KR20200088292A - 무선 표준 클라이언트 장치로부터의 빔포밍 동적 정보를 기반으로 하는 움직임 검출 - Google Patents

무선 표준 클라이언트 장치로부터의 빔포밍 동적 정보를 기반으로 하는 움직임 검출 Download PDF

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올렉시 크라베츠
모하메드 오메르
스탠리 이투아
카란비르 찻타
타진데르 만쿠
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Abstract

일반적으로, 움직임은 무선 신호들을 사용하여 검출된다. 일례에서, 무선 표준 프로토콜 메시지는 무선 통신 장치에 의해 공간을 통해 하나 이상의 이웃 장치들에게 전송된다. 상기 무선 표준 프로토콜 메시지에 응답하여, 상기 하나 이상의 이웃 장치들 각각으로부터, 빔포밍 정보 피드백을 포함하는 대응 무선 표준 프로토콜 응답이 수신된다. 상기 이웃 장치들 각각으로부터의 빔포밍 정보 피드백에 기초하여 상기 공간에서의 물체의 움직임이 검출된다.

Description

무선 표준 클라이언트 장치로부터의 빔포밍 동적 정보를 기반으로 하는 움직임 검출
본원은 2018년 11월 8일에 출원된 "Motion Detection Based on Beamforming Dynamic Information from Wireless Standard Client Devices"란 제목의 미국 특허 출원 No.16/184,729에 대해, 2017년 11월 15일에 출원된 "Motion Detection Based on Beamforming Dynamic Information" 란 제목의 미국 임시 출원 No.62/586,824에 대해, 2018년 2월 22일에 출원된 "Motion Detections Using a Central Computing Node"란 제목의 미국 임시 출원 No.62/633,789에 대해, 그리고 2018년 3월 26일에 출원된 "Motion Detection Based on Beamforming Dynamic Information"란 제목의 미국 임시 출원 No.62/648,110에 대해 우선권을 주장하며, 이것들은 본원에 참조로서 편입된다.
다음의 설명은 움직임 검출(motion detection)에 관한 것이다.
움직임 검출 시스템들은, 예를 들면, 방이나 외부 영역 내에서 물체들의 움직임을 검출하기 위해 사용되었다. 몇몇 예시적 움직임 검출 시스템들에서, 적외선 또는 광학 센서들이 사용되어, 센서의 시야 내에서 물체들의 움직임을 검출한다. 움직임 검출 시스템들은 보안 시스템, 자율 제어 시스템 및 다른 유형의 시스템들에서 사용된다.
도 1은 예시적 무선 통신 시스템을 도시하는 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 빔포머 및 빔포미(beamformee)를 포함하는 예시적 빔포밍 시스템을 도시하는 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 빔포밍 매트릭스에 기초하여 움직임을 검출하기 위한 예시적인 무선 통신 시스템의 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 송신기와 수신기 사이의 공간에 물체들을 포함하는 예시적인 무선 통신 시스템을 도시하는 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 움직임 검출 시스템의 제1 모드에 대한 예시적인 공간 맵 생성 프로세스를 도시하는 도면이다.
도 6a, 도 6b, 도 6c는 움직임 검출 시스템을 위한 예시적인 공간 맵 생성 프로세스를 나타내는 도면이다.
도 7은 공간에 사람이 있는 도 4a 및 도 4b의 예시적인 시스템을 도시하는 도면이다.
도 8은 수신된 무선 신호들에 기초하여 공간 맵을 생성하기 위한 예시적인 시스템을 도시하는 도면이다.
도 9는 수신된 무선 신호들에 기초하여 움직임을 검출하는 예시적인 프로세스를 도시하는 흐름도이다.
도 10은 중앙 제어기를 사용하여 움직임을 검출하는 예시적인 프로세스를 도시하는 흐름도이다.
도 11은 핑 요청(ping request)을 처리하는 예시적인 프로세스를 도시하는 흐름도이다.
도 12a 내지 도 12c는 움직임 검출 시스템의 시스템 아키텍처 예를 도시한다.
설명된 것의 일부 양상들에서, 공간에서의 움직임은 빔포밍 동적 정보에 기초하여 검출된다. 빔포밍 동적 정보는 시간에 따라 빔포밍 동작을 수행함에 있어서 무선 통신 장치들의 동작, 또는 무선 통신 장치들에 의해 생성되고 사용되는 정보를 지칭할 수 있다. 예를 들어, 빔포밍 동적 정보는 IEEE 802.11 표준(예를 들어, 본원에 참고로 편입되는 IEEE 802.11-2012 표준 또는 IEEE 802.11ac-2013 표준)에 따라 통신하는 무선 통신 장치들에 의해 생성되는 피드백 또는 조향 매트릭스(steering matrix)들을 포함할 수 있다. 무선 통신 장치의 빔포밍 동적 정보의 변화를 분석함으로써, 공간에서의 움직임이 검출될 수 있다. 예를 들어, 일부 구현들에서, 빔포밍 무선 통신 시스템에서 무선 통신 장치에 의해 생성되는 피드백 및 스티어링 매트릭스는 (물체의 움직임에 의해 야기될 수 있는) 채널 상태의 변화를 검출하기 위해 시간에 걸쳐 분석될 수 있다. 빔포밍은 채널 상태에 대한 일부 지식에 기초하여(예를 들어, 수신기에 의해 생성된 피드백 특성들을 통해) 장치들 사이에서 수행될 수 있으며, 이는 특정 방향 또는 방향들로 전송된 빔/신호를 성형하기 위해 송신기 장치에 의해 적용되는 하나 이상의 조향 특성들(예를 들어, 조향 매트릭스)을 생성하는데 사용될 수 있다. 따라서, 빔포밍 프로세스에서 사용되는 조향 또는 피드백 특성들의 변화는 채널 상태의 변화를 나타내며, 이는 무선 통신 시스템에 의해 액세스된 공간에서의 이동하는 물체들에 의해 야기될 수 있다.
일부 구현들에서, 예를 들어, 조향 매트릭스는 채널 사운딩에 기초하여 수신기 장치(빔포미)에 의해 제공되는 피드백 매트릭스에 기초하여 송신기 장치(빔포머)에서 생성될 수 있다. 조향 매트릭스 및 피드백 매트릭스가 채널의 전파 특성과 관련이 있기 때문에, 이 매트릭스들은 물체들이 채널 내에서 이동함에 따라 변경된다. 그에 따라, 채널 특성의 변화들이 이러한 매트릭스들에 반영되고, 그리고 매트릭스들을 분석함으로써, 움직임이 검출될 수 있고, 그리고 검출된 움직임의 상이한 특성들이 판단될 수 있다. 일부 구현들에서, 공간 맵은 하나 이상의 빔포밍 매트릭스에 기초하여 생성될 수 있다. 공간 맵은 무선 통신 장치에 대한 공간에서의 물체의 일반적인 방향을 나타낼 수 있다. 몇몇 경우에, 빔포밍 매트릭스(예를 들어, 피드백 매트릭스 또는 조향 매트릭스)의 "모드들"은 공간 맵을 생성하는데 사용될 수 있다. 공간 맵은 공간에서의 움직임의 존재를 검출하거나 검출된 움직임의 위치를 검출하는데 사용될 수 있다.
채널 사운딩은 무선 통신 시스템에서 서로 다른 수신기 장치들 각각으로부터 채널 상태 정보(Channel State Information; CSI)를 획득하기 위해 수행되는 프로세스를 지칭할 수 있다. 몇몇 경우에, 채널 사운딩은 트레이닝 심볼들(예를 들어, IEEE 802.11ac-2013 표준에서 규정된 바와 같은 널 데이터 패킷(null data packet; NDP))을 전송하고 수신기 장치들이 채널의 측정값을 포함하는 피드백을 제공하기를 기다리는 것에 의해 수행된다. 몇몇 경우에, 피드백은 수신기 장치들 각각에 의해 계산된 피드백 매트릭스를 포함한다. 그 다음, 이 피드백은 조향된 빔들의 세트를 생성함으로써 데이터 전송을 사전 코딩하는데 사용되는 조향 매트릭스를 생성하는데 사용될 수 있으며, 이는 하나 이상의 수신기 장치들에서의 수신을 최적화할 수 있다. 채널 사운딩 프로세스는 무선 통신 시스템에 의해 반복적으로 수행될 수 있다. 따라서, 조향 매트릭스는 예를 들어 전파 채널 변경이 데이터 전송 품질에 미치는 영향을 최소화하기 위해 반복적으로 업데이트할 것이다. 시간에 따른 조향 매트릭스(또는 피드백 매트릭스)의 변화를 관찰함으로써, 채널 내의 물체에 의한 움직임이 검출될 수 있다. 또한, 몇몇 경우에, 상이한 카테고리들의 움직임들(예를 들어, 사람 움직임 vs. 개/고양이 움직임)이 식별될 수 있다.
빔포밍 또는 피드백 매트릭스의 변화는 다양한 방식으로 움직임을 검출하기 위해 분석될 수 있다. 몇몇 경우에, 예를 들어, 매트릭스의 각 항목에 대한 분산(variance)이 분석되거나, 또는 매트릭스 열들의 선형 독립성(예를 들어, rank)이 분석될 수 있다. 이 정보는 예를 들어 채널에 존재하는 다수의 독립적인 페이딩 경로들(independently fading paths)을 결정할 수 있게 한다. 경우에 따라, 이러한 선형 독립성의 계수들이 변하면, 변경들은 특정 구역으로 제한되는 이동하는 물체로 인한 것일 수 있다. 선형 독립적인 열들의 수가 변경되면, 변경들은 채널 전체에 걸친 광범위한 변경들로 인한 것일 수 있으며, 이는 서로 다른 종류의 다중 경로가 생성되고 파괴될 수 있게 한다. 몇몇 경우에, 이러한 열 간 상관관계의 시계열이 분석되어, 예를 들어 이러한 변경이 얼마나 느리거나 빠르게 발생하는지 판단할 수 있다.
몇몇 경우에, 빔포밍은 표준화된 프로세스에 따라 수행된다. 예를 들어, 빔포밍은 IEEE 802.11 표준(예를 들어, 802.11g, 802.11n 또는 802.11ac 표준들)에 따라 수행될 수 있다. 빔포밍은 표준의 선택적 또는 필수 특징일 수 있다. 빔포밍은 다른 표준에 따라 또는 다른 방식으로 수행될 수 있다. 몇몇 경우에, 802.11 표준은 네트워크 노드들 간의 데이터 전송 품질을 향상시키기 위해 다중 안테나 공간 다이버시티(spatial diversity)를 사용하여 적응형 빔포밍을 적용한다. 움직이는 물체들은 전송되는 무선 신호들의 다중 경로 전파를 변경함으로써 환경의 공간 특성을 변경한다. 그 결과, 이러한 움직임은 802.11 표준에 따라 장치에 의해 수행되는 빔포밍 조향 구성에 영향을 줄 수 있다. 빔포머의 공간 구성(예를 들어, 빔포밍)이 (예를 들어, 피드백 매트릭스에 기초하여 빔포머에 의해 생성되는 조향 매트릭스를 통해) 시간에 따라 어떻게 변화하는지 관찰함으로써, 무선 전송에 의해 커버되는 영역 내에서의 물리적 움직임이 검출될 수 있다.
본 명세서에 설명된 시스템들 및 기술들은 몇몇 경우에 하나 이상의 이점들을 제공할 수 있다. 예를 들어, 움직임은 둘 이상의 무선 통신 장치들을 사용하여 공간을 통해 전송된 무선 신호들을 사용하여 검출될 수 있다. 또한, 움직임은 무선 통신 장치들에서 이미 구현된 공지된 프로토콜들 또는 프로세스들(예를 들어, IEEE 802.11 표준의 양상들)에 따라 검출될 수 있다.
도 1은 예시적인 무선 통신 시스템(100)을 도시한다. 예시적 무선 통신 시스템(100)은 3개의 무선 통신 장치들, 즉 제1 무선 통신 장치(102A), 제2 무선 통신 장치(102B), 그리고 제3 무선 통신 장치(102C)를 포함한다. 예시적 무선 통신 시스템(100)은 추가의 또는 더 적은(예를 들어, 2 개의) 무선 통신 장치들을 포함할 수 있고, 그리고 다른 컴포넌트들(예를 들어, 추가의 무선 통신 장치들, 하나 이상의 네트워크 서버들, 네트워크 라우터들, 네트워크 스위치들, 케이블들 또는 다른 통신 링크들 등)을 포함할 수 있다. 몇몇 경우에, 무선 통신 장치(102)는 (예를 들어, 더 높은 SNR을 통해) 네트워크 효율을 증가시키기 위해 또는 다른 목적으로 빔포밍 동작을 수행한다.
예시적 무선 통신 장치들(102A, 102B, 102C)은 예를 들어 무선 네트워크 표준 또는 다른 유형의 무선 통신 프로토콜에 따라 무선 네트워크에서 동작할 수 있다. 예를 들어, 무선 네트워크는 WLAN(Wireless Local Area Network), PAN(Personal Area Network), MAN(metropolitan area network) 또는 다른 유형의 무선 네트워크로서 동작하도록 구성될 수 있다. WLAN들의 예들은 IEEE에 의해 개발된 802.11 표준 패밀리 중 하나 이상에 따라 동작하도록 구성된 네트워크들(예를 들어, Wi-Fi 네트워크들) 등을 포함한다. PAN들의 예들은 단거리 통신 표준들(예를 들어, Bluetooth®, NFC(Near Field Communication), ZigBee), 밀리미터 파 통신 등에 따라 동작하는 네트워크들을 포함한다.
일부 구현들에서, 무선 통신 장치들(102A, 102B, 102C)은, 예를 들어 셀룰러 네트워크 표준에 따라, 셀룰러 네트워크에서 통신하도록 구성될 수 있다. 셀룰러 네트워크들의 예들은 GSM(Global System for Mobile) 및 EDGE(Enhanced Data rates for GSM Evolution) 또는 EGPRS와 같은 2G 표준들, CDMA(Code Division Multiple Access), WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access), UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) 및 TD-SCDMA(Time Division Synchronous Code Division Multiple Access)와 같은 3G 표준들, LTE(Long-Term Evolution) 및 LTE-A(LTE-Advanced)와 같은 4G 표준들 등에 따라 구성된 네트워크들을 포함한다.
