TW201833580A - 基於藍芽的運動偵測系統 - Google Patents

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Abstract

本案內容提供了用於基於無線信號來偵測運動的系統、方法和裝置。在一些實施方式中，接收設備可以從發送設備接收含有序列的封包。在一些態樣中，該封包可以是藍芽封包，並且該序列可以包含在被附加至藍芽封包的補充資訊中。該接收設備可以基於該序列來估計封包的角資訊，並且可以決定所估計的角資訊和參考角之間的差。該角資訊可以是封包的到達角（AoA）或離開角（AoD）。該接收設備可以基於所決定的差來偵測運動。

Description

基於藍芽的運動偵測系統
概括地說，本案內容係關於無線網路，具體而言，係關於基於個人區域網路中的無線信號來偵測運動。
無線區域網路（WLAN）可以是由一或多個存取點（AP）形成，AP提供用於由若干客戶端設備使用的共用無線媒體。可以對應於基本服務集（BSS）的每個AP週期性地廣播信標訊框，以使該AP的無線範圍內的相容客戶端設備能夠建立並保持與WLAN的通訊鏈路。根據IEEE 802.11系列標準來操作的WLAN通常被稱為Wi-Fi網路，並且在Wi-Fi網路中與AP通訊的客戶端設備可以被稱為無線站（STA）。
藍芽技術亦允許若干無線設備使用射頻信號來相互通訊。儘管在一些態樣與Wi-Fi設備類似，但是藍芽設備通常在沒有AP（或者其他中央控制器）的情況下相互通訊。此外，儘管藍芽設備通常具有比Wi-Fi設備短的無線範圍，但是藍芽無線電裝置與Wi-Fi無線電裝置相比不昂貴，而且消耗更少的功率。因此，藍芽技術尤其適合某些應用（例如，物聯網），在這些應用中，使功耗最小化可能比實現高資料速率更為重要。
物聯網路（IoT）可以指其中很多種物件和設備相互無線地通訊的通訊系統。儘管很多IoT設備（諸如智慧家電、智慧電視和智慧溫度調節設備）支援Wi-Fi和藍芽通訊協定兩者，但是一些IoT設備（諸如TV遙控器、感測器以及其他電池供電的設備）可能僅支援例如藍芽通訊以使功耗最小化。
本案內容的系統、方法和設備均具有若干創新態樣，這些態樣中沒有一個單一態樣獨立負責本文所揭示的期望屬性。
本案內容中描述的主題的一個創新態樣可以實現在無線網路中以使用無線信號來偵測運動。在一些實施方式中，接收設備可以從發送設備接收含有序列的封包。序列可以是對於接收設備已知的任何適當序列或圖案。在一些實施方式中，封包可以是藍芽封包，並且序列可以包含在被附加至藍芽封包的補充資訊中。接收設備可以基於序列來估計封包的角資訊。角資訊可以包括封包的到達角（AoA）、封包的離開角（AoD）或者封包的AoA和AoD兩者。
接收設備可以決定所估計的角資訊和參考角之間的差。參考角可以在運動偵測操作之前儲存在接收設備中。在一些態樣中，可以在校準操作期間決定參考角。在其他態樣中，可以在一或多個先前的運動偵測操作期間決定參考角。接收設備可以基於所決定的估計角資訊和參考角之間的差來偵測運動。在一些實施方式中，接收設備可以基於差大於或者等於一值來偵測到運動的存在，並且可以基於差小於該值來偵測到運動的不存在。
在一些實施方式中，接收設備可以基於估計的角資訊的差來決定運動方向。在一些態樣中，接收設備可以決定針對在第一時間接收的第一封包的第一角資訊，並且可以決定針對在第二時間接收的第二封包的第二角資訊。接收設備可以經由（例如）決定第一角資訊和第二角資訊之間的差來決定角資訊在第一時間和第二時間之間的變化。接收設備可以基於所決定的角資訊的差來決定運動方向。
在一些實施方式中，接收設備基於所偵測到的運動和所決定的運動方向中的至少一項來執行一或多個操作。在一些態樣中，一或多個操作可以是基於接收設備或發送設備附近是否存在運動的。在其他態樣中，一或多個操作可以是基於接收設備或發送設備附近的運動方向（例如，人行走的方向）的。在一些其他態樣中，一或多個操作可以是基於運動偵測和運動方向的。補充地或者替代地，接收設備可以基於所偵測到的運動和所決定的運動方向中的至少一項來向發送設備發送用於執行一或多個操作的命令。
本案內容中描述的主題的另一創新態樣可以實現為一種用於使用無線信號進行運動偵測的方法。該方法可以包括：從發送設備接收含有序列的封包；基於序列來估計封包的角資訊；決定所估計的角資訊和參考角之間的差；及基於所決定的差來偵測運動。在一些實施方式中，該方法亦可以包括：基於所偵測到的運動和所決定的運動方向中的至少一項來執行一或多個操作。補充地或者替代地，該方法亦可以包括：基於所偵測到的運動和所決定的運動方向的至少一項來向發送設備發送用於執行一或多個操作的命令。
本案內容中描述的主題的另一創新態樣可以用一種非暫時性電腦可讀取媒體來實現。該非暫時性電腦可讀取媒體可以包括指令，該等指令在由裝置執行時使得該裝置執行用於使用無線信號來偵測運動的多個操作。該多個操作可以包括：從發送設備接收含有序列的封包；基於序列來估計封包的角資訊；決定所估計的角資訊和參考角之間的差；及基於所決定的差來偵測運動。在一些實施方式中，該多個操作亦可以包括：基於所偵測到的運動和所決定的運動方向中的至少一項來執行一或多個操作。補充地或者替代地，該多個操作亦可以包括：基於所偵測到的運動和所決定的運動方向中的至少一項來向發送設備發送用於執行一或多個操作的命令。
本案內容中描述的主題的另一創新態樣可以實現在接收設備中。該接收設備可以包括：用於從發送設備接收含有序列的封包的單元；用於基於序列來估計封包的角資訊的單元；用於決定所估計的角資訊和參考角之間的差的單元；及用於基於所決定的差來偵測運動的單元。在一些實施方式中，該接收設備亦可以包括：用於基於所偵測到的運動和所決定的運動方向中的至少一項來執行一或多個操作的單元。補充地或者替代地，該接收設備亦可以包括：用於基於所偵測到的運動和所決定的運動方向中的至少一項來向發送設備發送用於執行一或多個操作的命令的單元。
一些描述涉及某些實施方式，其目的在於描述本案內容的創新態樣。但是，本發明所屬領域中具有通常知識者將容易地認識到，可以以很多種不同的方式應用本文的教導。所描述的實施方式可以實現在能夠根據IEEE 802.11標準、藍芽®規範以及蜂巢通訊協定（諸如（但不限於）分碼多工存取（CDMA）、分頻多工存取（FDMA）、分時多工存取（TDMA）、行動通訊全球系統（GSM）、GSM/通用封包式無線電服務（GPRS）以及增強型資料GSM環境（EDGE））中的任何一個來發送和接收RF信號、或者能夠發送和接收用於在無線網路、蜂巢網路或物聯網路（IoT）網路（諸如利用3G、4G、5G技術或其進一步實現的系統）內通訊的其他已知信號的任何設備、系統或網路中。
鑒於在家庭和商用網路中部署的增加數量的IoT設備，期望偵測在此類網路所服務的附近區域內的運動，例如，使得可以在人進入或者離開特定區域或房間時開啟或者關閉一或多個IoT設備。更具體而言，很多家用網路可以包括智慧設備和家電，諸如智慧TV和娛樂系統、智慧車庫門、智慧照明系統、智慧音響系統、智慧安全系統以及智慧溫度控制系統，這些智慧系統可以受益於用於指示人在家中或周圍運動的資訊。但是，由於專用運動感測器會提高成本和複雜性，因此期望在不使用專用運動感測器的情況下偵測運動。
與使用專用運動感測器相比，本案內容中描述的主題的實施方式可以用於使用由無線網路的組件發送和接收的無線信號來偵測運動。在一些實施方式中，接收設備可以從發送設備接收封包，該封包包括對於接收設備已知的序列或者與該序列相關聯。在一些態樣中，封包可以是藍芽封包（例如，藍芽低能量（BLE）封包），其包括含有已知序列的補充資訊。在其他態樣中，可以使用另一適當的無線通訊協定來發送封包（例如，與IEEE 802.11標準相容的Wi-Fi封包），並且可以以任何適當的方式將序列包括在封包內或者附加到封包。
接收設備可以基於序列來估計封包的角資訊。如本文所使用的，角資訊可以包括到達角（AoA）值、離開角（AoD）值、或者AoA值和AoD值的組合。接收設備可以將所估計的角資訊與參考角進行比較。在一些實施方式中，接收設備被配置為決定估計的角和參考角之間的差，並基於該差來偵測運動。在一些態樣中，接收設備可以基於差大於或者等於某一值來偵測到運動的存在，並且可以基於差小於該值來偵測到運動的不存在。在一些實施方式中，接收設備亦可以基於所估計的角資訊來決定運動方向。
參考角可以儲存在接收設備中，並且可以是基於針對先前從發送設備（或者具有與該發送設備相同的實體位置的另一適當設備）接收的任何數量的封包的估計的角資訊的。在一些實施方式中，接收設備可以使用在校準操作期間從發送設備接收的一或多個封包來決定參考角。在一些態樣中，可以在接收設備的附近中沒有運動的時間（例如，晚上或者接收設備的使用者不存在時）執行校準操作。在其他實施方式中，接收設備可以使用在一或多個先前的運動偵測操作期間估計的角資訊來決定參考角。
