CN111919396B - 使用多个功率等级进行接近度检测 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于使用多个功率等级进行接近度检测的装置。在一个示例方面，该装置包括第一天线、第二天线、以及耦合到第一天线和第二天线的无线收发器。该无线收发器被配置为经由第一天线在多个功率等级处发射多个发射信号。无线收发器还被配置为经由第二天线接收多个接收信号。多个接收信号中的至少一个接收信号包括多个发射信号中的至少一个发射信号被物体反射的部分。无线收发器还被配置为基于至少一个接收信号来调整发射参数。发射参数根据与物体相距的范围而发生变化。

Description

使用多个功率等级进行接近度检测
优先权要求
本专利申请要求于2018年3月28日提交的题为“使用多个功率等级进行接近度检测(PROXIMITY DETECTION USING MULTIPLE POWER LEVELS)”的非临时申请第15/939,178号的优先权，该临时申请转让给本发明的受让人，并且通过引用明确并入本文。
技术领域
本公开一般涉及无线收发器，并且更具体地，涉及通过在不同功率等级处发射多个信号，来执行接近度检测。
背景技术
蜂窝网络和其他无线网络可以利用高频和小波长来提供高数据速率。具体地，具有第五代(5G)功能的设备使用在超高频(EHF)频谱处或附近的频率以及在毫米波长处或附近的波长进行通信。尽管较高频率的信号提供较大的带宽以有效通信大量数据，但是这些信号遭受较高的路径损耗(例如，路径衰减)。为了补偿较高的路径损耗，可以增加发射功率等级，或波束成形可以将能量集中在特定方向上。
因而，联邦通信委员会(FCC)已经确定最大允许暴露(MPE)极限。为了满足目标指导方针，设备负责平衡性能与发射功率和其他约束。实现这种平衡动作可以具有挑战性，尤其是对于具有成本、尺寸和其他考虑因素的设备。
发明内容
公开了一种使用多个功率等级来实现接近度检测的装置。对于该技术，由无线收发器使用多个功率等级来发射多个射频信号。通过确定哪些功率等级检测到物体，可以确定与该物体相距的范围(例如，距离)。一般而言，每个功率等级与不同的可检测范围相关联。例如，低功率等级可以检测在近范围场内的物体，而不能够检测到在远范围场内的物体。然而，高功率等级可以检测到在近范围场和远范围场内的物体。所描述的技术提供了一种廉价途径，其可以利用现有收发器硬件而不必引入附加传感器。响应于接近度检测，可以调整用于无线通信的发射参数，以使得无线收发器能够满足政府或无线行业所颁布的指南。
在示例方面中，公开了一种装置。装置包括第一天线、第二天线以及耦合到第一天线和第二天线的无线收发器。无线收发器被配置为经由第一天线，在多个功率等级处发射多个发射信号。无线收发器还被配置为经由第二天线，接收多个接收信号。多个接收信号中的至少一个接收信号包括：多个发射信号中的至少一个发射信号被物体反射的部分。无线收发器还被配置为基于至少一个接收信号来调整发射参数。发射参数根据与物体相距的范围而发生变化。
在示例方面中，公开了一种装置。该装置包括发射器件，用于经由第一天线在多个功率等级处发射多个发射信号。该装置还包括接收器件，用于经由第二天线接收多个接收信号。多个接收信号中的至少一个接收信号包括：多个发射信号中的至少一个发射信号被物体反射的部分。该装置还包括调整器件，用于基于至少一个接收信号来调整发射参数。该发射参数根据与物体相距的范围而发生变化。
在示例方面中，公开了一种用于使用多个功率等级来进行接近度检测的方法。该方法包括：经由第一天线在多个功率等级处发射多个发射信号。该方法还包括：经由第二天线接收多个接收信号。多个接收信号中的至少一个接收信号包括多个发射信号中的至少一个发射信号被物体反射的部分。该方法还包括：基于至少一个接收信号来调整发射参数。该发射参数相对于与物体相距的范围而发生变化。
附图说明
图1图示了用于使用多个功率等级进行接近度检测的示例计算设备。
图2图示了用于使用多个功率等级进行接近度检测的示例操作环境。
图3图示了用于使用多个功率等级进行接近度检测的无线收发器和处理器的示例实现方式。
图4图示了用于使用多个功率等级进行接近度检测的示例交叉耦合度量。
图5图示了用于使用多个功率等级进行接近度检测的由处理器可执行的示例模块。
图6图示了用于使用多个功率等级进行接近度检测的由交叉耦合器模块所执行的示例方案。
图7图示了用于使用多个功率等级进行接近度检测的由物体检测模块使用开放空间表征途径所执行的示例方案。
图8图示了用于使用多个功率等级进行接近度检测的由物体检测模块使用点跟踪途径所执行的示例方案。
图9图示了用于使用多个功率等级进行接近度检测的由范围检测模块使用灵敏度等级途径所执行的示例方案。
图10图示了用于使用多个功率等级进行接近度检测的由范围检测模块使用功率等级途径所执行的示例方案。
图11图示了用于使用多个功率等级进行接近度检测的示例序列流程图。
图12是图示了用于使用多个功率等级进行接近度检测的示例处理的流程图。
图13是图示了用于使用多个功率等级进行接近度检测的另一示例处理的流程图。
具体实施方式
电子设备可以使用高发射功率来补偿与毫米波(mmW)信号相关联的路径损耗。这些电子设备中的许多电子设备可以由用户以物理方式操作。这种物理接近度为辐射提供了超过诸如由联邦通信委员会(FCC)确定的最大准许暴露(MPE)极限的给定指南的机会。因为这些问题，所以有利的是，使得设备能够检测用户的接近度。
一些接近度检测技术可以使用专用传感器来检测用户，诸如相机、红外传感器、或雷达传感器。然而，这些传感器可能笨重并且昂贵。更进一步地，单个电子设备可以包括位于不同表面(例如，顶部、底部或相对侧)上的多个天线。为了考虑这些天线中的每个天线，可能需要在这些天线中的每个天线附近安装多个相机或传感器，这进一步增加了电子设备的成本和尺寸。
相比之下，本文中对用于使用多个功率等级进行接近度检测的技术进行了描述。在一方面中，由无线收发器使用多个功率等级来发射多个射频信号。通过确定哪些功率等级检测到物体，可以确定与该物体相距的范围(例如，距离)。一般而言，每个功率等级与不同的可检测范围相关联。例如，低功率等级可以检测到在近范围场内的物体，而不能够检测到在远范围场内的物体。然而，高功率等级可以检测到在近范围场和远范围场内的物体。用于使用多个功率等级进行接近度检测的、所描述的技术，包括基于交叉耦合来进行接近度检测的示例实现方式。
用于基于交叉耦合来进行接近度检测的技术经由通过无线收发器所发射和接收的信号来分析交叉耦合行为。交叉耦合度量基于一对发射信号和接收信号的比例来计算。如果物体存在于无线收发器的可检测范围(例如，距离)内，则发射信号与物体的交互引起电磁扰动，该电磁扰动改变了接收信号的幅度和/或相位。基于在多个交叉耦合度量之间的相似性，进行了对物体是否接近电子设备的确定。还可以针对使用单个发射功率等级或多个发射功率等级的情况来确定与物体相距的范围(例如，距离或倾斜范围)。用于基于交叉耦合来进行接近度检测的所描述的技术提供了一种廉价途径，该途径可以利用现有收发器硬件而不必引入附加传感器。响应于接近度检测，可以调整用于无线通信的发射参数，以使得无线收发器能够满足由政府或无线行业所颁布的指南。