도 1에 도시된 예에서, 무선 통신 장치들(102A, 102B, 102C)은 표준 무선 네트워크 컴포넌트들일 수 있거나 또는 무선 통신 장치들(102A, 102B, 102C)은 표준 무선 네트워크 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 장치들(102A, 102B, 102C)은 상업적으로 이용 가능한 Wi-Fi 액세스 포인트들 또는 WAP의 모뎀에 명령들(예를 들어, 소프트웨어 또는 펌웨어)로서 내장된, 본 명세서에서 설명된 바와 같은 하나 이상의 동작들을 수행하는 다른 유형의 무선 액세스 포인트(WAP)일 수 있다. 몇몇 경우에, 무선 통신 장치들(102A, 102B, 102C)은 예를 들어 상업적으로 이용 가능한 메시 네트워크 시스템(예를 들어, Google WiFi) 같은 무선 메시 네트워크의 노드들일 수 있다. 몇몇 경우에, 무선 메시 네트워크는 IEEE 802.11 메시 표준 프로토콜(예를 들어, 802.11s)에 따라 동작한다. 다른 경우에, 무선 통신 장치들(102A, 102B, 102C)은 방사형 네트워크(star network) 또는 애드-혹 네트워크를 형성할 수 있다. 이러한 네트워크들(예를 들어, 메시, 방사형, 또는 애드-혹)은 움직임 감지 네트워크를 형성할 수 있다. 몇몇 경우에, 다른 유형의 표준 또는 종래의 Wi-Fi 송신기 장치가 사용될 수 있다. 무선 통신 장치들(102A, 102B, 102C)은 Wi-Fi 컴포넌트들 없이 구현될 수 있다; 예를 들어, 다른 유형들의 표준 또는 비-표준 무선 통신이 움직임 검출을 위해 사용될 수 있다. 몇몇 경우에, 무선 통신 장치들(102A, 102B, 102C)은 전용 움직임 검출 시스템일 수 있거나 이들의 일부일 수 있다. 예를 들어, 전용 움직임 검출 시스템은 허브 장치 및 (원격 센서 장치들로서) 하나 이상의 비콘 장치들을 포함할 수 있으며, 그리고 무선 통신 장치들(102A, 102B, 102C)은 움직임 검출 시스템에서 허브 장치이거나 또는 비콘 장치일 수 있다. 일부 구현들에서, 무선 통신 장치들(102A, 102B, 102C)은 사용자 장비(user equipment; UE), 휴대전화, 스마트폰, 태블릿, 컴퓨터, PDA, 사물 인터넷(IoT) 장치, 스마트 장치, 웨어러블 장치, 또는 무선 통신이 가능한 임의의 장치일 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 예시적 무선 통신 장치(102C)는 모뎀(112), 프로세서(114), 메모리(116) 및 전력 유닛(118)을 포함하며, 무선 통신 시스템(100) 내의 무선 통신 장치들(102A, 102B, 102C) 중 임의의 장치는 동일하거나 추가적이거나 상이한 컴포넌트들을 포함할 수 있고, 그리고 상기 컴포넌트들은 도 1에 도시된 바와 같이 또는 다른 방식으로 동작하도록 구성될 수 있다. 일부 구현들에서, 무선 통신 장치의 모뎀(112), 프로세서(114), 메모리(116) 및 전력 유닛(118)은 공통 하우징에 또는 다른 어셈블리에 함께 하우징될 수 있다. 일부 구현들에서, 무선 통신 장치의 컴포넌트들 중 하나 이상은, 예를 들어 개별 하우징에 또는 다른 어셈블리에, 개별적으로 하우징될 수 있다.
예시적 모뎀(112)은 무선 신호들을 통신(수신, 전송 또는 둘 다)할 수 있다. 예를 들어, 모뎀(112)은 무선 통신 표준(예를 들어, Wi-Fi 또는 블루투스)에 따라 포맷된 RF(radio frequency) 신호들을 통신하도록 구성될 수 있다. 모뎀(112)은 도 2b에 도시된 예시적 송신기(212) 또는 수신기(222)로서 구현될 수 있거나, 또는 모뎀(112)은 다른 방식으로, 예를 들어 다른 유형의 컴포넌트들 또는 서브시스템들로 구현될 수 있다. 일부 구현들에서, 예시적 모뎀(112)은 무선 서브시스템 및 기저대역(baseband) 서브시스템을 포함한다. 몇몇 경우에, 기저대역 서브시스템 및 무선 서브시스템은 공통 칩 또는 칩셋(chipset)에서 구현될 수 있거나, 또는 카드 또는 다른 유형의 조립된 장치로 구현될 수 있다. 기저대역 서브시스템은, 예를 들어 리드(lead), 핀, 와이어, 또는 다른 유형의 연결부에 의해, 무선 서브시스템에 연결될 수 있다.
몇몇 경우에, 모뎀(112)의 무선 서브시스템은 하나 이상의 안테나 및 RF(radio frequency) 회로를 포함할 수 있다. RF 회로는 예를 들어 아날로그 신호들을 필터링, 증폭 또는 컨디셔닝하는 회로, 기저대역 신호들을 RF 신호들로 상향-변환(up-converting)하는 회로, RF 신호들을 기저대역 신호들로 하향-변환하는 회로 등을 포함할 수 있다. 이러한 회로는 예를 들어 필터들, 증폭기들, 믹서들, 국부 발진기 등을 포함할 수 있다. 무선 서브시스템은 무선 통신 채널들에서 RF 무선 신호들을 통신하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 무선 서브시스템은 무선 칩(radio chip), RF 프론트 엔드 및 하나 이상의 안테나를 포함할 수 있다. 무선 서브시스템은 추가적이거나 상이한 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 무선 서브시스템은 종래의 모뎀(예를 들어, Wi-Fi 모뎀, 피코 기지국 모뎀 등)으로부터의 무선 전자기기들(예를 들어, RF 프론트 엔드, 무선 칩, 또는 유사한 컴포넌트들)이거나 이들을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 안테나는 다수의 안테나들을 포함한다.
몇몇 경우에, 모뎀(112)의 기저대역 서브시스템은 예를 들어 디지털 기저대역 데이터를 처리하도록 구성된 디지털 전자 기기들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기저대역 서브시스템은 기저대역 칩을 포함할 수 있다. 기저대역 서브시스템은 추가의 또는 서로 다른 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 몇몇 경우에, 기저대역 서브시스템은 디지털 신호 프로세서(digital signal processor; DSP) 장치 또는 다른 유형의 프로세서 장치를 포함할 수 있다. 몇몇 경우에, 기저대역 시스템은 무선 서브시스템을 동작시키기 위해, 무선 서브시스템을 통해 무선 네트워크 트래픽을 통신하기 위해, 무선 서브시스템을 통해 수신된 움직임 검출 신호들에 기초하여 움직임을 검출하기 위해, 또는 다른 유형의 프로세스들을 수행하기 위해 디지털 처리 로직을 포함한다. 예를 들어, 기저대역 서브시스템은 신호들을 인코딩하고 전송을 위해 인코딩된 신호들을 무선 서브시스템에 전달하도록 구성되거나 또는 (예를 들어, 무선 통신 표준에 따라 신호들을 디코딩함으로써, 움직임 검출 프로세스에 따라 신호들을 처리함으로써, 또는 다른 방법에 의해) 무선 서브시스템으로부터의 신호들로 인코딩된 데이터를 식별하고 분석하도록 구성된 하나 이상의 칩들, 칩셋들, 또는 다른 유형의 장치들을 포함할 수 있다.
몇몇 경우에, 예시적 모뎀(112)의 무선 서브시스템은 기저대역 서브시스템으로부터 기저대역 신호들을 수신하고, 기저대역 신호들을 RF 신호들로 상향-변환하고, 그리고 (예를 들어, 안테나를 통해) RF 신호들을 무선으로 송신한다. 몇몇 경우에, 예시적 모뎀(112)의 무선 서브시스템은 (예를 들어, 안테나를 통해) RF 신호들을 무선으로 수신하며, 상기 RF 신호들을 기저대역 신호들로 하향-변환하며, 그리고 기저대역 신호들을 기저대역 서브시스템에 발송한다. 무선 서브시스템과 기저대역 서브시스템 사이에서 교환된 신호들은 디지털 신호들이거나 아날로그 신호들일 수 있다. 일부 예들에서, 기저대역 서브시스템은 변환 회로(예를 들어, 디지털-아날로그 변환기, 아날로그-디지털 변환기)를 포함하며, 그리고 아날로그 신호들을 무선 서브시스템과 교환한다. 일부 예들에서, 무선 서브시스템은 변환 회로(예를 들어, 디지털-아날로그 변환기, 아날로그-디지털 변환기)를 포함하며, 그리고 디지털 신호들을 기저대역 서브시스템과 교환한다.
몇몇 경우에, 예시적 모뎀(112)은 하나 이상의 무선 통신 채널상에서 무선 서브시스템을 통해 무선 통신 네트워크상의 무선 네트워크 트래픽(예를 들어, 데이터 패킷들)을 통신할 수 있다. 예를 들어, 일부 구현들에서, 제1 무선 통신 장치의 제1 모뎀은 무선 통신 네트워크상에서 널 데이터 패킷(null data packet; NDP)을 통신할 수 있다. 제2 무선 통신 장치의 제2 모뎀은 NDP를 수신할 수 있고, 그리고 상기 NDP에 기초하여 피드백 매트릭스를 생성할 수 있으며, 피드백 매트릭스는 조향 매트릭스의 결정에 사용하기 위해 제1 모뎀으로 다시 통신될 수 있으며, 조향 매트릭스는 하나 이상의 무선 통신 채널들에서 전송된 무선 네트워크 트래픽을 조향하거나 빔포밍하기 위해 사용될 수 있다. 이와 유사한 방식으로 다른 유형의 데이터 패킷들이 사용될 수 있다.
예시적 프로세서(114)는, 예를 들어 데이터 입력들에 기초하여 출력 데이터를 생성하기 위해, 명령들을 실행할 수 있다. 명령들은 메모리에 저장된 프로그램들, 코드들, 스크립트들, 또는 다른 유형의 데이터를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 명령들은 사전-프로그래밍되거나 재-프로그래밍 가능한 논리 회로, 논리 게이트, 또는 다른 유형의 하드웨어 또는 펌웨어 컴포넌트들로 인코딩될 수 있다. 프로세서(114)는, 특수 코프로세서(specialized co-processor) 또는 다른 유형의 데이터 처리 장치로서, 범용 마이크로프로세서이거나 이를 포함할 수 있다. 몇몇 경우에, 프로세서(114)는 무선 통신 장치(102C)의 하이 레벨 동작을 수행한다. 예를 들어, 프로세서(114)는 메모리(116)에 저장된 소프트웨어, 스크립트, 프로그램, 함수(funtion), 실행 가능한 것들(executables), 또는 다른 명령들을 실행하거나 해석하도록 구성될 수 있다. 일부 구현들에서, 프로세서(114)는 모뎀(112)에 포함될 수 있다.
예시적 모뎀(116)은 컴퓨터 판독 가능 저장 매체, 예를 들어, 휘발성 메모리 장치, 비-휘발성 메모리 장치 또는 둘 다를 포함할 수 있다. 메모리(116)는 하나 이상의 판독 전용 메모리 장치, 랜덤 액세스 메모리 장치, 버퍼 메모리 장치, 또는 이러한 유형 및 다른 유형의 메모리 장치들의 조합을 포함할 수 있다. 몇몇 경우에, 메모리의 하나 이상의 컴포넌트들은 무선 통신 장치(102C)의 다른 컴포넌트와 통합되거나 연관될 수 있다. 메모리(116)는 프로세서(114)에 의해 실행 가능한 명령들을 저장할 수 있다. 예를 들어, 명령들은, 예를 들어 도 9의 예시적 프로세스(900), 도 10의 예시적 프로세스(1000), 또는 도 11의 예시적 프로세스(1100)의 동작들 중 하나 이상을 통해, 움직임을 검출하기 위한 명령들을 포함할 수 있다.
예시적 전력 유닛(118)은 무선 통신 장치(102C)의 다른 컴포넌트들에 전력을 제공한다. 예를 들어, 다른 컴포넌트들은 전압 버스 또는 다른 연결부를 통해 전력 유닛(118)에 의해 제공된 전력에 기초하여 동작할 수 있다. 일부 구현들에서, 전력 유닛(118)은 배터리 또는 배터리 시스템(예를 들어, 재충전 가능한 배터리)을 포함한다. 일부 구현들에서, 전력 유닛(118)은 (외부 소스로부터) 외부 전력 신호를 수신하고 상기 외부 전력 신호를 무선 통신 장치(102C)의 컴포넌트에 대해 컨디셔닝된 내부 전력 신호로 변환하는 어댑터(예를 들어, AC 어댑터)를 포함한다. 전력 유닛(118)은 다른 컴포넌트들을 포함하거나 다른 방식으로 동작할 수 있다.
도 1에 도시된 예에서, 무선 통신 장치들(102A, 102B)은 (예를 들어, 무선 네트워크 표준, 움직임 검출 프로토콜 등에 따라) 무선 신호들을 송신한다. 예를 들어, 무선 통신 장치들(102A, 102B)은 무선 신호들(예를 들어, 기준 신호(reference signal), 비콘 신호, 상태 신호 등)을 브로드캐스팅하거나, 다른 장치들(예를 들어, 사용자 장비, 클라이언트 장치, 서버 등)로 어드레싱된(addressed) 무선 신호들을 전송할 수 있으며, 그리고 무선 통신 장치(102C)뿐만 아니라 다른 장치들(미도시)은 무선 통신 장치들(102A, 102B)에 의해 전송된 무선 신호들을 수신할 수 있다. 몇몇 경우에, 무선 통신 장치들(102A, 102B)에 의해 송신된 무선 신호들은, 예를 들어 무선 통신 표준 등에 따라, 주기적으로 반복될 수 있다.
도시된 예에서, 무선 통신 장치(102C)는 무선 신호들에 의해 액세스된 공간 내의 물체의 움직임을 검출하기 위해, 검출된 움직임의 위치를 결정하기 위해, 또는 둘 모두를 위해, 무선 통신 장치들(102A, 102B)로부터의 무선 신호들을 처리한다. 예를 들어, 무선 통신 장치(102C)는 도 3 내지 도 11과 관련하여 이하에서 설명되는 예시적 프로세스들, 또는 움직임을 검출하거나 검출된 움직임의 위치를 판단하기 위한 다른 유형의 프로세스의 하나 이상의 동작들을 수행할 수 있다. 무선 신호들에 의해 액세스되는 공간은 실내 또는 실외 공간일 수 있으며, 예를 들어 하나 이상의 완전히 또는 부분적으로 둘러싸인 영역, 인클로저가 없는 개방된 영역 등을 포함할 수 있다. 공간은 방의 내부, 다수의 방들, 건물 등일 수 있거나 이들을 포함할 수 있다. 몇몇 경우에, 무선 통신 시스템(100)은, 예를 들어 무선 통신 장치(102C)가 무선 신호들을 송신할 수 있고 무선 통신 장치들(102A, 102B)이 무선 통신 장치(102C)로부터의 무선 신호들을 처리하여 움직임을 검출하거나 검출된 움직임의 위치를 판단할 수 있도록, 수정될 수 있다.
