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公開番号2025083328
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-30
出願番号2024201943
出願日2024-11-19
発明の名称無線周波数検知のためのスペクトルおよび空間ステッチング
出願人サイプレスセミコンダクターコーポレーション,Cypress Semiconductor Corporation
代理人アインゼル・フェリックス=ラインハルト,個人,個人,個人,個人,個人
主分類G01S 13/58 20060101AFI20250523BHJP(測定;試験)
要約【課題】通信および検知システムのための方法およびシステム。
【解決手段】開示された方法は、とりわけ、低帯域幅範囲で動作するアンテナから複数のチャネル周波数応答(CFR)測定値を受信することに応答して、複数のCFR測定値に基づいて、高帯域幅範囲にわたるチャネル状態情報(CSI)を生成するステップと、CSIに基づいて、高帯域幅範囲にわたるドップラーシフトを決定するステップと、を含む。システムは、アンテナに結合された送信機および受信機と、送信機および受信機に結合されたプロセッシングデバイスと、を備える。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
少なくとも１つのアンテナに結合された送信機と、
前記少なくとも１つのアンテナに結合された受信機と、
前記送信機および前記受信機に結合されたプロセッシングデバイスと、
を備えるデバイスであって、
前記プロセッシングデバイスは、
低帯域幅範囲で動作するアンテナから複数のチャネル周波数応答（ＣＦＲ）測定値を受信することに応答して、前記複数のＣＦＲ測定値に基づいて、高帯域幅範囲にわたるチャネル状態情報（ＣＳＩ）を生成することと、
前記ＣＳＩに基づいて、前記高帯域幅範囲にわたるドップラーシフトを決定することと、
を含む動作を実行する、
デバイス。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
前記複数のＣＦＲ測定値の各ＣＦＲ測定値は、さまざまな時間に前記アンテナの異なるチャネルから測定される、
請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記高帯域幅範囲は、前記低帯域幅範囲より大きい、
請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
前記高帯域幅範囲にわたる前記ＣＳＩを生成することは、
前記複数のＣＦＲ測定値のサブセットを識別することと、
前記サブセットの各ＣＦＲ測定値から、それぞれのＣＦＲ測定値の複数の副搬送波ＣＦＲ測定値のうちの１つまたは複数の副搬送波ＣＦＲ測定値を取得することと、
前記サブセットの各ＣＦＲ測定値に関連付けられた前記１つまたは複数の副搬送波ＣＦＲ測定値を、前記高帯域幅範囲にわたる前記ＣＳＩに変換することと、
を含む、
請求項１に記載のデバイス。
【請求項５】
前記サブセットの各ＣＦＲ測定値から、１つまたは複数の副搬送波ＣＦＲ測定値を取得することは、
前記サブセットの各ＣＦＲ測定値のために、それぞれのＣＦＲ測定値のエイジを決定することと、
前記エイジに基づいて、前記それぞれのＣＦＲ測定値の前記複数の副搬送波ＣＦＲ測定値から選択する副搬送波ＣＦＲ測定値の数を識別することと、
識別された前記数に基づいて、前記１つまたは複数の副搬送波ＣＦＲ測定値を選択することと、
を含む、
請求項４に記載のデバイス。
【請求項６】
前記エイジに基づいて、前記それぞれのＣＦＲ測定値の前記複数の副搬送波ＣＦＲ測定値から選択する副搬送波ＣＦＲ測定値の前記数を識別することは、
前記それぞれのＣＦＲ測定値の前記複数の副搬送波ＣＦＲ測定値に関連付けられた副搬送波ＣＦＲ測定値の数を決定することと、
前記エイジに基づいて、重み値を副搬送波ＣＦＲ測定値の前記数に適用し、前記それぞれのＣＦＲ測定値の前記複数の副搬送波ＣＦＲ測定値から選択する副搬送波ＣＦＲ測定値の前記数を決定することと、
を含む、
請求項５に記載のデバイス。
【請求項７】
前記高帯域幅範囲にわたる前記ＣＳＩを生成することは、
前記複数のＣＦＲ測定値の各ＣＦＲ測定値を予測フィルタに提供することと、
前記予測フィルタから、前記高帯域幅範囲にわたる複数の予測されたＣＳＩを取得することと、
