CN107636893B - 配置成检测对象的多天线通信系统 - Google Patents

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Abstract

提供了用于使用移动通信设备来检测对象(包括人类)的方法、系统、装置以及计算机程序产品。使用由移动通信设备的相控天线阵列所发射的束形信号来扫描通信空间。从一个或多个经衰减信号辨别信息，所述经衰减信号基于束形信号从通信空间被接收。该信息被分析以确定通信空间中的对象。确定对象是否可能是人类的至少一部分。响应于确定对象可能是人类的至少一部分并且人类的该至少一部分具有与相控天线阵列的预定空间关系，相控天线阵列所发射的通信信号被修改。

Description

配置成检测对象的多天线通信系统
背景
在与其他设备通信时，诸如蜂窝电话等移动设备发射通信信号形式的辐射。所发射的辐射可被邻近对象接收并被反射、穿过和/或吸收。生物(诸如人类)可能吸收移动设备发出的辐射并且由此受害。生物距设备的发射天线越近，越多的辐射能量被吸收。例如，使用蜂窝电话拨打电话呼叫的人的头、耳或手可能吸收大量所发射的辐射。
相应地，对于移动设备而言，需要比吸收率(SAR)测试来保护人类免受所发出的辐射。SAR是在人体暴露到射频(RF)电磁场时能量被人体吸收的比率的测量。各政府已经限定了移动设备所发出的RF能量的最大SAR水平。
用于对象检测的当前技术是通过电路系统来实现的。例如，谐振电路可被连接到感测天线。在对象接近感测天线时，谐振频率偏移。谐振频率偏移可被测量，并且特定量的偏移可以指示检测到邻近对象。另一技术使用具有IR传感器的IR(红外)LED(发光二极管)来发光并测量反射回的光。
概述
提供本概述以便以简化的形式介绍以下在详细描述中进一步描述的一些概念。本概述并不旨在标识所要求保护主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护主题的范围。
提供了用于使用移动通信设备来检测对象(包括人类)的方法、系统、装置以及计算机程序产品。使用由移动通信设备的相控天线阵列所发射的束形信号来扫描通信空间。从一个或多个经衰减信号辨别信息，所述经衰减信号基于束形信号从通信空间被接收。该信息被分析以确定通信空间中的对象。确定对象是否可能是人类的至少一部分。响应于确定对象可能是人类的至少一部分并且人类的该至少一部分具有与相控天线阵列的预定空间关系，相控天线阵列所发射的通信信号被修改。
下面将参考各个附图，详细描述本发明的进一步特点和优点，以及本发明的各实施例的结构和操作。值得注意的是，本发明不仅限于本文所描述的特定实施例。本文呈现这些实施例仅用于说明性的用途。基于本文包含的示教，附加的实施例对相关领域的技术人员将是显而易见的。
附图说明
合并到本文并构成说明书的一部分的附图例示了本申请的各实施例，并且与说明书一起进一步用于解释各实施例的原理并允许相关领域技术人员实施和使用这些实施例。
图1示出根据一示例实施例的移动通信设备使用相控天线阵列在其中扫描对象并且在检测到人类在附近时修改所发射的通信信号的通信空间的框图。
图2示出根据一实施例的图1的通信空间的框图示例，其中第二通信设备存在于该空间中以接收由移动通信设备发射的经衰减信号。
图3是根据一实施例的图1的通信空间的框图示例，其中移动通信设备接收其自己发射的信号的经衰减反射。
图4示出根据一示例实施例的提供移动通信设备中的用于检测通信空间中的对象并根据这样的检测来修改通信信号的过程的流程图。
图5示出根据一示例实施例的被配置成检测通信空间中的对象并根据这样的检测来修改通信信号的移动通信设备的框图。
图6示出根据一示例实施例的提供移动通信设备中的用于基于由第二通信设备接收到的信号来确定信号功率损耗的过程的流程图。
图7示出根据一示例实施例的提供移动通信设备中的用于基于该移动通信设备接收到的反射的信号来确定信号功率损耗的过程的流程图。
图8示出根据各示例实施例的配置成访问辅助对象标识的一个或多个表、地图、或库的对象标识器的框图。
图9A和9B示出根据示例实施例的提供移动通信设备中的用于将对象标识为人类的过程的流程图。
图10示出可用于实现各实施例的示例性用户设备的框图。
图11示出可用来实现各个实施例的示例计算设备的框图。
当结合其中相同的附图标记标识对应的元素的附图时，各实施例的特征和优点将从以下阐述的详细描述中变得更加显而易见。在附图中，相同的参考标号一般指相同的、功能上相似的和/或结构上相似的元素。其中元素第一次出现的附图由对应的参考标号中最左侧的数字指示。
详细描述
I.介绍
说明书中对“一个实施例”、“一实施例”、“一示例实施例”等等的引用表示所描述的实施例可包括特定特征、结构或者特性，但是，每一个实施例可不必包括该特定特征、结构或者特征。此外，这些短语不一定指相同的实施例。此外，当关于某一实施例描述特定特征、结构或特性时，不管是否被明确描述，关于其他实施例来实现该特征、结构或特性被认为是在本领域技术人员的知识范围内。
在讨论中，除非另有说明，否则修改本公开的实施例的一个或多个特征的条件或关系特性的诸如“基本上”和“大约”之类的形容词应被理解成是指该条件或特性被限定在对该实施例所意图的应用而言可接受的该实施例的操作的容差以内。
以下描述多个示例性实施例。本文提供的任何章节/子章节标题不旨在是限制性的。本文档中描述了各实施例，并且任何类型的实施例可被包括在任何章节/子章节下。此外，在任何章节/子章节中公开的各实施例可与在相同章节/子章节和/或不同章节/子章节中描述的任何其他实施例以任何方式组合。
II.用于检测通信空间中的对象的示例实施例
在与其他设备通信时，诸如蜂窝电话等移动设备发射通信信号形式的辐射。所发射的辐射可被邻近对象接收并被反射、穿过和/或吸收。生物(诸如人类)可能吸收移动设备发出的辐射并且由此受害。生物距设备的发射天线越近，越多的辐射能量被吸收。例如，使用蜂窝电话拨打电话呼叫的人的头、耳或手可能吸收大量所发射的辐射相应地，对于移动设备而言，需要比吸收率(SAR)测试来保护人类免受所发出的辐射。
天线阵列可由移动通信设备用于活跃通信，诸如电话呼叫(例如，语音的蜂窝传输)或数据通信(例如，通过无线网络，诸如无线局域网(LAN))。无论天线阵列当前是否处于活跃使用中，天线阵列都可被用来检测该天线阵列附近的对象。例如，在对象使天线阵列所发射的通信信号衰减并且经衰减信号由第二通信设备接收时，和/或在通信信号从天线阵列发射并从对象反射回且由该移动通信设备接收作为经衰减信号时，可由该天线阵列检测到该对象。经衰减信号可被分析以确定是否存在对象。如果检测到的对象是可能由在活跃通信期间天线阵列所发出的辐射伤害的对象，则天线阵列的传输功率和/或所发射的信号的方向可被降低以减少或消除对检测到的对象的伤害。
在各实施例中，实践中或开发中的通信系统(诸如802.11ad、LTE(长期演进)以及3GPP 5G技术)可以通过多天线阵列实现波束成形以达到高数据率。在这些高频处，在所发射的RF束很窄时，对象可能呈现高损耗。相应地，波束扫描技术可被实现在这样的通信系统中。扫描波束从附近对象反射离开的定时可被测量，并且通信系统可以按与雷达类似的方式或其他方式配置，以使移动通信设备能够将对象检测用于各种目的。
例如，具有多天线系统的移动通信设备可以与第二通信设备通信。它们之间并且因此在通信信号的途中的对象可能吸收和/或散射该通信信号。平坦且金属性的对象趋于反射通信信号，而人类和类似对象(例如，有机对象)趋于吸收通信信号。在多天线系统中，各天线可被配置成用可变宽度和功率的波束来扫描半球。当移动通信设备正在发射时，它与其通信的接入点或其他第二通信设备可向移动设备报告回其检测到的接收的功率。使用波束的发射的功率和(由第二设备检测的)接收的功率(这两者是已知的)，可以计算路径损耗。在对象介于该移动设备和第二设备之间时，使得路径损耗增加，并且路径损耗的这一增加可被用来检测对象的存在。作为响应，该移动设备可以将多天线阵列调谐到具有较低路径损耗的另一配置以重新启用通信。在一个实施例中，代替尝试找出最低路径损耗方向，移动设备可改为执行所有可能路径的扫描并构造路径损耗图以确定是否存在对象。该图可以指示对象的位置，并且该设备可以使用该位置信息来将波束重定向在所选方向上以避开该对象。另外，因为对象相对于移动设备的相对大小基于对象的距离和绝对大小，所以在假定大小的情况下可以作为到该对象的距离的估计。使用所估计的距离和从扫描获得的方向信息，邻近对象可被检测并且其相对于移动设备的位置可被计算。与设备的这一相对位置随后可被用于一个或多个目的，包括重定向天线阵列所发射的通信信号的方向、降低通信信号功率、和/或通信信号的其他修改。
