用于无线通信和感测的低成本收发器结构

相关申请交叉引用

本申请要求于2019年1月9日提交的序列号为62/790,082、发明名称为“用于无线通信和感测的低成本收发器结构(Low-Cost Transceiver Structure for WirelessCommunication and Sensing)”的美国临时专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本文中。

技术领域

本发明大体上涉及无线通信，在具体实施例中，涉及一种操作用于无线感测和无线通信的公共收发器的系统和方法。

背景技术

无线通信和无线感测是两种类型的电磁无线电无线信令，在各个领域都有应用。通常，一种电子设备中嵌有收发器，即一种包括发射器和接收器的电子电路，以发射和接收无线射频(radio frequency，RF)电磁波。

在用于无线通信的收发器中，数据经由无线通信桥在两个设备之间交换。无线通信在工作频率和传输方面可能有很大的差异。无线通信的示例有移动通信、无线网络通信、蓝牙通信和近场通信(near field communication，NFC)。在用于无线感测的收发器中，以交互式系统和/或应用等中使用的感测模式发射电磁信号和接收其反射信号。在每种系统中，信号都是根据适用的工作条件生成、发射、接收和处理的。

发明内容

技术优势通常通过本发明实施例实现，本发明描述了一种操作用于无线感测和无线通信的公共收发器的系统和方法。

根据一个实施例，提供了一种用于无线通信和无线感测的装置和方法。所述方法包括：一种设备的公共数模转换器(digital-to-analog converter，DAC)将数字无线通信信号和数字无线感测信号分别转换为模拟无线通信信号和模拟无线感测信号。所述方法还包括：经由所述设备的公共发射天线，发射所述模拟无线通信信号和所述模拟无线感测信号。

在一个示例中，所述方法还包括：所述设备的调制解调器和公共处理器生成数字无线通信信号，以及所述设备的无线感测数字发射器和所述公共处理器生成数字无线感测信号。可选地，在这样一个示例中，或在另一个示例中，所述经由所述设备的所述公共发射天线，发射所述模拟无线通信信号和所述模拟无线感测信号包括：一种公共发射放大器放大所述模拟无线通信信号和所述模拟无线感测信号；经由所述公共发射天线，发射所述放大后的模拟无线通信信号和所述放大后的模拟无线感测信号。

可选地，在任一上述示例中，或在另一个示例中，所述方法还包括：经由所述设备的公共接收天线，接收第二模拟无线通信信号和第二模拟无线感测信号，其中，所述第二模拟无线感测信号是所述放大后的模拟无线感测信号的反射模拟信号；所述设备的公共接收放大器放大所述第二模拟无线通信信号和所述第二模拟无线感测信号。

可选地，在任一上述示例中，或在另一个示例中，所述方法还包括：所述设备的公共模数转换器(analog-to-digital converter，ADC)将所述第二模拟无线通信信号和所述第二模拟无线感测信号分别转换为第二数字无线通信信号和第二数字无线感测信号。可选地，在任一上述示例中，或在另一个示例中，所述方法还包括：所述设备的第一模数转换器(analog-to-digital converter，ADC)将所述第二模拟无线通信信号转换为第二数字无线通信信号；所述设备的窄带模拟基带接收器和第二ADC将所述第二模拟无线感测信号转换为第二数字无线感测信号，其中，所述第二ADC包括一个采样率比所述第一ADC低的高分辨率ADC，所述第二模拟无线感测信号比所述第二模拟无线通信信号具有更窄的带宽和更大的动态范围。

可选地，在任一上述示例中，或在另一个示例中，所述方法还包括：所述公共处理器和所述调制解调器处理所述第二数字无线通信信号；所述设备的无线感测数字接收器和所述公共处理器处理所述第二数字无线通信信号。可选地，在任一上述示例中，或在另一个示例中，所述方法还包括：使用所述设备的公共锁相环，使所述模拟无线通信信号的相位分量和所述模拟无线感测信号的相位分量同步。

可选地，在任一上述示例中，或在另一个示例中，所述方法还包括：使用公共锁相环，使所述第二模拟无线通信信号的相位分量和所述第二模拟无线感测信号的相位分量同步。可选地，在任一上述示例中，或在另一个示例中，所述无线感测用于手势识别、健康监测、活动识别、睡眠质量检测或其组合中的至少一个。

可选地，在任一上述示例中，或在另一个示例中，所述方法还包括：所述设备的第二公共DAC将第三数字无线通信信号和第三数字无线感测信号分别转换为第三模拟无线通信信号和第三模拟无线感测信号；经由所述设备的第二公共发射天线，发射所述第三模拟无线通信信号和所述第三模拟无线感测信号。

可选地，在任一上述示例中，或在另一个示例中，经由每个公共发射天线发射的每个模拟无线通信信号都用于多输入多输出(multiple-input multiple-output，MIMO)无线通信雷达技术中。可选地，在任一上述示例中，或在另一个示例中，经由每个公共发射天线发射的每个模拟无线感测信号都用于多输入多输出(multiple-input multiple-output，MIMO)无线感测雷达技术中，以检测反射每个发射的模拟无线感测信号的物体的方向。

可选地，在任一上述示例中，或在另一个示例中，所述方法还包括：经由所述设备的第二公共接收天线，接收第四模拟无线通信信号和第四模拟无线感测信号，其中，所述第四模拟无线感测信号是所述第一或第三放大后的模拟无线感测信号的反射模拟信号；所述设备的第二公共接收放大器放大所述第四模拟无线通信信号和所述第四模拟无线感测信号。可选地，在任一上述示例中，或在另一个示例中，所述方法还包括：所述设备的开关对所述第四模拟无线感测信号和所述第二模拟无线感测信号进行交替采样；所述无线感测数字接收器和所述公共处理器根据所述交替采样，检测反射所述第一或第三放大后的模拟无线感测信号的物体的方向。

根据另一个实施例，提供了一种用于无线通信和无线感测的收发器。所述收发器包括：公共数模转换器(digital-to-analog converter，DAC)，用于将数字无线通信信号和数字无线感测信号分别转换为模拟无线通信信号和模拟无线感测信号；公共发射天线，用于发射所述模拟无线通信信号和所述模拟无线感测信号。在一个示例中，所述收发器还包括：公共处理器；与所述公共处理器通信的调制解调器，用于生成数字无线通信信号；与所述公共处理器通信的无线感测数字发射器，用于生成数字无线感测信号。

可选地，在这样一个示例中，或在另一个示例中，所述收发器还包括：与所述公共DAC通信的公共发射放大器，用于放大所述模拟无线通信信号和所述模拟无线感测信号。可选地，在任一上述示例中，或在另一个示例中，所述收发器还包括：公共接收天线，用于接收第二模拟无线通信信号和第二模拟无线感测信号，其中，所述第二模拟无线感测信号是所述放大后的模拟无线感测信号的反射模拟信号；公共接收放大器，用于放大所述第二模拟无线通信信号和所述第二模拟无线感测信号。

可选地，在任一上述示例中，或在另一个示例中，所述收发器还包括：公共模数转换器(analog-to-digital converter，ADC)，用于将所述第二模拟无线通信信号和所述第二模拟无线感测信号分别转换为第二数字无线通信信号和第二数字无线感测信号。可选地，在任一上述示例中，或在另一个示例中，所述收发器还包括：第一模数转换器(analog-to-digital converter，ADC)，用于将所述第二模拟无线通信信号转换为第二数字无线通信信号；窄带模拟基带接收器；第二ADC，包括一个采样率比所述第一ADC低的高分辨率ADC，并用于将所述第二模拟无线感测信号转换为第二数字无线感测信号，其中，所述第二模拟无线感测信号比所述第二模拟无线通信信号具有更窄的带宽和更大的动态范围。