움직임 검출을 위해 사용되는 무선 신호들은, 예를 들어 비콘 신호(예를 들어, 블루투스 비콘들, Wi-Fi 비콘들, 다른 무선 비콘 신호들), 무선 네트워크 표준에 따라 다른 목적을 위해 생성된 다른 표준 신호, 또는 움직임 검출 또는 다른 목적을 위해 생성된 비-표준 신호들(예를 들어, 랜덤 신호들, 기준 신호들 등)을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 무선 신호들은 움직이는 물체와 상호작용하기 전 또는 후에 물체(예를 들어, 벽)를 통해 전파되며, 이는 움직이는 물체와 전송 또는 수신 하드웨어 간의 광학 가시선(optical line-of-sight) 없이 움직이는 물체의 움직임이 검출될 수 있게 할 수 있다. 수신된 신호들에 기초하여, 제3 무선 통신 장치(102C)는 움직임 검출 데이터를 생성할 수 있다. 몇몇 경우에, 제3 무선 통신 장치(102C)는 방, 빌딩, 실외 영역 등과 같은 공간 내에서의 움직임을 모니터링하기 위한 제어 센터를 포함할 수 있는 보안 시스템과 같은 다른 장치 또는 시스템에 움직임 검출 데이터를 통신할 수 있다.
도 1에 도시된 예에서, 무선 통신 시스템(100)은 각각의 무선 통신 장치들(102) 사이에 무선 통신 링크들을 갖는 무선 메시 네트워크이다. 도시된 예에서, 제3 무선 통신 장치(102C)와 제1 무선 통신 장치(102A) 사이의 무선 통신 링크는 제1 움직임 검출 필드(110A)를 프로브하는데 사용될 수 있고, 제3 무선 통신 장치(102C)와 제2 무선 통신 장치(102B) 사이의 무선 통신 링크는 제2 움직임 검출 필드(110B)를 프로브하는데 사용될 수 있고, 그리고 제1 무선 통신 장치(102A)와 제2 무선 통신 장치(102B) 사이의 무선 통신 링크는 제3 움직임 검출 필드(110C)를 프로브하는데 사용될 수 있다. 몇몇 경우에, 각각의 무선 통신 장치(102)는 움직임 검출 필드들(110)을 통해 무선 통신 장치들(102)에 의해 송신된 무선 신호들에 기초하여 그들이 수신한 신호들을 처리함으로써 해당 장치에 의해 액세스되는 움직임 검출 필드(110)에서 움직임을 검출한다. 예를 들어, 도 1에 도시된 사람(106)이 제1 움직임 검출 필드(110A)와 제3 움직임 검출 필드(110C)에서 이동할 때, 무선 통신 장치들(102)은 각각의 움직임 검출 필드들(110)을 통해 송신된 무선 신호들에 기초하여 수신 신호들에 기초하여 움직임을 검출할 수 있다. 예를 들어, 제1 무선 통신 장치(102A)는 두 개의 움직임 검출 필드들(110A, 110C)에서 사람의 움직임을 검출할 수 있고, 제2 무선 통신 장치(102B)는 움직임 검출 필드(110C)에서 사람(106)의 움직임을 검출할 수 있고, 그리고 제3 무선 통신 장치(102C)는 움직임 검출 필드(110A)에서 사람(106)의 움직임을 검출할 수 있다.
몇몇 경우에, 움직임 검출 필드들(110)은 예를 들어 무선 전자기 신호들이 전파될 수 있는 공기, 고체 물질, 액체 또는 다른 매체를 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 예에서, 제1 움직임 검출 필드(110A)는 제1 무선 통신 장치(102A)와 제3 무선 통신 장치(102C) 사이의 무선 통신 채널을 제공하며, 제2 움직임 검출 필드(110B)는 제2 무선 통신 장치(102B)와 제3 무선 통신 장치(102C) 사이의 무선 통신 채널을 제공하며, 그리고 제3 움직임 검출 필드(110C)는 제1 무선 통신 장치(102A)와 제2 무선 통신 장치(102B) 사이의 무선 통신 채널을 제공한다. 일부 동작 양상들에서, (네트워크 트래픽을 위한 무선 통신 채널과 분리되거나 공유되는) 무선 통신 채널을 통해 송신된 무선 신호들은 공간에서 물체의 움직임을 검출하는데 사용된다. 물체들은 임의의 유형의 정적인 또는 이동 가능한 물체일 수 있고, 그리고 살아있거나 무생물일 수 있다. 예를 들어, 물체는 인간(예를 들어, 도 1에 도시된 사람(106)), 동물, 무기 물체, 또는 다른 장치, 또는 장치, 또는 어셈블리, 공간의 경계의 전부 또는 일부를 정의하는 물체(예를 들어, 벽, 문, 창 등), 또는 다른 유형의 물체일 수 있다. 일부 구현들에서, 무선 통신 장치들로부터의 움직임 정보는 검출된 움직임의 위치를 판단하기 위해 분석될 수 있다. 예를 들어, 아래에서 더 설명되는 바와 같이, 무선 통신 장치들(102) 중 하나(또는 장치들(102)에 통신 가능하게 연결된 다른 장치)는 검출된 움직임이 특정 무선 통신 장치 근처에 있다고 판단할 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 빔포머(210) 및 빔포미(220)를 포함하는 예시적 빔포밍 시스템(200)을 도시하는 도면들이다. 도시된 예에서, 빔포머(210)는 송신기(212)를 사용하여 채널(230)을 통해 빔포미(220)에게 신호(202)를 발송한다. 몇몇 경우에, 신호(202)는 사운딩 패킷으로도 지칭되는 널 데이터 패킷(NDP)을 포함한다. 빔포미(220)는 수신기(222)를 사용하여 신호(202)를 수신한다. 송신기(212)는 도 2b에 도시된 바와 같이 무선 서브시스템(215), 기저대역 서브시스템(213) 및 다수의 안테나들(217)을 포함할 수 있다. 마찬가지로, 수신기(222)는 도 2b에 도시된 바와 같이 무선 서브시스템(223), 기저대역 서브시스템(225) 및 다수의 안테나들(227)을 포함할 수 있다. 각각의 무선 서브시스템 및 기저대역 서브시스템은 상술한 바와 같이 구현될 수 있다. 몇몇 경우에, 송신기(212) 및 수신기(222) 각각은 다수의 안테나들을 포함하며, 그리고 MIMO(multiple-input/multiple-output) 시스템을 형성한다.
빔포미(220)는 수신기(222)에서 수신된 신호(들)에 기초하여 채널 상태 정보(channel state information; CSI)(224)를 결정한다. 그 다음, 빔포미(220)는 피드백 매트릭스 계산기(226)를 사용하여, CSI(224)에 기초하여 피드백 매트릭스(204)를 계산한다. 몇몇 경우에, 피드백 매트릭스 계산기(226)는 환경(예를 들어, 신호(204)가 전송되는 채널)의 변화와 관련되는 피드백 매트릭스(204)를 생성한다. 예를 들어, 피드백 매트릭스 내의 변화는 움직임의 위치 및 강도와 상관될 수 있다. 그 다음, 피드백 매트릭스(204)는 빔포머(210)에 전송된다. 몇몇 경우에, 피드백 매트릭스(204)는 압축 포맷으로(예를 들어, 피드백 매트릭스 계산기(226)에 의해 계산된 피드백 매트릭스(204)의 압축된 버전으로) 빔포머에 전송된다. 그 다음, 빔포머(210)는 조향 매트릭스 계산기(216)를 사용하여, 피드백 매트릭스(204)에 기초하여 조향 매트릭스(214)를 생성한다. 그 다음, 조향 매트릭스(214)는 빔포미(220)에게 전송되는 다음 신호를 위한 빔을 성형(shaping)하기 위해 송신기(212)에 의해 사용된다. 몇몇 경우에, 조향 매트릭스(214)에 대한 변경은 환경에 대한 변경을 정량화한다. 왜냐하면 무선 송신기(212) 또는 수신기(222) 주변(surroundings)에 대한 임의의 변경이 신호(202)의 전파에 변경을 야기할 것이기 때문이다. 예를 들어, 시스템(200)에 의해 수행된 연속 채널 사운딩의 결과로서, 조향 매트릭스(214)는 전파 채널 변경이 데이터 전송 품질(예를 들어, 신호(202)의 전송 품질)에 미치는 영향을 최소화하기 위해 지속적으로 업데이트될 것이다. 시간에 따른 조향 매트릭스(214)의 변화를 관찰함으로써, 움직임 또는 존재 검출 프로세스는 물리적 환경의 변화를 결정할 수 있고, 그리고 몇몇 경우에는 물리적 움직임의 유형들을 분류할 수 있다.
일부 구현들에서, 시스템(200)에 의해 수행되는 빔포밍 프로세스는 예를 들어 IEEE 802.11 표준과 같은 표준에 기초할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 경우에, 빔포밍 프로세스는 IEEE 802.11ac-2013 표준의 섹션 9, 20 및/또는 22에 기초한다. 몇몇 경우에, 시스템(200)은 다음의 방정식 (1)에 의해 모델링될 수 있다 :
Figure pct00001
여기서,
Figure pct00002
는 송신기(212)에 의해 서브캐리어 주파수(k)로 송신된 벡터
Figure pct00003
를 나타내며,
Figure pct00004
는 수신기(222)에 의해 수신된 벡터
Figure pct00005
를 나타내며,
Figure pct00006
는 NRX x NTX 크기(dimension)의 채널 응답 매트릭스(여기서, NRX는 수신기에서의 안테나 개수이며, 그리고 NRX는 송신기에서의 안테나 개수임)를 나타내며, 그리고 n은 화이트 (공간적 및 시간적) 가우시안 노이즈를 나타낸다. 빔포밍 프로세스가 사용될 때, 빔포머(210)는 송신 신호에 조향 매트릭스(
Figure pct00007
)를 적용한다. 따라서, 시스템(200)은 방정식 (2)에 의해 모델링될 수 있다 :
Figure pct00008
여기서,
Figure pct00009
는 NTX x NSTS 크기의 행렬이다(여기서, NSTS는
Figure pct00010
의 요소들의 개수임).
일부 구현들에서, 명시적 빔포밍(explicit beamforming)이 사용될 수 있다. 예를 들어, 명시적 빔포밍은 현재 채널 상태의 빔포미(220)로부터의 명시적 피드백을 요구한다. 이러한 구현들에서, 빔포미(220)는 (빔포머(210)에 의해 송신된 널 데이터 패킷에 포함되는) 빔포머(210)의 LTF(Long Training Field)에 기초하여 채널 매트릭스(
Figure pct00011
)를 계산한다. 그 다음, 채널 매트릭스들은 매트릭스(
Figure pct00012
)로 인코딩될 수 있다. 예시적 인코딩 프로세스는 IEEE 802.11 표준의 섹션들 20.3.12.5(비압축) 및 20.3.12.6(압축)에 요약되어 있다. 몇몇 경우에, 매트릭스(
Figure pct00013
)는 (IEEE 802.11ac-2013 표준의 섹션 8.3.3.14에서 논의된 바와 같은) Action No Ack Management Frame을 사용하여 (IEEE 802.11ac-2013 표준의 섹션 8.4.1.28 및 섹션 8.3.1.29에서 논의된 바와 같은) Beamforming Report Field에서 전송된다. 또한, 빔포미(220)는 유사한 빔포밍 프로세스를 수행하여, 빔포머(210)에 빔포밍된 신호들을 전송하기 위한 조향 매트릭스를 결정할 수 있다. 다른 구현들에서, 명시적 빔포밍이 사용될 수 있다. 예를 들어, 명시적 빔포밍은 빔포미(220)에 의해 현재 채널 상태에 대한 피드백이 제공되지 않기 때문에 빔포머(210)가 빔포밍 정보를 계산할 것을 요구한다. 이러한 구현들에서, 빔포머(210)는 빔포미(220)에게 사운딩 프레임을 전송할 것을 요청한다. 빔포미(220)는 상기 요청에 응답하여 상기 빔포머(220)에게 사운딩 프레임(예를 들어, 널 데이터 패킷)을 전송한다. 빔포머(210)는 사운딩 프레임을 수신하고, 그리고 빔포미(220)와의 채널의 상호성(reciprocity)에 기초하여 현재 채널 상태를 결정한다(예를 들어, 매트릭스(H k )를 계산한다).
도 3a 및 도 3b는 빔포밍 매트릭스에 기초하여 움직임을 검출하기 위한 예시적 무선 통신 시스템들(310, 320)의 도면들이다. 몇몇 경우에, 무선 통신 시스템들(310, 320)은 IEEE 802.11 무선 통신 표준의 하나 이상의 양상들에 따라 통신한다. 도 3a에 도시된 예에서, 무선 통신 시스템(310)은 무선 액세스 포인트(WAP)(302), WAP(302)에 연결된 다수의 클라이언트 장치들(304), 네트워크(306) 및 서버(308)를 포함한다. 도 3b에 도시된 예에서, 무선 통신 시스템(320)은 무선 메시 프로토콜에 따라 통신하는 다수의 WAP들(302), WAP들(302)에 연결된 다수의 클라이언트 장치들(304), 네트워크(306) 및 서버(308)를 포함한다. 서버(308)는 모뎀(312), 프로세서(314), 메모리(316) 및 전력 유닛(318)을 포함한다. 모뎀(312)은 도 1의 모뎀(112)과 유사하게 구현될 수 있으며, 프로세서(314)는 도 1의 프로세서(114)와 유사하게 구현될 수 있고, 메모리(316)는 도 1의 메모리(116)와 유사하게 구현될 수 있고, 그리고 전력 유닛(318)은 도 1의 전력 유닛(118)과 유사하게 구현될 수 있다. 네트워크(306)는 서버(308)를 WAP들(302) 및 장치들(304)에 통신가능하게 연결하는 임의의 유형의 네트워크(예를 들어, LAN, WAN, 인터넷 또는 이들의 조합)일 수 있다.
