２×ｍ））として計算され得、ここで、ＣＺは所望の圧縮されたサイズであり、関数ｃｅｉｌは、実数をその実数以上の近似整数に変換する。
【0087】
図１８は、サブブロックスケール係数及びスーパーブロックスケール係数を用いて、スーパーブロックにおける各サンプルのＶＢＢＦＰ圧縮を実施するための例示の方法のフローチャートである。各サブブロック１８１０における各サンプル１８０８について、サンプル値は、スーパーブロックスケール係数Ｂによって指定されるように、サンプル値の最下位ビットの数をドロップする（１８００）ことによって切り捨てられる。その後、サンプルの仮数が計算され（１８０２）、出力される（１８０６）。仮数の計算は、図１４のステップ１４００～１４０４に類似する。スーパーブロックスケール係数は、サブブロックのエンコードされた値の前に出力され、サブブロックに対するサブブロックスケール係数は、サブブロックにおけるサンプルの仮数の前に出力される。
【0088】
図１９は、スーパーブロックスケール係数Ｂ及びサブブロックスケール係数が与えられるときの、圧縮されたスーパーブロックのＶＢＢＦＰ復号のための例示の方法のフローチャートである。圧縮されたスーパーブロックの各サブブロック１９０８における各サンプル１９０６に対して、仮数が３２ビットに符号拡張される（１９００）。仮数のビット幅は、サブブロックスケール係数ｂによって与えられる。復号されたサンプルを生成するために、結果に２Ｂが掛けられ（１９０２）、ここで、Ｂはスーパーブロックスケール係数であり、復号されたサンプルが出力される（１９０４）。
【0089】
図２０は、本明細書で説明するようにレーダー信号の圧縮を実施するように構成される、例示のＦＭＣＷレーダーシステム２０００のブロック図である。この実施形態において、レーダーシステムは、埋め込み応用例における用途に適するレーダー集積回路（ＩＣ）である。レーダーＩＣ２０００は、ＦＭＣＷ信号を送信するための複数の送信チャネル２００４、及び反射され送信された信号を受け取るための複数の受信チャネル２００２を含み得る。受信チャネル及び送信チャネルの任意の適切な数、及び受信チャネルの数及び送信チャネルの数は異なり得る。
【0090】
送信チャネルが、適切なトランスミッタ及びアンテナを含む。受信チャネルが、適切なレシーバ及びアンテナを含む。また、受信チャネル２００２の各々は同一であり、受け取った無線周波数（ＲＦ）信号を増幅するための低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）２００５、２００７と、送信された信号を受信した信号とミックスして、中間周波数（ＩＦ）信号（代替的に、デチャープされた信号、ビート信号、又は生レーダー信号と称される）を生成するためのミキサー２００６、２００８と、ビート信号をフィルタリングするためのベースバンドバンドパスフィルタ２０１０、２０１２と、フィルタリングされたＩＦ信号を増幅するための可変ゲイン増幅器（ＶＧＡ）２０１４、２０１６と、アナログＩＦ信号をデジタルＩＦ信号に変換するためのアナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）２０１８、２０２０とを含む。
【0091】
受信チャネル２００２は、デジタルＩＦ信号をＤＦＥ２０２２に提供するため、デジタルフロントエンド（ＤＦＥ）構成要素２０２２に結合される。ＤＦＥは、サンプリングレートを低減し、信号をベースバンドに戻すために、デジタルＩＦ信号に対して間引きフィルタリングを実施するための機能性を含む。ＤＦＥ２０２２はまた、ＤＣオフセット除去等の他の動作をデジタルＩＦ信号に対して実施し得る。ＤＦＥ２０２２は、ＤＦＥ２０２２の出力を信号プロセッサ構成要素２０４４に送信するために、信号プロセッサ構成要素２０４４に結合される。
【0092】
