專利名稱：波形序列的生成的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于生成波形序列的方法和設(shè)備，這些波形例如在障礙物檢測(cè)系統(tǒng)，尤其是但不局限于在被設(shè)計(jì)為在多用戶環(huán)境下工作的汽車盲點(diǎn)或碰撞前(pre-crash)報(bào)警系統(tǒng)中使用。
背景技術(shù)：
一種重要類型的汽車盲點(diǎn)或碰撞前報(bào)警系統(tǒng)采用電磁能量或超聲波能量的短脈沖來(lái)詢問(wèn)檢測(cè)區(qū)。然后通過(guò)適當(dāng)?shù)靥幚碓谙到y(tǒng)觀察域內(nèi)的不同物體反向散射的能量，從而作出有關(guān)預(yù)定范圍內(nèi)障礙物存在與否的判決。檢測(cè)設(shè)備被設(shè)置為檢測(cè)反射脈沖是否出現(xiàn)在在已經(jīng)發(fā)射詢問(wèn)脈沖之后的特定延遲(對(duì)應(yīng)預(yù)定范圍)。代替僅僅檢測(cè)反射脈沖的出現(xiàn)，可以將每個(gè)脈沖傳輸被詢問(wèn)之后所接收的信號(hào)模擬值積分以便提供給對(duì)反向散射信號(hào)強(qiáng)度敏感的裝置，并且因此能夠具有較好的性能。多信道檢測(cè)設(shè)備具有若干信道，每個(gè)信道具有不同的延遲，用于檢測(cè)在感興趣的不同范圍值上的物體。
眾所周知的是，當(dāng)由適當(dāng)構(gòu)造的脈沖組(pulse packet)代替每單個(gè)脈沖時(shí)，可以顯著地改進(jìn)物體的檢測(cè)能力。每個(gè)脈沖組包括非均勻交錯(cuò)排列的指定數(shù)目N的相同脈沖，每個(gè)脈沖間隔為適當(dāng)選擇的單位時(shí)間間隔的整數(shù)倍。這樣設(shè)計(jì)脈沖間隔的圖案，以便保證在基本脈沖組和它在時(shí)間上移位超過(guò)一個(gè)脈沖持續(xù)時(shí)間的復(fù)制脈沖組之間將只發(fā)生小數(shù)量ha的脈沖重合(優(yōu)選地，最多為一個(gè)脈沖重合)。這種條件通常稱為自相關(guān)約束。
考慮到跨距(長(zhǎng)度)為L(zhǎng)包括N個(gè)單位持續(xù)時(shí)間的相同矩形脈沖的脈沖組。這種脈沖組能方便地表示為符號(hào)0和1的二進(jìn)制序列{x}＝x1x2...xL，其中符號(hào)1對(duì)應(yīng)于脈沖發(fā)生。在這種情況下，自相關(guān)約束能夠表示為Rxx(d)=Σi=1L-dxixi+d≤ha<N,]]>0＜d≤L-1其中Rxx(d)為自相關(guān)序列，d為整數(shù)位移。當(dāng)d＝0時(shí)，自相關(guān)值Rxx(0)簡(jiǎn)單地等于脈沖組所包含的脈沖數(shù)目N。
在具有指定數(shù)目脈沖N和ha＝1的所有類的脈沖組中，最大壓縮脈沖組具有最小的跨距Lmin。因此，最大壓縮脈沖組表現(xiàn)出最大占空因子，N/L，和最大平均功率。對(duì)于固定的N和ha＝1，所有跨距大于Lmin的脈沖組稱為稀疏脈沖組。
自相關(guān)約束保證了當(dāng)沒(méi)有噪聲或干擾，并且使用多信道脈沖重合處理器來(lái)檢測(cè)脈沖組時(shí)，每個(gè)信道的輸出最多為ha，除非信道延時(shí)匹配接收的脈沖組的延時(shí)。在這種情況下，信道輸出達(dá)到峰值N。
在多用戶環(huán)境中，用戶可能同時(shí)并異步地發(fā)送他們的信號(hào)，以便每個(gè)接收機(jī)不僅必須識(shí)別和檢測(cè)其自己發(fā)送的信號(hào)，而且必須能夠在出現(xiàn)其他發(fā)送信號(hào)時(shí)也這樣進(jìn)行操作。假定感興趣接收機(jī)所檢測(cè)的脈沖組表示為二進(jìn)制序列{x}＝x1x2...xL并且干擾脈沖組的其中之一表示為另一個(gè)二進(jìn)制序列{y}＝y(tǒng)1y2...yL為了優(yōu)化在多用戶環(huán)境下接收機(jī)的檢測(cè)性能，以下互相關(guān)約束必須滿足所有的整數(shù)位移dRxy(d)=Σi=1L-dxiyi+d≤hc<N,]]>0＜d≤L-1 和Rxy(d)=Σi=1L-dyixi+d≤hc<N,]]>0＜d≤L-1當(dāng)不止一個(gè)發(fā)射機(jī)工作時(shí)，自相關(guān)和互相關(guān)約束組合起來(lái)以便保證，當(dāng)沒(méi)有噪聲且使用多信道脈沖重合處理器進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，每個(gè)信道的輸出仍基本上小于N，除非信道延遲匹配于接收的感興趣脈沖組的延時(shí)。
在汽車應(yīng)用中，許多類似的障礙物檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)該能夠在相同的區(qū)域工作，而且共享相同的頻帶。為了避免相互干擾，每個(gè)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)使用截然不同的信號(hào)，該信號(hào)優(yōu)選為與其他系統(tǒng)所應(yīng)用的信號(hào)不相關(guān)。由于不可能預(yù)測(cè)許多類似系統(tǒng)中的哪一個(gè)將在特定的環(huán)境下工作，因此為每個(gè)系統(tǒng)分配一個(gè)截然不同的二進(jìn)制序列是不實(shí)際的。而且，構(gòu)造大量具備良好自相關(guān)和互相關(guān)特性的二進(jìn)制序列集并且表現(xiàn)出可接受的占空因子是非常困難的。
歐洲專利申請(qǐng)No.EP-A-1330031(這里稱為“在先申請(qǐng)”并且在此參考引用其內(nèi)容)公開(kāi)了一種采用隨機(jī)機(jī)制來(lái)產(chǎn)生大量滿足自相關(guān)和互相關(guān)約束的復(fù)合脈沖串集合的方法。因此，產(chǎn)生的復(fù)合脈沖串將表現(xiàn)出對(duì)多用戶環(huán)境下相互干擾的極好抵制。也可能產(chǎn)生表現(xiàn)出高占空因子的序列，因此增強(qiáng)了最終的檢測(cè)性能。