도시된 예들에서, 무선 통신 시스템들(310, 320)은, 예를 들어 빔포밍 정보를 생성하여 하나의 무선 장치로부터 다른 무선 장치로 송신하기 위해, 빔포밍 프로토콜을 구현한다. 예를 들어, 무선 통신 장치는 전술한 것들과 유사한 빔포밍 프로토콜을 구현할 수 있다. 각각의 예에서, WAP(들)(302), 클라이언트 장치들(304) 또는 둘 모두는 빔포밍 동적 정보(예를 들어, 조향 매트릭스 또는 피드백 매트릭스)의 분석에 기초하여 물체들(330)의 움직임을 검출할 수 있다. 일부 예들(예를 들어, 무선 통신 시스템(310))에서, 사운딩 및 빔포밍은 WAP(302) 및 클라이언트 장치들(304) 사이에서 수행되며, 그리고 움직임은 빔포밍 매트릭스(예를 들어, 조향 매트릭스)의 변화들을 관찰함으로써 WAP(302)에서 검출된다. 또한, 움직임은 클라이언트 장치(304)와의 각각의 연결에 대한 각각의 빔포밍 매트릭스들의 변화에 기초하여 WAP(302)에 의해 로컬화(localized)될 수 있다. 메시 예들(예를 들어, 무선 통신 시스템(320))에서, 사운딩 및 빔포밍은 WAP들(302) 및 그들의 각각의 클라이언트 장치들(304) 사이에서 수행되며, 그리고 움직임 정보는 WAP들(302) 각각에서 판단된다. 그 다음, 움직임 정보는 허브 장치(예를 들어, WAP들(302) 중 하나) 또는 다른 장치(예를 들어, 서버(308))에 전송되어 움직임 정보를 분석할 수 있고, 그리고 공간에서 움직임이 발생했는지에 대한 전반적인 결정을 하거나, 검출된 움직임의 위치를 검출하거나 또는 둘 다를 할 수 있다. 일부 예들에서, 클라이언트 장치들(304)은 또한 빔포밍 매트릭스들(예를 들어, 피드백 매트릭스들)에 기초하여 움직임 정보를 판단할 수 있다. 이러한 경우, 움직임은 널 데이터 패킷 프레임 또는 다른 유형의 WiFi 프레임을 수신한 결과로서 계산된 피드백 매트릭스 추정 또는 채널 상태 정보(CSI)에 기초하여 검출될 수 있다. 그 다음, 움직임 정보는 허브 장치(예를 들어, WAP들(302) 중 하나) 또는 다른 장치(예를 들어, 서버(308))에 전달되어, 움직임이 공간에서 발생했는지 여부를 전체적으로 결정하거나, 검출된 움직임의 위치를 검출하거나, 또는 둘 다 할 수 있다.
도 4a및 도 4b는 송신기(402) 및 수신기(404) 사이의 공간에 물체들(410, 420, 430)이 있는 예시적 무선 통신 시스템(400)을 도시하는 도면들이다. 도시된 예들에서, 신호들(406, 408)은 송신기(402) 및 수신기(404) 각각의 안테나들 사이에서 전송된다. 이 예에서, 신호(406)는 물체(410)에서 반사되며, 그리고 신호(408)는 물체(420)에서 반사된다.
도 4a의 우측면을 묘사하는 도 4b에 도시된 바와 같이, 신호들(예를 들어, 신호(406))의 도달각(θ) 그리고 수신기(404)의 각각의 안테나들 사이의 거리(d) 때문에, 신호들은 수신기(404)의 RX1 안테나(404-1)에 비해 RX2 안테나(404-2)에 도달하기 위해 추가 거리(δθ)를 가로질러야 한다. 따라서, 이 예에서, 신호(406)는 상이한 시간에 수신기(404)의 안테나들(404-1, 404-2)에 도달한다. 도시된 바와 같이, 거리(δθ)는 각도(θ), 거리(d) 및 신호의 파장(λ)에 따라 결정될 수 있다. 값들(d 및 λ)은 일반적으로 일정하며, 따라서, 거리(δθ)는 주로 각도(θ)에 기초할 수 있다. 시스템(400)은 일반적으로 다음의 방정식 (3)에 의해 모델링될 수 있거나 :
Figure pct00014
또는 구체적으로, 도시된 예에서, 다음의 방정식 (4)에 의해 모델링될 수 있다 :
Figure pct00015
여기서,
Figure pct00016
는 안테나(404-1)에 의해 수신된 신호를 나타내며,
Figure pct00017
는 안테나(404-2)에 의해 수신된 신호를 나타내며,
Figure pct00018
는 송신기(402)의 제1 안테나에 의해 송신된 신호를 나타내며, 그리고
Figure pct00019
는 송신기(402)의 제1 안테나에 의해 송신된 신호를 나타낸다. 이상으로부터, 2 개의 송신기 안테나들 및 2 개의 수신기 안테나들을 갖는 이 예에서, H-매트릭스는 다음과 같이 표현될 수 있다 :
Figure pct00020
.
일부 구현들에서, (공간 내의 물체들에 의해 생성되는) 관찰된 "모드들"의 공간 맵이 생성될 수 있다. 각각의 모드는 방정식 (3) 및 방정식 (4)에서 정사각 매트릭스 H의 일부에 의해 표현될 수 있다. 예를 들어, 제1 모드는 다음의 매트릭스에 의해 표현될 수 있으며 :
Figure pct00021
제2 모드는 다음의 매트릭스에 의해 표현될 수 있다 :
Figure pct00022
.
방정식 (3) 및 방정식 (4)에서 매트릭스 H의 구성은 그 행이 송신기의 영향을 나타내고, 그 열이 수신기의 영향을 나타낸다는 것을 표시한다. 채널 응답은 많은 상이한 산란 모드들의 중첩으로 간주될 수 있다. 그러나, 수신기에 근접하여, 수신기 모드가 지배적일 수 있다. 따라서, H 매트릭스로부터 열들을 추출할 수 있고, 그것들을 공간 정보를 운반하는 수신 모드들로 이해할 수 있다. 각각의 수신 모드는 각도 도메인에서 수신된 신호들의 상대적 전력 레벨들을 나타내는 공간 맵으로 변환될 수 있다. 몇몇 경우에, 공간 맵은 H 매트릭스의 추출된 열들에 대한 푸리에 분석을 수행함으로써 생성될 수 있다. 푸리에 분석은 수신 안테나 어레이상의 상이한 도달 각도의 투영을 나타내는 지수 함수들과 상기 추출된 열들을 곱하고 누적하는 것에 대응할 수 있다. 이 투영은 특정한 기울어진 광선이 다수의 수신 안테나에서 생성할 것인 각도 사인파(angular sine wave)를 나타낸다. 차분 푸리에 베이시스(difference Fourier basis)와 열 벡터를 곱하고 누적함으로써, 각도 도메인에서 에너지가 위치하는 그림이 생성될 수 있다. 이러한 에너지-각도 그림은 수신기 근처에서 점점 더 정확해질 것이다. 일부 구현들에서, 공간 맵의 전체 피크들 또는 전체 형상은 상이한 추적 필터들을 사용하여 추적되어, 공간에서 움직임이 발생했는지 여부를 판단할 수 있다.
몇몇 경우에, 추출된 모드들 각각은 푸리에 분석되어 그것의 구성 컴포넌트들을 생성할 수 있으며, 그리고 그러한 컴포넌트들이 추적되어 채널에서 발생하는 변화에 대한 정보를 얻을 수 있다. 각도와 같은 일부 변화들은 물리적 직관(physical intuition)으로 직접 변환될 수 있지만, 다른 것들 것 간접적으로 관련된다. 변경사항들이 간접적으로 관련되어 있어도, 그것들은 (예를 들어, 신경망과 같은 지도된 훈련 분류기(supervised training classifier)를 사용하여) 상이한 동작들과 연관될 수 있다.
일부 구현들에서, 수신기에 의해 생성된 피드백 매트릭스(예를 들어, 도 2a의 피드백 매트릭스(204))는 공간 맵을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 왜냐하면, 피드백 매트릭스(204)가 상기 매트릭스 H를 나타내기 때문이다. 일부 구현들에서, 송신기에 의해 생성된 조향 매트릭스(예를 들어, 도 2a의 조향 매트릭스(214))는 공간 맵을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 왜냐하면, 조향 매트릭스는 피드백 매트릭스의 역(inverse)으로 생각될 수 있기 때문이다(하나는 다른 하나를 재구성하는데 사용될 수 있다). 몇몇 경우에, 빔포머 및 빔포미는 역할을 변경할 수 있고, 상호 채널(reciprocal channel)에 대한 정보를 결정할 수 있다. 예를 들어, 빔포머(210)의 역할과 빔포미(220)의 역할은 그들이 서로 통신할 때 2 개의 무선 통신 장치들 사이에서 교번할 수 있다. 장치들 중 하나 또는 둘 모두는 빔포밍 프로세스에 의해 생성된 정보를 사용하여 장치들 사이의 공간에서 움직임이 발생했는지를 결정할 수 있다.
몇몇 예들에서, 제1 장치는 관찰 장치로 표시될 수 있는 제2 장치로 무선 신호를 전송할 수 있다. 일례에서, 도 3a와 관련하여, WAP(302)는 제1 장치일 수 있다. 제1 장치와 통신하는 많은 관찰 장치들이 존재할 수 있으며, 예를 들어, 도 3a에 도시된 하나 이상의 클라이언트 장치들(304A-304C)은 관찰 장치들일 수 있다. 일례에서, 제1 장치는 중앙 제어기일 수 있다. 몇몇 경우에, 중앙 제어기는 움직임을 검출하도록 구성될 수 있다. 몇몇 경우에, 제1 장치는 움직임 검출 시스템에 포함될 수 있다. 이 예에서, 제2 장치는 사용자 장치, 예를 들어, 개인용 컴퓨터, 랩탑, 휴대전화, 스마트폰, 그리고 웨어러블, IoT 장치, 또는 다른 무선 장치를 포함할 수 있다. 일 구현에서, 상기 하나 이상의 제2 장치들은 움직임 검출 소프트웨어를 포함하지 않으며, 움직임 검출 시스템에서 움직임 검출을 수행하도록 달리 구성되지 않는다.
일 양상에서, 제1 장치로부터 무선 신호를 수신하는 것에 응답하여, 제2 장치는 피드백 매트릭스 또는 다른 빔포밍 동적 정보를 계산한다. 예를 들어, 제2 장치는 H-매트릭스 및/또는 V-매트릭스를 계산할 수 있다. H-매트릭스(예를 들어, H k ) 및 V-매트릭스(또는 매트릭스 V)(예를 들어, V k )는 전술하였다. 몇몇 경우에, 제2 장치는 무선 신호에 기초하여 무선 환경과 관련된 임의의 다른 빔포밍 동적 정보를 계산할 수 있다. 일 구현에서, 계산된 H-매트릭스,V-매트릭스 및/또는 환경과 관련된 다른 빔포밍 동적 정보는 제2 장치로부터 피드백된다. 이 예에서, 무선 신호는 움직임 검출 신호로서 또는 움직임 측정을 요청하는 다른 신호로서 표시되지 않는다. 몇몇 경우에, 제1 장치는 제2 장치로부터의 피드백에 기초하여 조향 매트릭스를 계산하지 않는다. 제2 장치에 의해 계산된 H-매트릭스, V-매트릭스 및/또는 다른 빔포밍 동적 정보는 제1 장치에 의해 전송된 무선 신호에 기초한다. 몇몇 경우에, 제2 장치에 의해 계산된 H-매트릭스, V-매트릭스 및/또는 다른 빔포밍 동적 정보는 2 개의 무선 장치들 사이에 존재하는 무선 프로토콜을 통해 제1 장치에게 전송된다. 몇몇 경우에, 프로토콜은 무선 표준 프로토콜이다. 몇몇 경우에, 제2 장치는 H-매트릭스 피드백 응답을 전송한다. 다른 경우에, 제2 장치는 V-매트릭스 피드백 응답을 전송할 수 있다. 다른 경우에, 제2 장치는 무선 신호에 기초하여 다른 빔포밍 동적 정보를 전송할 수 있다. 일 구현에서, 제1 장치는 하나 이상의 제2 장치들로부터 수신된 피드백에 기초하여 제1 장치와 제2 장치들 사이에서 발생하는 움직임을 검출할 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 움직임 검출 시스템의 제1 모드에 대한 예시적 공간 맵 생성 프로세스를 도시하는 도면들이다. 특히, 도 5a는 (도 4a의 물체(410)에 대응하는) 상기 열거된 제1 모드에 대한 공간 맵을 생성하기 위한 예시적 필터(500)를 도시하며, 그리고 도 5b는 필터(500)의 출력으로부터 생성된 예시적 공간 맵(510)을 도시한다. 예시적 필터(500)는 n과 θ에 대한 값들의 범위에 대해 합산 동작을 수행하는데, 여기서, n은 1 내지 N 범위의 정수이고(여기서, N은 공간 맵의 입상도(granularity)를 나타냄), 그리고 θ는 0 내지 π/2 범위의 값이다. 필터(500)는 도 5b의 필터 출력(512)에 의해 도시된 바와 같이 출력을 생성한다. 몇몇 경우에, 필터(500)에 의해 수행된 합산 동작에 의해 다수의 값들이 생성되며, 이 때, 각각의 값은 각도(θ)와 연관된다. 공간 맵(510)에 의해 도시된 바와 같이 값들이 매핑되어, (각도(θ)에 대한) 공간 내의 물체들의 공간 판독값(spatial readout)을 디스플레이한다. 공간 맵(510)은 방향의 함수로서 방사선의 상대 강도를 나타낼 수 있다. 따라서, 공간 맵(510)의 최대값(maxima)은 수신 무선 통신 장치에 대한 공간에서의 물체(예를 들어, 물체(410))의 방향을 나타낼 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 움직임 검출 시스템의 제2 모드에 대한 예시적 공간 맵 생성 프로세스를 도시하는 도면들이다. 특히, 도 6a는 (도 4a의 물체(420)에 대응하는) 상기 열거된 제2 모드에 대한 공간 맵을 생성하기 위한 예시적 필터(500)를 도시하며, 그리고 도 6b는 필터(500)의 출력에 의해 생성된 공간 맵(510)과 함께 필터(600)의 출력으로부터 생성된 예시적 공간 맵(610)을 도시한다. 공간 맵(610)은 방향의 함수로서 방사선의 상대 강도를 나타낼 수 있다. 따라서, 공간 맵(610)의 최대값(maxima)은 수신 무선 통신 장치에 대한 공간에서의 물체(예를 들어, 물체(420))의 방향을 나타낼 수 있다.