在一些实现方式中，可以在独立接近度检测应用中利用无线收发器。例如，无线收发器可以被实现为汽车保险杠传感器，以协助停车或自动驾驶。作为另一示例，无线收发器可以安装在无人机上以避免碰撞。在其他实现方式中，无线收发器可以选择性地执行接近度检测或无线通信。这使得能够在发射和接收链内双重使用部件，从而减小了无线收发器的成本和尺寸。基于接近度检测并且如本文中所描述的，可以调整用于无线通信的发射参数，以使得无线收发器能够满足由政府或无线行业所发布的指南，诸如由联邦通讯委员会(FCC)确定的最大允许暴露(MPE)极限。
图1图示了用于使用多个功率等级进行接近度检测的示例计算设备102。在示例环境100中，计算设备102通过无线通信链路106(无线链路106)与基站104通信。在该示例中，计算设备102被实现为智能电话。然而，计算设备102可以被实现为任何合适的计算设备或电子设备，诸如调制解调器、蜂窝基站、宽带路由器、接入点、蜂窝电话、游戏设备、导航设备、媒体设备、膝上型计算机、台式计算机、平板计算机、服务器，网络附接存储(NAS)设备、智能设备或其他物联网(IoT)设备、医疗设备、基于车辆的通信***、无线电设备等。
基站104经由无线链路106与计算设备102通信，该无线链路106可以被实现为任何合适类型的无线链路。尽管被描绘为蜂窝网络的塔，但是基站104可以代表或被实现为另一设备，诸如卫星、有线电视头端、地面电视广播塔、接入点、点对点设备、网状网络节点、小型单元节点、光纤线路等。因此，计算设备102可以经由有线连接、无线连接或其组合与基站104或另一设备通信。
无线链路106可以包括从基站104通信到计算设备102的数据或控制信息的下行链路，以及从计算设备102通信到基站104的其他数据或控制信息的上行链路。无线链路106可以使用任何合适通信协议或标准来实现，诸如：第三代合作伙伴计划长期演进(3GPP LTE)、第五代(5G)、IEEE 802.11、IEEE 802.16、BluetoothTM等。在一些实现方式中，代替或附加于提供数据链路，无线链路106可以无线地提供功率，并且基站104可以包括功率源。
计算设备102包括应用处理器108和计算机可读存储介质110(CRM 110)。应用处理器108可以包括执行由CRM 110所存储的处理器可执行代码的任何类型的处理器，诸如应用处理器或多核处理器。CRM 110可以包括任何合适类型的数据存储介质，诸如易失性存储器(例如，随机存取存储器(RAM))、非易失性存储器(例如，闪存)、光学介质、磁性介质(例如，磁盘或磁带)等。在本公开的背景中，CRM 110被实现为存储指令112、数据114和计算设备102的其他信息，并且因此不包括瞬时传播信号或载波。
计算设备102还可以包括输入/输出端口116(I/O端口116)和显示器118。I/O端口116使得能够与其他设备、网络或用户进行数据交换或交互。I/O端口116可以包括串行端口(例如，通用串行总线(USB)端口)、并行端口、音频端口、红外(IR)端口等。显示器118呈现计算设备102的图形，诸如与操作***、程序或应用相关联的用户接口。备选地或附加地，显示器118可以被实现为显示端口或虚拟接口，通过该显示器118来呈现计算设备102的图形内容。
计算设备102的无线收发器120提供与相应网络和与相应网络连接的其他电子设备的连接性。附加地，计算设备102可以包括有线收发器，用于通过局域网、内联网或因特网进行通信，诸如以太网或光纤接口。无线收发器120可以促进在任何合适类型的无线网络上进行通信，诸如无线LAN(WLAN)、点对点(P2P)网络、网状网络、蜂窝网络、无线广域网(WWAN)、和/或无线个人区域网(WPAN)。在示例环境100的背景中，无线收发器120使得计算设备102能够与基站104以及与基站104连接的网络进行通信。
无线收发器120包括电路装置和逻辑，其用于经由天线124发射和接收信号。无线收发器120的部件可以包括用于调节信号的放大器、混频器、开关、模数转换器、滤波器等。无线收发器120还可以包括逻辑，其用于执行同相/正交(I/Q)操作，诸如合成、编码、调制、解码、解调等。在一些情况下，无线收发器120的部件被实现为分隔的发射器实体和接收器实体。附加地或备选地，可以使用多个段或不同段来实现无线收发器120，以实现相应发射操作和接收操作(例如，分隔的发射链和接收链)。
计算设备102还包括处理器122，其耦合到无线收发器120。可以包括调制解调器的处理器122可以被实现为在无线收发器120内或与无线收发器120分隔。虽然未示出，但是处理器122可以包括CRM 110的一部分，或者可以访问CRM 110以获得计算机可读指令。处理器122控制无线收发器120，并且使得能够执行无线通信或接近度检测。处理器122可以包括基带电路，其用于执行高速率采样处理，该高速率采样处理可以包括模数转换、数模转换、Lourier变换、增益校正、偏斜校正、频率转换等。处理器122可以将通信数据提供给无线收发器120以用于发射。处理器122还可以处理从无线收发器120获得的基带信号以生成数据，该数据可以经由用于无线通信或接近性检测的通信接口提供给计算设备102。
尽管未明确描绘，但是无线收发器120或处理器122还可以包括控制器。控制器可以包括至少一个处理器和至少一个CRM，诸如应用处理器108和CRM 110。CRM可以存储计算机可执行指令，诸如指令112。处理器和CRM可以位于一个模块或一个集成电路芯片处，或可以分布在跨多个模块或芯片上。处理器和相关联的指令可以在分隔的电路装置、固定逻辑电路装置、硬编码逻辑等中一起实现。控制器可以被实现为以下项的一部分：无线收发器120、处理器122、调制解调器、被配置为执行MPE技术的专用处理器、通用处理器、它们的一些组合等。
图2图示了用于使用多个功率等级进行接近度检测的示例操作环境200。在示例环境200中，用户的手214握住计算设备102。在一个方面中，计算设备102通过经由天线124中的至少一个天线来发射上行链路信号202(UL信号202)或接收下行链路信号204(DL信号204)，以便与基站104通信。然而，用户的拇指可以代表可能通过上行链路信号202而暴露于辐射的接近物体206。
为了检测物体206是否存在或是否在天线124的可检测范围内，计算设备102经由天线124中的至少一个天线发射接近度检测信号208-1，并且经由天线124中的至少另一天线接收经反射的接近度检测信号208-2。经反射的接近度检测信号208-2代表接近度检测信号208-1由物体206反射的部分。在一些情况下，接近度检测信号208-1可以被生成为使得其包括指定频率或音调。在其他情况下，接近度检测信号208-1可以包括上行链路信号202。
在一些实现方式中，天线124可以包括至少两个不同天线，天线阵列210的至少两个天线元件212、与不同天线阵列210相关联的至少两个天线元件212、或其任何组合。如图2所示，天线136与天线阵列在210内的天线元件212相对应，该天线阵列可以包括多个天线元件212-1至212-N，其中N表示正整数。使用天线元件212中的至少一个天线元件，无线收发器120可以在使用天线元件212中的至少另一天线元件接收接近度检测信号208-2的同时，发射接近度检测信号208-1。换句话说，无线收发器120可以在其经由第二天线元件212-2接收经反射的接近度检测信号208-2的一部分的同时，经由第一天线元件212-1发射接近度检测信号208-1。天线124和/或其元件可以使用任何类型的天线来实现，这些天线包括贴片天线、偶极天线等。