根據(jù)在先申請(qǐng)所公開(kāi)的方法，復(fù)合脈沖串由基本脈沖組的序列構(gòu)成，每個(gè)基本脈沖組從適當(dāng)構(gòu)造的具備規(guī)定自相關(guān)和互相關(guān)特性的基本脈沖組的預(yù)定集中隨機(jī)地提取。每個(gè)基本脈沖組的自相關(guān)函數(shù)表現(xiàn)出‘最多一個(gè)重合’的特性。而且，任何兩個(gè)不同脈沖組之間的互相關(guān)函數(shù)取與對(duì)應(yīng)的自相關(guān)函數(shù)的最大值相比較較小的值。另外，通過(guò)以隨機(jī)持續(xù)時(shí)間的間隙來(lái)分離各個(gè)基本脈沖組，能夠進(jìn)一步改善對(duì)多用戶環(huán)境下相互干擾的抵抗力，隨機(jī)持續(xù)時(shí)間的值可以通過(guò)隨機(jī)數(shù)發(fā)生器所提供的隨機(jī)值確定。圖1描述了如此構(gòu)造的復(fù)合脈沖串的結(jié)構(gòu)。
因此，盡管每個(gè)用戶可能具有相同組基本脈沖組集合，但是每個(gè)用戶所發(fā)送的復(fù)合脈沖串以隨機(jī)方式來(lái)裝配，所以脈沖串在統(tǒng)計(jì)上是唯一的。
盡管在先申請(qǐng)所公開(kāi)的方法提供了減少多用戶環(huán)境下相互干擾效應(yīng)問(wèn)題的實(shí)際解決方案，但是該方法不能夠增加峰值自相關(guān)值Rxx(0)＝N與最大(單元)自相關(guān)旁瓣值的比率R。增加R的值將提高障礙物檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)并分辨位于較大障礙物(諸如卡車)附近的較小障礙物(諸如摩托車)的能力。
因此，期望提供一種用于產(chǎn)生大量脈沖串的方法，這些脈沖串具有良好的自相關(guān)特性，良好的互相關(guān)特性，以及還具有改善的分辨多個(gè)較小和較大障礙物的能力，并特別適用于旨在多用戶環(huán)境下工作的系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
在所附權(quán)利要求書(shū)中將闡明本發(fā)明的各個(gè)方面。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，選擇具有窄自相關(guān)函數(shù)(即，這樣的自相關(guān)函數(shù)，它對(duì)于所有非零位移具有一個(gè)值，該值基本上小于零位移上的最大值)的基本符號(hào)序列，并且由一波形代替(替換)該序列的每個(gè)符號(hào)，該波形從包括有限數(shù)量的適當(dāng)選擇的有限持續(xù)時(shí)間波形的集合中隨機(jī)提取。優(yōu)選地，波形應(yīng)該具有相同的持續(xù)時(shí)間并且相互正交(不相關(guān))以便于在接收機(jī)中對(duì)其進(jìn)行分辨。
為了清楚起見(jiàn)，將主要在這樣一種安排的環(huán)境下描述本發(fā)明，其中基本符號(hào)序列是離散脈沖串并且該脈沖被設(shè)置在預(yù)定組中(盡管如上所述這些特性都不是必需的)。通過(guò)隨機(jī)選擇的波形表示脈沖的機(jī)制可以被視為某種形式的隨機(jī)脈沖映射。
當(dāng)使用M個(gè)正交波形用于脈沖映射時(shí)，包含N個(gè)脈沖的單個(gè)脈沖組可以通過(guò)和MN一樣多的波形組表示，所有的組傳遞相同的時(shí)間信息，然而是不相同的，因此可以在接收機(jī)中分辨。
隨機(jī)脈沖映射的操作保留了包含在脈沖-脈沖間隔中的時(shí)間信息，并且隨機(jī)脈沖映射本身等效于為每個(gè)脈沖分配一個(gè)索引，該索引從一整數(shù)集中隨機(jī)選擇。這些索引可能以各種不同的方式(例如，通過(guò)波形的頻率)在物理系統(tǒng)中表示。
當(dāng)沒(méi)有隨機(jī)映射應(yīng)用于包括N個(gè)脈沖的脈沖組時(shí)，其中該脈沖具有‘最多一個(gè)重合’的特性，自相關(guān)峰值Rxx(0)與最大(單位)自相關(guān)旁瓣值的比率R恰為N。但是，當(dāng)使用M個(gè)正交波形來(lái)進(jìn)行隨機(jī)脈沖映射時(shí)，單位旁瓣值將平均減少到1/M。這種效果來(lái)源于以下事實(shí)，即脈沖重合‘在時(shí)間上’的要求現(xiàn)在與為各個(gè)脈沖分配的索引相等(附加重合)的要求被組合起來(lái)。結(jié)果，比率R的平均值將增加到NM，并且將獲得大和小障礙物之間分辨率的提高。
即使獨(dú)立地使用隨機(jī)脈沖映射，也將為多用戶環(huán)境下的相互干擾提供極好的抵抗力。通過(guò)構(gòu)造，盡管每個(gè)用戶可能重復(fù)應(yīng)用相同的基本符號(hào)序列(例如，基本脈沖組)，但是，相應(yīng)的波形序列由每個(gè)用戶以隨機(jī)方式來(lái)裝配并因此在統(tǒng)計(jì)上是唯一的。根據(jù)在先申請(qǐng)所公開(kāi)的上述方法，通過(guò)在各個(gè)組之間插入隨機(jī)間隙，能夠進(jìn)一步改善對(duì)多用戶環(huán)境下的相互干擾的抵抗力。GB-A-2357610中公開(kāi)的技術(shù)能夠用于確定間隙的持續(xù)時(shí)間。
在某些障礙物檢測(cè)系統(tǒng)中，發(fā)送波形的峰值功率受到限制并且不能被增加，然而，獲得與高范圍分辨率耦合的可靠檢測(cè)是至關(guān)重要的。在這種情況下，用于隨機(jī)脈沖編碼的正交波形集應(yīng)該包含能夠在接收機(jī)中壓縮的波形，并且它們?cè)诎l(fā)送時(shí)的持續(xù)時(shí)間能夠增加到(Z+1)Δ，其中ZΔ為組中基本信號(hào)之間的最短間隔。使用用于隨機(jī)脈沖映射的‘可壓縮的’波形將增加產(chǎn)生的占空因子，將因子增加到(Z+1)，否則對(duì)于特定應(yīng)用而言占空因子可能太低。
可壓縮波形的廣義分類包括正弦波和線性頻率調(diào)制的瞬變信號(hào)(通常稱為L(zhǎng)FM)，或‘啁啾’，脈沖以及本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所熟知的其他波形。
如先前申請(qǐng)所描述的，通過(guò)在時(shí)間上倒置第一基本脈沖組，可以使用具有期望自相關(guān)特性的基本脈沖組來(lái)構(gòu)造具有相同自相關(guān)特性的另一基本脈沖組。這兩個(gè)雙基本脈沖組之間的互相關(guān)函數(shù)不超過(guò)大于2的值。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方面，通過(guò)使該組基于基本二進(jìn)制脈沖序列形成具有較大占空因子的組，其中所述基本二進(jìn)制序列通過(guò)適當(dāng)?shù)亟豢椀谝幻}沖組及其時(shí)間倒置的(“鏡像”)復(fù)制形成。在這種情況下，優(yōu)選地，將一個(gè)波形集用于映射第一脈沖組，并將另一波形集用于映射該第一組的“鏡像”復(fù)制。優(yōu)選地，兩個(gè)波形集相互排斥，即任何波形都不可能同時(shí)屬于這兩個(gè)集合。作為一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)例，用于基本組的波形可能具有第一頻率，而用于鏡像復(fù)制的波形可能具有第二頻率。但是，對(duì)于每個(gè)組都包括若干個(gè)不同波形是優(yōu)選的。
