CN109154649B - 基于参考信号发射来检测运动 - Google Patents

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Abstract

在一般方面，基于无线信号来检测对象的运动。在一些方面，空间内的接收器接收无线信号；无线信号基于利用发射器的参考信号的发射。所接收到的各无线信号基于参考信号在不同时间的相应发射。基于所接收到的无线信号和参考信号来确定信道响应。各信道响应是基于所接收到的无线信号中的相应无线信号来确定的。基于信道响应来检测空间内的对象的运动。

Description

基于参考信号发射来检测运动
优先权
本申请要求2016年5月11日提交的、标题为“Detecting Motion Based onReference Signal Transmissions(基于参考信号发射来检测运动)”的美国申请15/151,571的优先权，其通过引用而并入于此。
背景技术
以下描述涉及例如基于参考信号发射来检测运动。
已经使用运动检测***来检测例如室内或室外区域中的对象的移动。在一些示例性运动检测***中，使用红外或光学传感器来检测传感器视场中的对象的移动。运动检测***已用在安全***、自动化控制***和其它类型的***中。
附图说明
图1是示出具有示例性运动检测***的环境的图。
图2是示例性接收器的图。
图3是示例性信道估计器的图。
图4A和4B是示出示例性运动检测处理的各方面的图。
图5是示出平均信道响应的示例的绘图。
图6是示出用于检测运动的示例性处理的图。
具体实施方式
在所描述的一些方面中，基于参考信号的无线发射来检测对象的运动。无线发射可以是例如在射频(RF)频谱或其它频率范围内无线发射的电磁信号。在一些示例中，无线信号在ISM(工业、科学和医学)无线电频段或其它RF频段中发射。在一些实现中，运动检测器***包括无线发射器、无线接收器、无线收发器或它们的组合。运动检测器***可以用在诸如包括用于监视诸如房间、建筑物等的空间内的移动的控制中心的安全***等的较大的***中。
在一些实例中，当对象移动时，移动会影响无线信号传播所通过的通信信道，并且可以基于通过全部或部分受影响的通信信道所传播的无线信号来检测对象的移动。例如，可以基于所接收到的无线信号和已知的参考信号来确定信道响应，并且可以基于信道响应随时间的改变来检测对象的运动。在一些情况下，基于无线电传播路径中的信道改变，可以检测移动对象，并且可以基于无线电信道的测量来计算运动的强度(例如大小、速度)。
在一些情况下，运动检测***可以例如通过确定信道响应的质量度量指标、通过识别接收信号中的干扰、或者通过这些和其它技术的组合来减少或消除通信信道中的噪声和干扰的影响。在一些实现中，无线信号可在与移动对象相互作用之前或之后传播通过对象(例如，墙壁)，这使得可以在没有移动对象与传感器装置之间的光学视线(opticalline-of-sight)的情况下检测对象的移动。
在一些情况下，运动检测***可以在也受其它发射器影响的无线电环境中(例如，在未许可或许可的无线电频段中)操作。在一些情况下，运动检测***可以基于在频率方面与由另一***(例如，Wi-Fi信标、蓝牙装置等)生成的信号重叠的无线电信号来检测运动，或者侵入也可能在频段外发生并且(例如，由于测量设备中的非理想性等)仍然影响运动检测***所检测的信号。在一些情况下，运动检测***可以与这样的其它无线发射器共存，并且进行操作以检测运动检测***的无线电场范围的空间内的运动。运动检测***可以使得例如基于信道度量指标(metrics)的选择来调整运动检测范围。
图1是示出具有示例性运动检测***100的环境的图。示例性运动检测***100包括发射器101和接收器103。示例性发射器101包括脉冲形状发生器102、同相(I)正交(Q)调制电路104和天线106。示例性接收器103包括天线108、I/Q解调电路110和具有接收器前端数据处理设备114的运动检测数据处理设备112。运动检测***可以包括附加的或不同的特征，并且这些组件可以被配置为如关于图1所示的示例所描述的那样或以其它方式操作。
图1所示的示例性发射器101是射频发射器装置。在操作的一些方面，参考信号被输入到脉冲形状发生器102中，并且脉冲形状发生器102的输出被输入到I/Q调制电路104中以上变频为RF信号。RF信号从I/Q调制电路104输出，并由用于发送无线RF信号的天线106转换成无线RF信号。在所示的示例中，参考信号是伪随机码，其可以例如基于伪随机数发生器或其它类型的***的输出来获得。在一些情况下，可以使用其它类型的参考信号。
图1所示的示例性接收器103是射频(RF)无线接收器装置。在操作的一些方面，天线108接收无线RF信号，该无线RF信号被输入到I/Q解调电路110以对RF信号进行下变频。形成下变频信号的复值被输入到运动检测数据处理设备112中。图2示出示例性运动检测数据处理设备。在图1所示的示例中，接收器103也知道用于形成发射器101处所发射的RF信号的伪随机码。在一些情况下，示例性运动检测***100使用码分扩频信号，并且该扩频信号是已经在RF载波上调制的伪随机码。
