阅读说明：本技术 基于双向信道探测的运动检测和定位 (Motion detection and localization based on bi-directional channel sounding ) 是由 O·克拉维茨 T·曼库 于 2018-12-03 设计创作，主要内容包括：在所描述的示例的一般方面中,基于双向信道探测来检测运动。在示例中,从第一装置获得第一信道信息集。第一信道信息集是基于在某个时间帧中的第一时间从第二装置发送通过空间的第一无线信号集。从第二装置获得第二信道信息集。第二信道信息集是基于在该时间帧中的第二时间从第一装置发送通过空间的第二无线信号集。分析第一信道信息集和第二信道信息集以在该时间帧期间在空间中检测运动的类别或所检测到的运动的位置。(In a general aspect of the described examples, motion is detected based on bi-directional channel sounding. In an example, a first set of channel information is obtained from a first apparatus. The first set of channel information is a first set of wireless signals transmitted through space from a second apparatus based on a first time in a certain time frame. A second set of channel information is obtained from a second apparatus. The second set of channel information is a second set of wireless signals transmitted through the space from the first apparatus based on a second time in the time frame. The first set of channel information and the second set of channel information are analyzed to detect a category of motion or a location of the detected motion in space during the time frame.)

具体实施方式

在这里描述的一些方面中，可以基于双向信道探测来检测空间中的运动。信道探测可以是指评价无线电环境，并且在第一无线装置发送具有已知特性的无线信号(例如，参考信号)并且第二无线装置接收发送信号并(由于发送信号的特性已知、因而)分析信道对于发送信号的影响的情况下监视随时间经过的无线信道状态信息。双向信道探测可以是指无线通信装置对沿两个方向(例如，顺序)进行的信道探测。例如，在一些实现中，从第一无线装置(TX)朝向第二无线装置(RX)探测信道，此后从第二无线装置(TX)朝向第一无线装置(RX)探测信道。双向信道探测可以在从人类运动学观点来看小到可以忽略不计的时间帧(例如，在毫秒(ms)的量级上)内进行，使得可以将在各方向上进行的测量彼此进行比较。

然后，可以将来自这两个无线装置的信道信息通信至指定装置(例如，被指定为集线器的无线装置、主无线装置、可通信地耦接至无线装置(例如，在云中)的服务器、或其它装置)。信道信息可以包括测量到的信道状态信息(CSI)(诸如信道响应等)，或者可以包括波束形成导向状态信息(诸如根据IEEE 802.11ac-2013标准生成的导向或反馈矩阵等，其中该IEEE802.11ac-2013标准通过引用而并入于此)。CSI可以是指通信链路的已知信道特性，并且可以描述无线信号如何从发送器传播到接收器，从而表示例如发送器和接收器之间的空间内的散射、衰落和功率衰减的组合效应。波束形成(或空间滤波)可以是指在多天线(多输入/多输出(MIMO))无线电系统中使用以进行定向信号发送或接收的信号处理技术。波束形成可以通过以特定角度的信号经历相长干涉、而其它信号经历相消干涉的这样一种方式组合天线阵列中的元件来实现。可以在发送端和接收端这两者处使用波束形成，以实现空间选择性。在一些情况(例如，IEEE 802.11ac标准)下，发送器使用波束形成导向矩阵。波束形成矩阵可以包括天线阵列应当如何使用其各单独的天线元件来选择发送用的空间路径的数学描述。尽管这里关于信道状态信息描述了某些方面，但是在所描述的方面中也可以使用波束形成状态信息或波束形成导向矩阵状态。

然后，指定装置分析从这些装置发送的信息，以检测在无线信号所穿过的空间中是否发生了运动。例如，指定装置可以分析两个或多个无线装置所提供的信道状态信息或波束形成状态信息以检测是否发生了信道变化，这种信道变化可能是由于空间中的对象的运动引起的。在一些情况下，指定装置可以分析来自无线装置的测量信息之间是否存在实质性差异。该分析可以用于确定所检测到的运动的位置。例如，如果与第二无线装置相比、第一无线装置报告大得多的检测到的信道变化，则指定装置可以判断为对象正在更靠近第二无线装置移动。类似地，如果与第二无线装置相比、第一无线装置报告小得多的检测到的信道变化，则指定装置可以判断为对象正在更靠近第一无线装置移动。还可以确定这两个状态(靠近一个传感器与靠近另一个传感器)之间的状态。例如，如果对于两个无线装置来说检测到的信道变化大致相同，则指定装置可以判断为检测到的运动发生在两个装置之间的“中间区域”中。

双向信道探测也可以用于提供运动探测的置信度水平，并且可以允许(例如，在无线装置中的一个无线装置由于诸如无线干扰、噪声或系统引发的测量减损等的非环境变化而错误地“检测到”运动的情况下)更有效地抑制误报检测。在这种情况下，如果一个无线装置正报告运动、而另一个无线装置没有正报告运动(针对某一时间段；特定的时间签名或其它度量标准可能适用)，则指定装置可以提供空间中未发生运动的判断。

在一些实例中，本发明的方面可以提供一个或多个优点。例如，可以基于无线信号来检测运动，而无需装置之间的视线并且具有较少的误报。可以使用现有的无线通信装置和网络来检测运动。另外，可以确定所检测到的运动的位置。

图1示出示例性无线通信系统100。示例性无线通信系统100包括三个无线通信装置——第一无线通信装置102A、第二无线通信装置102B和第三无线通信装置102C。示例性无线通信系统100可以包括附加的无线通信装置和其它组件(例如，附加的无线通信装置、一个或多个网络服务器、网络路由器、网络交换机、线缆或其它通信链路等)。

示例性无线通信装置102A、102B、102C可以例如根据无线网络标准或其它类型的无线通信协议而在无线网络中进行操作。例如，无线网络可被配置为作为无线局域网(WLAN)、个人局域网(PAN)、城域网(MAN)、或其它类型的无线网络而进行操作。WLAN的示例包括被配置为根据IEEE所开发的802.11标准家族中的一个或多个标准等而进行操作的网络(例如，Wi-Fi网络)等。PAN的示例包括根据短距离通信标准(例如，近场通信(NFC)、ZigBee)以及毫米波通信等而进行操作的网络。