根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選方面，以這種方式構(gòu)造脈沖組，從而滿足如下修改的自相關(guān)約束Rxx(d)=Σi=1L-dxixi+d=0,]]>0＜d≤ZRxx(d)=Σi=1L-dxixi+d≤1,]]>Z＜d≤L-1其中脈沖組表示為符號(hào)0和1的二進(jìn)制序列{x1x2...xL}，其中符號(hào)1對(duì)應(yīng)于脈沖發(fā)生。
上述約束比“最多一個(gè)重合”的要求更加嚴(yán)格限制，因?yàn)閷?duì)于所有的連續(xù)延遲值d＝1，2，...，Z，自相關(guān)序列Rxx(d)必須等于零。所以，產(chǎn)生的自相關(guān)序列Rxx(d)將在d＝0的主峰值N的任一側(cè)表現(xiàn)出跨距Z的零相關(guān)區(qū)。
當(dāng)單個(gè)脈沖的持續(xù)時(shí)間等于Δ時(shí)，零相關(guān)區(qū)將對(duì)應(yīng)于障礙物之間等于ZcΔ/2的相對(duì)距離ZCD，其中c為詢問(wèn)脈沖的速度(c為電磁脈沖的光速)。
因此，采用滿足修改的自相關(guān)約束的脈沖組的障礙物檢測(cè)系統(tǒng)具備提高的障礙物分辨率，因?yàn)?，?duì)應(yīng)于較大障礙物(諸如卡車)的自相關(guān)函數(shù)的旁瓣，將不再模糊與位于較大障礙物相對(duì)距離ZCD范圍內(nèi)的較小障礙物(諸如摩托車)相關(guān)聯(lián)的自相關(guān)主峰。
根據(jù)修改的自相關(guān)約束可以推出，為了獲得跨距Z的零相關(guān)區(qū)，脈沖組中任何兩個(gè)脈沖位置之間的最小差不能低于(Z+1)。
使用本發(fā)明的這個(gè)方面，進(jìn)一步加強(qiáng)由于隨機(jī)脈沖映射所實(shí)現(xiàn)的大和小障礙物之間分辨率的提高。
組合上述各個(gè)方面，即從隨機(jī)脈沖映射所獲得的修改自相關(guān)約束(導(dǎo)致了擴(kuò)展的零相關(guān)區(qū))和統(tǒng)計(jì)旁瓣減小，產(chǎn)生了以下組集合特性1、自相關(guān)峰值NRxx(0)=Σi=1Lxi2=N]]>2、零相關(guān)區(qū)Rxx(d)=Σi=1L-dxixi+d=0,]]>0＜d≤Z3、通過(guò)隨機(jī)脈沖映射得到的統(tǒng)計(jì)旁瓣減小Rxx(d)=Σi=1L-dxixi+d≤1/M<1,]]>Z＜d≤L-1其中旁瓣值的統(tǒng)計(jì)邊界1/M能夠在‘長(zhǎng)期’中或‘平均上’得以滿足。由于在實(shí)際的應(yīng)用中，有關(guān)在給定范圍上障礙物存在與否的判決是基于成千的脈沖組，因此，邊界1/M可有效地實(shí)現(xiàn)。
基本符號(hào)序列可以包括散布間隔的相同脈沖。在這種情況下，脈沖定時(shí)是這樣的以便獲得窄的自相關(guān)序列?？商鎿Q地，基本符號(hào)序列可以包括不同類型的符號(hào)(例如，二進(jìn)制序列，其中符號(hào)-1和1表示不同極性的脈沖或三進(jìn)制序列等)。在這種情況下，除了這些符號(hào)的定時(shí)之外，由于使用截然不同的符號(hào)自相關(guān)序列具有窄結(jié)構(gòu)。因此，為了保存這個(gè)信息，隨機(jī)脈沖映射優(yōu)選地為不同符號(hào)類型使用不同波形集，每個(gè)集合的波形通常不同于其它集合的波形。一個(gè)特定可能性實(shí)例是交織具有脈沖組鏡像倒置復(fù)制的脈沖組，如上所述的。


現(xiàn)在將通過(guò)實(shí)例的方式，參考附圖描述實(shí)施本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，其中圖1描述了復(fù)合脈沖串的結(jié)構(gòu)；圖2(a)為一個(gè)脈沖組的實(shí)例；圖2(b)描述了表示圖2(a)脈沖組的二進(jìn)制序列的自相關(guān)序列；
圖3說(shuō)明了隨機(jī)脈沖映射的原理；圖4為具有增加占空因子的脈沖組的實(shí)例；圖5是障礙物檢測(cè)系統(tǒng)的方框圖；圖6為包含被安排根據(jù)本發(fā)明操作的隨機(jī)脈沖映射器的圖5系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)現(xiàn)的更詳細(xì)的方框圖；圖7為圖6系統(tǒng)中的脈沖組發(fā)生器的方框圖；以及圖8示出了不同類型的基本符號(hào)序列。
優(yōu)選實(shí)施例描述下面將描述根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。首先，提及用于這種系統(tǒng)的詢問(wèn)信號(hào)的類型。
圖2(a)示出了基本脈沖組的實(shí)例，該基本脈沖組可以被用于得到根據(jù)本發(fā)明的障礙物檢測(cè)系統(tǒng)所使用的詢問(wèn)信號(hào)。該組包括分布于106位置的11個(gè)脈沖；組中脈沖位置之間的最小差等于6(位置78和84)。圖2(b)描述了該組的自相關(guān)序列。該組滿足上述修改的自相關(guān)約束。根據(jù)該組結(jié)構(gòu)，零相關(guān)區(qū)具有跨距5。
隨機(jī)選擇的波形可代替為各個(gè)脈沖。在最簡(jiǎn)化的結(jié)構(gòu)中，用于隨機(jī)脈沖映射的每個(gè)波形的持續(xù)時(shí)間等于Δ，即每個(gè)基本脈沖的持續(xù)時(shí)間。
圖3說(shuō)明了基本脈沖組(與圖2(a)已示出的相同)和通過(guò)從四個(gè)可用波形中選擇其中之一而獲得的的波形組，即由數(shù)字1，2，3和4索引的w1(t)、w2(t)、w3(t)和w4(t)。在本例中，波形顯著長(zhǎng)于基本脈沖組的脈沖。為了說(shuō)明的目的，假定應(yīng)用于波形選擇的隨機(jī)機(jī)制已產(chǎn)生以下的數(shù)字序列1，4，1，2，3，1，3，3，4，2，4。如圖所示，時(shí)間對(duì)齊的基本脈沖組和產(chǎn)生的波形組都包含有相同的時(shí)間信息。
