JP2021500532A - チャネル応答変動の分解に基づく動き検出 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、「Detecting Motion Based on Decompositions of Channel Response Variations(チャネル応答変動の分解に基づく動き検出)」と題した、2017年8月30日出願の米国特許出願第15/691,195号に対する優先権を主張するものであり、その開示内容は、引用により本明細書に組み込まれる。
以下の説明は、動き検出に関する。
ここで、ωnは、送信信号のn番目の周波数成分の周波数を表し、Cnは、n番目の周波数成分の複素係数を表し、tは時間を表す。送信信号f(t)が第1の無線通信デバイス204Aから送信されている場合、経路kからの出力信号rk(t)は、以下の式(2)に従って表すことができ、
ここで、αn,kは、経路kに沿ったn番目の周波数成分に関する減衰係数(又はチャネル応答、例えば、散乱、反射及び経路損失に起因)を表し、φn,kは、経路kに沿ったn番目の周波数成分に関する信号の位相を表す。この時、無線通信デバイスにおける受信信号Rは、以下の式(3)で示される、全ての経路から無線通信デバイスへの全ての出力信号rk(t)の総和として表すことができる。
式(2)を式(3)に代入すると、以下の式(4)が得られる。
場合によっては、空間に関するチャネル応答は、例えば、推定値の数学理論に基づいて決定することができる。例えば、基準信号Refは、候補チャネル応答(hch)を用いて変更され、次に、最大尤度手法が、受信信号(Rcvd)に最適にマッチした候補チャネルを選択するのに使用できる。
これは、数学的に、以下のように示すことができ、
以下の最適基準が用いられる。
最小化又は最適化処理は、最小二乗平均(LMS)、再帰的最小二乗法(RLS)、バッチ最小二乗法(BLS)などの適応フィルタリング手法を利用することができる。チャネル応答は、有限インパルス応答(FIR)フィルタ、無限インパルス応答(IIR)フィルタなどとすることができる。
以下の条件下にあり、
誤差関数であり、xは、チャネルベクトルであり、viは、周波数ベクトル領域におけるi番目の軸を表し、式(10)は、互いに直交する軸が決定されるように、式(9)を制約する。場合によっては、軸は、長期の傾向を保持する再帰的な忘却係数を用いて連続する更新情報のセットによって決定することができる。幾つかの実施構成では、軸は、例えば、再帰的最小二乗法、制約付き最小二乗法、バッチ最小二乗法、又は別のタイプの最小二乗法などの最小二乗法を使用して決定される。
第2の軸は、式(13)から(15)に従って更新でき、
第3の軸は、式(16)から(18)に従って更新することができる。
ここで、x(k)は、瞬間的なチャネルベクトルを表し、yiは、i番目の軸の方向でのチャネルベクトルの射影を表し、μ3は、忘却係数を表し、vi(k+1)は、軸v1の更新された方向を表す。より高い次元の周波数ベクトル領域における追加の軸(例えば、第4の軸)は、同様の方法で更新できる。
Claims (30)
- 動き検出方法であって、
第1の時間期間中に空間を通って送信された無線信号に基づいてチャネル応答の第1のセットを得るステップと、
1又は2以上のプロセッサの動作により、前記チャネル応答の第1のセットから周波数ベクトル領域における直交軸のセットを決定するステップと、
第2の時間期間中に前記空間を通って送信された無線信号に基づいて第2のチャネル応答を得るステップと、
1又は2以上のプロセッサの動作により、前記周波数ベクトル領域において前記第2のチャネル応答を表すチャネルベクトルを決定するステップと、
前記直交軸のセットのうちの1つへの前記チャネルベクトルの射影に基づいて前記空間内の物体の動きを検出するステップと、
を含む、動き検出方法。 - 前記空間内の前記物体の動きを検出するステップは、前記射影を閾値と比較することに基づく、請求項1に記載の方法。
- 前記周波数ベクトル領域における前記直交軸のセットを決定するステップは、最小二乗処理を使用してベクトル方程式を最小にするステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記最小二乗処理は、最小二乗平均処理、再帰的最小二乗処理、制約付き最小二乗処理、又はバッチ最小二乗処理のうちの少なくとも1つを含む、請求項3に記載の方法。