필터들(500, 600)과 유사한 필터들은 도 6c에 도시된 바와 같이 고차 MIMO 시스템들에 대해 설정될 수 있다. 도 6c는 첫 번째 열의 엔트리들로 표시되는 3 개의 수신 안테나들이 있는 모드에 대한 공간 맵을 생성하기 위한 예시적 필터(650)를 도시한다. 필터들(500, 600)과 유사하게, 예시적 필터(650)는 출력을 생성하며, 출력의 값들은 (각도(θ)에 대한) 공간 내의 물체들의 공간 판독값(미도시)을 디스플레이하기 위해 매핑될 수 있다. 몇몇 경우에, 무선 통신 시스템에 대한 모드들의 개수는 송신/수신 안테나 쌍들의 개수에 의존할 수 있다.
도 7은 공간에 사람(702)이 있는 도 4a 및 도 4b의 예시적 시스템(400)을 도시하는 도면들이다. 또한, 도 7에는 물체(410)에 의해 표현된 모드에 대한 공간 맵(710)이 도시되어 있다. 사람(702)이 도시된 공간 내에서 이동할 때, 수신기(404)의 안테나들로의 무선 신호들의 입사각(720)은 변할 것이고, 이러한 변화는, 공간 맵(710)의 최대값(730)에, 상응하는 변화를 야기할 것이다. 따라서, 공간 맵들의 최대값에서의 변화들을 분석 또는 추적함으로써, 물체(예를 들어, 사람(702) 또는 다른 유형의 물체)의 움직임은 무선 신호들에 의해 액세스된 공간에서 검출될 수 있다. 또한, 최대값이 공간에서 신호들을 산란하는 물체의 방향을 나타낼 수 있기 때문에, 검출된 움직임의 상대적 위치는 공간 맵들을 사용하여 결정될 수 있다.
도 8은 수신된 무선 신호들에 기초하여 공간 맵을 생성하기 위한 예시적 시스템(800)을 도시하는 도면이다. 도시된 예에서, 시스템(800)은 특정 모드를 추출하고 이를 공간 맵(예를 들어, 각각 도 5b, 도 6b, 도 7의 공간 맵들(510, 610, 710)과 유사함)으로 변환한다. 도시된 예에서, 고유(unique) 모드들은 MIMO 채널(802)로부터 추출된다. 몇몇 경우에, 고유 모드들은 채널 내에 존재하는 고유 경로들의 수를 특정할 수 있기 때문에, 채널 매트릭스(예를 들어, 방정식 (3)의 매트릭스 H)의 랭크와 동등하다. 채널에서 경로들의 독립성은 MIMO 시스템들이 여러 데이터 스트림들을 동시에 전송할 수 있도록 하는 것이다. 일부 구현들에서, 채널 매트릭스에 존재하는 다수의 독립 모드들이 결정된다. 이러한 결정은 채널 매트릭스를 그것의 아이겐(유효한) 컴포넌트들(eigen components)로 분해하고, 이들 아이겐 컴포넌트들에 대해 비선형 스레시홀딩(thresholding)을 수행하여, 채널 매트릭스를 포함하는 유효 개수의 유의한 컴포넌트들(significant components)을 도출하는 것을 포함할 수 있다.
유의한 성분들 및 그것들의 유의한 값들(significance values)이 결정되면, 값들 중 하나 이상이 추적될 수 있다. 도 8에 도시된 예에서, 모드 고유성 계산기(804)는 이러한 컴포넌트들을 계산하고 이들을 모드 선택기(806)에 전송하며, 모드 선택기(806)는 상기 유의한 컴포넌트들을 추적한다. 추적된 컴포넌트들 각각은 모드에 대응하는 채널 대 공간 맵퍼(808A, 808B)로 전달된다. 예시적 채널 대 공간 맵퍼들은 각각의 컴포넌트들을 채널에서 발생하는 변화의 일부 측정치(measure)로 변환한다. 예를 들어, 채널 대 공간 맵퍼는 아이겐 컴포넌트를 시간-도메인, 각도 도메인, 또는 다른 도메인의 상이한 표현들에 매핑하여, 임의의 주어진 순간에 채널에서 발생하는 물리적 변화의 측정치를 도출할 수 있다. 채널 대 공간 맵퍼들은 그것들의 출력을 결합기(810)에 제공하고, 결합기(810)는 모든 검출된 변화들을 결합하고, 그것의 출력을 추적기(812)에 제공하며, 추적기(812)는 (예를 들어, 칼만과 같은 추적 필터를 사용하여) 변경들을 추적한다. 도시된 예에서, 결합기는 SNR(signal-to-noise ratio) 정보(814)로 시딩되며, 이는 결합기가 각각의 SNR들에 기초하여 상이한 채널 인스턴스들로부터의 결정을 하향-가중하게 한다(weight-down).
도 9는 빔포밍 동적 정보에 기초하여 움직임을 검출하는 예시적 프로세스(900)를 도시하는 흐름도이다. 일부 예들에서, 프로세스(900)는 선택된 무선 통신 채널에서 전송된 신호들에 기초하여 공간 내의 물체의 움직임을 검출하도록 구현될 수 있다. 예시적 프로세스(700)의 동작들은 데이터 처리 장치(예를 들어, 도 1의 예시적 무선 통신 장치(102C)의 프로세서(114))에 의해 수행되어, 무선 통신 장치들(예를 들어, 도 1의 무선 통신 장치(102C))에서 수신된 신호들에 기초하여 움직임을 검출할 수 있다. 예시적 프로세스(900)는 다른 유형의 장치에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 프로세스(900)의 동작들은 신호들을 수신하는 무선 통신 장치(102C) 이외의 시스템(예를 들어, 무선 통신 장치(102C)에 의해 수신된 신호들을 수집하고 분석하는 도 1의 무선 통신 시스템(100)에 연결된 컴퓨터 시스템)에 의해 수행될 수 있다.
예시적 프로세스(900)는 추가적 또는 상이한 동작들을 포함할 수 있고, 그리고 동작들은 도시된 순서로 또는 다른 순서로 수행될 수 있다. 몇몇 경우에, 도 9에 도시된 동작들 중 하나 이상은 다수의 동작들, 서브-프로세스들 또는 다른 유형의 루틴들을 포함하는 프로세스로서 구현된다. 몇몇 경우에, 동작들은 조합되거나, 다른 순서로 수행되거나, 동시에 수행되거나, 반복되거나(iterated), 또는 다른 방식으로 반복(repeated) 또는 수행될 수 있다.
902에서, 빔포밍 동적 정보가 획득된다. 빔포밍 동적 정보는 공간을 통해 제1 무선 통신 장치로부터 도 3a에 도시된 무선 통신 장치들(302, 304)과 같은 제2 무선 통신 장치로 전송되는 무선 신호들의 세트에 기초할 수 있다. 빔포밍 동적 정보는 빔포밍 통신 프로토콜에서 각각 빔포미 또는 빔포머에 의해 생성된 피드백 매트릭스 또는 조향 매트릭스와 같은 빔포밍 매트릭스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 빔포밍 매트릭스는 도 2a의 피드백 매트릭스(204)와 유사한 피드백 매트릭스 또는 도 2a의 매트릭스(214)와 유사한 조향 매트릭스를 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 빔포밍 동적 정보는 표준화된 프로세스의 일부로서 획득된다. 예를 들어, 몇몇 경우에, 빔포밍 동적 정보는 IEEE 802.11 표준(예를 들어, IEEE 802.11ac-2013 표준)의 일부로서 획득된다.
904에서, 공간 맵은 902에서 획득된 빔포밍 동적 정보에 기초하여 생성된다. 공간 맵은 (수신기에 대한) 방향의 함수로서 수신된 무선 신호들의 방사선의 상대 세기의 표현일 수 있다. 일부 구현들에서, 공간 맵들은 902에서 획득된 빔포밍 매트릭스(예를 들어, 피드백 매트릭스 또는 조향 매트릭스)에 기초하여 생성된다. 공간 맵들은 무선 통신 시스템의 각각의 모드의 표현을 포함할 수 있다. 예를 들어, 공간 맵은 도 6b의 공간 맵(610)과 유사할 수 있다. 공간 맵은 도 5a 및 도 6a의 필터들(500, 600)과 유사한 필터를 사용하여 생성될 수 있다.
906에서, 공간에서의 물체의 움직임이 검출된다. 움직임은 902에서 획득된 빔포밍 동적 정보, 904에서 생성된 공간 맵(들), 또는 이들의 조합에 기초하여 검출될 수 있다. 예를 들어, 움직임은 902에서 획득된 피드백 매트릭스에서 보여지는 시간에 따른 변화에 기초하여 검출될 수 있다. 다른 예로서, 움직임은 904에서 생성된 공간 맵에서 보여지는 시간에 따른 변화에 기초하여 검출될 수 있다. 몇몇 경우에, 908에서 신경망이 이용되어, 공간에서 움직임이 발생했는지를 검출할 수 있다. 예를 들어, 신경망(컨볼루션 또는 완전-접속됨)은 과거의 알려진 움직임/비-움직임 데이터로 훈련될 수 있으며, 이로써, 신경망은 빔포밍 동적 정보, 공간 맵들, 또는 둘 다의 알려지지 않은 입력들에 기초하여 현재 시간에 움직임이 발생하고 있는지를, 출력으로서 식별할 수 있다.
도 10은 컴퓨팅 장치(예를 들어, 송신기 장치)로부터 무선 신호를 수신하는 관찰 장치(예를 들어, 수신기)의 예시적 프로세스(1000)를 도시하는 흐름도이다. 일 구현에서, 중앙 제어기로서 더 구성될 수 있는 컴퓨팅 장치(예를 들어, 도 3a 및 도 3b에 도시된 WAP(302))는 무선 신호를 전송한다. 컴퓨팅 장치는 컴퓨팅 장치의 하나 이상의 안테나를 사용하여 무선 신호를 전송할 수 있다. 1002에서, 무선 신호는 하나 이상의 관찰 장치들(예를 들어, 도 3a의 장치들(304a-304c) 중 임의의 장치)에 의해 수신될 수 있다. 관찰 장치들은 관찰 장치의 하나 이상의 안테나들을 사용하여 무선 신호를 수신할 수 있다. 일례에서, 중앙 제어기는 공간에서의 움직임 검출에 사용하기 위해 하나 이상의 관찰 장치들로부터 피드백을 수집함으로써 움직임 검출 프로세스(1000)를 제어할 수 있다. 몇몇 경우에, 컴퓨팅 장치 및 하나 이상의 관찰 장치들은 애드-혹 네트워크를 형성할 수 있다.
1004에서, 무선 신호를 수신하는 관찰 장치들 각각은 환경에 관한 H-매트릭스, V-매트릭스, 또는 다른 빔포밍 동적 정보를 계산한다. 1006에서, 관찰 장치는 그것의 H-매트릭스, V-매트릭스, 또는 다른 빔포밍 동적 정보를 상기 컴퓨팅 장치에게 피드백한다. 컴퓨팅 장치에서, 관찰 장치들에 의해 제공되는 환경에 관한 H-매트릭스, V-매트릭스 및/또는 다른 빔포밍 동적 정보에서 발생하는 변화들을 분석함으로써, 움직임이 검출될 수 있다. 몇몇 경우에, 컴퓨팅 장치는 관찰 장치들 및 컴퓨팅 장치 사이에서 전송되는 무선 신호들에 의해 통과되는 공간에서 발생하는 움직임을 검출할 수 있다. 일부 예들에서, 컴퓨팅 장치는 하나 이상의 관찰 장치들에게 무선 신호 내의 무선 표준 프로토콜 메시지를 전송한다. 예를 들어, 무선 표준 프로토콜 메시지는 명시적 빔포밍 요청, 암시적 빔포밍 요청, PROBE 요청, 핑 등일 수 있다. 몇몇 경우에, 무선 표준 프로토콜 메시지는 또한 표준 데이터 트래픽을 포함할 수 있다. 하나의 경우에, 무선 표준 프로토콜 메시지는 IEEE 802.11 표준들 중 하나에 의해 정의될 수 있다. 몇몇 경우에, 상기 하나 이상의 관찰 장치들은 컴퓨팅 장치로부터 수신된 무선 신호에 대한 무선 표준 프로토콜 응답으로 응답한다. 예를 들어, 상기 관찰 장치들 중 하나 이상은 무선 표준(예를 들어, IEEE 802.11 표준)의 프로토콜에 따른 응답으로 컴퓨팅 장치로부터의 무선 표준 프로토콜 메시지에 응답할 수 있다. 일례에서, 상기 관찰 장치들 중 하나 이상은 상기 컴퓨팅 장치로부터의 무선 표준 프로토콜 메시지를 수신하는 것에 응답하여, 상기 컴퓨팅 장치에게 H-매트릭스, V-매트릭스, 또는 다른 빔포밍 동적 정보를 전송할 수 있다. 몇몇 경우에, 무선 표준 프로토콜 메시지는 하나 이상의 장치들(예를 들어, 장치(304A))에게 개별적으로 전송될 수 있으며, 그리고 다른 경우에, 컴퓨팅 장치와 무선으로 통신하는 모든 관찰 장치들(예를 들어, 장치들(304A-304C))에게 브로드캐스팅될 수 있다. 몇몇 경우에, 컴퓨팅 장치와 통신하는 관찰 장치들의 개수는 고정되어 있지 않다. 일부 예들에서, 관찰 장치들(예를 들어, 장치들(304A-304C))은 움직임 검출을 위해 구성되지 않는다. 예를 들어, 관찰 장치들은 예를 들어 움직임 검출 시스템에서 움직임 검출 하드웨어 또는 소프트웨어로 프로그래밍된 움직임 검출 장치들로서 구성되지 않을 수 있다. 몇몇 경우에, 컴퓨팅 장치 및 관찰 장치들은 애드-혹 움직임 검출 네트워크를 형성한다. 일례에서, 컴퓨팅 장치에 의해 발송된 표준 프로토콜 메시지는 표준 PROBE 요청 메시지이며, 그리고 관찰 장치는 프로토콜에 따라 PROBE 요청 메시지에 대한 응답을 발송한다. 몇몇 경우에, 컴퓨팅 장치는 사운딩 신호, NDP(Null Data Packet) 채널 사운딩 신호 또는 파일럿 신호로도 지칭되는 핑 신호를 발송한다. 예를 들어, 관찰 장치는 핑 신호 그리고 그것의 구조를 인식할 수 있다. 다른 경우에, 컴퓨팅 장치는 관찰 장치가 인식하지 않는 신호를 발송할 수 있다. 관찰 장치에 의해 구조가 인식되지 않는 신호는 블라인드-보조 채널 추정기(blind-aided channel estimator), 데이터-보조 결정 채널 추정기 또는 결정-보조 채널 추정기로 지칭될 수 있다. 그러나, 이러한 유형의 신호들은 많은 양의 노이즈를 생성할 수 있으며, 이는 몇몇 경우에, 관찰 장치의 측정에 영향을 줄 수 있다.