在另一实施例中，可基于制成对象的材料、对象的形状和/或对象的表面粗糙度来确定方向性和信号从对象反射的量。所发射的信号的频率也可改变反射百分比和方向性，并且因而可被纳入考虑。使用与上述类似的方法，移动通信设备的天线阵列可以执行扫描，并且天线阵列本身(或移动设备的其他天线)可以接收并检测反射的信号的能量。这一方法不需要第二设备与该移动设备通信，并且可在与第二设备通信(或没有通信)时使用。移动设备上的一个或多个接收机测得的功率是距对象的距离、对象的反射方向性以及反射的能量百分比的函数。例如，平滑的金属性对象趋于在窄反射波束中反射接收到的窄波束的大百分比的能量，该窄反射波束造成小反射的能量斑。对于较近对象而言，反射的能量斑的大小往往较小，而对于较远对象则较大。另外，归因于相对于进一步远离的对象而言空中损耗具有较少影响，对于近处对象，在移动设备处接收到的总功率往往较大。诸如人手等对象趋于不反射很大能量，并且任何这样的反射的能量归因于(皮肤的)表面粗糙度和较差传导性而趋于分布在大区域上，而像纸等对象将根本一点也不反射而是趋于吸收接收到的能量。
这些实施例可以按任何方式组合在进一步实施例中(例如，双设备实施例可以分析路径损耗和反射的功率这两者)，并且RF吸收量、反射百分比以及距离可被计算。使用这一信息，对象的大小、形状和/或材料可被确定并由移动通信设备用于各种目的，诸如功率退避或天线调谐(例如，方向性、波束形状，等等)。移动通信设备可被配置成如本文所描述的如所需地频繁扫描对象，因为通信空间可能持续地变化(例如，归因于移动通信设备移动、人类进入或离开该空间、人类拿起或放下该设备，等等)。对对象进行扫描的示例周期性包括每分钟一次、每十分钟一次、每小时一次、或者更大或更小的周期性。
各实施例可被实现在各种环境中。例如，图1示出移动通信设备102驻留在其中的通信空间100的框图。移动通信设备102被配置成与移动或驻定的其他通信设备(图1中未示出)无线地通信。如图1所示，移动通信设备102包括相控天线阵列104、对象确定器106以及收发机108。移动通信设备102及其各元件被如下描述。
移动通信设备102可以是具备无线通信能力的任何类型的移动设备，包括移动计算机或移动计算设备(例如，
Figure BDA0001458058400000061
设备、个人数字助理(PDA)、膝上型计算机、笔记本计算机、诸如Apple iPadTM之类的平板计算机、上网本等)、移动电话(例如，蜂窝电话，诸如Microsoft
Figure BDA0001458058400000062
电话、Apple iPhone、实现
Figure BDA0001458058400000063
AndroidTM操作系统的电话、
Figure BDA0001458058400000064
设备、
Figure BDA0001458058400000065
设备等的智能电话)、可穿戴计算设备(例如，智能手表、包括诸如
Figure BDA0001458058400000066
GlassTM之类的智能眼镜的头戴式设备等)、个人导航助理、可穿戴设备、或其他类型的移动设备。移动通信设备102也可以是电器(诸如电视机或电冰箱)内的模块或组件或位于该环境中的数据收集设备。
相控天线阵列104是天线(天线元件)的阵列，其中馈送给各天线的相应信号的相对相位被配置成使得相控天线阵列104的有效辐射图形成波束(例如，该图案在所需方向上加强并在不需要的方向上抑制)。各天线之间的相位关系是可调整的，以启用波束导向和其他天线信号图的创建。例如，如图1所示，相控天线阵列104可以发射束形信号114。在其他实施例中，可以使用其他所发射的信号形状。在图1的示例中，如虚直线箭头所指示的，束形信号114可被导向到多个不同方向，其导向由弯曲虚线箭头来指示。不需要物理移动就能瞄准束形信号114。相反，束形信号114电子地移动，并且可被导向到多个位置以覆盖通信空间100。
相控天线阵列104可包括任何数目的天线，包括两个、四个(例如，2×2天线阵列)、八个(例如，2×4天线阵列)、十六个(例如，4×4天线阵列)、三十二个(例如，4×8天线阵列)、六十四个(例如，8×8天线阵列)、或甚至更大数目的天线。相控天线阵列104可被实现在移动通信设备102中包括的一个或多个半导体芯片和/或封装中。
收发机108是被配置用于发射和接收通信信号的射频(RF)收发机。例如，在一实施例中，收发机108耦合到相控天线阵列104以调制、升频转换以及将信号提供给相控天线阵列104以供传输，并且接收、降频转换以及解调在相控天线阵列104处接收到的信号。相应地，收发机108可以将信号提供给相控天线阵列104以在束形信号114中发射。通信信号116是可以在移动通信设备102被用来与第二通信设备通信时从相控天线阵列104发射的通信信号(例如，语音、其他音频、视频、或其他数据)的示例。通信信号116可以在一个或多个方向(这可包括全方向)、频率和功率上发射，如收发机和相控天线阵列104选择性地配置的。
对象确定器106被配置成检测通信空间100中的对象。一个或多个对象可位于通信空间100中，诸如第一对象110和第二对象112中的一者或多者以及进一步对象。对象可以是任何类型的存在。例如，在图1的示例中，第一对象110可以是人类或其一部分，诸如人类的手、人类的头部，等等。此外，在图1的示例中，第二对象112是金属片。
通信空间100中的诸如对象110和112等对象可吸收、穿过和/或反射从移动通信设备102发射到其他设备的通信信号116。对象110(它是人类或其一部分)可能吸收通信信号116的大量RF能量，这可能造成伤害。相应地，移动通信设备102被配置成使用由相控天线阵列104发射的束形信号114扫描对象，并且对象确定器106被配置成分析由收发机108响应于波束传输接收到的信息(例如，接收到反射信号、接收到来自接收束形信号114的经衰减版本的第二通信设备的通信信号，等等)。基于接收到的信息，对象确定器106被配置成确定在通信空间100中检测到的对象(诸如第一对象110)是否是人类，并且如果是，则修改通信信号116以降低或消除伤害。例如，如果对象特别靠近相控天线阵列104(例如，在预定距离内)，如果对象看起来是人类(或其一部分)，或者在与该对象相关的进一步预定情境中，则通信信号116可被修改。
在各实施例中，移动通信设备102可单独地操作以扫描、检测并分析对象，或者可以与一个或多个进一步通信设备合作地操作以扫描、检测并分析对象。
例如，图2示出了根据一实施例的通信空间200的框图示例，其中移动通信设备102与第二通信设备202通信以检测并分析对象。如图2所示，移动通信设备102包括相控天线阵列104、对象确定器106和收发机108，且第二通信设备202包括信号监视器204和收发机206。第二通信设备202可以是本文公开或以其他方式已知的任何移动(例如，蜂窝电话、膝上型计算机、可穿戴计算设备，等等)或驻定(例如，个人计算机、接入点，等等)通信设备。
如上所述，相控天线阵列104发射束形信号114以扫描通信空间200(例如，扫描半球空间、全球、或包括波束在某一距离上的移动的其任何部分)。相控天线阵列104能够扫描的区域可以是相控天线阵列104的物理配置的函数。例如，在相控天线阵列104被实现在半导体芯片中和/或具有金属背板时，相控天线阵列104可被限制扫描芯片的背侧或金属背板，从而将相控天线阵列104限于扫描半球。
在图2的实施例中，第二通信设备202接收束形信号114的至少一部分作为经衰减信号208。例如，耦合到收发机206的天线可以接收经衰减信号208，并且收发机206可被配置成解调(如果已被调制)并降频转换经衰减信号208。信号监视器204被配置成分析经衰减信号208以确定可被用来检测通信空间200中的对象的信息并确定对象的身份。例如，束形信号114可以穿过第一和/或第二对象110和114，同时由此被衰减，以在第二通信设备202处被接收。信号监视器204可以记录经衰减信号208的检测到的信号功率(例如，振幅)、经衰减信号208的相位、和/或与经衰减信号208有关的进一步信息。例如，信号监视器204可以记录接收到经衰减信号208的时间。经衰减信号208可以包含指示从移动通信设备102发射束形信号114的对应波束的时间的时间戳。所记录的时间可以由信号监视器204(或对象确定器106)与该时间戳相比较以确定移动通信设备102与第二通信设备202之间的距离(即，时间差乘以光速)。这一信息可由收发机206在由移动通信设备102处的收发机108接收到的通信信号210中发射。
移动通信设备102处的对象确定器106可以处理接收到的信息以确定移动通信设备102与第二通信设备202之间一个或多个对象的存在。对象确定器106可以作出用来指示对象的身份的一个或多个确定。
例如，对象确定器106可以确定束形信号114的发射的功率与对应经衰减信号208的接收的功率(如在接收到的信息中指示的)之差以确定路径损耗。对象确定器106(例如，通过比较时间戳)还可确定移动通信设备102与第二通信设备202之间的距离，如上所述。基于所确定的路径损耗，并将归因于所确定的距离上的环境空气的路径损耗的一部分(例如，每空中距离预定路径损耗乘以所确定的距离)纳入考虑，对象确定器106可以确定对象所吸收的功率量。所确定的吸收的功率可以由对象确定器106与所存储的对象/材料表(它指示多个对象/材料中的每一者的预定吸收的功率)相比较以确定对象的身份。该表可以列出任何数目的对象/材料(诸如人类、人手、人头、金属、木材、木质桌面、墙壁(例如，干墙壁材料、木质框架，等等)、皮革、皮椅等等，(例如，在其中使用移动通信设备102的场所中的常见对象))的预定吸收的功率值。如果对象确定器106确定诸如第一对象110等对象是人类，则对象确定器106可以使得由相控天线阵列104(和/或设备102的另一天线)发射的通信信号116被修改。