在一些实现中，无线通信装置102A、102B、102C可被配置为例如根据蜂窝网络标准而在蜂窝网络中进行通信。蜂窝网络的示例包括根据如下标准进行配置的网络：诸如全球移动系统(GSM)和GSM演进的增强数据率(EDGE)或EGPRS等的2G标准；诸如码分多址(CDMA)、宽带码分多址(WCDMA)、通用移动电信系统(UMTS)和时分同步码分多址(TD-SCDMA)等的3G标准；诸如长期演进(LTE)和高级LTE(LTE-A)等的4G标准；等等。

在图1所示的示例中，无线通信装置102A、102B、102C可以是或者可以包括标准无线网络组件。例如，无线通信装置102A、102B、102C可以是商业可用的Wi-Fi接入点或其它类型的无线接入点(WAP)，该WAP进行如这里所述的作为指令(例如，软件或固件)嵌入在WAP的调制解调器上的一个或多个操作。在一些情况下，无线通信装置102A、102B、102C可以是诸如商业可用的网状网络系统(例如，GOOGLE WIFI)等的无线网状网络的节点。在一些情况下，可以使用其它类型的标准或传统的Wi-Fi发送器装置。无线通信装置102A、102B、102C可以在没有Wi-Fi组件的情况下实现；例如，可以使用其它类型的标准或非标准的无线通信来进行运动检测。在一些情况下，无线通信装置102A、102B、102C可以是专用运动检测系统，或者无线通信装置102A、102B、102C可以是专用运动检测系统的一部分。例如，专用运动检测系统可以包括集线器装置以及(作为远程传感器装置的)一个或多个信标装置，并且无线通信装置102A、102B、102C可以是运动检测系统中的集线器装置或信标装置。

如图1所示，示例性无线通信装置102C包括调制解调器112、处理器114、存储器116和电源单元118；无线通信系统100中的无线通信装置102A、102B、102C中的任意无线通信装置可以包括相同的、附加的或不同的组件，并且这些组件可被配置为如图1所示或者以其它方式进行操作。在一些实现中，无线通信装置的调制解调器112、处理器114、存储器116和电源单元118一起容纳在共同的壳体或其它组装件中。在一些实现中，无线通信装置的一个或多个组件可被单独容纳在例如单独的壳体或其它组装件中。

示例性调制解调器112可以通信(接收、发送或两者兼有)无线信号。例如，调制解调器112可被配置为通信根据无线通信标准(例如，Wi-Fi或蓝牙)进行格式化的射频(RF)信号。调制解调器112可被实现为图1所示的示例性无线网络调制解调器112，或者可以以其它方式(例如，利用其它类型的组件或子系统)实现。在一些实现中，示例性调制解调器112包括无线电子系统和基带子系统。在一些情况下，基带子系统和无线电子系统可以在共同的芯片或芯片组上实现，或者它们可以在卡或其它类型的组装装置中实现。基带子系统可以例如通过引线、引脚、配线或其它类型的连接件而耦接至无线电子系统。

在一些情况下，调制解调器112中的无线电子系统可以包括射频电路以及一个或多个天线。射频电路可以例如包括用于对模拟信号进行滤波、放大或以其它方式进行调节的电路、用于将基带信号上变频为RF信号的电路、用于将RF信号下变频为基带信号的电路等。这样的电路可以例如包括滤波器、放大器、混频器、本地振荡器等。无线电子系统可被配置为在无线通信信道上通信射频无线信号。作为示例，无线电子系统可以包括无线电芯片、RF前端和一个或多个天线。无线电子系统可以包括附加或不同的组件。在一些实现中，无线电子系统可以是或包括来自传统调制解调器(例如，来自Wi-Fi调制解调器、微微基站调制解调器等)的无线电电子器件(例如，RF前端、无线电芯片或类似组件)。在一些实现中，天线包括多个天线。

在一些情况下，调制解调器112中的基带子系统可以例如包括被配置为处理数字基带数据的数字电子器件。作为示例，基带子系统可以包括基带芯片。基带子系统可以包括附加或不同的组件。在一些情况下，基带子系统可以包括数字信号处理器(DSP)装置或其它类型的处理器装置。在一些情况下，基带系统包括数字处理逻辑，以操作无线电子系统、通过无线电子系统来通信无线网络业务、基于通过无线电子系统接收的运动检测信号来检测运动、或者进行其它类型的处理。例如，基带子系统可以包括一个或多个芯片、芯片组、或其它类型的装置，其中这些装置被配置为对信号进行编码并将编码信号传送至无线电子系统以供发送、或者(例如，通过根据无线通信标准对信号进行解码、通过根据运动检测处理来处理信号、或以其它方式)识别和分析在来自无线电子系统的信号中编码的数据。

在一些实例中，示例性调制解调器112中的无线电子系统从基带子系统接收基带信号，将基带信号上变频为射频(RF)信号，并且(例如，通过天线)无线地发送射频信号。在一些实例中，示例性调制解调器112中的无线电子系统(例如，通过天线)无线地接收射频信号，将射频信号下变频为基带信号，并将基带信号发送至基带子系统。在无线电子系统和基带子系统之间交换的信号可以是数字信号或模拟信号。在一些示例中，基带子系统包括转换电路(例如，数模转换器、模数转换器)，并与无线电子系统交换模拟信号。在一些示例中，无线电子系统包括转换电路(例如，数模转换器、模数转换器)，并与基带子系统交换数字信号。