如图1所示，运动检测场120驻留在发射器101和接收器103之间且接近两者的空间内。在所示的示例中，场120提供发射器101和接收器103之间的无线通信信道。在操作的一些方面，接收器103通过通信信道接收无线信号，并且所接收到的无线信号用于检测无线通信信道中对象(例如，人)的移动。
在一些情况下，无线信号的通信信道可以包括例如无线信号传播所通过的空气或另一其它介质。通信信道可以包括用于所发射的无线信号的多个路径。对于给定的通信信道(或通信信道中的给定路径)，所发射的信号可以被通信信道中的表面反射或散射。例如，作为发射信号入射在阻抗不连续处的结果而可能发生反射或散射，其中阻抗不连续可能发生在不同材料之间的边界处，诸如空气与墙壁之间的边界、空气与人之间的边界或其它边界等。在一些实例下，发射信号入射在第一材料(例如，空气)和第二材料(例如，墙壁)之间的边界上时，发射信号的一部分可以在该边界处被反射或散射。另外，发射信号的另一部分可以继续传播通过第二材料，它可以以另一方式被折射或受到影响。此外，传播通过第二材料的另一部分可以入射在另一边界上，并且进一步地，一部分可以在该边界处被反射或散射，而另一部分可以继续传播通过该边界。
在一些情况下，沿着通信信道的多个路径传播的信号可以在接收器处进行合成以形成接收信号。多个路径中的各个路径可能导致沿着相应路径的信号由于路径长度、信号的反射或散射或其它因素而具有相对于发射信号的衰减和相移。因此，接收信号可能具有相对于发射信号具有不同衰减和相移的不同分量。在使路径中的信号反射或散射的对象移动的情况下，传感器处的接收信号的分量可能改变。例如，路径长度可能改变，这导致相移更小或更大，并导致信号更多或更少的衰减。因此，可以在接收信号中检测到由对象的移动引起的改变。
在一些情况下，对通信信道中的发射信号的反射、散射或其它影响可能产生信道响应。在一些情况下，可以基于发射信号和接收信号的知识来确定信道响应。在对象在通信信道中移动的情况下，对通信信道中的发射信号的影响改变，因此，通信信道的信道响应也可能改变。因此，在信道响应中检测到的改变可以指示对象在通信信道内的移动。在一些实例中，噪声、干扰或其它现象会影响接收器检测到的信道响应，并且运动检测***可以减少或隔离这些影响，以提高运动检测能力的精度和质量。
图2是图1所示的接收器103的示例性实现的图。图1所示的接收器103可以以其它方式实现。如图2所示，示例性接收器103包括具有接收器前端数据处理设备114的运动检测数据处理设备112。
例如，运动检测数据处理设备112可以被实现为片上***(SoC)。运动检测数据处理设备112可以包括在与包括天线108和I/Q解调电路110的接收器电路相同的装置中(例如，在相同的壳体或组件中)，或者运动检测数据处理设备112可以远离接收器电路并且诸如通过网络(例如，局域网(LAN)、广域网(WAN)、因特网等或者它们的组合)或者其它类型连接而通信连接到接收器电路。在一些实现中，除了接收器前端数据处理设备114之外或与接收器前端数据处理设备114结合，运动检测数据处理设备112还包括可编程逻辑(例如，具有在其上实例化的核的现场可编程门阵列(FPGA)或其它类型的可编程逻辑)、通用处理器或数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)等或它们的组合。
在一些实现中，接收器前端数据处理设备114可以是或包括矢量处理器或其它类型的处理器。接收器前端数据处理设备114可以包括被配置为执行程序代码指令以执行图2的功能的可编程逻辑、通用处理器或DSP、或者ASIC等、或者它们的组合。
在一些实现中，接收器电路(例如，天线108、I/Q解调电路110以及可能的其它接收器电路)被配置为接收基于发射器(例如，图1所示的发射器101)对参考信号的发射的无线信号。所接收到的各无线信号基于参考信号在不同时间的相应发射；在一些实例中，所接收到的一个或多个无线信号包括噪声、来自其它源的干扰、基于其它发射的信号等。在图2的示例中，接收器电路将所接收到的各个无线信号输出到接收器前端数据处理设备114，接收器前端数据处理设备114被配置为基于所接收到的无线信号和参考信号来确定信道响应，其中各个信道响应基于所接收到的无线信号中的相应无线信号来确定。运动检测数据处理设备112被配置为基于信道响应来检测(例如，图1所示的场120中的对象的)运动。
如图2所示，接收器前端数据处理设备114包括三个信号处理路径。作为信道响应确定路径工作的第一路径包括信道估计器204和信道抽头(tap)选择器206。作为质量度量指标确定路径工作的第二路径包括信道滤波器208和质量度量指标计算单元210。作为干扰确定路径工作的第三路径包括接收信号强度指示(RSSI)测量单元216、缓冲器218、相关器组220和最大值选择器222。接收器前端数据处理设备114可以包括附加或不同的信号处理路径，其中各路径可以包括附加或不同的特征，并且路径的组件可以被配置为如关于图2所描述的那样或以其它方式工作。