為了提高占空因子，能夠修改基本脈沖組。作為說(shuō)明性的實(shí)例，圖4(a)示出了第一脈沖組，它與圖2(a)基本脈沖組相同，圖4(b)示出了該組的“鏡像”復(fù)制，以及圖4(c)描述了通過(guò)交織第一組與該組的時(shí)間位移“鏡像”復(fù)制而產(chǎn)生的脈沖組。同樣，在實(shí)際中，波形代替離散的脈沖使用。如上所述，很重要的是，至少將表示每個(gè)組的實(shí)質(zhì)性數(shù)目的波形與表示其他組的波形(以及希望它們可相互區(qū)別)相區(qū)別。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，優(yōu)選地使用兩個(gè)波形集，來(lái)自第一集合的隨機(jī)選擇替換第一組的脈沖，并且來(lái)自第二集合的隨機(jī)選擇替換“鏡像”復(fù)制組的脈沖。
如果將具備‘最多一個(gè)重合’特性的一個(gè)附加組(或多個(gè)附加組)插入到基本組及其‘鏡像’復(fù)制組的組合中，能夠更多地增加脈沖組的占空因子。但是，將需要更多波形集用于屬于所有交織組的脈沖的隨機(jī)映射。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的障礙物檢測(cè)系統(tǒng)的方框圖。該系統(tǒng)包括符號(hào)發(fā)生器SG，該符號(hào)發(fā)生器生成符號(hào)序列并將這些符號(hào)序列提供給隨機(jī)編碼器RE。該隨機(jī)編碼器RE用隨機(jī)選擇的波形來(lái)替換每個(gè)符號(hào)，并且連續(xù)地將波形傳送到與適當(dāng)發(fā)射天線TA耦合的天線驅(qū)動(dòng)器ADR。
隨機(jī)解碼器RE包括波形集發(fā)生器WS1，WS2，...WSJ，每個(gè)發(fā)生器都能夠生成對(duì)應(yīng)的波形集。發(fā)生器可以僅僅是存儲(chǔ)波形的存儲(chǔ)器。每個(gè)集合內(nèi)的波形相互正交并且與其它集合的波形相互正交。隨機(jī)編碼器還包括選擇器SEL。選擇器SEL確定對(duì)應(yīng)從符號(hào)發(fā)生器SG中接收的每一符號(hào)類型的符號(hào)值并且響應(yīng)于該確定選擇對(duì)應(yīng)波形存儲(chǔ)器WS1，WS2，...WSJ的其中一個(gè)。選擇器SEL也隨機(jī)地選擇一個(gè)索引值，使用這個(gè)索引值來(lái)選擇存儲(chǔ)在所選擇波形存儲(chǔ)器中的其中一個(gè)波形并且將該波形輸出到天線驅(qū)動(dòng)器ADR。
隨機(jī)編碼器RE還將標(biāo)識(shí)隨機(jī)選擇波形的信息發(fā)送到存儲(chǔ)器MEM。優(yōu)選地，存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)包括表示從符號(hào)發(fā)生器SG中接收的符號(hào)的符號(hào)值和隨機(jī)索引值。
適當(dāng)?shù)慕邮仗炀€RA與輸入放大器IAM連接。由放大器IAM提供接收信號(hào)給解碼器DEC，該解碼器DEC確定哪些波形被接收并且生成表示這些波形的索引值。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，解碼器DEC包括多簇(bank)匹配濾波器，每個(gè)濾波器對(duì)應(yīng)一個(gè)對(duì)應(yīng)的波形集。解碼器DEC生成表示該簇內(nèi)特定濾波器的索引值，并且提供一個(gè)輸出和指示該濾波器屬于哪簇的符號(hào)值。
處理器PRO接收來(lái)自解碼器DEC的輸出值和來(lái)自存儲(chǔ)器MEM的輸出值，來(lái)自存儲(chǔ)器MEM的輸出值被延遲一個(gè)取決于所調(diào)查范圍的數(shù)量。這些值使處理器PRO能夠檢測(cè)發(fā)送波形的序列和接收信號(hào)之間的匹配并且由此生成一個(gè)表示已經(jīng)檢測(cè)到障礙物的輸出。優(yōu)選地，處理器PRO檢查由存儲(chǔ)器MEM和解碼器DEC所提供的索引值之間的匹配，并且其中存在一個(gè)匹配，將存儲(chǔ)器MEM和解碼器DEC所提供的相應(yīng)符號(hào)輸入到相關(guān)器。相關(guān)器的輸出被積分并且所得結(jié)果值表示物體存在于特定范圍的可能性?？梢酝ㄟ^(guò)使用不同延遲值為不同范圍重復(fù)該操作。
圖6示出了障礙物檢測(cè)系統(tǒng)的一個(gè)特定形式的更詳細(xì)方框圖。在圖6中，符號(hào)發(fā)生器SG被實(shí)現(xiàn)為由時(shí)鐘發(fā)生器CKG所驅(qū)動(dòng)的脈沖組發(fā)生器PPG。隨機(jī)編碼器被實(shí)現(xiàn)為一個(gè)隨機(jī)脈沖映射器RPM。使用串并輸出移位寄存器SIPO實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器MEM。通過(guò)M個(gè)匹配濾波器MF1，MF2，...，MFM的簇實(shí)現(xiàn)解碼器DEC。通過(guò)多個(gè)距離網(wǎng)格(range-cell)處理器RCP實(shí)現(xiàn)處理器PRO。
如以下將說(shuō)明的，該系統(tǒng)還可以包括振蕩器OSC，它以適當(dāng)?shù)妮d波頻率為天線驅(qū)動(dòng)ADR和輸入放大器IAM提供正弦信號(hào)。
脈沖組發(fā)生器PPG為隨機(jī)脈沖映射器RPM重復(fù)地提供脈沖，更具體而言，提供脈沖給多路復(fù)用器MPX的輸入端PP，存儲(chǔ)寄存器SRG的負(fù)載輸入端L1，以及脈沖標(biāo)識(shí)器PID的輸入端PP(它總起來(lái)說(shuō)對(duì)應(yīng)圖5的選擇器SEL)。圖6的系統(tǒng)旨在用于包含相同脈沖的脈沖組，例如如圖2(a)所示的。因此，因?yàn)槊}沖是相同的，所以僅僅需要一個(gè)波形集。通過(guò)M個(gè)波形發(fā)生器，WG1，WG2，...，WGM提供這個(gè)集合。(為了處理具有可區(qū)分脈沖的脈沖序列(例如圖4(c)所示的)，將提供一個(gè)或更多額外的波形發(fā)生器集合)。
發(fā)生器PPG所提供的每個(gè)脈沖，響應(yīng)于隨機(jī)索引發(fā)生器RIG產(chǎn)生的數(shù)值，觸發(fā)M個(gè)波形發(fā)生器的其中之一。在每個(gè)脈沖發(fā)生的時(shí)間瞬間之前，該值通過(guò)輸入IN被載入到存儲(chǔ)移位寄存器SRG中。
優(yōu)選地，M個(gè)波形發(fā)生器WG1，WG2，...，WGM所提供的波形w1(t)，w2(t)，...，wM(t)應(yīng)該相互正交以便于分辨障礙物所反射回來(lái)的信號(hào)。特別是，通過(guò)使用正弦波的短段能夠產(chǎn)生適當(dāng)?shù)牟ㄐ渭?，每個(gè)波形基本上具有不同的頻率。在該具體的例子中，該簇匹配濾波器將包括帶通濾波器，每個(gè)濾波器具有等于各自正弦波頻率的中心頻率，并且其帶寬與正弦波段的持續(xù)時(shí)間成反比。