作为补充或替换，对象确定器106可以通过确定对象的形状来确定对象的身份。例如，在一实施例中，束形信号114可由相控天线阵列104发射以扫描通信空间200的全部或部分(例如，球形区域、半球区域，等等)中的所有可能路径(例如，将束形信号114定向在连续路径、多个分开的路径、或离散位置序列上)。通信空间200中的对象被定位于其中的位置将修改束形信号114(例如，通过吸收、反射，等等)，并且经衰减信号可由第二通信设备202接收作为经衰减信号208。通信空间200中的没有定位对象的位置将对束形信号114造成很小修改。如此，在束形信号114被定向到这些位置时，第二通信设备202接收到很少或没有接收到经衰减信号208，除非束形信号114的方向基本上与第二通信设备202成一直线，在这种情形中接收到很少衰减的经衰减信号208。在通信信号210中，第二通信设备202可以发射与通信空间200中的所有位置相对应的接收的信号功率的指示。移动通信设备102接收通信信号210，并且基于接收到的功率信息，对象确定器106可被配置成构造通信空间200的路径损耗图。该图可被用来确定是否存在一个或多个对象。
该图可以示出位于通信空间200中的一个或多个对象的实际轮廓。这是因为束形信号114在其中击中对象的位置的接收的功率值将不同于束形信号114在其中没有击中对象的位置的接收的功率值。相应地，具有类似值的接收的功率值的毗连集合可以形成通信空间200中的对象形状。已知对象(例如，人类、家具，等等)的对象形状库可由移动通信设备102存储，并且与检测到的形状相对应的接收的功率值的毗连集合可以与库中的对象形状相比较以确定对象的身份。
另外，因为对象对于通信空间200中的移动通信设备102所呈现的相对大小与该对象的距离和绝对大小相对应，所以对象确定器106可以通过假定对象的大小来执行到该对象的距离的估计。如此，使用从束形信号114的扫描获得的距离和方向信息，邻近对象可被检测到并且该对象相对于移动通信设备102的位置可被确定。这一相对位置可被用于一个或多个目的，诸如修改通信信号116的传输功率、重定向通信信号116以使得它不穿过检测到的对象、或其他目的。
在另一实施例中，图3示出了通信空间300的框图示例，其中移动通信设备102接收其自己发射的信号的经衰减反射并使用接收到的反射信号来标识对象。如图3所示，移动通信设备102包括相控天线阵列104、对象确定器106以及收发机108。
如上所述，相控天线阵列104发射束形信号114以扫描通信空间200(例如，扫描半球空间、全球、或包括波束在某一距离上的移动的其任何部分)。移动通信设备102接收扫描束形信号114从对象的反射作为经衰减信号302。例如，耦合到收发机108的相控天线阵列104可以接收经衰减信号302，并且收发机108可被配置成解调(如果已被调制)并降频转换经衰减信号302。对象确定器106可以分析经衰减信号302以确定通信空间300中的一个或多个对象的身份。
例如，对象确定器106可以记录接收到经衰减信号302的时间。经衰减信号302可以包含指示从移动通信设备102发射束形信号114的对应波束的时间的时间戳。所记录的时间可以由对象确定器106与该时间戳相比较以确定移动通信设备102与该对象之间的距离(即，时间差除以2乘以光速)。此外，对象确定器106可以记录经衰减信号302的反射信号功率(例如，振幅)(如收发机108确定的)、经衰减信号302的相位、和/或与经衰减信号302有关的进一步信息。
移动通信设备102处的对象确定器106可以处理这一信息(例如，距对象的距离、反射信号功率、反射信号相位，等等)以确定通信空间300中移动通信设备102附近的一个或多个对象的身份。对象确定器106可以作出用来指示对象的身份的一个或多个确定。
例如，与上文提供的描述类似，对象确定器106可以将束形信号114的发射的功率与经衰减信号302的接收的功率相比较以确定反射的信号功率。对象确定器106(例如，通过比较时间戳)还可确定移动通信设备102与对象之间的距离，如上所述。基于反射信号功率，并可任选地将归因于所确定的距离上的环境空气的路径损耗的一部分(例如，每空中距离预定路径损耗乘以往返距离)纳入考虑，对象确定器106可以确定对象所吸收的功率量。如上所述，所确定的吸收的功率可以由对象确定器106与所存储的对象/材料表(它指示多个对象/材料中的每一者的预定吸收的功率)相比较以确定对象的身份。如果对象确定器106确定诸如第一对象110等对象是人类，则对象确定器106可以使得由相控天线阵列104(和/或设备102的其他天线)发射的通信信号116的功率被降低。
作为补充或替换，如上所述，对象确定器106可以通过确定对象的形状来确定对象的身份。例如，在一实施例中，束形信号114可由相控天线阵列104发射以扫描通信空间300的全部或部分中的所有可能路径。通信空间300中的对象被定位在其中的位置将反射束形信号114，并且反射信号可由移动通信设备102接收作为经衰减信号302。通信空间200中的没有定位对象的位置将不反射束形信号114。如此，在束形信号114定向到这些位置时，移动通信设备102接收到很少或没有接收到经衰减信号302。在一实施例中，对象确定器106可被配置成构造通信空间200的反射功率图。该图可被用来确定是否存在一个或多个对象。
例如，该图可以示出位于通信空间300中的对象的实际轮廓。这是因为束形信号114在其中击中对象的位置的反射的功率值将大于束形信号114在其中没有击中对象的位置的反射的功率值。此外，一些材料(例如，金属)比其他材料(例如，人类肌体)更具反射性，这可辅助区分对象类型。
例如，如上所述，可基于制成对象的材料、对象的形状以及对象的表面粗糙度来确定从对象反射的能量的方向性和反射量。所发射的信号的频率也可改变反射百分比和方向性，并且因而可被纳入考虑。因而，相控天线阵列104可以执行波束扫描，并且相控天线阵列104可以接收并检测反射信号的能量。一个或多个接收机(例如，收发机108)测得的功率是距对象的距离、对象的反射方向性以及反射的能量百分比的函数。例如，平滑的金属性对象往往在窄反射波束中反射接收到的窄波束的大百分比的能量，该窄反射波束造成小反射的能量斑。反射的能量斑的大小对于较近对象而言往往较小，而对于较远对象则较大。另外，归因于相对于进一步远离的对象而言空中损耗具有较少影响，对于近处对象，在移动设备处接收到的总功率往往较大。诸如人手等对象趋于不反射很大能量，并且任何这样的反射的能量归因于(皮肤的)表面粗糙度和较差传导性而趋于分布在大区域上，而像纸等对象将根本一点也不反射而是趋于吸收接收到的能量。
相应地，具有类似值的接收到的反射的功率值的毗连集合可以指示通信空间300中的特定对象的形状。已知对象(例如，人类、家具，等等)的对象形状库可由移动通信设备102存储，并且与检测到的形状相对应的接收到的反射的功率值的毗连集合可以与库中的对象形状相比较以确定对象的身份。此外，不同形状的材料可具有不同的反射特性。例如，对于在扫描空间时发射到该表面的多个波束实例，具有平坦表面的对象(诸如金属片或桌面或墙面)可以(例如，在相同方向上；以相同角度)相对均匀地反射辐射，这可指示对象不是人类，而非平坦表面(包括人类身体、手等的皮肤)可在空间的某一区域上(例如，在多个方向上；不同角度)相对不均匀地反射辐射，这可以是用来指示对象可能是人类的准则。
另外，如上所述，因为对象对于通信空间200中的移动通信设备102所呈现的相对大小与该对象的距离和绝对大小相对应，所以对象确定器106可以通过假定对象的大小来执行到该对象的距离的估计。如此，使用从束形信号114的扫描获得的距离和方向信息，邻近对象(具有相对较大的角大小)可被检测到并且该对象相对于移动通信设备102的位置可被确定。这一相对位置可被用于一个或多个目的，诸如修改通信信号116的传输功率、重定向通信信号116以使得它不穿过检测到的对象、或其他目的。
在各实施例中，图1-3的移动通信设备可以按各种方式来配置以检测并标识通信空间中的对象。例如，图4示出根据一示例实施例的提供移动通信设备中的用于检测通信空间中的对象并根据这样的检测来修改通信信号的过程的流程图400。在各实施例中，图1-3的移动通信设备可根据流程图400来操作。出于说明目的，在下文参考图1-3和图5来描述流程图400。图5示出根据一示例实施例的被配置成检测通信空间中的对象并根据这样的检测来修改通信信号的移动通信设备500的框图。移动通信设备500是移动通信设备102的示例。如图5所示，移动通信设备500包括相控天线阵列104、收发机108、一个或多个处理器电路502、一个或多个存储器设备504以及一个或多个可任选的附加天线516。存储器设备504存储对象确定器106、波束扫描仪控制器510以及通信信号控制器514(例如，作为程序代码)。对象确定器106包括对象检测器506、对象标识器508以及空间关系确定器512。对象检测器506、对象标识器508、波束扫描仪控制器510、空间关系确定器512以及通信信号控制器514可各自由处理器电路502执行以如本文描述地执行。如下参考图1-3和5描述流程图400。注意，流程图400的各步骤不一定必须按图4所示的次序发生，而是可以按其他次序发生。