如果计算设备102包括多个天线124，多个天线124位于计算设备102的不同侧(例如，顶部侧、底部侧或相对侧)上，用于使用多个功率等级进行接近度检测的技术、或更一般地用于基于交叉耦合而进行接近度检测的技术，使得能够相对于每个天线124检测物体206。这样，可以相对于哪些天线124受到物体206的接近度影响而对发射参数进行独立调整。因此，这种独立检测使得两个或更多个天线124能够被配置为用于不同的目的。例如，天线124中的一个天线可以被配置为用于增强通信性能，而天线124中的另一天线可以被同时配置为符合FCC要求。如关于图3所更详细地描述的，无线收发器120的部件中的一些部件可以用于无线通信和接近度检测。
图3图示了用于使用多个功率等级进行接近度检测的无线收发器120和处理器122的示例实现方式。无线收发器120包括发射器302和接收器304，它们分别耦合在处理器122与天线阵列210之间。发射器302被示为包括信号生成器306、数模转换器(DAC)308、滤波器310-1(例如，低通滤波器(LPF))、混频器312-1以及放大器314-1。接收器304被示为包括放大器314-2(诸如低噪声放大器)、混频器312-2、滤波器310-2(例如，LPF)以及模数转换器(ADC)316。无线收发器120还包括本地振荡器318，其生成参考信号，该参考信号使得混频器312-1和312-2能够分别在发射链或接收链内对模拟信号进行上变频或下变频。发射器302和接收器304还可以包括在图3中未描绘的其他附加部件。这些附加部件可以包括带通滤波器、附加混频器、开关等。
使用这些部件，发射器302在数字域中生成发射信号320。发射信号320是用于产生射频发射信号322-1的数字基带信号。发射器302经由天线元件212-1发射射频发射信号322-1，并且接收器304经由天线元件212-2接收射频接收信号322-2。射频接收信号322-2可以包括射频传输信号322-1由物体206反射的部分。接收器304生成接收信号(Rx)324，该接收信号324是从射频接收信号322-2导出的数字基带信号。对于接近度检测，射频信号322-1和322-2可以分别代表接近度检测信号208-1和208-2，或图2的上行链路信号202。针对无线通信，射频信号322-1和322-2可以分别代表上行链路信号202和下行链路信号204。
处理器122获得发射信号320和接收信号324的相应样本(例如，时域样本)以执行接近度检测。基于这些样本，处理器122可以确定与物体206相距的范围。该范围可以用于生成发射参数328，该发射参数328控制用于无线通信的一个或多个发射属性。通过指定发射参数328，如果物体206靠近计算设备102，则处理器122可以例如使得发射器302减小功率，或是如果物体206在更远的范围处或不可检测，则处理器122可以使发射器302功率增加。检测物体206并且控制发射器302的能力使得使处理器122能够在计算设备102的性能与顺从性或辐射要求之间取得平衡。在其他实现方式中，应用处理器108可以执行这些功能中的一个或多个功能。
在图3中，天线元件212-1和212-2作为同一天线阵列210的一部分并置，或彼此接近。因此，射频发射信号322-1中的一些射频发射信号可以通过天线元件212-2泄漏到接收器304中。由于在天线元件212-1与212-2之间的交叉耦合，所以射频接收信号322-2还包括射频发射信号322-1中未由物体206反射的另一部分。该部分由相互耦合信号326示出。用于进行接近度检测的技术能够通过基于发射信号320与接收信号324的比例来确定与物体206相距的范围，以抵消这种交叉耦合干扰(Tx/Rx)。该比例有效抵消了发射信号320和接收信号324两者所共有的幅度和相位(该公共性由相互耦合信号326代表)。这样，该比例代表不是这些信号所共有的幅度和相位差异所产生的组合。这些幅度和相位差由于通过射频发射信号322-1与物体206交互而引起的电磁干扰而发生。该比例在本文中称为交叉耦合度量。如关于图4所更详细地描述的，在交叉耦合度量中的波动使得能够使用交叉耦合来检测物体206，以进行接近度检测。
图4图示了用于使用多个功率等级进行接近度检测的示例交叉耦合度量404。交叉耦合度量404可以是复数，其具有同相和正交分量。使用圆形符号或三角形符号在附图中绘制了交叉耦合度量404。圆圈指示交叉耦合度量404，其对应于物体206不可被检测到的时间段(例如，物体206不存在或超出可检测范围)。相比之下，三角形指示交叉耦合度量404，其对应于物体206可被检测到的时间段。
第一图表402绘制了多个交叉耦合度量404的同相和正交分量，包括交叉耦合度量404-1、404-2和404-3。因为物体206不可被检测到，所以在第一图表402中的交叉耦合度量404彼此相对相似。这是因为由物体206所引起的任何电磁扰动都太弱而无法影响交叉耦合度量404。从第一图表402可以看出，跨多个交叉耦合度量404，幅度和相位保持相对一致。在一些实现方式中，该一致行为可以用于确定物体206是否由未来交叉耦合度量404检测到。
然而，由于物体206进入无线收发器120的可检测范围内，所以多个交叉耦合度量404的同相和正交分量可以会发生很大变化。第二图表406包括多个交叉耦合度量404-4、404-5和404-6，其对这些变化进行了说明。发生这些变化的原因是由物体206所导致的电磁扰动修改了接收信号324的幅度和相位。一般而言，物体206离天线124越近，多个交叉耦合度量404呈现的变化就越大(例如，更不可能相似)。同样，物体206离天线124越远，多个交叉耦合度量404呈现的变化就越小(例如，更可能相似)。所描述的基于交叉耦合来进行接近度检测的技术利用该现象来检测物体206或确定与物体206相距的范围。图5描述了基于交叉耦合来进行接近度检测的一般概述。
图5图示了用于使用多个功率等级进行接近度检测的由处理器122实现的示例模块。如图5所示，处理器122可以包括交叉耦合器模块502、物体检测模块504以及范围检测模块506。交叉耦合器模块502、物体检测模块504以及范围检测模块506可以至少部分地实现基于交叉耦合的接近度检测。这些模块可以以软件(其并入硬件中或使用硬件实现)、固件、硬件、固定逻辑电路或其组合来实现。模块可以被实现为处理器122或计算设备102的其他电子器件的部分。在一些实现方式中，在图5中所示的处理器122的部件或功能可以包括在应用处理器108中。在其他实现方式中，发射信号320和接收信号234被提供给应用处理器108。
交叉耦合器模块502获得发射信号320和接收信号324。基于这些信号，交叉耦合器模块502产生至少一个交叉耦合度量404。交叉耦合器模块502可以随时间流逝而获得成对的多个发射信号320和多个接收信号324，以产生多个交叉耦合度量404。在一些情况下，交叉耦合器模块502可以将单个发射信号320和单个接收信号324分成多个分段对，并且计算分别与分段对相对应的多个交叉耦合度量404。
物体检测模块504获得交叉耦合度量404，并且使用交叉耦合度量404来确定是否检测到物体206。物体检测模块504产生物体检测数据(ODD)508，其可以包括布尔值。如果物体检测模块504检测到物体206，则物体检测数据508可以设置为“真”。备选地，如果物体检测模块504没有检测到物体206，则物体检测数据508可以设置为“假”。物体检测数据508还可以包括由物体检测模块504所计算的附加信息，以辅助确定范围。