在一些实现中，第一路径可以提供直接运动检测，并且第二路径和第三路径可以将非线性滤波器应用于检测度量指标。例如，非线性滤波器可以操作以净化运动检测数据，消除由于环境中的其它RF信号引起的错误警报，或者进行这些和其它处理的组合，以补充运动检测策略。在一些情况下，运动检测处理依赖于接收器所接收到的无线电信号能量。例如，如果以不同的延迟滞后检测到接收能量的显著改变，则可以以与这些延迟滞后相对应的范围触发运动检测。接收器可能对接收到的信号能量敏感。例如，如果运动检测使用ISM频段中的无线信号，则可能发生来自其它RF源的信道带宽内外两者的大量能量突发。在一些实现中，图2所示的示例中的三个并行路径可以操作以防止这种能量突发使运动检测偏斜(skewing)。
在图2所示的示例中，从I/Q解调电路110输出接收信号(例如，复信号)，并将该接收信号输入到RSSI测量单元216和同步单元202。可以是在发射器101处获得的伪随机码的存储备份的参考信号也被输入到同步单元202中。同步单元202使接收信号与参考信号同步(例如，同相)并输出同步接收信号。
在操作的一些方面，在信道响应确定路径中，来自同步单元202的同步接收信号和参考信号被输入到信道估计器204中。信道估计器204使用同步接收信号和参考信号来确定通信信道的信道响应。可以例如基于估计的数学理论来确定信道响应(hch)。例如，参考信号(Ref)可以用候选信道(hch)来修改，然后，可以使用最大似然法来选择与接收信号(Rcvd)最佳匹配的候选信道。在一些情况下，估计的接收信号是从参考信号(Ref)与信道估计(hch)的卷积获得的，然后，使信道响应(hch)的信道系数变化以使估计的接收信号的平方差最小化。这可以在数学上示出为：
其中，优化标准为：
最小化或优化处理可以利用自适应滤波技术，诸如最小均方(LMS)、归最小二乘(RLS)、批量最小二乘(BLS)等。信道响应可以是有限冲激响应(FIR)滤波器或无限冲激响应(IIR)滤波器等。
如上面的等式所示，接收信号可以被认为是参考信号和信道响应的卷积。卷积运算意味着信道系数与参考信号的各个延迟复制具有一定程度的相关性。因此，如上面的等式所示的卷积运算表明接收信号出现在不同的延迟点，其中各延迟复制由信道系数加权。
如图2所示，由信道估计器204确定的信道响应被输入到信道抽头选择器206中。边界(例如，用户定义的边界、计算的边界或其它类型的边界)也被输入到信道抽头选择器206中。信道抽头选择器206识别将选择和传递哪些信道系数以供进一步分析。在所示的示例中，边界定义了传递信道系数的所选抽头的范围；该范围之外的其它信道系数不被传递用于进一步处理。该范围内的所选信道系数被传递到由质量度量指标确定路径的输出控制的第一开关214。第一开关214的输出被输入到由干扰确定路径的输出控制的第二开关226的输入。第二开关226的输出被输入到窗口单元230。
在操作的一些方面，在质量度量指标确定路径中，参考信号被输入到信道滤波器208中。信道滤波器208接收由信道估计器204确定的信道响应(hch)并将信道响应(hch)应用于参考信号。参考信号(Ref)通过信道滤波器208，并且信道滤波器208输出作为基于信道响应(例如，基于如上所述的参考信号(Ref)与信道响应(hch)的卷积)所估计出的接收信号的估计的接收信号估计的接收信号和同步接收信号(Rcvd)被输入到对信号进行质量计算的质量度量指标计算单元210中。在一些示例中，质量计算包括计算同步接收信号(Rcvd)与估计的接收信号和同步接收信号(Rcvd)之间的差的点积，例如：
在一些情况下可以使用其它质量计算。在一些示例中，将点积或其它计算值的绝对值或大小用作信道响应的质量度量指标。在一些情况下，质量度量指标是相关性指标或其它类型的质量度量指标。
在一些实现中，质量度量指标计算可以生成质量度量指标(例如，相关性指标或其它类型的质量度量指标)的特定值，该质量度量指标的特定值从质量度量指标计算单元210输出到阈值单元212。阈值也被输入到阈值处理单元212。基于阈值和质量度量指标的值的比较，阈值处理单元212可以向第一开关214输出用以打开或闭合的指示。例如，如果相关性指标超过阈值，则可以闭合第一开关214。在一些情况下，在质量度量指标的计算值超过阈值的情况下，估计的接收信号与同步接收信号充分相关，以提供运动检测的可靠基础。通过进行该质量计算，在一些实例中，在后续处理中可以阻止基于存在显著噪声或干扰的接收信号的信道响应指示运动。