在一些情况下，示例性调制解调器112的基带子系统可以在一个或多个网络业务信道上经由无线电子系统在无线通信网络中通信无线网络业务(例如，数据包)。调制解调器112的基带子系统还可以在专用无线通信信道上通过无线电子系统来发送或接收(或两者兼有)信号(例如，运动探测信号或运动检测信号)。在一些实例中，基带子系统例如生成用于发送的运动探测信号，以探测运动所用的空间。在一些实现中，运动探测信号包括标准信令或通信帧，通信帧包括信道探测(例如，用于根据IEEE 802.11ac-2013标准进行波束形成的信道探测，其中该IEEE 802.11ac-2013标准通过引用而并入于此)中所使用的标准导频信号。在一些情况下，运动探测信号包括网络中的所有装置已知的参考信号。在一些实例中，基带子系统例如处理所接收到的运动检测信号(基于发送通过空间的运动探测信号的信号)，以检测空间中的对象的运动。例如，基带子系统可以分析标准信令协议的方面(例如，用于根据IEEE802.11ac-2013标准(诸如基于所生成的导向或其它矩阵等)进行波束形成的信道探测)，以检测作为空间中的运动的结果的信道变化。

示例性处理器114可以例如执行指令，以基于数据输入来生成输出数据。指令可以包括存储器中所存储的程序、代码、脚本或其它类型的数据。另外或可选地，指令可被编码为预编程或可重新编程的逻辑电路、逻辑门或其它类型的硬件或固件组件。处理器114可以是或包括通用微处理器，作为专用协处理器或其它类型的数据处理设备。在一些情况下，处理器114进行无线通信装置102C的高级操作。例如，处理器114可被配置为执行或解释存储器116中所存储的软件、脚本、程序、功能、可执行指令或其它指令。在一些实现中，处理器114可被包括在调制解调器112中。

示例性存储器116可以包括计算机可读存储介质，例如易失性存储器装置、非易失性存储器装置或这两者。存储器116可以包括一个或多个只读存储器装置、随机存取存储器装置、缓冲存储器装置、或这些的组合和其它类型的存储器装置。在一些实例中，存储器的一个或多个组件可以与无线通信装置102C的其它组件集成或以其它方式相关联。存储器116可以存储处理器114可执行的指令。例如，指令可以包括用于诸如通过图6的示例性处理600中的一个或多个操作等分析信道状态信息、波束形成状态信息、波束形成导向矩阵状态信息、或基于双向信道探测的其它信息以检测空间中的对象的运动的指令。

示例性电源单元118向无线通信装置102C的其它组件提供电力。例如，其它组件可以基于由电源单元118通过电压总线或其它连接提供的电力来进行操作。在一些实现中，电源单元118包括电池或电池系统，例如可再充电电池。在一些实现中，电源单元118包括适配器(例如，AC适配器)，其中该适配器接收(来自外部源的)外部电力信号并将该外部电力信号转换为被调节用于无线通信装置102C的组件的内部电力信号。电源单元118可以包括其它组件或者以其它方式进行操作。

在图1所示的示例中，无线通信装置102A、102B(例如，根据无线网络标准、运动检测协议、或以其它方式来)发送无线信号。例如，无线通信装置102A、102B可以广播无线运动探测信号(例如，如上所述)，或者无线通信装置102A、102B可以发送寻址到其它装置(例如，用户设备、客户端装置、服务器等)的无线信号，并且其它装置(未示出)以及无线通信装置102C可以接收无线通信装置102A、102B所发送的无线信号。在一些情况下，无线通信装置102A、102B所发送的无线信号例如根据无线通信标准或以其它方式周期性地重复。

在所示的示例中，无线通信装置102C处理来自无线通信装置102A、102B的无线信号，以检测无线信号所接入的空间中的对象的运动、确定所检测到的运动的位置或者两者兼有。例如，无线通信装置102C可以进行以下关于图3～4所述的示例性处理、或者用于检测运动或确定所检测到的运动的位置的其它类型的处理的一个或多个操作。无线信号所接入的空间可以是室内或室外空间，其可以包括例如完全或部分封闭的一个或多个区域、没有封闭的开放区域等。该空间可以是或可以包括房间的内部、多个房间或建筑物等。在一些情况下，例如，可以修改无线通信系统100，使得无线通信装置102C可以发送无线信号，并且无线通信装置102A、102B可以处理来自无线通信装置102C的无线信号以检测运动或确定所检测到的运动的位置。

用于运动检测的无线信号可以包括例如信标信号(例如，蓝牙信标、Wi-Fi信标、其它无线信标信号)、导频信号(例如，用于信道探测的导频信号，诸如波束形成应用中所使用的导频信号)或根据无线网络标准为了其它目的而生成的其它标准信号、或者为了运动检测或其它目的而生成的非标准信号(例如，随机信号、参考信号等)。在一些示例中，无线信号在与移动对象相互作用之前或之后传播通过对象(例如，壁)，这可以使得能够在移动对象与发送或接收硬件之间没有光学视线的情况下检测到移动对象的移动。基于接收信号，第三无线通信装置102C可以生成运动检测数据。在一些实例中，第三无线通信装置102C可以将运动检测数据通信至其它装置或系统(诸如安全系统等)，其中该其它装置或系统可以包括用于监视诸如房间、建筑物、室外区域等的空间内的移动的控制中心。

在一些实现中，无线通信装置102A、102B可被修改为根据无线网络业务信号来在单独的无线通信信道(例如，频率信道或编码信道)上发送运动探测信号(例如，如上所述)。例如，第三无线通信装置102C可以知道应用于运动探测信号的有效载荷的调制以及有效载荷中的数据的类型或数据结构，这可以减少第三无线通信装置102C针对运动感测而进行的处理量。头部例如可以包括附加信息，诸如通信系统100中的其它装置是否检测到运动的指示、调制类型的指示、发送信号的装置的标识等。