物体检测模块504可以经由开放空间表征模块504-1或点跟踪模块504-2来实现。开放空间表征模块504-1将与物体206在可检测范围之外的已知时间相对应的交叉耦合度量404存储到无线收发器120。换句话说，该存储的交叉耦合度量404表征物体206没有接近计算设备102的开放空间条件。由于在无线收发器120中的性能变化，诸如由于可靠性减少或受电池电量不足影响的性能变化，所以该开放空间交叉耦合度量404可以随时间流逝而发生变化。开放空间交叉耦合度量404还可以由于环境条件(例如，不同衰减器的存在、天气、日照负载等)而发生变化。为了解决这些变化，可以针对不同发射功率等级确定用于每个计算设备102的开放空间交叉耦合度量404，或在计算设备102的整个生命周期中多次收集开放空间交叉耦合度量404。
使用开放空间交叉耦合度量404，开放空间表征模块504-1确定经由交叉耦合器模块502获得的另一交叉耦合度量404是否相似。在这些交叉耦合度量404之间的相似性量指示是否检测到物体206。尽管执行校准程序以获得开放空间交叉耦合度量404，但是开放空间表征模块504-1可以对之后获得的每个交叉耦合度量404进行确定。
备选地或附加地，物体检测模块504可以经由点跟踪模块504-2来实现。点跟踪模块504-2随时间流逝而“跟踪”多个交叉耦合度量404。与开放空间表征模块504-1相似，点跟踪模块504-2确定在多个交叉耦合度量404之间的相似性量，以确定是否检测到物体206。通过分析在至少三个交叉耦合度量404之间的相似性、并且选择最不相似的一对交叉耦合度量404，点跟踪模块504-2可以执行接近度检测，而无需先验知识或表征开放空间条件。
范围检测模块506获得物体检测数据508。范围检测模块506使用物体检测数据508确定与物体206相距的范围。范围检测模块506生成范围数据(RD)510，该范围数据指定范围。范围可以相对于不同场来确定，诸如近范围场、中间范围场、远范围场等。每个场都具有与其关联的最小范围和最大范围。作为一个示例，近范围场可以包括从0厘米至3厘米(cm)的范围，中间范围场可以包括从3cm至10cm的范围，并且远范围场可以包括从10cm至15cm的范围。这些不同场的边界条件可以基于无线收发器120的发射功率等级和灵敏度而发生改变。如果未检测到物体206，则范围检测模块506可以将范围数据510设置为开放空间场，这指示物体206在可检测范围之外(例如，超过15cm)。
可以经由灵敏度等级模块506-1或功率等级模块506-2来实现范围检测模块506。一般而言，灵敏度等级模块506-1可以基于在与相同发射功率等级相对应的两个交叉耦合度量404之间的相似性来确定与物体206相距的范围。如上文所描述的，物体206距离计算设备102越近，在交叉耦合度量404之间的相似性量就越低。同样，物体206距离计算设备102越远，在交叉耦合度量404之间的相似性量就越高。
功率等级模块506-2可以基于多个功率等级来确定与物体206相距的范围。在该实现方式中，无线收发器120使用多个功率等级来发射射频发射信号322-1。通过确定哪些功率等级检测到物体206，功率等级模块506-2可以确定与物体206相距的范围。这是因为每个功率等级与不同的可检测范围相关联。例如，低功率等级可以检测到在近范围场内的物体206，而不能够检测到在远范围场内的物体206。然而，高功率等级可以在近范围场和远范围场内检测到物体206。
发射器控制模块512可以获得范围数据510。基于范围数据510，发射器控制模块512可以指定控制发射器302的发射参数328。如果计算设备102支持无线通信，则发射器控制模块512可以调整发射参数328，以平衡无线通信性能与顺应性要求或辐射要求。通过使用范围数据510，发射器控制模块512可以递增调整发射参数328，以满足指南并且提供目标性能等级。
对于所描述的基于交叉耦合来进行接近度检测的技术，可以使用开放空间表征模块504-1或点跟踪模块504-2与灵敏度等级模块506-1或功率等级模块506-2的任意组合。换句话说，灵敏度等级模块506-1和功率等级模块506-2都可以利用由开放空间表征模块504-1或点跟踪模块504-2所提供的物体检测数据508操作。在一些情况下，灵敏度等级模块506-1和功率等级模块506-2二者可以用于增加在范围数据510中的置信等级。关于图6至图10对交叉耦合器模块502、物体检测模块504、范围检测模块506及其模块进行了进一步描述。
图6图示了用于使用多个功率等级进行接近度检测的由交叉耦合器模块502执行的示例方案。在图6中，交叉耦合器模块502执行快速傅立叶变换(FFT)操作602-1和602-2、经由选择器604-1和604-2的选择操作、倒数操作606以及经由乘法器608的乘法操作。交叉耦合器模块502获得发射信号320和接收信号324的多个离散时域样本。作为示例，无线收发器120可以在量级为微秒(μs)(例如，5μs、10μs、50μs等)的时间段内收集数百或数千个离散时域样本。基于这些时域样本，交叉耦合器模块502生成发射信号320和接收信号324的频域表示，其分别被示为Tx(k)610-1和Rx(k)610-2。
选择器604-1和604-2从与指定频率相对应的频域表示Tx(k)610-1和Rx(k)610-2中选择频域样本Tx(K)612-1和Rx(K)612-2。变量K代表指定频率的索引，其可以与射频发射信号322-1的频率相对应。倒数操作606对频域样本Rx(K)612-2执行乘法逆操作或倒数操作。备选地，倒数操作606可以应用于频域样本Tx(K)612-1。使用乘法器608，生成由Tx(K)/Rx(K)所表示的交叉耦合度量404。一般而言，在所选择的时间段器件发生的一对发射信号和接收信号用于生成交叉耦合度量404。
为了生成多个交叉耦合器度量404，交叉耦合器模块502可以处理与不同时间段相对应的多个时域采样集合。例如，交叉耦合器模块502可以基于在第一时间t0、第二时间t1和第M时间tM期间收集的样本来生成交叉耦合度量404-1、404-2和404-M，其中M代表正整数。在一些情况下，这些时间段可以相邻，诸如如果无线收发器120发射并且接收单个发射信号320和单个接收信号324，并且交叉耦合器模块502将连续样本分段(例如，分组)成与相邻时间段相对应的不同分段。备选地或附加地，时间段可以不连续，诸如如果无线收发器120发射并且接收多对不同的发射信号320和接收信号324。这些发射信号320和接收信号324可以随着时间流逝而间隔开，诸如由半秒、一秒、数秒等的时间间隔而间隔开。在一些情况下，时间段可以在多个无线通信操作之间交错。对于开放空间表征模块504-1，时间段和交叉耦合度量404中一个时间段和交叉耦合度量与其中物体206不可检测到的已知时间相对应。对于点跟踪模块504-2，可以生成三个或更多个交叉耦合度量404，这对应于其中物体206是否可被检测到的未知时间段的不同时间段。
图7图示了用于使用多个功率等级进行接近度检测的由物体检测模块504使用开放空间表征途径执行的示例方案。开放空间表征模块504-1包括欧几里得距离模块702、相似性因子模块704、信噪比(SNR)模块706、比较模块708以及检测阈值716。开放空间表征模块504-1获得至少两个交叉耦合度量404，其被示为404-1和404-2。如关于图5所提及的，交叉耦合度量404中的一个交叉耦合度量是开放空间交叉耦合度量404。欧几里得距离模块702根据等式1、基于交叉耦合度量404-1和404-2来生成平方欧几里得距离数据710，该等式1如下所示：
