(57)【要約】【課題】レーダおよび通信の性能を改善する。【解決手段】統合自動車レーダおよび通信アプリケーションのための方法。無線信号を生成するステップと、自動車レーダ波形を生成するステップと、前記無線信号を前記自動車レーダ波形と結合して、前記自動車レーダ波形のレーダ帯域幅が前記無線信号の通信帯域幅から分離するように、前記統合自動車レーダおよび通信アプリケーションの結合信号を生成するステップと、前記結合信号を送信するステップと、前記結合信号に関連するレーダフィードバックをリッスンするステップと、前記レーダフィードバックに対してレーダ処理を実行して、レーダ検出結果を生成するステップと、を含む。【選択図】図１Ｃ
2020101528.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
統合自動車レーダおよび通信アプリケーションのための方法であって、
無線信号を生成するステップと、
自動車レーダ波形を生成するステップと、
前記無線信号を前記自動車レーダ波形と結合して、前記自動車レーダ波形のレーダ帯域幅が前記無線信号の通信帯域幅から分離するように、前記統合自動車レーダおよび通信アプリケーションの結合信号を生成するステップと、
前記結合信号を送信するステップと、
前記結合信号に関連するレーダフィードバックをリッスンするステップと、
前記レーダフィードバックに対してレーダ処理を実行して、レーダ検出結果を生成するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記無線信号は、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）ベースバンド信号を含み、
前記自動車レーダ波形は、周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）波形を含み、
前記結合信号は、多重搬送波変調ＦＭＣＷ波形を含んだＯＦＤＭ信号を含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ＦＭＣＷ波形は、標準のＯＦＤＭ波形よりも大きい帯域幅および低いピーク対平均電力比を有する、
請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記通信帯域幅を増大させる必要なく、前記レーダ帯域幅が増大される、
請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記無線信号を前記自動車レーダ波形と結合して、前記結合信号を生成するステップは、
前記無線信号で前記自動車レーダ波形を変調して、前記結合信号を生成するステップを含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記レーダフィードバックに対してレーダ処理を実行して、前記レーダ検出結果を生成するステップは、
前記レーダフィードバックを処理して、前記結合信号の受信者についての、距離情報および速度情報を含むレーダ情報を識別するステップを含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記レーダフィードバックに対してレーダ処理を実行して、前記レーダ検出結果を生成するステップは、
前記レーダフィードバックに対して距離処理を実行して、予備距離結果を生成するステップと、
多重搬送波変調を使用して整合フィルタを構築して、前記予備距離結果からビート周波数を復元するステップと、
前記ビート周波数に基づいて距離情報を決定するステップと、
前記レーダフィードバックに対して速度処理を実行して、速度情報を決定するステップであって、前記レーダ検出結果は、前記距離情報および前記速度情報を含むステップと、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記距離処理および前記速度処理は、前記予備距離結果および前記速度情報が生成され
るように、前記レーダフィードバックに対して二次元高速フーリエ変換（２Ｄ−ＦＦＴ）を使用して一緒に実行され、
前記２Ｄ−ＦＦＴの第１の次元ＦＦＴは、前記距離処理に対応し、
前記２Ｄ−ＦＦＴの第２の次元ＦＦＴは、前記速度処理に対応する、
請求項７に記載の方法。
【請求項９】
プロセッサと、
前記プロセッサによって実行された場合に、前記プロセッサに、
無線信号を生成するステップと、
自動車レーダ波形を生成するステップと、
前記無線信号を前記自動車レーダ波形と結合して、前記自動車レーダ波形のレーダ帯域幅が前記無線信号の通信帯域幅から分離するように、前記統合自動車レーダおよび通信アプリケーションの結合信号を生成するステップと、
前記結合信号を送信するステップと、
前記結合信号に関連するレーダフィードバックをリッスンするステップと、
前記レーダフィードバックに対してレーダ処理を実行して、レーダ検出結果を生成するステップと、
を実行させるコンピュータコードを記憶する非一時的メモリと、
を含む、システム。
【請求項１０】
前記無線信号は、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）ベースバンド信号を含み、
前記自動車レーダ波形は、周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）波形を含み、
前記結合信号は、多重搬送波変調ＦＭＣＷ波形を含んだＯＦＤＭ信号を含む、
請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記ＦＭＣＷ波形は、標準のＯＦＤＭ波形よりも大きい帯域幅および低いピーク対平均電力比を有する、
請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記通信帯域幅を増大させる必要なく、前記レーダ帯域幅が増大される、
請求項９に記載のシステム。
【請求項１３】
前記コンピュータコードは、前記プロセッサによって実行された場合に、
前記無線信号で前記自動車レーダ波形を変調して、前記結合信号を生成するステップによって、前記プロセッサに、前記無線信号を前記自動車レーダ波形と結合して前記結合信号を生成させる、
請求項９に記載のシステム。
【請求項１４】
前記コンピュータコードは、前記プロセッサによって実行された場合に、
前記レーダフィードバックを処理して、前記結合信号の受信者についての、距離情報および速度情報を含むレーダ情報を識別するステップによって、前記プロセッサに、前記レーダフィードバックに対するレーダ処理を実行させる、
請求項９に記載のシステム。
【請求項１５】
前記コンピュータコードは、前記プロセッサによって実行された場合に、
前記レーダフィードバックに対して距離処理を実行して、予備距離結果を生成するステップと、
多重搬送波変調を使用して整合フィルタを構築して、前記予備距離結果からビート周波数を復元するステップと、
前記ビート周波数に基づいて距離情報を決定するステップと、
前記レーダフィードバックに対して速度処理を実行して、速度情報を決定するステップであって、前記レーダ検出結果は、前記距離情報および前記速度情報を含むステップと、
によって、前記プロセッサに、前記レーダフィードバックに対するレーダ処理を実行させる、
請求項９に記載のシステム。
【請求項１６】
前記距離処理および前記速度処理は、前記予備距離結果および前記速度情報が生成されるように、前記レーダフィードバックに対して二次元高速フーリエ変換（２Ｄ−ＦＦＴ）を使用して一緒に実行され、
前記２Ｄ−ＦＦＴの第１の次元ＦＦＴは、前記距離処理に対応し、
前記２Ｄ−ＦＦＴの第２の次元ＦＦＴは、前記速度処理に対応する、
請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
プロセッサによって実行された場合に、前記プロセッサに、
無線信号を生成するステップと、
自動車レーダ波形を生成するステップと、
前記無線信号を前記自動車レーダ波形と結合して、前記自動車レーダ波形のレーダ帯域幅が前記無線信号の通信帯域幅から分離するように、前記統合自動車レーダおよび通信アプリケーションの結合信号を生成するステップと、
前記結合信号を送信するステップと、
前記結合信号に関連するレーダフィードバックをリッスンするステップと、
前記レーダフィードバックに対してレーダ処理を実行して、レーダ検出結果を生成するステップと、
を実行させるコンピュータコードを記憶する非一時的メモリを含む、
コンピュータプログラム製品。
【請求項１８】
前記無線信号は、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）ベースバンド信号を含み、
前記自動車レーダ波形は、周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）波形を含み、
前記結合信号は、多重搬送波変調ＦＭＣＷ波形を含んだＯＦＤＭ信号を含む、
請求項１７に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項１９】
前記ＦＭＣＷ波形は、標準のＯＦＤＭ波形よりも大きい帯域幅および低いピーク対平均電力比を有する、
請求項１８に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項２０】
前記通信帯域幅を増大させる必要なく、前記レーダ帯域幅が増大される、
請求項１７に記載のコンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）信号および周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）波形を車両における統合レーダおよび通信アプリケーションに適用することに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両は、Ｖｅｈｉｃｌｅ−ｔｏ−Ｅｖｅｒｙｔｈｉｎｇ（Ｖ２Ｘ）通信を介して様々な車両アプリケーションで互いに増えつつある量のデータを交換することが予期される。例えば、車両は、大量のセンサデータを生成し、車両がこのセンサデータを車載安全システムに入力として使用することにより、車両の運転安全を改善することができるように、任意の形態のＶ２Ｘ通信を介して互いにセンサデータを共有し得る。しかしながら、Ｖ２Ｘ通信に割り振られた帯域幅は、限られており、したがって、Ｖ２Ｘ通信を使用して車両間で共有することができるセンサデータ量には制限が生じる。
【０００３】
自動車レーダは、レーダ測定専用であり、レーダ測定に割り振られた帯域幅のスペクトル（例えば、７６ＧＨｚ〜８１ＧＨｚ）を使用する。データ通信およびレーダ機能の両方へのこのスペクトルの二重使用は、数年間にわたって議論されてきた。このスペクトルの二重使用の一例には、車両アプリケーションでの統合レーダおよび通信技法の採用がある。統合レーダおよび通信技法では、車両は、レーダと通信の目的の双方において同じ波形を使用する。
【０００４】
例えば、図１Ａに示されるように、統合レーダ通信デバイス１７０は、情報を別の統合レーダ通信デバイス１７１に搬送する波形を送信する。他の統合レーダ通信デバイス１７１は、受信波形から情報を復号化する。その間、波形は、他の統合レーダ通信デバイス１７１および任意の他の物体１７２により反射され、それにより、統合レーダ通信デバイス１７０は、波形に関連するレーダフィードバックを受信し、次にレーダ処理をレーダフィードバックに対して実行する。
【０００５】