可以實施本案內容中描述的主題的特定實施方式以實現以下潛在優點中的一或多個。經由基於無線信號來偵測運動，接收設備可以在不包括或不使用專用運動感測器（專用運動感測器將非所期望地提高接收設備的成本和複雜性）的情況下偵測運動的存在或不存在。此外，由於接收設備可以使用從發送設備接收的各種無線信號來偵測運動，因此接收設備可以在不依賴（或等待）測距操作或定位操作的情況下偵測在其附近中運動的存在或不存在。例如，在一些實施方式中，接收設備可以使用在正常操作（例如，傳呼操作、資料傳送、命令交換以及其他非定位操作）期間從發送設備接收的封包來估計封包的角資訊，並決定發送設備相對於接收設備的相對位置。
在一些實施方式中，接收設備可以基於所偵測到的運動和所決定的運動方向中的至少一項來執行一或多個操作。在一些態樣中，在接收設備中的執行指令的軟體程式可以向接收設備中的一或多個韌體或硬體組件發送命令，以回應於所偵測到的運動和所決定的運動方向中的至少一項來觸發一或多個操作。補充地或者替代地，接收設備可以向發送設備發送用於執行一或多個操作的命令，其可以是基於運動偵測的。補充地或者替代地，接收設備可以基於無線信號來決定運動方向，並且可以向發送設備發送用於執行一或多個操作的命令，其可以是基於所決定的運動方向的。
圖1圖示實例無線系統100的方塊圖。無線系統100被示為包括複數個物聯網路（IoT）設備110a-110d。在一些實施方式中，IoT設備110a-110d可以形成個人區域網路（PAN）並根據一或多個藍芽協定相互通訊，該藍芽協定包括例如基本速率藍芽、增強型藍芽以及藍芽低能量（BLE）。在一些態樣中，IoT設備110a-110d可以形成網狀網路。在其他實施方式中，IoT設備110a-110d亦能夠使用Wi-Fi通訊（例如，由IEEE 802.11系列標準定義的）來相互通訊。例如，在至少一些實施方式中，IoT設備110a-110d可以使用多種無線通訊協定（例如，Wi-Fi信號和藍芽信號）來相互通訊。在其他實施方式中，IoT設備110a-110d可以僅使用（或者至少主要使用）藍芽通訊協定來相互通訊。
IoT設備110a-110d中的每一個可以是能夠根據與IoT系統相關聯的一或多個通訊協定來操作的任何適當設備。例如，IoT設備110a-110d中的每一個可以是智慧電視（TV）、智慧TV的遙控器、智慧家電、智慧計量表、智慧溫度調節設備或其他溫度控制系統、智慧感測器、遊戲控制台、機上盒、智慧照明開關、智慧音響系統的組件（例如，揚聲器）以及智慧車庫開啟單元等。在一些實施方式中，IoT設備110a-110d中的每一個可以包括收發機、一或多個處理資源（例如，處理器或ASIC）、一或多個記憶體資源以及電源（例如，電池）。記憶體資源可以包括儲存用於執行下文關於圖7A-圖7D描述的操作的指令的非暫時性電腦可讀取媒體（例如，一或多個非揮發性記憶體元件，諸如EPROM、EEPROM、快閃記憶體、硬碟等）。
圖2圖示實例IoT設備200。IoT設備200可以是圖1的IoT設備110a-110d的一種實施方式。IoT設備200包括一或多個收發機210、處理器220、記憶體230以及若干天線ANT1-ANTn。收發機210可以直接地或者經由天線選擇電路（為簡單起見未圖示）耦合至天線ANT1-ANTn。收發機210可以用於向AP、STA、其他IoT設備或者任何其他適當無線設備發送信號和從AP、STA、其他IoT設備或者任何其他適當無線設備接收信號。儘管為簡單起見在圖2中未圖示，但是收發機210可以包括任何數量的發送鏈，以對信號進行處理並將信號經由天線ANT1-ANTn發送至其他無線設備，並且收發機210可以包括任何數量的接收鏈，以處理從天線ANT1-ANTn接收的信號。出於本文論述的目的，處理器220被示為耦合在收發機210和記憶體230之間。對於實際實施方式而言，可以使用一或多個匯流排（為簡單起見未圖示）將收發機210、處理器220和記憶體230連接到一起。
IoT設備200可以可選地包括感測器221、輸入/輸出（I/O）設備222、顯示器223、使用者介面224以及任何其他適當組件中的一或多個。對於IoT設備200是智慧TV的一個實例而言，顯示器223可以是TV螢幕，I/O設備222可以提供聽-視輸入和輸出，使用者介面224可以是控制台、遙控器等。對於IoT設備200是智慧家電的另一實例而言，顯示器223可以提供狀態資訊，並且使用者介面224可以是用於控制智慧家電的操作的控制台。
記憶體230可以包括儲存諸如AP、站以及其他IoT設備之類的複數個無線設備的簡檔資訊的資料庫231。特定AP的簡檔資訊可以包括（例如）AP的SSID、MAC位址、通道資訊、RSSI值、實際輸送量（goodput）值、通道狀態資訊（CSI）、支援的資料速率、與AP的連接歷史、AP的可信賴度值（例如，指示關於AP的位置的置信度的水平等）以及任何其他與該AP的操作有關或者描述該AP的操作的適當資訊。特定IoT設備或站的簡檔資訊可以包括（例如）設備的MAC位址、IP位址、支援的資料速率、優選頻帶和通道、頻率跳躍排程、若干能力、以及任何其他與設備的操作有關或者描述設備操作的適當資訊。
記憶體230亦可以包括非暫時性電腦可讀取儲存媒體（例如，一或多個非揮發性記憶元件，諸如EPROM、EEPROM、快閃記憶體、硬碟等），其可以儲存以下軟體（SW）模組： • 訊框交換軟體模組232，其用於建立並且在IoT設備200和其他無線設備之間交換訊息和封包（例如，通告訊息、設備發現訊息、服務發現訊息和資料封包），如下文關於圖7A-圖7D所述； • 相位決定軟體模組233，其用於決定從其他無線設備接收的封包的相位資訊，例如，如下文關於圖7A-圖7D所述； • 通道狀況和角資訊估計軟體模組234，其用於基於從其他無線設備接收的一或多個封包來估計通道狀況和角資訊，例如，如下文關於圖7A-圖7D所述； • 相關（correlation）軟體模組235，其用於決定通道狀況、角資訊、通道相關、第一到達路徑（FAP）功率位準以及多徑量在一定時間段上（例如，第一時間和第二時間之間）的變化或差異，例如，如下文關於圖7A-圖7D所述； • 運動偵測軟體模組236，其用於至少部分地基於由相關軟體模組235決定的變化或差異來偵測或者決定運動的存在，例如，如下文關於圖7A-圖7D所述；及 • 任務特定的軟體模組237，其用於促進可以是特定於IoT設備200的一或多個任務的執行。 每一軟體模組包括指令，該等指令在由處理器220執行時可以使IoT設備200執行對應功能。因此，記憶體230的非暫時性電腦可讀取媒體包括用於執行下文所描述的操作的全部或部分的指令。
處理器220可以是能夠執行儲存在IoT設備200中（例如，儲存在記憶體230內）的一或多個軟體程式的腳本或指令的任意一或多個處理器。例如，處理器220可以執行訊框交換軟體模組232，以建立並且在IoT設備200和其他無線設備之間交換訊息和封包（例如，通告訊息、設備發現訊息、服務發現訊息和資料封包）。處理器220可以執行相位決定軟體模組233，以決定從其他無線設備接收的封包的相位資訊。
處理器220可以執行通道狀況和角資訊估計軟體模組234，以基於從其他無線設備接收的一或多個封包來估計通道狀況和角資訊。在一些實施方式中，可以執行通道狀況和角資訊估計軟體模組234以基於被附加至藍芽封包的補充資訊中含有的序列來決定藍芽封包的角資訊。在一些態樣中，藍芽封包可以是BLE封包或訊息。
處理器220可以執行相關軟體模組235，以決定角資訊、通道相關、FAP功率位準以及多徑量在一定時間段上（例如，第一時間和第二時間之間）的變化或差異。在一些實施方式中，可以執行相關軟體模組235以決定與所接收到的封包相關聯的一或多個估計角與參考角之間的差。在一些態樣中，可以將參考角儲存在記憶體230中（例如，儲存在資料庫231中）。補充地或替代地，在一些實施方式中，可以執行相關軟體模組235以決定在複數個不同時間處估計的通道狀況之間的差異。
處理器220可以執行運動偵測軟體模組236以至少部分地基於由相關軟體模組235決定的變化或差異來偵測或者決定運動的存在。在一些實施方式中，可以執行運動偵測軟體模組236以基於所接收到的封包的估計角與參考角之間的差來偵測運動。在一些態樣中，運動偵測軟體模組236的執行可以基於估計角與參考角之間的差大於或者等於某一值來偵測到運動的存在，並且可以基於估計角與參考角之間的差小於該值來偵測到運動的不存在。
