[发明专利]一种基于UWB频段的通信感知一体化MIMO系统

说明书

本发明提供一种基于UWB频段的通信感知一体化MIMO系统，包括：控制器、数字基带模块、模数转化模块、射频模块和多路天线模块，所述射频模块包括第一射频单元和第二射频单元，所述控制器和数字基带模块通过所述模数转化模块分别与所述第一射频单元和第二射频单元相连接，所述第一射频单元和第二射频单元分别与所述多路天线模块相连接，所述控制器分别与所述模数转化模块、射频模块和多路天线模块相连接；所述第一射频单元和第二射频单元分别工作在雷达模式或通信模式，并针对应用场景进行动态切换和管理。本发明实现了同一系统下通信和雷达模式共享频段，并且还能够实现射频单元的动态切换和管理，以满足不同应用场景以及物联网的应用需求。

技术领域

本发明涉及一种通信感知系统，尤其涉及一种基于UWB频段的通信感知一体化MIMO系统。

背景技术

通信感知一体化系统作为近些年新型的一种技术，尚处在研究阶段和小范围有限的应用。目前已有的通信感知一体化系统，主要应用在车联网和室内定位等领域，可以提供车车之间或者不同终端之间的低速通信和二维定位。但是现在已有的通信感知一体化系统尚处于初期阶段，通信速度和感知功能都比较有限，主要是利用双向测距或者到达时间差法实现各个终端之间的定位，并利用传统的编码方式，实现低速率的通信功能，无法满足现在的无人驾驶系统，对车辆周围环境高精度四维成像和车车之间的高速和低延迟通信的要求。另一方面，对室内定位系统来说，现有的通信感知一体化系统，可以实现的功能较为单一，仅有定位功能，无法进行成像、测速和呼吸心跳监测等功能，因而无法满足物联网时代，万物互联互感的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是需要提供一种通过两个射频单元之间共享频段和动态切换管理实现的，基于UWB频段的通信感知一体化MIMO系统，进而旨在能够有效扩展雷达和通信一体化，满足物联网中通信感知一体化的实际应用需求。

对此，本发明提供一种基于UWB频段的通信感知一体化MIMO系统，包括：控制器、数字基带模块、模数转化模块、射频模块和多路天线模块，所述射频模块包括第一射频单元和第二射频单元，所述控制器通过数字总线连接至所述数字基带模块，所述数字基带模块通过所述模数转化模块分别与所述第一射频单元和第二射频单元相连接，所述第一射频单元和第二射频单元分别与所述多路天线模块相连接，所述控制器分别与所述模数转化模块、射频模块和多路天线模块相连接；所述第一射频单元和第二射频单元均采用MIMO多通道系统，MIMO多通道系统的系统通道数量与多路天线模块中的天线数量相同，并通过宽带射频开关复用所述多路天线模块的天线阵列；所述第一射频单元和第二射频单元分别工作在雷达模式或通信模式，并针对当前的应用场景，在所述控制器的控制下进行动态切换和管理。

本发明的进一步改进在于，初始状态下，所述第一射频单元工作在雷达模式，所述第二射频单元工作在通信模式，工作在雷达模式下的第一射频单元优先选择工作频率，工作在通信模式下的第二射频单元通过动态频率选择与所述第一射频单元不同的工作频率；此时，所述第一射频单元先进入雷达模式，得到目标的距离和速度信息，将所述目标的距离和速度信息储存至存储器中，以便所述控制器读取，并根据所述距离的远近来判断所述控制器在下一时刻的工作模式。或者，第二射频单元工作在雷达模式，第一射频单元工作在通信模式，遵守相同的原则；即所述第二射频单元工作在雷达模式，所述第一射频单元工作在通信模式，同理，工作在雷达模式下的第二射频单元优先选择工作频率，工作在通信模式下的第一射频单元通过动态频率选择与所述第二射频单元不同的工作频率。