信号プロセッサ構成要素２０４４は、レーダーシステム２０００のＦＯＶにおける任意のオブジェクトを検出するため、及び検出されたオブジェクトのレンジ、速度、及び到来角を識別するために、レーダーデータのフレームのデジタルＩＦ信号に対して信号処理を実施するように構成される。信号プロセッサ構成要素２０４４は、信号処理の間にレーダーデータメモリ２０２６に対するデータの読み出し及び書き込みを行うために、ダイレクトメモリアクセス（ＤＭＡ）構成要素２０４６を介してレーダーデータメモリ構成要素２０２４に結合される。信号処理（上述したような事前処理及び後処理等）を実施するために、信号プロセッサ構成要素２０４４は、メモリ構成要素２０４８にストアされているソフトウェア命令を実行する。信号プロセッサ構成要素２０４４は、任意の適切なプロセッサ又はプロセッサの組み合わせを含み得る。例えば、信号プロセッサ構成要素２０４４は、デジタル信号プロセッサ、ＭＣＵ、ＦＦＴエンジン、ＤＳＰ＋ＭＣＵプロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、又は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）であり得る。
【0093】
レーダーデータメモリ構成要素２０２４は、信号プロセッサ構成要素２０４４によって実施される信号処理の間、レーダーデータに対してストレージを提供する。レーダーデータストレージ構成要素２０２４は、圧縮管理構成要素２０２５及びレーダーデータメモリ構成要素２０２６を含む。レーダーデータメモリ構成要素２０２６は、スタティックＲＡＭ等の任意の適切なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）であり得る。レーダーデータメモリ構成要素２０２６は、予期されるチャープの最大フレームに対応するレーダーデータをストアするために充分なメモリを含む。
【0094】
圧縮管理構成要素２０２５は、レンジ値のブロックの圧縮及び伸張を実装する。更に具体的には、圧縮管理構成要素２０２５は、信号プロセッサ構成要素２０４４によって実施されるレンジＦＦＴの結果を受け取るために、ＤＭＡ構成要素２０４６に結合される。圧縮管理構成要素２０２５は、レンジ値（即ち、レンジサンプル）のブロックを圧縮するための、及びレーダーデータメモリ構成要素２０２６におけるストレージのために、圧縮されたサンプルブロックをＤＭＡ構成要素２０４６に提供するための機能性を含む。
【0095】
更に、圧縮管理構成要素２０２５は、圧縮されたサンプルブロックをレーダーデータメモリ構成要素２０２６から受け取るために、ＤＭＡ構成要素２０４６に結合される。圧縮管理構成要素２０２５は、圧縮されたサンプルブロックを伸張するための、及び信号プロセッサ構成要素２０４４による更なる処理のため、メモリ２０４８へのストレージのために、伸張されたサンプル（レンジ値）をＤＭＡ構成要素２０４６に提供するための機能性を含む。
【0096】
圧縮管理構成要素２０２５は、本明細書に説明されるように、ＢＦＰ圧縮／伸張、ＥＧ圧縮／伸張、ＰＡＣ圧縮／伸張、及び／又は、ＶＢＢＦＰ圧縮／伸張を実装するための機能性を含み得る。幾つかの実施形態において、圧縮管理構成要素２０２５は、図４の圧縮管理構成要素４００のアーキテクチャを有し得る。
【0097】
例えば、オンチップメモリ構成要素２０４８は、オンチップストレージ（コンピュータ可読媒体等）を提供し、オンチップストレージは、レーダーＩＣ２０００の種々の構成要素間でデータを通信するために、及びレーダーＩＣ２０００上でプロセッサによって実行されるソフトウェアプログラムをストアするために用いられ得る。オンチップメモリ構成要素２０４８は、リードオンリーメモリ及び／又はスタティックＲＡＭ等のランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）の任意の適切な組み合わせを含み得る。
【0098】
ダイレクトメモリアクセス（ＤＭＡ）構成要素２０４６は、レーダーデータメモリ２０２６と信号プロセッサ構成要素２０４４との間でデータ転送を実施するために、レーダーデータストレージ構成要素２０２４に結合される。
【0099】