图4的流程图400以步骤402开始。在步骤402，使用由移动通信设备的相控天线阵列所发射的束形信号来扫描通信空间。例如，如上所述，相控天线阵列104可以发射束形信号114(图1-3)。如虚直线箭头所指示的，束形信号114可被导向到多个不同方向，其导向由弯曲虚线箭头来指示。在一实施例中，束形信号114在其上被导向的图案由波束扫描仪控制器510(图5)来控制。波束扫描仪控制器510可由处理器电路502执行以生成控制信号来控制相控天线阵列104的天线(图1-3和5)。例如，在一实施例中，波束扫描仪控制器510可以生成配置(在收发机108中和/或直接在相控天线阵列104中)RF信号的相对相位的控制信号，这些RF信号被馈送到相控天线阵列104的天线以使得相控天线阵列104的辐射图整体聚焦成束形。波束本身具有带任何合适尺寸的圆形、矩形、正方形或其他形状的截面，诸如覆盖二乘二度区、一乘一度区、一小部分度区，等等。
此外，波束扫描仪控制器510修改控制信号以使得波束扫遍通信空间。例如，波束可被配置成在扫掠期间总是开启，并且可跨通信空间从一侧到另一侧来回扫掠，以使用持续波束覆盖整个通信空间。另选地，波束可被指向特定位置、开启、关闭、移至下一位置、开启、关闭等等，以使用多个离散波束覆盖整个通信空间。
以此方式，RF束形信号被生成以扫描通信空间。操作从步骤402进至步骤404。
在步骤404，从一个或多个经衰减信号辨别信息，所述一个或多个经衰减信号基于束形信号从通信空间被接收。如上所述，从在通信空间中接收到的经衰减信号(束形信号114的经衰减版本)获得可由对象确定器106(图1-3和5)使用来确定对象的存在的信息，诸如接收的功率、接收的信号相位、接收的信号时间，等等。这样的信息可以从在移动通信设备500处接收到的经衰减反射信号直接获得，或者可以从在第二通信设备处接收到的经衰减信号获得，第二通信设备进而将该信息传递给移动通信设备500。操作从步骤404进至步骤406。
在步骤406，该信息被分析以确定通信空间中的对象。如上所述，对象确定器106可以分析该信息连同其他信息(诸如发射的功率、发射的信号相位、信号发射时间，等等)以确定通信空间中的一个或多个对象。在分析期间，对象确定器106可以确定与对象有关的一个或多个度量，包括距该对象的距离、该对象吸收的和/或反射的功率量，等等。
步骤404和406可由移动通信设备500(图5)在单设备(例如，图3)和双设备(例如，图2)实施例中以各种方式执行。
例如，图6示出根据一示例实施例的提供移动通信设备中的用于基于由第二通信设备接收到的信号来确定信号功率损耗的过程的流程图600。流程图600被描述如下。
在步骤602，从接收到一个或多个经衰减信号的第二通信设备接收该信息。例如，参考图2，诸如接收的功率、接收的信号相位、接收的信号时间等信息可以从在第二通信设备202处接收到的经衰减信号208确定并由第二通信设备202的收发机206在通信信号210中发射。通信信号210由移动通信设备102处的收发机108经由相控天线阵列104接收或由移动通信设备102的另一天线(诸如天线516)接收。天线516的示例包括用于Wi-Fi通信、蜂窝通信、或近场通信(NFC)等的天线。通信信号210可以根据任何协议或标准技术或根据专有通信技术来发射和接收。例如，移动通信设备102和第二通信设备202可各自包括启用通过网络的通信的(分别在收发机108或206中的)通信/网络接口。这样的有线或无线通信/网络接口的示例包括IEEE 802.11无线LAN(WLAN)无线接口、全球微波接入互操作性(Wi-MAX)接口、以太网接口、通用串行总线(USB)接口、蜂窝网络接口、蓝牙TM接口、近场通信(NFC)接口，等等。
在步骤604，基于束形信号的发射的功率和一个或多个经衰减信号的接收的功率来确定功率损耗。在一实施例中，对象确定器106的对象检测器506(图5)被配置成分析从第二通信设备202接收到的信息连同与束形信号114相关的其他信息(诸如发射的功率、发射的信号相位、信号发射时间等等)以确定通信空间中的一个或多个对象。对象检测器506可以根据该分析来确定与预期对象有关的一个或多个度量，包括距该预期对象的距离、该预期对象吸收的和/或通过的功率量，等等。在本文其他部分描述了作出这样的确定的示例。对象检测器506可以将所确定的度量与在场对象的预定阈值度量相比较，以确定一个或多个对象是否可能存在于通信空间中。例如，对象检测器506可以将所确定的路径损耗与指示对象(其吸收大于阈值的功率量)存在的预定阈值路径损耗值相比较。对象检测器506可以执行另外或另选的比较和/或分析以确定对象的存在，如本文其他部分描述的，和/或相关领域技术人员根据本文的教导将显见的。
在另一示例中，图7示出根据一示例实施例的提供移动通信设备中的用于基于该移动通信设备接收到的反射信号来确定信号功率损耗的过程的流程图700。流程图700被描述如下。
在步骤702，由移动通信设备的至少一个天线将一个或多个经衰减信号作为一个或多个反射信号来接收。例如，如上所述，移动通信设备102(图3)可以接收经衰减信号302，它们是所发射的束形信号114的反射。信号反射是归因于通信空间中的对象。经衰减信号302可由收发机108经由相控天线阵列104接收，或由可存在于移动通信设备500中的另一天线(诸如天线516)接收。
在步骤704，基于束形信号的发射的功率和一个或多个反射信号的接收的功率来确定功率损耗。在一实施例中，对象检测器506(图5)被配置成分析经衰减信号302(图3)以确定包括反射接收的功率、接收的信号相位、接收的信号时间等中的一者或多者的信息。对象检测器506可以分析所确定的信息连同与所发射的束形信号114相关的其他信息(诸如发射的功率、发射的信号相位、信号发射时间等等)以确定与预期对象有关的一个或多个度量，包括距预期对象的距离、预期对象吸收的和/或反射的功率量，等等。在本文其他部分描述了作出这样的确定的示例。对象检测器506可以将所确定的度量与在场对象的预定阈值度量相比较，以确定一个或多个对象是否可能存在于通信空间中。对象检测器506可以将所确定的路径损耗与指示对象(其吸收大于阈值的功率量)存在的预定阈值路径损耗值相比较。对象检测器506可以将所确定的吸收的功率(例如，发射的功率减去反射的功率)与指示对象(其吸收大于阈值的功率量)存在的预定阈值吸收的功率相比较。对象检测器506可以执行另外或另选的比较和/或分析以确定对象的存在，如本文其他部分描述的，和/或相关领域技术人员根据本文的教导将显见的。
相应地，在单设备(例如，图3)或多设备(例如，图2)实施例中，对象确定器106、对象检测器506可被配置成确定通信空间中的一个或多个对象。对象检测器506被配置成分析经衰减信号以确定信号属性，诸如接收信号功率、相位、时间等等。对象检测器506被配置成使用经衰减信号属性结合所发射的束形信号属性(例如，发射信号功率、相位、时间，等等)以确定是否存在一个或多个对象。例如，在路径损耗(例如，图2)大于环境空气所预期的量或者反射的功率具有大于预期的值(相对于空位置，这将具有很少或没有反射)时，对象检测器506可以确定存在一个或多个对象。
回头参考图4的流程图400，操作从步骤406进至步骤408。
在步骤408，确定该对象是否可能是人类。在一实施例中，对象标识器508(图5)被配置成确定对象检测器506检测到的对象是否可能是人类。对象标识器508可以按各种方式配置以作出这样的标识。例如，图8示出根据各示例实施例的配置成访问一个或多个表、地图、或库以标识对象的对象标识器508的框图。如图8所示，对象标识器508包括材料比较器810、地图生成器812以及形状比较器814。在各实施例中，对象标识器508可包括这些组件中的任何一者或多者。此外，图8的对象标识器508耦合到移动通信设备102的存储808。存储808包括任何类型的存储机制中的一者或多者，包括磁盘(例如，在硬盘驱动器中)，光盘(例如，在光盘驱动器中)，诸如RAM设备、ROM设备等存储器设备，和/或任何其他合适类型的存储介质。如图8中所示，存储808包括对象/材料表802、功率图804、以及对象形状库806。图8的对象标识器508被如下描述。
在一实施例中，对象标识器508的材料比较器810可以接收由预期对象吸收的功率量的指示，如对象检测器506确定的。所确定的吸收的功率可以由材料比较器810与对象/材料表(它指示多个对象/材料中的每一者的预定吸收的功率)相比较以确定对象的身份。表802可以列出任何数目的对象/材料(诸如人类、人手、人头、金属、木材、木质桌面、皮革、皮椅等等)(例如，可在其中使用移动通信设备102的位置中的常见对象)的预定吸收的功率值(或反射的功率值)。如果材料比较器810确定对象的材料的吸收的功率(或反射的功率)基本上匹配人类的吸收的功率(或反射的功率)，则材料比较器810指示该对象可能是人类。如果该对象的材料的吸收的功率没有基本上匹配人类的吸收的功率，则材料比较器810指示该对象不可能是人类。