在图1所示的示例中，无线通信系统100是在相应的无线通信装置102各自之间具有无线通信链路的无线网状网络。在所示的示例中，第三无线通信装置102C和第一无线通信装置102A之间的无线通信链路可以用于探测第一运动检测场110A，第三无线通信装置102C和第二无线通信装置102B之间的无线通信链路可以用于探测第二运动检测场110B，并且第一无线通信装置102A和第二无线通信装置102B之间的无线通信链路可以用于探测第三运动检测场110C。在一些实例中，各无线通信装置102通过对基于由该无线通信装置102发送通过该装置所接入的运动检测场110的无线信号的接收信号进行处理来检测运动检测场110中的运动。例如，当图1所示的人106在第一运动检测场110A和第三运动检测场110C中移动时，无线通信装置102可以根据其所接收到的基于发送通过相应运动检测场110的无线信号的信号来检测运动。例如，第一无线通信装置102A可以检测人在这两个运动检测场110A、110C中的运动，第二无线通信装置102B可以检测人106在运动检测场110C中的运动，并且第三无线通信装置102C可以检测人106在运动检测场110A中的运动。

在一些实例中，运动检测场110可以包括例如空气、固体材料、液体或无线电磁信号可以传播通过的其它介质。在图1所示的示例中，第一运动检测场110A在第一无线通信装置102A和第三无线通信装置102C之间提供无线通信信道，第二运动检测场110B在第二无线通信装置102B和第三无线通信装置102C之间提供无线通信信道，并且第三运动检测场110C在第一无线通信装置102A和第二无线通信装置102B之间提供无线通信信道。在操作的一些方面中，使用在(与网络业务所用的无线通信信道分开或共享的)无线通信信道上发送的无线信号来检测空间中的对象的移动。对象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，对象可以是人(例如，图1所示的人106)、动物、无机对象、或其它装置、设备或组装件、用于限定空间的全部或部分边界的对象(例如，壁、门、窗等)、或其它类型的对象。在一些实现中，可以分析来自无线通信装置的运动信息以确定所检测到的运动的位置。例如，如以下进一步所述，无线通信装置102其中之一(或可通信地耦接至装置102的其它装置)可以判断为所检测到的运动在特定无线通信装置附近。在一些实例中，无线通信装置102可以进行如下所述的双向信道探测以检测对象106的运动。

图2A和2B是示出在无线通信装置204A、204B、204C之间通信的示例性无线信号的图。无线通信装置204A、204B、204C可以是例如图1所示的无线通信装置102A、102B、102C、或其它类型的无线通信装置。示例性无线通信装置204A、204B、204C将无线信号发送通过空间200。示例性空间200可以在该空间200的一个或多个边界处完全或部分地封闭或开放。空间200可以是或可以包括房间的内部、多个房间、建筑物、室内区域或室外区域等。在所示的示例中，第一壁202A、第二壁202B和第三壁202C使空间200至少部分地封闭。

在图2A和2B所示的示例中，第一无线通信装置204A可操作地重复地(例如，周期性地，间歇性地，以预定、非预定或随机的间隔等)发送无线运动探测信号。第二无线通信装置204B和第三无线通信装置204C可操作地接收基于无线通信装置204A所发送的运动探测信号的信号。运动探测信号可以如上所述格式化。例如，在一些实现中，运动探测信号包括标准信令或通信帧，这些通信帧包括信道探测(例如，用于根据IEEE 802.11ac-2013标准进行波束形成的信道探测，其中该IEEE 802.11ac-2013标准通过引用而并入于此)中所使用的标准导频信号。无线通信装置204B、204C各自具有被配置为处理接收到的运动检测信号以检测空间200中的对象的运动的调制解调器、处理器或其它组件。

如图所示，对象处于图2A中的第一位置214A，并且对象已经移动到图2B中的第二位置214B。在图2A和2B中，空间200中的移动对象被表示为人，但是移动对象也可以是其它类型的对象。例如，移动对象可以是动物、无机对象(例如，系统、装置、设备或组装件)、用于限定空间200的全部或部分边界的对象(例如，壁、门、窗等)、或其它类型的对象。

如图2A和2B所示，用虚线示出从第一无线通信装置204A发送的无线信号的多个示例性路径。沿着第一信号路径216，无线信号从第一无线通信装置204A发送并且被第一壁202A反射朝向第二无线通信装置204B。沿着第二信号路径218，无线信号从第一无线通信装置204A发送并且被第二壁202B和第一壁202A反射朝向第三无线通信装置204C。沿着第三信号路径220，无线信号从第一无线通信装置204A发送并且被第二壁202B反射朝向第三无线通信装置204C。沿着第四信号路径222，无线信号从第一无线通信装置204A发送并且被第三壁202C反射朝向第二无线通信装置204B。

在图2A中，沿着第五信号路径224A，无线信号从第一无线通信装置204A发送并且被第一位置214A处的对象反射朝向第三无线通信装置204C。在图2A和图2B之间，对象的表面从空间200中的第一位置214A移动到第二位置214B(例如，远离第一位置214A一定距离)。在图2B中，沿着第六信号路径224B，无线信号从第一无线通信装置204A发送并且被第二位置214B处的对象反射朝向第三无线通信装置204C。由于对象从第一位置214A移动至第二位置214B，因此图2B中所描绘的第六信号路径224B比图2A中所描绘的第五信号路径224A长。在一些示例中，由于空间中的对象的移动，因此可以添加、移除或以其它方式修改信号路径。

图2A和2B所示的示例性无线信号可以通过其各自的路径经历衰减、频移、相移或其它影响，并且可以具有在其它方向上例如传播通过壁202A、202B和202C的部分。在一些示例中，无线信号是射频(RF)信号。无线信号可以包括其它类型的信号。

在图2A和2B所示的示例中，第一无线通信装置204A可以重复发送无线信号。特别地，图2A示出在第一时间从第一无线通信装置204A发送无线信号，并且图2B示出在稍后的第二时间从第一无线通信装置204A发送相同无线信号。发送信号可以连续地、周期性地、在随机的时刻或间歇的时刻等、或者通过它们的组合进行发送。发送信号可以在频率带宽中具有多个频率分量。发送信号可以以全向方式、以定向方式或以其它方式从第一无线通信装置204A发送。在所示的示例中，无线信号穿过空间200中的多个相应路径，并且沿各路径的信号可能由于路径损耗、散射或反射等而变得衰减，并且可能具有相位偏移或频率偏移。