通過(guò)適當(dāng)修改的環(huán)或塊振蕩器能夠容易地產(chǎn)生正弦波的短段。US-A-3612899(在此通過(guò)引用引入)中公開(kāi)的另一種方法，使得能夠直接以微波載波頻率形成非常窄的電磁能脈沖。
在多路復(fù)用器MPX輸入端OS保持的隨機(jī)索引ID值為每個(gè)脈沖確定了一個(gè)特定的通路，以觸發(fā)對(duì)應(yīng)于該索引值的相應(yīng)波形發(fā)生器。例如，當(dāng)索引值為2時(shí)，將觸發(fā)波形發(fā)生器WG2以產(chǎn)生一個(gè)適當(dāng)?shù)牟ㄐ蝫2(t)，該波形將作為詢問(wèn)信號(hào)(通過(guò)加法放大器SAM和與天線TA耦合的驅(qū)動(dòng)器ADR)向障礙物發(fā)送。
當(dāng)以一個(gè)適當(dāng)?shù)妮d波頻率(或多個(gè)載波頻率)生成由波形發(fā)生器WG1，WG2，...，WGM產(chǎn)生的波形時(shí)，能夠?qū)⑵渥鳛樵儐?wèn)信號(hào)(在適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，如果需要的話，以及在驅(qū)動(dòng)器ADR中放大之后)直接通過(guò)天線TA發(fā)送。但是，當(dāng)波形發(fā)生器WG1，WG2，...，WGM能夠只提供波形的基帶版本時(shí)，在傳送這些波形到發(fā)射天線TA之前，將需要某些形式的‘上變換’(調(diào)制)。在這種情況下，天線驅(qū)動(dòng)器ADR將包含一個(gè)使用位于載波頻率的正弦基準(zhǔn)信號(hào)的適當(dāng)調(diào)制器，該載波信號(hào)由輔助振蕩器OSC提供，并通過(guò)輸入端CF施加到驅(qū)動(dòng)器ADR。
對(duì)于發(fā)生器PPG所提供的每個(gè)脈沖，脈沖標(biāo)識(shí)器PID組合(通過(guò)隨機(jī)索引發(fā)生器RIG)為該脈沖分配的隨機(jī)索引ID與(通過(guò)輸入端PP提供的)有關(guān)脈沖發(fā)生的定時(shí)信息。產(chǎn)生的組合可以由二進(jìn)制字表示；例如，最高有效比特(MSB)等于1可以標(biāo)記脈沖發(fā)生，而剩余的比特可以表示為該脈沖分配的隨機(jī)索引ID的值。
這樣產(chǎn)生的二進(jìn)制字通過(guò)輸入端DI施加給寄存器SIPO；這些字以通過(guò)在寄存器SIPO的輸入端CP出現(xiàn)的時(shí)鐘脈沖確定的時(shí)間瞬間被移位到寄存器SIPO中。結(jié)果，脈沖組發(fā)生器PPG提供的每個(gè)脈沖以唯一的方式通過(guò)各自的二進(jìn)制字表示通過(guò)設(shè)置MSB為1，脈沖發(fā)生的時(shí)間已被告知對(duì)應(yīng)的時(shí)隙(即，時(shí)鐘周期)，而已使用隨機(jī)索引ID來(lái)確定二進(jìn)制字剩余比特的值。
通過(guò)(以時(shí)鐘周期單元表示的)等于所用存儲(chǔ)器單元的總延遲，即圖6所示結(jié)構(gòu)中的W的數(shù)量，寄存器SIPO用作數(shù)字離散時(shí)間延遲線。因此，寄存器SIPO存儲(chǔ)并保持了有關(guān)在最后W個(gè)時(shí)鐘周期中產(chǎn)生并映射的所有基本脈沖的連續(xù)更新信息。在寄存器SIPO的W個(gè)并行輸出可獲得該信息；或者所有或只有選擇的寄存器SIPO輸出與各自的距離網(wǎng)格處理器RCP相連接。為了說(shuō)明目的，圖6示出了與對(duì)應(yīng)的處理器RCP連接的寄存器SIPO的輸出K。
障礙物所反射回的并通過(guò)接收天線RA所接收的信號(hào)被施加給輸入放大器IAM。當(dāng)匹配濾波器MF1，MF2，...，MFM能夠僅僅處理波形w1(t)，w2(t)，...，wM(t)的基帶版本時(shí)，一些用于‘下變換’(解調(diào))的裝置將必須包含在放大器IAM中。因此，通過(guò)與放大器IAM的輸入CF耦合的輔助振蕩器OSC能夠提供適當(dāng)頻率的正弦基準(zhǔn)信號(hào)。
該簇M個(gè)匹配濾波器MF1，MF2，...，MFM被構(gòu)造為如下操作。當(dāng)任何利用的波形，w1(t)，w2(t)，...，wM(t)施加給匹配濾波器的公共輸入端時(shí)，只有匹配于該特定波形的濾波器才會(huì)產(chǎn)生明確的響應(yīng)；并將忽略所有剩余匹配濾波器的剩余響應(yīng)。利用該簇匹配濾波器的這種特定特性可靠地從接收信號(hào)中恢復(fù)在隨機(jī)脈沖映射期間為每個(gè)基本脈沖所分配的隨機(jī)索引ID的值。
每個(gè)距離網(wǎng)格處理器RCP所執(zhí)行的功能和操作能夠概述如下1、在字解碼器WDR中，寄存器SIPO的各個(gè)輸出所提供的每個(gè)二進(jìn)制字被分解為指示脈沖發(fā)生的信號(hào)PP以及隨機(jī)索引ID，該索引是在隨機(jī)脈沖映射期間由隨機(jī)索引發(fā)生器RIG分配給該脈沖的。
2、將信號(hào)PP施加給采樣電路SCT的采樣輸入SS，而隨機(jī)索引ID通過(guò)信道選擇器CHS的輸入IS選擇對(duì)應(yīng)于該索引的匹配濾波器的輸出。根據(jù)實(shí)現(xiàn)，每個(gè)匹配濾波器可能在其輸出端提供指示接收波形強(qiáng)度的多電平(例如，模擬)信號(hào)，或僅提供二進(jìn)制信號(hào)，它指示接收波形的強(qiáng)度是否充分大于背景噪聲和/或干擾的強(qiáng)度。
3、這樣選擇的相應(yīng)匹配濾波器的輸出被施加給采樣電路SCT，然后以與在輸入端SS出現(xiàn)的信號(hào)PP重合的時(shí)間瞬間對(duì)其進(jìn)行采樣。當(dāng)匹配濾波器在其輸出端產(chǎn)生二進(jìn)制信號(hào)時(shí)，采樣電路SCT能夠被減化為簡(jiǎn)單的邏輯門(mén)。順便提及，應(yīng)該注意到，濾波器輸出的持續(xù)時(shí)間將取決于接收的波形和濾波器特性。如果特性為濾波器輸出具有適當(dāng)?shù)某掷m(xù)時(shí)間，使用相對(duì)長(zhǎng)的波形是可接受的。
4、SCT的輸出被饋送到積分器INT，該積分器可能為‘積分和轉(zhuǎn)儲(chǔ)電路’類型，或“移動(dòng)平均”(“移動(dòng)窗口”)類型。當(dāng)采樣電路SCT代替為邏輯門(mén)時(shí)，適當(dāng)構(gòu)造的脈沖計(jì)數(shù)器還能夠執(zhí)行所需的積分。
