12 毫米波 AWR1x 干扰检测 - 有效缓解的关键步骤

[音乐播放]

欢迎观看视频 “AWR1x - 干扰检测”。

大家好，我叫 Peter，是欧洲驾驶

辅助系统的 现场应用工程师。

本视频简要介绍 受影响的中频频带中

典型干扰的发生方式， 以及 AWR1x 如何检测

接收信号中的受干扰样本。

本视频讨论的主题是 如何设置 AWR1x

来创建监控报告，

以及存在和不存在干扰时

报告是什么样子。

运行 77GHz 和 79GHz 频带的

汽车雷达传感器的数量

在不断增加。

这增加了 暂时相互干扰的

可能性。

在干扰期间， 传感器自身接收的信号

会被干扰信号覆盖，

这样一来，检测灵敏度 将受到负面影响。

如果在信号处理之前 没有检测到并减轻干扰，

则干扰信号

通常比传感器自己 接收到的信号更强，

这是由于干扰传感器 和受影响传感器之间

存在直接路径的缘故。

为了尽量减少 干扰的负面影响，

很多研究论文中 探讨了减轻干扰的

各种方法。

在应用缓解措施之前，

检测接收信号中 受干扰的片段

至关重要。

高度集成的 AWR1x 77GHz CMOS 器件系列

具有内置的 自测处理器子系统，

也称为 BSS 子系统， 可实时配置和监控

线性调频脉冲 射频基带元件。

此外，BSS 处理器 还能够检测干扰

以及在线性调频脉冲 到线性调频脉冲的基础上提供报告。

大多数用于汽车的 77GHz 雷达传感器

都使用调频 连续波方案，

也称为 FMCW。

该图显示了 从 76GHz 到 77GHz 的

典型 FMCW 信号，

称为线性调频脉冲。

其中，绿色信号表示传感器自身 或受影响传感器的发射信号，

而蓝色虚线信号表示 受影响传感器的接收信号。

该信号与发射信号 相比是延迟的，

这是因为进出反射 物体的传播时间不同。

发射信号和接收 信号之间的差值

称为中频频带， 也就是 IF 频带。

对于线性调频脉冲， 该值是正频率斜率，

有效中频 频带始终位于

发射信号下方或之外， 用浅蓝色阴影区域

表示。

对于 downship 来说， 情况正好相反。

一个具有更陡 斜率的干扰

穿过受影响的中频。 现在，让我们看一下产生的

中频信号。

当干扰穿过 中频频带时，

蓝色接收信号 被红色干扰信号覆盖。

在本例中，干扰 扫过了整个中频频带，

从最大频率 一直到 DC。

如果在光谱 信号处理之前

不进行任何 干扰检测和缓解，

则整个频谱 都将受到影响。

换句话说， 噪声流会由于

宽频带干扰而增加，

而微弱的接收信号 可能无法再被检测到。

AWR1x 系列具有 复数基带架构，

不仅可以监控 中频或信号频带，

还可以监控位于 信号频带另一侧的

图像频带。

此处显示的 浅绿色阴影区域

表示绿色干扰信号。

借助复数接收器， 图像频带和信号频带

可以分离， 其中图像频带中

只存在噪声和干扰。

AWR1x 在线性调频脉冲 到线性调频脉冲的基础上

提供了信号频带和图像频带信息报告。

信号和图像频带报告 是线性调频脉冲质量信息，

也称为 CQ 信息的一部分。

CQ 信息有三种 类型，其中一种是

信号和图像 频带监控报告。

另一种类型的 CQ 数据 是 ADC 和中频饱和信息，

此类信息还可以用于

识别在 AWR1x 接收链中 引起饱和效应的

强干扰。

这些饱和信息不在 本演示文稿的介绍范围内。

系统会为每个线性调频脉冲 创建信号和图像频带监控报告，

并将其存储在 专用的 CQ

乒乓缓冲器中。

CQ 数据既可以 作为雷达数据的一部分

通过高速接口 发送到外部，

也可以在内部处理， 例如，由 AWS1642 上的

DSP 子系统进行处理。

DSP 必须按时

从 CQ 缓冲区 接收报告，

然后才能替换为新信息。

该报告由 基于初级和次级

时间片的能量数值组成， 分为信号频带和图像频带，

其中初级 和次级时间片

按时间顺序交错排列，

如图所示。

初级和次级 时间片的总数