- 前記直交軸のセットから動き射影軸を選択するステップを含み、前記空間内の前記物体の動きを検出するステップは、前記動き射影軸への前記チャネルベクトルの射影に基づく、請求項1に記載の方法。
- 前記動き射影軸を選択するステップは、前記直交軸のセットの各軸に関するファットテールメトリックを決定するステップを含み、各軸に関する前記ファットテールメトリックは、前記周波数ベクトル領域において前記第1のチャネル応答を表すベクトルの前記軸への射影の分布に基づく、請求項5に記載の方法。
- 各軸に関する前記ファットテールメトリックは、前記軸への前記射影の分布の平均絶対偏差を前記軸への前記射影の分布の標準偏差で割ったものに基づく、請求項6に記載の方法。
- 前記周波数ベクトル領域における前記直交軸のセットを決定するステップは、
前記周波数ベクトル領域において前記チャネル応答の第1のセットを表すチャネルベクトルを決定するステップと、
前記周波数ベクトル領域における前記チャネルベクトルの整列に基づいて前記周波数ベクトル領域における第1の軸を規定するステップと、
前記周波数ベクトル領域における第2の軸を規定するステップであって、前記第2の軸の各々は、前記第1の軸及び他の前記第2の軸に直交する、第2の軸を規定するステップと、
を含む、請求項1から7のいずれか1項に記載の方法。 - 前記直交軸のセットは、直交軸の第1のセットであり、
前記方法は、
第3の時間期間中に前記空間を通って送信された無線信号に基づいて第3のチャネル応答を得るステップと、
前記第3のチャネル応答を表すベクトルの前記直交軸の第1のセットへの射影の変化を検出することに応答して、前記第3のチャネル応答から前記周波数ベクトル領域における直交軸の第2のセットを決定するステップと、
前記空間内の物体の動きを検出するために前記直交軸の第2のセットを使用するステップと、
を含む、請求項1から7のいずれか1項に記載の方法。 - 前記チャネルベクトルの要素は、それぞれのサブキャリア周波数における受信無線信号の解析に基づく、請求項1から7のいずれか1項に記載の方法。
- データ処理装置と、
前記データ処理装置によって実行されたときに、動作を実行するように動作可能な命令を格納するコンピュータ可読記憶媒体と、
を含み、前記動作は、
第1の時間期間中に空間を通って送信された無線信号に基づいてチャネル応答の第1のセットを得るステップと、
前記チャネル応答の第1のセットから周波数ベクトル領域における直交軸のセットを決定するステップと、
第2の時間期間中に前記空間を通って送信された無線信号に基づいて第2のチャネル応答を得るステップと、
前記周波数ベクトル領域において前記第2のチャネル応答を表すチャネルベクトルを決定するステップと、
前記直交軸のセットのうちの1つへの前記チャネルベクトルの射影に基づいて前記空間内の物体の動きを検出するステップと、
を含む、システム。 - 前記空間内の前記物体の動きを検出するステップは、前記射影を閾値と比較することに基づく、請求項11に記載のシステム。
- 前記周波数ベクトル領域における前記直交軸のセットを決定するステップは、最小二乗処理を使用してベクトル方程式を最小にするステップを含む、請求項11に記載のシステム。
- 前記最小二乗処理は、最小二乗平均処理、再帰的最小二乗処理、制約付き最小二乗処理、又はバッチ最小二乗処理のうちの少なくとも1つを含む、請求項13に記載のシステム。
- 前記動作は、前記直交軸のセットから動き射影軸を選択するステップを含み、前記空間内の前記物体の動きを検出するステップは、前記動き射影軸への前記チャネルベクトルの射影に基づく、請求項11に記載のシステム。
- 前記動き射影軸を選択するステップは、前記直交軸のセットの各軸に関するファットテールメトリックを決定するステップを含み、各軸に関する前記ファットテールメトリックは、前記周波数ベクトル領域において前記第1のチャネル応答を表すベクトルの前記軸への射影の分布に基づく、請求項15に記載のシステム。
- 各軸に関する前記ファットテールメトリックは、前記軸への前記射影の分布の平均絶対偏差を前記軸への前記射影の分布の標準偏差で割ったものに基づく、請求項16に記載のシステム。
- 前記周波数ベクトル領域における前記直交軸のセットを決定するステップは、
前記周波数ベクトル領域において前記チャネル応答の第1のセットを表すチャネルベクトルを決定するステップと、
前記周波数ベクトル領域における前記チャネルベクトルの整列に基づいて前記周波数ベクトル領域における第1の軸を規定するステップと、
前記周波数ベクトル領域における第2の軸を規定するステップであって、前記第2の軸の各々は、前記第1の軸及び他の前記第2の軸に直交する、第2の軸を規定するステップと、