다른 양상에서, 컴퓨팅 장치(예를 들어, 송신기 장치)는 모든 이웃 장치들에게 무선 신호를 전송할 수 있다. 송신기 장치는 일부 예들에서 전술한 바와 같은 제1 장치일 수 있다. 예를 들어, 송신기 장치는 도 3a 또는 도 3b에 도시된 WAP(302)로서 구성되거나 중앙 제어기일 수 있다. 이웃 장치들은 송신기 장치에 의해 도달될 수 있는 관찰 장치들(예를 들어, 송신기 장치 근처에 있고 송신기 장치로부터 송신된 무선 신호들을 수신할 수 있는 장치들)일 수 있다. 그러나, 송신기 장치는 어느 장치들이 송신기 장치에 근접할 수 있는지 또는 송신기 장치들에 근접할 수 있는 장치들의 개수에 대해 알지 못할 수 있다. 이웃 장치들은 일부 예들에서 전술한 바와 같은 제2 장치들(또는 관찰 장치들)일 수 있다. 몇몇 경우에, 이웃 장치들은 다른 WAP들(302) 또는 무선 신호들을 수신할 수 있는 임의의 다른 무선 장치(예를 들어, 사용자 장치, 개인용 컴퓨터, 랩톱, 휴대전화, 스마트폰 및 웨어러블, IOT 장치, 또는 다른 무선 장치, 또는 이들의 조합)로서 구성되는 장치들을 포함할 수 있다.
일례에서, 송신기 장치는 모든 이웃 장치들에게 하나의 무선 신호를 전송할 수 있다. 일례에서, 무선 신호는 핑 신호일 수 있다(전술됨). 핑 신호는 브로드캐스트를 통해 모든 이웃 장치들에게 전송될 수 있으며, 또는 이웃 장치들을 선택하기 위해 멀티캐스트 또는 유니캐스트될 수 있는데, 이는 송신기 장치의 무선 표준 또는 무선 구성에 기초하여 결정될 수 있다. 이웃 장치가 핑 신호를 수신할 때, 이웃 장치는 상기 핑 신호를 기준 신호로서 사용하여, 피드백 매트릭스로도 지칭되는 H-매트릭스(또는 V-매트릭스)를 생성할 수 있다. 몇몇 경우에, 핑 신호는 표준 프로토콜(예를 들어, IEEE 802.11)에 따라 송신되며, 그리고 이웃 장치는 대응하는 무선 표준 프로토콜 응답에 따라, 피드백 매트릭스를 생성하기 위해 상기 핑 신호를 처리한다. 몇몇 경우에, 이웃 장치는 H-매트릭스 및/또는 V-매트릭스를 사용하여, 이웃 장치에서의 움직임 지표값들(motion indicator values)을 계산할 수 있다. 몇몇 경우에, 계산된 값들은 움직임을 검출하기 위해 이웃 장치에 의해 사용될 수 있으며, 또는 다른 경우에, 추가 분석을 위해 송신기 장치로 다시 발송될 수 있다. 다른 예에서, 핑 신호는 상기 이웃 장치들에게, 핑 신호에 기초하여 H-매트릭스 및/또는 V-매트릭스를 계산하고 상기 매트릭스 또는 매트릭스들을 로우(raw) 형태로(예를 들어 이웃 장치에 의한 추가 처리 없이) 전송할 것을 지시한다. 그 경우에, 송신기 장치는 움직임을 검출하기 위해 H-매트릭스(또는 V-매트릭스)에 대한 추가 분석을 수행한다.
도 11은 송신기 장치로부터의 핑 신호를 처리하는 이웃 장치들의 예를 도시하는 흐름도(1100)이다. 몇몇 경우에, 송신기 장치는 상이한 유형의 무선 신호, 예를 들어 도 10에서 논의된 바와 같은 명시적 빔포밍 요청, 암시적 빔포밍 요청, 또는 PROBE 요청을 발송할 수 있다. 몇몇 경우에, 각각의 이웃 장치는 그것이 움직임 검출 기능으로 구성되는지에 관해(예를 들어, 그것이 움직임 검출 장치(1220)(이하에서 그리고 도 12에서 설명됨) 같이 움직임 검출 소프트웨어를 갖는지에 관해) 결정할 수 있거나, 그에 관해 지식을 가질 수 있다. 1102에서, 각각의 이웃 장치는 송신기 장치로부터 핑 신호를 수신한다. 1104에서, 각각의 이웃 장치는 핑 신호를 수신하는 것에 응답하여, 피드백 매트릭스(예를 들어, H-매트릭스 및/또는 V-매트릭스) 그리고 몇몇 경우에 (장치 기능들에 따라) 압축된 V-매트릭스 같은 빔포밍 정보 피드백을 생성한다. 1106에서, 각각의 이웃 장치는 1108에서 장치 자체에서 움직임 지표값들을 계산할지, 또는 1110에서 송신기에 정보를 피드백할지를 결정하여, 송신기가 움직임 지표값들을 계산할 수 있게 한다. 예를 들어, 하나의 경우에, 핑 신호는 이웃 장치에게 장치가 각각의 H-매트릭스 또는 V-매트릭스를 피드백해야 한다는 것을 나타낼 수 있다. 다른 경우에, 이웃 장치가 움직임 검출 기능으로 구성되지 않을 대, 이웃 장치는 자신의 H-매트릭스 또는 V-매트릭스를 피드백할 수 있다. 그러나, 다른 경우에, 이웃 장치가 움직임 검출 기능으로 구성될 때, 대응하는 움직임 검출 프로세스는 이웃 장치가 취하는 액션을 결정할 수 있는데, 예를 들어, 움직임 검출 프로세스는 이웃 장치에게, 장치에서 움직임 지표값들을 계산하도록, 또는 다른 경우에, 이웃 장치에서 움직임을 계산하는 대신 H-매트릭스 또는 V-매트릭스를 피드백하도록 지시할 수 있다. 몇몇 경우에, H-매트릭스 및/또는 V-매트릭스는 로우 형태로(예를 들어, 이웃 장치에 의한 추가 처리 없이) 송신기 장치에게 전송된다.
일례에서, 장치(예를 들어, 이웃 장치)에 의해 공간에서 움직임이 검출된다면, 상기 장치에 의해 움직임 지표값(motion indicator value; MIV)이 계산된다. MIV는 장치에 의해 송신되거나 수신된 무선 신호들에 기초하여 상기 장치에 의해 검출된 움직임의 정도를 나타낸다. 예를 들어, 높은 MIV들은 (검출된 움직임으로 인한) 높은 레벨의 채널 섭동(channel perturbation)을 나타낼 수 있는 반면, 낮은 MIV들은 낮은 레벨의 채널 섭동을 나타낼 수 있다. 높은 레벨의 채널 섭동은 장치에 근접한 움직임을 나타낼 수 있다. MIV들은 총 MIV들(각각의 장치(402)에 의해 총 MIV들에서 검출된 움직임의 정도를 나타냄), 링크 MIV들(각각의 장치들(402) 사이의 특정 통신 링크들에서 검출된 움직임의 정도를 나타냄), 경로 MIV들(각각의 장치들(402)의 하드웨어 신호 경로들 사이의 특정 통신 경로들에서 검출된 움직임의 정도를 나타냄), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, MIV들은 (예를 들어 0에서 100 까지의 값으로) 정규화된다.
도 12a, 도 12b, 도 12c는 움직임 검출 시스템의 시스템 아키텍처 예들을 도시한다. 이러한 시스템 아키텍처 예들은 예를 들어 도 1, 도 3a 및 도 3b에 도시된 시스템과 같은 움직임 검출 시스템을 형성하는 노드들 사이에서 지원되는 연결 유형을 기술하고, 몇몇 경우에는 확장한다. 도 12a에서 도시된 예시적 시스템 아키텍처(1200A)에서, 서로 다른 유형의 노드들은 움직임 검출 시스템에서 연결될 수 있는 방식으로 제한된다. 예를 들어, 노드 연결은 움직임 검출 시스템을 형성하기 위해 유사한 장치들이 유사한 장치들에 연결된다는 점에서 대부분 균질하다(homogenous). 도 12a의 각각의 예시적 구성에서, 움직임은 관통 벽을 포함하여 각 쌍의 연결 노드들 사이에서 검출될 수 있다. 도 12a에 설명된 각각의 움직임 검출 시스템 구성은 넓은 영역의 움직임 검출 커버리지를 제공할 수 있다. 또한, 도 12a의 움직임 검출 시스템은 특정 노드에 대한 움직임의 근접성을 결정할 수 있다. 또한, 도 12a의 움직임 검출 시스템 구성은 커버지리 영역에서 움직임의 오검출을 제한할 수 있다. 예시적 구성(1200A-1)에서, 움직임 검출 시스템은 액세스 포인트(AP)들(1210)(예를 들어, 도 3a의 WAP(302)) 및 리프(leaf) 노드들(1215)(예를 들어, 도 3a의 장치들(304))로 구성될 수 있다. 예를 들어 AP들(1210)은 각각의 AP(1210)가 적어도 하나의 다른 AP에 연결되는 메시 네트워크를 형성할 수 있다. 메시 네트워크는 두 개 이상의 장치들, 예를 들어, AP들(1210)(예를 들어, 도 3b의 WAP들(302A, 302B, 302C))로 구성될 수 있다. 리프 노드들(1215)은 각각의 AP들(에를 들어, 도 3b의 장치들(304A, 304B, 304C))에 연결될 수 있다. 리프 노드(1215)는 센서 장치로서 동작하는 Wi-Fi 장치일 수 있다. 일례에서, 스마트폰은 리프 노드(예를 들어, 도 3b의 장치(34B))일 수 있다. 몇몇 경우에, 움직임 검출 시스템의 리프 노드들(1215)은 정지되어 있고, 안정적인 전원 공급 장치를 갖는 것이 바람직하다(예를 들어, 스마트폰이 플러그-인되어 있음). 몇몇 경우에, AP들(1210) 및 리프 노드들(1215)은 IEEE 802.11ac 또는 그 이상의 표준 프로토콜을 준수할 수 있으며, 그리고 움직임 검출 시스템을 형성하기 위해 움직임 검출-특정 하드웨어 또는 소프트웨어를 필요로 하지 않는다.
예시적 구성(1200A-2)에서, 움직임 검출 시스템은 움직임 검출 기능으로 구성된 적어도 2 개의 움직임 검출 장치들(1220)(예를 들어, 도 1의 무선 통신 장치들(102A, 102B, 102C))로 구성된다. 움직임 검출 장치들(1220)은 (예를 들어, 2 개 이상의 움직임 검출 장치들(1220)의) 메시 네트워크를 형성하도록 연결될 수 있다. 일부 예들에서, 움직임 검출 장치들(1220)은 움직임 검출 소프트웨어로 구성될 수 있다. 움직임 검출 장치들(1220)은 전용 움직임 검출 하드웨어 및/또는 소프트웨어를 포함할 수 있다. 도시된 예에서, 예시적 움직임 검출 장치들(1220)은 유사하게 구성된 다른 움직임 검출 장치들에만 연결될 수 있다.
예시적 구성(1200A-3)에서, 움직임 검출 시스템은 클라이언트 대 클라이언트 연결을 형성하는 2 개의 클라이언트 장치들(1230)을 포함할 수 있다. 클라이언트 장치들(1230)은 Wi-Fi 가능 장치들일 수 있는데, 예를 들어, 도 3b의 장치들(304)은 움직임 검출 소프트웨어로 구성된, Wi-Fi 카메라들, 또는 다른 Wi-Fi 장치들일 수 있다. 몇몇 경우에, 클라이언트 장치들(1230)의 구성은 포인트-대-포인트 움직임 센서(point-to-point motion sensor)를 제공한다. 일례에서, 클라이언트 장치들(1230)은 서로 상호작용하여, 장치들 사이에서 발생하는 움직임을 판단할 수 있다.
도 12b는 움직임 검출 시스템에서 상이한 유형의 노드들의 덜 제한적인 연결성을 갖는 다른 시스템 아키텍처(1200B)를 도시한다. 예를 들어, 상이한 유형의 노드들 각각은 메시 네트워크에서 구성되는 AP들(1210)(예를 들어, 도 3b의 WAP들(302A, 302B, 302C))에 연결될 수 있다. 이 예에서, 리프 노드들(1215)(예를 들어, 802.11ac 이상을 준수하는 장치들 또는 (H-매트릭스 및/또는 V-매트릭스 같은) 빔포밍 정보를 제공할 수 있는 장치들), 그리고 또한 개선된 리프 노드들(1225)(예를 들어, H-매트릭스 및/또는 V-매트릭스 및/또는 압축된 V-매트릭스를 제공하는 임의의 802.11 장치들)은 임의의 AP(1210)(예를 들어, 도 3b의 장치들(304A, 304B, 304C))에 연결할 수 있다. 클라이언트 장치들(1230)은 서로 연결되는 것에 추가하여, AP들(1210)에 연결될 수 있는데, 예를 들어, 구성은 노드들(1210)을 포함하는 AP 메시 네트워크(예를 들어, 도 3b에 도시된 장치들(302A, 302B, 302C)의 네트워크) 및 리프 노드들(1215, 1225) 또는 클라이언트 노드들(1230)(예를 들어, 장치들(304A, 304B, 304C)) 중 임의의 것을 포함하는 클라이언트 메시 네트워크를 포함할 수 있다. 또한, 개선된 움직임 검출 장치들(1240)은 움직임 검출 하드웨어(예를 들어, 전용 하드웨어)로 구성될 수 있지만, 추가적으로 AP들(1210)에 대한 연결을 지원할 수 있다. 도 12b에 도시된 바와 같은 움직임 검출 시스템에서 추가 노드들을 이용하고, 그리고 이에 따라 움직임을 검출하기 위한 추가 데이터를 이용하는 이러한 유형의 구성은 개선된 데이터 수집을 제공하고, 따라서, 점유 검출(occupancy detection)(예를 들어, 사람 또는 물체가 존재하는지에 대한 검출), 비지도 기계 학습(unsupervised machine learning)에 기초한 움직임의 로컬리제이션(사람의 입력/지원 없이 움직임이 발생하는 위치 결정) 및 향상된 움직임 유형 검출(예를 들어, 사람/개/고양이 등이 움직이는지) 같은 개선된 특징들을 제공한다.