可选地，在任一上述示例中，或在另一个示例中，所述与所述公共处理器通信的调制解调器还用于处理所述第二数字无线通信信号。可选地，在任一上述示例中，或在另一个示例中，所述收发器还包括：与所述公共处理器通信的无线感测数字接收器，用于处理所述第二数字无线通信信号。可选地，在任一上述示例中，或在另一个示例中，所述收发器还包括：与所述公共发射放大器通信的锁相环，用于使所述第二模拟无线通信信号的相位分量和所述第二模拟无线感测信号的相位分量同步。

可选地，在任一上述示例中，或在另一个示例中，所述无线感测用于手势识别、健康监测、活动识别、睡眠质量检测或其组合中的至少一个。可选地，在任一上述示例中，或在另一个示例中，所述收发器还包括：第二公共DAC，用于将第三数字无线通信信号和第三数字无线感测信号分别转换为第三模拟无线通信信号和第三模拟无线感测信号；第二公共发射天线，用于发射所述第三模拟无线通信信号和所述第三模拟无线感测信号。

可选地，在任一上述示例中，或在另一个示例中，经由每个公共发射天线发射的每个模拟无线通信信号都用于多输入多输出(multiple-input multiple-output，MIMO)无线通信雷达技术中。可选地，在任一上述示例中，或在另一个示例中，经由每个公共发射天线发射的每个模拟无线感测信号都用于多输入多输出(multiple-input multiple-output，MIMO)无线感测雷达技术中，以检测反射每个发射的模拟无线感测信号的物体的方向。可选地，在任一上述示例中，或在另一个示例中，所述收发器还包括：第二公共接收天线，用于接收第四模拟无线通信信号和第四模拟无线感测信号，其中，所述第四模拟无线感测信号是所述第一或第三放大后的模拟无线感测信号的反射模拟信号；第二公共接收放大器，用于放大所述第四模拟无线通信信号和所述第四模拟无线感测信号。可选地，在任一上述示例中，或在另一个示例中，所述收发器还包括：开关，用于对所述第四模拟无线感测信号和所述第二模拟无线感测信号进行交替采样；所述无线感测数字接收器和所述公共处理器还用于：根据所述交替采样，检测反射所述第一或第三放大后的模拟无线感测信号的物体的方向。

根据又一个实施例，提供了一种用于无线通信和无线感测的收发器。所述收发器包括：公共数模转换器(digital-to-analog converter，DAC)；公共发射天线；含有指令的非瞬时性存储器；与所述公共DAC、所述公共发射天线和所述非瞬时性存储器通信的一个或多个公共处理器，其中，所述一个或多个公共处理器执行所述指令以：将数字无线通信信号和数字无线感测信号分别转换为模拟无线通信信号和模拟无线感测信号；经由所述公共发射天线，发射所述模拟无线通信信号和所述模拟无线感测信号。

在一个示例中，所述收发器还包括与所述一个或多个公共处理器通信的调制解调器和无线感测数字发射器，所述一个或多个公共处理器执行所述指令以：通过所述调制解调器和所述一个或多个公共处理器，生成数字无线通信信号；通过所述无线感测数字发射器和所述一个或多个公共处理器，生成数字无线感测信号。可选地，在任一上述示例中，或在另一个示例中，所述收发器还包括与所述公共DAC和所述一个或多个公共处理器通信的公共发射放大器，所述一个或多个公共处理器执行所述指令以：通过所述公共发射放大器，放大所述模拟无线通信信号和所述模拟无线感测信号。

可选地，在任一上述示例中，或在另一个示例中，所述收发器还包括与所述一个或多个公共处理器通信的公共接收天线和公共接收放大器，所述一个或多个公共处理器执行所述指令以：通过所述第二公共天线，接收第二模拟无线通信信号和第二模拟无线感测信号，其中，所述第二模拟无线感测信号是所述放大后的模拟无线感测信号的反射模拟信号；通过所述公共接收放大器，放大所述第二模拟无线通信信号和所述第二模拟无线感测信号。

可选地，在任一上述示例中，或在另一个示例中，所述收发器还包括与所述一个或多个公共处理器通信的公共模数转换器(analog-to-digital converter，ADC)，所述多个或多个公共处理器执行所述指令以：通过所述公共ADC，将所述第二模拟无线通信信号和所述第二模拟无线感测信号分别转换为第二数字无线通信信号和第二数字无线感测信号。可选地，在任一上述示例中，或在另一个示例中，所述收发器还包括第一模数转换器(analog-to-digital converter，ADC)和第二ADC，所述第二ADC包括窄带模拟基带接收器，所述一个或多个公共处理器执行所述指令以：通过所述第一ADC，将所述第二模拟无线通信信号转换为第二数字无线通信信号；通过所述第二ADC，将所述第二模拟无线感测信号转换为第二数字无线感测信号，其中，所述第二ADC包括一个采样率比所述第一ADC低的高分辨率ADC，所述第二模拟无线感测信号比所述第二模拟无线通信信号具有更窄的带宽和更大的动态范围。

可选地，在任一上述示例中，或在另一个示例中，所述一个或多个公共处理器执行所述指令以：通过所述调制解调器，处理所述第二数字无线通信信号。可选地，在任一上述示例中，或在另一个示例中，所述收发器还包括与所述一个或多个公共处理器通信的无线感测数字接收器，所述一个或多个公共处理器执行所述指令以：通过所述无线感测数字接收器，处理所述第二数字无线通信信号。可选地，在任一上述示例中，或在另一个示例中，所述收发器还包括与所述一个或多个公共处理器和所述公共发射放大器通信的锁相环，所述一个或多个公共处理器执行所述指令以：使所述第二模拟无线通信信号的相位分量和所述第二模拟无线感测信号的相位分量同步。

可选地，在任一上述示例中，或在另一个示例中，所述无线感测用于手势识别、健康监测、活动识别或睡眠质量检测中的至少一个。可选地，在任一上述示例中，或在另一个示例中，所述收发器还包括与所述一个或多个公共处理器通信的第二公共DAC和第二公共发射天线，所述一个或多个公共处理器执行所述指令以：通过所述第二公共DAC，将第三数字无线通信信号和第三数字无线感测信号分别转换为第三模拟无线通信信号和第三模拟无线感测信号；经由所述第二公共发射天线，发射所述第三模拟无线通信信号和所述第三模拟无线感测信号。

可选地，在任一上述示例中，或在另一个示例中，经由每个公共发射天线发射的每个模拟无线通信信号都用于多输入多输出(multiple-input multiple-output，MIMO)无线通信雷达技术中。可选地，在任一上述示例中，或在另一个示例中，经由每个公共发射天线发射的每个模拟无线感测信号都用于多输入多输出(multiple-input multiple-output，MIMO)无线感测雷达技术中，以检测反射每个发射的模拟无线感测信号的物体的方向。

可选地，在任一上述示例中，或在另一个示例中，所述收发器还包括与所述一个或多个公共处理器通信的第二公共接收天线和第二公共接收放大器，所述一个或多个公共处理器执行所述指令以：经由所述第二公共接收天线，接收第四模拟无线通信信号和第四模拟无线感测信号，其中，所述第四模拟无线感测信号是所述第一或第三放大后的模拟无线感测信号的反射模拟信号；通过所述第二公共接收放大器，放大所述第四模拟无线通信信号和所述第四模拟无线感测信号。可选地，在任一上述示例中，或在另一个示例中，所述收发器还包括与所述一个或多个公共处理器通信的开关，所述一个或多个公共处理器执行所述指令以：通过所述开关，对所述第四模拟无线感测信号和所述第二模拟无线感测信号进行交替采样；根据所述交替采样，检测反射所述第一或第三放大后的模拟无线感测信号的物体的方向。