在一些實施方式中，可以選擇該值以在減少錯誤的運動指示和確保偵測到IoT設備200附近（或者發送設備附近）的運動的存在之間實現期望的平衡。例如，若所選擇的值過低，則IoT設備200可能基於落在誤差容限或裕量內的、估計的角資訊和參考角之間的差來偵測到運動的存在，其轉而可能使IoT設備200提供錯誤的運動指示。反之，若所選擇的值過高，則IoT設備200可能基於與在IoT設備200附近運動的存在一致的、估計的角資訊與參考角之間的差來偵測到運動的不存在。
處理器220可以執行任務特定的軟體模組237以促進可以特定於IoT設備200的一或多個任務的執行。對於IoT設備200是智慧TV的一個實例而言，任務特定的軟體模組237的執行可能使得智慧TV開啟、關閉、選擇輸入源、選擇輸出設備、對視訊進行資料化、選擇頻道等等（或者控制相關遙控器的一或多個操作）。對於IoT設備200是智慧TV的遙控器的另一個實例而言，執行具有軟體特定的軟體模組237可以使得該遙控器控制智慧TV的一或多個操作或者控制該遙控器的一或多個操作等。
在IoT設備200是智慧TV的一些實施方式中，任務特定的軟體模組237的執行可以使得智慧TV隨同另一無線設備，例如，與智慧TV配對的遙控器，來啟動運動偵測操作。類似地，在IoT設備200是配對的遙控器時，任務特定的軟體模組237的執行可以使得該遙控器與智慧TV一起參與運動偵測操作。在一些態樣中，任務特定的軟體模組237的執行亦可以用於與另一無線設備交換能力，以及協商用於運動偵測操作的多個參數。能力包括（例如）在發送或接收封包及補充資訊時使用的天線的數量、對附加至藍芽封包的補充資訊中含有的序列解碼的能力、估計AoA資訊的能力、估計AoD資訊的能力、向其他設備提供回饋的能力或其組合。多個協商的參數可以包括（例如）用於傳輸封包和補充資訊的通道、用於傳輸封包和補充資訊的頻率跳躍排程以及附加至封包的補充資訊的一或多個特性。在一些態樣中，所交換的能力和所協商的參數可以用於在非運動偵測操作期間傳輸含有序列的封包，因此（例如）IoT設備200可以估計在與發送設備的各種訊息交換期間接收到的封包的角資訊。
在IoT設備200是遙控器，發送設備是智慧TV的一種實例實施方式中，IoT設備200可以基於從智慧TV接收的封包和補充資訊來偵測在智慧TV附近的運動，隨後基於所偵測到的運動來控制智慧TV的一或多個操作。在一些態樣中，在IoT設備200偵測到其本身或智慧TV附近存在運動時，IoT設備200可以基於所偵測到的運動的決定方向來開啟或關閉智慧TV。作為一個實例，若IoT設備200決定人正在走向智慧TV，則IoT設備200可以使智慧TV開啟。作為另一個實例，若IoT設備200決定人正在從智慧TV走開，則IoT設備200可以使智慧TV關閉。相反，在IoT設備200偵測到其本身或智慧TV附近運動的不存在時，IoT設備200可以發送關閉智慧TV的訊息。在一些態樣中，IoT設備200可以在使智慧TV關閉之前，決定至少在某一適當的持續時間上在其自身附近或者智慧TV附近運動的不存在。
在IoT設備200是智慧TV並且發送設備是遙控器的另一種示例性實施方式中，IoT設備可以基於從遙控器接收的封包和補充資訊來偵測遙控器（或其自身）附近的運動，隨後基於偵測到的運動來控制其自身的一或多個操作。在一些態樣中，在IoT設備200偵測到其自身或者遙控器附近存在運動時，IoT設備200可以基於所偵測到的運動方向來開啟或者關閉其自身。作為另一個實例，若IoT設備200決定人正在走向該IoT設備，則IoT設備200可以開啟其本身。作為另一個實例，若IoT設備200決定人正在從該IoT設備走開，則IoT設備200可以將其自身關閉。相反，在IoT設備200偵測到其附近沒有運動時，IoT設備200可以將其自身關閉。在一些態樣中，IoT設備200可以在將其自身關閉之前，決定至少在某一適當的持續時間上在其自身附近運動的不存在。
出於本文論述的目的，假定一對無線設備（例如，智慧TV和相關遙控器）已經配對並且建立了藍芽通信期。因此，這裡將不再描述在無線設備之間協商、設置和保持藍芽通信期的設備發現操作、服務發現操作、藍芽簡檔以及其他公知態樣。此外，儘管本文相對於智慧TV和遙控器做出了描述，但是本案內容的各個態樣同等地適用於能夠發送或接收藍芽封包的任何適當設備（例如，IoT設備、具有Wi-Fi功能的設備等）。
圖3A圖示第一設備D1和第二設備D2之間的一定數量的封包310的實例交換300。在一些實施方式中，如前述，藍芽封包可以是BLE封包。儘管為簡單起見圖3中僅圖示一個藍芽封包310，但是應當理解，第一設備D1和第二設備D2可以交換任何數量的藍芽封包310。第一設備D1和第二設備D2中的每一個能夠對包含在藍芽封包310內或者附加至藍芽封包310的補充資訊解碼，從而（例如）決定與藍芽封包310相關的角資訊。如前述，在一些實施方式中，第一設備D1和第二設備D2相互配對（例如，建立了相互的藍芽通信期），並且第一設備D1和第二設備D2中的每一個可以處於連接狀態。在一些態樣中，第一設備D1可以是智慧TV，第二設備D2可以是遙控器。在其他態樣中，第一設備D1可以是遙控器，第二設備D2可以是智慧TV。在某些其他態樣中，第一設備D1和第二設備D2中的每一個可以是任何適當的無線設備。
對於圖3A的實例而言，第一設備D1和第二設備D2中的每一個被圖示為包括4個天線A1-A4。在一些態樣中，天線A1-A4中的一或多個可以是內部天線（例如，整合到第一設備D1或者第二設備D2中包含的無線連接晶片內）。補充地或者替代地，天線中的一或多個可以處於第一設備D1和第二設備D2之一或兩者的外部。在其他實施方式中，第一設備D1和第二設備D2可以包括或者耦合至其他適當數量的天線。作為一個實例，第一設備D1可以包括8個內部天線和8個外部天線，第二設備D2可以包括8個內部天線和8個外部天線。
在一些實施方式中，藍芽封包310包括附加至封包的補充資訊（SI）320。在一些此類實施方式中，補充資訊320含有已知序列（例如，全部為邏輯「1」）。補充資訊320可以用於估計藍芽封包310的角資訊。例如，接收設備能夠基於到達接收設備的多個天線的補充資訊320中含有的序列的信號分量之間的相位差來估計藍芽封包310的AoA資訊。作為另一個實例，可以基於從發送設備的多個天線發送的補充資訊320中含有的序列的各信號分量之間的相位差來估計藍芽封包310的AoD資訊。具體而言，第一設備D1可以使用其多個天線A1-A4從第二設備D2接收藍芽封包310及其補充資訊320，並且可以使用到達其天線A1-A4的序列的各信號分量之間的相位差來估計藍芽封包310的AoA資訊。作為另一個實例，第一設備D1可以使用其多個天線A1-A4向第二設備D2發送藍芽封包310及其補充資訊，並且第二設備D2可以使用從第一設備D1的多個天線A1-A4發送的序列的各信號分量之間的相位差（在第二設備D2的接收天線處測得的）來估計藍芽封包的AoD資訊。
圖4A圖示實例BLE封包400。可以是圖3A-圖3C的藍芽封包310的一種實施方式的BLE封包400包括前序信號401、存取位址402、協定資料單元（PDU）標頭403、PDU有效載荷404、訊息完整性檢查（MIC）405和循環冗餘檢查（CRC）406。在一些實施方式中，使用相同的符號率，例如，使用1Ms/s或者2Ms/s調制傳輸整個BLE封包400。前序信號401可以含有定時和同步資訊。存取位址402可以含有諸如源位址和目的地位址之類的位址。PDU標頭403可以含有一或多個辨識符。在一些實施方式中，對於資料通道PDU而言，PDU標頭403含有邏輯鏈路辨識符（LLID）、下一預計序列編號（NESN）、序列編號（SN）、更多資料（MD）、有效載荷長度以及對是否存在補充資訊的指示。在一些其他實施方式中，對於含有控制命令的資料通道PDU而言，資料通道PDU有效載荷含有特定於命令的操作碼和控制資料。MIC 405值可以用於對資料PDU進行驗證。CRC 406可以用於糾錯。作為可以附加至BLE封包400的可選欄位的補充資訊320可以具有處於16µs和160µs之間的持續時間。在一些態樣中，補充資訊320中含有的序列可以是一系列恒常調制的非白化邏輯1（因此，序列不是白色雜訊）。
圖3B圖示圖3A的第一設備D1接收從第二設備D2發送的藍芽封包310。在所示的實施方式中，第一設備D1作為接收設備來操作，第二設備D2作為發送設備來操作。在一些實施方式中，第二設備D2（作為發送設備來操作）使用一個發送天線（TA1）發送藍芽封包310，第一設備D1（作為接收設備來操作）使用四個接收天線（RA1-RA4）接收藍芽封包310，如圖3B中所示。在一些其他實施方式中，第二設備D2可以使用多個天線發送藍芽封包310，第一設備D1可以使用其他數量的天線接收藍芽封包310。