如图2A和2B所示，来自各种路径216、218、220、222、224A和224B的信号在第三无线通信装置204C和第二无线通信装置204B处组合以形成接收信号。由于空间200中的多个路径对发送信号的影响，因此空间200可被表示为输入发送信号并且输出接收信号的传递函数(例如，滤波器)。当对象在空间200中移动时，对信号路径中的信号产生影响的衰减或相位偏移可能改变，因此空间200的传递函数可能改变。在假设从第一无线通信装置204A发送相同的无线信号的情况下，如果空间200的传递函数改变，则该传递函数的输出(即接收信号)也将改变。接收信号的改变可用于检测对象的移动。

在数学上，可以根据式(1)来描述从第一无线通信装置204A发送的发送信号f(t)：

其中，ω_n表示发送信号的第n个频率分量的频率，c_n表示第n个频率分量的复系数，以及t表示时间。在从第一无线通信装置204A发送了发送信号f(t)的情况下，可以根据式(2)来描述来自路径k的输出信号r_k(t)：

其中，α_n,k表示针对沿路径k的第n个频率分量的衰减因子(或信道响应；例如，由于散射、反射和路径损耗引起)，以及φ_n,k表示针对沿路径k的第n个频率分量的信号的相位。然后，无线通信装置处的接收信号R可被描述为来自到该无线通信装置的所有路径的所有输出信号r_k(t)的总和，即如式(3)所示：

将式(2)代入式(3)得到下式(4)：

然后，可以分析无线通信装置处的接收信号R。可以例如使用快速傅立叶变换(FFT)或其它类型的算法来将无线通信装置处的接收信号R变换到频域。变换后的信号可以将接收信号R表示为一系列n个复值，其中(n个频率ω_n的)相应频率分量各自对应一个复值。对于频率ω_n的频率分量，复值H_n可被表示为下式(5)：

针对给定频率分量ω_n的复值H_n指示该频率分量ω_n处的接收信号的相对大小和相位偏移。当对象在空间中移动时，复值H_n由于空间的信道响应α_n,k的改变而改变。因此，信道响应中所检测到的改变可以指示通信信道内的对象的移动。在一些实例中，噪声、干扰或其它现象可能影响接收器所检测到的信道响应，并且运动检测系统可以减少或隔离这种影响以改进运动检测能力的准确度和质量。在一些实现中，整体信道响应可被表示为：

在一些实例中，可以例如基于数学估计理论来确定针对空间的信道响应h_ch。例如，可以用候选信道响应(h_ch)来修改参考信号R_ef，然后可以使用最大似然方法来选择给出与接收信号(R_cvd)最匹配的候选信道。在一些情况下，从参考信号(R_ef)与候选信道响应(h_ch)的卷积获得估计接收信号然后改变信道响应(h_ch)的信道系数以使估计接收信号的平方误差最小化。这可以例如以优化标准

在数学上示出为：

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)、递归最小二乘(RLS)、批量最小二乘(BLS)等。信道响应可以是有限脉冲响应(FIR)滤波器或无限脉冲响应(IIR)滤波器等。如上式所示，接收信号可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延迟复本具有相关度。因此，如上式所示的卷积运算示出接收信号出现在不同的延迟点处，其中各延迟复本按信道系数进行加权。

图3A和3B是示例性运动检测系统300的图。示例性运动检测系统300包括发送器302和接收器304，该发送器302和接收器304经由无线信号306彼此通信。发送器302和接收器304可以与图1的无线通信装置102类似地实现。如图所示，无线信号306沿多个不同方向穿过空间，被壁或其它物理边界反射。因此，无线信号306各自在不同的时间到达接收器306，如时域标绘图312中所示。时域标绘图312可以用于计算或以其它方式获得信道状态信息，诸如信道响应、波束形成状态信息、波束形成导向矩阵状态信息或表示空间的有效传递函数的其它信息等。

在所示的示例中，(如图3A所示)靠近发送器302移动的对象与被表示为发送RF能量的三维球面的无线RF信号的较大表面相交。这是因为RF信号和移动对象之间的接触表面越大，使得发送器302和移动对象308之间的立体角(α)310越大。作为结果，与(如图3B所示)在距发送器302较远距离处移动的相同大小的对象相比，该移动对象沿不同方向反射更多的RF能量。立体角可以是指三维空间中的、对象在某一点处所对向的二维角度。立体角可以包括从该点看、观察者看到的对象有多大的测度。在一些情况下，发送器302附近的小对象可以与更远离的较大对象对向相同的立体角。由于这种现象，当在单个方向上(例如，仅通过从装置302A发送至装置302B的信号304A)进行信道探测时，可能难以判断信道状态中的检测到的变化是由更远离发送器移动的较大对象引起的、还是由更靠近发送器移动并且产生相同的信道干扰速率的较小对象引起的。

图4A和4B是基于双向信道探测的示例性运动检测系统400的图。示例性运动检测系统400包括彼此通信的无线装置402的配对。无线装置402可以与图1的无线通信装置102类似地实现。无线装置402可以使用射频(RF)信号(例如，根据802.11标准格式化的信号)或其它类型的无线信号彼此通信。在所示的示例中，无线装置402A发送信号404A以在一个方向上进行信道探测，并且无线装置402B发送信号404B以在相反方向上进行信道探测。基于所发送的信号404，各无线装置402可以确定信号404所穿过的空间的信道状态信息。在一些情况下，信号404B在信号404A之后(例如，顺序地)发送。装置402可以将所确定的信道状态信息(例如，信道响应)发送至如上所述的指定装置，该指定装置可以分析来自这两个装置402的信道状态信息以检测对象406(狗406A和人406B)的运动。尽管以下关于分析信道状态信息进行了描述，但是除了信道状态信息之外或代替信道状态信息，可以分析波束形成状态信息、波束形成导向矩阵状态信息或表示空间的有效传递函数的其它信息。

