特許 7596388 高分解能デジタルレーダ用の時間－周波数拡散波形

(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】2024-11-29

(45)【発行日】2024-12-09

(54)【発明の名称】高分解能デジタルレーダ用の時間－周波数拡散波形

(51)【国際特許分類】

   G01S 13/32 20060101AFI20241202BHJP

   G01S 7/35 20060101ALI20241202BHJP

   H04L 27/26 20060101ALI20241202BHJP

【ＦＩ】

G01S13/32

G01S7/35

H04L27/26 110

【請求項の数】 20

(21)【出願番号】P 2022543135

(86)(22)【出願日】2021-01-14

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-03-14

(86)【国際出願番号】 US2021070043

(87)【国際公開番号】W WO2021146755

(87)【国際公開日】2021-07-22

【審査請求日】2024-01-12

(31)【優先権主張番号】62/961,079

(32)【優先日】2020-01-14

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】520489868

【氏名又は名称】オーラ・インテリジェント・システムズ・インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡＵＲＡ ＩＮＴＥＬＬＩＧＥＮＴ ＳＹＳＴＥＭＳ， ＩＮＣ．

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】リー，ジョンア

(72)【発明者】

【氏名】マンソン，デイビッド・シィ，ジュニア

【審査官】藤田 都志行

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／２４１３９０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／０００３８６６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／０００７２６０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１０８５６２８８３（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｓ ７／００－ ７／４２

Ｇ０１Ｓ １３／００－１３／９５

Ｈ０４Ｂ ７／２４－ ７／２６

Ｈ０４Ｗ ４／００－９９／００

Ｈ０４Ｌ ２７／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

高度無線システムの装置であって、
送受信用のアンテナのセットと、送信機と、受信機と、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）コントローラとを含むレーダ回路と、
前記レーダ回路に動作可能に接続されたコントローラであって、前記コントローラが、
複数のセグメントを含む長一定振幅ゼロ自己相関（ＣＡＺＡＣ）シーケンスの離散フーリエ変換（ＤＦＴ）を識別し、
前記ＭＡＣコントローラを介して、前記複数のセグメントの時間－周波数リソースを識別し、
前記時間－周波数リソース内の時間－周波数サブチャネルのセットを識別し、
前記複数のセグメントの各々を前記時間－周波数サブチャネルのセットの各々に順次マッピングする
ように構成された、コントローラと
を備え、
前記レーダ回路が、前記送信機を介して、前記時間－周波数サブチャネルのセットに基づいて第１の信号を送信するように構成される、装置。

【請求項2】

前記コントローラが、
前記複数のセグメントの各々を前記時間－周波数サブチャネルのセットの各々にランダムにマッピングするためにシーケンスホッピング動作を実行する、または
前記複数のセグメントの各々をランダムに選択された前記時間－周波数サブチャネルのセットの各々にマッピングするために周波数ホッピング動作を実行する
ようにさらに構成される、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記コントローラが、
短いＣＡＺＡＣシーケンスのセットのＤＦＴを識別し、
前記短いＣＡＺＡＣシーケンスのセットの前記時間－周波数リソースを前記ＭＡＣコントローラを介して識別し、前記時間－周波数リソースが、時間－周波数領域の連続した時間－周波数リソースまたは不連続な時間－周波数リソースを含む
ようにさらに構成される、請求項１に記載の装置。

【請求項4】

前記コントローラが、
前記時間－周波数リソース内の前記時間－周波数サブチャネルのセットを識別し、
前記短いＣＡＺＡＣシーケンスのセットの各々を前記時間－周波数サブチャネルのセットの各々に順次マッピングする
ようにさらに構成される、請求項３に記載の装置。

【請求項5】

前記コントローラが、
前記短いＣＡＺＡＣシーケンスのセットの各々を前記時間－周波数サブチャネルのセットの各々にランダムにマッピングするためにシーケンスホッピング動作を実行する、または
前記短いＣＡＺＡＣシーケンスのセットの各々をランダムに選択された前記時間－周波数サブチャネルのセットの各々にマッピングするために周波数ホッピング動作を実行する
ようにさらに構成される、請求項４に記載の装置。

【請求項6】

前記レーダ回路が、前記受信機を介して、複数のガードシンボル期間の１つにおいて第２の信号を受信するようにさらに構成され、前記第２の信号が前記第１の信号の反射信号であり、
前記コントローラが、
前記第２の信号の周波数領域変換動作を実行し、
前記周波数領域変換された第２の信号の位相オフセット補償動作を実行し、前記位相オフセット補償動作が、周波数領域における前記時間－周波数サブチャネルのセットに対応する
ようにさらに構成される、請求項１に記載の装置。

【請求項7】

コントローラが、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）演算を実行する前に、または前記ＦＦＴ演算の計算演算中に、時間領域において前記第２の信号の前記位相オフセット補償動作を実行するようにさらに構成される、請求項６に記載の装置。

【請求項8】

前記時間－周波数リソースが、時間－周波数領域における連続した時間－周波数リソースおよび不連続な時間－周波数リソースを含む、請求項１に記載の装置。

【請求項9】

前記ＭＡＣコントローラが、前記レーダ回路に含まれる前記送信機のための無線リソースを構成するように構成される、請求項１に記載の装置。

【請求項10】

無線リソースが、
ＣＡＺＡＣシーケンスを含むシーケンス情報と、
連続した時間－周波数リソースと不連続な時間－周波数リソースとを含む時間－周波数リソース情報と、
前記時間－周波数リソース内の前記時間－周波数サブチャネルのセットを含むサブチャネル情報と、
前記ＣＡＺＡＣシーケンスに含まれる前記複数のセグメントを含むシーケンスセグメント情報と
を含む、請求項９に記載の装置。

【請求項11】

高度無線システムの装置の方法であって、
複数のセグメントを含む長一定振幅ゼロ自己相関（ＣＡＺＡＣ）シーケンスの離散フーリエ変換（ＤＦＴ）を識別するステップと、
前記複数のセグメントの時間－周波数リソースを識別するステップと、
前記時間－周波数リソース内の時間－周波数サブチャネルのセットを識別するステップと、
前記複数のセグメントの各々を前記時間－周波数サブチャネルのセットの各々に順次マッピングするステップと、
前記時間－周波数サブチャネルのセットに基づいて第１の信号を送信するステップと
を含む、方法。

【請求項12】

前記複数のセグメントの各々を前記時間－周波数サブチャネルのセットの各々にランダムにマッピングするためにシーケンスホッピング動作を実行するステップ、または
前記複数のセグメントの各々をランダムに選択された前記時間－周波数サブチャネルのセットの各々にマッピングするために周波数ホッピング動作を実行するステップ
をさらに含む、請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

短いＣＡＺＡＣシーケンスのセットのＤＦＴを識別するステップと、
前記短いＣＡＺＡＣシーケンスのセットの前記時間－周波数リソースを識別するステップであって、前記時間－周波数リソースが、時間－周波数領域の連続した時間－周波数リソースまたは不連続な時間－周波数リソースを含む、ステップと
をさらに含む、請求項１１に記載の方法。

【請求項14】

前記時間－周波数リソース内の前記時間－周波数サブチャネルのセットを識別するステップと、
前記短いＣＡＺＡＣシーケンスのセットの各々を前記時間－周波数サブチャネルのセットの各々に順次マッピングするステップと
をさらに含む、請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

前記短いＣＡＺＡＣシーケンスのセットの各々を前記時間－周波数サブチャネルのセットの各々にランダムにマッピングするためにシーケンスホッピング動作を実行するステップ、または
前記短いＣＡＺＡＣシーケンスのセットの各々をランダムに選択された前記時間－周波数サブチャネルのセットの各々にマッピングするために周波数ホッピング動作を実行するステップ
をさらに含む、請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

複数のガードシンボル期間の１つにおいて第２の信号を受信するステップであって、前記第２の信号が前記第１の信号の反射信号であるステップと、
前記第２の信号の周波数領域変換動作を実行するステップと、
前記周波数領域変換された第２の信号の位相オフセット補償動作を実行するステップであって、前記位相オフセット補償動作が、周波数領域における前記時間－周波数サブチャネルのセットに対応する、ステップと
をさらに含む、請求項１１に記載の方法。

【請求項17】

高速フーリエ変換（ＦＦＴ）演算を実行する前に、または前記ＦＦＴ演算の計算演算中に、時間領域において前記第２の信号の前記位相オフセット補償動作を実行するステップをさらに含む、請求項１６に記載の方法。

【請求項18】

前記時間－周波数リソースが、時間－周波数領域における連続した時間－周波数リソースおよび不連続な時間－周波数リソースを含む、請求項１１に記載の方法。

【請求項19】

無線リソースが、送信機が前記第１の信号を送信するための媒体アクセス制御（ＭＡＣ）コントローラによって構成される、請求項１１に記載の方法。

【請求項20】

前記無線リソースが、
ＣＡＺＡＣシーケンスを含むシーケンス情報と、
連続した時間－周波数リソースと不連続な時間－周波数リソースとを含む時間－周波数リソース情報と、
前記時間－周波数リソース内の前記時間－周波数サブチャネルのセットを含むサブチャネル情報と、
前記ＣＡＺＡＣシーケンスに含まれる前記複数のセグメントを含むシーケンスセグメント情報と
を含む、請求項１９に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

技術分野
本開示は、一般に、デジタルレーダシステムに関する。より具体的には、本開示は、高分解能デジタルレーダシステム用の時間－周波数拡散波形に関する。

【背景技術】

【0002】

背景
デジタルおよび／またはアナログ波形および信号処理に基づくレーダは、商業的な高分解能感知用途において出現している。例えば周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）レーダ、チャープレーダ、合成開口レーダなど、多くの技術的なブレークスルーが起きた。それらは、監視および／またはナビゲーションのための軍事および宇宙におけるミッションクリティカルな用途に使用されてきた。１９９０年代以降、モバイル通信技術は躍進し、ユビキタスなモバイル通信カバレッジおよび世界中の人々を接続する低コストモバイルデバイスの可用性をもたらした。世界をつないでいる第５世代（５Ｇ）システムと共に出現しているように、通信システムにおいて大きなパラダイム転換が生じている。最も重要な変化は、すべてのモバイルの接続性である。これにより、「インテリジェント」センサ、広帯域、低レイテンシの５Ｇ接続、エッジコンピューティング、および企業データセンタに配置された管理ソフトウェアによって生成された大量のデータを分析することによって、「インダストリー４．０」によって予測される自動化が可能になる。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0003】