制御構成要素２０２７は、レーダーＩＣ２０００の動作を制御するための機能性を含む。例えば、制御構成要素２０２７は、レーダーＩＣ２０００の動作を制御するためのソフトウェアを実行するＭＣＵを含み得る。
【0100】
シリアルペリフェラルインタフェース（ＳＰＩ）２０２８は、レーダー信号処理の結果の外部通信のためのインタフェースを提供する。例えば、信号プロセッサ構成要素２０４４によって実施される信号処理の結果は、オブジェクト追跡、オブジェクトの移動の速度、及び移動の方向等の特定用途向け処理のために、別のプロセッサに通信され得る。
【0101】
プログラマブルタイミングエンジン２０４２は、レーダーフレームにおけるチャープのシーケンスに対するチャープパラメータ値を制御構成要素２０２７から受け取るための、及び、フレームにおけるチャープの送信及び受信をパラメータ値に基づいて制御するチャープ制御信号を生成するための機能性を含む。例えば、チャープパラメータは、レーダーシステムアーキテクチャによって定義され、どのトランスミッタをイネーブルするかを指示するためのトランスミッタイネーブルパラメータ、チャープ周波数スタート値、チャープ周波数勾配、アナログデジタル（ＡＤＣ）サンプリング時間、ランプエンド時間、及びトランスミッタスタート時間を含み得る。
【0102】
無線周波数シンセサイザ（ＲＦＳＹＮＴＨ）２０３０は、タイミングエンジン２０４２からのチャープ制御信号に基づいて、送信のためのＦＭＣＷ信号を生成するための機能性を含む。幾つかの実施形態において、ＲＦＳＹＮＴＨ２０３０は、電圧制御発振器（ＶＣＯ）を備える位相同期ループ（ＰＬＬ）を含む。
【0103】
マルチプレクサ２０３２は、ＲＦＳＹＮＴＨ２０３０及び入力バッファ２０３６に結合される。マルチプレクサ２０３２は、入力バッファ２０３６において受信する信号と、ＲＦＳＹＮＴＨ２０３０によって生成される信号との間で選択を行うように構成可能である。例えば、出力バッファ２０３８は、マルチプレクサ２０３２に結合され、マルチプレクサ２０３２によって選択された信号を別のレーダーＩＣの入力バッファに送信するために用いられ得る。
【0104】
クロックマルチプレクサ２０４０は、送信信号の周波数を、ミキサー２００６、２００８の周波数まで増大させる。クリーンアップＰＬＬ（位相同期ループ）２０３４は、外部低周波数基準クロック（図示せず）の信号の周波数をＲＦＳＹＮＴＨ２０３４の周波数まで増大させるように、及び基準クロック位相ノイズをクロック信号からフィルタリング除去するように動作する。
【0105】
図２１～図２６は例示のＤＭＡアーキテクチャのブロック図である。図２１は、メモリ圧縮／伸張のない通常モードの動作を図示するブロック図であり、図２２～図２７は、ＤＭＡと、図２０のレーダーメモリ構成要素２０２６等のレーダー信号事前処理からのレンジ値をストアするレーダーデータメモリとの間に圧縮管理構成要素を挿入するための変形を図示する。図２１～図２６は、ＤＭＡの文脈において一般的に理解される用語ＡＣＮＴ、ＢＣＮＴ、ＳＲＣ＿ＢＩＮＤＸ、及びＤＳＴ＿ＢＩＮＤＸを用いる。多次元ＤＭＡ転送において、ＡＣＮＴは、第１次元において転送されるバイトの数を指し、ＢＣＮＴは、２次元転送を構成するような第１次元転送の総数を指す。用語ＳＲＣ＿ＢＩＮＤＸ及びＤＳＴ＿ＢＩＮＤＸは、各第１次元転送の完了後の、ソースポインタ又はデスティネーションポインタの増分の総数を指す。
【0106】
まず図２２を参照すると、圧縮のためのＤＭＡの例が図示されている。この例では、サイズＡＣＮＴバイトのブロックが、圧縮管理構成要素に入力され、圧縮管理構成要素の出力はＣＢバイトである。ＣＢバイトの数は、圧縮管理構成要素によって既知である。その他は全て、デスティネーションの開始位置を含め、通常ＤＭＡ動作と同じである。圧縮管理構成要素は、ＡＣＮＴ入力バイト毎にＤＭＡからの書き込みアドレスをラッチし、ＣＢバイトの圧縮されたデータが、最後にラッチされたアドレスからレーダーデータメモリ内に連続して書き込まれる。動作のこのモードは、圧縮されるべきデータがソースにおいて連続して利用可能であるときに、有用である。