また、この統合レーダおよび通信技法は、無線通信の全方向方法よりも安全である。例えば、幾つかの実施形態では、この統合レーダおよび通信技法は、限られた数の方向にのみ送信し（高度の指向性を有する）、これにより、この技法により送信される無線メッセージは、全方向に送信されることで傍受又は盗聴される機会がより多い全方向送信と比較して傍受又は盗聴される可能性を低下させることから、より安全である。
【発明の概要】
【０００６】
自動車アプリケーションにおいてデータ通信およびレーダ機能の両方にこのスペクトルを二重使用する解決策を提供する現在の解決策はない。
【０００７】
記載されるのは、有利には、ＯＦＤＭ信号を自動車におけるレーダおよび通信結合アプリケーションにより適したものにする、変更されたＯＦＤＭ信号がＯＦＤＭ波形の代わりに周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）波形を含むようにＯＦＤＭ信号を変更することが可能な信号モジュールの実施形態である。ＦＭＣＷ波形は、標準のＯＦＤＭ波形よりも大きい帯域幅および低いピーク対平均電力比（ＰＡＰＲ）を有し、このより大きい帯域幅およびより低いＰＡＰＲは、本明細書に記載される様々なレーダおよび通信の改善に相関する。幾つかの実施形態では、変更されたＯＦＤＭ信号は、自動車アプリケーションに割り振られた帯域幅のスペクトル（７６ＧＨｚ〜８１ＧＨｚ）において送信および受信される。
【０００８】
幾つかの実施形態では、信号モジュールは、コネクティッド車両の車載ユニット（すなわち車両の信号システム）にインストールされる。信号システムは、（１）ＯＦＤＭ信号又は任意の他の適したタイプの信号を送信および受信する（通信目的およびレーダ目的の両方）ための受信機および送信機を有する通信サブシステムと、（２）レーダシステムと、（３）信号モジュールと、を含む。
【０００９】
信号モジュールは、車載ユニットのプロセッサに以下の動作の１つ以上を実行させるように動作可能なコードおよびルーチンを含む。
（１）ＯＦＤＭベースバンド信号を生成し、
（２）ＦＭＣＷ波形を生成し、
（３）ＯＦＤＭベースバンド信号を用いてＦＭＣＷ波形を変調して、結合信号（すなわちＦＭＣＷ波形を含んだＯＦＤＭ信号）を生成し、
（４）送信機を使用して結合信号を送信し、
（５）受信機又はレーダシステムを使用してレーダフィードバックをリッスンし、
（６）レーダフィードバックを受信し、
（７）レーダフィードバックを処理して、レーダ情報（例えば、結合信号の受信側についてのレーダ情報又は結合信号を反射した別の物体のレーダ情報）を識別する。
【００１０】
１つ以上のコンピュータのシステムは、動作に際して、システムにアクションを実行させる、システムにインストールされたソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア又はそれらの組合せを有することにより、特定の動作又はアクションを実行するように構成することができる。１つ以上のコンピュータプログラムは、データ処理装置により実行された場合、装置にアクションを実行させる命令を含むことにより、特定の動作又はアクションを実行するように構成することができる。
【００１１】
一般的な一態様は、統合自動車レーダおよび通信アプリケーションのための方法であって、無線信号を生成するステップと、自動車レーダ波形を生成するステップと、無線信号を自動車レーダ波形と結合して、自動車レーダ波形のレーダ帯域幅が無線信号の通信帯域幅から分離するように、統合自動車レーダおよび通信アプリケーションの結合信号を生成するステップと、結合信号を送信するステップと、結合信号に関連するレーダフィードバックをリッスンするステップと、レーダフィードバックに対してレーダ処理を実行して、レーダ検出結果を生成するステップと、を含む方法を含む。
この態様の他の実施形態は、それぞれが方法の行動を実行するように構成される対応するコンピュータシステム、装置および１つ以上のコンピュータ記憶装置に記録されるコンピュータプログラムを含む。
【００１２】
実装形態は、以下の特徴の１つ以上を含み得る。
前記無線信号は、ＯＦＤＭベースバンド信号を含み、前記自動車レーダ波形は、ＦＭＣＷ波形を含み、前記結合信号は、多重搬送波変調ＦＭＣＷ波形を含んだＯＦＤＭ信号を含む方法。
前記ＦＭＣＷ波形は、標準のＯＦＤＭ波形よりも大きい帯域幅および低いピーク対平均電力比を有する方法。
前記通信帯域幅を増大させる必要なく、前記レーダ帯域幅が増大される方法。
前記無線信号を前記自動車レーダ波形と結合して、前記結合信号を生成するステップは、前記無線信号で前記自動車レーダ波形を変調して、前記結合信号を生成するステップを含む方法。
前記レーダフィードバックに対してレーダ処理を実行して、前記レーダ検出結果を生成するステップは、前記レーダフィードバックを処理して、前記結合信号の受信者についてのレーダ情報を識別するステップを含む方法。
前記レーダ情報は、距離情報および速度情報を含む、方法。
前記レーダフィードバックに対してレーダ処理を実行して、前記レーダ検出結果を生成するステップは、前記レーダフィードバックに対して距離処理を実行して、予備距離結果を生成するステップと、多重搬送波変調を使用して整合フィルタを構築して、前記予備距離結果からビート周波数を復元するステップと、前記ビート周波数に基づいて距離情報を決定するステップと、前記レーダフィードバックに対して速度処理を実行して、速度情報を決定するステップを含む方法。
前記レーダ検出結果は、前記距離情報および前記速度情報を含む方法。
前記距離処理および前記速度処理は、前記予備距離結果および前記速度情報が生成されるように、前記レーダフィードバックに対して二次元高速フーリエ変換（２Ｄ−ＦＦＴ）を使用して一緒に実行され、前記２Ｄ−ＦＦＴの第１の次元ＦＦＴは、前記距離処理に対応し、前記２Ｄ−ＦＦＴの第２の次元ＦＦＴは、前記速度処理に対応する方法。
記載される技法の実装形態は、ハードウェア、方法若しくはプロセス又はコンピュータアクセス可能媒体におけるコンピュータソフトウェアを含み得る。
【００１３】
一つの一般的な形態は、プロセッサと、前記プロセッサによって実行された場合に、前記プロセッサに、無線信号を生成するステップと、自動車レーダ波形を生成するステップと、前記無線信号を前記自動車レーダ波形と結合して、前記自動車レーダ波形のレーダ帯域幅が前記無線信号の通信帯域幅から分離するように、前記統合自動車レーダおよび通信アプリケーションの結合信号を生成するステップと、前記結合信号を送信するステップと、前記結合信号に関連するレーダフィードバックをリッスンするステップと、前記レーダフィードバックに対してレーダ処理を実行して、レーダ検出結果を生成するステップと、を実行させるコンピュータコードを記憶する非一時的メモリと、を含む、システムである。
この態様の別の実施形態は、各々が方法の作用を実行するように構成された、対応するコンピュータシステム、装置、および１つ以上のコンピュータ記憶装置に記録されたコンピュータプログラムを含む。
【００１４】
実施例は、以下の特徴のうちの１つ以上を含み得る。
前記無線信号は、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）ベースバンド信号を含み、前記自動車レーダ波形は、周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）波形を含み、前記結合信号は、多重搬送波変調ＦＭＣＷ波形を含んだＯＦＤＭ信号を含むシステム。
前記ＦＭＣＷ波形は、標準のＯＦＤＭ波形よりも大きい帯域幅および低いピーク対平均電力比を有するシステム。
前記通信帯域幅を増大させる必要なく、前記レーダ帯域幅が増大されるシステム。
前記コンピュータコードは、前記プロセッサによって実行された場合に、前記無線信号で前記自動車レーダ波形を変調して、前記結合信号を生成するステップによって、前記プロセッサに、前記無線信号を前記自動車レーダ波形と結合して前記結合信号を生成させるシステム。
前記コンピュータコードは、前記プロセッサによって実行された場合に、前記レーダフィードバックを処理して、前記結合信号の受信者についてのレーダ情報を識別するステップによって、前記プロセッサに、前記レーダフィードバックに対するレーダ処理を実行させるシステム。
前記レーダ情報は、距離情報および速度情報を含むシステム。
前記コンピュータコードは、前記プロセッサによって実行された場合に、前記レーダフィードバックに対して距離処理を実行して、予備距離結果を生成するステップと、多重搬送波変調を使用して整合フィルタを構築して、前記予備距離結果からビート周波数を復元するステップと、前記ビート周波数に基づいて距離情報を決定するステップと、前記レーダフィードバックに対して速度処理を実行して、速度情報を決定するステップによって、前記プロセッサに、前記レーダフィードバックに対するレーダ処理を実行させるシステム
。
前記レーダ検出結果は、前記距離情報および前記速度情報を含むシステム。
前記距離処理および前記速度処理は、前記予備距離結果および前記速度情報が生成されるように、前記レーダフィードバックに対して二次元高速フーリエ変換（２Ｄ−ＦＦＴ）を使用して一緒に実行され、前記２Ｄ−ＦＦＴの第１の次元ＦＦＴは、前記距離処理に対応し、前記２Ｄ−ＦＦＴの第２の次元ＦＦＴは、前記速度処理に対応するシステム。
記載される技法の実装形態は、ハードウェア、方法若しくはプロセス又はコンピュータアクセス可能媒体におけるコンピュータソフトウェアを含み得る。
【００１５】
一つの一般的な形態は、プロセッサによって実行された場合に、前記プロセッサに、無線信号を生成するステップと、自動車レーダ波形を生成するステップと、前記無線信号を前記自動車レーダ波形と結合して、前記自動車レーダ波形のレーダ帯域幅が前記無線信号の通信帯域幅から分離するように、前記統合自動車レーダおよび通信アプリケーションの結合信号を生成するステップと、前記結合信号を送信するステップと、前記結合信号に関連するレーダフィードバックをリッスンするステップと、前記レーダフィードバックに対してレーダ処理を実行して、レーダ検出結果を生成するステップと、を実行させるコンピュータコードを記憶する非一時的メモリを含む、コンピュータプログラム製品である。
この態様の別の実施形態は、各々が方法の作用を実行するように構成された、対応するコンピュータシステム、装置、および１つ以上のコンピュータ記憶装置に記録されたコンピュータプログラムを含む。
【００１６】
実施例は、以下の特徴のうちの１つ以上を含み得る。
前記無線信号は、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）ベースバンド信号を含み、前記自動車レーダ波形は、周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）波形を含み、前記結合信号は、多重搬送波変調ＦＭＣＷ波形を含んだＯＦＤＭ信号を含むコンピュータプログラム製品。
前記ＦＭＣＷ波形は、標準のＯＦＤＭ波形よりも大きい帯域幅および低いピーク対平均電力比を有するコンピュータプログラム製品。
前記通信帯域幅を増大させる必要なく、前記レーダ帯域幅が増大されるコンピュータプログラム製品。
説明された技術の実装は、ハードウェア、方法またはプロセス、またはコンピュータアクセス可能媒体上のコンピュータソフトウェアを含み得る。
【００１７】
本開示は、同様の参照符号が同様の要素の参照に使用される添付図面の図において、限定ではなく例として示される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１Ａ】統合レーダおよび通信技法の適用例を示すブロック図である。
【図１Ｂ】ＯＦＤＭ信号の副搬送波例を示す図表現である。
【図１Ｃ】幾つかの実施形態による、信号モジュールの動作環境を示すブロック図である。
【図２】幾つかの実施形態による、信号モジュールを含むコンピュータシステム例を示すブロック図である。