在操作的一些方面，在干扰确定路径中，接收信号被输入到RSSI测量单元216，其将接收信号强度输出到缓冲器218。从缓冲器218将接收信号强度输入到相关器组220。在所示的示例中，相关器组220将接收信号强度与具有急剧转换速率的已知脉冲相关联，这通常可以指示干扰。各个相关指示从相关器组220输出到最大值选择器222，并且最大值选择器222确定哪个相关指示最高。该最高相关指示从最大值选择器222输出到阈值单元224；阈值单元224还接收阈值。基于阈值和最高相关指标的比较，阈值单元224可以向第二开关226输出用以打开或闭合的指示。例如，如果最高相关指标超过阈值，则阈值单元224可以闭合第二开关226。通过将接收信号与已知脉冲相关，在一些实例中，可以识别与已知干扰模式(例如相邻频段中的通信突发、前端接收器增益改变的突然改变等)具有高相关性的接收信号，并且可以阻止基于这些接收信号的信道响应在后续处理中指示运动。
在图2所示的示例中，在第一开关214和第二开关226闭合的情况下，(在由边界指定的范围内的)所选信道系数被传递到窗口单元230。窗口单元230可以是例如被设置为存储所选信道系数的多个样本的缓冲器，其中样本基于参考信号在不同时间的发射。可以存储多个样本并将多个样本用于运动检测。根据存储在窗口单元230中的样本，改变检测单元232可以确定何时在样本中发生统计上显著改变以输出运动指示。在所示的示例中，运动指示基于所选信道响应的样本来指示何时检测到运动。在一些示例中，改变检测确定样本中的一个或多个信道系数(或针对信道系数的范围)的标准偏差，并且在至少一个标准偏差超过阈值的情况下，改变检测单元232输出运动指示。
图3是示例性信道估计器300的图。在一些情况下，示例性信道估计器300可用于实现图2所示的信道估计器204。如图3所示，接收信号(Rcvd)被输入到延迟线302以及参考信号(Ref)被输入到自适应滤波器304。延迟线302和自适应滤波器304的输出由乘法器306和相关单元308相关。相关单元308的输出被提供给优化单元310，其中优化单元310优化信道响应的信道系数，以使两个信号之间的相关的误差最小化。在一些情况下，一旦优化处理完成，基于环境中所遇到的反射，接收信号落在功率延迟分布中的不同点处。这可以通过信道响应中的离散脉冲来示出。将信道系数返回到自适应滤波器304。优化单元310可以实现任何自适应滤波技术，诸如LMS、RLS、BLS等。在一些情况下，信道估计器可以包括附加或不同的特征，并且组件可以如图所示或以其它方式操作。
图4A和4B是示出运动检测的示例的图。如图4A和4B所示，发射器400发射由接收器402接收到的信号。在一些情况下，发射器400和接收器402被实现为图1所示的示例性发射器101和接收器103。在所示的示例中，发射器400和接收器402驻留在具有两个对象404、406的空间内。该空间可以完全或部分地封闭，或者在空间的一个或多个边界处打开。在一些示例中，该空间可以是或可以包括单个房间、多个房间、建筑物等。
如图4A和4B所示，来自发射器400的无线信号被对象404、406反射并在接收器402处被接收。对象404、406可以是任何类型的静态或可移动对象，并且可以是有生命的或无生命的。例如，对象中的任一个可以是人、动物、无机对象(例如***、装置、设备或组件)、用于定义空间的全部或部分边界的对象(例如墙壁、门、窗等)或其它类型的对象。
图4A示出在初始时间处于它们各自位置的对象404、406。图4B示出稍后时间处于各自位置的对象404、406。在所示的示例中，由于第一对象404在所示的两个时间保持在相同位置和相同方向，因此第一对象404是静止的。示出了具有从发射器400到第一对象404的第一区段408和从第一对象404反射到接收器402的第二区段410的第一信号路径。此外，在所示的示例中，第二对象406移动；特别地，第二对象406的位置已经在初始时间(在图4A中)和稍后时间(在图4B中)发生改变。
在图4A中，在第一时间t1，示出了具有从发射器400到第二对象406的第三区段412和从第二对象406反射到接收器402的第四区段414的第二信号路径。在图4B中，在第二时间t2，在第二对象406移动之后，示出了具有从发射器400到第二对象406的第五区段416和从第二对象406反射到接收器402的第六区段418的第三信号路径。可以存在附加的或不同的信号路径，其可以包括一个或多个其它反射等。
在图4A中，信道响应对应于环境中的反射器，并且第一信号路径和第二信号路径各自引起对应于与信号路径相关联的相应延迟的信道响应的尖峰。例如，由于第二信号路径比第一信号路径长，因此与第一信号路径和第二信号路径相关联的尖峰将出现在信道响应中的不同点处。在图4B中，一旦第二对象406发生移动，第三信号路径可能比第二信号路径短。因此，与第三信号路径相关联的尖峰可能相对于与第一信号路径相关联的尖峰发生移动。可以(例如，通过改变检测单元232或其它装置)检测信道响应中的这种和其它类型的改变，并且作为结果可以指示运动。在某些类型的环境(例如，室内)中，存在来自边界墙壁的反射，并且可能存在许多其它反射。在一些实例中，运动检测***可以聚焦关注的特定范围的反射，并监视其分布的任何改变。