を含む、請求項11から17のいずれか1項に記載のシステム。 - 前記直交軸のセットは、直交軸の第1のセットであり、
前記動作は、
第3の時間期間中に前記空間を通って送信された無線信号に基づいて第3のチャネル応答を得るステップと、
前記第3のチャネル応答を表すベクトルの前記直交軸の第1のセットへの射影の変化を検出することに応答して、前記第3のチャネル応答から前記周波数ベクトル領域における直交軸の第2のセットを決定するステップと、
前記空間内の物体の動きを検出するために前記直交軸の第2のセットを使用するステップと、
を含む、請求項11から17のいずれか1項に記載のシステム。 - 前記チャネルベクトルの要素は、それぞれのサブキャリア周波数における受信無線信号の解析に基づく、請求項11から17のいずれか1項に記載のシステム。
- 空間を通って送信された無線信号に基づいてチャネル応答を得るステップと、
前記チャネル応答とチャネル応答のセットとの比較に基づいて前記チャネル応答における第1のタイプの変動及び第2のタイプの変動を識別するステップと、
1又は2以上のプロセッサの動作により、前記チャネル応答における前記第1のタイプの変動及び前記第2のタイプの変動を識別することに基づいて前記空間内の物体の動きを検出するために動き検出処理を実行するステップと、
を含む、動き検出方法。 - 前記空間内の前記物体の動きは、前記チャネル応答において識別された前記第2のタイプの変動を解析することによって検出される、請求項21に記載の方法。
- 前記動き検出処理は、前記第1のタイプの変動の大きさが閾値を下回るという判定に応答して実行される、請求項22に記載の方法。
- 前記第1のタイプの変動及び前記第2のタイプの変動は、周波数ベクトル領域における直交軸のセットに基づいて識別される、請求項21から23のいずれか1項に記載の方法。
- 前記チャネル応答は、前記空間を通って送信された第1の無線信号に基づく第1のチャネル応答であり、前記方法は、
前記空間を通って送信された第2の無線信号に基づいて第2のチャネル応答を得るステップと、
前記第2のチャネル応答と前記チャネル応答のセットとの比較に基づいて前記第2のチャネル応答における前記第1のタイプの変動及び前記第2のタイプの変動を識別するステップと、
前記第2のチャネル応答における前記第1のタイプの変動の大きさが閾値を上回るという判定に応答して、前記動き検出処理の実行を阻止するステップと、
を含む、請求項21から23のいずれか1項に記載の方法。 - データ処理装置と、
前記データ処理装置によって実行されたときに、動作を実行するように動作可能な命令を格納するコンピュータ可読記憶媒体と、
を含み、前記動作は、
空間を通って送信された無線信号に基づいてチャネル応答を得るステップと、
前記チャネル応答とチャネル応答のセットとの比較に基づいて前記チャネル応答における第1のタイプの変動及び第2のタイプの変動を識別するステップと、
前記チャネル応答における前記第1のタイプの変動及び前記第2のタイプの変動を識別することに基づいて前記空間内の物体の動きを検出するために動き検出処理を実行するステップと、
を含む、システム。 - 前記空間内の前記物体の動きは、前記チャネル応答において識別された前記第2のタイプの変動を解析することによって検出される、請求項26に記載のシステム。
- 前記動き検出処理は、前記第1のタイプの変動の大きさが閾値を下回るという判定に応答して実行される、請求項27に記載のシステム。
- 前記第1のタイプの変動及び前記第2のタイプの変動は、周波数ベクトル領域における直交軸のセットに基づいて識別される、請求項26から28のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記チャネル応答は、前記空間を通って送信された第1の無線信号に基づく第1のチャネル応答であり、前記動作は、
前記空間を通って送信された第2の無線信号に基づいて第2のチャネル応答を得るステップと、
前記第2のチャネル応答と前記チャネル応答のセットとの比較に基づいて前記第2のチャネル応答における前記第1のタイプの変動及び前記第2のタイプの変動を識別するステップと、
前記第2のチャネル応答における前記第1のタイプの変動の大きさが閾値を上回るという判定に応答して、前記動き検出処理の実行を阻止するステップと、
を含む、請求項26から28のいずれか1項に記載のシステム。
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