【図３】幾つかの実施形態による、統合自動車レーダ処理およびデータ通信を実行する方法を示す。
【図４】幾つかの実施形態による、統合自動車レーダ処理およびデータ通信を実行する別の方法を示す。
【図５】幾つかの実施形態による、無線信号（例えば、ＯＦＤＭベースバンド信号）の生成を示すブロック図を示す。
【図６Ａ】幾つかの実施形態による、自動車レーダ波形（例えば、ＦＭＣＷ波形）の生成を示すブロック図を示す。
【図６Ｂ】幾つかの実施形態による、自動車レーダ波形（例えば、ＦＭＣＷ波形）の周波数および振幅を示す図表現である。
【図７Ａ】幾つかの実施形態による、図５の無線信号並びに図６Ａおよび図６Ｂの自動車レーダ波形に基づく結合信号の生成を示すブロック図を示す。
【図７Ｂ】幾つかの実施形態による、図５の無線信号並びに図６Ａおよび図６Ｂの自動車レーダ波形に基づく結合信号の生成を示す別のブロック図を示す。
【図７Ｃ】幾つかの実施形態による、多重搬送波変調ＦＭＣＷ波形を有する結合信号の生成を示す図表現である。
【図８】幾つかの実施形態による、データビットからの結合信号の生成を示すブロック図である。
【図９】幾つかの実施形態による、レーダ処理を示す図表現である。
【図１０】幾つかの実施形態による、整合フィルタあり又はなしのレーダ処理結果の比較を示す図表現である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
多重搬送波変調方式の一例に、ＯＦＤＭがある。ＯＦＤＭは、利用可能な帯域幅を複数の狭帯域に分け、各狭帯域は、送信する１つの変調シンボルを搬送する（例えば、各狭帯域は、副搬送波で表され、副搬送波は、４位相偏移変調（ＱＰＳＫ）等の変調方式又は任意の他の適したタイプの変調方式を使用して変調される）。図１Ｂは、ＯＦＤＭ信号の信号スペクトルを示す。ＯＦＤＭ信号は、例えば、副搬送波１７５，１７６，１７７および１７８並びに図１Ｂに示されていない任意の他の副搬送波を含む。信号スペクトルにおいて、２つの隣接する副搬送波のそれぞれの間の距離（周波数領域においてΔｆとして示される）は、各副搬送波が他の副搬送波のロケーションにおいてヌルを有し、それにより各副搬送波が他の副搬送波に干渉しないように設計される。したがって、これらの副搬送波は、「直交」と呼ばれる。この直交配置では、特定のマージンで副搬送波を分ける代わりに副搬送波を密に詰めることができる（周波数分割多重化と比較した場合）。
【００２０】
ＯＦＤＭ信号の変調および復調は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）および逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）を通して効率的に実施することができる。ＦＦＴは、信号（時間領域内）をスペクトル（周波数領域内）に変換する一方、ＩＦＦＴは、スペクトルを対応する時間領域信号に変換する。
【００２１】
ＯＦＤＭ信号をレーダアプリケーションに適用する場合、ＯＦＤＭ信号の送信機は、受信アンテナを使用して、物体からＯＦＤＭ信号の反射も受信する。物体から受信する反射の往復遅延は、物体の距離情報（「距離」と呼ばれる）を含む一方、ドップラー効果は、波形の周波数を変え、物体の速度の決定に使用される。例えば、レーダ処理では、遅延信号は、各副搬送波に位相シフトを導入する。そのような位相シフトは、受信波形を元の送信波形と比較することにより決定することができる。物体の速度は、幾つかのＯＦＤＭシンボルにわたる距離処理結果を統合することにより決定することができる。
【００２２】
しかしながら、ＯＦＤＭ信号は、一般に、高いピーク対平均電力比（ＰＡＰＲ）を受けやすいＯＦＤＭ波形を使用する。ＰＡＰＲは、所与のＯＦＤＭ送信シンボルにおけるサンプルの最大電力とそのＯＦＤＭ送信シンボルの平均電力との間の関係を記述する。例えば、ＰＡＰＲは、ＯＦＤＭ信号の平均電力に対するピーク電力の比率である。特に、ＯＦＤＭ信号における多数の独立変調された副搬送波の存在に起因して、ＯＦＤＭ信号のピーク電力値は、ＯＦＤＭ信号の平均電力値と比較した場合、高いことがある。この平均電力値に対するピーク電力値の比率は、ＰＡＰＲと呼ばれる。
【００２３】
ＰＡＰＲは、多重搬送波システムにおいて、異なる副搬送波が互いに位相ずれする場合に生じる。各瞬間において、副搬送波は、異なる位相値において互いに異なる。全ての副
搬送波が最大値を同時に達成する場合、これは、出力エンベロープに、出力エンベロープの「ピーク」を生じさせる急激な上昇を生じさせ得る。したがって、ＰＡＰＲ問題は、ＯＦＤＭ信号を動作不可能にし、ＯＦＤＭシステムのピーク電力要件をサポートできるようにするために大きい増幅器の使用を必要とする。
【００２４】
本明細書に記載される信号システムは、変更されたＯＦＤＭ信号（後述するように「結合信号」とも呼ばれる）がＯＦＤＭ波形の代わりにＦＭＣＷ波形を使用するようにＯＦＤＭ信号を変更する信号モジュールを含む。この変更は、ＰＡＰＲ問題を解決するのに役立ち、ＯＦＤＭシグナリングシステムを自動車での通信およびレーダアプリケーションの両方により適したものにする。
【００２５】
幾つかの実施形態では、信号システムは、（１）ＯＦＤＭ信号又は任意の他の適したタイプの信号を送信および受信する（通信目的およびレーダ目的の両方）ための受信機および送信機を有する通信サブシステムと、（２）レーダシステムと、（３）後述するようにＦＭＣＷ波形を使用してＯＦＤＭ信号を符号化するように動作可能な信号モジュールとを含む。信号モジュールは、コネクティッド車両の車載ユニット（すなわち車両の信号システム）にインストールすることができる。
【００２６】
本明細書に記載される信号システムにより提供される少なくとも１つの利点および改善は、レーダ帯域幅（例えば、ＦＭＣＷのレーダ帯域幅）および通信帯域幅（例えば、ＯＦＤＭの通信帯域幅）を互いに分離させることを含む。その結果、距離分解能を改善するために、高帯域幅を有するＯＦＤＭ信号を生成する必要がなく、したがって高ＰＡＰＲ問題およびＰＡＰＲにより生じる問題が回避される。
【００２７】
本明細書に記載されるように、本開示における幾つかの実施形態は、ＯＦＤＭベースバンド信号を参照して示されるが、本開示における幾つかの実施形態は、無線信号を参照して示される。ここで、ＯＦＤＭベースバンド信号は、無線信号の一例である。本明細書に記載される実施形態は、ＯＦＤＭベースバンド信号等の任意の適したタイプの無線信号を使用して実施できることに留意されたい。
【００２８】
本明細書に記載されるように、本開示における幾つかの実施形態は、ＦＭＣＷ波形を参照して示されるが、本開示における幾つかの実施形態は、自動車レーダ波形を参照して示される。ここで、自動車レーダ波形は、自動車レーダアプリケーションに使用される波形である。ＦＭＣＷ波形は、自動車レーダ波形の一例である。本明細書に記載される実施形態は、ＦＭＣＷ波形等の任意の適したタイプの自動車レーダ波形を使用して実施可能であることに留意されたい。
【００２９】
（概説例）
図１Ｃを参照すると、信号モジュール１９９の動作環境１００が示されている。動作環境１００は、車両１２３および１つ以上のＯＦＤＭ対応エンドポイント１５１（例えば、個々に又は集合的に「ＯＦＤＭ対応エンドポイント１５１」と呼ばれる第１のＯＦＤＭ対応エンドポイント１５１Ａ…第ＮのＯＦＤＭ対応エンドポイント１５１Ｎ）のうちの１つ以上を含み得る。動作環境１００のこれらの要素は、ネットワーク１０５に通信可能に結合し得る。
【００３０】
１つの車両１２３、２つのＯＦＤＭ対応エンドポイント１５１および１つのネットワーク１０５が図１Ｃに示されているが、実際には、動作環境１００は、１つ以上の車両１２３、１つ以上のＯＦＤＭ対応エンドポイント１５１および１つ以上のネットワーク１０５を含み得る。
【００３１】
ネットワーク１０５は、有線又は無線を問わず従来型であり得、スター構成、トークンリング構成又は他の構成を含む多くの異なる構成を有し得る。更に、ネットワーク１０５は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）（例えば、インターネット）又は複数のデバイスおよび／若しくはエンティティが通信し得る他の相互接続されたデータパスを含み得る。幾つかの実施形態では、ネットワーク１０５は、ピアツーピアネットワークを含み得る。ネットワーク１０５は、種々の異なる通信プロトコルでデータを送信するために電気通信ネットワークに結合することもできるか、又は電気通信ネットワークの部分を含むこともできる。幾つかの実施形態では、ネットワーク１０５は、ショートメッセージングサービス（ＳＭＳ）、マルチメディアメッセージングサービス（ＭＭＳ）、ハイパーテキスト転送プロトコル（ＨＴＴＰ）、直接データ接続、無線アプリケーションプロトコル（ＷＡＰ）、電子メール、ＤＳＲＣ、全二重無線通信、ｍｍ波、ＷｉＦｉ（インフラストラクチャモード）、ＷｉＦｉ（アドホックモード）、可視光通信、ＴＶホワイトスペース通信および衛星通信を介するものを含めて、データを送信および受信するためのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信ネットワーク又はセルラ通信ネットワークを含む。ネットワーク１０５は、３Ｇ、４Ｇ、ロングタームレボリューション（ＬＴＥ）、ＬＴＥ車車間（ＬＴＥ−Ｖ２Ｖ）、ＬＴＥ車基盤間（ＬＴＥ−Ｖ２Ｉ）、ＬＴＥ−Ｖｅｈｉｃｌｅ−ｔｏ−Ｅｖｅｒｙｔｈｉｎｇ（ＬＴＥ−Ｖ２Ｘ）、ＬＴＥデバイスデバイス間（ＬＴＥ−Ｄ２Ｄ）、ＶｏＬＴＥ、５Ｇ−Ｖ２Ｘ、任意の他のモバイルデータネットワーク又はモバイルデータネットワークの組合せを含み得るモバイルデータネットワークを含むこともできる。更に、ネットワーク１０５は、１つ以上のＩＥＥＥ８０２．１１無線ネットワークを含み得る。
【００３２】
幾つかの実施形態では、車両１２３およびＯＦＤＭ対応エンドポイント１５１の１つ以上は、ＤＳＲＣ対応デバイスであり得る。ネットワーク１０５は、車両１２３およびＯＦＤＭ対応エンドポイント１５１間で共有される１つ以上の通信チャネルを含み得る。通信チャネルは、狭域通信（ＤＳＲＣ）、ＬＴＥ−Ｖ２Ｘ、全二重無線通信又は任意の他の無線通信プロトコルを含み得る。例えば、ネットワーク１０５は、本明細書に記載される任意のデータを含むＤＳＲＣメッセージ、ＤＳＲＣプローブ又は基本安全メッセージ（ＢＳＭ）の送信に使用され得る。しかしながら、ＤＳＲＣがここで要件ではないことを理解されたい。任意のタイプのＶ２Ｘ無線を使用し得る。
【００３３】
車両１２３は、任意のタイプの車両であり得る。例えば、車両１２３は、乗用車、トラック、ＳＵＶ、バス、トラックトレーラー、ドローン又は任意の他の道路ベースの乗物のうちの１つを含み得る。幾つかの実施形態では、車両１２３は、後述する通信ユニットを含むコネクティッド車両であり得る。
【００３４】
幾つかの実施形態では、車両１２３は、自律車両又は半自律車両を含み得る。例えば、車両１２３は、最新運転者支援システム（ＡＤＡＳシステム）を含み得る。ＡＤＡＳシステムは、自律機能を提供する機能の幾つか又は全てを提供し得る。
【００３５】
車両１２３は、プロセッサ１２５、メモリ１２７、通信ユニット１４５Ａ、ＧＰＳユニット１８５、センサセット１８２および車載ユニット１８６のうちの１つ以上を含み得る。車両１２３のこれらの要素は、バスを介して互いに通信可能に接続され得る。
【００３６】
幾つかの実施形態では、プロセッサ１２５およびメモリ１２７は、車載車両コンピュータシステムの要素であり得る。車載車両コンピュータシステムは、信号モジュール１９９の動作を生じさせるか又は制御するように動作可能であり得る。車載車両コンピュータシステムは、メモリ１２７に記憶されたデータにアクセスして実行し、信号モジュール１９９に関して本明細書に記載される機能を提供するように動作可能であり得る。