相应地，在一实施例中，图5的对象确定器106可以根据图9A来操作。图9A示出了根据一示例实施例的提供移动通信设备中的用于基于吸收的功率/反射的功率来将对象标识为人类的过程的流程图900。流程图900被描述如下。
在步骤902，基于通信空间中的对象的吸收的功率或反射的功率中的至少一者来确定该对象。如上所述，对象检测器506可以基于为通信空间中的对象确定的吸收的功率或为该对象确定的反射的功率(在与束形信号的反射的功率相比较时)来确定该对象的存在。
在步骤904，该对象的吸收的功率或反射的功率被确定为基本上匹配人类的吸收的功率或反射的功率。如上所述，对象标识器508的材料比较器810可以将该对象的吸收的功率或反射的功率与对象/材料表802中的条目相比较以确定该对象的可能对象类型。如果吸收的功率或反射的功率匹配人类的对应值，则该对象可能是人类。
作为补充或替换，图8的对象标识器508可以通过确定对象的形状来确定对象的身份。例如，在一实施例中，束形信号114可由相控天线阵列104发射以扫描通信空间200的全部或部分(例如，球形区域、半球区域，等等)中的所有可能路径(例如，将束形信号114定向在连续路径、多个分开的路径、或离散位置序列上)。通信空间200中的对象被定位于其中的位置将修改束形信号114(例如，通过吸收、反射，等等)，并且经衰减信号可由第二通信设备202接收作为经衰减信号208。通信空间200中的没有定位对象的位置将对束形信号114造成很小修改。如此，在束形信号114被定向到这些位置时，第二通信设备202接收很少或没有接收经衰减信号208，除非束形信号114的方向基本上与第二通信设备202成一直线。在通信信号210中，第二通信设备202可以发射与通信空间200中的接收到经衰减信号的所有位置相对应的接收信号功率的指示。移动通信设备102接收通信信号210，并且基于接收到的功率信息，地图生成器812被配置成构造功率图804作为通信空间200的路径损耗图。功率图804被用来确定是否存在一个或多个对象。
以类似方式，束形信号114可由相控天线阵列104发射以扫描图3的通信空间300中的所有可能路径，并且从空间300中的对象反射的信号可以在移动通信设备102处作为经衰减信号302来被接收。通信空间300中的存在对象的位置将造成信号反射，而对象没有位于其中的位置将造成很少到没有反射信号。基于接收的功率信息，地图生成器812被配置成构造功率图804作为通信空间300的吸收(或反射)功率图。功率图804可被用来确定是否存在一个或多个对象。
例如，功率图804可以示出位于通信空间200或300中的对象的实际轮廓。这是因为束形信号114在其中击中对象的位置的接收的功率值将不同于束形信号114在其中没有击中对象的位置的接收的功率值。相应地，具有类似值的接收的功率值的毗连集合可以形成通信空间200或300中的对象形状。如图8所示，已知对象(例如，人类、家具，等等)的对象形状库806可被存储在存储808中，并且与检测到的形状相对应的接收的功率值的毗连集合可以由形状比较器814与对象形状库806中的对象形状相比较以确定对象的身份。如果检测到的对象形状基本上匹配对象形状库806中的人类的形状或其一部分的形状(例如，人手、人头、人耳、全人、人类躯干，等等)，则形状比较器814指示该对象可能是人类。如果检测到的对象形状没有基本上匹配对象形状库806中的人类的形状或其一部分的形状，则形状比较器814指示该对象不可能是人类。
相应地，在一实施例中，图5的对象确定器106可以根据图9B来操作。图9B示出了根据一示例实施例的提供移动通信设备中的用于基于形状来将对象标识为人类的过程的流程图910。流程图910被描述如下。
在步骤912，功率图被构造为通信空间的路径损耗图、吸收功率图、或反射功率图。如上所述，对象标识器508的地图生成器812可以生成功率图804作为通过使用束形信号扫描通信空间来确定的路径损耗图、吸收功率图、或反射功率图。
在步骤914，基于功率图来确定对象的形状。如上所述，形状比较器814可以基于对通信空间的分析来确定通信空间中的一个或多个对象，诸如通过搜索功率图以寻找具有类似路径损耗、吸收的功率或反射的功率值的毗连坐标集。这样的毗连坐标集形成对象形状。
在步骤916，对象的形状被确定为基本上匹配人类的至少一部分的形状。如上所述，形状比较器814可以将检测到的对象形状与对象形状库806中的对象形状相比较。如果检测到的对象形状基本上匹配对象形状库806中的人类的形状或其一部分的形状，则形状比较器814指示该对象可能是人类。
在各实施例中，对象检测器506可被配置成使用任何准则中的一者或多者来检测对象是否是人类，包括通过确定对象吸收或反射的辐射量或归因于对象的路径损耗是否匹配人类的材料(有机材料、人类肌体特性，等等)、该对象是否匹配人类的形状、该对象是否像人类那样非均匀地反射辐射，等等。
回头参考图4，如果对象被确定为不可能是人类，则操作从步骤408进至步骤410。如果对象被确定为可能是人类，则操作从步骤408进至步骤412。
在步骤410，因为对象不可能是人类，所以流程图40的操作完成。
在步骤412，确定人类是否具有与相控天线阵列的预定关系。在一实施例中，如果检测到的人类具有与相控天线阵列104的预定关系，诸如处于预定距离内(即，对于当前发射的功率而言，人类可能接收到被认为有害的辐射量的范围内)，可能需要采取动作。相应地，针对人类确定的距移动通信设备102的距离(例如，如上所述)可以由空间关系确定器512与预定的所存储的距离(对于当前发射的功率，在该距离内被认为对人类是有害的)相比较。如果人类被确定为处于当前发射的功率的范围内，则空间关系确定器512可以提供指示要采取动作的输出信号。
在一实施例中，因为对象对通信空间200或300中的移动通信设备102呈现出的相对大小与该对象的距离和绝对大小相对应，所以空间关系确定器512可被配置成通过假定人类或其一部分的大小来根据由形状比较器814确定的人类(或一部分)的形状执行该对象的距离的估计。同样，如果人类被确定为处于当前发射的功率的预定的所存储的距离(被认为有害)内，则空间关系确定器512可以提供指示要采取动作的输出信号。
回头参考图4，如果人类不具有与相控天线阵列的预定关系，则操作从步骤412进至步骤414。如果人类的确具有与相控天线阵列的预定关系，则操作从步骤412进至步骤416。
在步骤414，因为人类不具有与相控天线阵列的预定关系，流程图400的操作完成。
在步骤416，修改相控天线阵列所发射的通信信号。在各实施例中，如果人类被确定为具有与相控天线阵列的预定关系，则可采取修改通信信号116的各种动作。例如，通信信号116的传输功率可被修改(例如，降低或关闭)，通信信号116可被导向在某一方向上以使得它不穿过人类，通信信号116的频率(例如，载波频率)可被修改(这可更改相控天线阵列104提供给人类的辐射量)，和/或可以作出对通信信号116的另一修改。
例如，空间关系确定器512(图5)可以生成由通信信号控制器514接收到的控制信号，以使得通信信号控制器514指令收发机108修改由相控天线阵列104(或设备102的其他天线)发射的通信信号116。
当然，束形信号根据流程图400的后续扫描可以指示检测到的人类(或其一部分)已被重定位，并且在这样的情形中通信信号可再次被相应地调整。如果检测到的附近人类(或其一部分)在后续扫描中不再被检测为处于附近，则通信信号可以被复位成先前设置(例如，发射的功率增加、波束方向转回人类先前所处的位置，等等)。
III.示例移动和静止设备实施例
移动通信设备102、对象确定器106、第二通信设备202、信号监视器204、对象检测器506、对象标识器508、波束扫描仪控制器510、空间关系确定器512、通信信号控制器514、材料比较器810、地图生成器812、形状比较器814、流程图400、流程图600、流程图700、流程图900以及流程图910可以用硬件、或硬件组合软件和/或固件来实现。例如，对象确定器106、信号监视器204、对象检测器506、对象标识器508、波束扫描仪控制器510、空间关系确定器512、通信信号控制器514、材料比较器810、地图生成器812、形状比较器814、流程图400、流程图600、流程图700、流程图900和/或流程图910可被实现为配置成在一个或多个处理器中执行并存储在计算机可读存储介质中的计算机程序代码/指令。另选地，对象确定器106、信号监视器204、对象检测器506、对象标识器508、波束扫描仪控制器510、空间关系确定器512、通信信号控制器514、材料比较器810、地图生成器812、形状比较器814、流程图400、流程图600、流程图700、流程图900和/或流程图910可被实现为硬件逻辑/电子电路系统。