概要
本開示は、高分解能デジタルレーダシステム用の時間－周波数拡散波形送信および受信を生成するためのシステムおよび方法を提供する。

【0004】

一実施形態では、高度無線システムの装置が提供され、装置は、送受信用のアンテナのセットと、送信機と、受信機と、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）コントローラとを含むレーダ回路を備える。装置は、レーダ回路に動作可能に接続されたコントローラをさらに備え、コントローラは、複数のセグメントを含む長一定振幅ゼロ自己相関（ＣＡＺＡＣ）シーケンスの離散フーリエ変換（ＤＦＴ）を識別し、ＭＡＣコントローラを介して、複数のセグメントの時間－周波数リソースを識別し、時間－周波数リソース内の時間－周波数サブチャネルのセットを識別し、複数のセグメントの各々を時間－周波数サブチャネルのセットの各々に順次マッピングするように構成される。レーダ回路は、送信機を介して、時間－周波数サブチャネルのセットに基づいて第１の信号を送信するように構成される。

【0005】

別の実施形態では、高度無線システムの装置の方法が提供される。方法は、複数のセグメントを含む長いＣＡＺＡＣシーケンスのＤＦＴを識別するステップと、複数のセグメントの時間－周波数リソースを識別するステップと、時間－周波数リソース内の時間－周波数サブチャネルのセットを識別するステップと、複数のセグメントの各々を時間－周波数サブチャネルのセットの各々に順次マッピングするステップと、時間－周波数サブチャネルのセットに基づいて第１の信号を送信するステップとを含む。

【0006】

他の技術的特徴は、以下の図面、説明、および特許請求の範囲から当業者には容易に明らかになり得る。

【0007】

以下の詳細な説明を行う前に、本特許文書全体で使用される特定の単語および語句の定義を説明することが有利であり得る。「結合する」という用語およびその派生語は、２つ以上の要素が互いに物理的に接触しているか否かにかかわらず、それらの要素間の任意の直接的または間接的な通信を指す。「送信する」、「受信する」、および「通信する」という用語、ならびにそれらの派生語は、直接的および間接的な通信の両方を包含する。「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」および「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」という用語、ならびにそれらの派生語は、限定されない包含を意味する。「または」という用語は、包括的であり、および／またはを意味する。「～と関連付けられる」という語句ならびにその派生語は、含む、～内に含まれる、～と相互接続する、～を含有する、～内に含有される、～にもしくは～と接続する、～にもしくは～と結合する、～と通信可能である、～と協働する、インターリーブする、並置する、～に近接する、～にもしくは～と結合される、有する、～の特性を有する、～との関係を有するなどの意味である。「コントローラ」という用語は、少なくとも１つの動作を制御する任意のデバイス、システム、またはその一部を意味する。そのようなコントローラは、ハードウェア、またはハードウェアとソフトウェアおよび／またはファームウェアとの組み合わせで実装されてもよい。任意の特定のコントローラに関連する機能は、ローカルまたはリモートにかかわらず、集中型または分散型であってもよい。「～のうちの少なくとも１つ」という語句は、項目のリストと共に使用される場合、列挙された項目のうちの１つまたは複数の異なる組み合わせが使用されてもよく、リスト内の１つの項目のみが必要であってもよいことを意味する。例えば、「Ａ、Ｂ、およびＣのうちの少なくとも１つ」は、以下の組み合わせのいずれかを含む：Ａ、Ｂ、Ｃ、ＡおよびＢ、ＡおよびＣ、ＢおよびＣ、ならびにＡおよびＢおよびＣ。

【0008】

さらに、以下に説明する様々な機能は、各々がコンピュータ可読プログラムコードから形成され、かつコンピュータ可読媒体で具現化される、１つまたは複数のコンピュータプログラムによって実施またはサポートすることができる。「アプリケーション」および「プログラム」という用語は、適切なコンピュータ可読プログラムコードでの実装に適合された、１つまたは複数のコンピュータプログラム、ソフトウェアコンポーネント、命令セット、手順、機能、オブジェクト、クラス、インスタンス、関連データ、またはそれらの一部を指す。「コンピュータ可読プログラムコード」という語句は、ソースコード、オブジェクトコード、および実行可能コードを含む、任意の種類のコンピュータコードを含む。「コンピュータ可読媒体」という語句は、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ハードディスクドライブ、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）、または任意の他の種類のメモリなど、コンピュータによってアクセス可能な任意の種類の媒体を含む。「非一時的」コンピュータ可読媒体は、一時的な電気信号または他の信号を伝送する有線、無線、光、または他の通信リンクを除外する。非一時的コンピュータ可読媒体は、書き換え可能な光ディスクまたは消去可能なメモリデバイスなど、データを永続的に記憶することができる媒体、およびデータを記憶し、後で上書きすることができる媒体を含む。

【0009】

他の特定の単語および語句の定義は、この特許文書の全体にわたって提供される。当業者は、ほとんどの場合ではないにしても多くの場合において、そのような定義が、そのような定義された単語および語句の以前および将来の使用に適用されることを理解すべきである。

【0010】

図面の簡単な説明
本開示のより完全な理解のために、添付の図面と併せて以下の説明を参照する。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本開示の実施形態による無線ネットワークの例を示す。

【図2】本開示の実施形態によるｇＮＢの例を示す。

【図3】は、本開示の実施形態によるＵＥの例を示す。

【図4A】本開示の実施形態による、長いシーケンスの時間－周波数符号化ＯＦＤＭ波形の例を示す。

【図4B】本開示の実施形態による、長いシーケンスの時間－周波数符号化ＯＦＤＭ波形の例を示す。

【図4C】本開示の実施形態による、長いシーケンスの時間－周波数符号化ＯＦＤＭ波形の例を示す。

【図5A】本開示の実施形態による、短いシーケンスの時間－周波数符号化ＯＦＤＭ波形の例を示す。

【図5B】本開示の実施形態による、短いシーケンスの時間－周波数符号化ＯＦＤＭ波形の例を示す。

【図5C】本開示の実施形態による、短いシーケンスの時間－周波数符号化ＯＦＤＭ波形の例を示す。

【図5D】本開示の実施形態による、短いシーケンスの時間－周波数符号化ＯＦＤＭ波形の例を示す。

【図6】本開示の実施形態による時間－周波数波形の例示的な送信機を示す。

【図7】本開示の実施形態による例示的な時間領域信号フォーマットを示す。

【図8】本開示の実施形態による時間－周波数波形の例示的な受信機を示す。

【図9】本開示の実施形態による、サブバンドから広帯域信号へのマッピングの例を示す。

【図10A】本開示の実施形態による時間－周波数波形構造の例を示す。

【図10B】本開示の実施形態による時間－周波数波形構造の例を示す。

【図11】本開示の実施形態による範囲拡張を有する例示的な受信機を示す。

【図12A】本開示の実施形態による時間－周波数信号マッピングの例を示す。

【図12B】本開示の実施形態による時間－周波数信号マッピングの例を示す。

【図13A】本開示の実施形態による不連続なＯＦＤＭシンボルを用いた時間－周波数信号マッピングの例を示す。

【図13B】本開示の実施形態による不連続なＯＦＤＭシンボルを用いた時間－周波数信号マッピングの例を示す。

【図14A】本開示の実施形態による再構成信号の分解能の例を示す。

【図14B】本開示の実施形態による再構成信号の分解能の例を示す。

【図15】本開示の実施形態による例示的なレーダおよびコントローラアーキテクチャを示す。

【図16】本開示の実施形態による、高分解能デジタルレーダ用の時間－周波数拡散波形のための方法のフローチャートを示す。

【発明を実施するための形態】

【0012】

詳細な説明
以下に記載される図１から図１６、およびこの特許文書において本発明の原理を説明するために使用される様々な実施形態は、例示のみを目的としており、本発明の範囲を限定するために決して解釈されるべきではない。当業者は、本発明の原理が、任意のタイプの適切に配置されたデバイスまたはシステムにおいて実装され得ることを理解するであろう。

【0013】

図１から図３は、無線通信システムにおいて、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）または直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）通信技術を用いて実施される様々な実施形態を記載する。図１から図３は、デジタルレーダ、アナログレーダ、もしくはハイブリッドレーダを含むレーダ技術、またはそれらの関連する機能もしくは動作を使用することができる。図１から図３の説明は、異なる実施形態が実施され得る方法に対する物理的または構造的な制限を意味するものではない。本開示の異なる実施形態は、任意の適切に配置された通信システムで実施されてもよい。

【0014】

図１は、本開示の実施形態による無線ネットワークの例を示す。図１に示す無線ネットワークの実施形態は、例示のみを目的としている。本開示の範囲から逸脱することなく、無線ネットワーク１００の他の実施形態を使用することができる。

【0015】

図１に示すように、無線ネットワークは、ｇノードＢ（ｇＮＢ）１０１、ｇＮＢ１０２、およびｇＮＢ１０３を含む。ｇＮＢ１０１は、ｇＮＢ１０２およびｇＮＢ１０３と通信する。ｇＮＢ１０１はまた、インターネット、専用インターネットプロトコル（ＩＰ）ネットワーク、または他のデータネットワークなどの少なくとも１つのネットワーク１３０と通信する。

【0016】

ｇＮＢ１０２は、ｇＮＢ１０２のカバレッジエリア１２０内の第１の複数のユーザ機器（ＵＥ）に、ネットワーク１３０への無線ブロードバンドアクセスを提供する。第１の複数のＵＥは、スモールビジネス（ＳＢ）に位置し得るＵＥ１１１、企業（Ｅ）内に位置し得るＵＥ１１２、ＷｉＦｉホットスポット（ＨＳ）に位置し得るＵＥ１１３、第１の住宅（Ｒ）に位置し得るＵＥ１１４、第２の住宅（Ｒ）に位置し得るＵＥ１１５、携帯電話、無線ラップトップ、無線ＰＤＡなどのモバイルデバイス（Ｍ）であり得るＵＥ １１６を含む。ｇＮＢ１０３は、ｇＮＢ１０３のカバレッジエリア１２５内の第２の複数のＵＥに、ネットワーク１３０への無線ブロードバンドアクセスを提供する。第２の複数のＵＥは、ＵＥ１１５およびＵＥ１１６を含む。いくつかの実施形態では、ｇＮＢ１０１～１０３のうちの１つまたは複数は、５Ｇ、ＬＴＥ、ＬＴＥ－Ａ、ＷｉＭＡＸ、ＷｉＦｉ、または他の無線通信技術を使用して、互いに、およびＵＥ１１１～１１６と通信することができる。