前記高帯域幅範囲にわたる前記複数の予測されたＣＳＩを結合し、前記高帯域幅範囲にわたる前記ＣＳＩを生成することと、
を含む、
請求項１に記載のデバイス。
【請求項８】
前記高帯域幅範囲にわたる前記ＣＳＩを生成することは、
前記複数のＣＦＲ測定値を機械学習モデルに提供することと、
前記機械学習モデルから、前記高帯域幅範囲にわたる前記ＣＳＩを取得することと、
を含む、
請求項１に記載のデバイス。
【請求項９】
低帯域幅範囲で動作するアンテナから複数のチャネル周波数応答（ＣＦＲ）測定値を受信することに応答して、前記複数のＣＦＲ測定値の各ＣＦＲ測定値のために、前記低帯域幅範囲にわたる第１のドップラートレースを生成するステップと、
前記複数のＣＦＲ測定値の各ＣＦＲ測定値に関連付けられた前記第１のドップラートレースに基づいて、高帯域幅範囲にわたる第２のドップラーシフトを生成するステップと、
を含む方法。
【請求項１０】
前記低帯域幅範囲にわたる前記第１のドップラートレースを生成するステップは、
前記複数のＣＦＲ測定値に基づいて、前記アンテナのチャネル状態情報（ＣＳＩ）を決定するステップと、
前記アンテナの前記ＣＳＩに基づいて、前記低帯域幅範囲にわたる前記第１のドップラートレースを決定するステップと、
を含む、
請求項９に記載の方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この開示は、ワイヤレスデバイスに関するものであり、より詳しくは、無線周波数検知のためのスペクトルおよび空間ステッチングに関するものである。
続きを表示（約 3,100 文字）【背景技術】
【０００２】
空間内の個人を検出および／または位置特定する無線周波数（ＲＦ）検知および位置特定は、多くのアプリケーションで使用可能であり、特に、ワイヤレスデバイスによって使用可能である。典型的には、ワイヤレスデバイスは、Ｗｉ－Ｆｉ（ＴＭ）技術またはＩＥＥＥ８０２．１１標準によって構成されるが、ブルートゥース（Ｒ）（ＢＴ）、ブルートゥース（Ｒ）ローエナジー（ＢＬＥ）、Ｚｉｇｂｅｅ（Ｒ）、赤外線などを含む他のワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）またはパーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）技術を通じて通信するワイヤレスデバイスにも関することができる。いくつかの場合、この種のワイヤレスデバイスは、人間を含む他の物体を検出することができるレーダー装置として、ＰＡＮ技術（例えば、Ｗｉ－Ｆｉ（ＴＭ））を使用することができる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本開示の態様および実施態様は、以下で与えられる詳細な説明ならびに開示のさまざまな態様および実施態様の添付の図面からより完全に理解されるが、これらは、開示を特定の態様または実施態様に制限するものとみなされるべきではなく、説明および理解のためのみに与えられる。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
一例の実施形態に従う、静止物体のＲＦ検知および位置特定のために構成される例示的なワイヤレスデバイスのブロック図である。
本開示の実施態様に従う、ワイヤレスデバイスのステッチングコンポーネントの簡略ブロック図である。
本開示の実施態様に従って、単一のアンテナを有するワイヤレスデバイスのためのより高い帯域幅範囲にわたるドップラートレースを予測する一例の方法のフロー図を描写する。
本開示の実施態様に従って、単一のアンテナを有するワイヤレスデバイスのためのより高い帯域幅範囲にわたるドップラートレースを予測する一例の方法のフロー図を描写する。
、本開示の実施態様に従って、複数のアンテナを有するワイヤレスデバイスのためのより高い帯域幅範囲にわたるチャネル特性評価を予測する一例の方法のフロー図を描写する。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