5、在比較器CMP中，將積分器INT所達(dá)到的最終結(jié)果電平與預(yù)定判決門(mén)限D(zhuǎn)T進(jìn)行比較。如果已經(jīng)超出判決門(mén)限D(zhuǎn)T，那么將宣布在對(duì)應(yīng)于與各自的距離網(wǎng)格處理器RCP相連接的寄存器SIPO輸出的延遲的距離網(wǎng)格內(nèi)出現(xiàn)障礙物。
正如所示，處理器RCP和匹配濾波器簇聯(lián)合執(zhí)行的主要功能是，波形“逆映射器(de-mapper)”的功能與傳統(tǒng)相關(guān)接收機(jī)的功能的結(jié)合。結(jié)果，所有處理器RCP的判決輸出提供了距離網(wǎng)格內(nèi)出現(xiàn)的潛在障礙物的可理解圖像，其中該范圍構(gòu)成了障礙物檢測(cè)系統(tǒng)的觀察域(FOV)，從該圖像產(chǎn)生表示這種物體范圍的信號(hào)。適當(dāng)?shù)恼系K物跟蹤系統(tǒng)能夠使用該‘快照’信息以產(chǎn)生警告司機(jī)的報(bào)警信號(hào)，而且還有其他信號(hào)用于啟動(dòng)計(jì)劃預(yù)碰撞的制動(dòng)器的操作，諸如氣囊，制動(dòng)器等等。代替使用一簇單獨(dú)的距離網(wǎng)格處理器RCP，可以將單個(gè)處理器RCP依次與寄存器SIPO的相應(yīng)不同輸出耦合以便連續(xù)地獲得關(guān)于在相應(yīng)范圍上物體存在的判決。
在系統(tǒng)使用多于一種類型的符號(hào)的情況下，表示所生成符號(hào)類型的值被包括在存儲(chǔ)在寄存器SIPO的每個(gè)二進(jìn)制字中。同樣，對(duì)于每個(gè)符號(hào)類型，存在相應(yīng)的M個(gè)匹配濾波器MF1，MF2，...MFM的簇和相關(guān)聯(lián)的信道選擇器CHS。僅僅(最多)一個(gè)信道選擇器在任何給定時(shí)間上提供一個(gè)輸出，特定信道選擇器取決于所接收的符號(hào)。因此，信道選擇器的集體輸出生成一個(gè)表示檢測(cè)符號(hào)的值。將該值饋送到標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)器的一個(gè)輸入，該標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)器在其另一輸入上接收來(lái)自字解碼器WDR的符號(hào)類型值。然后，將相關(guān)器的輸出發(fā)送到采樣電路SCT。包括多個(gè)符號(hào)類型的這個(gè)設(shè)置便于改進(jìn)自相關(guān)和相互關(guān)函數(shù)并且因此改進(jìn)性能。
圖7為脈沖組發(fā)生器PPG的一種可能結(jié)構(gòu)的方框圖。該發(fā)生器包括時(shí)序狀態(tài)模塊SSM，狀態(tài)解碼器STD，隨機(jī)間隙發(fā)生器RGG和時(shí)鐘發(fā)生器CKG。
在系統(tǒng)操作期間，時(shí)序狀態(tài)模塊SSM在時(shí)鐘發(fā)生器CKG提供的時(shí)鐘脈沖CLK所確定的時(shí)間瞬間來(lái)連續(xù)改變其狀態(tài)。時(shí)序狀態(tài)模塊SSM的不同狀態(tài)的總數(shù)NS應(yīng)該至少等于系統(tǒng)使用的最長(zhǎng)基本脈沖組的跨度Lmax；所以NS＝2K≥Lmax這里K為時(shí)序狀態(tài)模塊SSM所使用的觸發(fā)器數(shù)量。時(shí)序狀態(tài)模塊SSM被安排用于循環(huán)操作，每個(gè)循環(huán)包括以某些方便的方式從可用的不同狀態(tài)總數(shù)NS＝2K中所選擇的NU個(gè)不同狀態(tài)。在這些NU個(gè)不同狀態(tài)中，有N個(gè)預(yù)定狀態(tài)表示要產(chǎn)生每個(gè)脈沖組中的脈沖位置。
通過(guò)傳統(tǒng)二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、具備適當(dāng)反饋的移位寄存器或通過(guò)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員熟知的類似的時(shí)序狀態(tài)機(jī)，能夠?qū)崿F(xiàn)時(shí)序狀態(tài)模塊SSM的功能。
狀態(tài)解碼器STD由時(shí)序狀態(tài)模塊SSM的K比特輸出驅(qū)動(dòng)。狀態(tài)解碼器STD具備兩個(gè)輸出一個(gè)輸出提供復(fù)合脈沖串CPT，而另一個(gè)輸出則產(chǎn)生組結(jié)束EOP脈沖。例如，組結(jié)束EOP脈沖可能與每個(gè)脈沖組的尾部脈沖重合。狀態(tài)解碼器STD的所有功能能夠通過(guò)組合邏輯或適當(dāng)編程的只讀存儲(chǔ)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。
隨機(jī)間隙發(fā)生器RGG給產(chǎn)生的每個(gè)基本脈沖組的尾部脈沖附加隨機(jī)間隙。隨機(jī)間隙發(fā)生器RGG的重復(fù)操作的每個(gè)循環(huán)由狀態(tài)解碼器STD提供的組結(jié)束EOP脈沖來(lái)發(fā)起。組結(jié)束脈沖EOP引起隨機(jī)選擇器RS隨機(jī)地選擇存儲(chǔ)在延遲存儲(chǔ)器DS中多個(gè)延遲值的其中一個(gè)。將所選擇的延遲值提供給一個(gè)延遲電路DLY以導(dǎo)致由時(shí)鐘發(fā)生器CKG所提供的對(duì)應(yīng)數(shù)目的時(shí)鐘脈沖被禁止。因此，隨機(jī)間隙發(fā)生器RGG的輸出CRG提供時(shí)鐘脈沖序列，其中丟失了隨機(jī)數(shù)目的連續(xù)脈沖。結(jié)果，在等于隨機(jī)間隙持續(xù)時(shí)間的隨機(jī)時(shí)間間隔期間，時(shí)序狀態(tài)模塊SSM的操作被中止。優(yōu)選地，每個(gè)隨機(jī)間隙的持續(xù)時(shí)間是均勻分布的，并且隨機(jī)間隙是相互獨(dú)立地形成的。
盡管圖7的脈沖組發(fā)生器PPG重復(fù)地生成相同的脈沖組，但是如先前申請(qǐng)所表示的，可代之以這樣設(shè)置，以便從其預(yù)定集合中隨機(jī)地選擇連續(xù)脈沖組。
上述結(jié)構(gòu)重復(fù)地產(chǎn)生有限長(zhǎng)度的脈沖組并且映射處理被用來(lái)用波形替換個(gè)別的脈沖。各種修改都是可能的。
圖8示出了用于代替脈沖組的多個(gè)可替換符號(hào)序列。在圖8(a)中，基本符號(hào)序列是一串不相關(guān)的脈沖，該脈沖是相同(單位)的持續(xù)時(shí)間。脈沖之間的間隙是單位持續(xù)時(shí)間的倍數(shù)，通過(guò)改變數(shù)量修改單位持續(xù)時(shí)間以便獲得窄自相關(guān)序列。隨機(jī)編碼器用從單個(gè)波形集中隨機(jī)選擇的波形來(lái)替代每個(gè)脈沖。