例如，在一实施例中，对象确定器106、对象检测器506、对象标识器508、波束扫描仪控制器510、空间关系确定器512、通信信号控制器514、材料比较器810、地图生成器812、形状比较器814、流程图400、流程图600、流程图700、流程图900和/或流程图910中的一者或多者的任何组合可被一起实现在SoC中。SoC可包括集成电路芯片，其包括处理器(例如中央处理单元(CPU))、微控制器、微处理器、数字信号处理器(DSP等))、存储器、一个或多个通信接口、和/或其它电路中的一个或多个，并可任选地执行被接收的程序代码和/或包括嵌入式固件来执行功能。
图10示出示例性移动设备1000的框图，该示例性移动设备1000包括概括地示为组件1002的各种任选硬件和软件组件。例如，移动设备100的组件1002是可被包括在移动设备实施例中的移动通信设备102和/或第二通信设备202中的组件的示例。组件1002的特征/要素的任何数量和组合以及附加和/或替代特征/要素可被包括在移动设备实施例中，如相关领域技术人员所知的。注意，组件1002中的任一组件可与组件1002中的任何其他组件通信，尽管为了便于说明并未示出所有连接。移动设备1000可以是本文中其它地方所述或提及的、或者以其它方式已知的各种移动设备(例如，蜂窝电话、智能电话、手持式计算机、个人数字助理(PDA)等)中的任一种，并且可允许经由诸如蜂窝或卫星网络等一个或多个通信网络1004或通过局域网或广域网进行与一个或多个移动设备的无线双向通信。
所示移动设备1000可包括用于执行诸如信号编码、图像处理、数据处理、输入/输出处理、电源控制、和/或其他功能之类的任务的控制器或处理器(称为处理器电路1010)。处理器电路1010是在一个或多个物理硬件电子电路设备元件和/或作为中央处理单元(CPU)、微控制器、微处理器、和/或其它物理硬件处理电路的集成电路设备(半导体材料芯片或管芯)中实现的电子和/或光学电路。处理器电路1010可执行存储在计算机可读介质中的程序代码，诸如一个或多个应用1014、操作系统1012的程序代码、存储器1020中存储的任何程序代码等。操作系统1012可控制对组件1002的分配和使用，并支持一个或多个应用程序1014(也称为“应用”、“app”等)。应用程序1014可包括公共移动计算应用程序(例如，电子邮件应用程序、日历、联系人管理器、web浏览器、消息接发应用程序)、或任何其他计算应用(例如字处理应用、映射应用、介质播放器应用)。
如所示地，移动设备1000可包括存储器1020。存储器1020可以包括不可移动存储器1022和/或可移动存储器1024。不可移动存储器1022可以包括RAM、ROM、闪存、硬盘或者其他公知的存储器存储技术。可移动存储器1024可以包括闪存或订户身份模块(SIM)卡，这在GSM通信系统或者其他公知的存储器存储技术中是公知的，诸如“智能卡”。存储器1020可用于存储运行操作系统1012和应用1014的数据和/或代码。示例数据可以包括要经由一个或多个有线或无线网络被发送至和/或接收自一个或多个网络服务器或其他设备的网页、文本、图像、声音文件、视频数据或者其他数据集。存储器1020可用于存储诸如国际移动订户身份(IMSI)等订户标识符，以及诸如国际移动设备标识符(IMEI)等设备标识符。这种标识符可以被发射至网络服务器以标识用户和设备。
多个程序可被储存在存储器1020中。这些程序包括操作系统1012、一个或多个应用程序1014、以及其他程序模块以及程序数据。这样的应用程序或程序模块的示例可包括例如用于实现对象确定器106、对象检测器506、对象标识器508、波束扫描仪控制器510、空间关系确定器512、通信信号控制器514、材料比较器810、地图生成器812、形状比较器814、流程图400、流程图600、流程图700、流程图900和/或流程图910(包括流程图400、600、700、900和/或910的任何合适步骤)以及本文描述的进一步实施例的计算机程序逻辑(例如，计算机程序代码或指令)。
移动设备1000可支持诸如触摸屏1032、话筒1034、相机1036、物理键盘1038和/或跟踪球1040之类的一个或多个输入设备1030，以及诸如扬声器1052和显示器1054之类的一个或多个输出设备1050。诸如触摸屏1032等触摸屏可以不同方式检测输入。例如，电容式触摸屏在物体(例如，指尖)使流过表面的电流变形或中断时检测到触摸输入。作为另一示例，触摸屏可使用光学传感器，在来自光学传感器的光束被中断时检测到触摸输入。对于通过某些触摸屏被检测到的输入来说，与屏幕表面的物理接触并不是必需的。例如，如本领域公知地，触摸屏1032可被配置成使用电容感测支持手指悬停检测。如一上已经描述的，也可使用其它检测技术，包括基于相机的检测和基于超声波的检测。为了实现手指悬停，用户的手指通常在触摸屏上方预定间隔距离内，诸如在0.1至0.25英寸之间、或0.25至0.5英寸之间、或0.5至0.75英寸之间、或0.75至1英寸之间、或1至1.5英寸之间等等。
为了说明目的，触摸屏1032被示为包括控制接口1092。控制接口1092被配置成控制与显示在触摸屏1032上的虚拟元件相关联的内容。在一示例实施例中，控制接口1092被配置成控制由一个或多个应用1014提供的内容。例如，当移动设备1000的用户利用应用时，控制接口1092可在触摸屏1032上被呈现给用户以使用户能够访问控制这种内容的控件。控制接口1092的呈现可基于(例如触发于)距触摸屏1032指定距离内的运动的检测、或者没有此类运动。用于基于运动或没有运动使控制接口(例如控制接口1092)呈现在触摸屏(例如触摸屏1032)上的示例实施例在以下更具体地描述。
其他可能的输出设备(未示出)可以包括压电或其他触觉输出设备。一些设备可以用于多于一个输入/输出功能。例如，触摸屏1032和显示器1054可被组合在单个输入/输出设备中。输入设备1030可以包括自然用户界面(NUI)。NUI是使用户能以“自然”方式与设备交互、免受诸如鼠标、键盘、远程控件等输入设备所施加的人工约束的任一界面技术。NUI方法的示例包括依赖于语音识别、触摸和触笔识别、屏上及邻近屏的姿势识别、空中姿势、头部和眼部跟踪、说话和语音、视觉、触摸、姿势以及机器智能的那些方法。NUI的其他示例包括使用加速度计/陀螺仪、面部识别、3D显示器、头部、眼部和凝视跟踪的运动手势检测、沉浸式增强的现实和虚拟现实系统，这些中的全部都提供更自然的界面，还包括使用电场传感电极(EEG及相关方法)来感测脑部活动的技术。由此，在一特定示例中，操作系统1012或应用1014可包括作为允许用户经由语音命令来操作设备1000的语音控制接口的一部分的语音识别软件。此外，设备1000可包括允许经由用户的空间姿势进行用户交互(诸如检测和解释姿势以向游戏应用提供输入)的输入设备和软件。
(诸)无线调制解调器1060可被耦合到(诸)天线(未示出)，并可支持处理器电路1010和外部设备之间的双向通信，如本领域中清楚理解的。(诸)调制解调器1060被一般性地示出，并且可以包括用于与移动通信网络1004通信的蜂窝调制解调器1066和/或其它基于无线电的调制解调器(例如蓝牙1064和/或Wi-Fi 1062)。蜂窝调制解调器1066可被配置成根据任何适当的通信标准或技术(诸如LTE(长期演进)、GSM、3G、4G、5G等)实现电话呼叫(以及可任选地传送数据)。无线调制解调器1060的至少之一通常被配置用于与一个或多个蜂窝网络(诸如，用于在单个蜂窝网络内、蜂窝网络之间、或移动设备与公共交换电话网络(PSTN)之间的数据和语音通信的GSM网络)进行通信。
移动设备1000还可包括至少一个输入/输出端口1080、电源1082、诸如全球定位系统(GPS)接收机之类的卫星导航系统接收机1084、加速度计1086、和/或物理连接器1090，该物理连接器1090可以是USB端口、IEEE 1394(火线)端口、和/或RS-232端口。所示的组件1002并非是必需或者涵盖全部的，因为如本邻域技术人员所理解地，任何组件可不存在且附加地其它组件可存在。
此外，图11示出其中可实现各实施例的计算设备1100的示例性实现。例如，移动通信设备102和/或第二通信设备202可在与静止计算机实施例中的计算设备1100相似的一个或多个计算设备中实现，包括计算设备1100的一个或多个特征和/或替代特征。此处所提供的对计算设备1100的描述只是为了说明，并不是限制性的。各实施例也可以在相关领域的技术人员所知的其它类型的计算机系统中实现。
如图11所示，计算设备1100包括一个或多个处理器(被称为处理器电路1102)、系统存储器1104，以及将包括系统存储器1104的各种系统组件耦合到处理器电路1102的总线1106。处理器电路1102是在一个或多个物理硬件电子电路设备元件和/或作为中央处理单元(CPU)、微控制器、微处理器、和/或其它物理硬件处理电路的集成电路设备(半导体材料芯片或管芯)中实现的电子和/或光学电路。处理器电路1102可执行存储在计算机可读介质中的程序代码，诸如操作系统1130、应用程序1132、其它程序1134等的程序代码。总线1106表示若干类型的总线结构中的任何一种总线结构的一个或多个，包括存储器总线或存储器控制器、外围总线、加速图形端口，以及处理器或使用各种总线体系结构中的任何一种的局部总线。系统存储器1104包括只读存储器(ROM)1108和随机存取存储器(RAM)1110。基本输入/输出系统1112(BIOS)储存在ROM 1108中。