根据另一个实施例，提供了一种用于无线通信和无线感测的收发器。所述收发器包括：公共RF模拟接收器，用于将RF无线通信信号和RF无线感测信号分别下变频为模拟无线通信信号和模拟无线感测信号；第一模数转换器(analog-to-digital converter，ADC)，用于将所述模拟无线通信信号转换为数字无线通信信号；第二ADC，包括一个采样率比所述第一ADC低的高分辨率ADC，并用于将所述模拟无线感测信号转换为数字无线感测信号，其中，所述模拟无线感测信号比所述模拟无线通信信号具有更窄的带宽和更大的动态范围。在一个示例中，所述收发器还包括：多个天线，用于在多输入多输出(multiple-inputmultiple-output，MIMO)雷达技术操作中运行，以进行无线通信和无线感测。可选地，在这样一个示例中，或在另一个示例中，所述收发器还包括：公共数模转换器(digital-to-analog converter，DAC)，用于将第二数字无线通信信号和第二数字无线感测信号分别转换为第二模拟无线通信信号和第二模拟无线感测信号；公共发射天线，用于发射所述第二模拟无线通信信号和所述第二模拟无线感测信号。

可选地，在任一上述示例中，或者在另一个示例中，所述收发器还包括：公共处理器；与所述公共处理器通信的调制解调器，用于生成所述第二数字无线通信信号；与所述公共处理器通信的无线感测数字发射器，用于生成所述第二数字无线感测信号。可选地，在任一上述示例中，或者在另一个示例中，所述收发器还包括：与所述公共DAC通信的公共发射放大器，用于放大所述第二模拟无线通信信号和所述第二模拟无线感测信号。可选地，在任一上述示例中，或者在另一个示例中，所述收发器还包括：公共接收天线，用于接收所述模拟无线通信信号和所述模拟无线感测信号，其中，所述模拟无线感测信号是所述第二模拟无线感测信号的反射模拟信号；公共接收放大器，用于放大所述模拟无线通信信号和所述模拟无线感测信号。

可选地，在任一上述示例中，或者在另一个示例中，所述公共RF模拟接收器还包括：窄带模拟基带接收器，用于将所述RF无线感测信号下变频为所述模拟无线感测信号。可选地，在任一上述示例中，或在另一个示例中，所述与所述公共处理器通信的调制解调器还用于处理所述数字无线通信信号。可选地，在任一上述示例中，或在另一个示例中，所述收发器还包括：与所述公共处理器通信的无线感测数字接收器，用于处理所述数字无线感测信号。可选地，在任一上述示例中，或在另一个示例中，所述收发器还包括：与所述公共RF模拟接收器通信的锁相环，用于通过公共时钟使所述RF无线通信信号的相位分量和所述RF模拟无线感测信号的相位分量同步。

可选地，在任一上述示例中，或在另一个示例中，所述无线感测用于手势识别、健康监测、活动识别、睡眠质量检测或其组合中的至少一个。可选地，在任一上述示例中，或在另一个示例中，所述收发器还包括：第二公共DAC，用于将第三数字无线通信信号和第三数字无线感测信号分别转换为第三模拟无线通信信号和第三模拟无线感测信号；第二公共发射天线，用于发射所述第三模拟无线通信信号和所述第三模拟无线感测信号。

可选地，在任一上述示例中，或在另一个示例中，经由每个公共发射天线发射的每个模拟无线感测信号都用于多输入多输出(multiple-input multiple-output，MIMO)无线感测雷达技术中，以检测反射每个发射的模拟无线感测信号的物体的方向。可选地，在任一上述示例中，或在另一个示例中，所述收发器还包括：第二公共接收天线，用于接收第四模拟无线通信信号和第四模拟无线感测信号，其中，所述第四模拟无线感测信号是其中一个所述发射的模拟无线感测信号的反射模拟信号；第二公共接收放大器，用于放大所述第四模拟无线通信信号和所述第四模拟无线感测信号。

可选地，在任一上述示例中，或在另一个示例中，所述收发器还包括：开关，用于对从多个公共接收天线分别接收到的每个无线感测信号进行交替采样，所述无线感测数字接收器和所述公共处理器还用于根据所述交替采样，检测反射所述多个感测信号中的每个感测信号的物体的方向。

附图说明

为了更全面地理解本发明及其优点，现在参考下面结合附图进行的描述。

图1为一种传输无线通信信号的示例性收发器的示意图。

图2为一种传输无线感测信号的示例性收发器的示意图。

图3为一种传输无线通信信号和无线感测信号的示例性收发器的示意图。

图4为一种传输无线通信信号和无线感测信号的示例性收发器的另一示意图。

图5为一种传输无线通信信号和无线感测信号的示例性收发器的又一示意图。

图6为一种传输无线通信信号和无线感测信号的示例性收发器的另一示意图。

图7为一种传输无线通信信号和无线感测信号的示例性收发器的另一示意图。

图8示出了一种示例性无线通信网络的示意图。

图9示出了一种示例性处理系统的示意图。

图10示出了一种示例性收发器的示意图。

图11A和图11B为用于公共收发器中的无线通信的示例性方法的流程图。

图12A和图12B为用于公共收发器中的无线感测的示例性方法的流程图。

具体实施方式

本发明提供了许多可适用的发明概念，这些发明概念可以体现在各种具体上下文中。具体实施例仅仅说明具体构造，而不限制要求保护的实施例的范围。除非另有说明，不同实施例的特征可以组合形成其它实施例。结合其中一个实施描述的变体或修改还可以适用于其它实施例。此外，应理解的是，在不脱离由所附权利要求书界定的本发明的精神和范围的情况下，可以对本文做出各种改变、替代和更改。虽然本发明的各方面主要是在智能手机或智能手表的组件的上下文中描述的，但应了解的是，本发明的这些方面还可以适用于其它设备，例如健康监测器、心率监测器、测温仪、可携带式计算机、光学头盔式显示器等。在各个附图中，具有相同名称的相似元件可以用相同或不同附图标记表示。

手机和其它类型的移动设备通常配备有与其它设备交换数据的无线通信收发器。无线感测在一个设备中实现时，还可以在手势识别、健康参数监测、人体生理信号感测、位置检测、物体检测、运动检测等方面提供许多有前景的机会。

因此，在这些移动设备中另外提供无线感测功能是有优势的。应了解的是，在财务成本和组件占地面积成本方面，添加适用于每种技术的独立收发器来实现这一目的可能是一种低效的实现方法。然而，由于技术上的操作差异，一种用于无线通信的无线通信收发器不容易用于无线感测。同理，一种用于无线感测的收发器不容易用于无线通信中。换句话说，仅为一个应用设计的一种收发器缺乏完成其它应用任务所需的某些组件。

本发明实施例提供用于一种公共收发器的技术和电路设备，这种公共收发器在主机设备中，既可以用于无线通信，又可以用于无线感测。通过重用公共组件模块以及智能地将非公共模块添加到公共收发器电路中，这种公共收发器就能够增加其它功能。由此产生的公共收发器在财务成本和占地面积成本方面比两个分别执行相同功能的不同收发器，明显更高效。这特别适用于尺寸和重量受限的便携设备中。本发明某些实施例的优点可以包括，使现有无线通信系统具有无线感测功能。在其它实施例中，现有无线感测系统增加了无线通信功能。在本发明的一些实施例中，为了适应无线感测信号的基带信号的低带宽和/或大动态范围，公共收发器可以包括具有窄带模拟基带接收器和/或高分辨率低采样率的模数转换器(analog-to-digital converter，ADC)的专用无线感测接收路径。在其它实施例中，专用无线感测发射路径可以包括窄带模拟基带发射器和/或窄带数模转换器(digital-to-analog converter，DAC)。