圖8(b)示出了包括一串被間隙分離的二進(jìn)制脈沖的可替換基本符號(hào)序列。在所示的設(shè)置中，脈沖的值為+1和-1。隨機(jī)編碼器通過(guò)從第一波形集中隨機(jī)選擇來(lái)響應(yīng)每個(gè)+1脈沖，通過(guò)從第二波形集中隨機(jī)選擇來(lái)響應(yīng)每個(gè)-1脈沖。優(yōu)選地，解碼器從所接收的信號(hào)中重構(gòu)雙極性波形，這個(gè)雙極性波形然后經(jīng)受與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器MEM中的發(fā)送波形的相關(guān)。
作為一個(gè)修改，脈沖串可以包括多于兩個(gè)值的脈沖，每個(gè)不同值引起從一個(gè)相應(yīng)波形集中的選擇。
圖8(c)示出了另一可能的基本符號(hào)序列，該基本符號(hào)序列是以被間隙分離的離散脈沖的形式，每個(gè)離散脈沖包括多個(gè)連續(xù)的子脈沖(例如巴克碼(Barker code))，每個(gè)子脈沖可以具有兩個(gè)不同值的其中一個(gè)。在這個(gè)情況下，隨機(jī)編碼器將用隨機(jī)選擇的波形替換每個(gè)子脈沖，該波形是從一個(gè)取決于子脈沖的值的集合中選擇的。
圖8(d)是連續(xù)信號(hào)形式的基本符號(hào)序列的實(shí)例，在這個(gè)情況下是偽隨機(jī)二進(jìn)制序列。當(dāng)然，可替換地也可能是其它序列，例如三進(jìn)制或四進(jìn)制偽隨機(jī)序列。
在上述的設(shè)置中，每個(gè)要發(fā)送的符號(hào)有固定的一個(gè)波形集，并且每次發(fā)送相應(yīng)符號(hào)時(shí)從該相應(yīng)集合中進(jìn)行隨機(jī)選擇。在一個(gè)可替換的設(shè)置中，可時(shí)常(優(yōu)選地隨機(jī)地)改變用于表示特定符號(hào)的波形集。
將參考連續(xù)傳輸包含以下形式的子碼的7元素巴克序列的復(fù)合脈沖描述這個(gè)實(shí)例+ + + - - - + -假定該系統(tǒng)在其配置上具有20個(gè)波形w1，w2，...，w20。在傳送每個(gè)復(fù)合脈沖之前，系統(tǒng)隨機(jī)地選擇，例如選擇波形中的三個(gè)以表示符號(hào)+1，和選擇三個(gè)不同的符號(hào)以表示符號(hào)-。例如，所考慮的系統(tǒng)可以選擇w3，w12，w19表示符號(hào)+，以及選擇w4，w5，w10表示符號(hào)-。表示所選集合的信息被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。接下來(lái)，通過(guò)隨機(jī)地從{w3，w12，w19}中選擇一個(gè)傳送每個(gè)符號(hào)+并且隨機(jī)地從{w4，w5，w10}中選擇一個(gè)傳送每個(gè)符號(hào)-，系統(tǒng)傳送復(fù)合脈沖。
在接收機(jī)中，存儲(chǔ)器的內(nèi)容(在經(jīng)受適當(dāng)延遲之后)被用于配置匹配濾波器的輸出，以便與w3，w12和w19匹配的濾波器的輸出將被連接(OR操作)以提供符號(hào)輸出+；類似地，與w4，w5和w10匹配的濾波器的輸出將被OR操作以提供符號(hào)輸出-。因此，解碼器將提供+和-符號(hào)的輸出序列(由六個(gè)匹配濾波器所確定的每個(gè)符號(hào)產(chǎn)生最大輸出)。相關(guān)器將使用發(fā)送基本序列+ + + - + -的延遲版本以及解碼器輸出序列以確定互相關(guān)的值。
結(jié)果，利用關(guān)于用于隨機(jī)編碼的波形的輔助信息，對(duì)(具有窄自相關(guān)的)基本序列和它從接收波形重構(gòu)的版本執(zhí)行相關(guān)操作。
然后，利用波形的不同隨機(jī)選擇發(fā)送下一個(gè)復(fù)合脈沖。
期望的是，在使用本發(fā)明中，以信號(hào)的形式生成基本符號(hào)序列并且經(jīng)受隨機(jī)編碼。然而，這不是必需的。隨機(jī)選擇的波形可以在它們所需的定時(shí)上被直接地產(chǎn)生而不需要生成基本符號(hào)序列作為獨(dú)立的初步操作。(不過(guò)，還可能對(duì)應(yīng)于波形發(fā)生定時(shí)，為每個(gè)波形序列推斷出一個(gè)標(biāo)稱(nominal)基本符號(hào)序列及其自相關(guān)序列。)圖5的障礙物檢測(cè)系統(tǒng)可能安裝于移動(dòng)平臺(tái)(諸如車輛或船舶)，或位于固定平臺(tái)上以檢測(cè)移動(dòng)物體的接近。該系統(tǒng)可以是安排用于響應(yīng)于物體檢測(cè)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)的碰撞報(bào)警系統(tǒng)。另外或可替換地，該系統(tǒng)可能是測(cè)距輔助裝置，以用于檢測(cè)障礙物的距離并產(chǎn)生指示該距離的信號(hào)。
期望多個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生的瞬變信號(hào)組滿足上述的互相關(guān)約束，并且特別是對(duì)于互相關(guān)函數(shù)來(lái)說(shuō)，具有與每個(gè)自相關(guān)函數(shù)的最大值相比都要小的值。而且，由于期望每個(gè)系統(tǒng)具備相同的結(jié)構(gòu)，因此優(yōu)選地，將這些條件應(yīng)用于個(gè)別系統(tǒng)產(chǎn)生的不同組的互相關(guān)特性。但是，這能夠通過(guò)上述技術(shù)的原理實(shí)現(xiàn)，特別是所提供的脈沖映射，被選擇為具備良好相關(guān)特性的組和定時(shí)序列之間的隨機(jī)間隔。
從上述描述可以清楚看出，引用瞬變信號(hào)(例如單個(gè)脈沖或波形)的形式旨在涉及這些信號(hào)的基帶形式；很明顯，如果瞬變信號(hào)用于載波調(diào)制發(fā)送，那么發(fā)送波形的詳細(xì)結(jié)構(gòu)可能不同。
術(shù)語(yǔ)“隨機(jī)”意圖在這里不僅包括完全隨機(jī)的，非確定性地產(chǎn)生的信號(hào)，而且包括偽隨機(jī)和/或確定性信號(hào)，諸如配置有現(xiàn)有技術(shù)中用以產(chǎn)生偽隨機(jī)二進(jìn)制信號(hào)和混沌信號(hào)的反饋電路的移位寄存器結(jié)構(gòu)的輸出，但不局限于此。