d2＝|αt0-αt1|2 等式1
其中αt0和αt1分别代表与第一时间t0和第二时间t1相对应的交叉耦合度量404-1和404-2，d代表平方欧几里得距离数据710，并且“| |”代表绝对值操作。基于平方欧几里得距离数据710，相似性因子模块704生成相似性因子，其由符号rho(ρ)代表。Rho数据712代表在一对交叉耦合度量404之间的相似性量，在该示例中，一对交叉耦合度量404包括交叉耦合度量404-1和404-2。rho数据712可以基于等式2来计算，该等式2如下所示：
其中ρ表示相似性因子(例如，rho数据712)。rho数据712具有的值可以介于0和1之间。rho的较高值代表在交叉耦合度量404之间的较高相似性量，rho的较低值代表在交叉耦合度量404之间的较低相似性量。信噪比模块706获得rho数据712以根据等式3生成信噪比数据714，该等式3如下所示：
如在718处描绘的，比较模块708比较信噪比数据714与检测阈值716，以确定是否检测到物体206。如果信噪比数据714大于检测阈值716，则物体检测数据508(ODD 508)被设置为假，以指示未检测到物体206。然而，如果信噪比数据714小于或等于检测阈值716，则物体检测数据508被设置为真，以指示检测到物体206。
为了在概念上进行说明，假设开放空间交叉耦合度量404由交叉耦合度量404-1代表。图表720绘制了交叉耦合度量404-1和404-2。如果物体206不可检测到，则交叉耦合度量404-2(由虚线圆圈代表)与交叉耦合度量404-1相似，该交叉耦合度量404-1指示高信噪比数据714-1。然而，如果物体206可检测到，则交叉耦合度量404-2(由虚线三角形代表)与交叉耦合度量404-1不同，该交叉耦合度量404-1表示低信噪比数据714-2。
检测阈值716是用于确定信噪比数据714是与高信噪比数据714-1相对应、还是与低信噪比数据714-2相对应的预先确定的值。作为示例，检测阈值716可以被设置为大约30分贝(dB)。检测阈值716取决于用于发射射频发射信号322-1的功率等级。因此，可以分别确定多个功率等级的多个检测阈值716，以支持利用多个功率等级的接近度检测技术。检测阈值716也可以由点跟踪途径使用，关于图8对该点跟踪途径进行了进一步描述。
图8图示了用于使用多个功率等级进行接近度检测的由物体检测模块504使用点跟踪途径执行的示例方案。点跟踪模块504-2包括与开放空间表征模块504-1相同的许多模块。这些模块包括使用检测阈值716的欧几里得距离模块702、相似性因子模块704、信噪比模块706以及比较模块708。点跟踪模块504-2还包括最小rho模块802。
点跟踪模块504-2获得至少三个交叉耦合度量404，其被示为404-1、404-2和404-3。计算用于每对交叉耦合度量404的相似性因子(例如，rho数据712)。例如，rho数据712-1基于交叉耦合度量404-1和404-2，rho数据712-2基于交叉耦合度量404-1和404-3，并且rho数据712-3基于交叉耦合度量404-2和404-3。为了增加检测物体206的可能性，最小rho模块802从rho数据712-1、712-2和712-3中选择最小rho数据712，以产生最小rho数据804。最小rho数据804代表一对交叉耦合度量404，它们最不相似(例如，其示出最大变化量)，并且因此更有可能检测到物体206。使用最小rho数据804，导出信噪比数据714并且将其与检测阈值716进行比较，这与由开放空间表征模块504-1在718处所执行的操作相似。尽管示出了三个交叉耦合度量404，但是点跟踪模块504-2可以处理多于三个的交叉耦合度量404，从而可以增加检测到物体206的可能性。
为了在概念上进行说明，图表806绘制了交叉耦合度量404-1、404-2和404-3。如果物体206不可检测到，则交叉耦合度量404-1、404-2和404-3(如经由圆圈所示)相似，这指示高信噪比数据714-1。相比之下，如果物体206可检测到，则交叉耦合度量404-1、404-2和404-3(如经由三角形所示)发生变化，这指示低信噪比数据714-2。如图表806所示，最不相似(例如，其产生最小rho数据712)的一对交叉耦合度量404包括交叉耦合度量404-1和404-3(如经由三角形所示)。
选择最不相似的一对交叉耦合度量404增加了检测到物体206的可能性。例如，当物体206正在朝向计算设备102移动(例如，用户正接近电话或拇指朝向天线124的位置移动)时，交叉耦合度量404中的两个交叉耦合度量可以与不存在物体206、或物体206在可检测范围之外的时间相对应。这两个交叉耦合度量404将具有高相似性因子，其可以指示该物体不存在。然而，因为第三交叉耦合度量404在物体206可检测到的时间期间发生，所以在该第三交叉耦合度量404与其他交叉耦合度量之间的相似性因子是最小rho数据804。最小rho数据804用于正确确定物体206接近计算设备102。为了确定与物体206相距的范围，物体检测数据508被提供给范围检测模块506，这可以经由灵敏度等级模块506-1或功率等级模块506-2实现(如分别关于图9和图10所描述的)。
图9图示了用于使用多个功率等级进行接近度检测的由范围检测模块506使用灵敏度等级途径所执行的示例方案。灵敏度等级模块506-1包括多个灵敏度阈值902(如图表906所指示的)。灵敏度阈值902在物体206可能位于其内的不同场之间进行区分。如先前关于图5所提及的，示例场904可以包括近范围场904-1、中间范围场904-2、远范围场904-3以及开放空间场904-4。其中可检测到物体206的一个或多个场904包括除了开放空间场904-4之外的场904中的每个场。与检测阈值716如何区分物体206在开放空间场904-4内或其外部(例如，可检测场904中的任一可检测场内)相似，灵敏度阈值902可以区分不同的可检测场904。一般而言，如果物体206靠近计算设备102，则观察到交叉耦合度量404的大变化(例如，不相似性)，而如果物体206距离计算设备102更远，则观察到较小变化(例如，相似性)。换句话说，如果物体206靠近，则信噪比数据714较低，而如果物体206较远，则信噪比数据714较高。通过区分在相似性之间的不同等级，可以估计与物体206相距的范围。
为了在概念上进行说明，图表906绘制了多个交叉耦合度量404，其分别与其中物体206不可检测到的时间段(经由圆圈代表)和其中物体206可检测到的时间段(经由三角形代表)相对应。在该示例中，以下阈值从最高值阈值到最低值阈值排序：检测阈值716、中间范围灵敏度阈值902-2以及近范围灵敏度阈值902-1。作为示例，检测阈值716可以大约为30dB，中间范围灵敏度阈值902-2可以大约为20dB，并且近范围灵敏度阈值902-1可以大约为10dB。检测阈值716指示物体206是在开放空间场904-4内还是在可检测场904中的一个可检测场内。如果信噪比数据714介于检测阈值716与中间范围灵敏度阈值902-2之间，则确定物体206在远范围场904-3内。同样，如果信噪比数据714介于中间范围灵敏度阈值902-2与近范围灵敏度阈值902-1之间，则确定物体206在中间范围场904-2内。如果信噪比数据714小于近范围灵敏度阈值902-1，则确定物体206在近范围场904-1内。