第一設備D1可以決定到達其接收天線RA1-RA4的藍芽封包的序列的各信號分量之間的相位差，並使用所決定的相位差來估計藍芽封包310的AoA資訊。例如，由於第一設備D1使用多個（例如，四個）接收天線RA1-RA4接收從第二設備D2的單個天線（TA）發送的補充資訊320，因此第一設備D1能夠決定到達其四個接收天線RA1-RA4的補充資訊320中含有的序列的各信號分量之間的相位差。此外，由於四個接收天線RA1-RA4中的每一個之間的距離（d）對於第一設備D1而言是已知的，因此第一設備D1能夠基於其接收天線RA1-RA4之間的已知距離和所決定的相位差來估計藍芽封包310的AoA資訊。
圖3C圖示圖3A的第一設備D1向第二設備D2發送藍芽封包310。在所示的實施方式中，第一設備D1作為發送設備來操作，第二設備D2作為接收設備來操作。在一些實施方式中，第一設備D1（作為發送設備來操作）使用四個發送天線（TA1-TA4）發送藍芽封包310，第二設備D2（作為接收設備來操作）使用一個接收天線（RA1）接收藍芽封包310，如圖3C中所示。在一些其他實施方式中，第一設備D1可以使用其他數量的天線發送藍芽封包310，第二設備D2可以使用多個天線接收藍芽封包310。
第二設備D2可以決定從第一設備D1的四個發送天線TA1-TA4發送的藍芽封包的序列的各信號分量之間的相位差，並使用所決定的相位差估計藍芽封包310的AoD資訊。例如，由於第一設備D1使用多個（例如，四個）發送天線發送藍芽封包310的補充資訊320，並且各發送天線中的每一個隔開已知距離（d），因此第二設備D2能夠決定從第一設備D1的四個發送天線TA1-TA4發送的序列的各個信號分量之間的相位差（在第二設備D2的接收天線RA1處測得的），並使用發送天線TA1-TA4之間的已知距離和所決定的相位差估計藍芽封包310的AoD資訊。
本案內容的各個態樣可以利用補充資訊320進行運動偵測。在一些實施方式中，諸如圖3A-圖3C的第一設備D1和第二設備D2之類的藍芽設備可以使用各藍芽封包的角資訊的變化來偵測運動的存在。在一些實施方式中，若所估計的AoA值或者所估計的AoD值在某一適當持續時間上（例如，在第一時間和第二後續時間之間）發生了超過某一值的變化，則第一設備D1和第二設備D2之一或兩者可以分別決定在第一設備D1和第二設備D2附近存在運動。例如，若人在第一設備D1和第二設備D2之間走動，則所估計出的AoA或AoD資訊可能發生超過該值的變化。相反，若所估計的AoA值或者所估計的AoD值在該持續時間上的變化低於該值（或者所估計的AoA值或所估計的AoD值沒有變化），則第一設備D1和第二設備D2之一或兩者可以分別決定在第一設備D1和第二設備D2附近運動的不存在。
在一些實施方式中，可以將標記該持續時間的開始的第一時間選擇為發生在第一設備D1和第二設備D2附近沒有運動的時間（例如，晚上或者沒有人存在時）。經由這種方式，可以使用由第一設備D1、第二設備D2或者第一設備D1和第二設備D2的兩者估計的角資訊形成或者產生參考角資訊，可以將其與在後續時間（例如，在第二時間）上估計的角資訊進行比較，以決定在該後續時間處是否存在運動。在一些態樣中，參考角資訊可以是基於單個封包（例如，藍芽封包310）的估計的角資訊。在一些其他實施方式中，參考角資訊可以是基於複數個封包的估計的角資訊（例如，對應的複數個估計的AoA值或AoD值的平均值或中值）。
除了基於AoA值或AoD值的變化來偵測運動之外，或者作為其替代，在一些實施方式中，諸如圖3A-圖3C的第一設備D1和第二設備D2之類的藍芽設備可以使用通道狀況的變化偵測運動。作為一個實例，再次參考圖3B，在第一設備D1從第二設備D2接收到藍芽封包310和補充資訊320時，第一設備D1可以基於補充資訊320中含有的序列來估計通道狀況。由於補充資訊320中含有的各音調（tones）在不同的時間到達接收天線RA1-RA4（因此具有不同的相位），因此第一設備D1可以基於補充資訊320中含有的音調來估計通道狀況。
若所估計的通道狀況在某一適當持續時間上（例如，在第一時間和第二時間之間）內發生了超過某一選定值的變化，則第一設備D1和第二設備D2之一或兩者可以分別決定在第一設備D1和第二設備D2附近存在運動。例如，若人在第一設備D1和第二設備D2之間走動，則由第一設備D1估計的通道狀況可能發生超過該選定值的變化。相反，若所估計的通道狀況在該持續時間上發生的變化低於該選定值（或者，估計通道狀況沒有變化），則第一設備D1和第二設備D2之一或兩者可以分別決定在第一設備D1和第二設備D2附近運動的不存在。
在一些實施方式中，可以將標記該持續時間的開始的第一時間選擇為發生在第一設備D1和第二設備D2附近沒有運動的時間（例如，晚上或者沒有人出現時）。經由這種方式，可以使用在第一時間處估計的通道狀況形成或者產生跡線或者參考通道估計值，可以將在後續時間（例如，在第二時間）上估計的通道狀況與之進行比較，以決定在該後續時間是否存在運動。第一設備D1可以經由在第一時間處接收藍芽封包310而產生參考通道估計值，隨後估計每一取樣時間（例如，每1µs或者每2µs）上的補充資訊320中含有的音調的相位。可以將相位取樣儲存為參考相位值陣列。在一些實施方式中，第一設備D1可以對在補充資訊320的接收期間擷取的相位取樣進行分析，以決定在補充資訊320的持續時間（例如，160µs）內通常可能發生的相位方差的量。可以使用「普通」相位方差的量決定所選擇的值，從而（例如）降低錯誤的運動指示的可能性。
一旦產生了參考相位值陣列，第一設備D1就可以週期性地（或者回應於另一設備發送的觸發信號）對在後續接收到的若干個被附加至藍芽封包的補充資訊中含有的音調的相位值進行取樣，以產生對應數量的額外的相位值陣列。可以將該額外的相位值陣列中的每一個與參考相位值陣列進行比較，以決定在對應數量的時間處是否存在運動。在一些態樣中，可以在逐點的基礎上（在每取樣的基礎上）將每一額外相位值陣列與參考相位值陣列進行比較，從而使用最小均方誤差（MMSE）偵測器產生差值。若所產生的差值大於所選擇的值，則可以提供運動指示。因此，在至少一些態樣中，可以經由MMSE偵測器對參考藍芽封包的補充資訊320進行處理，以產生參考值，並且可以經由MMSE偵測器對每一後續藍芽封包的補充資訊320進行處理，以產生對應的通道估計值。
在一些實施方式中，發送設備可以在附加至藍芽封包的補充資訊中含有的序列的傳輸期間切換天線。更具體而言，再次參考圖3C，在第一設備D1向第二設備D2發送藍芽封包310和補充資訊320時，第一設備D1可以在補充資訊320的傳輸期間切換發送天線TA1-TA4，從而（例如）從第一設備D1的不同發送天線TA1-TA4發送補充資訊320內含有的序列的按順序的部分（例如，相繼音調）。經由使用第一設備D1的不同發送天線發送補充資訊320的按順序的音調，第二設備D2（作為接收設備）可以基於所接收到的補充資訊320中的各音調來估計通道狀況。
例如，第一設備D1可以以1bit/µs的速率發送補充資訊320中含有的各音調，並且可以按照發送速率的整數倍的間隔對其發送天線TA1-TA4進行切換。作為一個實例，第一設備D1可以每隔1µs對其發送天線TA1-TA4進行切換。作為另一個實例，第一設備D1可以每隔2µs（或者按照其他適當切換時間或間隔）對其發送天線TA1-TA4進行切換。在一些實施方式中，第一設備D1可以向第二設備D2發送天線切換排程。在一些態樣中，天線切換排程可以指示發送天線TA1-TA4的切換間隔，並且可以指示發送天線TA1-TA4中的哪一個將發送補充資訊320中含有的序列中的第一音調。在其他態樣中，天線切換排程可以包括指示將從發送天線TA1-TA4中的哪一發送天線發送補充資訊320中含有的序列中的音調中的每一個的映射。
由於第二設備D2（作為接收設備）知道音調序列，並且知道第一設備D1（作為發送設備）的天線切換序列或排程，因此第二設備D2可以使用從第一設備D1的不同天線TA1-TA4發送的音調估計通道狀況。在一些態樣中，第二設備D2（作為接收設備）能夠決定所接收的音調的相位角，隨後基於所決定的相位角來辨識是由第一設備D1的發送天線TA1-TA4中的哪一天線發送的特定音調（或者音調的部分）。
圖4B圖示圖4A的藍芽封包的補充資訊320的補充大小單元（SSU）。已知補充資訊320包括20個SSU 411(1)-411(20)，每一SSU具有8µs的持續時間，並且被劃分為8個1µs的時段412。
