本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于測距測速的無線局域網(wǎng)通信系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，無線局域網(wǎng)通信技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域。無線局域網(wǎng)是通過路由器架構(gòu)而成的網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)可以提供基于存取點的互聯(lián)網(wǎng)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的連接。此外，目前也有不需要無線網(wǎng)絡(luò)接入點實現(xiàn)的無線點對點通訊(Point-to-Point，P2P)。無線局域網(wǎng)通用的標(biāo)準(zhǔn)是802.11，它是由國際電機(jī)電子工程學(xué)會(IEEE)所定義的無線網(wǎng)絡(luò)通信的標(biāo)準(zhǔn)，目前市場上比較通用的是傳播在2.4GHz頻段的802.11b和802.11g，傳播在2.4GHz和5GHz頻段的802.11n和802.11ac，以及傳播在60GHz的802.11ad，而在汽車環(huán)境的無線接入場景之下，通用的是傳播在5GHz頻段的802.11a和802.11p。

隨著無線局域網(wǎng)通信技術(shù)的發(fā)展，無線定位技術(shù)也有了應(yīng)用的空間。通過無線定位技術(shù)，可以實現(xiàn)移動物體之間的智能防撞。例如，通過對自動駕駛汽車或無人駕駛汽車、無人機(jī)或機(jī)器人等移動物體之間的測距，避免移動過程中碰撞的發(fā)生。然而，在802.11標(biāo)準(zhǔn)的無線局域網(wǎng)通信中，信號的發(fā)射和接收均使用到相同的頻率，導(dǎo)致無法同時進(jìn)行信號的發(fā)射和回波接收，因此，對于現(xiàn)行的無線定位技術(shù)，其實現(xiàn)多采用基于接收信號強(qiáng)度、信號到達(dá)時間和信號到達(dá)角度的方式，測量精度差，誤差達(dá)到1米左右，而且測距測速信號易受干擾，使得其實用性受限。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明實施例提供了一種用于測距測速的無線局域網(wǎng)通信系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有的無線測距測速技術(shù)測量精度差的問題。

本發(fā)明實施例提供了一種用于測距測速的無線局域網(wǎng)通信系統(tǒng)，所述系統(tǒng)支持多輸入輸出，至少包括第一收發(fā)模塊和第二收發(fā)模塊，其特征在于，為所述第一收發(fā)模塊的發(fā)射機(jī)配置耦合器，并為所述第二收發(fā)模塊的接收機(jī)混頻器配置開關(guān)；

當(dāng)所述第二收發(fā)模塊的接收機(jī)中的開關(guān)工作于第一狀態(tài)時，所述第一收發(fā)模塊和所述第二收發(fā)模塊工作于通信模式；

當(dāng)所述第二收發(fā)模塊的接收機(jī)中的開關(guān)工作于第二狀態(tài)時，所述第一收發(fā)模塊和所述第二收發(fā)模塊工作于測距測速模式；

在所述測距測速模式下，所述第一收發(fā)模塊發(fā)射的信號中的一部分通過發(fā)射天線發(fā)射出去，其余部分通過耦合器耦合至所述第二收發(fā)模塊，并與所述第二收發(fā)模塊接收到的反射信號混頻，以同時實現(xiàn)對測距測速信號的發(fā)送和接收。

進(jìn)一步地，所述測距測速信號包括連續(xù)波信號或者連續(xù)波頻率調(diào)制信號。

進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)單頻工作，包括：

所述第一收發(fā)模塊和所述第二收發(fā)模塊同時工作在2.4GHz；或者，

所述第一收發(fā)模塊和所述第二收發(fā)模塊同時工作在5GHz。

進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)根據(jù)測距測速結(jié)果，在所述通信模式和所述測距測速模式之間切換。

進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)根據(jù)測距測速結(jié)果，在所述通信模式和所述測距測速模式之間切換包括：

令所述第一收發(fā)模塊和所述第二收發(fā)模塊工作在所述測距測速模式；

當(dāng)滿足預(yù)設(shè)的切換條件時，將所述第一收發(fā)模塊和所述第二收發(fā)模塊切換至所述通信模式，并發(fā)送關(guān)于當(dāng)前的測距測速結(jié)果的相關(guān)信息；

在完成對所述相關(guān)信息的發(fā)送之后，將所述第一收發(fā)模塊和所述第二收發(fā)模塊切換回所述測距測速模式。

進(jìn)一步地，所述當(dāng)滿足預(yù)設(shè)的切換條件時，將所述第一收發(fā)模塊和所述第二收發(fā)模塊切換至所述通信模式包括：

若所述當(dāng)前的測距測速結(jié)果中的測試距離位于預(yù)設(shè)的第一距離值區(qū)間內(nèi)，將所述第一收發(fā)模塊和所述第二收發(fā)模塊切換至所述通信模式；或者