如果物体检测数据508(ODD 508)为假(如在718处所确定的)，则灵敏度等级模块506-1可以生成范围数据510(RD 510)，其代表开放空间场904-4。如果物体检测数据508为真，则灵敏度等级模块506-1可以比较在物体检测数据508中提供的信噪比数据714与灵敏度阈值902，以确定与物体206相距的范围。例如，如果信噪比数据714大于灵敏度阈值902-2(如在908处所确定的)，则可以生成范围数据510以代表远范围场904-3。如果信噪比数据714小于或等于灵敏度阈值902-2，则灵敏度等级模块506-1可以在910处比较信噪比数据714与近范围灵敏度阈值902-1。如果信噪比数据714大于灵敏度阈值902-1(如在910处所确定的)，则可以生成范围数据510以代表中间范围场904-2。备选地，如果信噪比数据714小于或等于灵敏度阈值902-1，则可以生成范围数据510以代表近范围场904-1。
灵敏度等级模块506-1使得能够确定单个功率等级的范围，该单个功率等级用于发射射频发射信号322-1。换句话说，当以相同功率等级发射射频发射信号322-1时，出现与交叉耦合度量404相关联的时间段。关于图10对使用多个功率等级的另一范围确定技术进行了进一步描述。
图10图示了用于使用多个功率等级进行接近度检测的由范围检测模块506使用功率等级途径所执行的示例方案。功率等级模块506-2获得物体检测数据508，其与用于发射图3的射频发射信号322-1的多个功率等级1002相对应。作为示例，两个相邻功率等级1002可以相差大约2dB、5dB、10dB、20dB等。如图10所示，物体检测数据508-1与低功率等级1002-1相对应，物体检测数据508-2与中间功率等级1002-2相对应，并且物体检测数据508-3与高功率等级1002-3相对应。
功率等级1002中的每个功率等级与场904相对应。例如，低功率等级1002-1与近范围场904-1相对应，中间功率等级1002-2与中间范围场904-2相对应，并且高功率等级1002-3与远范围场904-3相对应。在功率等级1002与场904之间的这种关系之所以发生，是因为每个功率等级1002使得物体206能够在与场904相对应的最大范围被检测到。
对于功率等级1002中的每个功率等级，由开放空间表征模块504-1或点跟踪模块504-2可以使用不同的检测阈值716。这是因为在开放空间场904-4中的交叉耦合度量404的分布或变化根据功率等级1002而发生变化。在图10中，低功率检测阈值716-1与低功率等级1002-1相对应，中间功率检测阈值716-2与中间功率等级1002-2相对应，以及高功率检测阈值716-3与高功率等级1002-3相对应。低功率检测阈值716-1低于中间功率检测阈值716-2，并且中间功率检测阈值716-2低于高功率检测阈值716-3。通过评估哪一个或多个功率等级1002检测到物体206，功率等级模块506-2确定与物体206相距的范围。
表1004图示了功率等级模块506-2可以用来确定范围的示例决策矩阵。例如，如果物体检测数据508-1和508-2为假并且物体检测数据508-3为真，则确定物体206在远范围场904-3内。如果物体检测数据508-1为假并且物体检测数据508-2和508-3为真，则确定物体206在中间范围场904-2内。如果物体检测数据508-1、508-2和508-3为真，则确定物体206在近范围场904-1内。功率等级模块506-2可以基于该决策矩阵来生成对应范围数据510。
尽管在图9和图10中明确地示出了三个场904，但是用于灵敏度等级模块506-1或功率等级模块506-2的范围确定技术可以通过分别增加灵敏度等级902的数目或功率等级1002的数目来支持多于三个的场904。基于通过利用范围数据510的应用可以指定的目标精度或容错，场904的数目可以被确定。使用范围数据510的示例应用包括发射器控制模块512的操作，其关于图11被进一步描述。
图11图示了用于使用多个功率等级进行接近度检测的示例顺序流程图，其中时间在向下方向上流逝。在1102和1106处示出了无线通信模式的示例，并且在1104和1108处示出了接近度检测模式的示例。在1102处，无线收发器120发射高功率(例如，正常)上行链路信号202，其被配置为提供足够的范围。在发射上行链路信号202之后，在1104处，经由无线收发器120发射接近度检测信号208-1。如上文所描述的，接近度检测信号208使得计算设备102能够检测物体206并且确定物体206是否在计算设备102附近。基于检测，发射器控制模块512可以生成发射参数328。在一些实现方式中，可以生成用于下一上行链路信号202的发射参数328，以考虑MPE顺应性指南。例如，如果检测到物体206，则发射器控制模块512可以减少用于下一上行链路信号202的发射功率。备选地，如果没有检测到物体206，则发射器控制模块512可以保持发射功率不变。在其他实现方式中，发射参数328可以通过指定另一天线124或下一接近度检测信号208的不同发射功率等级来指定另一接近度检测信号208的发射。
接近度检测模式还可以确定与物体206相距的范围，从而使得发射参数328能够符合范围相关指南。示例范围相关指南包括最大功率密度。功率密度与发射功率成正比，而与范围成反比。因而，对于相同发射功率等级，较近范围的物体206暴露于比较远范围的另一物体206所暴露的更高的功率密度。因此，如果物体206在更远范围，则通过增加发射功率等级可以在物体206处实现相似功率密度，而如果物体206在较近范围，则通过减小发射功率等级可以在物体206处实现相似功率密度。这样，可以调整发射参数328以使得对于在较近范围和较远范围的物体206处的功率密度能够都低于最大功率密度。同时，因为范围已知，所以发射功率等级可以增加到便于无线通信并且符合顺应性指南的等级。
在1106处，无线收发器120使用由发射器控制模块512所生成的发射参数328来发射下一上行链路信号202。在所描绘的示例中，如果没有检测到物体206，则发射高功率上行链路信号202。备选地，如果检测到物体206，则发射低功率上行链路信号202。低功率可以例如比在1102处的高功率信号小大约五分贝与二十分贝毫瓦(dBm)之间。附加于或代替改变下一上行链路信号202的功率，发射参数328可以指定用于发射下一上行链路信号202的不同天线或不同束转向角(例如，与在1102处用于发射高功率信号的天线124或束转向角不同)。
在1108处，无线收发器120发射另一接近度检测信号208以尝试检测物体206。通过在一些时间段内调度多个接近度检测信号208，无线收发器120可以基于变化环境来动态调整发射参数328。在一些情况下，接近度检测信号208可以在无线通信期间、或在由处理器122所设置的预先确定的时间期间发生的主动数据循环之间发射和接收。通过主动监测环境，无线收发器120可以适当实时调整发射参数328，以平衡通信性能与顺应性要求或辐射要求。该监测还使得能够以递增方式调整发射参数328，以考虑物体206的移动。上文所所描述的序列还可以应用于在计算设备内的其他天线。在一些情况下，其他天线124可以在相同时间或在不同时间发射接近度检测信号208。