可配置为 1 到 127 之间，

最多为 64 个初级时间片 和 63 个次级时间片。

功率数值按时间顺序

存储在 CQ 乒乓缓冲器中。

信号和图像频带值 是 8 位能量值，

以交替顺序存储。

如果一个 LSB 表示 -0.5dBm，

则较小的数字表示 较高的能量级别。

第一个 16 位值 包含总时间片数。

要设置信号 和图像频带监视器，

必须调用 两个 API 调用。

通过第一个 API 调用， 您可以启用或禁用

各种监视器。

要启用信号 和图像频带监视器，

必须在调用此 API 时

设置参数 n mosque 的第 25 位。

借助第二个 API 调用， 您可以配置

监控功能。

如之前所述， 时间片的数量

可配置为 1 到 127 之间。

此外，每个 时间片的能量数值

是通过规定数量的 样本计算的，

其中允许的 最小样本数是 4。

设置信号和图像 频带监视器之后，

相应的 CQ 信息

会通过高速接口 或通过 CQ 缓冲器共享。

在没有干扰的情况下， 典型的复数基带信号

看起来如底部的 图表所示。

这是时域中的原始数据， 其中蓝色信号

反映了原始数据的 实数组成部分，

红色信号反映了 图像和报告。

顶部的图表绘制了 相应的信号和图像

频带监控报告。

x 轴表示 时间片数，

y 轴表示 时间片的能量级别。

蓝色信号反映了 各个时间片的

信号频带级别。

红色信号显示了 图像频带能量级别。

由于存在中频信号， 信号频带级别

远远高于 图像频带信号，

这本质上 反映了本底噪声。

在有干扰抑制的情况下，

复数基带信号看起来 与没有干扰的情况非常相似，

不同之处在于， 干扰使基带信号

在短时间内失真。

失真信号 显示在右下图中，

而在本例中， 与常规基带信号相比，

干扰相对较弱。

干扰期间的时间段

用矩形虚线框标记。

在右上图所示的 信号和图像

频带能量报告中， 图像频带

在受影响的时间片中

显示出明显的干扰迹象。

信号频带 与非干扰情况类似，

而较强的干扰

也会让信号频带中 出现时移峰值。

利用 AWR1x 频带器件的 信号和图像频带监视器，

可以轻松确定 干扰的存在

和出现位置。

根据这些信息， 我们可以应用

有效的缓解技术。

此类技术应该在 基带信号的频谱分析

开始之前应用。

文献中提供了 诸多缓解技术，

其中有非常简单的， 例如消除受影响的样本；

也有较为复杂的，

例如尝试通过外推、内插

来重建受干扰的片段， 或者尝试消除

干扰信号。

由于 FMCW 的 性质，干扰不会

只影响一个线性调频脉冲， 而是影响多个连续的线性调频脉冲。

为了降低多个 线性调频脉冲

受一个干扰源 系统影响的可能性，

可以引入 时域和频域中的

伪随机调制，

例如，通过改变 线性调频脉冲间空闲时间、

起始频率或线性调频脉冲斜率来实现。

AWR1x 器件 基于线性调频脉冲

到线性调频脉冲支持这种改变， 最多可支持 512 个线性调频脉冲

雷达帧。

此外，AWR1x 器件还支持 二进制相位调制，

它可用于应用线性调频脉冲 到线性调频脉冲相位编码。

通常，汽车雷达 传感器供应商

会混合应用 针对特定实施和用例

进行优化的 直接和间接

缓解技术。

总之，AWR1x 器件的

复数基带架构

是区分信号频带和 图像频带的基础。

信号和图像频带能量监视器 会为每个线性调频脉冲创建一份报告，

通过高速接口 或 CQ 缓冲器

将其作为 CQ 信息的一部分提供。

该报告简化了 干扰的检测和定位，

是实现 有效缓解技术

至关重要的第一步。

如需了解更多信息， 请参阅 AWR1x 雷达接口

控制文档， 该文档包含在

TI.com 上提供的

器件固件包中。

如果您想简要了解 我们的汽车毫米波产品，

请访问 TI.com/awr1x。

如果您有 具体的技术问题，

也可以前往 相应的 e2e 论坛咨询。

谢谢观看。

[听不清]，再见！