若所述當(dāng)前的測距測速結(jié)果中的測試速度小于或等于0，且所述當(dāng)前的測距測速結(jié)果中的測試距離位于預(yù)設(shè)的第二距離值區(qū)間內(nèi)，將所述第一收發(fā)模塊和所述第二收發(fā)模塊切換至所述通信模式。

進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)雙頻工作，還包括第三收發(fā)模塊和第四收發(fā)模塊，為所述第三收發(fā)模塊的發(fā)射機(jī)配置耦合器，并為所述第四收發(fā)模塊的接收機(jī)混頻器配置開關(guān)；

所述第一收發(fā)模塊和所述第二收發(fā)模塊同時工作在2.4GHz，所述第三收發(fā)模塊和所述第四收發(fā)模塊同時工作在5GHz。

進(jìn)一步地，所述第二收發(fā)模塊的接收機(jī)中的開關(guān)工作于所述第一狀態(tài)，所述第四收發(fā)模塊的接收機(jī)中的開關(guān)工作于所述第二狀態(tài)，以使所述第一收發(fā)模塊和所述第二收發(fā)模塊工作在通信模式，所述第三收發(fā)模塊和所述第四收發(fā)模塊工作在測距測速模式；或者，

所述第二收發(fā)模塊的接收機(jī)中的開關(guān)工作于所述第二狀態(tài)，所述第四收發(fā)模塊的接收機(jī)中的開關(guān)工作于所述第一狀態(tài)，以使所述第一收發(fā)模塊和所述第二收發(fā)模塊工作在測距測速模式，所述第三收發(fā)模塊和所述第四收發(fā)模塊工作在通信模式；或者，

所述第二收發(fā)模塊和所述第四收發(fā)模塊的接收機(jī)中的開關(guān)均工作于所述第一狀態(tài)，以使所述第一收發(fā)模塊和所述第二收發(fā)模塊，以及所述第三收發(fā)模塊和所述第四收發(fā)模塊均工作在通信模式。

進(jìn)一步地，令所述第二收發(fā)模塊的接收機(jī)中的開關(guān)工作于所述第二狀態(tài)，所述第四收發(fā)模塊的接收機(jī)中的開關(guān)工作于所述第一狀態(tài)，得到第一測距測速結(jié)果；

若所述第一測距測速結(jié)果中的測試距離小于預(yù)設(shè)的距離閾值，令所述第二收發(fā)模塊的接收機(jī)中的開關(guān)工作于所述第一狀態(tài)，所述第四收發(fā)模塊的接收機(jī)中的開關(guān)工作于所述第二狀態(tài)。

進(jìn)一步地，若所述第一收發(fā)模塊和所述第二收發(fā)模塊工作在通信模式，且所述第三收發(fā)模塊和所述第四收發(fā)模塊工作在測距測速模式，則通過所述第一收發(fā)模塊和所述第二收發(fā)模塊實時發(fā)送當(dāng)前的測距測速結(jié)果；

若所述第一收發(fā)模塊和所述第二收發(fā)模塊工作在測距測速模式，且所述第三收發(fā)模塊和所述第四收發(fā)模塊工作在通信模式，則通過所述第三收發(fā)模塊和所述第四收發(fā)模塊實時發(fā)送當(dāng)前的測距測速結(jié)果。

本發(fā)明實施例提供的用于測距測速的無線局域網(wǎng)通信系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動駕駛或無人車、無人機(jī)之間的獨立通信防撞，相比于現(xiàn)有技術(shù)，本系統(tǒng)對原始的無線局域網(wǎng)通信系統(tǒng)改造小，易于實現(xiàn)，在無線系統(tǒng)的不同收發(fā)模塊中真正實現(xiàn)了同頻雙工收發(fā)的測距和測速功能，并保證了測距測速的精度。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實施例提供的在用于接收的收發(fā)模塊中，通信及測距測速的系統(tǒng)基帶信號處理流程圖；

圖2是本發(fā)明實施例提供的無線局域網(wǎng)通信系統(tǒng)單頻工作時的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；

圖3是本發(fā)明實施例提供的無線局域網(wǎng)通信系統(tǒng)單頻工作時，在所述通信模式和所述測距測速模式之間切換的流程圖；

圖4是本發(fā)明實施例提供的在測距測速過程中無線局域網(wǎng)通信系統(tǒng)在通信模式和測距測速模式之間進(jìn)行切換的具體實現(xiàn)示例圖；

圖5是本發(fā)明實施例提供的無線局域網(wǎng)通信系統(tǒng)雙頻工作時的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；