图12是图示了用于使用多个功率等级进行接近度检测的示例处理1200的流程图。以一组框1202-1210的形式对处理1200进行了描述，这些框1202-1210指定了可以执行的操作。然而，操作不一定限于在图12中所示出的或在本文中所描述的次序，这是因为可以以备选次序或以完全、或部分重叠的方式来实现操作。由表示处理1200的框所图示的操作可以由计算设备102(例如，图1或图2)或处理器122(例如，图1或图3)来执行。更具体地，处理1200的操作可以由图5的交叉耦合器模块502、物体检测模块504、范围检测模块506、或发射器控制模块512执行。
在框1202处，经由第一天线发射处于多个功率等级处的多个发射信号。例如，无线收发器120可以发射多个射频发射信号322-1，其经由天线124中的一个天线，在多个功率等级1002处被发射。多个射频发射信号322-1可以包括上行链路信号202或接近度检测信号208-1。多个射频发射信号322-1从多个发射信号320导出或者包括其版本。多个射频发射信号322-1可以在不相交时间处被发射，诸如相隔半秒、相隔一秒、相隔数秒等。备选地，多个射频发射信号322-1可以从单个射频发射信号322-1中被导出，该单个射频发射信号322-1在时间上被分隔为多个处理分段。多个功率等级1002可以包括图10的低功率等级1002-1、中间功率等级1002-2、或高功率等级1002-3。在一些情况下，相邻功率等级1002可以相差大约10dB。
在框1204处，经由第二天线接收多个接收信号。多个接收信号中的至少一个接收信号包括多个发射信号中的至少一个发射信号被物体反射的部分。例如，无线收发器120可以经由天线124中的另一天线来接收多个射频接收信号322-2。多个射频接收信号322-2中的至少一个射频接收信号包含射频发射信号322-1由物体206反射的部分。射频接收信号322-2还可以包括相互耦合信号326。射频接收信号322-2可以用于导出接收信号324或包括其版本。在一些实现方式中，无线收发器120可以分别经由天线阵列210的第一天线元件212-1和第二天线元件212-2同时发射并且接收射频信号322-1和322-2。
在框1206处，基于至少一个接收信号来对发射参数进行调整。发射参数关于与物体相距的范围而发生变化。例如，发射器控制模块512可以基于多个射频接收信号322-2中的至少一个射频接收信号来生成发射参数328。这样，可以调整上行链路信号202的发射以满足目标指南。示例发射参数328包括发射功率等级、束转向角、发射频率、无线通信协议、所选择的天线或天线阵列等。处理器122可以根据物体206的范围来改变发射参数328。比如，可以针对与物体206相距的较大范围来增加发射功率等级，以及可以针对与物体206相距的较小范围减少发射功率等级。
在一些实例中，处理器122可以确定与物体206相距的范围。例如，交叉耦合器模块502可以通过计算发射信号320和接收信号324的频域样本的比例，来生成交叉耦合度量404。物体检测模块504可以基于多个交叉耦合度量404，利用开放空间表征途径或点跟踪途径来生成物体检测数据508。一般而言，物体检测模块504处理对应于相同的功率等级1002的一组多个交叉耦合度量404。这样，物体检测模块504可以生成对应于相应功率等级1002的每个功率等级的相应物体检测数据508。在该示例中，范围检测模块506利用功率等级途径来确定哪个功率等级1002检测到物体206。使用决策矩阵，诸如在图10中的表1004所示出的决策矩阵，范围检测模块506确定与物体206相距的范围。
图13是图示了用于使用多个功率等级进行接近度检测的另一示例处理1300的流程图。采用一组框1302-1310的形式对处理1300进行描述，这些框1302-1310指定了可以执行的操作。然而，操作不一定限于在图13中所示出的、或在本文中所描述的次序，因为可以以备选次序或以完全、或部分重叠的方式来实现操作。由表示处理1300的框所图示的操作可以由计算设备102(例如，图1或图2)或处理器122(例如，图1或图3)来执行。更具体地，处理1300的操作可以由图5的交叉耦合器模块502、物体检测模块504、或范围检测模块506执行。
在框1302处，经由天线阵列的第一天线元件发射第一射频信号。例如，如图3所示，无线收发器120可以经由天线阵列210的第一天线元件212-1发射射频发射信号322-1。射频发射信号322-1可以包括上行链路信号202或特定于接近度检测的另一信号，诸如接近度检测信号208-1。作为示例，接近度检测信号208-1可以包括连续波信号，该连续波信号包括指定频率或音调。
在框1304处，经由天线阵列的第二天线元件接收第二射频信号。例如，无线收发器120可以经由天线阵列210的第二天线元件212-2接收射频接收信号322-2。射频接收信号322-2可以包括射频发射信号322-1由物体206反射的部分。由于第二天线元件212-2与第一天线元件212-1接近，发生交叉耦合，并且射频接收信号322-2还可以包括相互耦合信号326。
在框1306处，基于与第一采样时间相关联的第一射频信号和第二射频信号的相应频域样本的第一比例，来生成第一交叉耦合度量。例如，交叉耦合器模块502可以基于图6的频域样本612-1和612-2来生成交叉耦合度量404-1。如果在其中物体206在处于可检测场904外侧的已知时间期间发生交叉耦合度量404，则该交叉耦合度量404可以代表开放空间交叉度量404。在这种情况下，开放空间表征可以用于检测物体206。
在框1308处，基于与第二采样时间相关联的第一射频信号和第二射频信号的相应频域样本的第二比例，生成第二交叉耦合度量。例如，如图6所示，交叉耦合器模块502可以生成交叉耦合度量404-2。在一些情况下，交叉耦合度量404-2可以对应于与交叉耦合度量404-1相同的发射功率等级1002或不同的发射功率等级1002。尽管未明确示出，但是也可以基于与第三采样时间相关联的第一射频信号和第二射频信号的相应频域样本的第三比例，生成第三交叉耦合度量。如果生成至少三个交叉耦合度量，则点跟踪可以用于检测物体206。
在框1310处，基于第一交叉耦合度量和第二交叉耦合度量来确定与物体相距的范围。例如，如图7和图8所示，物体检测模块504可以使用开放空间表征途径或点跟踪途径，以分别基于交叉耦合度量404来生成物体检测数据508。如图9和图10所示，基于物体检测数据508，范围检测模块506可以分别使用灵敏度等级途径或功率等级途径来确定与物体206相距的范围。
除非背景另有指示，否则本文中使用的单词“或”可以被视为使用“包含性或”、或准许包含或应用由单词“或”链接的一个或多个项(例如，短语“A或B”可以解释为仅准许“A”、仅准许“B”或准许“A”和“B”两者)的术语。进一步地，本文中所讨论的附图和术语中所代表的项可以指示一个或多个项或术语，因此在本书面描述中可以互换引用项或术语的单个或多个形式。最后，尽管已经用特定于结构特征或方法操作的语言对主题进行了描述，但是应当理解，所附权利要求书中定义的主题不必局限于上文所描述的特定特征或操作，包括不必限于到其中布置特征的组织或其中执行操作的次序。

Claims (27)

1.一种装置，包括：
第一天线和第二天线；以及
无线收发器，耦合到所述第一天线和所述第二天线，所述无线收发器被配置为：
经由所述第一天线，在多个发射功率等级处发射多个信号，所述多个发射功率等级与不同的范围场相关联；