【0017】

ネットワークタイプに応じて、「基地局」または「ＢＳ」という用語は、送信ポイント（ＴＰ）、送受信ポイント（ＴＲＰ）、拡張基地局（ｅＮｏｄｅＢまたはｅＮＢ）、５Ｇ基地局（ｇＮＢ）、マクロセル、フェムトセル、ＷｉＦｉアクセスポイント（ＡＰ）、または他の無線対応デバイスなど、ネットワークへの無線アクセスを提供するように構成された任意の構成要素（または構成要素の集合）を指すことができる。基地局は、１つまたは複数の無線通信プロトコル、例えば、５Ｇ ３ＧＰＰ（登録商標） ｎｅｗ ｒａｄｉｏインターフェース／アクセス（ＮＲ）、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）、ＬＴＥアドバンスト（ＬＴＥ－Ａ）、高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ）、Ｗｉ－Ｆｉ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ／ａｃなどに従って、無線アクセスを提供することができる。便宜上、「ＢＳ」および「ＴＲＰ」という用語は、本特許文書において、遠隔端末への無線アクセスを提供するネットワークインフラストラクチャコンポーネントを指すために交換可能に使用される。また、ネットワークタイプに応じて、「ユーザ機器」または「ＵＥ」という用語は、「移動局」、「加入者局」、「遠隔端末」、「無線端末」、「受信ポイント」、または「ユーザデバイス」などの任意の構成要素を指すことができる。便宜上、「ユーザ機器」および「ＵＥ」という用語は、ＵＥがモバイルデバイス（携帯電話またはスマートフォンなど）であるか、通常は固定デバイス（デスクトップコンピュータまたは自動販売機など）と見なされるかにかかわらず、ＢＳに無線でアクセスするリモート無線機器を指すために本特許文書で使用される。

【0018】

点線はカバレッジエリア１２０および１２５のおおよその範囲を示し、これらは例示および説明の目的のためだけにほぼ円形として示されている。カバレッジエリア１２０および１２５など、ｇＮＢと関連付けられたカバレッジエリアは、ｇＮＢの構成ならびに自然および人工の障害物と関連付けられた無線環境の変動に応じて、不規則な形状を含む他の形状を有することができることを明確に理解されたい。

【0019】

以下により詳細に説明するように、ＵＥ１１１～１１６のうちの１つまたは複数は、高度無線通信システムにおけるデータおよび制御情報の受信信頼性のための回路、プログラミング、またはそれらの組み合わせを含む。特定の実施形態では、ｇＮＢ１０１～１０３のうちの１つまたは複数は、高度無線システムにおける３Ｄ撮像、位置特定、および位置決めのための効率的な合成開口アンテナアレイ設計およびビームフォーミングのための回路、プログラミング、またはそれらの組み合わせを含む。

【0020】

図１は、無線ネットワークの１つの例を例示するが、図１に対して様々な変更がなされ得る。例えば、無線ネットワークは、任意の適切な配置で任意の数のｇＮＢおよび任意の数のＵＥを含むことができる。また、ｇＮＢ１０１は、任意の数のＵＥと直接通信し、それらのＵＥにネットワーク１３０への無線ブロードバンドアクセスを提供し得る。同様に、各ｇＮＢ１０２～１０３は、ネットワーク１３０と直接通信し、ネットワーク１３０への直接的な無線ブロードバンドアクセスをＵＥに提供し得る。さらに、ｇＮＢ１０１，１０２および／または１０３は、外部電話ネットワークまたは他のタイプのデータネットワークなどの他のまたは追加の外部ネットワークへのアクセスを提供し得る。

【0021】

図１に示すように、ｇＮＢ１０１，１０２，１０３は、本開示の実施形態による通信部（例えば、回路、モジュール、インターフェース、機能など）の１つとして、図４，図５に示すようなレーダシステムを採用してもよい。また、ＵＥ１１１～１１６は、本開示の実施形態による通信部（例えば、回路、モジュール、インターフェース、機能など）の１つとして、図６、図８、図１１および図１５に示すような、デジタルレーダシステム、アナログレーダシステム、またはハイブリッドレーダシステムを含むレーダシステムを採用してもよい。

【0022】

図２は、本開示の実施形態によるｇＮＢ１０２の例を示す。図２に示すｇＮＢ１０２の実施形態は、例示のみを目的としており、図１のｇＮＢ１０１および１０３は、同じまたは同様の構成を有し得る。しかしながら、ｇＮＢは多種多様な構成であり、図２は、本開示の範囲をｇＮＢの特定の実施態様に限定しない。

【0023】

図２に示すように、ｇＮＢ１０２は、複数のアンテナ２０５ａ～２０５ｎと、複数のＲＦ送受信機２１０ａ～２１０ｎと、送信（ＴＸ）処理回路２１５と、受信（ＲＸ）処理回路２２０とを含む。ｇＮＢ１０２はまた、コントローラ／プロセッサ２２５、メモリ２３０、およびバックホールまたはネットワークインターフェース２３５を含む。

【0024】

ＴＸ処理回路２１５は、コントローラ／プロセッサ２２５からアナログまたはデジタルデータ（音声データ、ウェブデータ、電子メール、インタラクティブビデオゲームデータなど）を受信する。ＴＸ処理回路２１５は、処理されたベースバンド信号またはＩＦ信号を生成するために、発信ベースバンドデータを符号化、多重化、および／またはデジタル化する。ＲＦ送受信機２１０ａ～２１０ｎは、処理された発信ベースバンド信号またはＩＦ信号をＴＸ処理回路２１５から受信し、ベースバンド信号またはＩＦ信号を、アンテナ２０５ａ～２０５ｎを介して送信されるＲＦ信号にアップコンバートする。

【0025】

ＲＦ送受信機２１０ａ～２１０ｎは、アンテナ２０５ａ～２０５ｎから、ＵＥまたはネットワーク１００内の任意の他の物体によって反射された信号などの到来ＲＦ信号を受信する。ＲＦ送受信機２１０ａ～２１０ｎは、到来ＲＦ信号をダウンコンバートしてＩＦ信号またはベースバンド信号を生成する。ＩＦ信号またはベースバンド信号は、ＲＸ処理回路２２０に送られ、ＲＸ処理回路は、ベースバンド信号またはＩＦ信号をフィルタリング、復号、デジタル化、および／または解凍もしくは相関付けすることによって、処理されたベースバンド信号を生成する。ＲＸ処理回路２２０は、さらなる処理のために、処理されたベースバンド信号をコントローラ／プロセッサ２２５に送信する。

【0026】

コントローラ／プロセッサ２２５は、ｇＮＢ１０２の全体的な動作を制御する１つまたは複数のプロセッサまたは他の処理デバイスを含むことができる。例えば、コントローラ／プロセッサ２２５は、周知の原理に従って、ＲＦ送受信機２１０ａ～２１０ｎ、ＲＸ処理回路２２０、およびＴＸ処理回路２１５による順方向チャネル信号の受信および逆方向チャネル信号の送信を制御することができる。コントローラ／プロセッサ２２５は、より高度な無線通信機能などの追加の機能もサポートし得る。例えば、コントローラ／プロセッサ２２５は、複数のアンテナ２０５ａ～２０５ｎからの発信信号が異なるように重み付けされて発信信号を所望の方向に効果的に操縦する、ビーム形成または指向性ルーティング動作をサポートすることができる。多種多様な他の機能のいずれも、コントローラ／プロセッサ２２５によってｇＮＢ１０２でサポートされ得る。

【0027】

コントローラ／プロセッサ２２５はまた、メモリ２３０に常駐するプログラムおよびＯＳなどの他のプロセスを実行することができる。コントローラ／プロセッサ２２５は、実行プロセスによって必要に応じてメモリ２３０にデータを出入りさせることができる。

【0028】

コントローラ／プロセッサ２２５はまた、バックホールまたはネットワークインターフェース２３５に結合される。バックホールまたはネットワークインターフェース２３５は、ｇＮＢ１０２がバックホール接続またはネットワークを介して他のデバイスまたはシステムと通信することを可能にする。インターフェース２３５は、任意の適切な有線または無線接続を介した通信をサポートすることができる。例えば、ｇＮＢ１０２がセルラー通信システム（例えば、５Ｇ、ＬＴＥ、またはＬＴＥ－Ａをサポートするもの）の一部として実装される場合、インターフェース２３５は、ｇＮＢ１０２が有線または無線バックホール接続を介して他のｇＮＢと通信することを可能にすることができる。ｇＮＢ１０２がアクセスポイントとして実装される場合、インターフェース２３５は、ｇＮＢ１０２が有線もしくは無線ローカルエリアネットワークを介して、または有線もしくは無線接続を介して、（インターネットなどの）より大きなネットワークと通信することを可能にすることができる。インターフェース２３５は、イーサネット（登録商標）またはＲＦ送受信機などの有線または無線接続を介した通信をサポートする任意の適切な構造を含む。

【0029】

メモリ２３０は、コントローラ／プロセッサ２２５に結合されている。メモリ２３０の一部はＲＡＭを含むことができ、メモリ２３０の別の部分はフラッシュメモリまたは他のＲＯＭを含むことができる。

【0030】

図２はｇＮＢ１０２の一例を示しているが、図２には様々な変更を加えることができる。例えば、ｇＮＢ１０２は、図２に示す任意の数の各構成要素を含むことができる。特定の例として、地上局（例えば、アクセスポイント）は、いくつかのインターフェース２３５を含むことができ、コントローラ／プロセッサ２２５は、異なるネットワークアドレス間でデータをルーティングするためのルーティング機能をサポートすることができる。別の特定の例として、ｇＮＢ１０２は、ＴＸ処理回路２１５の単一のインスタンスおよびＲＸ処理回路２２０の単一のインスタンスを含むものとして示されているが、各々の複数のインスタンスを含むことができる（ＲＦ送受信機ごとに１つなど）。また、図２の様々な構成要素を組み合わせたり、さらに細分化したり、省略したりすることができ、特定の必要に応じて追加の構成要素を追加することができる。