在所示的示例中，在图4A、4B的两种场景中，由于对象406针对无线装置402A产生类似的立体角，因此单向信道探测技术可以提供类似的运动结论。例如，在所示的示例中，当(如图4A所示)狗406A在无线装置402A附近移动时，其对信号404A造成非常大的干扰，这种干扰可能与(如图4B所示)更远离无线装置402A的较大的人406B所引起的干扰类似，从而产生类似的立体角。在无线装置402A和402A所产生的立体角之间的差低于某个阈值(例如，在0～10度差内)的情况下，立体角可能是类似的。在一些情况下，阈值可以是表示大于10度差的角度差的其它值。在一些情况下，与无线装置402A、402B相关联的信道变化可以由立体角以外的测量值指示。在这种情况下，如果与无线装置402A相关联的信道变化在与无线装置402B相关联的信道变化的阈值内，则与无线装置402A相关联的信道变化可以同与无线装置402B相关联的信道变化类似。因此，通过单向信道探测，可以判断为在这两种场景下，在信号404A所穿过的空间中存在大对象(例如，人)的运动，这可能是或者可能不是精确的。然而，通过使用双向信道探测，可以确定运动的类别(例如，空间中的对象是大的(人)对象还是小的(狗)对象)。另外，可以确定所检测到的运动的相对位置。

例如，在图4A所示的示例中，可以基于这两个信号404A、404B获得信道状态信息。在无线装置402A处(基于信号404B)确定的信道状态信息可以示出由于在空间中移动的对象(狗406A)相对小而产生的相对小的信道扰动，而在无线装置402B处(基于信号404A)确定的信道状态信息可以示出相对大的信道扰动。可以比较或其它方式分析这两个信道状态信息集，以判断为移动对象是小对象并且与距装置402B相比、小对象正在更靠近装置402A移动。

类似地，在图4B所示的示例中，在无线装置402A处(基于信号404B)确定的信道状态信息可以示出由于在空间中移动的对象(人406B)相对大(并且靠近信号404B的源)而产生的相对大的信道扰动，而在无线装置402B处(基于信号404A)确定的信道状态信息可以示出更缓和的信道扰动。可以比较或其它方式分析这两个信道状态信息集，以判断为移动对象是较大对象并且与距装置402A相比、该对象正在更靠近装置402B移动。

在一些实现中，可以在无线通信网络中的多个装置之间进行双向信道探测。例如，参考图1所示的示例，可以在无线通信装置102A、102B之间、无线通信装置102A、102C之间、以及无线通信装置102B、102C之间进行双向信道探测。可以针对各个相应的装置102对基于如上所述的双向分析来确定信道状态信息，并且可以分析信道状态信息集以判断为对象106在第一运动检测场110A内并且在装置102A、102C之间相对等距。

图5A和5B是示出运动检测系统500中的示例性运动定位区域502的图。在所示的示例中，运动检测系统500包括无线通信装置502，无线通信装置502可以与图1的无线通信装置102类似地实现。系统500可以与图4A～4B的系统400类似地操作(例如，可以基于双向信道探测来检测空间中的对象的运动)。在所示的示例中，无线通信装置502使发送器和接收器的角色以最小的间隔(例如，相隔毫秒)在变化的角色之间进行迭代，以捕获非常类似的物理环境。

在图5A的示例性系统500A中，如果与来自无线通信装置502B(处于接收器模式)的同一报告相比、无线通信装置502A(处于接收器模式)报告随时间的经过检测到的无线信道变化的较大强度，则系统500A可以判断为对象正在运动检测区域508(“近传感器2”)中移动。同样，如果与来自无线通信装置502A(处于接收器模式)的同一报告相比、无线通信装置502B(处于接收器模式)报告随时间的经过检测到的无线信道变化的较大强度，则系统500A可以判断为对象正在运动检测区域504(“近传感器1”)中移动。如果这两个无线通信装置502报告随时间的经过的类似的信道变化量，则系统500A可以判断为对象正在运动检测区域506(“中间区域”)中移动。

图5B所示的示例性系统500B除了具有三个无线通信装置502之外，与图5A所示的示例性系统500A相同。由于具有更多无线通信装置502，因此图5B的系统500B包括与系统500A相比更多运动检测区域。例如，系统500A包括三个运动检测区域504、506、508，而系统500B包括九个运动检测区域510、512、514、516、518、520、522、524、526。在所示的示例中，系统500B可以基于双向信道探测判断为对象530正在运动检测区域514(“传感器1和3的中间区域”)和运动检测区域516(“传感器1和2的中间区域”)的交叉部分内移动。

图6是示出用于基于双向信道探测来检测空间中的对象的运动的示例性处理600的流程图。处理600的操作可以由耦接至为空间服务的无线网络的装置的一个或多个处理器进行。例如，示例性处理600中的操作可以由图1中的示例性无线通信装置102的处理器子系统114进行，以基于两个装置102之间的双向信道探测来分析信道状态信息、波束形成状态信息、波束形成导向矩阵状态信息、或表示空间的有效传递函数的其它信息，并检测空间中是否发生了运动。示例性处理600可以由其它类型的装置进行。示例性处理600可以包括附加的或不同的操作，并且这些操作可以按所示的顺序或其它顺序进行。在一些情况下，图6所示的操作中的一个或多个操作被实现为包括多个操作、子处理或其它类型的例程的处理。在一些情况下，操作可以组合、以其它顺序进行、并行进行、迭代或以其它方式重复或者以其它方式进行。

在示例性处理600中，操作602A、604A和606A可以由第一无线通信装置进行，而操作602B、604B和606B可以由第二无线通信装置进行。例如，参考图4A～4B中所示的示例，操作602A、604A和606A可以由无线装置402A进行，而操作602B、604B和606B可以由无线装置402B进行。作为另一示例，操作602A、604A和606A可以由图5A的无线通信装置502A进行，而操作602B、604B和606B可以由图5A的无线通信装置502B进行。