经由所述第二天线，接收所述多个信号中由物体反射的至少一个信号，所述多个信号中的所述至少一个信号与所述多个发射功率等级中的功率等级相关联，所述功率等级与多个范围场中的范围场相关联；
基于与所述多个信号中被接收到的所述至少一个信号相关联的所述范围场来确定与所述物体相距的范围；以及
基于与所述物体相距的所述范围来调整发射参数，其中所述发射参数根据与所述物体相距的所述范围而发生变化。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述发射参数包括以下各项中的至少一项：
功率等级；
束转向角；
频率；
所选择的天线；或
通信协议。
3.根据权利要求1所述的装置，其中在所述多个发射功率等级中的两个相邻功率等级之间的差异为十分贝。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述多个信号包括至少一个上行链路信号。
5.根据权利要求1所述的装置，其中所述多个信号包括至少一个第五代5G上行链路信号。
6.根据权利要求1所述的装置，其中所述多个信号包括具有恒定频率的至少一个连续波信号。
7.根据权利要求1所述的装置，还包括天线阵列，所述天线阵列包括第一天线元件和第二天线元件，其中：
所述第一天线包括所述第一天线元件；
所述第二天线包括所述第二天线元件；以及
所述无线收发器被配置为：在所述多个信号经由所述第一天线元件发射的一部分时间期间，经由所述第二天线元件接收所述多个信号中的所述至少一个信号。
8.根据权利要求1所述的装置，其中所述无线收发器还被配置为：距彼此在一秒钟之内，发射所述多个信号中的至少两个信号。
9.根据权利要求1所述的装置，其中所述多个发射功率等级包括：
高功率等级，与所述不同的范围场中的远范围场相关联；以及
低功率等级，与所述不同的范围场中的近范围场相关联。
10.根据权利要求9所述的装置，其中
所述多个信号包括：
与所述高功率等级相关联的第一信号；
与所述低功率等级相关联的第二信号；以及
所述无线收发器被配置为：
接收所述第一信号和所述第二信号，所述第一信号和所述第二信号由所述物体反射；以及
基于所述第一信号与所述远范围场相关联并且所述第二信号与所述近范围场相关联，确定与所述物体相距的所述范围在所述近范围场内。
11.根据权利要求10所述的装置，其中：
所述近范围场包括在零与三厘米之间的范围；以及
所述远范围场包括大于三厘米的范围。
12.根据权利要求10所述的装置，其中所接收到的所述第一信号和所述接收到的所述第二信号的相应幅度或相应相位相对于至少三个不同时间段而发生变化。
13.根据权利要求9所述的装置，其中：
所述多个信号包括：
与所述高功率等级相关联的第一信号；
与所述低功率等级相关联的第二信号；以及
所述无线收发器被配置为：
接收所述第一信号，所述第一信号由所述物体反射；以及
基于所述第一信号与所述远范围场相关联，确定与所述物体相距的所述范围在所述远范围场内。
14.根据权利要求13所述的装置，其中：
所述远范围场包括在十厘米与十五厘米之间的范围；以及
所述近范围场包括小于十厘米的范围。
15.根据权利要求13所述的装置，其中：
所述无线收发器被配置为：
发射所述多个信号中的第三信号，所述第三信号与所述高功率等级相关联；并且
在所述物体比所述远范围场更远的一部分时间期间，接收所述第三信号；以及
所接收到的所述第一信号的幅度或相位与所接收到的所述第三信号的另一幅度或另一相位不同。
16.根据权利要求13所述的装置，其中：
所述无线收发器被配置为接收所述第二信号；以及
在所述物体超出所述近范围场的持续时间内，所接收到的所述第二信号的幅度或相位相对一致。
17.一种装置，包括：
发射器件，用于经由第一天线在多个发射功率等级处发射多个信号，所述多个发射功率等级与不同的范围场相关联；
接收器件，用于经由第二天线接收多个信号，所述多个信号中的至少一个信号由物体反射，所述多个信号中的所述至少一个信号与所述多个发射功率等级中的功率等级相关联，所述功率等级与所述不同的范围场中的范围场相关联；以及
确定器件，用于基于与所述多个信号中被接收到的所述至少一个信号相关联的所述范围场来确定与所述物体相距的范围；
调整器件，用于基于与所述物体相距的所述范围来调整发射参数，其中所述发射参数根据与所述物体相距的所述范围而发生变化。
18.根据权利要求17所述的装置，其中所述发射参数包括以下各项中的至少一项：
功率等级；
束转向角；
频率；
所选择的天线；或
通信协议。
19.根据权利要求17所述的装置，其中所述多个信号包括以下各项中的至少一项：
上行链路信号；
第五代5G上行链路信号；或
具有恒定频率的连续波信号。
20.根据权利要求17所述的装置，其中在所述多个发射功率等级中的两个相邻功率等级之间的差在两分贝与二十分贝之间。
21.根据权利要求17所述的装置，还包括天线阵列，所述天线阵列包括第一天线元件和第二天线元件，其中：
所述第一天线包括所述第一天线元件；以及
所述第二天线包括所述第二天线元件。
22.根据权利要求17所述的装置，其中所述多个发射功率等级包括：
高功率等级，与所述不同的范围场中的远范围场相关联；
中间功率等级，与所述不同的范围场中的中间范围场相关联；以及
低功率等级，与所述不同的范围场中的近范围场相关联。
23.根据权利要求22所述的装置，其中：
所述多个信号包括：
与所述高功率等级相关联的第一信号；
与所述中间功率等级相关联的第二信号；以及
与所述低功率等级相关联的第三信号；
所述接收器件被配置为接收所述第一信号和所述第二信号，所述第一信号和所述第二信号由所述物体反射；以及
所述确定器件被配置为基于所述第一信号与所述远范围场相关联并且所述第二信号与所述近范围场相关联来确定与所述物体相距的所述范围在所述中间范围场内。
24.一种用于使用多个发射功率等级进行接近度检测的方法，所述方法包括：
经由第一天线，在多个发射功率等级处发射多个信号，所述多个发射功率等级与不同的范围场相关联；
经由第二天线，接收所述多个信号中的至少一个信号，所述多个信号中的至少一个信号由物体反射，所述多个信号中的至少一个信号与所述多个发射功率等级中的功率等级相关联，所述功率等级与所述不同的范围场中的范围场相关联；
基于与所述多个信号中被接收到的所述至少一个信号相关联的所述范围场来确定与所述物体相距的范围；以及
基于与所述物体相距的所述范围来调整发射参数，所述发射参数关于与所述物体相距的所述范围而发生变化。
25.根据权利要求24所述的方法，还包括：确定与所述物体相关联的开放空间条件在与所述范围场相对应的可检测范围之外，其中：
对所述发射参数的调整基于所述多个信号中被接收到的所述至少一个信号，所述至少一个信号具有相对于所述开放空间条件不同的特性。
26.根据权利要求24所述的方法，其中：
所述多个信号中被接收到的所述至少一个信号包括幅度或相位变化，所述幅度或相位变化指示所述物体在所述范围内。
27.根据权利要求24所述的方法，其中：
所述多个信号中被接收到的所述至少一个信号包括所述多个信号中的两个信号，所述两个信号与所述多个发射功率等级中的两个功率等级相关联，所述两个功率等级与所述不同的范围场中的两个范围场相关联；以及
与所述物体相距的所述范围在所述两个范围场中的一个范围场内，所述两个范围场中的所述一个范围场与所述两个功率等级的较低功率相关联。
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