圖6是本發(fā)明實施例提供的在測距測速過程中無線局域網(wǎng)通信系統(tǒng)雙頻工作的具體實現(xiàn)示例圖；

圖7是本發(fā)明實施例提供的2.4GHz測距測速粗模式和5GHz通信模式狀態(tài)示意圖；

圖8是本發(fā)明實施例提供的5GHz測距測速精模式和2.4GHz通信模式狀態(tài)示意圖；

圖9是本發(fā)明實施例提供的多輸入多輸出雙頻多收發(fā)模塊通信模式狀態(tài)示意圖；

圖10是本發(fā)明實施例提供的用于測距測速的無線局域網(wǎng)通信系統(tǒng)的應(yīng)用示例圖。

具體實施方式

以下描述中，為了說明而不是為了限定，提出了諸如特定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、技術(shù)之類的具體細(xì)節(jié)，以便透徹理解本發(fā)明實施例。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚，在沒有這些具體細(xì)節(jié)的其它實施例中也可以實現(xiàn)本發(fā)明。在其它情況中，省略對眾所周知的系統(tǒng)、裝置、電路以及方法的詳細(xì)說明，以免不必要的細(xì)節(jié)妨礙本發(fā)明的描述。

在本發(fā)明實施例中，用于測距測速的無線局域網(wǎng)通信系統(tǒng)支持多輸入輸出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)，至少包括第一收發(fā)模塊和第二收發(fā)模塊，為所述第一收發(fā)模塊的發(fā)射機(jī)配置耦合器，并為所述第二收發(fā)模塊的接收機(jī)混頻器配置開關(guān)；當(dāng)所述第二收發(fā)模塊的接收機(jī)中的開關(guān)工作于第一狀態(tài)時，所述第一收發(fā)模塊和所述第二收發(fā)模塊工作于通信模式；當(dāng)所述第二收發(fā)模塊的接收機(jī)中的開關(guān)工作于第二狀態(tài)時，所述第一收發(fā)模塊和所述第二收發(fā)模塊工作于測距測速模式；在所述測距測速模式下，所述第一收發(fā)模塊發(fā)射的信號中的一部分通過發(fā)射天線發(fā)射出去，其余部分通過耦合器耦合至所述第二收發(fā)模塊，并與所述第二收發(fā)模塊接收到的反射信號混頻，以同時實現(xiàn)對測距測速信號的發(fā)送和接收。

基于上文中對本發(fā)明實施例提供的用于測距測速的無線局域網(wǎng)通信系統(tǒng)的描述，在本發(fā)明實施例中，第一收發(fā)模塊和第二收發(fā)模塊同頻且具有相同的模塊結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)可以工作在通信模式和測距測速模式之下。對于通信模式來說，其與現(xiàn)有技術(shù)的實現(xiàn)方式相同。對于測距測速模式來說，其工作原理是將一個收發(fā)模塊的發(fā)射信號耦合到另一個同頻的收發(fā)模塊的接收信號上，并經(jīng)過混頻器混頻后得到差頻信號，經(jīng)過低通濾波器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，最終在數(shù)字域進(jìn)行傅立葉變換，得到頻率和相位信息，以根據(jù)頻率和相位信息算出距離和速度。對于通信模式和測距測速模式來說，系統(tǒng)工作的最大區(qū)別是信號的接收端，在通信模式之下，接收端通過本振將射頻信號轉(zhuǎn)換成基帶信號，基帶信號經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器，在數(shù)字域解調(diào)最終得到數(shù)字信號；而在測距測速模式之下，是將發(fā)射信號和接收信號直接進(jìn)行混頻，不再需要本振。因此經(jīng)，當(dāng)?shù)谝皇瞻l(fā)模塊和第二收發(fā)模塊工作在測距測速模式下時，第二收發(fā)模塊的接收機(jī)中的開關(guān)會選擇將從第一收發(fā)模塊的發(fā)射信號中耦合過來的信號與第二收發(fā)模塊接收到的測試物體反射回來的信號進(jìn)行混頻。