圖4C圖示可以用於估計到達角（AoA）資訊的示例性補充資訊配置421-423。補充資訊配置421-423中的每一個可以是圖3A-圖3C以及圖4A-圖4B的補充資訊320的一種實施方式。第一補充資訊配置421表示連續傳輸，其可以用於估計AoA值。
第二補充資訊配置422包括4µs的保護時段、8µs的參考時段以及由交替的切換時槽和取樣時槽構成的序列。在一些態樣中，第二補充資訊配置422可以包括複數個交錯的1µs的切換時槽和1µs的取樣時槽。在發送設備發送包括第二補充資訊配置422的藍芽封包時，接收設備可以每隔1µs就使其信號接收操作在其各接收天線之間進行切換，從而（例如）使其接收天線中的每一個對補充資訊中的對應音調取樣1µs。在一些態樣中，圖3B的第一設備D1可以使用第一接收天線RA1對補充資訊320中的第一音調取樣1µs，切換天線並使用第二接收天線RA2對補充資訊320中的第二音調取樣1µs，切換天線並使用第三接收天線RA3對補充資訊320中的第三音調取樣1µs，切換天線並使用第四接收天線RA4對補充資訊320中的第四音調取樣1µs，切換天線並使用第一接收天線RA1對補充資訊320中的第五音調取樣1µs，從而交替地使用第一設備D1的接收天線RA1-RA4（均使用1µs的時間）來接收補充資訊320的按順序的音調。
第三補充資訊配置423包括4µs的保護時段、8µs的參考時段以及由交替的切換時槽和取樣時槽構成的序列。在一些態樣中，第三補充資訊配置423可以包括複數個交錯的2µs的切換時槽和2µs的取樣時槽。在發送設備發送包括第二補充資訊配置422的藍芽封包時，接收設備可以每隔2µs就使其信號接收操作在其各接收天線之間進行切換，從而（例如）使其接收天線中的每一個對補充資訊中的對應音調取樣2µs。在一些態樣中，圖3B的第一設備D1可以使用第一接收天線RA1對補充資訊320中的第一音調取樣2µs，切換天線並使用第二接收天線RA2對補充資訊320中的第二音調取樣2µs，切換天線並使用第三接收天線RA3對補充資訊320中的第三音調取樣2µs，切換天線並使用第四接收天線RA4對補充資訊320中的第四音調進行取樣2µs，切換天線並使用第一接收天線RA1對補充資訊320中的第五音調取樣2µs，從而交替地使用第一設備D1的接收天線RA1-RA4（均使用2µs的時間）接收補充資訊320的按順序的音調。
圖4D圖示可以用於估計離開角（AoD）資訊的示例性補充資訊配置431-434。補充資訊配置431-433中的每一個可以是圖3A-圖3C以及圖4A-圖4B的補充資訊320的一種實施方式。第三補充資訊配置431-434中的每一個被示為包括4 µs的保護時段、8µs的參考時段以及由交替的切換時槽和取樣時槽構成的序列。第一補充資訊配置431可以包括複數個交錯的1µs的切換時槽和1µs的發送時槽，其可以用於AoD發送。第二補充資訊配置432可以包括複數個交錯的1µs的切換時槽和1µs的取樣時槽，其可以用於AoD接收。第三補充資訊配置433可以包括複數個交錯的2µs的切換時槽和2µs的發送時槽，其可以用於AoD發送。第四補充資訊配置434可以包括複數個交錯的2µs的切換時槽和2µs的取樣時槽，其可以用於AoD接收。
在一些實施方式中，可以基於多徑量在第一時間和第二時間之間的持續時間上發生了超過某一閾值的變化來決定通道資訊的變化。補充地或替代地，在一些實施方式中，可以基於通道相關量在第一時間和第二時間之間的持續時間上發生了超過某一閾值的變化來決定通道資訊的變化。補充地或替代地，在一些實施方式中，可以基於FAP中的功率量在第一時間和第二時間之間的持續時間上發生了超過某一閾值的變化來決定通道資訊的變化。下文關於圖5A-圖5C以及圖6A-圖6C描述這些技術。
圖5A圖示在第一時間T1，在沒有運動的情況下房間510內的多徑無線信號501的實例傳輸。如圖5A所示，第一設備D1接收從第二設備D2發送的無線信號501。無線信號501可以是可根據其來估計通道狀況的任何適當的無線信號，其包括，例如，藍芽（例如，BLE）封包。無線信號501可能受到多徑效應的影響，例如，多徑效應至少是由房間510的牆壁510(2)和510(4)導致的（其他障礙物，諸如傢俱，亦可能導致多徑信號），無線信號501被示為包括第一信號分量501(1)、第二信號分量501(2)以及第三信號分量501(3)。第一信號分量501(1)沿信號直線（LOS）路徑直接從第二設備D2傳輸至第一設備D1，第二信號分量501(2)沿受到牆壁510(2)反射的非LOS（NLOS）路徑從第二設備D2間接傳輸至第一設備D1，第三信號分量501(3)沿受到牆壁510(3)反射的非NLOS路徑從第二設備D2間接傳輸至第一設備D1。因此，與第二信號分量501(2)和第三信號分量501(3)相比，第一信號分量501(1)可以在不同的時間或者以不同的角度到達第一設備D1。
儘管在圖5A中僅圖示了兩個NLOS信號路徑，但是無線信號501可以具有任何數量的沿第二設備D2和第一設備D1之間的任何數量的NLOS路徑傳輸的信號分量。此外，儘管第一信號分量501(1)被圖示為是在沒有居間反射的情況下被第一設備D1接收到的，但是對於其他實例而言，第一信號分量501(1)可以在被第一設備D1接收到之前受到一次或多次反射。
將希望第一設備D1在不使用單獨的或者專用的運動感測器的情況下偵測其附近（例如，房間510內）的運動。在一些實施方式中，第一設備D1可以使用從第二設備D1發送的無線信號看偵測房間510內的運動。更具體而言，第一設備D1可以至少部分地基於無線信號501來估計通道狀況，隨後至少部分地基於所估計的通道狀況來偵測運動。其後，第一設備D1可以基於所偵測到的運動來執行若干操作。例如，第一設備D1可以在偵測到運動時將其自身開啟，在一時間段上未偵測到運動時將其自身關閉。
如圖5A中所示，無線信號501包括與多個到達路徑相關的多徑信號。因此，房間510內的運動的偵測可以是基於多徑信號的至少一個特性。出於本文論述的目的，在圖5A所示的時間T1處房間510內沒有運動（例如，在房間510內沒人的晚上，或者在家裡沒人或者沒人走過房間510的時間期間）。在一些實施方式中，第一設備D1可以在房間510中沒有運動時估計通道狀況，隨後將這些估計出的通道狀況指定為參考通道狀況。參考通道狀況可以儲存在第一設備D1或者耦合至第一設備D1的任何其他適當的設備內，例如，參考通道狀況發生在第一時間T1處。第一設備D1可以連續地、週期性地、隨機地或者在一或多個指定時間（例如，當在房間510內沒有運動時）估計或者決定參考通道狀況。
圖6A圖示圖5A的無線信號501的實例通道脈衝回應600。可以使用作為時間（x軸）的函數的功率（y軸）來表達通道脈衝回應600。如上文關於圖5A所描述的，無線信號501包括視線（LOS）信號分量和非LOS（NLOS）信號分量，並且是在面臨多徑效應的情況下由第一設備D1接收的。在一些實施方式中，第一設備D1可以經由採用無線信號501的通道頻率回應的傅裡葉逆變換（IFT）函數來決定通道脈衝回應600。因此，在一些態樣中，通道脈衝回應600可以是圖5A的無線信號501的時域表示。由於圖5A的無線信號501包括LOS信號分量501(1)和一定數量的NLOS信號分量501(2)-501(3)，因此圖6A的通道脈衝回應600可以是多個sinc脈衝的疊加，每一sinc脈衝與對應時間值上的對應峰或「分接點（tap）」相關。
更具體而言，通道脈衝回應600被示為包括大致出現在時間t4 和t6 之間的主瓣602，並且包括複數個處於主瓣602的兩側的旁瓣603A和603B。主瓣602包括由（例如）多徑效應引起的具有不同幅度的第一峰602A和第二峰602B。第一峰602A具有比第二峰602B大的幅度，其可以表示沿圖5A的通往第一設備D1的第一到達路徑（FAP）傳播的信號分量。在一些態樣中，主峰602A可以是通道脈衝回應600中的第一到達者，其可以表示LOS信號分量以及可以與LOS信號分量在相同的時間（或者近乎相同的時間）上到達第一設備D1的一或多個NLOS信號分量。與旁瓣603A和603B相關聯的tap可以是通道脈衝回應600內的稍後到達者，並且可以代表到達第一設備D1的NLOS信號分量。
如圖6A所示，可以選擇閾值功率位準，並且可以將通道脈衝回應600的超過閾值功率位準的部分指定為參考多徑量。換言之，對於圖6A的實例而言，可以將多徑量表達為超過閾值功率位準的通道脈衝回應600的持續時間。與落在閾值功率位準以下的稍後信號到達相關聯的通道脈衝回應600的各部分可以被指定為雜訊取樣。可以將由圖6A的通道脈衝回應600決定的多徑量儲存到第一設備D1（或另一適當設備）內，其後在其他時間使用多徑量偵測房間510內的運動。