计算设备1100还具有一个或多个以下驱动器：用于读写硬盘的硬盘驱动器1114、用于读或写可移动磁盘1118的磁盘驱动器1116、以及用于读或写诸如CD ROM、DVD ROM或其他光介质之类的可移动光盘1122的光盘驱动器1120。硬盘驱动器1114、磁盘驱动器1116，以及光驱动器1120分别通过硬盘驱动器接口1124、磁盘驱动器接口1126，以及光盘驱动器接口1128连接到总线1106。驱动器以及它们相关联的计算机可读介质为计算机提供了对计算机可读指令、数据结构、程序模块，及其他数据的非易失存储器。虽然描述了硬盘、可移动磁盘和可移动光盘，但是，也可以使用诸如闪存卡、数字视频盘、RAM、ROM等等之类的其他类型的基于硬件的计算机可读存储介质来储存数据。
数个程序模块可被储存在硬盘、磁盘、光盘、ROM或RAM上。这些程序包括操作系统1130、一个或多个应用程序1132、其他程序1134以及程序数据1136。应用程序1132或其他程序1134可包括例如用于实现对象确定器106、对象检测器506、对象标识器508、波束扫描仪控制器510、空间关系确定器512、通信信号控制器514、材料比较器810、地图生成器812、形状比较器814、流程图400、流程图600、流程图700、流程图900和/或流程图910(包括流程图400、600、700、900和/或910的任何合适步骤)以及本文描述的进一步实施例的计算机程序逻辑(例如，计算机程序代码或指令)。
用户可以通过诸如键盘1138和定点设备1140之类的输入设备向计算设备1100中输入命令和信息。其它输入设备(未示出)可包括话筒、控制杆、游戏手柄、卫星天线、扫描仪、触摸屏和/或触摸平板、用于接收语音输入的语音识别系统、用于接收手势输入的手势识别系统、诸如此类。这些及其他输入设备常常通过耦合到总线1106的串行端口接口1142连接到处理器电路1102，但是，也可以通过其他接口，诸如并行端口、游戏端口、通用串行总线(USB)端口，来进行连接。
显示屏1144也通过诸如视频适配器1146之类的接口连接到总线1106。显示屏1144可在计算设备1100外部或纳入其中。显示屏1144可显示信息，以及作为用于接收用户命令和/或其它信息(例如，通过触摸、手指姿势、虚拟键盘等等)的用户界面。除了显示屏1144之外，计算设备1100还可包括其他外围输出设备(未示出)，如扬声器和打印机。
计算设备1100通过适配器或网络接口1150、调制解调器1152、或用于通过网络建立通信的其他手段连接到网络1148(例如，因特网)。可以是内置的或外置的调制解调器1152可以经由串行端口接口1142连接到总线1106，如图11所示，或者可以使用包括并行接口的另一接口类型连接到总线1106。
如此处所用的，术语“计算机程序介质”、“计算机可读介质”以及“计算机可读存储介质”被用于指物理硬件介质，诸如与硬盘驱动器1114相关联的硬盘、可移动磁盘1118、可移动光盘1122、其它物理硬件介质，诸如RAM、ROM、闪存卡、数字视频盘、zip磁盘、MEM、基于纳米的存储设备，以及其它类型的物理/有形硬件存储介质(包括图10的存储器1020)。这些计算机可读存储介质与通信介质(不包括通信介质)相区别且不重叠。通信介质在诸如载波等已调制数据信号中承载计算机可读指令、数据结构、程序模块或者其它数据。术语“经调制数据信号”是指使得以在信号中编码信息的方式来设定或改变其一个或多个特征的信号。作为示例而非限制，通信介质包括诸如声学、RF、红外线的无线介质和其它无线介质以及有线介质。各实施例还涉及与涉及计算机可读存储介质的实施例分开且不交叠的通信介质。
如上文所指示的，计算机程序和模块(包括应用程序1132及其他程序1134)可被储存在硬盘、磁盘、光盘、ROM、RAM或其它硬件存储介质上。这样的计算机程序也可以通过网络接口1150、串行端口接口1142或任何其他接口类型来接收。这些计算机程序在由应用程序执行或加载时使得计算机1100能够实现此处所讨论的实施例的特征。因此，这些计算机程序表示计算机系统1100的控制器。
各实施例还涉及包括存储在任何计算机可读介质上的计算机代码或指令的计算机程序产品。这样的计算机程序产品包括硬盘驱动、光盘驱动、存储器设备包、便携式记忆棒、存储器卡以及其它类型的物理存储硬件。
IV.示例实施例
在一个实施例中，提供了一种方法，包括：使用由相控天线阵列发射的束形信号扫描通信空间；接收从基于所述束形信号接收自所述通信空间的一个或多个经衰减信号辨别出的信息；分析所述信息以确定所述通信空间中的对象；确定所述对象可能是人类的至少一部分；以及基于确定人类的所述至少一部分具有与所述相控天线阵列的预定空间关系来修改由所述相控天线阵列发射的通信信号。
在一实施例中，所述接收包括：从接收到所述一个或多个经衰减信号的通信设备接收所述信息。
在一实施例中，该信息指示在所述通信设备处所述一个或多个经衰减信号的接收的功率；并且所述分析包括：基于所述束形信号的发射的功率和所述一个或多个经衰减信号的接收的功率之差来确定路径损耗。
在一实施例中，所述接收包括：由所述移动通信设备的至少一个天线将所述一个或多个经衰减信号作为一个或多个反射信号来接收。
在一实施例中，该信息指示在所述移动通信设备处所述一个或多个反射信号的接收的功率；并且所述分析包括：基于所述束形信号的发射的功率和所述一个或多个反射信号的接收的功率之差来确定功率损耗。
在一实施例中，所述分析包括：基于所述通信空间中的对象的吸收的功率或反射的功率中的至少一者来确定所述对象；以及确定所述对象可能是人类的至少一部分包括：确定所述对象的吸收的功率或反射的功率基本上匹配人类的吸收的功率或反射的功率。
在一实施例中，确定所述对象可能是人类的至少一部分包括：构造功率图作为所述通信空间的路径损耗图、吸收功率图、或反射功率图；基于所述功率图确定所述对象的形状；以及确定所述对象的形状基本上匹配人类的至少一部分的形状。
在另一实施例中，一种设备包括：相控天线阵列；至少一个处理器电路；以及存储配置成由所述至少一个处理器电路执行的程序代码的至少一个存储器设备，所述程序代码包括：波束扫描仪控制器，其被配置成控制所述相控天线阵列以发射束形信号来扫描通信空间；对象检测器，其被配置成接收从基于所述束形信号接收自所述通信空间的一个或多个经衰减信号辨别出的信息并分析所述信息以确定所述通信空间中的对象；对象标识器，其被配置成确定所述对象是否可能是人类的至少一部分；空间关系确定器，其被配置成基于确定所述对象可能是人类的至少一部分，来确定人类的所述至少一部分具有与所述相控天线阵列的预定空间关系；以及通信信号控制器，其被配置成基于确定人类的所述至少一部分具有与所述相控天线阵列的预定空间关系来修改由所述相控天线阵列发射的通信信号。
在一实施例中，该设备进一步包括：收发机，其被配置成从接收到所述一个或多个经衰减信号的通信设备接收所述信息。
在一实施例中，该信息指示在所述通信设备处所述一个或多个经衰减信号的接收的功率；并且所述对象检测器被配置成基于所述束形信号的发射的功率和所述一个或多个经衰减信号的接收的功率之差来确定路径损耗。
在一实施例中，该设备进一步包括：收发机，其通过所述设备的至少一个天线将所述一个或多个经衰减信号作为一个或多个反射信号来接收。
在一实施例中，该信息指示在所述设备处所述一个或多个反射信号的接收的功率；并且所述对象检测器被配置成基于所述束形信号的发射的功率和所述一个或多个反射信号的接收的功率之差来确定功率损耗。
在一实施例中，所述对象检测器被配置成基于所述通信空间中的对象的吸收的功率或反射的功率中的至少一者来确定所述对象；以及所述对象标识器被配置成通过确定所述对象的吸收的功率或反射的功率基本上匹配人类的吸收的功率或反射的功率来来确定所述对象可能是人类的至少一部分。
在一实施例中，所述对象标识器被配置成：构造功率图作为所述通信空间的路径损耗图、吸收功率图、或反射功率图；基于所述功率图确定所述对象的形状；以及确定所述对象的形状基本上匹配人类的至少一部分的形状。
在另一实施例中，一种设备包括：相控天线阵列；以及与所述天线通信的电路，所述电路被配置成：使用由所述相控天线阵列发射的束形信号扫描通信空间；接收从基于所述束形信号接收自所述通信空间的一个或多个经衰减信号辨别出的信息；分析所述信息以确定所述通信空间中的对象；确定所述对象可能是人类的至少一部分；以及响应于确定人类的所述至少一部分具有与所述相控天线阵列的预定空间关系来修改由所述相控天线阵列发射的通信信号。
在一实施例中，所述电路被配置成从接收到所述一个或多个经衰减信号的通信设备接收所述信息。
在一实施例中，该信息指示在所述通信设备处所述一个或多个经衰减信号的接收的功率；并且所述电路被配置成基于所述束形信号的发射的功率和所述一个或多个经衰减信号的接收的功率之差来确定路径损耗。