【0107】
図２３を参照すると、圧縮のためのＤＭＡの別の例が図示されている。この例では、サイズＡＣＮＴ×ＢＣＮＴのブロックが圧縮管理構成要素に入力され、圧縮管理構成要素の出力はＣＢバイトである。ＣＢバイトの数は圧縮管理構成要素によって既知である。その他は全て、デスティネーションの開始位置を含め、通常ＤＭＡ動作と同じである。圧縮管理構成要素は、ＡＣＮＴ×ＢＣＮＴ入力バイト毎にＤＭＡから書き込みアドレスをラッチし、ＣＢバイトの圧縮されたデータが、最後にラッチされたアドレスからレーダーデータメモリ内に連続して書き込まれる。動作のこのモードは、受信チャネルを横切るデータを単一ブロックに圧縮する場合等、圧縮されるべきデータがソースにおいて連続して利用可能でないときに有用である。
【0108】
図２４を参照すると、伸張のためのＤＭＡの例が図示されている。この例では、ＣＢ連続バイトのブロックが圧縮管理構成要素に入力され、ＣＢバイトの数は圧縮管理構成要素によって既知である。圧縮管理構成要素は、ＡＣＮＴ出力バイト毎に読み出しアドレスをラッチし、最後にラッチされたアドレスから開始し、連続してレーダーデータメモリからＣＢバイトを読み出す。
【0109】
図２５を参照すると、伸張のためのＤＭＡの別の例が図示されている。この例では、ＣＢ連続バイトのブロックが圧縮管理構成要素に入力され、ＣＢバイトの数は圧縮管理構成要素によって既知である。圧縮管理構成要素は、ＡＣＮＴ×ＢＣＮＴ出力バイト毎に読み出しアドレスをラッチし、最後にラッチされたアドレスから開始し、連続してレーダーデータメモリからＣＢバイトを読み出す。
【0110】
図２６を参照すると、圧縮のためのＤＭＡの別の例が図示されている。動作のこのモードは、指数ゴロムコード等の可変長コードの伸張に対して有用である。この例では、レンジ値の複数のビンが単一ブロックとして圧縮され、圧縮されたブロックサイズは固定され、ブロックに含まれる各ビンは可変数のビットを有し得る。しかしながら、伸張された後、各ビンのサイズはＡＣＮＴバイトである。圧縮されたデータの第１のブロックは、ソースアドレスＳＲＣ＿ＡＤＤＲで開始し、後続の各ブロックはＳＲＣ＿ＢＩＮＤＸバイト離れて配置される。そのような圧縮されたブロックの多数のＢＣＮＴが存在する。管理構成要素は、ＢＣＮＴブロックを順次横切り、各ブロックから次のビンをピックアップする。各ビンは、ＡＣＮＴバイトに伸張され、ＡＣＮＴバイトはＤＭＡにパスされる。このプロセスは、ＢＣＮＴブロックの各々におけるＣＣＮＴビンが伸張されるように、ＣＣＮＴ回数繰り返される。
【0111】
図２７は、レーダーシステムにおいてレーダー信号を圧縮するための方法のフローチャートである。この方法は、レーダーシステムの受信チャネルからのデジタル化された中間周波数（ＩＦ）信号に適用されるレンジＦＦＴによって生成されるレンジ値のブロックを圧縮するために実施され得る。レンジ値は、チャープのフレームの送信の結果として、受信チャネルによって受信される反射された信号の処理の間に生成される。従って、チャープの送信されたフレームに対応するレンジ値のブロックが圧縮される。
【0112】
チャープの送信されるフレームに対応するレンジ値の各ブロック２７０６の場合、ブロックは圧縮されてレンジ値の圧縮されたブロックを生成し（２７０２）、レンジ値の圧縮されたブロックはレーダーデータメモリにストアされる（２７０４）。幾つかの実施形態において、ブロックは、本明細書に説明されるようにＢＦＰ圧縮を用いて圧縮される。幾つかの実施形態において、ブロックは、本明細書に説明されるように次数ｋ ＥＧ圧縮を用いて圧縮される。幾つかの実施形態において、ブロックは、本明細書に説明されるようにＰＡＣ圧縮を用いて圧縮される。幾つかの実施形態において、ブロックは、本明細書に説明されるようにＶＢＢＦＰ圧縮を用いて圧縮される。
【0113】