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欢迎观看视频 “AWR1x - 干扰检测”。

大家好，我叫 Peter，是欧洲驾驶

辅助系统的 现场应用工程师。

本视频简要介绍 受影响的中频频带中

典型干扰的发生方式， 以及 AWR1x 如何检测

接收信号中的受干扰样本。

本视频讨论的主题是 如何设置 AWR1x

来创建监控报告，

以及存在和不存在干扰时

报告是什么样子。

运行 77GHz 和 79GHz 频带的

汽车雷达传感器的数量

在不断增加。

这增加了 暂时相互干扰的

可能性。

在干扰期间， 传感器自身接收的信号

会被干扰信号覆盖，

这样一来，检测灵敏度 将受到负面影响。

如果在信号处理之前 没有检测到并减轻干扰，

则干扰信号

通常比传感器自己 接收到的信号更强，

这是由于干扰传感器 和受影响传感器之间

存在直接路径的缘故。

为了尽量减少 干扰的负面影响，

很多研究论文中 探讨了减轻干扰的

各种方法。

在应用缓解措施之前，

检测接收信号中 受干扰的片段

至关重要。

高度集成的 AWR1x 77GHz CMOS 器件系列

具有内置的 自测处理器子系统，

也称为 BSS 子系统， 可实时配置和监控

线性调频脉冲 射频基带元件。

此外，BSS 处理器 还能够检测干扰

以及在线性调频脉冲 到线性调频脉冲的基础上提供报告。

大多数用于汽车的 77GHz 雷达传感器

都使用调频 连续波方案，

也称为 FMCW。

该图显示了 从 76GHz 到 77GHz 的

典型 FMCW 信号，

称为线性调频脉冲。

其中，绿色信号表示传感器自身 或受影响传感器的发射信号，

而蓝色虚线信号表示 受影响传感器的接收信号。

该信号与发射信号 相比是延迟的，

这是因为进出反射 物体的传播时间不同。

发射信号和接收 信号之间的差值

称为中频频带， 也就是 IF 频带。

对于线性调频脉冲， 该值是正频率斜率，

有效中频 频带始终位于

发射信号下方或之外， 用浅蓝色阴影区域

表示。

对于 downship 来说， 情况正好相反。

一个具有更陡 斜率的干扰

穿过受影响的中频。 现在，让我们看一下产生的

中频信号。

当干扰穿过 中频频带时，

蓝色接收信号 被红色干扰信号覆盖。

在本例中，干扰 扫过了整个中频频带，

从最大频率 一直到 DC。

如果在光谱 信号处理之前

不进行任何 干扰检测和缓解，

则整个频谱 都将受到影响。

换句话说， 噪声流会由于

宽频带干扰而增加，

而微弱的接收信号 可能无法再被检测到。

AWR1x 系列具有 复数基带架构，

不仅可以监控 中频或信号频带，

还可以监控位于 信号频带另一侧的

图像频带。

此处显示的 浅绿色阴影区域

表示绿色干扰信号。

借助复数接收器， 图像频带和信号频带

可以分离， 其中图像频带中

只存在噪声和干扰。

AWR1x 在线性调频脉冲 到线性调频脉冲的基础上

提供了信号频带和图像频带信息报告。

信号和图像频带报告 是线性调频脉冲质量信息，

也称为 CQ 信息的一部分。

CQ 信息有三种 类型，其中一种是

信号和图像 频带监控报告。

另一种类型的 CQ 数据 是 ADC 和中频饱和信息，

此类信息还可以用于

识别在 AWR1x 接收链中 引起饱和效应的

强干扰。

这些饱和信息不在 本演示文稿的介绍范围内。

系统会为每个线性调频脉冲 创建信号和图像频带监控报告，

并将其存储在 专用的 CQ

乒乓缓冲器中。

CQ 数据既可以 作为雷达数据的一部分

通过高速接口 发送到外部，

也可以在内部处理， 例如，由 AWS1642 上的

DSP 子系统进行处理。

DSP 必须按时

从 CQ 缓冲区 接收报告，

然后才能替换为新信息。

该报告由 基于初级和次级

时间片的能量数值组成， 分为信号频带和图像频带，

其中初级 和次级时间片

按时间顺序交错排列，

如图所示。

初级和次级 时间片的总数

可配置为 1 到 127 之间，