【0031】

図２に示すように、ｇＮＢ１０２は、図６、図８、図１１、および図１５に示すようなレーダシステムを含むことができる。コントローラ２２５は、レーダ１５０２を制御するために図１５に示すような１５０２、１５２０、または図１５に示すようなコントローラ１５２０、１５２２を含み得る（図６の送信機６００、ならびに図８および図１１の受信機にも示されているように）。図１５のレーダ（例えば、デジタルレーダ）１５０２は、図１５に例示されるようなレーダ１５０２と、図６に例示されるような送信機６００と、図８に例示されるような受信機８００と、図１１に例示されるような受信機１１００とを制御するために、図２に例示されるようなコントローラ２２５および／または図３に例示されるようなプロセッサ３４０とは独立して実装され得る、および／または共存し得る。

【0032】

図３は、本開示の実施形態によるＵＥ１１６の例を示す。図３に示すＵＥ１１６の実施形態は、例示のみを目的としており、図１のＵＥ１１１～１１５は、同じまたは類似の構成を有し得る。しかしながら、ＵＥは多種多様な構成であり、図３は、本開示の範囲をＵＥの特定の実施態様に限定しない。

【0033】

高度な通信装置は、すべての機能ブロックに基づいてハイブリッドビームフォーミング動作を提供する図２および図３の送信機または受信機アレイを指すことができ、基地局（ＢＳ、ｇＮＢ）の一部として図２に、またはＵＥとして図３に実装することができる。

【0034】

図３に示すように、ＵＥ１１６は、アンテナ３０５と、無線周波数（ＲＦ）送受信機３１０と、ＴＸ処理回路３１５と、受信（ＲＸ）処理回路３２５とを含む。ＵＥ１１６はまた、プロセッサ３４０と、入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース（ＩＦ）３４５と、タッチスクリーン３５０と、ディスプレイ３５５と、メモリ３６０とを含む。メモリ３６０は、オペレーティングシステム（ＯＳ）３６１および１つまたは複数のアプリケーション３６２を含む。

【0035】

ＲＦ送受信機３１０は、アンテナ３０５から、ネットワーク１００のｇＮＢによって送信された到来ＲＦ信号を受信する。ＲＦ送受信機３１０は、到来ＲＦ信号をダウンコンバートして中間周波数（ＩＦ）またはベースバンド信号を生成する。ＩＦ信号またはベースバンド信号は、ＲＸ処理回路３２５に送られ、ＲＸ処理回路は、ベースバンド信号および／もしくはＩＦ信号をフィルタリング、復号、および／またはデジタル化する、および／または解凍もしくは相関付けすることによって、処理されたベースバンド信号を生成する。ＲＸ処理回路３２５は、（例えば、ウェブブラウジングデータのための）さらなる処理のために、処理されたベースバンド信号をプロセッサ３４０に送信する。

【0036】

ＴＸ処理回路３１５は、プロセッサ３４０から発信ベースバンドデータ（ウェブデータ、電子メール、インタラクティブビデオゲームデータなど）を受信する。ＴＸ処理回路３１５は、処理されたベースバンド信号またはＩＦ信号を生成するために、発信ベースバンドデータを符号化、多重化、および／またはデジタル化する。ＲＦ送受信機３１０は、処理された発信ベースバンド信号またはＩＦ信号をＴＸ処理回路３１５から受信し、ベースバンド信号またはＩＦ信号を、アンテナ３０５を介して送信されるＲＦ信号にアップコンバートする。

【0037】

プロセッサ３４０は、１つもしくは複数のプロセッサまたは他の処理デバイスを含み、ＵＥ１１６の全体的な動作を制御するために、メモリ３６０に記憶されたＯＳ３６１を実行することができる。例えば、プロセッサ３４０は、周知の原理に従って、ＲＦ送受信機３１０、ＲＸ処理回路３２５、およびＴＸ処理回路３１５による順方向チャネル信号の受信および逆方向チャネル信号の送信を制御することができる。いくつかの実施形態では、プロセッサ３４０は、少なくとも１つのマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラを含む。

【0038】

プロセッサ３４０はまた、ビーム管理のためのプロセスなど、メモリ３６０に常駐する他のプロセスおよびプログラムを実行することができる。プロセッサ３４０は、実行プロセスによって必要に応じてメモリ３６０にデータを出入りさせることができる。いくつかの実施形態では、プロセッサ３４０は、ＯＳ３６１に基づいて、またはｇＮＢもしくはオペレータから受信した信号に応答して、アプリケーション３６２を実行するように構成される。プロセッサ３４０はまた、ラップトップコンピュータおよびハンドヘルドコンピュータなどの他のデバイスに接続する能力をＵＥ１１６に提供するＩ／Ｏインターフェース３４５に結合される。Ｉ／Ｏインターフェース３４５は、これらのアクセサリとプロセッサ３４０との間の通信路である。

【0039】

プロセッサ３４０はまた、タッチスクリーン３５０およびディスプレイ３５５に結合される。ＵＥ１１６のオペレータは、タッチスクリーン３５０を使用してＵＥ１１６にデータを入力することができる。ディスプレイ３５５は、液晶ディスプレイ、発光ダイオードディスプレイ、またはウェブサイトなどからのテキストおよび／または少なくとも限定されたグラフィックをレンダリングすることができる他のディスプレイであってもよい。

【0040】

メモリ３６０は、プロセッサ３４０に結合されている。メモリ３６０の一部は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を含むことができ、メモリ３６０の別の部分は、フラッシュメモリまたは他の読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）を含むことができる。

【0041】

図３はＵＥ１１６の一例を示しているが、図３には様々な変更を加えることができる。例えば、図３の様々な構成要素を組み合わせたり、さらに細分化したり、省略したりすることができ、特定の必要に応じて追加の構成要素を追加することができる。特定の例として、プロセッサ３４０は、１つまたは複数の中央処理装置（ＣＰＵ）および１つまたは複数のグラフィック処理装置（ＧＰＵ）などの複数のプロセッサに分割することができる。また、図３は、携帯電話またはスマートフォンとして構成されたＵＥ１１６を示しているが、ＵＥは、他のタイプのモバイルまたは固定デバイスとして動作するように構成され得る。

【0042】

図３に示すように、ＵＥ１１６は、図６、図８、図１１、および図１２に示すようなレーダシステムを含むことができる。プロセッサ３４０は、図６、図８、図１１、および図１５に示すようにレーダシステムを制御するように構成され得る。

【0043】

図３に示すように、ＵＥ１１６は、図６、図８、図１１、および図１５に示すようなレーダシステムを含むことができる。プロセッサ３４０は、レーダ１５０２を制御するために図１５に示すような１５０２、１５２０、または図１５に示すようなコントローラ１５２０、１５２２を含み得る（図６の送信機６００、ならびに図８および図１１の受信機８００、１１００にも示されているように）。図１５のレーダ（例えば、デジタルレーダ）１５０２は、図１５に例示されるようなレーダ１５０２と、図６に例示されるような送信機６００と、図８に例示されるような受信機８００と、図１１に例示されるような受信機１１００とを制御するために、図２に例示されるようなコントローラ２２５および／または図３に例示されるようなプロセッサ３４０とは独立して実装され得る、および／または共存し得る。

【0044】

センサ、特にレーダおよびＬｉｄａｒは、自動車安全先進運転者支援システム（ＡＤＡＳ）システムおよび自律型車両（ＡＶ）システム、周辺セキュリティ、５Ｇスマートシティ、インテリジェント交通システム、ロボット、遠隔手術、およびスマート工場を含むあらゆる自動化の不可欠な部分になりつつある。これらのセンサは、コンピュータビジョン用の３次元（３Ｄ）画像などの高分解能および高性能の感知を提供する。これらのセンサは、大量のリアルタイムデータおよびインテリジェントを提供し、ネットワークのエッジに配置された機械学習ソフトウェアによって分析された洞察を提供することができる。高分解能撮像レーダは、屋外の過酷な環境などのすべての環境条件における機械の知覚に不可欠になりつつある。

【0045】

デジタルレーダ波形は、機械知覚においてアナログ波形では考えられなかった性能をもたらす。波形は、低いサイドローブレベル、鋭いレンジ、ドップラー分解能、ならびに他のレーダユーザおよび意図的な妨害信号からの同一チャネル干渉耐性を提供するように成形される。

【0046】

高分解能レーダ波形における主な課題は、その実装の複雑さである。周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）レーダでは、ストレッチ処理は、信号の処理帯域幅を低減する革新的な方法である。範囲処理の分解能は信号の帯域幅によって決定され、これはマルチＧＨｚとすることができる。実際のシステムでは、デジタル処理はアナログ－デジタル変換器（ＡＤＣ）のサンプリングレートによって制限される。

【0047】

広帯域幅信号に基づく位相変調（ＰＭ）レーダおよび直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）レーダは、広帯域かつ高ビットレートのＡＤＣを必要とする。高分解能撮像レーダの場合、多くのＲＦチャネルが必要とされ、システムのコストおよび電力消費を促進する。さらに、デジタル信号処理は、信号のナイキスト比率で行われる必要があり、今日の計算技術においてさえ、受信機処理を困難にする。ＯＦＤＭ信号の生成および処理は、高分解能レーダに必要な広帯域処理のために困難である。７６ＧＨｚ～８１ＧＨｚの自動車用レーダは、１ＧＨｚ～５ＧＨｚの信号帯域幅を有し、多数のビットで１０Ｇｓｐｓを超えるＡＤＣレートを必要とする。１０から１００のチャネルを必要とする３Ｄレーダ撮像の場合、広帯域ＯＦＤＭレーダシステムは実用的ではない。したがって、市販のレーダ送受信機はＦＭＣＷ信号に依存している。

【0048】

本開示では、時間－周波数波形設計を有する新規なレーダが提供される。波形は、デジタル波形セグメントの狭帯域処理を可能にする時間および周波数領域で設計され、アナログ－デジタル変換／デジタル－アナログ変換（ＡＤＣ／ＤＡＣ）およびベースバンド処理要件の負担を軽減する。時間－周波数波形は、ＡＤＣを用いたデジタル波形の狭帯域処理および今日の技術で実現可能なより遅い速度での受信機処理を可能にする。このアーキテクチャは、１２０ＧＨｚ感知および撮像レーダまたは新興のテラヘルツ感知および撮像用途などの大帯域幅用途のためのデジタル波形の使用を可能にする。