幾つかの実施形態において、ブロックの圧縮２７０２は、圧縮の各タイプの量子化誤差に基づいて、ブロックに対して最適な圧縮のタイプを２つ又はそれ以上の圧縮のタイプから選択することを含む。圧縮のタイプは、上述した圧縮のタイプの２つ又はそれ以上を含み得る。
【0114】
レンジ値を圧縮するために単一の圧縮手法が用いられる実施形態を本明細書に記載してきた。幾つかの実施形態において、本明細書に説明される２つ又は３つの圧縮方法の中から、最良の方法がサンプルのブロックに対して選択される。例えば、ＥＧ、ＢＦＰ、及び／又はＶＢＢＦＰを用いて、圧縮されたブロックのサイズ及びドロップするためのビットの数（量子化誤差）が計算され得る。その後、ブロックを圧縮するために、最少の量子化誤差を加算する方法（即ち、最小のスケール係数を用いる方法）が選択され得る。そのような実施形態において、どの圧縮手法が用いられたかを示すために、圧縮された出力に１つ又は複数のビットが付加され得る。
【0115】
別の例において、導入された量子化（即ち、スケール係数）は、圧縮の質の指標としてユーザに対して利用可能にされ得る。スケール係数の値が減少すると、圧縮の質は上昇する。ユーザは、この情報を、圧縮の間に損失する情報が多すぎるか否かを判定するため、及びそれに従って圧縮パラメータを調整するために用い得る。
【0116】
別の例において、ｋサンプルのブロックの伸張の間、伸張されたサンプルの全てではなく、それらのｋサンプルのユーザ指定されるサブセットが伸張出力として提供され得る。幾つかの実施形態において、利用可能なメモリの多くが圧縮されたサンプルブロックをストアしている可能性があるので、伸張されたデータのサイズは利用可能なメモリを超え得る。
【0117】
幾つかの実施形態の別の例において、レンジ値の異なる部分が、異なる量圧縮されるように、ユーザが圧縮を構成し得る。例えば、レンジＦＦＴの出力がＮサンプルである場合、初期のＫサンプルがＢＦＰ圧縮を用いて圧縮され、残りのＮ－ＫサンプルがＥＧ圧縮を用いて圧縮されることをユーザが指定し得る。
【0118】
幾つかの実施形態の別の例において、サンプルは複素サンプルであり、サンプル値の実部及び虚部は別々に圧縮される。
【0119】
別の例において、本明細書において、レーダーシステムが車両における埋め込みレーダーシステムである幾つかの実施形態を記載してきた。監視及びセキュリティ応用例、及び工場や倉庫におけるロボットの操作等、埋め込みレーダーシステムの他の応用例に対する実施形態も可能である。
【0120】
本明細書において、方法のステップが順次提示され説明されるが、図に示され、本明細書に説明されるステップの１つ又は複数が、同時に実施され得、組み合わされ得、及び／又は、図に示され、本明細書に説明される順とは異なる順に実施され得る。
【0121】
レーダーシステムにおける構成要素は、異なる名称で参照され得、及び／又は、説明された機能性から逸脱することなく、本明細書に示されない方式で組み合わされ得る。用語「結合する」及びその派生語は、間接的、直接的、光学的、及び／又はワイヤレス電気的接続を含む。例えば、第１のデバイスが第２のデバイスに結合する場合、そのような接続は、直接的な電気的接続を介して、他のデバイス又は接続を介する間接的な電気的接続を介して、光学的電気的接続を介して、及び／又は、ワイヤレス電気的接続を介してなされ得る。
【0122】
特許請求の範囲内で、説明された実施形態における変更が可能であり、他の実施形態が可能である。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
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【図16】
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【図20】
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【図23】
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