最多为 64 个初级时间片 和 63 个次级时间片。

功率数值按时间顺序

存储在 CQ 乒乓缓冲器中。

信号和图像频带值 是 8 位能量值，

以交替顺序存储。

如果一个 LSB 表示 -0.5dBm，

则较小的数字表示 较高的能量级别。

第一个 16 位值 包含总时间片数。

要设置信号 和图像频带监视器，

必须调用 两个 API 调用。

通过第一个 API 调用， 您可以启用或禁用

各种监视器。

要启用信号 和图像频带监视器，

必须在调用此 API 时

设置参数 n mosque 的第 25 位。

借助第二个 API 调用， 您可以配置

监控功能。

如之前所述， 时间片的数量

可配置为 1 到 127 之间。

此外，每个 时间片的能量数值

是通过规定数量的 样本计算的，

其中允许的 最小样本数是 4。

设置信号和图像 频带监视器之后，

相应的 CQ 信息

会通过高速接口 或通过 CQ 缓冲器共享。

在没有干扰的情况下， 典型的复数基带信号

看起来如底部的 图表所示。

这是时域中的原始数据， 其中蓝色信号

反映了原始数据的 实数组成部分，

红色信号反映了 图像和报告。

顶部的图表绘制了 相应的信号和图像

频带监控报告。

x 轴表示 时间片数，

y 轴表示 时间片的能量级别。

蓝色信号反映了 各个时间片的

信号频带级别。

红色信号显示了 图像频带能量级别。

由于存在中频信号， 信号频带级别

远远高于 图像频带信号，

这本质上 反映了本底噪声。

在有干扰抑制的情况下，

复数基带信号看起来 与没有干扰的情况非常相似，

不同之处在于， 干扰使基带信号

在短时间内失真。

失真信号 显示在右下图中，

而在本例中， 与常规基带信号相比，

干扰相对较弱。

干扰期间的时间段

用矩形虚线框标记。

在右上图所示的 信号和图像

频带能量报告中， 图像频带

在受影响的时间片中

显示出明显的干扰迹象。

信号频带 与非干扰情况类似，

而较强的干扰

也会让信号频带中 出现时移峰值。

利用 AWR1x 频带器件的 信号和图像频带监视器，

可以轻松确定 干扰的存在

和出现位置。

根据这些信息， 我们可以应用

有效的缓解技术。

此类技术应该在 基带信号的频谱分析

开始之前应用。

文献中提供了 诸多缓解技术，

其中有非常简单的， 例如消除受影响的样本；

也有较为复杂的，

例如尝试通过外推、内插

来重建受干扰的片段， 或者尝试消除

干扰信号。

由于 FMCW 的 性质，干扰不会

只影响一个线性调频脉冲， 而是影响多个连续的线性调频脉冲。

为了降低多个 线性调频脉冲

受一个干扰源 系统影响的可能性，

可以引入 时域和频域中的

伪随机调制，

例如，通过改变 线性调频脉冲间空闲时间、

起始频率或线性调频脉冲斜率来实现。

AWR1x 器件 基于线性调频脉冲

到线性调频脉冲支持这种改变， 最多可支持 512 个线性调频脉冲

雷达帧。

此外，AWR1x 器件还支持 二进制相位调制，

它可用于应用线性调频脉冲 到线性调频脉冲相位编码。

通常，汽车雷达 传感器供应商

会混合应用 针对特定实施和用例

进行优化的 直接和间接

缓解技术。

总之，AWR1x 器件的

复数基带架构

是区分信号频带和 图像频带的基础。

信号和图像频带能量监视器 会为每个线性调频脉冲创建一份报告，

通过高速接口 或 CQ 缓冲器

将其作为 CQ 信息的一部分提供。

该报告简化了 干扰的检测和定位，

是实现 有效缓解技术

至关重要的第一步。

如需了解更多信息， 请参阅 AWR1x 雷达接口

控制文档， 该文档包含在

TI.com 上提供的

器件固件包中。

如果您想简要了解 我们的汽车毫米波产品，

请访问 TI.com/awr1x。

如果您有 具体的技术问题，

也可以前往 相应的 e2e 论坛咨询。

谢谢观看。

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