도 12c는 상이한 유형의 장치들이 임의의 다른 장치에 연결될 수 있는 다른 시스템 아키텍처(1200C)를 도시한다. 예를 들어, 리프 장치들(1215, 1225)은 클라이언트 장치들(1230)에 연결될 수 있으며(예를 들어, 이 예에서 장치들(304A, 304B, 304C)은 각각 서로 연결될 수 있음), 이러한 연결들은 도 12b에 도시된 구성에서 지원되지 않았다. 또한, 이 구성은 임의의 움직임 검출 장치들(1220, 1240) (예를 들어, 전용 움직임 검출 하드웨어 및/또는 소프트웨어로 특별히 구성된 장치들)을 포함하지 않거나 요구하지 않는다. 몇몇 경우에, 도 12c의 움직임 검출 시스템의 하드웨어 컴포넌트들은 상업적으로 이용 가능한 장치들, 예를 들어 리프들(1215, 1225), 클라이언트 장치들(1230) 및 AP들(1210)(도 3b에 도시된 장치들(304) 및 WAP들(302)을 포함할 수 있음)로 구성될 수 있다. 따라서, 이 구성은 상당히 많은 노드들이 움직임 검출 시스템에 데이터를 제공하게 하는 것을 용이하게 한다. 이 예에서, 상기 구성은 (예를 들어, 10 개 초과의 노드들을 갖는) 큰 다중-표준 네트워크를 형성할 수 있다. 또한, 각각의 장치 대 장치 연결(예를 들어, 리프들(1215, 1225) 및 클라이언트(1230) 간의 연결)은 움직임 측정이 수행될 수 있는 움직임 링크를 구성할 수 있다. 이 예에서, 움직임 데이터를 제공하여 시스템에 의해 수집된 데이터의 양을 증가시키는 수백 개의 움직임 링크들이 있을 수 있다. 그 결과, 데이터에 대한 보다 구체적인 컨텍스트를 분석하고 개발하기 위해 더 많은 데이터가 이용 가능하기 때문에 움직임 검출 분석 기능이 향상된다. 예를 들어, 도 12c의 구성을 갖는 움직임 검출 시스템은 충분한 데이터를 수집하여, 비지도(unsupervised) 다중 타겟 로컬리제이션 및 타겟 카운트(예를 들어, 다수의 움직임들 및 물체들을 추적)를 제공할 수 있고, (예를 들어, 빠르게 움직이는 사람에 비해 느리게 움직이는 사람, 또는 전기 팬과 같이 통계적으로 동일한 오버타임인 움직임을 라벨링하는 것에 기초하여) 통계적 타겟 식별(statistical target identification)을 제공할 수 있고, 그리고 (예를 들어, 사람 또는 동물이 정지하였을 때) 호흡 활동을 확실하게 검출할 수 있다.
본 명세서에서 설명된 특허 대상 및 동작들 일부는, 본 명세서에서 개시된 구조들 및 그 구조들의 구조적인 등가, 또는 그것들 하나 이상의 조합들을 포함하는 디지털 전자 회로로, 또는 컴퓨터 소프트웨어, 펌웨어, 또는 하드웨어로 구현될 수 있다. 본 명세서에서 설명된 특허 대상은, 데이터 프로세싱 장치에 의한 실행을 위해 또는 데이터 프로세싱 장치의 동작을 제어하기 위해 컴퓨터-판독가능 저장 매체 상에 부호화된 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들, 즉, 컴퓨터 프로그램 명령어들의 하나 이상의 모듈들로서 구현될 수 있다. 컴퓨터-판독가능 저장 매체는 컴퓨터-판독가능 저장 장치, 컴퓨터-판독가능 저장 기판, 랜덤 또는 시리얼 액세스 메모리 어레이나 장치, 또는 그것들 하나 이상의 조합들이거나 그 내부에 포함될 수 있다. 또한, 컴퓨터-판독가능 저장 매체가 전파되는 신호는 아니지만, 컴퓨터-판독가능 저장 매체는 인위적으로 생성된 전파 신호 내에 부호화된 컴퓨터 프로그램 명령어들의 소스 또는 목적지일 수 있다. 상기 컴퓨터-판독가능 저장 매체는 하나 이상의 분리된 물리적인 컴포넌트들이나 매체(예를 들면, 다수의 CD들, 디스크들, 또는 다른 저장 장치들)일 수 있으며, 또는 그 내부에 포함될 수 있다. 컴퓨터-판독가능 저장 매체는 다수의 컴퓨터-판독가능 저장 장치들을 포함할 수 있다. 컴퓨터-판독가능 저장 장치들은 함께 위치되거나(단일 저장 장치에 저장된 명령들), 또는 서로 다른 위치에 위치할 수 있다(예를 들어, 분산된 위치에 저장된 명령들).
본 명세서에서 설명된 동작들 일부는 (예를 들어, 하나 이상의 컴퓨터-판독가능 저장 장치들 상의) 메모리 저장된 또는 다른 소스들로부터 수신된 데이터에 관하여 데이터 처리 장치에 의해 수행된 동작들로서 구현될 수 있다. "데이터 처리 장치"란 용어는, 예로서 프로그래머블 프로세서, 컴퓨터, 시스템 온 칩, 또는 다수의 칩들 또는 전술한 것들의 조합들을 포함하는 데이터 처리를 위한 모든 유형의 장치, 디바이스 및 머신들을 망라한다. 상기 장치는 특수 목적 로직 회로, 예를 들면, FPGA(field programmable gate array) 또는 ASIC(application specific integrated circuit)을 포함할 수 있다. 상기 장치는, 하드웨어에 추가하여, 문제의 컴퓨터 프로그램을 위한 실행 환경을 생성하는 코드, 예를 들면, 프로세서 펌웨어, 프로토콜 스택, 데이터베이스 관리 시스템, 운영 시스템, 교차-플랫폼 런타임 환경, 가상 머신, 또는 그것들 중 하나 이상의 조합들을 구성하는 코드도 포함할 수 있다. 몇몇 경우에, 데이터 처리 장치는 프로세서들의 세트를 포함한다. 프로세서들의 세트는 함께 위치되거나(예를 들어, 동일한 컴퓨팅 장치 내의 다수의 프로세서들), 서로 상이한 위치에 위치될 수 있다(예를 들어, 분산된 컴퓨팅 장치들 내의 다수의 프로세서들). 데이터 처리 장치에 의해 실행되는 데이터를 저장하는 메모리는 데이터 처리 장치와 함께 위치되거나(예를 들어, 동일한 컴퓨팅 장치의 메모리에 저장된 명령들을 실행하는 컴퓨팅 장치), 데이터 처리 장치와 상이한 위치에 위치될 수 있다(예를 들어, 서버 장치에 저장된 명령들을 실행하는 클라이언트 장치).
컴퓨터 프로그램(프로그램, 소프트웨어, 소프트웨어 애플리케이션, 스크립트, 또는 코드로서도 또한 알려짐)은 컴파일되거나 인터프리트된 언어들, 선언성 또는 절차성 언어들을 포함하는 임의 모습의 프로그래밍 언어로 작성될 수 있으며, 그리고 단독의 프로그램으로서 또는 모듈로서, 컴포넌트, 서브루틴, 객체, 또는 컴퓨팅 환경에서 사용하기 적합한 다른 유닛을 포함하는 임의의 모습으로 배치될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 파일 시스템 내 파일에 대응할 수 있지만, 반드시 그런 것은 아니다. 프로그램에 전용인 단일의 파일 내에, 또는 다수의 조정 파일들(coordinated files)(예를 들면, 하나 이상의 모듈들, 서브 프로그램들 또는 코드의 일부들을 저장하는 파일들) 내에 다른 프로그램들이나 데이터(예를 들면, 마크업 언어 문서 내 저장된 하나 이상의 스크립트들)를 보유하는 파일의 일부에 프로그램이 저장될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 하나의 컴퓨터 상에서, 또는 하나의 사이트에 위치하거나 다수의 사이트들에 걸쳐서 분산되어 통신 네트워크에 의해 상호접속된 다수의 컴퓨터들 상에서 실행되도록 배치될 수 있다.
본 명세서에서 설명된 프로세스들 및 로직 흐름들 중 일부는, 입력 데이터에 관하여 동작하고 출력을 생성함으로써 동작들을 수행하기 위해 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들을 실행시키는 하나 이상의 프로그래머블 프로세서들에 의해 수행될 수 있다. 상기 프로세스들 및 로직 흐름들은 특수 목적 로직 회로, 예를 들면, FPGA(field programmable gate array) 또는 ASIC(application specific integrated circuit)에 의해 또한 수행될 수 있으며, 그리고 장치는 그 특수 목적 로직 회로로서 또한 구현될 수 있다.
컴퓨터 프로그램 실행을 위해 적합한 프로세서들은 예로서 범용 마이크로프로세서 및 특수 목적 마이크로프로세서 그리고 임의 유형의 디지털 컴퓨터의 프로세서들 모두를 포함한다. 일반적으로, 프로세서는 읽기-전용 메모리 또는 랜덤-액세스 메모리 또는 둘 모두로부터 명령어들 및 데이터를 수신할 것이다. 컴퓨터의 요소들은 명령어들에 따른 행동들을 수행하는 프로세서, 그리고 그 명령어들 및 데이터를 저장하는 하나 이상의 메모리 장치들을 포함할 수 있다. 또한 컴퓨터는 데이터를 저장하기 위한 하나 이상의 대용량 저장 장치, 예를 들면, 비-자기적 드라이브들 (예컨대, 솔리드-스테이트 드라이브), 자기 디스크, 마그네토 옵티컬 디스크, 또는 광학 디스크를 포함하거나, 또는 그것들로부터 데이터를 수신하거나 데이터를 전송하거나, 또는 둘 모두를 위해 작동적으로 결합될 수 있다. 그러나, 컴퓨터는 그런 장치들을 구비할 필요는 없다. 더욱이, 컴퓨터는 다른 장치, 예를 들면, 전화기, 태블릿 컴퓨터, 전자 장비, 모바일 오디오나 비디오 플레이어, 게임 콘솔, 글로벌 포지셔닝 시스템(GPS) 수신기, 사물 인터넷(Internet-of-Things(IoT)) 장치, 머신-대-머신 (machine-to-machine(M2M)) 센서나 작동기, 또는 휴대용 저장 장치(예를 들면, 범용 시리얼 버스(USB) 플래시 드라이브)에 내장될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 명령어들 및 데이터를 저장하기에 적합한 장치들은 모두 비-휘발성 메모리, 매체 및 메모리 장치들의 모든 모습들을 포함하며, 이는 반도체 메모리 장치(예를 들면, EPROM, EEPROM, 플래시 메모리 장치, 및 다른 것들), 자기 디스크 (예를 들면, 내장 하드디스크, 탈착가능 디스크, 및 다른 것들), 마그네토 옵디컬 디스크, 및 CD ROM과 DVD-ROM 디스크를 예로서 포함한다. 몇몇 경우들에서, 상기 프로세서 및 상기 메모리는 특수 목적 로직 회로에 의해 보충되거나 그 내부에 통합될 수 있다.
사용자와의 상호작용을 제공하기 위해, 동작들은 사용자에게 정보를 디스플레이하기 위한 디스플레이 장치(예를 들면, 모니터, 또는 다른 유형의 디스플레이 장치) 그리고 사용자가 컴퓨터에 입력을 제공할 수 있는 키보드 및 포지셔닝 장치(예를 들면, 마우스, 트랙볼, 스타일러스, 터치 감지 스크린, 또는 다른 유형의 포인팅 장치)를 구비한 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 다른 유형의 장치들이 사용자와의 상호작용을 제공하기 위해 물론 사용될 수 있다; 예를 들어, 사용자에게 제공되는 피드백은 임의 형상의 감각적인 피드백, 예컨대, 시각적인 피드백, 청각적인 피드백, 또는 촉각적인 피드백일 수 있다; 그리고 그 사용자로부터의 입력은 청각적, 음성, 또는 촉각적인 입력을 포함하여 임의 형상으로 수신될 수 있다. 추가로, 컴퓨터는 사용자가 사용하는 장치에게 문서들을 송신하고 그 장치로부터 문서들을 수신함으로써 사용자와 상호작용할 수 있다; 예를 들면, 사용자의 클라이언트 장치로의 웹 브라우저로부터 수신된 요청들에 응답하여 그 웹 브라우저로 웹 페이지들을 송신함으로써 사용자와 상호작용할 수 있다.
컴퓨터 시스템은 단일의 컴퓨팅 장치, 또는 근접하게 있거나 또는 보통은 서로에게 원격으로 작동하며 통신 네트워크를 통해 보통 상호작용하는 다수의 컴퓨팅 장치들을 포함할 수 있다. 상기 통신 네트워크는 로컬 영역 네트워크("LAN") 및 광역 네트워크 "WAN"), 인터-네트워크(예를 들면, 인터넷), 위성 링크를 포함하는 네트워크 및 피어-투-피어 네트워크(예를 들면, 애드-혹 피어-투-피어 네트워크) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 클라이언트와 서버와의 관계는 각자의 컴퓨터들 상에서 실행되고 있으며 서로에게 클라이언트-서버 관계를 가지는 컴퓨터 프로그램에 의해 나타날 수 있다.
설명된 예들 중 일부의 일반적인 양상에서, 빔포밍 매트릭스들에 기초하여 움직임이 검출된다.
제1 예에서, 빔포밍 동적 정보는 공간을 통해 제1 무선 통신 장치로부터 제2 무선 통신 장치로 전송된 무선 신호들의 세트에 기초하여 획득된다. 공간에서의 물체의 움직임은 빔포밍 동적 정보에 기초하여 검출된다.
제1 예의 구현들은, 몇몇 경우에, 다음의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 움직임은 빔포밍 동적 정보의 시간에 따른 변화를 분석함으로써 검출된다. 공간 맵들은 각각의 무선 신호에 대한 빔포밍 동적 정보에 기초하여 생성되고, 시간에 따른 공간 맵들의 변화는 움직임을 검출하기 위해 분석된다. 공간 맵들은 방향에 따른 수신된 무선 신호들의 상대적 강도를 나타낸다. 빔포밍 동적 정보에 기초하여 공간에서의 물체의 위치를 검출한다.