在一些實施方式中，可以量測通道延遲（例如，比閾值長的多徑持續時間）的均方根（RMS）作為多徑量。應當指出，多徑的持續時間是整個通道脈衝回應600的寬度（或時間延遲）；因此，儘管在估計無線信號的角資訊時通常只使用對應於第一到達路徑的通道脈衝回應600的部分，但是在如本文所揭示的偵測運動時亦可以使用整個通道脈衝回應600。可以根據最強信號路徑功率的功率位準或者根據雜訊功率設置閾值功率位準。第一設備D1可以在一或多個稍後的時間處使用在時間T1處決定的參考多徑量偵測房間內的運動。
圖5B圖示當在第二時間T2處發生了運動的情況下圖5A的房間510內的多徑無線信號501的實例傳輸。如圖5B所示，人007進入房間510，並導致了至少一個額外的NLOS信號501(4)。與第一時間T1處房間510的通道狀況（如圖5A中所示）相比，由於人007的存在或運動導致的額外NLOS信號501(4)可以使通道狀況發生變化。根據本案內容的各個態樣，第一設備D1可以使用估計通道狀況在時間T1和T2之間發生的變化而偵測房間510內的運動。更具體而言，第一設備D1可以基於圖5B的信號501（其包括「新」NLOS信號501(4)）來估計通道狀況，隨後將第二時間T2處的估計的通道狀況與在第一時間T1處估計的參考通道狀況進行比較。
圖6B圖示圖5B的無線信號501的實例通道脈衝回應620。圖6B所示的通道脈衝回應620與圖6A所示的通道脈衝回應600類似，只是時間T2處的通道脈衝回應620中的多徑量（例如，具有更長的持續時間）大於圖6A中所示的通道脈衝回應600中的參考多徑量。此外，與圖6A的通道脈衝回應600相比，通道脈衝回應620包括額外的峰602C，其對應於由圖5B所示的房間510內的人007的存在引起的NLOS信號501(4)。因此，在一些實施方式中，可以使用多徑量在時間T1和時間T2之間的變化偵測第一設備D1附近（例如，房間510內）的運動。
圖5C圖示第三時間T3處圖5A的房間510內的多徑無線信號501的實例傳輸。在所示的實例中，人007阻擋LOS信號501(1)。如圖5C所示，人007的位置可能妨礙無線信號501具有到達第一設備D1的LOS信號分量501(1)。缺少LOS信號分量501(1)可能導致時間T3處的通道狀況不同於時間T2處的通道狀況（參考圖5B），亦不同於時間T1處的通道狀況（參考圖5A）。第一設備D1可以使用估計通道狀況在時間T1和T3之間的變化或者在時間T2和T3之間的變化（或者兩者的組合）來偵測房間510內的運動。因此，在一些實施方式中，第一設備D1可以基於圖5C的信號501來估計通道狀況，隨後將時間T3處的估計通道狀況與時間T1處的參考通道狀況進行比較，以偵測運動。另外地或替代地，在一些實施方式中，第一設備D1可以基於圖5C的信號501來估計通道狀況，隨後將時間T3處的估計通道狀況與時間T2處的通道狀況進行比較，以偵測運動。
在一些其他實施方式中，例如，在人007阻礙LOS信號分量時（如圖5C所示），第一設備D1可以使用通道脈衝回應620的第一到達路徑（FAP）偵測運動。更具體而言，第一設備D1可以經由（例如）將時間T1處的通道脈衝回應的FAP信號分量的絕對功率位準與時間T2處的通道脈衝回應的FAP信號分量的功率位準進行比較而決定FAP信號分量的功率位準是否發生了超過閾值的變化。在一些實施方式中，第一設備D1可以對時間T1和時間T3之間FAP的絕對功率位準進行比較。
在一些其他實施方式中，第一設備D1可以在時間T1和時間T3之間對FAP的相對功率位準進行比較。更具體而言，第一設備D1可以相對於整個通道的功率位準比較FAP的功率位準，以決定各FAP信號分量的相對功率位準。經由比較相對功率位準（而不是絕對功率位準），可以使總通道功率標準化，從而（例如）對時間T1和時間T3處的不同接收功率位準進行補償。例如，儘管在時間T2處人007沒有阻擋LOS信號501(1)（參考圖5B），但是總接收功率位準可能相對較低（例如，低於第一值）。相反，儘管在時間T3處人007阻擋了LOS信號501(1)（參考圖5C），但是總功率位準可能相對較高（例如，高於比第一值大的第二值）。補充地或者替代地，第一設備D1可以使運動偵測基於FAP功率位準之間的比較和多徑量的比較。
在一些其他實施方式中，第一設備D1可以對在不同時間決定的通道脈衝回應的形狀進行比較，以偵測運動。例如，第一設備D1可以經由決定通道脈衝回應600和620之間的相關而對通道脈衝回應600的形狀（在時間T1處決定的）和通道脈衝回應620的形狀（在時間T2處決定的）進行比較。在一些此類實施方式中，第一設備D1使用協方差矩陣決定通道脈衝回應600和620之間的相關。在一些其他實施方式中，第一設備D1可以執行掃描（sweep），以決定通道脈衝回應600的若干辨識峰與通道脈衝回應620的若干辨識峰之間的相關，隨後決定通道脈衝回應600的辨識峰是否在功率上高於通道脈衝回應620的辨識峰。此外，若偵測到了運動，則第一設備D1可以觸發額外的運動偵測操作，以消除誤報（false positive），並且/或者更新參考資訊（例如，參考多徑量）。
在一些實施方式中，第一設備D1可以請求從第二設備D2發送一或多個無線信號，而不是（例如）等待接收其他設備（例如，圖5A-圖5C的實例中的第二設備D2）發送的無線信號。在一些此類實施方式中，第一設備D1可以啟動來自第二設備D2的藍芽（例如，BLE）訊息（具有附加的補充資訊）的傳輸，並使用補充資訊320中包含的序列估計通道狀況、估計角資訊或兩者。
圖7A是圖示用於使用無線信號偵測運動的實例操作700的流程圖。出於本文的論述的目的，發送設備可以向接收設備發送無線信號，並且接收設備可以估計無線信號的角資訊（例如，AoA和AoD值）。發送設備可以是任何適當的無線設備，例如，其包括圖1的IoT設備110a-110d之一或者圖2的IoT設備200。類似地，接收設備可以是任何適當的無線設備，例如，其包括圖1的IoT設備110a-110d之一或者圖2的IoT設備200。
接收設備可以決定參考角資訊（701）。可以將參考角資訊儲存到接收設備的記憶體內，參考角資訊可以包括一或多個參考AoA值、一或多個參考AoD值或者一對或多對參考AoA值和AoD值。在一些實施方式中，可以在運動偵測操作之前，在一或多個校準操作期間決定參考角資訊。在其他實施方式中，可以基於在若干先前的運動偵測操作中估計的角資訊來決定參考角資訊。
接收設備可以從發送設備接收包含序列的封包（702）。在一些實施方式中，封包可以是藍芽封包，並且序列可以包含在被附加至藍芽封包的補充資訊中。如前述，在一些實施方式中，藍芽封包可以是BLE封包。在其他實施方式中，封包可以是根據其他適當的無線通訊協定發送的，並且序列可以是可以從其決定角資訊的任何適當的已知序列或圖案。
接收設備可以基於序列來估計封包的角資訊（703）。在一些實施方式中，角資訊可以包括所接收到的封包的AoA值。在其他實施方式中，角資訊可以包括所接收到的封包的AoD值。在一些其他實施方式中，角資訊可以包括所接收到的封包的AoA值和AoD值。
接收設備可以決定所估計的角資訊和參考角資訊之間的差（704）。在一些實施方式中，接收設備可以將所估計的角資訊與參考角資訊進行比較，以決定該差。例如，接收設備可以將估計的AoA值與參考AoA值進行比較，以決定AoA差值。作為另一實例，接收設備可以將估計的AoD值與參考AoD值進行比較，以決定AoD差值。在一些其他實施方式中，接收設備可以將估計的AoA值和AoD值與參考AoA值和AoD值進行比較，以決定角資訊差。
接收設備可以基於所決定的差來偵測運動（705）。在一些實施方式中，接收設備可以基於該差大於或者等於某一值來偵測到運動的存在（705A），並且可以基於該差小於該值來偵測到運動的不存在（705B）。
在一些實施方式中，接收設備亦可以基於所決定的差來決定運動方向（706）。在一些此類實施方式中，接收設備可以基於在一時間段上若干封包的估計的角資訊的變化來決定運動方向。例如，接收設備可以在第一時間接收含有第一序列的第一封包，並且可以在第二時間接收含有第二序列的第二封包。接收設備可以為第一封包決定第一角資訊，並且可以為第二封包決定第二角資訊。接收設備可以經由（例如）決定第一角資訊和第二角資訊之間的差來決定角資訊在第一時間和第二時間之間的變化。隨後，接收設備可以基於所決定的角資訊的差來決定運動方向。
在一些實施方式中，接收設備可以基於所偵測到的運動和所決定的運動方向中的至少一項來執行一或多個操作（708）。在一些態樣中，一或多個操作可以是基於所偵測到的運動。例如，在接收設備是智慧TV並且發送設備是遙控器時，接收設備可以基於偵測到運動的存在來將其自身開啟，並且可以基於偵測到運動的不存在來將其自身關閉。