本发明各方面提供了各种方法和结构，使包括两个以上天线的无线通信收发器增加无线感测功能，无需添加任何额外天线。多个无线感测发射和接收路径可以在包括多个天线的收发器中实现，例如在多输入多输出(multiple-input multiple-output，MIMO)无线电技术中使用的那些天线。多个发射和接收路径的优点在于，可以提供用于检测物体方向等的感测功能。一个或多个开关可以用于发射、接收或采样各种输入和输出信号。下面论述了这些和其它详细内容。

图1为一种在无线通信网络中传输无线通信信号的示例性收发器100的示意图。收发器100可以安装在主机设备中。该主机设备可以是任何电子设备，例如智能手机、智能手表、可穿戴设备、跟踪设备等。如图所示，收发器100包括处理器102、存储器103、调制解调器104、数模转换器(digital-to-analog converter，DAC)106、模数转换器(analog-to-digital converter，ADC)108、锁相环(phase locked loop，PLL)110、模拟发射器(Tx)112、模拟接收器(Rx)114、双工器116和天线118，这些可以(也可以不)如图1所示进行设置。

处理器102可以是任何用于执行计算和/或其它处理相关任务的组件或组件集合，存储器103可以是任何用于存储供处理器102执行的编程和/或指令的组件或组件集合。调制解调器104用于将处理器102等产生的数字数据调制到已调信号和/或将已调信号解调到处理器102等待处理的数字数据。调制解调器104还称为移动宽带调制解调器、连接卡或数据卡。DAC 106是一种将数字信号转换为模拟信号的电路或系统。相反，ADC 108是一种将模拟信号转换为数字信号的电路或系统。模拟发射器112可以是一种包括一个或多个滤波器、一个或多个放大器和/或一个或多个混频器的电路。模拟发射器112可以用于通过放大模拟信号或将模拟信号上变频到不同的工作频率等方式对模拟信号进行调节。模拟接收器114可以是一种包括一个或多个滤波器、一个或多个放大器和/或一个或多个混频器的电路。模拟接收器114可以用于通过使用低噪声放大器(low noise amplifier，LNA)放大模拟信号或将模拟信号下变频到不同的工作频率等方式对模拟信号进行调节。锁相环110通常用于生成LO信号，该LO信号被发送到模拟发射器112中的一个混频器和模拟接收器114中的一个混频器。LO信号可以用作模拟发射器112的输入以对发射模拟信号进行上变频或者用作模拟接收器114的输入以对接收模拟信号进行下变频。在任一情况下，LO信号的相位与主机设备的时钟是同步的，用作整个收发器100的公共相位。双工器116是任何可以通过单个路径进行双向通信的组件或组件集合。双工器116将接收路径与发射路径隔离，这样收发器可以使用公共天线。在一些实施例中，双工器116可以是一个开关。在一些实施例中，该开关可以由处理器102控制。在其它实施例中，双工器116可以是一个环形器。天线118可以是任何通过空间传送电磁信号和接收电磁信号的设备。

收发器100的发射路径包括处理器102、调制解调器104、DAC 106、模拟发射器112、双工器116和天线118。在信号传输期间，处理器102和调制解调器104生成数字无线通信信号。该数字无线通信信号由DAC 106转换为模拟无线通信信号。模拟发射器112中的嵌入式混频器从锁相环接收LO信号。该LO信号的相位与主机设备的公共时钟是同步的。该混频器使用LO信号将模拟无线通信信号上变频为特定工作频率下的RF无线通信信号。在一些实施例中，模拟发射器112中的嵌入式滤波器可以用作一种低通、带通或高通滤波器，以对RF无线通信信号进行调节。在各种滤波器中待选择或消除的期望频率范围可能根据应用而定。在一些实施例中，一种放大器可以嵌入在模拟发射器112中，以便放大RF无线通信信号，然后通过天线118传送。双工器116接收放大后的RF无线通信信号，生成信号发送给天线118，天线118用于将RF信号无线发射给无线通信网络中的另一设备。

收发器100的接收路径包括天线118、双工器116、模拟接收器114、ADC 108、调制解调器104和处理器102。天线118从无线通信网络中的另一主机设备或基站等接收RF无线通信信号。该RF无线通信信号通过双工器116被定向到模拟接收器114。在一些实施例中，一种低噪声放大器等放大器可以用于放大RF无线通信信号。在一些实施例中，一种低通、带通或高通滤波器等嵌入式滤波器可以用于对接收到的RF无线通信信号进行调节。在一些实施例中，模拟接收器114中的嵌入式混频器可以从锁相环110接收LO信号，该LO信号的相位与主机设备的公共时钟是同步的。该混频器使用LO信号将RF无线通信信号下变频为基带无线通信信号。ADC 160将模拟无线通信信号转换为数字无线通信信号。调制解调器104和处理器102接收并处理数字无线通信信号。

在使用频分双工(frequency division duplex，FDD)技术时，收发器100的接收路径和发射路径通常在不同的载波频率下工作。然而，当使用Wi-Fi或WiGig等时分双工(timedivision duplex，TDD)技术时，发射路径和接收路径可以在不同的时隙但相同的载波频率下工作。因此，在收发器100中，单个天线可能足以进行发射和接收。

如上所述，与无线通信收发器不同，典型的无线感测收发器可以作为独立设备运行。而且，由于发射信号和反射的接收信号几乎同时被发射和接收，所以无线感测收发器需要多个天线。图2为一种用于无线感测的示例性无线感测收发器150的示意图。无线感测收发器150可以安装在主机设备中。

在典型的无线感测操作中，发射RF信号，接收该RF信号的反射信号，然后，分析反射RF信号，以监测心跳速率、监测呼吸速率、检测物体、确定物体的位置、确定物体的运动等。例如，为了监测呼吸速率，可以将脉冲或连续RF信号导向用户的胸部。可以对来自胸部的反射信号执行基于时间的分析，以估计胸部运动产生的呼吸速率。再如，为了监测心跳，可以将脉冲或连续RF信号导向人。根据反射信号的检测时间和频率，分析反射RF信号。在一个实施例中，RF信号是一个脉冲信号。在其它实施例中，RF信号可以是一个连续波信号。在一些实施例中，无线感测收发器150和反射服务之间的距离可以非常短(例如在毫米范围内)。在其它实施例中，无线感测收发器150之间的距离可以很长(例如多米)。

如图所示，无线感测收发器150包括处理器102、存储器103、数字发射器154、数字接收器156、DAC 106、ADC 108、锁相环110、模拟发射器112、模拟接收器114以及一对天线118和158，这些可以(也可以不)如图2所示进行设置。在无线感测收发器150中，可以通过天线118发射预定义的探测信号，例如单音波形、调频连续波形(frequency-modulatedcontinuous waveform，FMCW)或分段频率波形。发射信号可能会被物体160反射，反射RF信号然后在天线158处接收。无线感测收发器150几乎同时发射和接收探测信号的反射信号，然后对该反射信号进行处理以提取与反射物体160相关的信息。对反射探测信号进行处理使得无线感测收发器150可以检测物体(例如人类)、确定位置、确定运动或检测其它高级生理特征(例如呼吸率、心跳速率等)。无线感测收发器150中的发射路径和接收路径可以在相同的频率下工作，并且可以同时承载感测信号。

无线感测收发器150包括数字发射器154、数字接收器156和最初不存在于收发器100中的第二天线158。数字发射器154是任何用于生成数字无线感测信号的组件或组件集合。数字接收器156是任何用于接收数字无线感测信号的组件或组件集合。数字接收器156可以使用或包括一种基于离散傅里叶变换(discrete Fourier transform，DFT)的估计算法，以检测目标的距离、确定多普勒频移，用于对探测信号进行下采样或对反射信号进行其它处理任务。