在602处，无线信号在无线通信装置之间发送通过空间。例如，参考图4A～4B所示的示例，无线信号404A、404B分别由无线装置402A、402B发送。无线信号可以是射频(RF)信号，并且可以包括用于判断空间中是否发生了运动的参考信号或信标信号。在一些情况下，无线信号根据标准(例如，802.11Wi-Fi标准)格式化。无线信号可以以其它方式格式化。在一些实现中，在无线装置402A、402B之间双向地发送信号。在一些情况下，第一无线信号集沿第一方向从第一无线通信装置402A发送至第二无线通信装置402B，并且第二无线信号集沿第二方向从第二无线通信装置402B发送至第一无线通信装置402A。

在604处，接收另一装置在602处发送的信号，并且在606处，分析接收到的信号以获得信道信息。在示例中，可以从第一无线通信装置402A接收第一信道信息集，并且可以从第二无线通信装置402B接收第二信道信息集。在一些实现中，信道信息包括CSI(例如，信道响应)，并且分析可以基于如上所述的数学估计理论。在一些实现中，信道信息包括波束形成状态信息或波束形成导向矩阵信息。信道信息可以包括表示空间的有效传递函数的其它信息。

在608处，分析606A、606B处所获得的信道信息集，以检测对象是否在无线信号所穿过的空间中移动。608处的分析可以由可通信地耦接至用于发送/接收的无线装置的任何装置进行。在一些实现中，分析由这些装置中的一个装置(例如，在该装置被指定为集线器装置的情况下)进行。在一些实现中，分析由可通信地耦接至无线装置(例如，在云中)的远程服务器进行。在一些实现中，在检测到运动之后，可以采取动作或编程响应。例如，计算装置(例如，在608处进行分析的装置)可以激活安全警报(例如，向安全人员、房屋所有者的移动电话、或其它装置发送警报)，在检测到运动的位置(例如，在房间、走廊或室外)启动照明或HVAC，或者进行这些或其它类型的编程响应的组合。

在一些实现中，可以在608处检测运动的类别。例如，可以判断移动对象是相对大的(例如，人)还是相对小的(例如，狗或猫)。另外，在一些实现中，可以确定检测到的运动的相对位置。例如，检测到的运动可以定位到运动检测区域，如以上关于图5A～5B所述。在一些情况下，可以基于相应的信道信息集的比较或者基于对信道信息集的其它分析来确定运动的类别或相对位置。在示例中，如图5A所示，在与第二信道信息集相比、第一信道信息集指示随时间的经过的更多信道变化的情况下，可以判断为对象正在第一无线通信装置402A附近的区域中移动，并且在与第一信道信息集相比、第二信道信息集指示随时间的经过的更多信道变化的情况下，判断为对象正在第二无线通信装置402B附近的区域中移动。在另一示例中，如图5B中所述，在与第二信道信息集相比、第一信道信息集指示随时间的经过的类似信道变化的情况下，可以判断为对象正在第一无线通信装置402A和第二无线通信装置402B之间的区域中移动。

本说明书中所描述的一些主题和操作可以在数字电子电路中、或者在计算机软件、固件或硬件中实现，包括本说明书中所公开的结构及其结构等同物、或者结构中的一个或多个的组合。本说明书中所描述的一些主题可以被实现为一个或多个计算机程序(即计算机程序指令的一个或多个模块)，编码在计算机可读存储介质上以供数据处理设备执行或用于控制数据处理设备的操作。计算机可读存储介质可以是计算机可读存储装置、计算机可读存储基板、随机或串行存取存储器阵列或装置、或者它们中的一个或多个的组合，或者可被包括在其中。此外，虽然计算机可读存储介质不是传播信号，但是计算机可读存储介质可以是编码在人工生成的传播信号中的计算机程序指令的源或目的地。计算机可读存储介质也可以是一个或多个单独的物理组件或介质(例如，多个CD、盘或其它存储装置)，或者被包括在其中。计算机可读存储介质可以包括多个计算机可读存储装置。计算机可读存储装置可以位于一处(指令存储在单个存储装置中)，或者位于不同位置中(例如，指令存储在分布式位置中)。

本说明书中所描述的一些操作可以被实现为数据处理设备对存储器中(例如，一个或多个计算机可读存储装置上)所存储的或者从其它源接收到的数据所进行的操作。术语“数据处理设备”包含用于处理数据的所有种类的设备、装置和机器，举例而言包括可编程处理器、计算机、片上系统或者前述的多个或组合。设备可以包括专用逻辑电路，例如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)。除硬件以外，设备还可以包括为所考虑的计算机程序创建执行环境的代码，例如用于构成处理器固件、协议栈、数据库管理系统、操作系统、跨平台运行时环境、虚拟机或它们中的一个或多个的组合的代码。在一些实例中，数据处理设备包括处理器集。该处理器集可以位于同一处(例如，多个处理器在同一计算装置中)，或者位于彼此不同的位置中(例如，多个处理器在分布式计算装置中)。用于存储数据处理设备所执行的数据的存储器可以与数据处理设备位于一处(例如，计算装置执行同一计算装置的存储器中所存储的指令)，或者与数据处理设备位于不同的位置中(例如，客户端装置执行服务器装置上所存储的指令)。

计算机程序(也已知为程序、软件、软件应用、脚本或代码)可以以包括编译语言或解释语言、声明语言或过程语言等的任何形式的编程语言来编写，并且其可以以任何形式进行部署，包括被部署为独立程序或者被部署为模块、组件、子例程、对象或者适合在计算环境中使用的其它单元。计算机程序可以但不必与文件系统中的文件相对应。程序可以存储在文件的一部分中，其中该文件将其它程序或数据(例如，标记语言文件中所存储的一个或多个脚本)保存在专用于程序的单个文件中、或者保存在多个协调文件(例如，用于存储一个或多个模块、子程序或代码的一部分的文件)中。计算机程序可以被部署为在一个计算机上、或者在位于一个站点处或跨多个站点分布并且通过通信网络互连的多个计算机上执行。