在本發(fā)明實施例中，接收機(jī)中的開關(guān)對工作模式的選擇取決于發(fā)射信號的類別。在通信模式下，發(fā)射機(jī)會發(fā)射各種調(diào)制信號，例如正交幅度調(diào)制信號或相移鍵控調(diào)制信號，而在測距測速模式下，發(fā)射機(jī)發(fā)射的是多個連續(xù)波信號(Continuous-Wave CW)或者連續(xù)波頻率調(diào)制信號(Frequency-Modulated Continuous-Wave FMCW)，且目前的無線局域網(wǎng)通信系統(tǒng)也已經(jīng)支持連續(xù)波信號或者連續(xù)波頻率調(diào)制信號的發(fā)射，因此，本發(fā)明實施例可以在現(xiàn)有的無線局域網(wǎng)通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上改造得到。此外，對于連續(xù)波信號，其可用在近距離測距測速中，而多個連續(xù)波是指兩個頻率以上的連續(xù)波，連續(xù)波的頻率可以在一定范圍內(nèi)由用戶自行選擇。連續(xù)波信號測距的工作原理是，通過比較發(fā)射信號和接收信號相位的不同來計算出與測試物體的距離。舉例來說，如果兩個連續(xù)波的頻率分別是5180MHz和5190MHz，頻率間隔是10MHz，則其最大可測的距離是15米。最小的精度是由無線局域網(wǎng)通信系統(tǒng)的相位精度來決定。在本發(fā)明實施例中，采用同相正交混頻器做相位檢測器，若設(shè)定系統(tǒng)的相位精度是1.2度，測量的精度可達(dá)到0.05米。若兩個連續(xù)波的頻率間隔是20MHz，保持同樣的相位精度，最大可測距離是7.5米，測量的精度可達(dá)到0.025米。對于連續(xù)波頻率調(diào)制信號，其可用在遠(yuǎn)距離測距測速中，其測距的工作原理是，通過發(fā)射信號和接收信號的差頻算出距離。連續(xù)波頻率調(diào)制信號的距離分辨率由信號的帶寬決定，如果連續(xù)波頻率調(diào)制信號是從頻率2300MHz到頻率2500MHz，即帶寬為200MHz，則對應(yīng)的距離分辨率是0.75米；如果連續(xù)波頻率調(diào)制信號是從頻率5250MHz到頻率5925MHz，即帶寬為675MHz，則對應(yīng)的距離分辨率是0.22米。由此可知，相比于2.4GHz，采用5GHz的帶內(nèi)信號，系統(tǒng)能達(dá)到更好的測距測速效果。多個連續(xù)波信號或連續(xù)波頻率調(diào)制信號測速的工作原理，是通過測量多普勒頻率得到。在15米的距離內(nèi)，同時運用多個連續(xù)波信號或連續(xù)波頻率調(diào)制信號，測量的精度可達(dá)到0.05米甚至更高。在用于接收的收發(fā)模塊中，通信及測距測速的系統(tǒng)基帶信號處理流程如圖1所示，在通信模式下，收發(fā)模塊的發(fā)射機(jī)發(fā)射的通信調(diào)制信號在該收發(fā)模塊的接收機(jī)處理下解調(diào)得到圖片、聲音等數(shù)據(jù)；在測距測速模式下，收發(fā)模塊的發(fā)射機(jī)發(fā)射的連續(xù)波頻率調(diào)制信號在另一收發(fā)模塊的接收機(jī)下通過傅立葉變換計算出距離速度，收發(fā)模塊的發(fā)射機(jī)發(fā)射的多個連續(xù)波信號在另一收發(fā)模塊的接收機(jī)下通過同相正交混頻器相位檢測計算出距離。此外，在測距測速模式下，作為發(fā)射端的收發(fā)模塊需要發(fā)射同步信號給作為接收端的另一收發(fā)模塊。

在本發(fā)明實施例中，無線局域網(wǎng)通信系統(tǒng)支持在單頻或雙頻下工作。接下來，首先對單頻工作的情況進(jìn)行詳細(xì)闡述：

當(dāng)無線局域網(wǎng)通信系統(tǒng)為單頻工作時，所述第一收發(fā)模塊和所述第二收發(fā)模塊同時工作在2.4GHz；或者，所述第一收發(fā)模塊和所述第二收發(fā)模塊同時工作在5GHz。即，一個收發(fā)模塊工作在2.4GHz進(jìn)行信號發(fā)射，另一個收發(fā)模塊也工作在2.4GHz進(jìn)行信號接收；或者，一個收發(fā)模塊工作在5GHz進(jìn)行信號發(fā)射，另一個收發(fā)模塊也工作在5GHz進(jìn)行信號接收。