在发射路径上，数字发射器154生成数字无线感测信号。在一个实施例中，处理器102生成待由数字发射器154驱动的信号。在另一个实施例中，无线感测收发器150可以可选地包括由数字发射器154驱动的音调发生器(未示出)。在这样一个实施例中，可选的音调发生器或数字发射器可以由处理器102控制来生成数字无线信号。DAC 106将数字无线感测信号转换为模拟无线感测信号。模拟发射器112中的混频器可以使用来自锁相环110的LO信号将模拟无线感测信号上变频到RF无线感测信号。在一些实施例中，嵌入在模拟发射器112中的滤波器可以用于对RF信号进行调节，以去除其它频率的不需要的噪声等。在一些实施例中，模拟发射器中的放大器可以在进行发射之前放大RF感测信号。然后，RF感测信号通过天线118发射。

在接收路径上，天线158接收RF无线感测信号，其为通过天线118发射的RF无线信号的反射信号。由于无线感测收发器150包括用于发射和接收的两个单独天线，所以不需要双工器。反射信号的一个示例是来自皮肤等身体部位的反射信号，然后对反射信号进行处理，以检测用户的心跳。应了解的是，反射信号可以是其它物体的反射信号，并且可以用于各种应用中。接收到的RF无线信号可以通过模拟接收器114中的嵌入式低噪声放大器等进行放大。在其它实施例中，模拟接收器114可以包括一种滤波器，以去除频率不同于无线感测收发器150的工作频率的不需要的RF信号。模拟接收器114中的嵌入式混频器可以使用来自锁相环110的LO信号将接收到的RF信号下变频为模拟无线感测信号。处理器和数字接收器156然后可以对反射感测信号进行处理。

应了解的是，用于无线感测的收发器与用于无线通信的收发器之间存在一些区别。例如，每个收发器可以发射不同类型的信号。对应地，每个收发器的接收侧的信号处理也可以不同。同理，一个收发器的特定特性不一定适用于另一个收发器。例如，无线感测中从发射天线泄漏到接收天线的泄漏信号的功率可以大于预期反射信号的功率，泄漏信号具有几乎同时的发射和接收特性。因此，各种方法可以用于解决无线感测应用中的干扰问题。无线通信通常不存在这个问题。

还应了解的是，在使用自混频技术(即使用相同的载波信号进行发射和接收)的无线感测中，基带带宽通常比无线通信中的基带带宽窄。在无线通信中，通信信道的信道容量或通过信道通信的数据速率与信道的带宽直接相关。因此，在传输大量数据的无线通信中，优选使用更大的带宽。相反，无线感测中期望使用窄带宽。例如，待由无线感测设备监测的生命体征信号具有非常窄的带宽(例如典型的呼吸小于一半赫兹(Hz)，心跳刚过1Hz)在这一示例中，基带带宽降到最低，只允许通过生命体征信号且阻止高频干扰通过。例如，用于无线通信信号的基带带宽可以是1.76GHz，而用于无线感测的基带带宽可以是2MHz。

如图所示，无线感测收发器150可以与收发器100共用几个公共组件块。收发器100和无线感测收发器150的公共组件包括处理器102、存储器103、DAC 106、ADC 108、锁相环110、模拟发射器112、模拟接收器114和天线118。本发明各个实施例的优点是提供了一种收发器的替代结构，由于不同收发器中存在公共组件，所以能够同时在无线通信和无线感测中操作。

图3为一种传输无线通信信号和无线感测信号的示例性收发器200的示意图。收发器200可以安装在主机设备中。如图所示，收发器200包括处理器102、存储器103、调制解调器104、无线感测数字发射器154、无线感测数字接收器156、DAC 106、ADC 108、锁相环110、模拟发射器112、模拟接收器114以及一对天线118和158，这些可以(也可以不)如图3所示进行设置。应了解的是，锁相环110可以提供LO信号作为模拟接收器114的输入。

在本实施例中，现有无线通信系统增加了无线感测功能，是通过在收发器100中添加无线感测收发器150的第二天线158、无线感测数字发射器154和无线感测数字接收器156来实现的。由于收发器200中的发射路径和接收路径是分开且不同的，所以不再需要双工器。第二天线158取代了双工器116。

用于无线感测和无线通信的公共组件包括处理器102、存储器103、DAC 106、ADC108、锁相环110、模拟发射器112、模拟接收器114以及天线118和158。无线感测数字发射器154和无线感测数字接收器156主要用于无线感测，而调制解调器104主要用于无线通信。

无线感测数字发射器154生成无线感测探测信号，这些信号通过DAC 106、模拟发射器112发射，然后通过天线118传播。反射信号在天线158处接收，然后通过模拟接收器114和ADC 108传输到无线感测数字接收器156。该信号接着由处理器102和存储器103进行处理。因此，收发器200的优点在于，通过添加一个天线和两个低成本数字模块，使原来的单天线通信收发器增加了无线感测功能。

在无线通信中，处理器102、存储器103和调制解调器104生成无线通信信号，该信号通过DAC 106和模拟发射器112发射，然后通过天线118传播。接收到的通信信号在天线158处接收，然后通过模拟接收器114和ADC 108传送到调制解调器104，并由处理器102和存储器103进行处理。

需要说明的是，无线通信和无线感测是收发器200的两种不同的工作模式。工作模式可以通过高级软件等自动选择，也可以手动选择。例如，蜂窝电话可以切换到通信模式以发射数据，而在其它时间以感测模式工作。

图4为一种传输无线通信信号和无线感测信号的示例性收发器300的示意图。收发器300可以安装在主机设备中。如图所示，收发器300包括处理器102、存储器103、调制解调器104、无线感测数字发射器154、无线感测数字接收器156、一对DAC 106和302、一对ADC108和304、锁相环110、一对模拟发射器112和306、一对模拟接收器114和308、一对双工器116和310以及一对天线118和312，这些可以(也可以不)如图4所示进行设置。应了解的是，锁相环110可以提供LO信号作为模拟发射器112和306以及模拟接收器114和308的输入。

在本实施例中，双天线无线通信收发器增加了无线感测功能，是通过在该双天线无线通信收发器中添加无线感测数字发射器154和无线感测数字接收器156来实现的。由于收发器300配备有多个发射和接收路径，因此与收发器200相比，收发器300可以具有额外的功能。在一些实施例中，无线通信可以适用于2×2多输入多输出(multiple-inputmultiple output，MIMO)雷达技术。在一些应用中，无线收发器300可以能够与无线通信网络内的两个不同设备进行通信。

收发器300的优点在于，使原来的双天线无线通信收发器，例如智能手机的双天线Wi-Fi收发器，增加了无线感测功能。原来的双天线无线通信收发器包括两个天线、两个发射路径链和两个接收路径链，以获得更好的通信性能(例如更高的数据传输速率)。为了重用原来的无线通信收发器，除用于发射探测信号的一个发射路径链和用于几乎同时接收探测信号的一个接收路径链之外，还可以使用两个天线中的一个进行无线感测。

用于无线感测和无线通信的公共组件包括处理器102、存储器103、DAC 106、ADC304、锁相环110、模拟发射器112、模拟接收器308、双工器116和310以及天线118和158。无线感测数字发射器154和无线感测数字接收器156用于无线感测，而调制解调器104用于无线通信。ADC 108和模拟接收器114用在无线通信的第二接收路径上，而DAC 302和模拟发射器306用在无线通信的第二发射路径上。

无线感测数字发射器154生成无线感测探测信号，这些信号通过DAC 106、模拟发射器112发射，然后由双工器116引导通过天线118传播。反射的感测RF信号在天线158处接收，然后通过模拟接收器308和ADC 304传送到无线感测数字接收器156。该信号接着由处理器102和存储器103进行处理。因此，收发器300的优点在于，通过添加两个低成本数字模块，使原来的双天线通信收发器增加了无线感测功能。