本说明书中所描述的处理和逻辑流中的一些可以利用一个或多个可编程处理器来进行，其中这些一个或多个可编程处理器执行一个或多个计算机程序以通过对输入数据进行操作并生成输出来进行动作。这些处理和逻辑流还可以由专用逻辑电路进行并且设备也可被实现为专用逻辑电路，其中所述专用逻辑电路例如是FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)。

举例而言，适合执行计算机程序的处理器包括通用微处理器和专用微处理器两者、以及任何种类的数字计算机中的处理器。一般地，处理器将会从只读存储器或随机存取存储器或这两者接收指令和数据。计算机的元件可以包括用于根据指令进行动作的处理器以及用于存储指令和数据的一个或多个存储器装置。计算机还可以包括用于存储数据的一个或多个大容量存储装置(例如，非磁性驱动器(例如，固态驱动器)、磁盘、磁光盘或光盘)或可操作地耦接以相对于这一个或多个大容量存储装置接收或传送数据，或者这两者。然而，计算机无需具有这种装置。此外，计算机可以嵌入在其它装置(例如电话、平板计算机、电器、移动音频或视频播放器、游戏机、全球定位系统(GPS)接收器、物联网(IoT)装置、机器对机器(M2M)传感器或致动器、或便携式存储装置(例如，通用串行总线(USB)闪存驱动器))中。适合存储计算机程序指令和数据的装置包括所有形式的非易失性存储器、介质和存储器装置，举例而言包括半导体存储器装置(例如，EPROM、EEPROM和闪速存储器装置等)、磁盘(例如，内部硬盘和可移除盘等)、磁光盘、以及CD-ROM和DVD-ROM盘。在一些情况下，处理器和存储器可以由专用逻辑电路补充或者并入专用逻辑电路中。

为了提供与用户的交互，操作可以在计算机上实现，其中该计算机具有用于向用户显示信息的显示装置(例如，监视器或其它类型的显示装置)、以及用户可以向计算机提供输入的键盘和指点装置(例如，鼠标、追踪球、触针、触敏屏幕或其它类型的指点装置)。其它种类的装置也可以用于提供与用户的交互；例如，被提供至用户的反馈可以是任何形式的感觉反馈，例如视觉反馈、听觉反馈或触觉反馈；并且来自用户的输入可以以任何形式接收，包括声音、语音或触觉输入。另外，计算机可以通过相对于用户所使用的装置发送和接收文档(例如通过响应于从用户的客户端装置上的web浏览器接收到的请求而向web浏览器发送web页面)来与该用户进行交互。

计算机系统可以包括单个计算装置、或者彼此接近或一般彼此远离地进行操作并且通常通过通信网络进行交互的多个计算机。通信网络可以包括局域网(“LAN”)和广域网(“WAN”)、互联网(例如，因特网)、包括卫星链路的网络、以及对等网(例如，自组织对等网络)中的一个或多个。客户端和服务器的关系可以通过在各个计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序而产生。

在这里描述的示例的一般方面中，基于双向信道探测来检测运动。

在第一示例中，获得来自第一装置的第一信道信息集。第一信道信息集是基于在某个时间帧中的第一时间从第二装置发送通过空间的第一无线信号集。从第二装置获得第二信道信息集。第二信道信息集是基于在该时间帧中的第二时间从第一装置发送通过空间的第二无线信号集。分析第一信道信息集和第二信道信息集以在该时间帧期间在空间中检测运动的类别或所检测到的运动的位置。

第一示例的实现可以包括以下特征中的一个或多个。第一信道信息集和第二信道信息集是基于第一装置和第二装置之间双向地发送通过空间的无线信号。无线信号包括参考信号或信标信号。第一无线信号集沿第一方向从第一装置发送至第二装置，以及第二无线信号集沿第二方向从第二装置发送至第一装置。将第一信道信息集与第二信道信息集进行比较以判断对象是正在第一装置附近的区域中还是正在第二装置附近的区域中移动。

第一示例的实现可以包括以下特征中的一个或多个。在与第二信道信息集相比、第一信道信息集指示随时间的经过的更多信道变化的情况下，判断为对象正在第一装置附近的区域中移动；或者在与第一信道信息集相比、第二信道信息集指示随时间的经过的更多信道变化的情况下，判断为对象正在第二装置附近的区域中移动。在与第二信道信息集相比、第一信道信息集指示随时间的经过的类似信道变化的情况下，判断为对象正在第一装置和第二装置之间的区域中移动。确定运动的类别。识别移动对象的类型。在与第二信道扰动集相比、第一信道信息集指示随时间的经过的更少信道扰动的情况下，判断为与距第二装置相比、小对象正在更靠近第一装置移动；或者在与第二信道扰动集相比、第一信道信息集指示随时间的经过的更大信道扰动的情况下，判断为与距第一装置相比、大对象正在更靠近第二装置移动。

在一些实现中，计算系统(例如，无线通信装置、计算机系统或通信地耦接至无线通信装置的其它类型的系统)包括数据处理设备和存储器，该存储器存储在由数据处理设备执行时可操作地进行第一示例的一个或多个操作的指令。在一些实现中，运动检测装置包括一个或多个处理器以及存储器，该存储器包括在由一个或多个处理器执行时使运动检测装置进行第一示例的一个或多个操作的指令。在一些实现中，计算机可读介质存储在由数据处理设备执行时可操作地进行第一示例的一个或多个操作的指令。

虽然本说明书包含很多细节，但这些细节不应被解释为对可以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的描述。还可以组合本说明书在单独实现的上下文中所描述的特定特征。相反，在单个实现的上下文中所描述的各种特征还可以在多个实施例中单独实现或者以任何合适的子组合实现。

已经描述了许多实施例。然而，应当理解，可以进行各种修改。因此，其它实施例在所附权利要求书的范围内。