图5是示出平均信道响应的示例的绘图。图5所示的平均信道响应基于多个信道响应样本。图5所示的x轴500表示信道响应的延迟，并且图5所示的y轴502表示信道响应的大小。示出了平均信道系数504、506、508、510和512的示例。在平均信道系数508和510中每一个处，分别示出了具有方差516和520的平均线514和518。方差516和520指示被平均的各个样本之间的差异；例如该差异可能由噪声、干扰或一个或多个路径的改变(例如，对象的移动)引起。在一些情况下，在方差超过阈值的情况下，可以检测到运动。在一些情况下，方差可以被计算为标准偏差或其它方差统计指标。
图6是示出用于检测运动的示例性处理的各方面的图。图6中的图包括示例性信道响应的绘图。该绘图包括表示延迟值的范围的x轴600和表示信道响应的功率值的范围的y轴602。曲线604表示基于假设的参考信号和接收的无线信号的示例性信道响应。在所示的示例中，表示信道响应的曲线604由(例如如图5所示的)表示各个信道系数的离散点组成，并且这些点之间的时间足够小，使得(用于某些目的)信道响应可以被视为连续函数。
在一些情况下，图6表示的信道响应可用于分析一个或多个信号路径，以进行用以确定移动何时发生的处理。在图6中，绘图中突出显示的范围606表示可以分析的示例性信号路径。例如，可以对指定范围606中的功率进行集成(例如，以获得范围606中的总能量)，并且可以将该范围内的信道响应或者集成结果(或两者)存储在缓冲器620中作为样本。可以将与不同时间的不同发射相关联的多个样本存储在缓冲器620中，并且缓冲器620可以具有允许存储多个(例如，数十、数百、数千等)样本的深度。存储在缓冲器620中的样本的数量可以取决于缓冲器620的存储容量、各样本的大小以及可能的其它因素。各样本的大小可以取决于例如图2中的窗口单元230所确定的正分析的窗口的大小。
在图6所示的示例中，来自缓冲器620的样本被输入到改变检测单元622，其中在改变检测单元622中确定样本的标准偏差。改变检测单元622可以是例如图2中的改变检测单元232或其它类型的改变检测单元。在一些实现中，改变检测单元622可以以其它方式计算样本的方差。如果所确定的方差(例如，标准偏差)超过最小阈值，则从改变检测单元622输出运动指示。通过使用最小阈值方差，在一些情况下，***可以对噪声更鲁棒并且可以避免由于噪声而可能发生的错误运动指示。
如图6中进一步所示，可以将范围606调整(沿着x轴水平平移，如608所示)到信道响应的其它部分，并且可以调整范围606的大小(沿x轴变宽或变窄，如610所示)以包括更多或更少的信道响应。通过调整范围606，可以分析不同的信号路径。例如，在一些情况下，范围606越接近信道响应的质心，可以检测到距离接收器更近的移动，并且范围606越远离信道响应的质心，可以检测到距离接收器更远的移动。可以增大或减小范围606的宽度以包括对不同数量(更多或更少)的信号路径的分析。例如，可以通过至信道抽头选择器的一个或多个输入(例如，图2中的信道抽头选择器206的边界输入)、向后端数据处理的一个或多个输入、或者它们的组合来指定范围606的宽度和位置。在一些情况下，可以例如并行地分析多个范围。使用多个范围可以使得能够检测到更大空间上的移动，可以使得灵敏度水平能够更高，或者可以在某些情况下提供这些的组合和其它优点。
在这里描述的示例的一些方面，接收器接收基于参考信号的多次发射的无线信号，并且所接收到的各无线信号基于参考信号在不同时间的相应发射。例如，在图1的发射器101作为图4A和4B的发射器400、并且图1和2的接收器103作为图4A和4B的接收器402被合并的情况下，发射器400可以在时间t1,t2,...t6发射参考信号(Ref)作为无线信号。在该示例中，接收器402可以在时间t1+φ,t2+φ,...t6+φ接收到无线信号(Rcvd)，其中φ考虑从发射器400传播到接收器402的无线信号的持续时间。
在这里描述的示例的一些方面，基于所接收到的无线信号和参考信号来确定信道响应，并且各个信道响应基于所接收到的无线信号中的相应无线信号来确定。继续上面的示例，对于各个发射时间t1,t2,...t6，可以诸如通过同步单元202等使例如下变频、滤波等之后的接收信号(Rcvd)与存储在接收器402上的参考信号(Ref)同步。诸如通过信道估计器204等来将例如从同步单元202输出的同步接收信号与参考信号(Ref)一起使用以确定信道响应(hch)。诸如通过信道抽头选择器206等来对例如从信道估计器204输出的信道响应进行滤波，以使得一定范围的信道系数通过，从而进行进一步处理。
在这里描述的示例的一些方面，可以分析信道响应以用于由无线信号通过的通信信道中的运动。在上面的示例中，如果对象404、406在时间t1和时间t6之间没有移动，则接收器103可能接收到基于各次发射的相同的无线信号(Rcvd)。在图4A所示的示例中，通信信道包括第一信号路径(包括区段408和410)和第二信号路径(包括区段412和414)。因此，信道响应包括来自对象404、406的无线信号的反射的效果，并且在对象404、406中的任一个移动的情况下，信道响应可能改变。