在用于无线通信的第一路径上，处理器102、存储器103和调制解调器104生成无线通信信号，该信号通过DAC 106和模拟发射器112发射，然后由双工器116引导通过天线118传播。在用于无线通信的第二路径上，处理器102、存储器103和调制解调器104生成无线通信信号，该信号通过DAC 302和模拟发射器306发射，然后由双工器310引导通过天线158传播。

在用于无线通信的第一路径上，接收到的通信信号在天线118处接收，然后由双工器116引导通过模拟接收器114和ADC 108传送到调制解调器104，并由处理器102和存储器103进行处理。在用于无线通信的第二路径上，接收到的通信信号在天线158处接收，然后由双工器310引导通过模拟接收器308和ADC 304传送到调制解调器104，并由处理器102和存储器103进行处理。

图5为一种传输无线通信信号和无线感测信号的示例性收发器350的示意图。收发器350可以安装在主机设备中。如图所示，收发器350包括处理器102、存储器103、调制解调器104、无线感测数字发射器154、无线感测数字接收器156、一对DAC 106和302、若干个ADC108、304和358、锁相环110、一对模拟发射器112和306、一对模拟接收器114和158、一对双工器116和310、一对天线118和312以及模拟基带(analog baseband，BB)接收器356，这些可以(也可以不)如图5所示进行设置。应了解的是，锁相环110可以提供LO信号作为模拟发射器112和306以及模拟接收器114和308的输入。模拟接收器308包括RF组件352和模拟组件354。ADC 358是一种低采样率/高分辨率的ADC。

模拟接收器308中的RF组件可以包括RF相关组件，例如混频器和低噪声放大器。模拟接收器308中的模拟组件可以包括非RF相关组件，例如低通滤波器。

如上所述，无线通信和无线感测收发器可以具有不同的运行要求。具体地，这些差异可以适用于模拟基带接收器和ADC。在一些实施例中，与无线通信信号相比，无线感测信号的基带信号可以具有更低的带宽和更大的动态范围。典型的无线通信收发器中的模拟基带接收器和ADC可能无法满足无线感测信号的运行要求。因此，在一些实施例中，具有窄带模拟基带的模拟基带接收器356可以用于无线感测。此外，连接到模拟基带接收器356的ADC358，相比于ADC 108和304，可以是一种高分辨率和/或低采样率的ADC。这种针对不同信号以不同速率进行采样的自适应技术方案能够有利于降低工作功率、提高系统效率。

通常，高分辨率的ADC对应于一种码率大于或等于10比特的ADC。相反，低分辨率的ADC或典型的ADC对应于一种码率小于10比特的ADC。通常，高采样率的ADC对应于一种采样率大于或等于100MHz的ADC。相反，低采样率或典型的采样率对应于小于100MHz的采样率。应了解的是，采样率和分辨率根据应用而定并因此而变化。例如，高速低分辨率的ADC对应于一种800MHz的8比特的ADC，而低速高分辨率的ADC对应于一种4MHz时的14比特的ADC。

改进的收发器350的优点在于，在不添加任何额外天线的情况下，使双天线无线通信收发器增加了无线感测功能。将窄带/高动态范围基带接收器和高分辨率/低采样率的ADC包含在内提高了无线感测的性能和鲁棒性。

在收发器350中，包括两个单独通信路径的现有无线通信系统中增加了无线感测功能。无线感测数字发射器154被添加到最初用于无线通信的发射路径之一中。无线感测数字接收器156、ADC 358和模拟基带接收器356被添加到最初用于无线通信的接收路径之一中。

用于无线感测和无线通信的公共组件包括处理器102、存储器103、DAC 106、锁相环110、模拟发射器112、模拟接收器308中的RF组件352、双工器116和310以及天线118和158。无线感测数字发射器154、无线感测数字接收器156、ADC 358和模拟基带接收器356用于无线感测，而

调制解调器104用于无线通信。ADC 108和模拟接收器114用在无线通信的第二接收路径上，而DAC 302和模拟发射器306用在无线通信的第二发射路径上。无线感测部分共用的无线通信接收路径包括ADC 304和模拟接收器308中的模拟组件354。

无线感测数字发射器154生成无线感测探测信号，这些信号通过DAC 106、模拟发射器112发射，然后由双工器116引导通过天线118传播。反射的感测RF信号在天线158处接收，然后通过模拟接收器308中的RF组件352、模拟基带接收器356和ADC 358传送到无线感测数字接收器156。该信号接着由处理器102和存储器103进行处理。因此，收发器350的优点在于，通过添加两个低成本数字模块和两个低成本模拟模块，使原来的双天线通信收发器增加了无线感测功能。

在用于无线通信的第一发射路径上，处理器102、存储器103和调制解调器104生成无线通信信号，该信号通过DAC 106和模拟发射器112发射，然后由双工器116引导通过天线118传播。在用于无线通信的第二发射路径上，处理器102、存储器103和调制解调器104生成无线通信信号，该信号通过DAC 302和模拟发射器306发射，然后由双工器310引导通过天线158传播。

在用于无线通信的第一接收路径上，接收到的通信信号在天线118处接收，然后由双工器116引导通过模拟接收器114和ADC 108传送到调制解调器104，并由处理器102和存储器103进行处理。在用于无线通信的第二接收路径上，接收到的通信信号在天线158处接收，然后由双工器310引导通过模拟接收器308和ADC 304传送到调制解调器104，并由处理器102和存储器103进行处理。

图6为一种传输无线通信信号和无线感测信号的示例性收发器400的示意图。收发器400可以安装在主机设备中。如图所示，收发器400包括处理器102、存储器103、调制解调器104、无线感测数字发射器154、无线感测数字接收器156、一对DAC 106和302、若干个ADC108、304和358、锁相环110、一对模拟发射器112和306、一对RF模拟接收器406和408、若干个模拟基带接收器410、412和356、开关414以及多个天线118、158、402和404，这些可以(也可以不)如图6所示进行设置。

应了解的是，锁相环110可以提供LO信号作为模拟发射器112和306以及RF模拟接收器406和408的输入。还应了解的是，即使图6示出了4个天线，也可以设想一种包括更多天线和额外的发射和接收路径的收发器，以考虑使用8×8MIMO等技术。RF模拟接收器406和408可以包括RF相关组件，例如混频器和低噪声放大器。模拟基带接收器410和412可以包括非RF相关组件，例如低通滤波器。收发器400中的多个天线可以用于无线通信中的多输入多输出(multiple-input and multiple-output，MIMO)方法。MIMO用于通过多个天线增加无线链路的容量，从而利用多径传播等。

收发器400使包括多个天线的现有无线通信收发器(例如WiGig收发器)增加了无线感测功能。在发射路径上，无线感测探测信号可以使用任一发射路径同时或相互交替进行发射。在接收路径上，开关414可以用于以交替的顺序采样反射信号，以便由无线感测数字接收器156进行处理。收发器400的优点在于，在不添加额外天线的情况下，使现有多天线无线通信收发器增加了无线感测功能。收发器400还可以增加通过MIMO雷达技术实现的无线感测功能，这样能够确定产生无线感测探测信号反射的物体的方向。将窄带/高动态范围基带接收器和高分辨率/低采样率的ADC包含在内提高了无线感测的性能和鲁棒性。

用于无线感测和无线通信的公共组件包括处理器102、存储器103、DAC 106和302、锁相环110、模拟发射器112和306、RF模拟接收器406和408以及天线118、158、402和404。无线感测数字发射器154、无线感测数字接收器156、ADC 358、模拟基带接收器356和开关414用于无线感测，而调制解调器104、ADC 108和304以及模拟基带接收器410和412用于无线通信。