圖2示出了無線局域網(wǎng)通信系統(tǒng)單頻工作時的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，其中，收發(fā)模塊40和收發(fā)模塊41可以同是工作在2.4GHz或5GHz。圖2中，實線部分是現(xiàn)有的無線局域網(wǎng)通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，虛線部分是本發(fā)明實施例基于現(xiàn)有的無線局域網(wǎng)通信升級為結(jié)構(gòu)進(jìn)行的改造。在通信模式下，收發(fā)模塊40和收發(fā)模塊41可以同時進(jìn)行信號的發(fā)射或接收，也可以一個進(jìn)行信號發(fā)射另一個進(jìn)行信號接收，但在測距測速模式下收發(fā)模塊40和收發(fā)模塊41只能一個進(jìn)行信號發(fā)射而另一個進(jìn)行信號接收。在通信模式中，收發(fā)模塊40和收發(fā)模塊41使用相同的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，在發(fā)射端，基帶1調(diào)制的信號通過同相數(shù)模轉(zhuǎn)換器2和正交數(shù)模轉(zhuǎn)換器3，再通過同相放大器10和正交放大器11，經(jīng)過同相混頻器20、正交混頻器21和本振18到達(dá)載波放大器30，得到的載波信號通過射頻開關(guān)36，經(jīng)由天線38發(fā)射出去；在接收端，接收到的信號依次通過天線38、射頻開關(guān)36和低噪聲放大器31，在經(jīng)過同相混頻器22、正交混頻器23和本振18混頻后，再通過同相放大器12和正交放大器13，經(jīng)過同相數(shù)模轉(zhuǎn)換器4和正交數(shù)模轉(zhuǎn)換器5，在基帶1進(jìn)行解調(diào)和信號處理。在測距測速模式中，收發(fā)模塊40和收發(fā)模塊41有一個工作在發(fā)射狀態(tài)，另一個工作在接收狀態(tài)。若以收發(fā)模塊40作為發(fā)射端，發(fā)射多個連續(xù)波或連續(xù)波頻率調(diào)制信號，并有一部分發(fā)射信號會耦合到收發(fā)模塊41的接收端。同時，收發(fā)模塊41接收到的信號會通過天線39、射頻開關(guān)37和低噪聲放大器33，再通過開關(guān)29，將耦合器34耦合過來的收發(fā)模塊40的發(fā)射信號與同相混頻器27和正交混頻器28混頻后，進(jìn)入同相低噪放大器16和正交低噪放大器17，最后經(jīng)過同相模數(shù)轉(zhuǎn)換器8和正交模數(shù)轉(zhuǎn)換器9，在基帶1進(jìn)行相位檢測和傅立葉變換，得到相位和頻率信息。反過來，若以收發(fā)模塊41作為發(fā)射端，收發(fā)模塊40作為接收端，收發(fā)模塊41發(fā)射多個連續(xù)波或連續(xù)波頻率調(diào)制信號，并有一部分發(fā)射信號會耦合到收發(fā)模塊40的接收端。同時，收發(fā)模塊40接收到的信號會通過天線38、射頻開關(guān)36和低噪聲放大器31，再通過開關(guān)24，將耦合器35耦合過來收發(fā)模塊41的發(fā)射信號與同相混頻器22和正交混頻器23混頻后，進(jìn)入同相低噪放大器12和正交低噪放大器13，最后經(jīng)過同相模數(shù)轉(zhuǎn)換器4和正交模數(shù)轉(zhuǎn)換器5，在基帶1進(jìn)行相位檢測和傅立葉變換，得到相位和頻率信息。

在本發(fā)明實施例中，通信模式和測距測速模式是通過時分雙工(TDD)的方式分享基帶射頻電路和天線，且優(yōu)選地，可以根據(jù)測距測速結(jié)果，在所述通信模式和所述測距測速模式之間切換。以上切換可以用于在測距測速的過程中實現(xiàn)對測距測速結(jié)果的發(fā)送，如圖3所示，所述系統(tǒng)根據(jù)測距測速結(jié)果，在所述通信模式和所述測距測速模式之間切換包括：

S301，令所述第一收發(fā)模塊和所述第二收發(fā)模塊工作在所述測距測速模式。

S302，當(dāng)滿足預(yù)設(shè)的切換條件時，將所述第一收發(fā)模塊和所述第二收發(fā)模塊切換至所述通信模式，并發(fā)送關(guān)于當(dāng)前的測距測速結(jié)果的相關(guān)信息。

S303，在完成對所述相關(guān)信息的發(fā)送之后，將所述第一收發(fā)模塊和所述第二收發(fā)模塊切換回所述測距測速模式。

從圖3對應(yīng)的實施例可以看出，無線局域網(wǎng)通信系統(tǒng)主要工作在測距測速模式之下，通過設(shè)置切換條件，以作為判斷是否需要對當(dāng)前的測距測速結(jié)果進(jìn)行通報的條件，當(dāng)滿足該預(yù)設(shè)的切換條件時，無線局域網(wǎng)通信系統(tǒng)短暫地切換至通信模式，發(fā)送關(guān)于當(dāng)前的測距測速結(jié)果的相關(guān)信息，例如防撞預(yù)警、信息廣播、巡航控制、功率控制等，并在完成信息的發(fā)送之后，又切換回測距測速模式，繼續(xù)進(jìn)行測距測速。

優(yōu)選地，對于S302的實現(xiàn)，可以遵循以下的算法思路：

若所述當(dāng)前的測距測速結(jié)果中的測試距離位于預(yù)設(shè)的第一距離值區(qū)間內(nèi)，將所述第一收發(fā)模塊和所述第二收發(fā)模塊切換至所述通信模式；或者

若所述當(dāng)前的測距測速結(jié)果中的測試速度小于或等于0，且所述當(dāng)前的測距測速結(jié)果中的測試距離位于預(yù)設(shè)的第二距離值區(qū)間內(nèi)，將所述第一收發(fā)模塊和所述第二收發(fā)模塊切換至所述通信模式。

基于圖3對應(yīng)的實施例，圖4示出了在測距測速過程中無線局域網(wǎng)通信系統(tǒng)在通信模式和測距測速模式之間進(jìn)行切換，以實現(xiàn)在測距測速的同時對測距測速的結(jié)果進(jìn)行通報的具體實現(xiàn)示例：