빔포밍 동적 정보는 무선 신호들의 세트 내의 각각의 무선 신호에 대한 피드백 매트릭스를 포함하며, 각각의 피드백 매트릭스는 제2 무선 통신 장치에 의해 생성된다. 빔포밍 동적 정보는 무선 신호들의 세트 내의 각각의 무선 신호와 관련된 조향 매트릭스를 포함하며, 각각의 조향 매트릭스는 제2 무선 통신 장치로부터 수신된 피드백에 기초하여 제1 무선 통신 장치에 의해 생성된다. 피드백 매트릭스는 제1 무선 장치로 실행된 채널 사운딩 프로세스에 응답하여 제2 무선 장치에 의해 생성된다. 피드백 매트릭스는 H-매트릭스, V-매트릭스 또는 압축된 V-매트릭스 중 하나이다. 제1 장치는 다수의 송신 안테나들을 갖는 빔포머이며, 그리고 제2 장치는 MIMO(multiple-input multiple-output) 시스템에서 다수의 수신 안테나들을 가지며, 공간 맵들은 각각의 모드들과 관련되고, 그리고 모드들은 각각의 송신 안테나 및 수신 안테나 쌍 사이의 통신에 대응한다.
제2 예에서, 제2 무선 통신 장치는 제1 무선 장치로부터 공간을 통해 무선 신호를 수신한다. 피드백 매트릭스는 무선 신호에 기초하여 생성된다. 피드백 매트릭스는 공간에서의 움직임을 검출하는데 사용되거나, 공간에서의 움직임을 검출하는데 사용하기 위해 제1 무선 통신 장치에게 전송된다.
제2 예의 구현들은 몇몇 경우에 다음의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 제1 무선 통신 장치는 중앙 제어기이며, 그리고 제2 무선 통신 장치는 관찰 장치이다. 제1 무선 통신 장치 및 제2 무선 통신 장치는 애드-혹 움직임 감지 네트워크를 포함한다. 무선 신호는 무선 표준 프로토콜 메시지이며, 그리고 제2 무선 통신 장치는 대응하는 무선 표준 프로토콜 응답에서 상기 제1 무선 통신 장치에게 피드백 매트릭스를 발송한다. 무선 표준 프로토콜 메시지는 데이터 트래픽을 포함한다. 무선 신호는 브로드캐스트 신호를 포함한다. 피드백 매트릭스는 H-매트릭스, V-매트릭스 또는 압축된 V-매트릭스이다. 제1 무선 통신 장치 및 제2 무선 통신 장치는 메시 네트워크에서 통신한다. 무선 신호는 무선 통신 표준에 따라 제1 무선 통신 장치에 의해 생성된 무선 표준 프로토콜 메시지를 포함한다. 무선 표준 프로토콜 메시지는 제2 무선 통신 장치에 어드레싱된 핑을 포함한다. 무선 표준 프로토콜 메시지는 제2 무선 통신 장치를 포함하여 다수의 이웃 장치들로의 핑을 포함한다. 무선 표준 프로토콜 메시지는 데이터 트래픽을 포함한다. 피드백 매트릭스를 사용하여, 공간에서의 물체의 위치를 검출한다. 제2 무선 통신 장치가 움직임 검출 소프트웨어를 포함하는 것을 식별하는 것에 기초하여 제2 무선 통신 장치상의 움직임 검출 소프트웨어의 동작에 의해 움직임을 검출하기 위해 피드백 매트릭스를 사용하기로 결정한다. 제2 무선 통신 장치가 움직임 검출 소프트웨어를 포함하지 않는다는 것을 식별하는 것에 기초하여 움직임 검출을 위해 피드백 매트릭스를 제1 무선 통신 장치에게 전송하기로 결정한다.
제3 예에서, 무선 통신 장치는 공간을 통해 하나 이상의 이웃 장치들에게 무선 표준 프로토콜 메시지를 전송한다. 하나 이상의 이웃 장치들 각각으로부터, 무선 표준 프로토콜 메시지에 응답하는 빔포밍 정보 피드백을 포함하는 대응하는 무선 표준 프로토콜 응답이 수신된다. 이웃 장치들 각각으로부터의 빔포밍 정보 피드백에 기초하여 공간에서의 물체의 움직임이 검출된다.
제3 예의 구현들은 몇몇 경우에 다음의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 무선 표준 프로토콜 메시지는 무선 통신 표준에 따라 무선 통신 장치에 의해 생성되며, 그리고 무선 표준 프로토콜 응답은 무선 통신 표준에 따라 생성된다. 빔포밍 정보 피드백은 H-매트릭스, 압축된 H-매트릭스, 또는 V-매트릭스를 포함한다. 무선 통신 장치 및 하나 이상의 이웃 장치들은 방사형(star), 메시 또는 애드-혹 움직임 감지 네트워크를 형성한다. 무선 표준 프로토콜 메시지는 명시적 빔포밍 요청, 암시적 빔포밍 요청, PROBE 요청, 또는 핑을 포함한다. 무선 표준 프로토콜 메시지는 데이터 트래픽을 더 포함한다. 무선 통신 장치는 빔포밍 정보로부터 움직임 지표값들을 계산한다. 무선 표준 프로토콜은 IEEE 802.11이다. 무선 표준 프로토콜은 메시 네트워크 표준이다. 무선 표준 프로토콜 메시지는 특정 이웃 장치에 어드레싱된 핑을 포함한다. 무선 표준 프로토콜 메시지는 다수의 이웃 장치들에게 브로드캐스팅된 핑을 포함한다. 무선 표준 프로토콜 메시지는 데이터 트래픽을 포함한다. 빔포밍 정보 피드백 매트릭스는 H-매트릭스, V-매트릭스 또는 압축된 V-매트릭스이다. 무선 통신 장치 및 하나 이상의 이웃 장치들은 애드-혹 움직임 감지 네트워크를 형성한다. 공간에서 물체의 위치를 검출하기 위해 빔포밍 정보 피드백을 사용한다.
일부 구현들에서, 컴퓨터-판독 가능 매체는 데이터 처리 장치에 의해 실행될 때 제1 예 및 제2 예의 하나 이상의 동작들을 수행하도록 동작 가능한 명령들을 저장한다. 일부 구현들에서, 시스템(예를 들어, 무선 통신 장치, 컴퓨터 시스템, 이들의 조합, 또는 무선 통신 장치에 통신 가능하게 연결된 다른 유형의 시스템)은 하나 이상의 데이터 처리 장치, 그리고 상기 데이터 처리 장치에 의해 실행될 때 상기 제1 예 및 상기 제2 예의 하나 이상의 동작들을 수행하도록 동작 가능한 명령들을 저장하는 메모리를 포함한다.
본 명세서가 많은 상세 내용들을 포함하지만, 그 상세 내용들은 청구될 수 있는 것의 범위에 대한 제한들로서 해석되지 않아야 하며, 오히려 특정 예들에 특정한 특징들에 대한 설명으로서 해석되어야 한다. 개별 구현들의 맥락에서 본 명세서에서 설명된 특징들은 또한 결합될 수 있다. 반대로, 단일의 구현의 맥락에서 설명된 다양한 특징들은 다수의 실시예들에서 분리하여 또는 어떤 적합한 서브조합으로 또한 구현될 수 있다.
여러 실시예들이 설명되었다. 그럼에도 불구하고, 다양한 수정들이 만들어질 수 있다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 다른 실시예들은 다음의 청구항들의 범위 내에 존재한다.

Claims (29)

  1. 움직임 검출 방법으로서,
    무선 통신 장치에 의해, 공간을 통해 하나 이상의 이웃 장치들에게 무선 표준 프로토콜 메시지를 전송하는 단계;
    상기 하나 이상의 이웃 장치들 각각으로부터, 상기 무선 표준 프로토콜 메시지에 응답하는 빔포밍 정보 피드백을 포함하는 대응 무선 표준 프로토콜 응답을 수신하는 단계; 및
    상기 이웃 장치들 각각으로부터의 빔포밍 정보 피드백에 기초하여 상기 공간에서의 물체의 움직임을 검출하는 단계;
    를 포함하는, 움직임 검출 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 무선 표준 프로토콜 메시지는 무선 통신 표준에 따라 상기 무선 통신 장치에 의해 생성되며,
    상기 무선 표준 프로토콜 응답은 상기 무선 통신 표준에 따라 생성되는, 움직임 검출 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 무선 통신 표준은 IEEE 802.11 표준을 포함하는, 움직임 검출 방법.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 무선 통신 표준은 메시 네트워크 표준을 포함하는, 움직임 검출 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 무선 표준 프로토콜 메시지는 특정 이웃 장치로 어드레싱된(addressed) 핑을 포함하는, 움직임 검출 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 무선 표준 프로토콜 메시지는 다수의 이웃 장치들에게 브로드캐스팅되는 핑을 포함하는, 움직임 검출 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 무선 표준 프로토콜 메시지는 데이터 트래픽을 포함하는, 움직임 검출 방법.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 빔포밍 정보 피드백은 H-매트릭스, V-매트릭스, 또는 압축된 V-매트릭스 중 적어도 하나를 포함하는, 움직임 검출 방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 무선 통신 장치 및 하나 이상의 이웃 장치들은 애드-혹 움직임 감지 네트워크를 형성하는, 움직임 검출 방법.
  10. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공간에서의 상기 물체의 위치를 검출하기 위해 상기 빔포밍 정보 피드백을 사용하는 단계를 포함하는, 움직임 검출 방법.
  11. 무선 통신 장치로서,
    프로세서; 및
    명령들을 포함하는 메모리를 포함하며,
    상기 명령들은 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 무선 통신 장치로 하여금 :
    공간을 통해 하나 이상의 이웃 장치들에게 무선 표준 프로토콜 메시지를 전송하는 동작;
    상기 하나 이상의 이웃 장치들 각각으로부터, 상기 무선 표준 프로토콜 메시지에 응답하는 빔포밍 정보 피드백을 포함하는 대응 무선 표준 프로토콜 응답을 수신하는 동작; 및
    상기 이웃 장치들 각각으로부터의 빔포밍 정보 피드백에 기초하여 상기 공간에서의 물체의 움직임을 검출하는 동작;
    을 포함하는 동작들을 수행하게 하는, 무선 통신 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 무선 표준 프로토콜 메시지는 무선 통신 표준에 따라 상기 무선 통신 장치에 의해 생성되며,
    상기 무선 표준 프로토콜 응답은 상기 무선 통신 표준에 따라 생성되는, 무선 통신 장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 무선 통신 표준은 IEEE 802.11 표준을 포함하는, 무선 통신 장치.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 무선 통신 표준은 메시 네트워크 표준을 포함하는, 무선 통신 장치.
  15. 청구항 11에 있어서,
    상기 무선 표준 프로토콜 메시지는 특정 이웃 장치로 어드레싱된(addressed) 핑을 포함하는, 무선 통신 장치.
  16. 청구항 11에 있어서,
    상기 무선 표준 프로토콜 메시지는 다수의 이웃 장치들에게 브로드캐스팅되는 핑을 포함하는, 무선 통신 장치.
  17. 청구항 11에 있어서,
    상기 무선 표준 프로토콜 메시지는 데이터 트래픽을 포함하는, 무선 통신 장치.
  18. 청구항 11 내지 청구항 17 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 빔포밍 정보 피드백은 H-매트릭스, V-매트릭스, 또는 압축된 V-매트릭스 중 적어도 하나를 포함하는, 무선 통신 장치.
  19. 청구항 11에 있어서,
    상기 무선 통신 장치 및 하나 이상의 이웃 장치들은 애드-혹 움직임 감지 네트워크를 형성하는, 무선 통신 장치.
  20. 청구항 11 내지 청구항 17 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 동작들은 상기 공간에서의 상기 물체의 위치를 검출하기 위해 상기 빔포밍 정보 피드백을 사용하는 동작을 포함하는, 무선 통신 장치.
  21. 명령들을 포함하는 비-일시적 컴퓨터-판독 가능 매체로서,
    상기 명령들은 데이터 처리 장치에 의해 실행될 때 :
    무선 통신 장치에 의해, 공간을 통해 하나 이상의 이웃 장치들에게 무선 표준 프로토콜 메시지를 전송하는 동작;
    상기 하나 이상의 이웃 장치들 각각으로부터, 상기 무선 표준 프로토콜 메시지에 응답하는 빔포밍 정보 피드백을 포함하는 대응 무선 표준 프로토콜 응답을 수신하는 동작; 및
    상기 이웃 장치들 각각으로부터의 빔포밍 정보 피드백에 기초하여 상기 공간에서의 물체의 움직임을 검출하는 동작;
    을 포함하는 동작을 수행하는, 비-일시적 컴퓨터-판독 가능 매체.
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 무선 표준 프로토콜 메시지는 무선 통신 표준에 따라 상기 무선 통신 장치에 의해 생성되며,
    상기 무선 표준 프로토콜 응답은 상기 무선 통신 표준에 따라 생성되는, 비-일시적 컴퓨터-판독 가능 매체.
  23. 청구항 22에 있어서,
    상기 무선 통신 표준은 IEEE 802.11 표준을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터-판독 가능 매체.
  24. 청구항 21에 있어서,
    상기 무선 표준 프로토콜 메시지는 특정 이웃 장치로 어드레싱된(addressed) 핑을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터-판독 가능 매체.
  25. 청구항 21에 있어서,
    상기 무선 표준 프로토콜 메시지는 다수의 이웃 장치들에게 브로드캐스팅되는 핑을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터-판독 가능 매체.
  26. 청구항 21에 있어서,
    상기 무선 표준 프로토콜 메시지는 데이터 트래픽을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터-판독 가능 매체.
  27. 청구항 21 내지 청구항 26 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 빔포밍 정보 피드백은 H-매트릭스, V-매트릭스, 또는 압축된 V-매트릭스 중 적어도 하나를 포함하는, 비-일시적 컴퓨터-판독 가능 매체.
  28. 청구항 21에 있어서,
    상기 무선 통신 장치 및 하나 이상의 이웃 장치들은 애드-혹 움직임 감지 네트워크를 형성하는, 비-일시적 컴퓨터-판독 가능 매체.
  29. 청구항 21 내지 청구항 26 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 동작들은 상기 공간에서의 상기 물체의 위치를 검출하기 위해 상기 빔포밍 정보 피드백을 사용하는 동작을 포함하는, 비-일시적 컴퓨터-판독 가능 매체.
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