无线感测数字发射器154生成无线感测探测信号，该信号可以同时或交替地从两个不同的发射路径链发射而来。在第一无线感测发射路径上，探测信号是在通过DAC 106和模拟发射器112传送之后通过天线118发射的。在第二无线感测发射路径上，探测信号是在通过DAC 302和模拟发射器306传送之后通过天线402发射的。

在接收侧，反射的感测RF信号在天线158和404处接收。在第一无线感测接收路径上，反射的感测信号在通过RF模拟接收器406、开关414、模拟基带接收器356和ADC 358之后在无线感测数字接收器156处接收。在第二无线感测接收路径上，反射的感测信号在通过RF模拟接收器408、开关414、模拟基带接收器356和ADC 358之后在无线感测数字接收器156处接收。在切换方案中，开关414用于对天线158和404处接收到的反射RF信号进行交替采样。因此，收发器400的优点在于，通过添加两个低成本数字模块和两个低成本模拟模块，使现有四双天线通信收发器增加了MIMO相关的无线感测功能。

在用于无线通信的第一发射路径上，处理器102、存储器103和调制解调器104生成无线通信信号，该信号通过DAC 106和模拟发射器112发射，然后通过天线118传播。在用于无线通信的第二发射路径上，处理器102、存储器103和调制解调器104生成无线通信信号，该信号通过DAC 302和模拟发射器306发射，然后通过天线402传播。

在用于无线通信的第一接收路径上，接收到的通信信号在天线158处接收，然后通过RF模拟接收器406、模拟基带接收器410和ADC 108传送到调制解调器104，并由处理器102和存储器103进行处理。在用于无线通信的第二接收路径上，接收到的通信信号在天线404处接收，然后通过RF模拟接收器408、模拟基带接收器412和ADC 304传送到调制解调器104，并由处理器102和存储器103进行处理。

图7为一种传输无线通信信号和无线感测信号的示例性收发器500的示意图。收发器500可以安装在主机设备中。如图所示，收发器500包括处理器102、存储器103、调制解调器104、无线感测数字发射器154、无线感测数字接收器156、若干个DAC 106、302和502、若干个ADC 108、304和358、锁相环110、若干个模拟基带发射器508、510和504、一对RF模拟发射器512和514、一对RF模拟接收器406和408、若干个模拟基带接收器410、412和356、一对开关414和506以及多个天线118、158、402和404，这些可以(也可以不)如图7所示进行设置。

应了解的是，锁相环110可以提供LO信号作为RF模拟发射器512和514以及RF模拟接收器406和408的输入。还应了解的是，即使图7示出了4个天线，也可以设想一种包括更多天线和额外的发射和接收路径的收发器，以考虑使用8×8MIMO等技术。RF模拟接收器512和514可以包括RF相关组件，例如混频器和放大器。模拟基带发射器508和510可以包括非RF相关组件，例如滤波器。收发器500中的多个天线可以用于无线通信中的多输入多输出(multiple-input and multiple-output，MIMO)方法。

收发器500使包括多个天线的现有无线通信收发器(例如WiGig收发器)增加了无线感测功能。在发射路径上，添加窄带DAC 502和窄带基带发射器504用于无线感测。窄带DAC 502和窄带基带发射器504为无线感测提供低功率选择。

通常，高分辨率的DAC对应于一种码率大于或等于10比特的DAC。相反，低分辨率的DAC或典型的DAC对应于一种码率小于10比特的DAC。通常，高采样率的DAC对应于一种采样率大于或等于100MHz的DAC。相反，低采样率或典型采样率的DAC对应于一种采样率小于100MHz的DAC。应了解的是，采样率和分辨率根据应用而定并因此而变化。例如，高速低分辨率的DAC对应于一种800MHz的8比特的DAC，而低速高分辨率的DAC对应于一种4MHz的14比特的DAC。这种针对不同信号以不同速率进行采样的自适应技术方案能够有利于降低工作功率、提高系统效率。

收发器500还可以增加通过MIMO雷达技术实现的无线感测功能，这样能够确定产生无线感测探测信号反射的物体的方向。改进的收发器500的优点在于，在不添加任何额外天线的情况下，使双天线无线通信收发器增加了无线感测功能。

用于无线感测和无线通信的公共组件包括处理器102、存储器103、锁相环110、RF模拟发射器512和514、RF模拟接收器406和408以及天线118、158、402和404。无线感测数字发射器154、无线感测数字接收器156、DAC 502、ADC 358、模拟基带发射器504、模拟基带接收器356以及开关506和414用于无线感测，而调制解调器104、DAC 106和302、ADC 108和304、模拟基带发射器508和510以及模拟基带接收器410和412用于无线通信。

无线感测数字发射器154生成无线感测探测信号，该信号可以同时或交替地从两个不同的发射路径链发射而来。探测信号通过DAC 502、模拟基带发射器504，然后在开关506处分流到两个发射路径链。在第一无线感测发射路径上，探测信号在通过RF模拟发射器512之后使用天线118发射。在第二无线感测发射路径上，探测信号在通过RF模拟发射器514之后使用天线402发射。

在接收侧，反射的感测RF信号在天线158和404处接收。在第一无线感测接收路径上，反射的感测信号在通过RF模拟接收器406、开关414、模拟基带接收器356和ADC 358之后在无线感测数字接收器156处接收。在第二无线感测接收路径上，反射的感测信号在通过RF模拟接收器408、开关414、模拟基带接收器356和ADC 358之后在无线感测数字接收器156处接收。在切换方案中，开关414用于对天线158和404处接收到的反射RF信号进行交替采样。

在用于无线通信的第一发射路径上，处理器102、存储器103和调制解调器104生成无线通信信号，该信号通过DAC 106、模拟基带发射器508和RF模拟发射器512发射，然后使用天线118传播。在用于无线通信的第二发射路径上，处理器102、存储器103和调制解调器104生成无线通信信号，该信号通过DAC 302、模拟基带发射器510和RF模拟发射器514发射，然后使用天线402传播。

在用于无线通信的第一接收路径上，接收到的通信信号在天线158处接收，然后通过RF模拟接收器406、模拟基带接收器410和ADC 108传送到调制解调器104，并由处理器102和存储器103进行处理。在用于无线通信的第二接收路径上，接收到的通信信号在天线404处接收，然后通过RF模拟接收器408、模拟基带接收器412和ADC 304传送到调制解调器104，并由处理器102和存储器103进行处理。

图8为一种传输数据的网络600的示意图。网络600包括具有覆盖区域601的基站610、多个UE 620和回传网络630。如图所示，基站610与UE 620建立上行(短划线)和/或下行(点虚线)连接，这些连接用于将数据从UE 620传送到基站610，反之亦然。通过上行/下行连接传输的数据可以包括在移动设备620之间传输的数据以及通过回程网络630往返远端(未示出)传输的数据。本文所使用的术语“基站”是指任何用于提供网络无线接入的任何网络侧设备，例如增强型基站(eNodeB或eNB)、gNB、发射/接收点(transmit/receive point，TRP)、宏小区、毫微微小区、Wi-Fi接入点(Access Point，AP)和其它无线使能设备。基站可以根据一个或多个无线通信协议提供无线接入，例如第五代新空口(5th generation newradio，5G NR)、LTE、LTE高级(LTE advanced，LTE-A)、高速分组接入(High Speed PacketAccess，HSPA)、Wi-Fi 802.11a/b/g/n/ac等。本文所使用的术语“UE”是指任何用于通过与基站建立无线连接的用户侧设备，例如移动设备、移动站(mobile station，STA)、车辆和其它无线使能设备。在一些实施例中，网络600可以包括各种其它无线设备，例如中继站、低功率节点等。虽然应理解，通信系统可以采用能够与多个UE通信的多个接入节点，但为了简单起见，只示出了一个基站610和两个UE 620。