在这里描述的示例的一些方面，质量度量指标用于判断是否分析信道响应以用于运动检测。例如，可以将基于同步接收信号和估计的接收信号的比较的质量度量指标与阈值进行比较。在一些实例中，信道响应(hch)可与参考信号(Ref)一起使用来确定估计的接收信号例如，信道响应(hch)可以在参考信号(Ref)被传递通过的信道滤波器208上实现以获得估计的接收信号或在数学上将参考信号(Ref)与估计的信道响应(hch)卷积来确定估计的接收信号然后，诸如通过使用质量度量指标计算单元210等来使用同步接收信号(Rcvd)和估计的接收信号来确定质量度量指标。在一些示例中，质量度量指标是同步接收信号(Rcvd)与估计的接收信号和同步接收信号(Rcvd)之间的差的点积，例如：
在一些情况下可以使用其它质量度量指标。
在这里描述的示例的一些方面，干扰检测用于判断是否分析信道响应以用于运动检测。例如，接收器可以判断所接收到的无线信号是否包括指示干扰的信号。在一些情况下，与已知干扰模式匹配的信号分布可以指示干扰。可以诸如通过RSSI测量单元216等来测量接收信号(Rcvd)以确定信号强度。信号强度可以存储在缓冲器(例如，缓冲器218)中，并且可以例如通过相关器组220而使信号强度与指示干扰的信号的分布相关。例如，指示干扰的信号可以包括具有高转换率或其它特性的信号。可以诸如通过最大值选择器222等来选择最高相关值。
然而，在一些情况下，使用质量度量指标和干扰检测。例如，如果(例如由阈值处理单元212确定的)质量度量指标足够高并且(例如由阈值处理单元224确定的)最高相关性足够低，则可以将信道响应的信道系数的范围传递通过诸如分别由阈值单元212和224控制的开关214和226，从而进行开窗或其它分析。
在这里描述的示例的一些方面，可以对各个信道响应进行集成以确定在指定范围内的信道响应的总能量，并且可以针对预定数量的样本存储集成结果。作为示例，如果要存储的样本数是4，则在时间t6发射之后，针对时间t6,t5,t4和t3的发射，在缓冲器中存储该范围内的信道响应的能量(例如，在各次发射的数据具有足够高的质量度量指标和足够低的干扰相关性的事件中)。如果例如用于时间t3的发射的数据具有低质量度量指标或高干扰相关性，则用于时间t3的发射的信道响应的能量可能不通过(诸如通过开关214和226中的一个或两个打开等)，并且在缓冲器中所存储的该范围内的信道响应的能量用于时间t6,t5,t4和t2的发射。
在这里描述的示例的一些方面，来自信道响应的数据用于计算标准偏差。在没有发生移动的事件中，标准偏差可能包括噪声，这导致标准偏差低于阈值并且不提供移动的指示。在发生移动的事件中，例如，在时间t7，可以由接收器检测到运动。例如，在图4B所示的示例中，第二对象406移动。如图所示，发射器400发射参考信号(Ref)作为无线信号，并且接收器402接收无线信号(Rcvd)，对该信号进行分析以确定如上面关于先前信号所讨论的信道响应。在该示例中，通信信道包括第一信号路径(包括区段408和410)和第三信号路径(包括区段416和418)。因此，信道响应包括由对象404、406的无线信号反射产生的效果，并且由于第二对象406的移动而改变了通信信道。
继续上面的示例，缓冲器包括如图4A所示的来自时间t6,t5和t4的发射的通信信道的三个样本以及如图4B所示的来自时间t7的发射的通信信道的一个样本。然后，使用作为样本存储的能量来确定标准偏差。利用来自时间t7的发射的样本，所确定的标准偏差可能增加到超过阈值的量，并且如果是，则输出指示例如第二对象406的移动的运动指示。然后，可以将运动指示发送到例如安全***的控制中心处的控制器。可以通过包括无线或有线连接(或两者)的网络来进行该发送。一旦在控制中心接收到运动指示，就可以向诸如警察等的机构发送警报，然后可以将警察分派到接收器的位置以检查触发运动指示的事件。
在一些实现中，可以基于信道响应来分辨对象之间的距离。在一些实例中，可以通过无线信号的速度乘以发射之间的时间来给出可以基于信道响应来分辨的对象之间的最小距离。这样，可分辨距离可以是发射器发送的信号类型的函数。较高速率的信号可以降低可分辨距离。作为示例，对于20MHz的信号发射速率，可分辨距离可以是15m。在一些实施方式中，运动检测***被配置为监视特定区域，并且边界控制机构可以用于调整距离内的边界。可以在特定环境中通过校准来确定边界。在一些情况下，边界轮廓不是固定的，而是室内多路径的函数。
在所描述的一些示例的一般方面，无线信号用于检测空间中的移动。
第一示例是运动检测处理。空间内的接收器基于利用发射器的参考信号的发射来接收无线信号。所接收到的各无线信号基于参考信号在不同时间的相应发射。基于所接收到的无线信号和参考信号来确定信道响应。各信道响应是基于所接收到的无线信号中的相应无线信号来确定的。基于信道响应来检测空间内的对象的运动。