圖4中，距離速度和時間的判決條件都可以根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計和環(huán)境而調(diào)整改變。圖4顯示，系統(tǒng)先進(jìn)入連續(xù)波頻率調(diào)制信號測距測速粗略模式，得到的距離和速度會在存儲器中存儲，用于實現(xiàn)功率控制、巡航智能系統(tǒng)及測距測速結(jié)果通報。系統(tǒng)將依據(jù)距離的遠(yuǎn)近來判斷下一時刻是否要切換至通信模式，還是維持測距測速模式。若當(dāng)前的測距測速結(jié)果中的測試距離大于100米且小于1公里，系統(tǒng)進(jìn)入通信模式，系統(tǒng)可以點對點與外部個體通信，也可以通過接入點進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信，得到外部環(huán)境信息或進(jìn)行自我信息廣播。系統(tǒng)在通信模式下的工作時間不會超過2毫秒，否則系統(tǒng)自動切入精度測距測速模式。若當(dāng)前的測距測速結(jié)果中的測試距離小于100米，系統(tǒng)進(jìn)入測距測速精度模式，多個連續(xù)波和連續(xù)波頻率調(diào)制信號會交替測到精確的距離和速度，同樣地，得到的距離和速度會在存儲器中存儲。此后，由當(dāng)前的測距測速結(jié)果中的測試速度決定系統(tǒng)的工作模式，如果測試速度小于零，物體是朝著系統(tǒng)所在終端的方向移動，系統(tǒng)仍然工作在精度測距測速模式；如果測試速度大于零，物體是背著系統(tǒng)所在終端的方向移動，系統(tǒng)會切換到測距測速粗略模式。在基于測試速度進(jìn)行判決之后，系統(tǒng)會進(jìn)一步進(jìn)行距離判斷，若當(dāng)前的測距測速結(jié)果中的測試距離大于5米且小于100米，系統(tǒng)仍然工作在精度測距測速模式，系統(tǒng)在精度測距測速模式的時間不會超過0.2毫秒，否則系統(tǒng)自動切入通信模式；若當(dāng)前的測距測速結(jié)果中的測試距離小于5米，系統(tǒng)自動切入預(yù)警狀態(tài)。

接下來，對雙頻工作的情況進(jìn)行詳細(xì)闡述：

當(dāng)無線局域網(wǎng)通信系統(tǒng)雙頻工作時，還包括第三收發(fā)模塊和第四收發(fā)模塊，為所述第三收發(fā)模塊的發(fā)射機(jī)配置耦合器，并為所述第四收發(fā)模塊的接收機(jī)混頻器配置開關(guān)；所述第一收發(fā)模塊和所述第二收發(fā)模塊同時工作在2.4GHz，所述第三收發(fā)模塊和所述第四收發(fā)模塊同時工作在5GHz。

當(dāng)無線局域網(wǎng)通信系統(tǒng)雙頻工作時，具體地，可以有以下幾種情況：

所述第二收發(fā)模塊的接收機(jī)中的開關(guān)工作于所述第一狀態(tài)，所述第四收發(fā)模塊的接收機(jī)中的開關(guān)工作于所述第二狀態(tài)，以使所述第一收發(fā)模塊和所述第二收發(fā)模塊工作在通信模式，所述第三收發(fā)模塊和所述第四收發(fā)模塊工作在測距測速模式；或者，

所述第二收發(fā)模塊的接收機(jī)中的開關(guān)工作于所述第二狀態(tài)，所述第四收發(fā)模塊的接收機(jī)中的開關(guān)工作于所述第一狀態(tài)，以使所述第一收發(fā)模塊和所述第二收發(fā)模塊工作在測距測速模式，所述第三收發(fā)模塊和所述第四收發(fā)模塊工作在通信模式；或者，

所述第二收發(fā)模塊和所述第四收發(fā)模塊的接收機(jī)中的開關(guān)均工作于所述第一狀態(tài)，以使所述第一收發(fā)模塊和所述第二收發(fā)模塊，以及所述第三收發(fā)模塊和所述第四收發(fā)模塊均工作在通信模式。

圖5示出了無線局域網(wǎng)通信系統(tǒng)雙頻工作時的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，圖5中，收發(fā)模塊95和收發(fā)模塊97工作在2.4GHz，收發(fā)模塊96和收發(fā)模塊98工作在5GHz。圖5中，實線部分是現(xiàn)有的無線局域網(wǎng)通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，虛線部分是本發(fā)明實施例基于現(xiàn)有的無線局域網(wǎng)通信升級為結(jié)構(gòu)進(jìn)行的改造。圖5和圖2的最大的區(qū)別在于，圖5中的天線分離濾波器61、天線分離濾波器83及雙波段天線62、雙波段天線84工作在2.4GHz和5GHz兩個頻率，圖5的結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)通信模式和測距測速模式的同時工作。當(dāng)收發(fā)模塊95和收發(fā)模塊97工作在2.4GHz的通信模式時，收發(fā)模塊96和收發(fā)模塊98工作在5GHz的測距測速模式；反之，收發(fā)模塊96和收發(fā)模塊98工作在2.4GHz的通信模式時，收發(fā)模塊95和收發(fā)模塊97工作在5GHz的測距測速模式，這就同時實現(xiàn)了對通信模式和測距測速模式的支持，提供了真正意義上的通信及測距測速功能。這里的測距測速模式的工作原理與上文所述的工作原理是一致的。此外，2.4GHz的收發(fā)模塊95和收發(fā)模塊97，以及5GHz的收發(fā)模塊96和收發(fā)模塊98都可以同時工作在通信模式之下。