【００３７】
プロセッサ１２５は、算術論理ユニット、マイクロプロセッサ、汎用コントローラ又は計算を実行し、電子表示信号をディスプレイ装置に提供する何らかの他のプロセッサアレイを含む。プロセッサ１２５は、データ信号を処理し、複雑命令セットコンピュータ（ＣＩＳＣ）アーキテクチャ、縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ）アーキテクチャ又は命令セットの組合せを実施するアーキテクチャを含む様々な計算アーキテクチャを含み得る。車両１２３は、１つ以上のプロセッサ１２５を含み得る。他のプロセッサ、オペレーティングシステム、センサ、ディスプレイおよび物理的構成も可能であり得る。
【００３８】
メモリ１２７は、プロセッサ１２５により実行され得る命令又はデータを記憶する。命令又はデータは、本明細書に記載される技法を実行するコードを含み得る。メモリ１２７は、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）デバイス、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）デバイス、フラッシュメモリ又は何らかの他のメモリデバイスであり得る。幾つかの実施形態では、メモリ１２７は、ハードディスクドライブ、フロッピーディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭデバイス、ＤＶＤ−ＲＯＭデバイス、ＤＶＤ−ＲＡＭデバイス、ＤＶＤ−ＲＷデバイス、フラッシュメモリデバイス又は情報をより永続的に記憶する何らかの他の大容量記憶装置を含む不揮発性メモリ又は同様の永続的記憶装置および媒体も含む。車両１２３は、１つ以上のメモリ１２７を含み得る。
【００３９】
車両１２３のメモリ１２７は、データビット１２９、レーダデータ１３１、ベースバンドデータ１３３、ＦＭＣＷデータ１３５、結合データ１３７および過去データ１３９の１つ以上を記憶し得る。
【００４０】
データビット１２９は、意図される受信側に送信されるデータペイロードを記述するデジタルデータを含む。例えば、データビット１２９は、ＯＦＤＭベースバンド信号の生成に関して図５および図８に示される一例のプロセス５００および８００への入力である。
【００４１】
レーダデータ１３１は、送信された結合信号に関連するレーダフィードバックを記述するデジタルデータを含む。例えば、レーダデータ１３１は、結合データ１３７により記述される結合信号の反射に対して実行されるレーダ処理の１つ以上の結果を記述するデジタルデータを含む。
【００４２】
ベースバンドデータ１３３は、ＯＦＤＭベースバンド信号を記述するデジタルデータを含む。図５に示されるプロセス５００の出力は、ベースバンドデータ１３３である。ベースバンドデータ１３３は、結合信号の生成に関して図７Ａに示されるプロセス７００に入力される。
【００４３】
ＦＭＣＷデータ１３５は、ＦＭＣＷ波形を記述するデジタルデータを含む。一例のＦＭＣＷ波形の周波数時間構造および振幅時間構造は、図６Ｂにそれぞれ示される。
【００４４】
結合データ１３７は、結合信号を記述するデジタルデータを含む。結合信号は、例えば、ＦＭＣＷ波形を含み、標準のＯＦＤＭ波形を含まないようにＯＦＤＭベースバンド信号を符号化することにより形成される。一例の結合信号の周波数時間構造を、図７Ｃの（ｃ）に示す。
【００４５】
過去データ１３９は、１つ以上の送信された結合信号の過去のレーダ検出結果を記述するデジタルデータを含む。幾つかの実施形態では、過去データ１３９は、過去のレーダ検出結果に基づいて示されるレーダ性能およびレーダ要件を記述する。
【００４６】
通信ユニット１４５Ａは、ネットワーク１０５又は別の通信チャネルとデータを送信および受信する。幾つかの実施形態では、通信ユニット１４５Ａは、ＤＳＲＣ送受信機、Ｄ
ＳＲＣ受信機および車両１２３をＤＳＲＣ対応デバイスにするために必要な他のハードウェア又はソフトウェアを含み得る。例えば、通信ユニット１４５Ａは、ネットワークを介してＤＳＲＣメッセージをブロードキャストするように構成されたＤＳＲＣアンテナを含む。ＤＳＲＣアンテナは、ユーザ構成可能な一定間隔（例えば、０．１秒毎、１．６Ｈｚ〜１０Ｈｚの周波数範囲に対応する時間間隔等）でＢＳＭメッセージを送信することもできる。
【００４７】
幾つかの実施形態では、通信ユニット１４５Ａは、ネットワーク１０５又は別の通信チャネルに直接的な物理的接続のためのポートを含む。例えば、通信ユニット１４５Ａは、ＵＳＢ、ＳＤ、ＣＡＴ−５又はネットワーク１０５との有線通信用の同様のポートを含む。幾つかの実施形態では、通信ユニット１４５Ａは、ＩＥＥＥ８０２．１１、ＩＥＥＥ８０２．１６、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）、ＥＮ  ＩＳＯ１４９０６：２００４電子料金収受−アプリケーションインターフェースＥＮ１１２５３：２００４狭域通信−５．８ＧＨｚにおいてマイクロ波を使用する物理層（レビュー）、ＥＮ１２７９５：２００２狭域通信（ＤＳＲＣ）−ＤＳＲＣデータリンク層：媒体アクセスおよび論理リンク制御（レビュー）、ＥＮ１２８３４、２００２狭域通信−アプリケーション層（レビュー）、ＥＮ１３３７２：２００４狭域通信（ＤＳＲＣ）−ＲＴＴＴアプリケーションのＤＳＲＣプロファイル（レビュー）、２０１４年８月２８日付けで出願された「Ｆｕｌｌ−Ｄｕｐｌｅｘ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ」という名称の米国特許出願公開第１４／４７１，３８７号明細書に記載される通信方法又は別の適した無線通信方法を含む１つ以上の無線通信方法を使用して、ネットワーク１０５又は他の通信チャネルとデータを交換するための無線送受信機を含む。
【００４８】
幾つかの実施形態では、通信ユニット１４５Ａは、２０１４年８月２８日付けで出願された「Ｆｕｌｌ−Ｄｕｐｌｅｘ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ」という名称の米国特許出願公開第１４／４７１，３８７号明細書に記載される全二重調整システムを含む。
【００４９】
幾つかの実施形態では、通信ユニット１４５Ａは、ショートメッセージングサービス（ＳＭＳ）、マルチメディアメッセージングサービス（ＭＭＳ）、ハイパーテキスト転送プロトコル（ＨＴＴＰ）、直接データ接続、ＷＡＰ、電子メール又は別の適したタイプの電子通信を介するものを含めて、セルラ通信ネットワークを介してデータを送信および受信するセルラ通信送受信機を含む。幾つかの実施形態では、通信ユニット１４５Ａは、有線ポートおよび無線送受信機を含む。通信ユニット１４５Ａは、ＴＣＰ／ＩＰ、ＨＴＴＰ、ＨＴＴＰＳおよびＳＭＴＰ、ミリメートル波、ＤＳＲＣ等を含めた標準ネットワークプロトコルを使用してファイル又はメディアオブジェクトを送出する、ネットワーク１０５への他の従来の接続も提供する。
【００５０】
幾つかの実施形態では、通信ユニット１４５Ａは、ＤＳＲＣ、ｍｍ波、ＬＴＥ−Ｖ２Ｘ、ＬＴＥ−Ｄ２Ｄ、５Ｇ−Ｖ２Ｘ、ＩＴＳ−Ｇ５、ＩＴＳ−Ｃｏｎｎｅｃｔ、ＬＰＷＡＮ、可視光通信、テレビジョンホワイトスペース、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、Ｗｉ−Ｆｉ等のＶ２Ｘ通信プロトコルの１つ以上をサポートするのに必要な任意のタイプのＶ２Ｘ通信アンテナを含む。通信ユニット１４５Ａは、Ｖ２Ｘ無線機を含む。
【００５１】
Ｖ２Ｘ無線機は、Ｖ２Ｘ送信機およびＶ２Ｘ受信機を含む電子デバイスであり、任意のＶ２Ｘプロトコルを介して無線メッセージを送信および受信するように動作可能である。例えば、Ｖ２Ｘ無線機は、ＤＳＲＣを介して無線メッセージを送信および受信するように動作可能である。Ｖ２Ｘ送信機は、５．９ＧＨｚ帯域を介してＤＳＲＣメッセージを送信し、ブロードキャストするように動作可能である。Ｖ２Ｘ受信機は、５．９ＧＨｚ帯域を介してＤＳＲＣメッセージを受信するように動作可能である。Ｖ２Ｘ無線機は、ＢＳＭを
送信および受信するように設計されたこれらのチャネルの少なくとも１つと、個人安全メッセージ（ＰＳＭ）を送信および受信するように設計されたこれらのチャネルの少なくとも１つとを有する複数のチャネルを含む。
【００５２】
幾つかの実施形態では、通信ユニット１４５Ａは、信号システム１９７Ａを含む。信号システム１９７Ａは、データ通信およびレーダ処理の実施に使用されるハードウェアおよびソフトウェアを含む。例えば、信号システム１９７Ａは、信号モジュール１９９、レーダ１９５、送信機１９３および受信機１９４を含む。
【００５３】
送信機１９３は、結合信号又は任意の他の適したタイプの信号を送信するのに使用される送信機である。受信機１９４は、結合信号又は任意の他の適したタイプの信号を受信するのに使用される受信機である。幾つかの実施形態では、送信機１９３および受信機１９４を結合して送受信機にし得る。
【００５４】
レーダ１９５は、結合信号に関連するレーダフィードバックを検出し、処理するのに使用されるレーダシステムを含む。例えば、レーダ１９５は、送信機１９３が結合信号を送信した後、結合信号に関連するレーダフィードバックをリッスンする。レーダ１９５は、リッスンに基づいてレーダフィードバックを検出し、更なる処理のためにレーダフィードバックを記憶する。
【００５５】
幾つかの実施形態では、信号モジュール１９９は、プロセッサ１２５によって実行された場合に、プロセッサ１２５に、図３〜図６Ａ、図７Ａおよび図８を参照して後述する方法３００および４００並びにプロセス５００、６００、７００および８００の１つ以上のステップを実行させるように動作可能なソフトウェアを含む。幾つかの実施形態では、信号モジュール１９９は、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）を含むハードウェアを使用して実施され得る。幾つかの他の実施形態では、信号モジュール１９９は、ハードウェアとソフトウェアとの組合せを使用して実施され得る。信号モジュール１９９は、デバイス（例えば、サーバ又は他のデバイス）の組合せ又はデバイスの１つに記憶され得る。
【００５６】
信号モジュール１９９について、図２〜図１０を参照してより詳細に後述する。
【００５７】
幾つかの実施形態では、ＧＰＳユニット１８５は、任意の派生又はフォークを含め、以下のＤＳＲＣ規格：ＥＮ１２２５３：２００４狭域通信−５．８ＧＨｚにおいてマイクロ波を使用する物理層（レビュー）、ＥＮ１２７９５：２００２狭域通信（ＤＳＲＣ）−ＤＳＲＣデータリンク層：媒体アクセスおよび論理リンク制御（レビュー）、ＥＮ１２８３４：２００２狭域通信−アプリケーション層（レビュー）およびＥＮ１３３７２：２００４狭域通信（ＤＳＲＣ）−ＲＴＴＴアプリケーションのＤＳＲＣプロファイル（レビュー）、ＥＮ  ＩＳＯ１４９０６：２００４電子料金収受−アプリケーションインターフェースの１つ以上に車両１２３又はＧＰＳユニット１８５を準拠させるのに必要な任意のハードウェアおよびソフトウェアを含む。
【００５８】
幾つかの実施形態では、ＧＰＳユニット１８５は、任意の派生又はフォークを含めて、車両１２３又はＤＳＲＣ準拠ＧＰＳユニットを以下のＤＳＲＣ規格：ＩＥＥＥ８０２．１１、ＩＥＥＥ１６０９．ｘ（ｘ＝２、３、４）、ＳＡＥ  Ｊ２７３５、ＳＡＥ  Ｊ２９４５．ｘ（ｘ＝０、１およびその他）等の１つ以上に準拠させるのに必要な任意のハードウェアおよびソフトウェアを含むＤＳＲＣ準拠ＧＰＳユニットである。
【００５９】
幾つかの実施形態では、ＤＳＲＣ準拠ＧＰＳユニットは、車線レベル精度で車両１２３のロケーションを記述するＧＰＳデータを提供するように動作可能である。