在一些情况下，第一示例的实现可以包括以下特征中的一个或多个。可以基于参考信号和信道响应来生成估计的接收信号。可以基于估计的接收信号和所接收到的无线信号来确定各个质量度量指标。响应于检测到质量度量指标满足质量标准，可以基于无线信号来检测运动。检测到质量度量指标满足质量标准可以包括检测到质量度量指标超过阈值。可以通过将所接收到的无线信号的相应信号强度与表示干扰模式的存储信号相关来确定相关指示符。响应于检测到相关指示符满足标准，可以基于信道响应来检测运动。检测到相关指示符满足标准可以包括检测到相关指示符中最大的相关指示符低于阈值。检测运动可以包括识别信道响应的方差，以及基于方差超过阈值来检测运动。可以基于样本窗口中的信道响应的一部分来识别方差。
第二示例是运动检测***。运动检测***包括接收器电路和数据处理设备。接收器电路被配置为接收无线信号。无线信号基于利用发射器随时间对参考信号的发射，并且所接收到的各无线信号基于参考信号在不同时间的相应发射。数据处理设备连接到接收器电路。数据处理设备被配置为基于所接收到的无线信号和参考信号来确定信道响应，并基于信道响应来检测空间内的对象的运动。各信道响应是基于所接收到的无线信号中的相应无线信号来确定的。
在一些情况下，第二示例的实现可以包括以下特征中的一个或多个。数据处理设备可以被配置为基于所接收到的无线信号和表示干扰模式的存储信号来确定各个相关指标。数据处理设备可以被配置为在所接收到的各个无线信号的相应相关指标低于阈值的情况下，基于相应的信道响应来检测运动。数据处理设备可以被配置为：基于信道响应和参考信号确定估计的接收无线信号；并且基于估计的接收无线信号与所接收到的无线信号之间的比较来确定质量度量指标。数据处理设备可以被配置为在相应信道响应的相应质量度量指标超过阈值的情况下，基于相应的信道响应来检测运动。数据处理设备可以被配置为基于各信道响应的预定范围来检测运动。数据处理设备可以被配置为存储多个样本。样本可以基于信道响应，并且运动检测可以基于样本。运动检测可以包括：基于信道响应来确定方差，并基于方差超过阈值来识别运动何时发生。
第三示例是运动检测方法。在接收器处从通信信道接收无线信号。各无线信号基于利用发射器的参考信号的相应发射。针对各无线信号，可以基于无线信号来确定信道响应；可以判断无线信号是否包括指示干扰的信号；可以判断基于无线信号和估计的接收信号的比较的质量度量指标是否超过第一阈值，其中估计的接收信号基于参考信号和信道响应；以及在(i)判断为无线信号不包括指示干扰的信号和(ii)质量度量指标超过第一阈值的情况下，可以传递信道响应的至少一部分。在基于传递的信道响应的方差超过第二阈值的情况下，可以检测通信信道中的对象的运动。
在一些情况下，第三示例的实现可以包括以下特征中的一个或多个。传递信道响应的至少一部分可以包括传递信道响应的预定范围。可以确定所传递的信道响应的相应能量。可以存储预定数量的相应能量。可以确定存储的能量的方差。判断无线信号是否包括指示干扰的信号可以包括：通过将无线信号的信号强度与指示干扰的信号分布相关来确定相应的相关指标；以及识别相关指标中在信号强度和信号分布中的相应信号分布之间具有最高相关性的一个相关指标。判断质量度量指标是否超过第一阈值可以包括：将参考信号传递通过具有信道响应的信道滤波器以获得估计的接收信号；通过确定无线信号与估计的接收信号和无线信号的差的点积来确定质量度量指标。
虽然本说明书包含很多细节，但这些细节不应被解释为对所要求保护的范围的限制，而应被解释为特定于特定示例的特征描述。还可以组合本说明书在单独实现的上下文中所描述的某些特征。相反，在单个实现的上下文中所描述的各种特征还可以在数个实施例中单独实现或者以任何合适的子组合实现。已经描述了很多实施例。然而，应当理解，可以进行各种修改。因此，其它实现在所附权利要求书的范围内。

Claims (21)

1.一种运动检测方法，包括：
在空间内的接收器处，接收基于利用发射器进行的参考信号的发射的无线信号，所接收到的各无线信号基于所述参考信号在不同时间的相应发射；
通过一个或多个处理器的操作，基于所接收到的无线信号和所述参考信号来确定信道响应，其中各信道响应是基于所接收到的无线信号中的相应无线信号来确定的；
基于所述参考信号和所述信道响应来生成估计的接收信号；以及
通过所述一个或多个处理器的操作，基于所述信道响应和所述估计的接收信号来检测所述空间内的对象的运动。
2.根据权利要求1所述的运动检测方法，其中，基于所述信道响应和所述估计的接收信号来检测所述运动包括：
基于所述估计的接收信号和所接收到的无线信号来确定相应的质量度量指标；以及
响应于检测到所述质量度量指标满足质量标准而基于所述信道响应检测所述运动。
3.根据权利要求2所述的运动检测方法，其中，检测到所述质量度量指标满足质量标准包括检测到所述质量度量指标超过阈值。
4.根据权利要求1所述的运动检测方法，其中，检测所述运动包括：
基于所述信道响应来识别方差；以及
基于方差超过阈值来检测运动。
5.根据权利要求4所述的运动检测方法，其中，所述方差是基于各信道响应在样本窗口中的一部分来识别的。
6.一种运动检测方法，包括：