如前文所述，相比于2.4GHz，采用5GHz的帶內(nèi)信號，系統(tǒng)能達(dá)到更好的測距測速效果，因此，作為本發(fā)明的一個實施例，可以先采用2.4GHz的測距測速模式，直到當(dāng)前的測距測速結(jié)果的測試距離較小時，采用5GHz的測距測速模式，以保證測距測速的精度。具體地：

令所述第二收發(fā)模塊的接收機(jī)中的開關(guān)工作于所述第二狀態(tài)，所述第四收發(fā)模塊的接收機(jī)中的開關(guān)工作于所述第一狀態(tài)，得到第一測距測速結(jié)果；

若所述第一測距測速結(jié)果中的測試距離小于預(yù)設(shè)的距離閾值，令所述第二收發(fā)模塊的接收機(jī)中的開關(guān)工作于所述第一狀態(tài)，所述第四收發(fā)模塊的接收機(jī)中的開關(guān)工作于所述第二狀態(tài)。

此外，由于雙頻的無線局域網(wǎng)通信系統(tǒng)可以同時支持通信模式和測距測速模式，因此，可以在測距測速的同時實現(xiàn)對測距測速結(jié)果的發(fā)送，具體地：

若所述第一收發(fā)模塊和所述第二收發(fā)模塊工作在通信模式，且所述第三收發(fā)模塊和所述第四收發(fā)模塊工作在測距測速模式，則通過所述第一收發(fā)模塊和所述第二收發(fā)模塊實時發(fā)送當(dāng)前的測距測速結(jié)果；

若所述第一收發(fā)模塊和所述第二收發(fā)模塊工作在測距測速模式，且所述第三收發(fā)模塊和所述第四收發(fā)模塊工作在通信模式，則通過所述第三收發(fā)模塊和所述第四收發(fā)模塊實時發(fā)送當(dāng)前的測距測速結(jié)果。

圖6示出了雙頻工作的無線局域網(wǎng)通信系統(tǒng)工作的具體實現(xiàn)示例：

圖6中，距離速度和時間的判決條件也都可以根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計和環(huán)境而調(diào)整改變。圖6顯示，系統(tǒng)先進(jìn)入2.4GHz測距測速粗模式和5GHz通信模式，2.4GHz測距測速粗模式得到的測試距離和測試速度會在存儲器中存儲，用于實現(xiàn)功率控制、巡航智能系統(tǒng)及測距測速結(jié)果通報。如圖7所示，2.4GHz測距測速粗模式和5GHz通信模式有八種雙頻共存狀態(tài)或六種單頻狀態(tài)，系統(tǒng)只能工作在八種雙頻共存狀態(tài)或六種單頻狀態(tài)中的一個。5GHz通信模式可以點對點與外部個體通信，也可以通過接入點進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信，得到外部環(huán)境信息或進(jìn)行自我信息廣播。系統(tǒng)將依據(jù)距離的遠(yuǎn)近來判斷下一時刻是否仍是測距測速粗/精模式和通信模式共存。若當(dāng)前的測距測速結(jié)果中的測試距離小于500米，系統(tǒng)進(jìn)入5GHz測距測速精模式和2.4GHz通信模式，2.4GHz通信模式可以點對點與外部個體通信，也可以通過接入點進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信，得到外部環(huán)境信息或進(jìn)行自我信息廣播。如圖8所示，5GHz測距測速精模式和2.4GHz通信模式也有八種雙頻共存狀態(tài)或六種單頻狀態(tài)，系統(tǒng)只能工作在八種雙頻共存狀態(tài)或六種單頻狀態(tài)中的一個。此后，系統(tǒng)會進(jìn)一步進(jìn)行判斷。若當(dāng)前的測距測速結(jié)果中的測試速度小于零，物體是朝著系統(tǒng)所在終端的方向移動，此時，若當(dāng)前的測距測速結(jié)果中的測試距離大于30米且小于500米，系統(tǒng)會切入2.4GHz/5GHz多輸入多輸出雙頻多收發(fā)模塊通信模式，此時的系統(tǒng)可以進(jìn)行大量數(shù)據(jù)信息的交換，例如圖片和視頻數(shù)據(jù)的交互。如圖9所示，多輸入多輸出雙頻多收發(fā)模塊通信模式也有十六種雙頻共存狀態(tài)，系統(tǒng)只能工作在十六種雙頻共存狀態(tài)或八種單頻狀態(tài)中的一個。系統(tǒng)工作在2.4GHz/5GHz雙頻的多輸入多輸出通信模式的時間不會超過2毫秒，否則系統(tǒng)自動切入5GHz測距測速粗模式或2.4GHz通信模式504。