【００６０】
幾つかの実施形態では、ＤＳＲＣ準拠ＧＰＳユニットは、ＧＰＳ衛星と無線通信して、ＤＳＲＣ規格に準拠する精度で車両１２３の地理的ロケーションを記述するＧＰＳデータを取得するハードウェアを含む。ＤＳＲＣ規格では、ＧＰＳデータが、２つの車両（例えば、そのうちの一方が車両１２３である）が隣接した走行車線にあるか否かを推測するのに十分な精度である必要がある。幾つかの実施形態では、ＤＳＲＣ準拠ＧＰＳユニットは、屋外における６８％の時間、実際位置の１．５ｍ以内でそれ自体の二次元位置を決定、モニタおよび追跡するように動作可能である。ＧＰＳデータの二次元誤差が１．５ｍ未満である場合には常に、運転車線は、通常、３ｍ幅以上であるため、本明細書に記載される信号モジュール１９９は、ＤＳＲＣ準拠ＧＰＳユニットにより提供されるＧＰＳデータを解析し、道路を同時に走行中の２つ以上の異なる車両（例えば、そのうちの１つが車両１２３である）の相対位置に基づいて車両１２３がいずれの車線を走行中であるかを決定し得る。
【００６１】
幾つかの実施形態では、ＧＰＳユニット１８５は、従来のＧＰＳユニットである。例えば、ＧＰＳユニット１８５は、ＧＰＳ衛星と無線通信して、車両１２３の地理的ロケーションを記述するデータを取得するハードウェアを含み得る。例えば、ＧＰＳユニット１８５は、１つ以上のＧＰＳ衛星からＧＰＳデータを取得する。
【００６２】
ＤＳＲＣ準拠ＧＰＳユニットと比較すると、ＤＳＲＣ規格に準拠しないＧＰＳユニットは、車線レベル精度で車両のロケーションを決定することができない。例えば、典型的な道路車線は、約３ｍ幅である。しかしながら、従来のＧＰＳユニットは、車両の実際のロケーションに対してプラス又はマイナス１０ｍの精度のみを有する。その結果、そのような従来のＧＰＳユニットは、ＧＰＳデータのみに基づいて車両の走行車線を識別するのに十分に正確ではなく、代わりに、従来のＧＰＳのみを有するシステムは、車両の走行車線を識別するためにカメラ等のセンサを利用しなければならない。車両の走行車線の識別は、例えば、幾つかの実施形態では、信号モジュール１９９が、複数の走行車線を有する道路を走行中の車両１２３のロケーションをより正確に識別できるようにし得るため、有益である。
【００６３】
センサセット１８２は、車両１２３外部の道路環境を測定するように動作可能である。例えば、センサセット１８２は、車両１２３の近傍の道路環境の１つ以上の物理的特性を記録する１つ以上のセンサを含み得る。メモリ１２７は、センサセット１８２により記録された１つ以上の物理的特性を記述するセンサデータを記憶し得る。
【００６４】
幾つかの実施形態では、センサセット１８２は、以下の車両センサ：カメラ、ＬＩＤＡＲセンサ、レーダセンサ、レーザ高度計、赤外線検出器、運動検出器、サーモスタット、音検出器、一酸化炭素センサ、二酸化炭素センサ、酸素センサ、空気流量センサ、エンジン冷媒温度センサ、スロットル位置センサ、クランクシャフト位置センサ、自動車エンジンセンサ、弁タイマ、空燃比メータ、ブランドスポットメータ、カーブフィーラ、欠陥検出器、ホール効果センサ、マニホルド絶対圧力センサ、駐車センサ、レーダガン、速度計、速度センサ、タイヤ圧モニタリングセンサ、トルクセンサ、トランスミッション液温センサ、タービン速度センサ（ＴＳＳ）、可変リラクタンスセンサ、車両速度センサ（ＶＳＳ）、水センサ、車輪速度センサおよび任意の他のタイプの自動車センサのうちの１つ以上を含み得る。
【００６５】
車載ユニット１８６は、車両１２３に搭載される任意の計算ユニットであり得る。例えば、車載ユニット１８６は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）を含む。ＥＣＵは、車両１２３内の電気システム又はサブシステムの１つ以上を制御する、自動車電子回路における埋め込みシステムである。ＥＣＵのタイプには、エンジン制御モジュール（ＥＣＭ）、動力伝
達系列制御モジュール（ＰＣＭ）、トランスミッション制御モジュール（ＴＣＭ）、ブレーキ制御モジュール（ＢＣＭ又はＥＢＣＭ）、中央制御モジュール（ＣＣＭ）、中央タイミングモジュール（ＣＴＭ）、一般電子モジュール（ＧＥＭ）、車体制御モジュール（ＢＣＭ）およびサスペンション制御モジュール（ＳＣＭ）等があるが、これらに限定されない。
【００６６】
幾つかの実施形態では、車両１２３は、複数の車載ユニット１８６を含み得る。幾つかの実施形態では、信号モジュール１９９は、車載ユニット１８６の要素であり得る。
【００６７】
ＯＦＤＭ対応エンドポイント１５１は、車両１２３に設置されたものと同様の通信ユニットを含むプロセッサベースの計算デバイスである。幾つかの実施形態では、ＯＦＤＭ対応エンドポイント１５１は、信号システム１９７のインスタンスを含む。ＯＦＤＭ対応エンドポイント１５１は、図７Ａ〜図７Ｃに示される手法を使用してＯＦＤＭベースバンド信号を符号化することにより生成される結合信号を送信および受信するように動作可能である。幾つかの実施形態では、動作環境１００は、Ｎ個のＯＦＤＭ対応エンドポイント１５１を含む（Ｎは１よりも大きい正の整数）。幾つかの実施形態では、ＯＦＤＭ対応エンドポイント１５１は、コネクティッド車両、路側ユニット（ＲＳＵ）、エッジサーバ、クラウドサーバ又は結合信号を送信および受信するように動作可能な任意の他のプロセッサベースの計算デバイスである。幾つかの実施形態では、車両、ＲＳＵ、エッジサーバおよびクラウドサーバ等の任意の組合せは、信号システム１９７の機能が、ネットワーク１０５に接続された２つ以上のエンドポイント間で分散して実施されるように信号システム１９７のインスタンスを含み得る。
【００６８】
例として、図１Ｃでは、第１のＯＦＤＭ対応エンドポイント１５１Ａは、通信ユニット１４５Ｂ（信号システム１９７Ｂを含む）を含み、第ＮのＯＦＤＭ対応エンドポイント１５１Ｎは、通信ユニット１４５Ｃ（信号システム１９７Ｃを含む）を含む。
【００６９】
通信ユニット１４５Ｂおよび１４５Ｃは、通信ユニット１４５Ａと同様の構造を有し得、通信ユニット１４５Ａと同様の機能を提供し得る。同様の説明をここで繰り返さない。通信ユニット１４５Ａ、１４５Ｂおよび１４５Ｃは、個々に又は集合的に「通信ユニット１４５」と呼ばれ得る。
【００７０】
信号システム１９７Ｂおよび１９７Ｃは、信号システム１９７Ａと同様の構造を有し得、信号システム１９７Ａと同様の機能を提供し得る。同様の説明をここで繰り返さない。信号システム１９７Ａ、１９７Ｂおよび１９７Ｃは、個々に又は集合的に「信号システム１９７」と呼ばれ得る。
【００７１】
信号モジュール１９９により実行されるプロセス例をここで説明する。幾つかの実施形態では、信号モジュール１９９は、車両１２３のプロセッサ１２５によって実行された場合に、プロセッサ１２５に、以下の１つ以上を含む動作を実行させるように動作可能なコードおよびルーチンを含む。
（１）ＯＦＤＭベースバンド信号を生成し（例えば、図５を参照されたい）、
（２）ＦＭＣＷ波形を生成し（例えば、図６Ａを参照されたい）、
（３）ＯＦＤＭベースバンド信号を用いてＦＭＣＷ波形を変調して、結合信号（すなわちＦＭＣＷ波形を含んだＯＦＤＭ信号）を生成し（例えば、図７Ａ〜図７Ｃを参照されたい）、
（４）送信機１９３を使用して結合信号を送信し、
（５）受信機１９４を使用してレーダフィードバックをリッスンし、
（６）レーダフィードバックを受信し、
（７）レーダフィードバックを処理して、結合信号の受信側についてのレーダ情報を識別
する（例えば、図９および図１０を参照されたい）。
【００７２】
ＯＦＤＭベースバンド信号をＦＭＣＷ波形と混合して、結合信号を生成することの少なくとも１つの利点は、ＦＭＣＷ波形のレーダ帯域幅とＯＦＤＭベースバンド信号の通信帯域幅との分離を含む。例えば、レーダ帯域幅（例えば、ＦＭＣＷ波形の帯域幅）および通信帯域幅（例えば、ＯＦＤＭベースバンド信号の帯域幅）が互いに分離される場合、通信帯域幅を増大させる必要なく、レーダ帯域幅を増大させて距離分解能を改善することができる。この場合、ＯＦＤＭレーダと比較して、レーダ処理に大きい帯域幅を有する信号を生成することがより容易である。距離分解能を改善するために高帯域幅を有するＯＦＤＭ信号を生成する必要はなく、したがって高ピーク対平均電力比（ＰＡＰＲ）に関連する問題が回避される。更に、ＯＦＤＭベースバンド信号の通信帯域幅は、レーダ帯域幅を低減せずに低減することができる。ＯＦＤＭベースバンドの通信帯域幅が低いほど、回路構成要素（例えば、アナログ／デジタル変換器）への要件が下がる。当然ながら、より高いデータレートが必要とされる場合、通信帯域幅を増大させることができる。
【００７３】
（コンピュータシステム例）
ここで、図２を参照すると、幾つかの実施形態による信号モジュール１９９を含む一例のコンピュータシステム２００を示すブロック図が示されている。幾つかの実施形態では、コンピュータシステム２００は、図３〜図６Ａ、７Ａおよび８を参照して後述する方法３００および４００並びにプロセス５００、６００、７００および８００の１つ以上のステップを実行するようにプログラムされた専用コンピュータシステムを含み得る。
【００７４】
幾つかの実施形態では、コンピュータシステム２００は、接続されたデバイス（例えば、車両１２３）の要素であり得る。コンピュータシステム２００は、幾つかの例により以下の要素：信号モジュール１９９、プロセッサ１２５、通信ユニット１４５、ＧＰＳユニット１８５、車載ユニット１８６、センサセット１８２、メモリ１２７および記憶装置２４１の１つ以上を含み得る。コンピュータシステム２００の構成要素は、バス２２０により通信可能に結合される。
【００７５】
図示の実施形態では、プロセッサ１２５は、信号線２３８を介してバス２２０に通信可能に結合される。通信ユニット１４５は、信号線２４６を介してバス２２０に通信可能に結合される。ＧＰＳユニット１８５は、信号線２４９を介してバス２２０に通信可能に結合される。車載ユニット１８６は、信号線２３７を介してバス２２０に通信可能に結合される。センサセット１８２は、信号線２４０を介してバス２２０に通信可能に結合される。記憶装置２４１は、信号線２４２を介してバス２２０に通信可能に結合される。メモリ１２７は、信号線２４４を介してバス２２０に通信可能に結合される。
【００７６】
コンピュータシステム２００の以下の要素：プロセッサ１２５、通信ユニット１４５、ＧＰＳユニット１８５、車載ユニット１８６、センサセット１８２およびメモリ１２７については、図１Ｃを参照して上述されており、したがってそれらの説明をここで繰り返さない。
【００７７】
メモリ１２７は、図１Ｃを参照して上述した任意のデータを記憶し得る。メモリ１２７は、コンピュータシステム２００がその機能を提供するために必要な任意のデータを記憶し得る。
【００７８】
記憶装置２４１は、本明細書に記載される機能を提供するためのデータを記憶する非一時的記憶媒体であり得る。記憶装置２４１は、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）デバイス、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）デバイス、フラッシュメモリ又は幾つかの他のメモリデバイスであり得る。幾つかの実施形態では、記憶装
置２４１は、ハードディスクドライブ、フロッピーディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭデバイス、ＤＶＤ−ＲＯＭデバイス、ＤＶＤ−ＲＡＭデバイス、ＤＶＤ−ＲＷデバイス、フラッシュメモリデバイス又は情報をより永続的に記憶する何らかの他の大容量記憶装置を含む不揮発性メモリ又は同様の永続的記憶装置および媒体も含む。