【0049】

符号化されたＯＦＤＭレーダのコンテキストでは、提供された波形は、長いシーケンスの分解能および大きな処理利得を維持する。この効果は、アナログＦＭＣＷレーダにおけるストレッチ処理と同様の意味である。本開示における時間－周波数波形設計は、従来のアナログストレッチ処理の範囲制限なしに、元の広帯域信号の処理利得を保持する柔軟な符号化を可能にする。

【0050】

本開示は、時間－周波数波形設計、効率的なデジタル伝送、および受信機処理を提供する。本開示では、集約を伴う時間－周波数符号化波形が提供される。時間－周波数符号化波形は、広帯域信号の性能上の利点を保持しながら、信号を低レートで並列に処理し、かつ処理された信号を集約することによって、広帯域信号に関連する複雑さを低減する。

【0051】

この実装は、拡張時間における狭帯域幅の連続送信と、狭帯域幅信号の処理とを並行して使用して、レーダ信号の高分解能範囲およびドップラー再構成を復元する。本開示は、いくつかの機能および動作ブロックを含む。一例では、本開示は、時間－周波数波形設計、送信、および受信を含む。そのような例では、時間－周波数リソースにおける符号化されたＯＦＤＭ信号設計および送信が提供され、例えば、処理利得シーケンスを変化させるための長いシーケンスおよび短いシーケンスによる信号符号化が提供され、干渉をランダム化するための周波数ホッピングが提供される。

【0052】

一例では、本開示は、サブチャネル信号の受信機処理、通常範囲および拡張範囲の処理、帯域幅が等しくない連続的および不連続的な周波数帯域のための時間－周波数波形設計および集約、専用キャリアにおけるレーダ信号のスケジューリングおよび構成、４Ｇ／５Ｇ／６ＧおよびＷｉＦｉ／ＷｉＧｉｇシステムなどの通信システムにおけるレーダ信号のスケジューリングおよび構成を含む。

【0053】

集約を伴う時間－周波数波形は、デジタルレーダの実装上の課題を解決する。（１）サブチャネルをコヒーレントに処理することによって広帯域幅信号の高分解能を保持しながら、ＤＡＣ／ＡＤＣ帯域幅およびビット幅、サンプリングレートおよび受信機処理の複雑さを低減することによって、送受信機の複雑さを低減する、（２）元の長いシーケンスに対応する処理利得を得ることは、サブチャネルを集約することによって得られる、（３）狭帯域信号を処理し、サブチャネルの集約によって高分解能を達成することによる、テラヘルツおよびＬｉｄａｒｓなどの非常に広い帯域幅の信号へのスケーリング、（４）既存の通信スペクトル（例えば、６０ＧＨｚ帯域では、７～９ＧＨｚのスペクトルが２ＧＨｚのスペクトルチャンクに分割される）にデジタルレーダ信号を埋め込むために、連続帯域または不連続スペクトル割り当ておよび不連続ＯＦＤＭシンボルに適用可能な時間－周波数波形を処理する。

【0054】

集約を伴う時間－周波数波形は、利用可能なスペクトルを集約することによって最大１．７ｃｍの範囲分解能を可能にする。９ＧＨｚ帯域幅にわたる線形ＦＭＣＷ／チャープ信号は、６０ＧＨｚスペクトルグリッドに適合せず、達成可能な分解能７．５ｃｍを制限する。

【0055】

時間－周波数波形設計は、サブバンド信号を処理することによって狭帯域干渉および妨害の回避および除去を可能にし、目標範囲分解能および動作環境に応じて、複数のサブバンドからの受信信号を柔軟に組み合わせることができる。信号は、処理利得を高めるためにコヒーレントに組み合わせることができ、あるいはダイバーシティおよびロバスト性のために非コヒーレントに組み合わせることができる。

【0056】

シーケンスは、ゼロ相関ゾーンを有するＺａｄｏｆｆ－Ｃｈｕまたは一般化チャープ様（ＧＣＬ）シーケンスなどのＣＡＺＡＣシーケンスから生成され、１つまたはいくつかのルートＺａｄｏｆｆ－ＣｈｕまたはＧＣＬシーケンスから生成される。シーケンスは、ＯＦＤＭシンボルに直接マッピングされるか、またはＯＦＤＭシンボルにマッピングする前にＤＦＴによって変換され得る。

【0057】

時間－周波数ＯＦＤＭ信号は、各サブキャリアをＣＡＺＡＣシーケンスシンボルで符号化することによって構築される。ＣＡＺＡＣシーケンスのＤＦＴは時間－周波数領域にマッピングされる。符号化された各ＯＦＤＭ信号は、複数のＯＦＤＭシンボルおよび複数の周波数リソースを含む時間－周波数リソースを占有する。各時間－周波数リソースは「サブチャネル」であり得る。

【0058】

本開示では、方法および装置は、広帯域波形信号をサブバンド信号のシーケンスに基づいて時間－周波数波形に分解することと、分解された広帯域波形信号に基づいて、時間－周波数レーダ波形を生成することと、時間－周波数レーダ波形に基づいて、一定振幅ゼロ自己相関（ＣＡＺＡＣ）シーケンスを直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）サブキャリアにマッピングして、構成された連続または不連続の時間－周波数リソースに従って第１のレーダ信号を生成することと、第１のレーダ信号を、アンテナのセットの送信アンテナを介して目標物に送信することと、目標物から反射または後方散乱される第２の信号を、アンテナのセットの受信アンテナを介して受信し、連続または不連続の時間－周波数リソースを集約することとを提供する。

【0059】

図４Ａは、本開示の実施形態による、長いシーケンス４００の時間－周波数符号化ＯＦＤＭ波形の例を示す。図４Ａに示す長いシーケンス４００の時間－周波数符号化ＯＦＤＭ波形の一実施形態は、例示のみを目的としている。具体的には、図４Ａは、順次シーケンスマッピングを有する例示的な時間－周波数波形を示す。

【0060】

図４Ｂは、本開示の実施形態による、長いシーケンス４５０の時間－周波数符号化ＯＦＤＭ波形の例を示す。図４Ｂに示す長いシーケンス４５０の時間－周波数符号化ＯＦＤＭ波形の一実施形態は、例示のみを目的としている。具体的には、図４Ｂは、順次シーケンスマッピングを有する例示的な時間－周波数波形を示す。

【0061】

図４Ｃは、本開示の実施形態による、長いシーケンス４７０の時間－周波数符号化ＯＦＤＭ波形の例を示す。図４Ｃに示す長いシーケンス４７０の時間－周波数符号化ＯＦＤＭ波形の一実施形態は、例示のみを目的としている。具体的には、図４Ｃは、周波数ホッピングを伴う例示的な時間－周波数波形を示す。

【0062】

図４Ａ、図４Ｂ、および図４Ｃは、長いシーケンスを有するＯＦＤＭレーダ信号の時間－周波数波形を示す。図４Ａ、図４Ｂ、および図４Ｃは、４つのＯＦＤＭシンボルと４つのサブバンドとを有する時間－周波数リソースを示す。本開示では、時間－周波数リソースは「時間－周波数チャネル」であり得る。シーケンスは、時間－周波数リソース内で送信するために４つのセグメントに分割される。サブバンドは、連続した周波数リソースまたは不連続な周波数リソースであってもよく、周波数サブバンド間にギャップがある。

【0063】

図４Ａおよび図４Ｂは、順次シーケンスマッピングを有する符号化ＯＦＤＭ波形を示す。長いＣＡＺＡＣシーケンスＣＡＺＡＣ１が時間－周波数リソースにマッピングされる。ＣＡＺＡＣシーケンスＣＡＺＡＣ１は、ＣＡＺＡＣ１－１からＣＡＺＡＣ１－４と表記される４つのセグメントに分割される。選択されたＣＡＺＡＣシーケンスＣＡＺＡＣ１－１の第１のセグメントは、時間－周波数リソースの第１の「サブチャネル」にマッピングされる。選択されたＣＡＺＡＣシーケンスＣＡＺＡＣ１－２の第２のセグメントは、時間－周波数リソースの第２の「サブチャネル」にマッピングされる。第３および第４のサブチャネルにも同様のマッピングが適用される。

【0064】

ＣＡＺＡＣシーケンスセグメントの順序付けおよびマッピングは、同じ時間－周波数リソース内で変更することができる。図４Ｃは、周波数ホッピングを伴う符号化ＯＦＤＭ波形を示す。長いＣＡＺＡＣシーケンスＣＡＺＡＣ１が時間－周波数リソースにマッピングされる。ＣＡＺＡＣシーケンスＣＡＺＡＣ１は、ＣＡＺＡＣ１－１からＣＡＺＡＣ１－４と表記される４つのセグメントに分割される。選択されたＣＡＺＡＣシーケンスＣＡＺＡＣ１－１の第１のセグメントは、時間－周波数リソースの第１の「サブチャネル」にマッピングされる。選択されたＣＡＺＡＣシーケンスＣＡＺＡＣ１－３の第３のセグメントは、時間－周波数リソースの第２の「サブチャネル」にマッピングされる。シーケンスＣＡＺＡＣ１－２の第２のセグメントは、第３のサブチャネルにマッピングされる。シーケンスＣＡＺＡＣ１－４の第４のセグメントは、第４のサブチャネルにマッピングされる。次の時間－周波数チャネルでは、ＣＡＺＡＣシーケンスの順序付けがランダムに変更される。

【0065】

キャリア周波数は、時間－周波数リソースユニット内でランダムに変更される。周波数ホッピングパターンは、図４Ｃに示されている。

【0066】

図５Ａは、本開示の実施形態による、短いシーケンス５００の時間－周波数符号化ＯＦＤＭ波形の例を示す。図５Ａに示す短いシーケンス５００の時間－周波数符号化ＯＦＤＭ波形の一実施形態は、例示のみを目的としている。具体的には、図５Ａは、単一のシーケンスマッピングを有する時間－周波数波形を例示する。

【0067】

図５Ｂは、本開示の実施形態による、短いシーケンス５２０の時間－周波数符号化ＯＦＤＭ波形の例を示す。図５Ｂに示す短いシーケンス５２０の時間－周波数符号化ＯＦＤＭ波形の一実施形態は、例示のみを目的としている。具体的には、図５Ｂは、順次シーケンスマッピングを有する例示的な時間－周波数波形を示す。