通過(guò)使用專門(mén)的硬件，例如包括數(shù)字信號(hào)處理器，或使用適當(dāng)編程的通用計(jì)算機(jī)，能夠?qū)崿F(xiàn)這里所述的實(shí)施例。
盡管調(diào)制的某些適當(dāng)格式，或用于脈沖替換的波形，在當(dāng)前被認(rèn)為是優(yōu)選的，但是波形的其他屬性和波現(xiàn)象(例如，電磁波極化)也能夠被應(yīng)用于給詢問(wèn)脈沖加‘水印’。
為了示例和說(shuō)明的目的，已經(jīng)提供了對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的上述描述。并無(wú)意圖窮舉或?qū)⒈景l(fā)明限制于所公開(kāi)的精確形式。根據(jù)上述教導(dǎo)，很明顯本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將能夠做出許多改變，修改，和變形以利用各個(gè)適合于特定使用意圖的實(shí)施例中的發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種產(chǎn)生波形序列的方法，該波形以對(duì)應(yīng)于具備窄自相關(guān)函數(shù)的基本序列中符號(hào)的定時(shí)產(chǎn)生，其中每個(gè)波形從具有相應(yīng)預(yù)定特征的波形集中隨機(jī)選擇。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，基本符號(hào)序列對(duì)應(yīng)一串被間隙分離的離散脈沖。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，該脈沖被設(shè)置在預(yù)定配置的組中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，組中相鄰脈沖之間的最小間隙超過(guò)預(yù)定值，從而該組的自相關(guān)序列對(duì)于不超過(guò)預(yù)定限制的連續(xù)相對(duì)位移表現(xiàn)出零值。
5.根據(jù)前面任一權(quán)利要求所述的方法，其中，所述集合中的波形基本上相互正交。
6.根據(jù)前面任一權(quán)利要求所述的方法，其中，該波形具有各自不同的頻率。
7.根據(jù)前面任一權(quán)利要求所述的方法，其中，基本符號(hào)序列包括多種類型的符號(hào)，并且其中每個(gè)波形從多個(gè)波形集之一選擇，每個(gè)集合對(duì)應(yīng)各自的符號(hào)類型。
8.根據(jù)前面任一權(quán)利要求所述的方法，其中，基本符號(hào)序列包括與第二脈沖序列交織的第一脈沖序列，該第二脈沖序列是第一脈沖序列的時(shí)間逆轉(zhuǎn)復(fù)制，至少對(duì)應(yīng)于每個(gè)脈沖序列的實(shí)質(zhì)性數(shù)量的波形可以與對(duì)應(yīng)于其他脈沖序列的波形相區(qū)分。
9.一種檢測(cè)物體的方法，該方法包括發(fā)送使用如前面任一權(quán)利要求所述的方法所生成的波形序列、接收所發(fā)送波形的反射以及確定發(fā)送波形和接收波形之間的匹配。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中，發(fā)送波形從多個(gè)集合中選擇，每一個(gè)集合對(duì)應(yīng)基本符號(hào)序列中各自的符號(hào)類型，該方法包括解碼所接收的波形以獲得所接收的符號(hào)序列，以及取基本符號(hào)序列和所接收的符號(hào)序列的互相關(guān)以確定發(fā)送波形和接收波形之間的匹配。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的方法，包括以下步驟，存儲(chǔ)指示哪些波形已經(jīng)被隨機(jī)選擇的數(shù)據(jù)；和使用所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)來(lái)確定發(fā)送波形和接收波形之間的匹配。
12.一種產(chǎn)生波形序列的設(shè)備，該設(shè)備被設(shè)置為根據(jù)權(quán)利要求1-8中的任一權(quán)利要求所述的方法來(lái)操作。
13.一種在多用戶環(huán)境下使用的障礙物檢測(cè)設(shè)備，該設(shè)備被設(shè)置為根據(jù)權(quán)利要求9-11中的任一權(quán)利要求所述的方法來(lái)操作。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的障礙物檢測(cè)設(shè)備，包括用于提供指示被檢測(cè)物體距離的信號(hào)的裝置。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的障礙物檢測(cè)設(shè)備，用于在車輛或船舶中使用以檢測(cè)潛在的碰撞。
16.一種用于車輛或船舶的碰撞報(bào)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括如權(quán)利要求15所述的障礙物檢測(cè)設(shè)備和響應(yīng)于障礙物檢測(cè)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)的裝置。
17.一種用于車輛或船舶的測(cè)距輔助系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括如權(quán)利要求15所述的障礙物檢測(cè)設(shè)備和用于產(chǎn)生指示被檢測(cè)障礙物距離的信號(hào)的裝置。
全文摘要
通過(guò)產(chǎn)生基本符號(hào)序列并且對(duì)于序列內(nèi)的每個(gè)符號(hào)替換以隨機(jī)選擇的波形來(lái)生成波形序列。基本符號(hào)序列具有窄自相關(guān)函數(shù)并且可能是一串脈沖，該脈沖設(shè)置在預(yù)定配置的組中。通過(guò)傳送波形、形成所發(fā)送波形的表示、延遲該表示以及將該表示和由于反射發(fā)送波形所接收的信號(hào)相關(guān)來(lái)檢測(cè)物體。
文檔編號(hào)G01S13/22GK1816755SQ200480019357
公開(kāi)日2006年8月9日 申請(qǐng)日期2004年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月7日
發(fā)明者W·J·紹諾夫斯基 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社