【００７９】
図２に示される図示の実施形態では、信号モジュール１９９は、通信モジュール２０２、無線信号生成モジュール２０４、波形生成モジュール２０６、結合モジュール２０８およびレーダ処理モジュール２１０を含む。信号モジュール１９９のこれらの構成要素は、バス２２０を介して互いに通信可能に結合される。幾つかの実施形態では、信号モジュール１９９の構成要素は、１つのサーバ又はデバイスに記憶することができる。幾つかの他の実施形態では、信号モジュール１９９の構成要素は、複数のサーバ又はデバイスにわたって分散し記憶することができる。例えば、信号モジュール１９９の構成要素の幾つかは、車両１２３およびＯＦＤＭ対応エンドポイント１５１にわたって分散し得る。
【００８０】
通信モジュール２０２は、信号モジュール１９９とコンピュータシステム２００の他の構成要素との間の通信を処理するルーチンを含むソフトウェアであり得る。幾つかの実施形態では、通信モジュール２０２は、コンピュータシステム２００のメモリ１２７に記憶することができ、プロセッサ１２５によりアクセス可能且つ実行可能であり得る。通信モジュール２０２は、信号線２２２を介してプロセッサ１２５およびコンピュータシステム２００の他の構成要素と協働し、通信するように構成され得る。
【００８１】
通信モジュール２０２は、通信ユニット１４５を介して動作環境１００の１つ以上の要素とデータを送信および受信する。例えば、通信モジュール２０２は、通信ユニット１４５を介して結合信号および結合信号の反射（例えば、結合信号のレーダフィードバック）を受信又は送信する。通信モジュール２０２は、通信ユニット１４５を介して、図１Ｃを参照して上述した任意のデータ又はメッセージを送信又は受信し得る。
【００８２】
幾つかの実施形態では、通信モジュール２０２は、データを信号モジュール１９９の構成要素から受信し、データを記憶装置２４１およびメモリ１２７の１つ以上に記憶する。例えば、通信モジュール２０２は、通信ユニット１４５から、メモリ１２７を参照して上述した任意のデータを受信し（ネットワーク１０５、結合信号、ＤＳＲＣメッセージ、ＢＳＭ、ＤＳＲＣプローブ、全二重無線メッセージ等を介して）、このデータをメモリ１２７に（又はコンピュータシステム２００のバッファとして機能し得る記憶装置２４１に一時的に）記憶する。
【００８３】
幾つかの実施形態では、通信モジュール２０２は、信号モジュール１９９の構成要素間の通信を処理し得る。例えば、通信モジュール２０２は、無線信号生成モジュール２０４、波形生成モジュール２０６、結合モジュール２０８およびレーダ処理モジュール２１０間の通信を処理し得る。これらの任意のモジュールは、通信モジュール２０２にコンピュータシステム２００又は動作環境１００の他の要素と（通信ユニット１４５を介して）通信させ得る。
【００８４】
無線信号生成モジュール２０４は、ＯＦＤＭベースバンド信号等の無線信号を構築するルーチンを含むソフトウェアであり得る。幾つかの実施形態では、無線信号生成モジュール２０４は、コンピュータシステム２００のメモリ１２７に記憶することができ、プロセッサ１２５によりアクセス可能且つ実行可能であり得る。無線信号生成モジュール２０４は、信号線２２４を介してプロセッサ１２５およびコンピュータシステム２００の他の構成要素と協働し、通信するように構成され得る。
【００８５】
幾つかの実施形態では、無線信号生成モジュール２０４は、副搬送波の組に基づいて無
線信号を生成するように動作可能である。副搬送波の組は、各副搬送波が他の副搬送波のロケーションにおいてヌルを有する（例えば、図１Ｂに示されるものと同様）ような周波数領域における直交副搬送波であり得る。例えば、無線信号生成モジュール２０４は、対応するデータシンボルを用いて符号化された各副搬送波との副搬送波の組の組合せとして無線信号を構築する。幾つかの実施形態では、副搬送波の組は、ベースバンド副搬送波であり、無線信号は、ベースバンド信号である。
【００８６】
例えば、無線信号は、ＯＦＤＭベースバンド信号である。図５を参照すると、ＯＦＤＭベースバンド信号を生成する一例のプロセス５００が示されている。特に、無線信号生成モジュール２０４は、以下の動作の１つ以上を実行することによりＯＦＤＭベースバンド信号を生成する。
（１）データビットを直列フォーマットから並列フォーマットに変換すること、
（２）ＱＰＳＫ又は４位相振幅変調（ＱＡＭ）等の変調方式を用いて変換されたデータビットをシンボルに変調すること（図５の「コンステレーションマッピング」を参照されたい）、
（３）副搬送波（周波数領域における）に変調シンボルを符号化して、中間信号を生成すること、
（４）ＩＦＦＴを実行して、中間信号の時間領域サンプルを取得すること（例えば、時間領域サンプルは実数部および虚数部に分けられる）、
（５）デジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）を使用して、時間領域サンプルをアナログ信号に変化すること（例えば、実数部は、アナログ信号Ｒｅ｛ｓ（ｔ）｝に変換され、虚数部は、アナログ信号Ｉｍ｛ｓ（ｔ）｝に変換される）。
無線信号生成モジュール２０４は、アナログ信号Ｒｅ｛ｓ（ｔ）｝およびアナログ信号Ｉｍ｛ｓ（ｔ）｝を含むようにＯＦＤＭベースバンド信号を生成する。
【００８７】
幾つかの実施形態では、無線信号生成モジュール２０４は、結合信号を生成するために、ＯＦＤＭベースバンド信号等の無線信号を結合モジュール２０８に入力する。
【００８８】
波形生成モジュール２０６は、ＦＭＣＷ波形等の自動車レーダ波形を構築するルーチンを含むソフトウェアであり得る。幾つかの実施形態では、波形生成モジュール２０６は、コンピュータシステム２００のメモリ１２７に記憶することができ、プロセッサ１２５によりアクセス可能且つ実行可能であり得る。波形生成モジュール２０６は、信号線２８１を介してプロセッサ１２５およびコンピュータシステム２００の他の構成要素と協働し、通信するように構成され得る。
【００８９】
幾つかの実施形態では、波形生成モジュール２０６は、一連のチャープを含む自動車レーダ波形を生成する。各チャープは、周波数が時間の経過に伴って線形に変化する正弦波信号を含む。
【００９０】
例えば、自動車レーダ波形は、ＦＭＣＷ波形である。図６Ａを参照すると、ＦＭＣＷ波形を生成する一例のプロセス６００が示されている。特に、波形生成モジュール２０６は、以下の動作の１つ以上を実行して、ＦＭＣＷ波形を生成する。
（１）制御信号に基づいてチャープを生成する。
（２）チャープの入力を用いて、電圧制御発振器（ＶＣＯ）を使用して正弦波信号を生成する（正弦波信号の周波数は、チャープの持続時間内で線形に変化する）。
（３）動作（１）および（２）を繰り返して、一連の正弦波信号を含むＦＭＣＷ波形を生成する。
【００９１】
図６Ｂを参照すると、周波数時間構造を使用するＦＭＣＷ波形における一連の正弦波信号の周波数が示されている。ここで、第１の座標は時間を示し、第２の座標は周波数を示
す。ＦＭＣＷ波形は、振幅時間構造を使用しても示され、ここで、第１の座標は時間を示し、第２の座標は振幅を示す。各チャープの持続時間内において、対応する正弦波信号の周波数は、線形に増加する。
【００９２】
幾つかの実施形態では、波形生成モジュール２０６は、結合信号を生成するために、ＦＭＣＷ波形等の自動車レーダ波形を結合モジュール２０８に入力する。
【００９３】
結合モジュール２０８は、結合信号を生成するルーチンを含むソフトウェアであり得る。幾つかの実施形態では、結合モジュール２０８は、コンピュータシステム２００のメモリ１２７に記憶することができ、プロセッサ１２５によりアクセス可能且つ実行可能であり得る。結合モジュール２０８は、信号線２２６を介してプロセッサ１２５およびコンピュータシステム２００の他の構成要素と協働し、通信するように構成され得る。
【００９４】
幾つかの実施形態では、結合モジュール２０８は、無線信号を自動車レーダ波形と結合して、自動車レーダ波形のレーダ帯域幅が無線信号の通信帯域幅から分離するように、統合自動車レーダおよび通信アプリケーションの結合信号を生成するように動作可能である。例えば、結合モジュール２０８は、無線信号を用いて自動車レーダ波形を変調して、結合信号を生成する。自動車レーダ波形のレーダ帯域幅は、無線信号の通信帯域幅に結合されず、それにより通信帯域幅を増大させずにレーダ帯域幅を増大させることができる（例えば、レーダ帯域幅は、通信帯域幅を増大させる必要なく増大される）。この場合、ＯＦＤＭレーダと比較して、レーダ処理のために大きい帯域幅を有する信号を生成することがより容易である。
【００９５】
例えば、無線信号は、ＯＦＤＭベースバンド信号を含み、自動車レーダ波形は、ＦＭＣＷ波形を含み、結合信号は、多重搬送波変調ＦＭＣＷ波形を含んだＯＦＤＭ信号を含む。ＦＭＣＷ波形は、標準のＯＦＤＭ波形よりも大きい帯域および低いピーク対平均電力比を有する。
【００９６】
図７Ａを参照すると、結合信号を生成する一例のプロセス７００が示されている。特に、結合モジュール２０８は、ＯＦＤＭベースバンド信号をＦＭＣＷ波形と混合して、結合信号を生成することにより結合信号を生成する。例えば、結合モジュール２０８は、ＯＦＤＭベースバンド信号のアナログ信号Ｒｅ｛ｓ（ｔ）｝をＦＭＣＷ波形と混合して、第１の混合信号を生成すること、ＦＭＣＷ波形の位相を９０度だけシフトさせ、ＯＦＤＭベースバンド信号のアナログ信号Ｉｍ｛ｓ（ｔ）｝を位相シフトＦＭＣＷ波形と混合して、第２の混合信号を生成すること、および第１の混合信号を第２の混合信号と結合して、結合信号を生成すること、のうちの１つ以上を実行する。
【００９７】
図７Ｂを参照すると、結合信号を生成する別のプロセス７２０が示されている。例えば、ＯＦＤＭベースバンド信号の視点から、結合信号の生成は、搬送波信号を単一周波数正弦波信号からＦＭＣＷ波形に変えることとして見ることができる。すなわち、ＦＭＣＷ波形は、ＯＦＤＭベースバンド信号の搬送波信号として機能する。
【００９８】
一方、ＦＭＣＷ波形の視点から、結合信号の生成は、ＦＭＣＷ波形への多重搬送波変調として見ることができる。結合信号は、多重搬送波変調ＦＭＣＷ波形として見ることができる。
【００９９】
例えば、図７Ｃを参照すると、結合信号は、ＯＦＤＭベースバンド信号をＯＦＤＭ波形と混合することにより生成される。特に、（ａ）は、ＯＦＤＭベースバンド信号の周波数時間構造を示し、（ｂ）は、ＦＭＣＷ波形の周波数時間構造を示し、（ｃ）は、結合信号の周波数時間構造を示す。結合信号の周波数時間構造は、ＯＦＤＭベースバンド信号の周
波数時間構造とＦＭＣＷ波形の周波数時間構造との混合である。
【０１００】
データビットから結合信号を生成する全体プロセス８００の一例を図８に示し、これは、図５、図６Ａおよび図７Ａを組み合わせたものである。同様の説明をここで繰り返さない。
【０１０１】
結合モジュール２０８は、意図される受信側に結合信号を送信する。例えば、結合モジュール２０８は、送信機１９３を介して結合信号を送信する。
【０１０２】
レーダ処理モジュール２１０は、レーダフィードバックを処理するルーチンを含むソフトウェアであり得る。幾つかの実施形態では、レーダ処理モジュール２１０は、コンピュータシステム２００のメモリ１２７に記憶することができ、プロセッサ１２５によりアクセス可能且つ実行可能であり得る。レーダ処理モジュール２１０は、信号線２２７を介してプロセッサ１２５およびコンピュータシステム２００の他の構成要素と協働し、通信するように構成され得る。
【０１０３】