【0068】

図５Ｃは、本開示の実施形態による、短いシーケンス５４０の時間－周波数符号化ＯＦＤＭ波形の例を示す。図５Ｃに示す短いシーケンス５４０の時間－周波数符号化ＯＦＤＭ波形の一実施形態は、例示のみを目的としている。具体的には、図５Ｃは、シーケンスホッピングを示す。

【0069】

図５Ｄは、本開示の実施形態による、短いシーケンス５６０の時間－周波数符号化ＯＦＤＭ波形の例を示す。図５Ｄに示す短いシーケンス５６０の時間－周波数符号化ＯＦＤＭ波形の一実施形態は、例示のみを目的としている。具体的には、図５Ｄは、周波数ホッピングを伴う時間－周波数波形を例示する。

【0070】

図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、および図５Ｄは、短いシーケンスを有するＯＦＤＭレーダ信号の時間－周波数波形の例を示す。図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、および図５Ｄは、４つのＯＦＤＭシンボルおよび４つのサブバンドを有する時間－周波数リソースを示す。各キャリアの各サブバンドに短いシーケンスがマッピングされる。この例では、レーダ信号として４ルートシーケンスが用いられている。

【0071】

図５Ａは、単一のシーケンスマッピングを有する符号化ＯＦＤＭ波形を示す。第１のＣＡＺＡＣシーケンスＣＡＺＡＣ１は、時間周波数リソース内のすべてのＯＦＤＭシンボルの時間－周波数リソースにマッピングされる。

【0072】

図５Ｂは、複数のシーケンスマッピングを有する符号化ＯＦＤＭ波形を示す。第１のＣＡＺＡＣシーケンスＣＡＺＡＣ１は、第１の時間－周波数リソースにマッピングされる。選択されたＣＡＺＡＣシーケンスＣＡＺＡＣ２の第２のセグメントは、時間－周波数リソースの第２の「サブチャネル」にマッピングされる。第３および第４のサブチャネルにも同様のマッピングが適用される。シーケンス選択はＭＡＣエンティティによって構成される。特殊なケースでは、時間－周波数リソース全体に同じシーケンスが使用され得る。

【0073】

ＣＡＺＡＣシーケンスの順序付けおよびマッピングは、同じ時間－周波数リソース内で変更することができる。図５Ｃは、周波数ホッピングを伴う符号化ＯＦＤＭ波形を示す。第１のＣＡＺＡＣシーケンスＣＡＺＡＣ１は、時間－周波数リソースの第１の「サブチャネル」にマッピングされる。第３のＣＡＺＡＣシーケンスＣＡＺＡＣ３は、時間－周波数リソースの第２の「サブチャネル」にマッピングされる。第２のＣＡＺＡＣシーケンスＣＡＺＡＣ２は、第３のサブチャネルにマッピングされる。第４のＣＡＺＡＣシーケンスＣＡＺＡＣ４は、第４のサブチャネルにマッピングされる。次の時間－周波数チャネルでは、ＣＡＺＡＣシーケンスの順序付けは再びランダムに変更される。

【0074】

キャリア周波数は、時間－周波数リソースユニット内でランダムに変更される。周波数ホッピングパターンは、図５Ｄに示されている。

【0075】

図６は、本開示の実施形態による時間－周波数波形６００の例示的な送信機を示す。図６に示す時間－周波数波形６００の送信機の実施形態は、例示のみを目的としている。図６に示す構成要素の１つまたは複数は、記載されている機能を実行するように構成された専用回路に実装することができ、または構成要素の１つまたは複数は、記載されている機能を実行するための命令を実行する１つまたは複数のプロセッサによって実装することができる。本開示の範囲から逸脱することなく、他の実施形態が使用される。

【0076】

一実施形態では、図６に例示されるような送信機は、基地局（例えば、図１に例示されるような１０１～１０３）および／またはＵＥ（例えば、図１に例示されるような１１１～１１６）において実施され得る。

【0077】

各送信間隔において、ＣＡＺＡＣシーケンスは、各キャリア周波数に対して周波数領域にマッピングされる。信号はＩＦＦＴによって時間領域に変換され、サイクリックプレフィックス（ＣＰ）およびガードタイム（ＧＴ）が付加される。Ｉ／Ｑ信号は、ＤＡＣによってアナログ領域に変換され、送信前にキャリア周波数によって変調される。

【0078】

ＲＡＤＡＲ ＭＡＣは、基準信号の時間－周波数リソースを割り当てるエンティティである。時間－周波数リソースは、目標範囲、送信電力、ビーム形成方法、ならびに受信機で測定されたノイズおよび干渉に基づいて構成される。リソースは、動作中に準静的または動的にリアルタイムで再割り当てすることができる。時間－周波数チャネルは、コントローラ内の構成モジュールによって構成される。ＣＡＺＡＣシーケンスはＭＡＣリソース割り当てによって選択される。ＯＦＤＭシンボルごとに、１つのキャリア周波数が選択される。次の時間－周波数リソースユニットにおいて、変調されたシンボルは別のキャリアを変調し、サブチャネルを構成する。

【0079】

一実施形態では、マルチチャネル符号化ＯＦＤＭシステム６００のための送信機アーキテクチャは、基地局（例えば、図１に例示されるような１０１～１０３）またはＵＥ（例えば、図１に例示されるような１１１～１１６）で実施され得る。６００の実施形態は、キャリアｆ０、．．．、ｆＮ－１を変調する複数のサブバンドチャネルから構成される送信信号を生成する。ＣＡＺＡＣシーケンス６０２は、Ｚａｄｏｆｆ－ＣｈｕまたはＧＣＬシーケンスのＤＦＴプリコーディングによってサブバンドＣＡＺＡＣシーケンスを生成する。Ｓ／Ｐ６０４は、シリアルデータをパラレルストリームに変換する。ＩＦＦＴ６０６は、並列の予め符号化されたＣＡＺＡＣシーケンスを取得し、予め符号化されたＣＡＺＡＣシーケンスの並列ストリームを時間領域信号に変換する。Ｐ／Ｓおよびサイクリックプレフィックス６０８は、時間領域信号をシリアルストリームに変換し、サイクリックプレフィックスを付加する。任意選択のガードタイムが追加される。ＩＦ／ＤＡＣ６１０および６１２は、６０８の出力の同相成分および直交成分を取得し、それらをアナログデータの同相信号および直交信号に変換する。移相器６１４は、６０８および６１０の出力の同相および直交アナログ信号を取得し、キャリア周波数を変調する。ブロック整形フィルタおよび増幅器（Ａｍｐ）６１６において、変調されたキャリアは、整形フィルタによってさらに処理され、増幅され、アンテナに送信される。ＭＡＣコントローラ６１８は、送信機の時間－周波数およびコードリソースを構成し割り当てる。

【0080】

図６に示すように、回路６３０は、６０２～６１８などのすべての構成要素を含み、回路６４０および６５０は、回路６３０に含まれるものと同じ構成要素を含むことができる。一実施形態では、マルチチャネル符号化ＯＦＤＭシステム６００のための送信機アーキテクチャに追加の回路を追加することができる。

【0081】

図７は、本開示の実施形態による例示的な時間領域信号フォーマット７００を示す。図７に示す時間領域信号フォーマット７００の実施形態は、例示のみを目的としている。

【0082】

図７は、基準信号と解釈され得る信号構造を示す。基準信号は、サイクリックプレフィックス（ＣＰ）、ポリフェーズシーケンス、およびガードタイム（ＧＴ）から構成される。ポリフェーズシーケンスは、時間－周波数信号のＩＦＦＴを取得することによって生成されたＯＦＤＭ波形である。ＧＴは、シーケンス長、ならびに目標シーンの対象範囲およびハードウェア整定時間に基づいて加算される。フォーマット１では、１つのシーケンス期間のみが示されている。より長い範囲を目標とする場合、または高い信号劣化が予想される悪天候を含む動作では、フォーマット２および３などの反復シーケンスを使用することができる。

【0083】

図８は、本開示の実施形態による時間－周波数波形８００の例示的な受信機を示す。図８に示す時間－周波数波形８００の受信機の一実施形態は、例示のみを目的としている。図８に示す構成要素の１つまたは複数は、記載されている機能を実行するように構成された専用回路に実装することができ、または構成要素の１つまたは複数は、記載されている機能を実行するための命令を実行する１つまたは複数のプロセッサによって実装することができる。本開示の範囲から逸脱することなく、他の実施形態が使用される。

【0084】

図８は、Ｎ個のサブチャネルを示す。サブチャネルごとに、受信信号はダウンコンバートされ、ＡＤＣによってデジタルベースバンド信号に変換される。ＣＰ除去後、受信信号は周波数領域サブバンド信号に変換される。ＯＦＤＭシンボルレベルの位相オフセット補償および広帯域信号へのサブバンドマッピングの後、周波数領域において範囲相関が計算される。これは、基準信号の複素共役との乗算によって達成される。基準信号は、短いＣＡＺＡＣシーケンス、または長いシーケンスの場合はＣＡＺＡＣシーケンスのセグメントのいずれかである。これらの基準信号は、送信された元の周波数領域シーケンスである。相関出力は、ドップラー推定のためにメモリに記憶される。

【0085】

一実施形態では、図８に例示されるような受信機は、基地局（例えば、図１に例示されるような１０１～１０３）および／またはＵＥ（例えば、図１に例示されるような１１１～１１６）において実施され得る。

【0086】

相関器出力の振幅または振幅二乗を取得し、続いてＣＦＡＲ検出器を取得することによって検出統計量が形成され、範囲およびドップラー推定値が得られる。目標とする最大範囲に応じて、１つまたは複数の受信機処理チェーンがインスタンス化され得る。

【0087】

図８に例示するように、信号は、９０度移相ブロック８０２において処理される。９０度移相ブロック８０２の出力はＡＤＣ Ｓ／ＰおよびＣＰ除去ブロック８０４に送られる。
ＦＦＴ Ｎポイントブロック８０６の出力は、

【0088】

【数1】

【0089】

および複素乗算ブロック８０８に従って位相オフセット補償に送信される。
基準ＣＡＺＡＣシーケンスを受信したＤＦＴおよび複素共役ブロック８０４の出力は、位相オフセット補償および複素乗算ブロック８０８に送信される。バッファおよびサブバンドマッピングブロック８１２は、位相オフセット補償および複素乗算ブロック８０８の出力信号を受信し、位相オフセット補償および複素乗算ブロック８０８の出力信号をＩＦＦＴ ４Ｎポイントブロック８１４へ送信する。ＩＦＦＴ ４Ｎポイントブロック８１４の出力はブロック８１６に送信される。ブロック８１６の出力は、ＣＦＡＲ検出器ブロック８２０およびメモリ８１８に送信される。メモリ８１８は、ドップラー推定ブロック８２２を介してＣＦＡＲ検出器ブロック８２０に出力信号を送信する。