在空间内的接收器处，接收基于利用发射器进行的参考信号的发射的无线信号，所接收到的各无线信号基于所述参考信号在不同时间的相应发射；
通过一个或多个处理器的操作，基于所接收到的无线信号和所述参考信号来确定信道响应，其中各信道响应是基于所接收到的无线信号中的相应无线信号来确定的；
通过将所接收到的无线信号的各个信号强度与表示干扰模式的存储信号相关来确定相关指示符；以及
响应于检测到所述相关指示符满足标准而基于所述信道响应检测运动。
7.根据权利要求6所述的运动检测方法，其中，检测到所述相关指示符满足标准包括检测到所述相关指示符中最大的相关指示符低于阈值。
8.一种运动检测***，包括：
接收器电路，其被配置为接收无线信号，所述无线信号基于利用发射器进行的参考信号的发射，所接收到的各无线信号基于所述参考信号在不同时间的相应发射；以及
数据处理设备，其连接到所述接收器电路并且被配置为：
基于所接收到的无线信号和所述参考信号来确定信道响应，其中各信道响应是基于所接收到的无线信号中的相应无线信号来确定的；
基于所述信道响应和所述参考信号来确定估计的接收无线信号；以及
基于所述信道响应和所述估计的接收无线信号来检测空间内的对象的运动。
9.根据权利要求8所述的运动检测***，其中，所述数据处理设备被配置为：
基于所述估计的接收无线信号与实际接收无线信号之间的比较来确定质量度量指标。
10.根据权利要求9所述的运动检测***，其中，所述数据处理设备被配置为在相应的信道响应的质量度量指标超过阈值的情况下，基于该相应的信道响应来检测运动。
11.根据权利要求8所述的运动检测***，其中，所述数据处理设备被配置为基于各信道响应的所定义的范围来检测运动。
12.根据权利要求8所述的运动检测***，其中，所述数据处理设备被配置为存储多个样本，所述多个样本基于所述信道响应，所述运动检测基于所述多个样本。
13.根据权利要求8所述的运动检测***，其中，所述运动检测包括：
基于所述信道响应来确定方差；以及
基于所述方差超过阈值来识别所述运动何时发生。
14.一种运动检测***，包括：
接收器电路，其被配置为接收无线信号，所述无线信号基于利用发射器进行的参考信号的发射，所接收到的各无线信号基于所述参考信号在不同时间的相应发射；以及
数据处理设备，其连接到所述接收器电路并且被配置为：
基于所接收到的无线信号和所述参考信号来确定信道响应，其中各信道响应是基于所接收到的无线信号中的相应无线信号来确定的；
基于所接收到的无线信号和表示干扰模式的存储信号来确定相应的相关指标；以及
基于所述信道响应和所述相关指标来检测空间内的对象的运动。
15.根据权利要求14所述的运动检测***，其中，所述数据处理设备被配置为在所接收到的各个无线信号的相关指标低于阈值的情况下，基于信道响应来检测运动。
16.一种运动检测方法，包括：
在接收器处从通信信道接收无线信号，其中各无线信号基于利用发射器进行的参考信号的相应发射；
通过一个或多个处理器的操作来基于所述无线信号的各无线信号确定信道响应；
通过所述一个或多个处理器的操作，基于所述参考信号和所述信道响应来确定估计的接收信号，以及
通过所述一个或多个处理器的操作，基于所述信道响应和所述估计的接收信号来检测所述通信信道中的对象的运动。
17.一种运动检测方法，包括：
在接收器处从通信信道接收无线信号，其中各无线信号基于利用发射器进行的参考信号的相应发射；
通过一个或多个处理器的操作进行以下操作：
基于所述无线信号的各无线信号来确定信道响应；
针对所述无线信号的各无线信号：
判断所述无线信号是否包括指示干扰的信号；
判断质量度量指标是否超过第一阈值，所述质量度量指标基于所述无线信号与估计的接收信号的比较，所述估计的接收信号基于所述参考信号和所述信道响应；以及
在以下情况下传递所述信道响应的至少一部分：
判断为所述无线信号不包括指示干扰的信号；以及
所述质量度量指标超过所述第一阈值；以及
在传递的信道响应的方差超过第二阈值的情况下，检测到对象的运动。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，传递所述信道响应的至少一部分包括传递所述信道响应的所定义的范围。
19.根据权利要求18所述的方法，包括：
确定传递的信道响应的相应能量；
存储所定义的数量的相应能量；以及
确定所存储的相应能量的方差。
20.根据权利要求17所述的方法，其中，判断所述无线信号是否包括指示干扰的信号包括：
通过将所述无线信号的信号强度与指示干扰的信号分布相关来确定相应的相关指标；以及
识别所述相关指标中在所述信号强度和所述信号分布的各信号分布之间具有最高相关性的一个相关指标。
21.根据权利要求17所述的方法，包括：
将所述参考信号传递通过具有所述信道响应的信道滤波器以获得所述估计的接收信号；以及
通过确定所述无线信号与所述估计的接收信号和所述无线信号的差的点积来确定所述质量度量指标。
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