幾つかの実施形態では、レーダ処理モジュール２１０は、受信機１９４およびレーダ１９５の１つ以上を使用して、結合信号に関連するレーダフィードバックをリッスンするように動作可能である。レーダ処理モジュール２１０は、レーダフィードバックに対してレーダ処理を実行して、レーダ検出結果を生成する。幾つかの例では、レーダ検出結果は、送信結合信号を反射する１つ以上の物体の距離情報および速度情報を含む。例えば、レーダ処理モジュール２１０は、レーダフィードバックを処理して、結合信号の受信側についてのレーダ情報を識別し、ここで、レーダ情報は、受信側の距離情報および速度情報を含む。
【０１０４】
幾つかの実施形態では、レーダ処理モジュール２１０は、レーダフィードバックに対して距離処理を実行して、予備距離結果を生成する。上述したように、結合信号の生成は、ＦＭＣＷ波形への多重搬送波変調として見ることができる。予備距離結果は、多重搬送波変調と混合されるビート周波数を記述するデータを含む。レーダ処理モジュール２１０は、多重搬送波変調を使用して整合フィルタを構築し、整合フィルタを適用して予備距離結果からビート周波数を復元する。レーダ処理モジュール２１０は、ビート周波数に基づいて、送信結合信号を反射する１つ以上の物体の距離情報を決定する。例えば、レーダ処理モジュール２１０は、ビート周波数に基づいて結合信号の受信側の距離情報を決定する。
【０１０５】
幾つかの実施形態では、レーダ処理モジュール２１０は、レーダフィードバックに対して速度処理も実行して、１つ以上の物体の速度情報を決定する。
【０１０６】
幾つかの実施形態では、レーダ処理モジュール２１０は、予備距離結果および速度情報が生成されるように、二次元高速フーリエ変換（２Ｄ−ＦＦＴ）をレーダフィードバックに対して使用して、距離処理および速度処理を一緒に実行する。２Ｄ−ＦＦＴの第１の次元ＦＦＴは、距離処理に対応し、および２Ｄ−ＦＦＴの第２の次元ＦＦＴは、速度処理に対応する。次に、レーダ処理モジュール２１０は、整合フィルタを適用して、予備距離結果からビート周波数を決定することができる。
【０１０７】
例えば、図９を参照すると、距離「Ｒ」（「距離」と呼ばれる）における物体からの反射は、往復遅延τ＝２Ｒ／ｃを有し、ここで、「ｃ」は、光速である。遅延τは、送信波形９０２とチャープ内の送信波形の反射９０４との間に一定の周波数差を導入する。周波数差は、ビート周波数「ｆｂ」と呼ばれる。ビート周波数「ｆｂ」の測定に基づいて、レーダ処理モジュール２１０は、距離「Ｒ」を決定することができる。例えば、式（１）
【数１】
2020101528.tif 000003
によれば、レーダ処理モジュール２１０は、式（２）
【数２】
2020101528.tif 000004
として距離「Ｒ」の値を計算する。ここで、ｄｆ／ｄｔは、時間単位あたりの周波数シフトを表す。更に、レーダ処理モジュール２１０は、複数のチャープにわたる距離処理結果を統合することにより１つ以上の物体の速度情報を決定する。
【０１０８】
例えば、図１０を参照すると、幾つかの実施形態による、整合フィルタあり又はなしでのレーダ処理結果の比較１０００が示されている。図１０（ａ）は、整合フィルタリングなしでの（例えば、整合フィルタを適用しない）レーダ処理結果を示し、図１０（ｂ）は、整合フィルタリングありでの（例えば、整合フィルタを適用した）レーダ処理結果を示す。（ａ）を（ｂ）と比較することにより、（ｂ）は、図１０の枠１００２においてマークアップされた距離および速度を有する物体が検出されることを示す。
【０１０９】
（プロセス例）
ここで、図３を参照すると、幾つかの実施形態による、統合自動車レーダ処理およびデータ通信を実行する一例の方法３００のフローチャートが示されている。方法３００のステップは、任意の順序で実行され、必ずしも図３に示される順序である必要はない。
【０１１０】
ステップ３０１において、無線信号生成モジュール２０４は、無線信号を生成する。
【０１１１】
ステップ３０３において、波形生成モジュール２０６は、自動車レーダ波形を生成する。
【０１１２】
ステップ３０５において、結合モジュール２０８は、無線信号を自動車レーダ波形と結合して、自動車レーダ波形のレーダ帯域幅が無線信号の通信帯域幅から分離するように、統合自動車レーダおよび通信アプリケーションの結合信号を生成する。
【０１１３】
ステップ３０７において、結合モジュール２０８は、送信機１９３を使用して結合信号を送信する。
【０１１４】
ステップ３０９において、レーダ処理モジュール２１０は、受信機１９４およびレーダ１９５の１つ以上を使用して、結合信号に関連するレーダフィードバックをリッスンする。
【０１１５】
ステップ３１１において、レーダ処理モジュール２１０は、レーダフィードバックに対してレーダ処理を実行して、レーダ検出結果を生成する。
【０１１６】
図４は、幾つかの実施形態による、統合自動車レーダ処理およびデータ通信を実行する別の方法４００を示す。方法４００のステップは、任意の順序で実行され、必ずしも図４に示される順序である必要はない。
【０１１７】
ステップ４０１において、無線信号生成モジュール２０４は、ＯＦＤＭベースバンド信号を生成する。
【０１１８】
ステップ４０３において、波形生成モジュール２０６は、ＦＭＣＷ波形を生成する。
【０１１９】
ステップ４０５において、結合モジュール２０８は、ＯＦＤＭベースバンド信号を用いてＦＭＣＷ波形を変調して、結合信号を生成する。
【０１２０】
ステップ４０７において、結合モジュール２０８は、送信機１９３を使用して結合信号を送信する。
【０１２１】
ステップ４０９において、レーダ処理モジュール２１０は、受信機１９４およびレーダ１９５の１つ以上を使用して、結合信号に関連するレーダフィードバックをリッスンする。
【０１２２】
ステップ４１１において、レーダ処理モジュール２１０は、結合信号に関連するレーダフィードバックを受信する。
【０１２３】
ステップ４１３において、レーダ処理モジュール２１０は、レーダフィードバックを処理して、結合信号の受信側についてのレーダ情報を識別する。
【０１２４】
図５〜図１０については、図２を参照して上述しており、同様の説明をここで繰り返さない。
【０１２５】
以上の説明では、本発明を十分に理解できるように、多くの詳細について説明した。しかしながら、各実装形態はこれらの具体的な詳細無しでも実施できることは当業者にとって明らかであろう。いくつかの実施形態では、発明が不明瞭になることを避けるために、構造や装置をブロック図の形式で表すこともある。たとえば、本実施形態は、ユーザインタフェースおよび特定のハードウェアへの参照とともに説明される。しかし、本実施形態は、データおよびコマンドを受信する任意のタイプの計算装置、および、サービスを提供する任意の周辺機器について適用できる。
【０１２６】
本明細書における「一実施形態」または「ある実施形態」等という用語は、その実施形態と関連づけて説明される特定の特徴・構造・性質が、少なくとも一つの実施形態に含まれることを意味する。「一実施形態における」等という用語は本明細書内で複数用いられるが、これらは必ずしも同一の実施形態を示すものとは限らない。
【０１２７】
以上の詳細な説明の一部は、コンピュータ可読記憶媒体に記憶されたデータビットに対する動作のアルゴリズムおよび記号的表現として提供される。これらのアルゴリズムの説明と表現は、データ処理分野の当業者が自己の成果の内容を他の当業者に最も効果的に伝えるために使用する手段である。なお、本明細書における（また一般に）アルゴリズムとは、所望の結果を得るための論理的な手順を意味する。処理のステップは、物理量を物理的に操作するものである。必ずしも必須ではないが、通常は、これらの量は記憶・伝送・結合・比較およびその他の処理が可能な電気的または磁気的信号の形式を取る。通例にしたがって、これらの信号をビット・値・要素・エレメント・シンボル・キャラクタ・項・数値などとして称することが簡便である。
【０１２８】
なお、これらの用語および類似する用語はいずれも、適切な物理量と関連付いているものであり、これら物理量に対する簡易的なラベルに過ぎないということに留意する必要がある。以下の説明から明らかなように、特に断らない限りは、本明細書において「処理」「計算」「コンピュータ計算（処理）」「判断」「表示」といった用語を用いた説明は、コンピュータシステムや類似の電子的計算装置の動作および処理であって、コンピュータ
システムのレジスタやメモリ内の物理的（電子的）量を、他のメモリやレジスタまたは同様の情報ストレージや通信装置、表示装置内の物理量として表される他のデータへ操作および変形する動作および処理を意味する。
【０１２９】
本発明は、本明細書で説明される動作を実行する装置にも関する。この装置は要求される目的のために特別に製造されるものであっても良いし、汎用コンピュータを用いて構成しコンピュータ内に格納されるプログラムによって選択的に実行されたり再構成されたりするものであっても良い。このようなコンピュータプログラムは、コンピュータのシステムバスに接続可能な、例えばフロッピー（登録商標）ディスク・光ディスク・ＣＤ−ＲＯＭ・磁気ディスクなど任意のタイプのディスク、読み込み専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、磁気または光学式カード、ＵＳＢキーを含む不揮発性フラッシュメモリ、電子的命令を格納するために適した任意のタイプの媒体などの、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体に記憶される。
【０１３０】
実装形態は、完全にハードウェアによって実現されるものでも良いし、完全にソフトウェアによって実現されるものでも良いし、ハードウェアとソフトウェアの両方によって実現されるものでも良い。いくつかの好ましい実装形態では、ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードやその他のソフトウェアによって実装される。
【０１３１】
さらに、ある実装形態は、コンピュータが利用あるいは読み込み可能な記憶媒体からアクセス可能なコンピュータプログラムプロダクトの形態を取る。この記憶媒体は、コンピュータや任意の命令実行システムによってあるいはそれらと共に利用されるプログラムコードを提供する。明細書の説明において、コンピュータが利用あるいは読み込み可能な記憶媒体とは、命令実行システムや装置によってあるいはそれらと共に利用されるプログラムを、保持、格納、通信、伝搬および転送可能な任意の装置を指す。
【０１３２】
プログラムコードを格納・実行するために適したデータ処理システムは、システムバスを介して記憶素子に直接または間接的に接続された少なくとも１つのプロセッサを有する。記憶素子は、プログラムコードの実際の実行に際して使われるローカルメモリや、大容量記憶装置や、実行中に大容量記憶装置からデータを取得する回数を減らすためにいくつかのプログラムコードを一時的に記憶するキャッシュメモリなどを含む。
【０１３３】
入力／出力（Ｉ／Ｏ）装置は、例えばキーボード、ディスプレイ、ポインティング装置などであるが、これらはＩ／Ｏコントローラを介して直接あるいは間接的にシステムに接続される。
【０１３４】
データ処理システムが、介在するプライベートネットワークおよび／またはパブリックネットワークを介して、他のデータ処理システム、ストレージデバイス、リモートプリンタなどに結合されるようになることを可能にするために、ネットワークアダプタもシステムに結合されうる。モデム、ケーブルモデル、イーサネットカードは、ネットワークアダプタのほんの数例に過ぎない。
【０１３５】
最後に、本明細書において提示される構造、アルゴリズム、および／または
インターフェースは、特定のコンピュータや他の装置と本来的に関連するものではない。本明細書における説明にしたがったプログラムを有する種々の汎用システムを用いることができるし、また要求された処理ステップを実行するための特定用途の装置を構築することが適した場合もある。これら種々のシステムに要求される構成は、以上の説明において明らかにされる。さらに、本発明は、特定のプログラミング言語と関連づけられるものではない。様々な実装形態で説明される本発明の内容を実装するために種々のプログラミング言語を利用できることは明らかであろう。