本開示の態様は、無線周波数（ＲＦ）検知のためのスペクトルおよび空間ステッチングに関する。ワイヤレスデバイスは、放出されたＲＦ信号を利用し、情報を収集し、専用のセンサまたは追加のインフラを必要とすることなく、さまざまな洞察を推定する。ＲＦ信号は、放出されると、物体、人々または環境と相互作用するので、変化およびひずみを経験しうる。ＲＦ信号の反射、回折および吸収によって生ずるこれらの変化は、分析および解釈され、有用な情報を抽出することができる。ＲＦ信号における変化をモニタすることによって、ワイヤレスデバイスは、移動、存在、ジェスチャ、呼吸パターン、物体相互作用および他の物理現象の検出および追跡を実行することができる。ワイヤレスデバイスは、ＲＦ信号のチャネル状態情報（ＣＳＩ）および／または他のパラメータ、例えば、受信信号強度（ＲＳＳＩ）を利用して、意味があるデータを抽出する。ワイヤレスデバイスによって利用されるＣＳＩは、高帯域幅ノイズのようなノイズを含みうる。典型的には、ノイズは、さまざまなソース、例えば、ＰＬＬ（位相ロックループ）、位相オフセット、残留搬送波周波数オフセットおよびＡＧＣ（自動利得制御）動作によって誘発される欠陥から生ずる。
【０００６】
ワイヤレスデバイスは、検知および位置特定のための特定の要件に基づいて構成されてもよい。ワイヤレスデバイスのアンテナの数および／またはアンテナの動作帯域幅を選択することは、特定の要件を満たすことを支援する。ワイヤレスデバイスのアンテナの動作帯域幅は、検知および位置特定の分解能および正確さを決定する。例えば、動作帯域幅がより高い（例えば、８０、１６０または３２０ＭＨｚ）ほど、分解能は、より微細であり、したがって、小さい移動および／またはジェスチャのより良好な検出および追跡を提供する。一方、動作帯域幅がより低い（例えば、２０ＭＨｚ）ほど、分解能は、より粗く、したがって、小さい移動および／またはジェスチャの検出および追跡を減少する。ワイヤレスデバイスのアンテナの数は、検知および位置特定の空間分解能に影響を及ぼす。例えば、ワイヤレスデバイスにより多くのアンテナ（例えば、４つのアンテナ）があると、ワイヤレスデバイスは、環境のより広範囲のビューを捉えることができ、したがって、改善された分解能および正確さを提供する。例えば、異なるチャネルにおけるアンテナからの大規模のＣＳＩを用いて、検知および位置特定を最大化することができる。一方、ワイヤレスデバイスにわずかなアンテナ（例えば、１つのアンテナ）しかないと、ワイヤレスデバイスは、環境の１つのビューのみを捉え、したがって、検知および位置特定の分解能を制限する。
【０００７】
より多くのアンテナを有するワイヤレスデバイスおよび／またはワイヤレスデバイスのアンテナの動作帯域幅を増加させることは、検知および位置特定の正確さ、分解能および全体的性能を提供するが、ワイヤレスデバイスは、高コストかつ複雑になりうるし、電力消費を増加させ、バッテリー寿命および全体のエネルギー効率に影響を与えうる。
【０００８】
本開示の態様および実施形態は、わずかなアンテナおよび／またはより低い帯域幅で動作するアンテナを有するワイヤレスデバイスを利用するシステムおよび方法を使用可能にすることによって、既存の技術のこれらおよび他の制限に対処し、より多くのアンテナおよび／またはより高い帯域幅で動作するアンテナを有するワイヤレスデバイスと同じ性能を取得する。
【０００９】
特に、チャネル周波数応答（ＣＦＲ）測定値は、さまざまな時間にアンテナの異なるチャネル（またはさまざまな時間に複数のアンテナ）から取得される。上述したように、アンテナは、低帯域幅範囲（例えば、２０ＭＨｚ）で動作する。いくつかの実施形態では、高帯域幅範囲（例えば、８０ＭＨｚ）にわたるＣＳＩ測定値またはドップラートレースは、アンテナの低帯域幅範囲で取得されるＣＦＲ測定値から予測される。
【００１０】
高帯域幅範囲にわたるＣＳＩ測定値および／またはドップラートレースの予測は、経時的なチャネル特性の時間コヒーレンスならびに空間および周波数ドメインの間の相関に基づく。時間コヒーレンスは、経時的なチャネル特性の安定性に関連し、チャネル条件が、特定の持続期間内で比較的一定のままであり、ゆっくり変化することを示す。空間および周波数ドメインの間の相関は、空間変化および周波数選択チャネル影響の間の相互作用に関連する。空間ドメインは、デバイスの物理的な位置、配向および移動に関するものであり、周波数ドメインは、異なる周波数にわたる信号パワーの分布を表現する。両方のドメインのチャネル測定値を分析することは、チャネル応答がどのように空間的におよび異なる周波数によって変化するかの包括的な理解を可能にする。換言すれば、時間コヒーレンスならびに空間および周波数ドメイン相関に起因して、より高い帯域幅にわたるＣＳＩ測定値および／またはドップラートレースを予測することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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