補充地或者替代地，接收設備可以基於所偵測到的運動和所決定的運動方向中的至少一項來向發送設備發送用於執行一或多個操作的命令（709）。在一些實施方式中，命令可以是基於所偵測到的運動。例如，在接收設備是遙控器，發送設備是智慧TV時，接收設備可以基於偵測到運動的存在來發送開啟智慧TV的命令，並且可以基於偵測到運動的不存在來發送關閉智慧TV的命令。
在一些其他實施方式中，命令可以是基於運動的偵測和所決定的運動方向兩者。作為一個實例，若接收設備是智慧TV，發送設備是遙控器，則接收設備可以基於人正在走向接收設備附近的指示來將其自身開啟，並且可以基於人正在從接收設備附近走開的指示來將其自身關閉。作為另一個實例，若接收設備是遙控器，發送設備是智慧TV，則接收設備可以基於人正在走向智慧TV附近的指示來發送開啟智慧TV的命令，並且可以基於人正在從智慧TV附近走開的指示來發送將智能TV關閉的命令。
圖7B是圖示用於決定參考角資訊的實例操作710的流程圖。接收設備可以從發送設備接收含有參考序列的參考封包（712）。接收設備可以基於參考序列來估計參考封包的角資訊（714）。其後，接收設備可以使用參考封包的估計角資訊作為參考角資訊。如上文所論述的，參考角資訊可以包括參考封包的AoA值、參考封包的AoD值或兩者。在一些實施方式中，參考角資訊可以是基於針對從發送設備接收的相應複數個參考封包而決定的複數個估計的AoA值及/或AoD值。在一些實施方式中，複數個參考封包可以是在單個校準操作期間接收到的。在一些其他實施方式中，複數個參考封包可以是在多個校準操作中接收到的。在又一些實施方式中，可以在若干先前的運動偵測操作期間（而不是在校準操作期間）決定參考角資訊中的一或多個。此外，在至少一些實施方式中，可以將參考角資訊儲存到接收設備的記憶體中。
圖7C是圖示用於估計到達角（AoA）資訊的實例操作720的流程圖。接收設備可以決定到達複數個接收天線的序列的各信號分量之間的相位差（722），並且可以至少部分地基於所決定的相位差來決定封包的到達角（AoA）（724）。在一些實施方式中，接收設備可以使用多個天線接收封包，封包具有附加於其上的含有序列的補充資訊。例如，再次參考圖3B的實例，接收設備D1可以使用四個接收天線RA1-RA4接收從發送設備D2發送的藍芽封包310及其補充資訊320。由於四個接收天線RA1-RA4的天線校準資料（其尤其可以指示四個接收天線RA1-RA4中的每一個之間的距離）對於接收設備D1而言是已知的，因此接收設備D1可以決定到達其四個接收天線RA1-RA4的補充資訊320中含有的序列的各信號分量之間的相位差，並使用接收天線RA1-RA4的已知天線校準資料和所決定的相位差來估計藍芽封包310的AoA資訊。
圖7D是圖示用於估計離開角（AoD）資訊的實例操作730的流程圖。接收設備可以決定從發送設備的複數個發送天線發送的序列的各信號分量之間的相位差（732），並且可以至少部分地基於所決定的相位差來決定封包的離開角（AoD）（734）。在一些實施方式中，發送設備可以使用多個天線發送封包，封包具有附加於其上的含有序列的補充資訊。例如，再次參考圖3C的實例，發送設備D1可以使用四個發送天線TA1-TA4向接收設備D1發送藍芽封包310及其補充資訊320。接收設備D2可以決定從發送設備D1的四個發送天線TA1-TA4發送的序列的各信號分量之間的相位差。接收設備D2可以從發送設備D1接收四個發送天線TA1-TA4的天線校準資料，並使用發送天線TA1-TA4的天線校準資料和所決定的相位差來估計藍芽封包310的AoD資訊。四個發送天線TA1-TA4的天線校準資料尤其可以指示四個發送天線TA1-TA4中的每一個之間的距離。
如本文所使用的，提及項目列表「中的至少一個」的短語是指這些項目的任何組合，其中包括各單一成員。作為實例，「a、b或c中的至少一個」意在涵蓋：a、b、c、a-b、a-c、b-c以及a-b-c。
可以將結合本文揭示的實施方式描述的各種說明性邏輯、邏輯區塊、模組、電路和演算法程序實施為電子硬體、電腦軟體或兩者的組合。已經從功能態樣大致描述了硬體和軟體的可互換性，並且經由上文描述的各種說明性元件、方塊、模組、電路和程序對其提供了舉例說明。經由硬體還是軟體實施此類功能取決於具體的應用和對整個系統提出的設計約束。
可以利用被設計成執行本文所描述的功能的通用單晶片或多晶片處理器、數位訊號處理器（DSP）、特殊應用積體電路（ASIC）、現場可程式設計閘陣列（FPGA）或其他可程式設計邏輯裝置（PLD）、個別閘門邏輯或電晶體邏輯、個別硬體組件或其任意組合來實施或執行用於實施結合本文揭示的各個態樣描述的各種例說明性邏輯、邏輯區塊、模組和電路的硬體和資料處理裝置。通用處理器可以是微處理器，或者任何一般的處理器、控制器、微控制器或狀態機。亦可以將處理器實現為計算設備的組合，例如，計算設備可以是DSP和微處理器的組合、複數個微處理器、一或多個微處理器結合DSP核、或者任何其他此類配置。在一些實施方式中，可以經由特定於給定功能的電路來執行特定程序和方法。
在一或多個態樣中，可以經由硬體、數位電子電路、電腦軟體、韌體（包括本說明書中揭示的結構及其結構均等物）或其任何組合來實現所描述的功能。可以將本說明書中描述的主題的實施方式實現為編碼在電腦儲存媒體上的供資料處理裝置執行或者控制資料處理裝置的操作的一或多個電腦程式，亦即，一或多個電腦程式指令模組。
若用軟體來實現，則這些功能可以作為一或多個指令或代碼儲存在電腦可讀取媒體上或者經由電腦可讀取媒體進行傳輸。可以經由處理器可執行軟體模組來實現本文揭示的方法或演算法的程序，軟體模組可以常駐在電腦可讀取媒體上。電腦可讀取媒體既包括電腦儲存媒體又包括通訊媒體，通訊媒體包括能夠將電腦程式從一地傳輸到另一地的任何媒體。儲存媒體可以是能夠由電腦存取的任何可用媒體。經由舉例而非限制性的方式，此類電腦可讀取媒體可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光碟儲存、磁碟儲存或其他磁存放裝置，或能夠用來以指令或資料結構的形式儲存期望的程式碼並且可以由電腦存取的任何其他媒體。此外，任何連接可以被適當地稱為電腦可讀取媒體。如本文所使用的，磁碟和光碟包括壓縮磁碟（CD）、雷射光碟、光碟、數位多功能光碟（DVD）、軟碟和藍光光碟，其中磁碟通常以磁性方式再現資料，而光碟利用鐳射以光學方式再現資料。以上的組合應當包括在電腦可讀取媒體的範疇之內。此外，方法或演算法的操作可以作為代碼和指令之一、代碼和指令的任何組合或者代碼和指令的集合常駐在可以被包括到電腦程式產品中的機器可讀取媒體和電腦可讀取媒體上。
對於本發明所屬領域中具有通常知識者而言，對本案內容中描述的實施方式的各種修改將是顯而易見的，可以將本文定義的通用原理應用於其他實施方式而不脫離本案內容的精神和範疇。因此，請求項並非意欲限於本文所示的實施方式，而是應被賦予與本案內容、本文揭示的原理和新穎特徵相一致的最寬範疇。
100‧‧‧無線系統
110a‧‧‧物聯網路（IoT）設備
110b‧‧‧物聯網路（IoT）設備
110c‧‧‧物聯網路（IoT）設備
110d‧‧‧物聯網路（IoT）設備
200‧‧‧IoT設備
210‧‧‧收發機
220‧‧‧處理器
221‧‧‧感測器
222‧‧‧輸入/輸出（I/O）設備
223‧‧‧顯示器
224‧‧‧使用者介面
230‧‧‧記憶體
231‧‧‧資料庫
232‧‧‧訊框交換軟體模組
233‧‧‧相位決定軟體模組
234‧‧‧通道狀況和角資訊估計軟體模組
235‧‧‧相關（correlation）軟體模組
236‧‧‧運動偵測軟體模組
237‧‧‧任務特定的軟體模組
300‧‧‧交換
310‧‧‧封包
320‧‧‧補充資訊（SI）
400‧‧‧BLE封包
401‧‧‧前序信號
402‧‧‧存取位址
403‧‧‧協定資料單元（PDU）標頭
404‧‧‧PDU有效載荷
405‧‧‧訊息完整性檢查（MIC）
406‧‧‧循環冗餘檢查（CRC）
411(1)‧‧‧SSU
411(2)‧‧‧SSU
411(3)‧‧‧SSU
411(20)‧‧‧SSU
412‧‧‧時段
421‧‧‧補充資訊配置
422‧‧‧補充資訊配置
423‧‧‧補充資訊配置
431‧‧‧補充資訊配置
432‧‧‧補充資訊配置
433‧‧‧補充資訊配置
434‧‧‧補充資訊配置
501‧‧‧多徑無線信號
501(1)‧‧‧第一信號分量
501(2)‧‧‧第二信號分量
501(3)‧‧‧第三信號分量
501(4)‧‧‧NLOS信號
510‧‧‧房間
600‧‧‧通道脈衝回應
602‧‧‧主瓣
602A‧‧‧第一峰
602B‧‧‧第二峰
602C‧‧‧峰