【0090】

シーケンスまたはシーケンスセグメントをマッピングすることによって、広帯域信号が再構成される。図９は、本開示の実施形態による、サブバンドから広帯域信号へのマッピング９００の例を示す。図９に示すサブバンドから広帯域信号へのマッピング９００の実施形態は、例示のみを目的としている。図９は、複数のサブバンド信号から再構成された広帯域信号を示す。

【0091】

従来のＯＦＤＭレーダは、信号の長さによって制限される。時間－周波数波形では、送信信号の修正なしの受信機処理によって、ＯＦＤＭシンボル長を超える範囲拡張が達成される。

【0092】

図１０Ａは、本開示の実施形態による例示的な時間－周波数波形構造１０００を示す。図１０に示す時間－周波数波形構造１０００の一実施形態は、例示のみを目的としている。具体的には、図１０Ａは、通常範囲の時間－周波数波形構造の例を示す。

【0093】

図１０Ｂは、本開示の実施形態による例示的な時間－周波数波形構造１０５０を示す。図１０Ｂに示す時間－周波数波形構造１０５０の一実施形態は、例示のみを目的としている。具体的には、図１０Ｂは、拡張範囲の時間－周波数波形構造の例を示す。

【0094】

図１０Ａは、通常範囲の波形を示す。通常範囲の場合、ガードタイム（ＧＴ）の長さは、ＯＦＤＭシンボル持続時間として設定される。最大範囲は、ガードタイムの持続時間によって決定される。受信機では、ＧＴまで信号が受信され、サブチャネル乗算が計算される。

【0095】

図１０Ｂは、ＧＴがＯＦＤＭシンボルの長さの２倍である拡張範囲の波形を示す。範囲は２倍に拡大される。受信機では、延長されたガードタイムまで信号を受信する。この例では、受信機処理は３ＯＦＤＭシンボルに拡張される。

【0096】

４サブチャネル時間－周波数波形では、送信信号時間－周波数リソースを増加させることなく、３倍までの範囲拡張が達成される。３００ｍの範囲を有するレーダ信号設計の場合、９００ｍまでの範囲拡張は、同じ時間－周波数リソース内の受信機実装によって達成される。９００ｍを超える範囲は、より長いガードタイムを構成することによって提供される。

【0097】

図１１は、本開示の実施形態による範囲拡張１１００を有する例示的な受信機を示す。図１１に示す範囲拡張１１００を有する受信機の一実施形態は、例示のみを目的としている。図１１に示す構成要素の１つまたは複数は、記載されている機能を実行するように構成された専用回路に実装することができ、または構成要素の１つまたは複数は、記載されている機能を実行するための命令を実行する１つまたは複数のプロセッサによって実装することができる。本開示の範囲から逸脱することなく、他の実施形態が使用される。

【0098】

一実施形態では、図１１に例示されるような範囲拡張を備えた受信機アーキテクチャは、基地局（例えば、図１に例示されるような１０１～１０３）および／またはＵＥ（例えば、図１に例示されるような１１１～１１６）において実施され得る。

【0099】

図１１に例示するように、受信機１１００は、ブロック１１０２およびブロック１１２０の２つのチェーンを含む。ブロック１１０２は、９０度移相ブロック１１０４と、ＡＤＣ、Ｓ／ＰおよびＣＰ除去ブロック１１０６と、ＦＦＴ Ｎポイントブロック１１０８と、

【0100】

【数2】

【0101】

および複素乗算ブロック１１１０に応じた位相オフセット補償と、ＤＦＴおよび複素共役ブロック１１１２とを含む。ブロック１１０２と同様に、ブロック１１２０は、９０度移相ブロック１１２４と、ＡＤＣ、Ｓ／ＰおよびＣＰ除去ブロック１１２６と、ＦＦＴ Ｎポイントブロック１１２８と、位相オフセット補償および複素乗算ブロック１１３０と、ＤＦＴおよび複素共役ブロック１１３２とを含む。ブロック１１０２および１１２０の出力信号は、バッファおよびサブバンドマッピングブロック１１３４に送信される。バッファおよびサブバンドマッピングブロック１１３４は、出力信号をＩＦＦＴ ４Ｎポイント１１３６に送信する。ＩＦＦＴ ４Ｎポイントブロック１１３６の出力信号は、ブロック１１３８に出力信号を送信する。ブロック１１３８は、出力信号をメモリ１１４０およびＣＦＡＲ検出器ブロック１１４２に送信する。メモリ１１４０は、ドップラー推定ブロック１１４４を介してＣＦＡＲ検出器ブロック１１４２に出力信号を送信する。Ｎ個のサブチャネルのために一般化された範囲拡張のための受信機のブロック図は、図８に示されている。

【0102】

第１のサブチャネルは、Ｎ個のＯＦＤＭシンボル期間の信号を受信して処理する。同様に、各受信機は、Ｎ個のＯＦＤＭシンボル期間にわたって時間領域信号を受信し、処理し続ける。信号全体がＮ個のＯＦＤＭシンボルについて処理され、ピーク値が計算され、（Ｎ－１）ＯＦＤＭシンボル期間の範囲プロファイルが生成される。これは、範囲を（Ｎ－１）倍に拡大する。受信機のハードウェア複雑度は、通常範囲の２から範囲拡張のＮに増加する。

【0103】

スペクトル割り当てに応じて、レーダ撮像に利用可能なスペクトルは不連続であり得る。これは、スペクトルグリッドが複数のチャンクに分割される既存の通信帯域および無認可の６０ＧＨｚスペクトルで発生する。７６ＧＨｚ～８１ＧＨｚの自動車用レーダ周波数の場合、連続スペクトルが利用可能である。５７ＧＨｚ～７１ＧＨｚに及ぶＶバンドでは、各々２．１６ＧＨｚ帯域幅を有する６つの帯域が６つの周波数グリッドで利用可能であり、サブバンド間にギャップがある。各サブチャネル内のシーケンスの長さは同一である必要はない。信号の集約された帯域幅が同じである限り、サブチャネル帯域幅およびサブチャネルにマッピングされたシーケンスの長さは、結果として得られる画像の範囲分解能に影響を与えることなく異なり得る。

【0104】

時間－周波数波形マッピングは、連続および不連続スペクトル割り当ての両方について以下に説明される。

【0105】

図１２Ａは、本開示の実施形態による時間－周波数信号マッピング１２００の例を示す。図１２に示す時間－周波数信号マッピング１２００の一実施形態は、例示のみを目的としている。具体的には、図１２Ａは、連続したサブバンドマッピングのための例示的な時間－周波数信号マッピングを示す。

【0106】

図１２Ｂは、本開示の実施形態による時間－周波数信号マッピング１２５０の例を示す。図１２Ｂに示す時間－周波数信号マッピング１２５０の一実施形態は、例示のみを目的としている。具体的には、図１２Ｂは、不連続なサブバンドマッピングのための例示的な時間－周波数信号マッピングを示す。

【0107】

【数3】

【0108】

一実施形態では、連続スペクトルについて、ナイキストサンプリングレートに対応する範囲分解能が再構成信号において得られる。

【0109】

一実施形態では、不連続なスペクトルの場合、再構成信号の範囲分解能は、サブバンド間の未使用帯域のために低減される。

【0110】

図１３Ａは、本開示の実施形態による不連続なＯＦＤＭシンボル１３００を用いた時間－周波数信号マッピングの例を示す。図１３Ａに示す不連続なＯＦＤＭシンボル１３００を用いた時間－周波数信号マッピングの一実施形態は、説明のためのものにすぎない。具体的には、図１３Ａは、連続したサブバンドマッピングのための不連続なＯＦＤＭシンボルを用いた時間－周波数信号マッピングの例を示す。

【0111】

図１３Ｂは、本開示の実施形態による、不連続なＯＦＤＭシンボル１３５０を用いた例示的な時間－周波数信号マッピングを示す。図１３Ｂに示す不連続なＯＦＤＭシンボル１３５０を用いた時間－周波数信号マッピングの一実施形態は、例示のみを目的としている。具体的には、図１３Ｂは、不連続なサブバンドマッピングのための不連続なＯＦＤＭシンボルを用いた時間－周波数信号マッピングの例を示す。

【0112】

【数4】

【0113】

図１２Ａおよび図１２Ｂならびに図１３Ａおよび図１３Ｂに例示したような信号の範囲分解能は同じである。ＯＦＤＭシンボルインデックスに対応する位相補償係数は、図８に記載された受信機における相関を計算する場合に適用される。

【0114】

図１４Ａは、本開示の実施形態による再構成信号１４００の分解能の例を示す。図１４Ａに示す再構成信号１４００の例示的な分解能の一実施形態は、例示のみを目的としている。

【0115】

図１４Ｂは、本開示の実施形態による再構成信号１４５０の分解能の例を示す。図１４Ｂに示す再構成信号１４５０の例示的な分解能の一実施形態は、例示のみを目的としている。

【0116】

図１４Ａは、信号の分解能に対するスペクトルマッピングの影響を示す。連続したサブバンドマッピングのような全帯域幅から信号が再構成される場合、信号は、図１４に示されるようにナイキスト比率で再構成される。

【0117】

【数5】

【0118】

図１５は、本開示の実施形態による例示的なレーダおよびコントローラアーキテクチャ１５００を示す。図１５に示すレーダおよびコントローラアーキテクチャ１５００の一実施形態は、例示のみを目的としている。図１５に示す構成要素の１つまたは複数は、記載されている機能を実行するように構成された専用回路に実装することができ、または構成要素の１つまたは複数は、記載されている機能を実行するための命令を実行する１つまたは複数のプロセッサによって実装することができる。本開示の範囲から逸脱することなく、他の実施形態が使用される。