【０１３６】
実装形態の前述の説明は、例示と説明を目的として行われたものである。したがって、明細書を、網羅的または開示された正確な形式に限定することを意図するものではない。本発明は、上記の開示にしたがって、種々の変形が可能である。本発明の範囲は上述の実装形態に限定解釈されるべきではなく、特許請求の範囲にしたがって解釈されるべきである。本発明の技術に詳しい者であれば、本発明はその思想や本質的特徴から離れることなくその他の種々の形態で実現できることを理解できるであろう。同様に、モジュール・処理・特徴・属性・方法およびその他の本発明の態様に関する名前付けや分割方法は必須なものでものないし重要でもない。また、本発明やその特徴を実装する機構は異なる名前や分割方法や構成を備えていても構わない。
さらに、モジュール・処理・特徴・属性・方法およびその他の本発明の態様は、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェアもしくはこれらの組合せとして実装できる。また、本発明をソフトウェアとして実装する場合には、モジュールなどの各要素は、どのような様式で実装されても良い。例えば、スタンドアローンのプログラム、大きなプログラムの一部、異なる複数のプログラム、静的あるいは動的なリンクライブラリー、カーネルローダブルモジュール、デバイスドライバー、その他コンピュータプログラミングの当業者にとって既知な方式として実装することができる。さらに、本発明の実装は特定のプログラミング言語に限定されるものではないし、特定のオペレーティングシステムや環境に限定されるものでもない。したがって、本開示は、添付の特許請求の範囲に記載されている本明細書の範囲を例示するものであり、限定することを意図したものではない。
【図１Ａ】
2020101528.tif 000005
【図１Ｂ】
2020101528.tif 000006
【図１Ｃ】
2020101528.tif 000007
【図２】
2020101528.tif 000008
【図３】
2020101528.tif 000009
【図４】
2020101528.tif 000010
【図５】
2020101528.tif 000011
【図６Ａ】
2020101528.tif 000012
【図６Ｂ】
2020101528.tif 000013
【図７Ａ】
2020101528.tif 000014
【図７Ｂ】
2020101528.tif 000015
【図７Ｃ】
2020101528.tif 000016
【図８】
2020101528.tif 000017
【図９】
2020101528.tif 000018
【図１０】
2020101528.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】令和2年3月27日(2020.3.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
統合自動車レーダおよび通信アプリケーションのための方法であって、
無線信号を生成するステップと、
自動車レーダ波形を生成するステップと、
前記無線信号を前記自動車レーダ波形と結合して、前記自動車レーダ波形のレーダ帯域幅が前記無線信号の通信帯域幅から分離するように、前記統合自動車レーダおよび通信アプリケーションの結合信号を生成するステップと、
前記結合信号を送信するステップと、
前記結合信号に関連するレーダフィードバックをリッスンするステップと、
前記レーダフィードバックに対してレーダ処理を実行して、レーダ検出結果を生成するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記無線信号は、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）ベースバンド信号を含み、
前記自動車レーダ波形は、周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）波形を含み、
前記結合信号は、多重搬送波変調ＦＭＣＷ波形を含んだＯＦＤＭ信号を含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ＦＭＣＷ波形は、標準のＯＦＤＭ波形よりも大きい帯域幅および低いピーク対平均電力比を有する、
請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記通信帯域幅を増大させる必要なく、前記レーダ帯域幅が増大される、
請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記無線信号を前記自動車レーダ波形と結合して、前記結合信号を生成するステップは、
前記無線信号で前記自動車レーダ波形を変調して、前記結合信号を生成するステップを含む、
請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記レーダフィードバックに対してレーダ処理を実行して、前記レーダ検出結果を生成するステップは、
前記レーダフィードバックを処理して、前記結合信号の受信者についての、距離情報および速度情報を含むレーダ情報を識別するステップを含む、
請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記レーダフィードバックに対してレーダ処理を実行して、前記レーダ検出結果を生成するステップは、
前記レーダフィードバックに対して距離処理を実行して、予備距離結果を生成するステップと、
多重搬送波変調を使用して整合フィルタを構築して、前記予備距離結果からビート周波数を復元するステップと、
前記ビート周波数に基づいて距離情報を決定するステップと、
前記レーダフィードバックに対して速度処理を実行して、速度情報を決定するステップであって、前記レーダ検出結果は、前記距離情報および前記速度情報を含むステップと、
を含む、請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記距離処理および前記速度処理は、前記予備距離結果および前記速度情報が生成されるように、前記レーダフィードバックに対して二次元高速フーリエ変換（２Ｄ−ＦＦＴ）を使用して一緒に実行され、
前記２Ｄ−ＦＦＴの第１の次元ＦＦＴは、前記距離処理に対応し、
前記２Ｄ−ＦＦＴの第２の次元ＦＦＴは、前記速度処理に対応する、
請求項７に記載の方法。
【請求項９】
プロセッサと、
前記プロセッサによって実行された場合に、前記プロセッサに、
無線信号を生成するステップと、
自動車レーダ波形を生成するステップと、
前記無線信号を前記自動車レーダ波形と結合して、前記自動車レーダ波形のレーダ帯域幅が前記無線信号の通信帯域幅から分離するように、前記統合自動車レーダおよび通信アプリケーションの結合信号を生成するステップと、
前記結合信号を送信するステップと、
前記結合信号に関連するレーダフィードバックをリッスンするステップと、
前記レーダフィードバックに対してレーダ処理を実行して、レーダ検出結果を生成するステップと、
を実行させるコンピュータコードを記憶する非一時的メモリと、
を含む、システム。
【請求項１０】
前記無線信号は、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）ベースバンド信号を含み、
前記自動車レーダ波形は、周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）波形を含み、
前記結合信号は、多重搬送波変調ＦＭＣＷ波形を含んだＯＦＤＭ信号を含む、
請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記ＦＭＣＷ波形は、標準のＯＦＤＭ波形よりも大きい帯域幅および低いピーク対平均電力比を有する、
請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記コンピュータコードは、前記プロセッサによって実行された場合に、
前記無線信号で前記自動車レーダ波形を変調して、前記結合信号を生成するステップによって、前記プロセッサに、前記無線信号を前記自動車レーダ波形と結合して前記結合信号を生成させる、
請求項９から１１のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１３】
前記コンピュータコードは、前記プロセッサによって実行された場合に、
前記レーダフィードバックを処理して、前記結合信号の受信者についての、距離情報および速度情報を含むレーダ情報を識別するステップによって、前記プロセッサに、前記レーダフィードバックに対するレーダ処理を実行させる、
請求項９から１２のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１４】
前記コンピュータコードは、前記プロセッサによって実行された場合に、
前記レーダフィードバックに対して距離処理を実行して、予備距離結果を生成するステップと、
多重搬送波変調を使用して整合フィルタを構築して、前記予備距離結果からビート周波数を復元するステップと、
前記ビート周波数に基づいて距離情報を決定するステップと、
前記レーダフィードバックに対して速度処理を実行して、速度情報を決定するステップであって、前記レーダ検出結果は、前記距離情報および前記速度情報を含むステップと、
によって、前記プロセッサに、前記レーダフィードバックに対するレーダ処理を実行させる、
請求項９から１３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１５】
前記距離処理および前記速度処理は、前記予備距離結果および前記速度情報が生成されるように、前記レーダフィードバックに対して二次元高速フーリエ変換（２Ｄ−ＦＦＴ）を使用して一緒に実行され、
前記２Ｄ−ＦＦＴの第１の次元ＦＦＴは、前記距離処理に対応し、
前記２Ｄ−ＦＦＴの第２の次元ＦＦＴは、前記速度処理に対応する、
請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
プロセッサによって実行された場合に、前記プロセッサに、
無線信号を生成するステップと、
自動車レーダ波形を生成するステップと、
前記無線信号を前記自動車レーダ波形と結合して、前記自動車レーダ波形のレーダ帯域幅が前記無線信号の通信帯域幅から分離するように、前記統合自動車レーダおよび通信アプリケーションの結合信号を生成するステップと、
前記結合信号を送信するステップと、
前記結合信号に関連するレーダフィードバックをリッスンするステップと、
前記レーダフィードバックに対してレーダ処理を実行して、レーダ検出結果を生成するステップと、
を実行させるためのプログラム。
【請求項１７】
前記無線信号は、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）ベースバンド信号を含み、
前記自動車レーダ波形は、周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）波形を含み、
前記結合信号は、多重搬送波変調ＦＭＣＷ波形を含んだＯＦＤＭ信号を含む、
請求項１６に記載のプログラム。
【請求項１８】
前記ＦＭＣＷ波形は、標準のＯＦＤＭ波形よりも大きい帯域幅および低いピーク対平均電力比を有する、
請求項１７に記載のプログラム。
【外国語明細書】
2020101528000001.pdf