图9为另一种执行本文所述方法的示例性处理系统700的框图。处理系统700可以安装在主机设备中。如图所示，处理系统700包括处理器702，存储器704以及接口706、708和710，这些可以(也可以不)如图9所示进行设置。处理器702可以是任何用于执行计算和/或其它处理相关任务的组件或组件集合，存储器704可以是任何用于存储供处理器702执行的编程和/或指令的组件或组件集合。在一个实施例中，存储器704包括非瞬时性计算机可读介质。接口706、708和710可以是任何使得处理系统700与其它设备/组件和/或用户进行通信的组件或组件集合。在一个实施例中，接口706、708和710中的一个或多个可以用于将数据、控制或管理消息从处理器702传送给安装在主机设备和/或远程设备上的应用。在另一个实施例中，接口706、708和710中的一个或多个可以用于使得用户或用户设备(例如个人计算机(personal computer，PC)等)与处理系统700进行交互/通信。处理系统700可以包括图9中未示出的其它组件，例如长期存储器(例如非易失性存储器等)。

在一些实施例中，处理系统700包括在网络设备中，该网络设备接入电信网络或者是电信网络一部分。在一个实施例中，处理系统700位于无线或有线电信网络中的网络侧设备中，例如基站、中继站、调度器、控制器、网关、路由器、应用服务器或电信网络中的任何其它设备。在其它实施例中，处理系统700位于接入无线或有线电信网络的用户侧设备中，例如移动台、用户设备(user equipment，UE)、个人计算机(personal computer，PC)、平板电脑、可穿戴通信设备(例如智能手表等)、无线功能车辆、无线功能行人、无线功能基础设施元件或用于接入电信网络的任何其它设备。

在一些实施例中，接口706、708和710中的一个或多个将处理系统700连接到用于通过电信网络发射和接收信令的收发器。图10为一种用于经由电信网络发射和接收信令的收发器1000的框图。收发器800可以安装在主机设备中。如图所示，收发器800包括网络侧接口802、耦合器804、发射器806、接收器808、信号处理器810和设备侧接口812。网络侧接口802可以包括任何用于通过无线或有线电信网络发射或接收信令的组件或组件集合。耦合器804可以包括任何用于促进通过网络侧接口802进行双向通信的组件或组件集合。发射器806可以包括任何用于将基带信号转换为适于通过网络侧接口802发射的调制载波信号的组件或组件集合(例如上变频器、功率放大器等)。接收器808可以包括任何用于将通过网络侧接口802接收到的载波信号转换为基带信号的组件或组件集合(例如下变频器、低噪声放大器等)。信号处理器810可以包括任何用于将基带信号转换为适于通过一个或多个设备侧接口812进行通信的数据信号(或将数据信号转换为数据信号)的组件或组件集合。一个或多个设备侧接口812可以包括任何用于在信号处理器810与主机设备(例如处理系统700、局域网(local area network，LAN)端口等)内的各组件之间进行数据信号通信的组件或组件集合。

收发器800可以通过任何类型的通信介质来发射和接收信令。在一些实施例中，收发器800通过无线介质来发射和接收信令。在一些实施例中，收发器800可以是用于根据无线电信协议进行通信的无线收发器，例如蜂窝协议(例如长期演进(long-term evolution，LTE)等)、无线局域网(wireless local area network，WLAN)协议(例如Wi-Fi等)或任何其它类型的无线协议(例如蓝牙、近场通信(near field communication，NFC等)。在这些实施例中，网络侧接口802包括一个或多个天线/辐射单元。在一些实施例中，网络侧接口802可以包括单天线、多个独立天线或用于多层通信的多天线阵列，例如单输入多输出(singleinput multiple output，SIMO)、多输入单输出(multiple input single output，MISO)、多输入多输出(multiple input multiple output，MIMO)等。在其它实施例中，收发器800通过双绞电缆、同轴电缆、光纤等有线介质来发射和接收信令。特定的处理系统和/或收发器可以利用所示的所有组件，或者仅利用这些组件的子集，并且集成的水平可能因设备而异。

图11A和图11B为用于无线通信的示例性方法的流程图。这些方法可以由主机设备中的公共收发器执行。图11A为一种用于公共收发器的发射路径上的无线通信的示例性方法850的流程图。在步骤852中，所述公共收发器使用其中的公共处理器和调制解调器生成数字无线通信信号。在所述公共收发器包括多个发射路径的一些实施例中，可以为每个发射路径生成多个无线通信信号。在步骤854中，使用DAC将所述数字无线通信信号转换为模拟无线通信信号。在一些实施例中，所述DAC可以是用于无线通信和无线感测的公共组件。在一些实施例中，无线通信和无线感测可以具有不同的DAC。在步骤856中，模拟发射器用于放大所述模拟无线通信信号。在一些实施例中，所述模拟发射器还可以用于滤波无用信号。在步骤858中，通过所述公共收发器的公共发射天线，发射所述放大的模拟无线通信信号。

图11B为一种用于公共收发器的接收路径上的无线通信的示例性方法870的流程图。在步骤872中，所述公共收发器通过其中的公共接收天线接收模拟无线通信信号。在所述公共收发器包括多个接收路径的一些实施例中，可以通过多个公共接收天线接收多个无线通信信号。在步骤874中，模拟接收器可以用于放大所述接收到的模拟无线通信信号。在一些实施例中，所述模拟发射器还可以滤波出无用信号。在步骤876中，使用ADC将所述模拟无线通信信号转换为数字无线通信信号。在一些实施例中，所述ADC可以是无线通信和无线感测共用的公共组件。在一些实施例中，无线感测和无线通信分别可以具有不同的ADC。在步骤878中，所述公共收发器的公共处理器和调制解调器处理所述数字无线通信信号。

图12A和图12B为用于无线感测的示例性方法的流程图。这些方法可以由主机设备中的公共收发器执行。图12A为一种用于公共收发器的发射路径上的无线感测的示例性方法900的流程图。在步骤902中，所述公共收发器使用公共处理器和无线感测数字发射器生成数字无线感测信号。在在所述公共收发器包括多个发射路径的一些实施例中，可以生成多个无线感测信号。在步骤904中，使用DAC将所述数字无线感测信号转换为模拟无线感测信号。在一些实施例中，所述DAC可以被无线通信路径共用。在一些实施例中，所述DAC可以能够在比用于无线通信的DAC窄的频带下工作。在步骤906中，模拟发射器可以用于放大所述无线感测信号。在一些实施例中，所述模拟发射器可以在与用于无线通信的模拟发射器不同的基带下工作。在一些实施例中，开关可以用于将多个无线感测信号导向到多个发射路径。在步骤908中，通过所述收发器的公共天线，发射所述放大的模拟无线感测信号。

图12B为一种用于公共收发器的接收路径上的无线感测的示例性方法920的流程图。在步骤922中，所述公共收发器通过其中的公共接收天线接收模拟无线感测信号。所述模拟无线感测信号是由所述公共收发器发射的无线感测信号的反射信号。在所述公共收发器包括多个接收路径的一些实施例中，可以通过多个公共接收天线接收多个无线感测信号。在步骤924中，模拟接收器可以用于放大所述接收到的模拟无线感测信号。在一些实施例中，所述模拟接收器还可以具有窄带模拟基带。在步骤926中，使用ADC将所述模拟无线感测信号转换为数字无线感测信号。在一些实施例中，与用于无线通信的ADC相比，所述ADC可以是一种高分辨率和/或低采样率的ADC。在一些实施例中，开关可以用于采样在多个公共接收天线处接收到的无线感测信号。在这些实施例中，引起反射的物体的方向可以通过信号采样来确定。在步骤928中，公共处理器和无线感测数字接收器可以用于处理所述无线感测信号。

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