603A‧‧‧旁瓣
603B‧‧‧旁瓣
620‧‧‧通道脈衝回應
700‧‧‧操作
701‧‧‧方塊
702‧‧‧方塊
703‧‧‧方塊
704‧‧‧方塊
705‧‧‧方塊
705A‧‧‧方塊
705B‧‧‧方塊
706‧‧‧方塊
708‧‧‧方塊
709‧‧‧方塊
710‧‧‧方塊
712‧‧‧方塊
714‧‧‧方塊
720‧‧‧方塊
722‧‧‧方塊
724‧‧‧方塊
730‧‧‧方塊
732‧‧‧方塊
734‧‧‧方塊
圖1圖示實例無線網路。
圖2圖示實例無線設備的方塊圖。
圖3A圖示第一設備和第二設備之間的示例性藍芽封包交換。
圖3B圖示圖3A的第一設備從第二設備接收藍芽封包。
圖3C圖示圖3A的第一設備向第二設備發送藍芽封包。
圖4A圖示實例藍芽低能量（BLE）封包。
圖4B圖示圖4A的BLE封包的補充資訊的補充大小單元（SSU）。
圖4C圖示可以用於估計到達角（AoA）資訊的實例補充資訊配置。
圖4D圖示可以用於估計離開角（AoD）資訊的實例補充資訊配置。
圖5A圖示在第一時間，在沒有運動的情況下房間中的多徑無線信號的實例傳輸。
圖5B圖示當在第二時間，在有運動的情況下圖5A的房間中的多徑無線信號的實例傳輸。
圖5C圖示在第三時間，在有運動的情況下圖5A的房間中的多徑無線信號的實例傳輸。
圖6A圖示圖5A的多徑無線信號的實例通道脈衝回應。
圖6B圖示圖5B的多徑無線信號的示例性通道脈衝回應。
圖7A是圖示用於使用無線信號來偵測運動的示例性操作的流程圖。
圖7B是圖示用於決定參考角的實例操作的流程圖。
圖7C是圖示用於估計AoA資訊的實例操作的流程圖。
圖7D是圖示用於估計AoD資訊的實例操作的流程圖。
在各附圖中相似的元件符號和命名指示相似的元件。
國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

Claims (30)

  1. 一種裝置，包括： 一或多個收發機，其被配置為從一發送設備接收無線信號； 一或多個處理器；及 一記憶體，其包括指令，該等指令在由該一或多個處理器執行時使得該裝置： 從該發送設備接收包括含有一序列的一封包的一無線信號； 基於該序列來估計該封包的角資訊； 決定該所估計的角資訊和一參考角之間的一差；及 基於該所決定的差來偵測運動。
  2. 根據請求項1之裝置，其中用於偵測運動的該等指令的執行使得該裝置： 基於該差大於或等於一值來偵測到運動的一存在；及 基於該差小於該值來偵測到運動的一不存在。
  3. 根據請求項1或2之裝置，其中該所估計的角資訊包括該封包的一到達角（AoA）和該封包的一離開角（AoD）中的至少一項。
  4. 根據請求項1-3中任一項所述的裝置，其中該等指令的執行使得該裝置經由以下操作來決定該參考角： 從該發送設備接收含有一參考序列的一參考封包；及 基於該參考序列來估計該參考封包的角資訊。
  5. 根據請求項1-4中任一項所述的裝置，其中該封包包括一藍芽封包，並且該序列包含在被附加至該藍芽封包的一補充資訊中。
  6. 根據請求項1-5中任一項所述的裝置，其中該序列由複數個接收天線接收，並且用於估計該角資訊的該等指令的執行使得該裝置： 決定到達該複數個接收天線的該序列的信號分量之間的相位差；及 至少部分地基於該等所決定的相位差來決定該封包的一到達角（AoA）。
  7. 根據請求項6之裝置，其中該等指令的執行使得該裝置亦： 基於天線切換排程來在該複數個接收天線之間切換信號接收操作。
  8. 根據請求項1-7中任一項所述的裝置，其中該序列是從該發送設備的複數個發送天線接收的，並且用於估計該角資訊的該等指令的執行使得該裝置： 決定從該複數個發送天線接收的該序列的信號分量之間的相位差；及 至少部分地基於該等所決定的相位差來決定該封包的一離開角（AoD）。
  9. 根據請求項8之裝置，其中該序列包括複數個音調，並且該等指令的執行使得該裝置： 從該發送設備接收一天線切換排程；及 至少部分地基於該天線切換排程來決定該等音調中的每一個是從該複數個發送天線中的哪一個發送的。
  10. 根據請求項1-9中任一項所述的裝置，其中該等指令的執行使得該裝置亦： 至少部分地基於該所決定的差來決定一運動方向。
  11. 根據請求項10之裝置，其中該等指令的執行亦使得該裝置： 基於該所偵測到的運動和該所決定的運動方向中的至少一項來執行一或多個操作。
  12. 一種使用無線信號的運動偵測方法，包括以下步驟： 從一發送設備接收含有一序列的一封包； 基於該序列來估計該封包的角資訊； 決定該所估計的角資訊和一參考角之間的一差；及 基於該所決定的差來偵測運動。
  13. 根據請求項12之方法，其中該偵測包括以下步驟： 基於該差大於或等於一值來偵測到運動的一存在；及 基於該差小於該值來偵測到運動的一不存在。
  14. 根據請求項12或13之方法，其中該角資訊是該封包的一到達角（AoA）和該封包的一離開角（AoD）中的至少一項。
  15. 根據請求項12-14中任一項所述的方法，其中經由以下操作來決定該參考角： 從該發送設備接收含有一參考序列的一參考封包；及 基於該參考序列來估計該參考封包的角資訊。
  16. 根據請求項12-15中任一項該的方法，其中該封包包括一藍芽封包，並且該序列包含在被附加至該藍芽封包的一補充資訊中。
  17. 根據請求項12-16中任一項所述的方法，其中該序列由複數個接收天線接收，並且估計該角資訊包括以下步驟： 決定到達該複數個接收天線的該序列的信號分量之間的相位差；及 至少部分地基於該等所決定的相位差來決定該封包的一到達角（AoA）。
  18. 根據請求項17之方法，其中所述序列包括複數個音調，並且該方法亦包括以下步驟： 基於一天線切換排程來使在該複數個接收天線之間切換信號接收操作。
  19. 根據請求項12-18中任一項所述的方法，其中該序列是從該發送設備的複數個發送天線接收的，並且估計該角資訊包括以下步驟： 決定從該複數個發送天線接收的該序列的信號分量之間的相位差；及 至少部分地基於該等所決定的相位差來決定該封包的一離開角（AoD）。
  20. 根據請求項12-19中任一項所述的方法，亦包括以下步驟： 從該發送設備接收一天線切換排程；及 至少部分地基於該天線切換排程來決定該等音調中的每一個是從該複數個發送天線中的哪一個發送的。
  21. 根據請求項12之方法，亦包括以下步驟： 至少部分地基於該所決定的差來決定一運動方向。
  22. 根據請求項21之方法，亦包括以下步驟： 基於該所偵測到的運動和該所決定的運動方向中的至少一項來執行一或多個操作。
  23. 一種非暫時性電腦可讀取媒體，其包括指令，該等指令在由一接收設備的一或多個處理器執行時使得該接收設備執行包括以下各項的操作： 從一發送設備接收含有一序列的一封包； 基於該序列來估計該封包的角資訊，其中該角資訊是該封包的一到達角（AoA）和該封包的一離開角（AoD）中的至少一項； 決定該所估計的角資訊和參考角資訊之間的一差；及 基於該所決定的差來偵測運動。
  24. 根據請求項23之非暫時性電腦可讀取媒體，其中用於偵測運動的該等指令的執行使得該接收設備執行亦包括以下各項的操作： 基於該差大於或等於一值來偵測到運動的一存在；及 基於該差小於該值來偵測到運動的一不存在。
  25. 根據請求項23或24之非暫時性電腦可讀取媒體，其中該封包包括一藍芽封包，並且該序列包含在被附加至該藍芽封包的一補充資訊中。
  26. 根據請求項23-25中任一項該的非暫時性電腦可讀取媒體，其中該等指令的執行使得該接收設備執行亦包括以下各項的操作： 至少部分地基於該所決定的差來決定一運動方向。
  27. 根據請求項26之非暫時性電腦可讀取媒體，其中該等指令的執行使得該接收設備執行亦包括以下各項的操作： 基於該所偵測到的運動和該所決定的運動方向中的至少一項來執行一或多個操作。
  28. 一種接收設備，包括： 用於從一發送設備接收含有一序列的一封包的單元； 用於基於該序列來估計該封包的角資訊的單元，其中該角資訊是該封包的一到達角（AoA）和該封包的一離開角（AoD）中的至少一項； 用於決定該所估計的角資訊和一參考角之間的一差的單元；及 用於基於該所決定的差來偵測運動的單元。
  29. 根據請求項28之接收設備，其中該用於偵測的單元用於： 基於該差大於或等於一值來偵測到運動的一存在；及 基於該差小於該值來偵測到運動的一不存在。
  30. 根據請求項28或29之接收設備，其中該封包包括一藍芽封包，並且該序列包含在被附加至該藍芽封包的一補充資訊中。
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