在本發(fā)明實施例中，所采用的系統(tǒng)天線可以包括偶極子天線、貼片天線及天線陣等，還可以使用波束賦形天線，以根據(jù)系統(tǒng)的模式調(diào)整天線的方向性。因為無線局域網(wǎng)通信模式有功率控制的功能，因此本系統(tǒng)也支持功率控制的功能，加之本系統(tǒng)所具備的測距測速功能，從而能夠通過測量的目標(biāo)距離和速度以實現(xiàn)更為完善的功率控制：如果目標(biāo)在近距離而向著系統(tǒng)所在終端運動，系統(tǒng)將會減小發(fā)射功率；如果目標(biāo)在近距離且背著系統(tǒng)所在終端運動，系統(tǒng)將會增加發(fā)射功率；如果目標(biāo)在遠(yuǎn)距離且向著系統(tǒng)所在終端運動，系統(tǒng)將會減小發(fā)射功率；如果目標(biāo)在遠(yuǎn)距離且背著系統(tǒng)所在終端運動，系統(tǒng)將會加發(fā)射功率。通過這種功率控制，系統(tǒng)可以減小耗電量。

圖10以三輛自動或無人駕駛車為例，對本發(fā)明實施例提供的用于測距測速的無線局域網(wǎng)通信系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步闡述。圖10中，車99同時發(fā)出無線通信和測距測速信號。如果距離103等于100米，車99可以工作在5GHz測距測速精模式和2.4GHz通信模式，也可以工作在2.4GHz/5GHz多輸入多輸出雙頻多收發(fā)模塊通信模式，從而測試其與車100的距離，以及測試車100的速度，從而實現(xiàn)綜合智能交通控制。在5GHz測距測速精模式和2.4GHz通信模式下，車99和車100是點對點無線通信，車99可以與沿路的無線接入點107、105或106進(jìn)行802.11g、802.11b、802.11n、802.11a、802.11ac或802.11p的通信。在2.4GHz/5GHz雙頻的多輸入多輸出通信模式下，車99和車100是點對點無線通信，車99可以與沿路的無線接入點107、105或106進(jìn)行802.11g、802.11b和802.11n的通信。反之，車100也可以工作在5GHz測距測速精模式和2.4GHz通信模式，進(jìn)行無線通信，并測量車99的距離與速度。如果距離104等于600米，車99工作在2.4GHz測距測速粗模式和5GHz通信模式，車99測試其與車101的距離，并測試車101的速度，以實現(xiàn)綜合智能交通控制。車99和車101是點對點無線通信，車99可以和沿路的無線接入點107、105或106進(jìn)行802.11a、802.11ac和802.11p的通信。同理，車101也工作在2.4GHz測距測速粗模式和5GHz通信模式，進(jìn)行無線通信，并測量車99的距離速度，如果距離104等于400米，車101和車100可以工作在5GHz測距測速精模式和2.4GHz通信模式及2.4GHz/5GHz多輸入多輸出雙頻多收發(fā)模塊通信模式，彼此間進(jìn)行無線通信和測距測速。本發(fā)明實施例提供的用于測距測速的無線局域網(wǎng)通信系統(tǒng)可以實現(xiàn)車對車(Vehicle-to-Vehicle,V2V)或車對一切(Vehicle-to-Everything,V2X)的通信及測距測速。

本發(fā)明實施例提供的用于測距測速的無線局域網(wǎng)通信系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動駕駛或無人車、無人機(jī)之間的獨立通信防撞，相比于現(xiàn)有技術(shù)，本系統(tǒng)對原始的無線局域網(wǎng)通信系統(tǒng)改造小，易于實現(xiàn)，在無線系統(tǒng)的不同收發(fā)模塊中真正實現(xiàn)了同頻雙工收發(fā)的測距和測速功能，并保證了測距測速的精度。由于本系統(tǒng)可實現(xiàn)移動物體與移動物體之間點對點的通信，以及實現(xiàn)移動物體與無線網(wǎng)絡(luò)接入點之間的通信，所以它可獨立工作于各類區(qū)域。移動物體可以通過這個系統(tǒng)測量其它物體的距離和速度，也可以通過這個系統(tǒng)進(jìn)行信息交換，以使通信對端知道自己的信息無須基于移動通訊設(shè)備，而只需基于點對點或無線接入點就可發(fā)送出去。本系統(tǒng)可以預(yù)防移動物體間的沖撞和不必要的減速或加速，任何可實現(xiàn)智能控制的物體均可通過這個系統(tǒng)測到彼此的速度、方向和距離，并通過交換信息以判斷下一步的行動和趨勢，本系統(tǒng)的所有功能均可以在一對一，一對多和多對多的通信場景下實現(xiàn)。

以上所述實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。