【0119】

図１５に示すように、レーダおよびコントローラアーキテクチャ１５００は、レーダ回路１５０２（例えば、デジタルレーダ）とコントローラ１５２０とを含む。デジタルレーダ１５０２は、ＴｘアンテナＤＡＣおよびＲＦ１５０４と、ＲｘアンテナＡＤＣおよびＲＦ１５０６と、送信機１５０８と、受信機１５１０と、ＭＡＣ１５１２とを含む。コントローラ１５２０は、ＭＡＣ（コントローラ）１５２２および構成ブロック１５３０を含む。ＭＡＣ（コントローラ）１５２２は、電力制御部１５２４と、スケジューラ１５２６と、干渉管理部１５２８とを含む。構成ブロック１５３０は、信号構成ブロック１５３２と、測定構成ブロック１５３４と、省電力構成ブロック１５３６とを含む。ＴｘアンテナＤＡＣおよびＲＦ１５０４は、信号を送信するためのアンテナのセットを含み、ＲｘアンテナＡＤＣおよびＲＦ１５０６は、信号を受信するためのアンテナのセットを含む。

【0120】

コントローラは、構成エンティティおよび媒体アクセス制御（ＭＡＣ）エンティティを有する。構成エンティティは、信号構成、測定構成、および省電力構成の設定を担当する。コントローラ内のＭＡＣエンティティは、無線リソースを動的に管理する役割を担い、電力制御機能、スケジューラ、および干渉管理回路を備える。

【0121】

ＭＡＣコントローラ内のスケジューラは、時間－周波数リソースおよびシーケンス構成を決定する。

【0122】

図１５に示すように、ステップ１の一例では、送信電力および最大ＲＦ帯域幅などのデバイス能力がデジタルレーダ１５０２からコントローラ１５２０に報告される。ステップ２の一例では、ノイズおよび干渉測定などの測定構成がコントローラ１５２０からデジタルレーダ１５０２に送信される。ステップ２’の一例では、電力制御構成がコントローラ１５２０からデジタルレーダ１５０２に送信される。ステップ３の一例では、デジタルレーダ１５０２からコントローラ１５２０に測定結果が報告される。これは、周期的または非周期的であり得る。ステップ４の一例では、ＭＡＣ構成ブロックおよびスケジューラは、時間－周波数チャネル、シーケンスマッピング、長／短シーケンス選択、シーケンスホッピングおよび周波数ホッピングパターン、ならびにＭＩＭＯおよびビーム形成構成を設定する。

【0123】

そのような例では、シーケンスおよび時間－周波数リソースは以下のように決定される。シーケンスは送信間隔全体にわたって固定され得、選択されたシーケンスは時間－周波数チャネルごとにランダムに変更され得、選択されたシーケンスは、各サブチャネルの雑音および干渉推定に応じて、レーダＭＡＣ内の「スケジューラ」エンティティによってスケジュールされ得る。レーダは、割り当てられた無線リソースに基づいて送信用の信号を構築する。

【0124】

４Ｇ、５Ｇ、またはＷｉＦｉ通信システムでは、スケジューラは、レーダ信号の送受信のための時間－周波数リソースを割り当てる。あるいは、構成回路は、レーダ信号送信のための時間－周波数リソースを決定する。

【0125】

図１６は、ＵＥ（例えば、１１１～１１６）、ＢＳ（例えば、１０１～１０３）、または個別の独立したレーダシステムなどのＵＥまたは基地局にインストールされていないスタンドアロンシステムによって実行され得るような、本開示の実施形態による高分解能デジタルレーダ用の時間－周波数拡散波形のための方法１６００のフローチャートを示す。図１６に示す方法１６００の実施形態は、例示のみを目的としている。図１６に示す構成要素の１つまたは複数は、記載されている機能を実行するように構成された専用回路に実装することができ、または構成要素の１つまたは複数は、記載されている機能を実行するための命令を実行する１つまたは複数のプロセッサによって実装することができる。本開示の範囲から逸脱することなく、他の実施形態が使用される。

【0126】

図１６に例示されるように、方法１６００は、ステップ１６０２で開始される。ステップ１６０２において、装置は、複数のセグメントを含む長一定振幅ゼロ自己相関（ＣＡＺＡＣ）シーケンスの離散フーリエ変換（ＤＦＴ）を識別する。

【0127】

続いて、装置は、ステップ１６０４において、ＭＡＣコントローラを介して、複数のセグメントの時間－周波数リソースを識別する。

【0128】

続いて、装置は、ステップ１６０６において、時間－周波数リソース内の時間－周波数サブチャネルのセットを識別する。

【0129】

次に、装置は、ステップ１６０８において、複数のセグメントの各々を時間－周波数サブチャネルのセットの各々に順次マッピングする。

【0130】

最後に、装置は、ステップ１６１０において、時間－周波数サブチャネルのセットに基づいて第１の信号を送信する。

【0131】

一実施形態では、装置は、複数のセグメントの各々を時間－周波数サブチャネルのセットの各々にランダムにマッピングするためにシーケンスホッピング動作を実行し、および／または複数のセグメントの各々をランダムに選択された時間－周波数サブチャネルのセットの各々にマッピングするために周波数ホッピング動作を実行する。

【0132】

一実施形態では、装置は、短いＣＡＺＡＣシーケンスのセットのＤＦＴを識別し、短いＣＡＺＡＣシーケンスのセットの時間－周波数リソースを識別し、時間－周波数リソースは、時間－周波数領域の連続した時間－周波数リソースまたは不連続な時間－周波数リソースを含む。

【0133】

一実施形態では、装置は、時間－周波数リソース内の時間－周波数サブチャネルのセットを識別し、短いＣＡＺＡＣシーケンスのセットの各々を時間－周波数サブチャネルのセットの各々に順次マッピングする。

【0134】

一実施形態では、装置は、短いＣＡＺＡＣシーケンスのセットの各々を時間－周波数サブチャネルのセットの各々にランダムにマッピングするためにシーケンスホッピング動作を実行し、および／または短いＣＡＺＡＣシーケンスのセットの各々をランダムに選択された時間－周波数サブチャネルのセットの各々にマッピングするために周波数ホッピング動作を実行する。

【0135】

一実施形態では、装置は、複数のガードシンボル期間の１つにおいて第２の信号を受信し、第２の信号は第１の信号の反射信号であり、第２の信号の周波数領域変換動作を実行し、周波数領域変換された第２の信号の位相オフセット補償動作を実行し、位相オフセット補償動作は、周波数領域における時間－周波数サブチャネルのセットに対応する。

【0136】

一実施形態では、装置は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）演算を実行する前に、またはＦＦＴ演算の計算演算中に、時間領域において第２の信号の位相オフセット補償動作を実行する。

【0137】

そのような実施形態では、時間－周波数リソースは、時間－周波数領域における連続した時間－周波数リソースおよび不連続な時間－周波数リソースを含む。

【0138】

そのような実施形態では、無線リソースは、送信機が第１の信号を送信するための媒体アクセス制御（ＭＡＣ）コントローラによって構成される。

【0139】

そのような実施形態では、無線リソースは、ＣＡＺＡＣシーケンスを含むシーケンス情報、連続した時間－周波数リソースと不連続な時間－周波数リソースとを含む時間－周波数リソース情報、時間－周波数リソース内の時間－周波数サブチャネルのセットを含むサブチャネル情報、ならびにＣＡＺＡＣシーケンスに含まれる複数のセグメントを含むシーケンスセグメント情報を含む。

【0140】

本特許文書全体で使用される特定の単語および語句の定義を説明することが有利であり得る。「アプリケーション」および「プログラム」という用語は、適切なコンピュータコード（ソースコード、オブジェクトコード、または実行可能コードを含む）での実装に適合された、１つまたは複数のコンピュータプログラム、ソフトウェアコンポーネント、命令セット、手順、機能、オブジェクト、クラス、インスタンス、関連データ、またはそれらの一部を指す。「通信する」という用語、ならびにそれらの派生語は、直接的および間接的な通信の両方を包含する。「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」および「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」という用語、ならびにそれらの派生語は、限定されない包含を意味する。「または」という用語は、包括的であり、および／またはを意味する。「～と関連付けられる」という語句ならびにその派生語は、含む、～内に含まれる、～と相互接続する、～を含有する、～内に含有される、～にもしくは～と接続する、～にもしくは～と結合する、～と通信可能である、～と協働する、インターリーブする、並置する、～に近接する、～にもしくは～と結合される、有する、～の特性を有する、～との関係を有する、などを意味し得る。「～のうちの少なくとも１つ」という語句は、項目のリストと共に使用される場合、列挙された項目のうちの１つまたは複数の異なる組み合わせが使用されてもよく、リスト内の１つの項目のみが必要であってもよいことを意味する。例えば、「Ａ、Ｂ、およびＣのうちの少なくとも１つ」は、以下の組み合わせのいずれかを含む：Ａ、Ｂ、Ｃ、ＡおよびＢ、ＡおよびＣ、ＢおよびＣ、ならびにＡおよびＢおよびＣ。

【0141】

本出願における説明は、任意の特定の要素、ステップ、または機能が、特許請求の範囲に含まれなければならない必須または重要な要素であることを暗示するものとして読まれるべきではない。特許になる主題の範囲は、許容される特許請求の範囲によってのみ定義される。さらに、「のための手段（ｍｅａｎｓ ｆｏｒ）」または「のためのステップ（ｓｔｅｐ ｆｏｒ）」という正確な単語が特定の請求項で明示的に使用され、その後にファンクションを識別する特定のフレーズが続く場合を除き、請求項のいずれも、添付の請求項または請求項の要素のいずれかに関して３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１２（ｆ）を呼び出すことを意図していない。特許請求の範囲内の「機構」、「モジュール」、「デバイス」、「ユニット」、「構成要素」、「要素」、「部材」、「装置」、「機械」、「システム」、「プロセッサ」、または「コントローラ」などの用語の使用は、特許請求の範囲自体の特徴によってさらに修正または強化されるように、当業者に知られている構造を指すと理解および意図されており、３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１２（ｆ）を引き起こすことを意図していない。

【0142】

本開示は特定の実施形態ならびに一般に関連する方法を記載しているが、これらの実施形態および方法の変更および置換は当業者には明らかであろう。したがって、例示的な実施形態の上記の説明は、本開示を定義または限定するものではない。以下の特許請求の範囲によって定義されるように、本開示の範囲から逸脱することなく、他の変更、置換、および改変も可能である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10A】

【図10B】

【図11】

【図12A】

【図12B】

【図13A】

【図13B】

【図14A】

【図14B】

【図15】

【図16】