在一实施例中，所述电路被配置成由所述设备的至少一个天线将所述一个或多个经衰减信号作为一个或多个反射信号来接收。
在一实施例中，该信息指示在所述设备处所述一个或多个反射信号的接收的功率；并且所述电路被配置成基于所述束形信号的发射的功率和所述一个或多个反射信号的接收的功率之差来确定功率损耗。
在一实施例中，所述电路被配置成：基于所述通信空间中的对象的吸收的功率或反射的功率中的至少一者来确定所述对象；以及确定所述对象的吸收的功率或反射的功率基本上匹配人类的吸收的功率或反射的功率以确定所述对象可能是人类的至少一部分。
在又一实施例中，一种设备包括：用于使用由相控天线阵列发射的束形信号扫描通信空间的装置；用于接收从基于所述束形信号接收自所述通信空间的一个或多个经衰减信号辨别出的信息的装置；用于分析所述信息以确定所述通信空间中的对象的装置；用于确定所述对象可能是人类的至少一部分的装置；以及用于基于确定人类的所述至少一部分具有与所述相控天线阵列的预定空间关系来修改由所述相控天线阵列发射的通信信号的装置。
在一实施例中，用于接收的装置包括用于从接收到所述一个或多个经衰减信号的通信设备接收所述信息的装置。
在一实施例中，该信息指示在所述通信设备处所述一个或多个经衰减信号的接收的功率；并且所述用于分析的装置包括：用于基于所述束形信号的发射的功率和所述一个或多个经衰减信号的接收的功率之差来确定路径损耗的装置。
在一实施例中，用于接收的装置包括由所述移动通信设备的至少一个天线将所述一个或多个经衰减信号作为一个或多个反射信号来接收。
在一实施例中，该信息指示在所述移动通信设备处所述一个或多个反射信号的接收的功率；并且所述用于分析的装置包括：基于所述束形信号的发射的功率和所述一个或多个反射信号的接收的功率之差来确定功率损耗。
在一实施例中，用于分析的装置包括基于所述通信空间中的对象的吸收的功率或反射的功率中的至少一者来确定所述对象；以及用于确定所述对象可能是人类的至少一部分的装置包括：确定所述对象的吸收的功率或反射的功率基本上匹配人类的吸收的功率或反射的功率。
在一实施例中，用于确定所述对象可能是人类的至少一部分的装置包括：用于构造功率图作为所述通信空间的路径损耗图、吸收功率图、或反射功率图的装置；用于基于所述功率图确定所述对象的形状的装置；以及用于确定所述对象的形状基本上匹配人类的至少一部分的形状的装置。

Claims (18)

1.一种方法，包括：
使用由相控天线阵列发射的束形信号扫描通信空间；
接收从一个或多个经衰减信号辨别出的信息，所述一个或多个经衰减信号基于所述束形信号从所述通信空间被接收；
分析所述信息以确定所述通信空间中的对象；
确定所述对象可能是人类的至少一部分；以及
基于确定人类的所述至少一部分具有与所述相控天线阵列的预定空间关系来修改由所述相控天线阵列发射的通信信号；
其中所述确定所述对象可能是人类的至少一部分包括：
构造功率图作为所述通信空间的路径损耗图、吸收功率图、或反射功率图；
基于所述功率图确定所述对象的形状；以及
确定所述对象的形状基本上匹配人类的至少一部分的形状。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收包括：
从接收到所述一个或多个经衰减信号的通信设备接收所述信息。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述信息指示在所述通信设备处的所述一个或多个经衰减信号的接收的功率；以及
所述分析包括：
基于所述束形信号的发射的功率和所述一个或多个经衰减信号的接收的功率之差来确定路径损耗。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收包括：
由移动通信设备的至少一个天线将所述一个或多个经衰减信号作为一个或多个反射信号来接收。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述信息指示在所述移动通信设备处的所述一个或多个反射信号的接收的功率；以及
所述分析包括：
基于所述束形信号的发射的功率和所述一个或多个反射信号的接收的功率之差来确定功率损耗。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分析包括：
基于所述通信空间中的对象的吸收的功率或反射的功率中的至少一者来确定所述对象；以及
所述确定所述对象可能是人类的至少一部分包括：
确定所述对象的吸收的功率或反射的功率基本上匹配人类的吸收的功率或反射的功率。
7.一种设备，包括：
相控天线阵列；
至少一个处理器电路；以及
存储配置成由所述至少一个处理器电路执行的程序代码的至少一个存储器设备，所述程序代码包括：
波束扫描仪控制器，其被配置成控制所述相控天线阵列以发射束形信号来扫描通信空间；
对象检测器，其被配置成接收从基于所述束形信号接收自所述通信空间的一个或多个经衰减信号辨别出的信息并分析所述信息以确定所述通信空间中的对象；
对象标识器，其被配置成确定所述对象是否可能是人类的至少一部分；
空间关系确定器，其被配置成基于确定所述对象可能是人类的至少一部分，来确定人类的所述至少一部分具有与所述相控天线阵列的预定空间关系；以及
通信信号控制器，其被配置成基于确定人类的所述至少一部分具有与所述相控天线阵列的预定空间关系来修改由所述相控天线阵列发射的通信信号；
其中所述对象标识器被配置成：
构造功率图作为所述通信空间的路径损耗图、吸收功率图、或反射功率图；
基于所述功率图确定所述对象的形状；以及
确定所述对象的形状基本上匹配人类的至少一部分的形状。
8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，进一步包括：
收发机，其被配置成从接收到所述一个或多个经衰减信号的通信设备接收所述信息。
9.如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述信息指示在所述通信设备处的所述一个或多个经衰减信号的接收的功率；以及
所述对象检测器被配置成基于所述束形信号的发射的功率和所述一个或多个经衰减信号的接收的功率之差来确定路径损耗。
10.如权利要求7所述的设备，其特征在于，进一步包括：
收发机，其通过所述设备的至少一个天线将所述一个或多个经衰减信号作为一个或多个反射信号来接收。
11.如权利要求10所述的设备，其特征在于，所述信息指示在所述设备处的所述一个或多个反射信号的接收的功率；以及
所述对象检测器被配置成基于所述束形信号的发射的功率和所述一个或多个反射信号的接收的功率之差来确定功率损耗。
12.如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述对象检测器被配置成基于所述通信空间中的对象的吸收的功率或反射的功率中的至少一者来确定所述对象；以及
所述对象标识器被配置成通过确定所述对象的吸收的功率或反射的功率基本上匹配人类的吸收的功率或反射的功率来确定所述对象可能是人类的至少一部分。
13.一种设备，包括：
相控天线阵列；以及
与所述天线通信的电路，所述电路被配置成：
使用由所述相控天线阵列发射的束形信号扫描通信空间；
接收从基于所述束形信号接收自所述通信空间的一个或多个经衰减信号辨别出的信息；
分析所述信息以确定所述通信空间中的对象；
确定所述对象可能是人类的至少一部分；以及
响应于确定人类的所述至少一部分具有与所述相控天线阵列的预定空间关系来修改由所述相控天线阵列发射的通信信号；
其中所述确定所述对象可能是人类的至少一部分包括：
构造功率图作为所述通信空间的路径损耗图、吸收功率图、或反射功率图；
基于所述功率图确定所述对象的形状；以及
确定所述对象的形状基本上匹配人类的至少一部分的形状。
14.如权利要求13所述的设备，其特征在于，所述电路被配置成从接收到所述一个或多个经衰减信号的通信设备接收所述信息。
15.如权利要求14所述的设备，其特征在于，所述信息指示在所述通信设备处的所述一个或多个经衰减信号的接收的功率；以及
所述电路被配置成基于所述束形信号的发射的功率和所述一个或多个经衰减信号的接收的功率之差来确定路径损耗。
16.如权利要求13所述的设备，其特征在于，所述电路被配置成由所述设备的至少一个天线将所述一个或多个经衰减信号作为一个或多个反射信号来接收。
17.如权利要求16所述的设备，其特征在于，所述信息指示在所述设备处的所述一个或多个反射信号的接收的功率；以及
所述电路被配置成基于所述束形信号的发射的功率和所述一个或多个反射信号的接收的功率之差来确定功率损耗。
18.如权利要求14所述的设备，其特征在于，所述电路被配置成：
基于所述通信空间中的对象的吸收的功率或反射的功率中的至少一者来确定所述对象；以及
确定所述对象的吸收的功率或反射的功率基本上匹配人类的吸收的功率或反射的功率以确定所述对象可能是人类的至少一部分。
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