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CN114553332B - 一种电子设备、无线通信芯片及信道状态信息测量方法 - Google Patents

一种电子设备、无线通信芯片及信道状态信息测量方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供电子设备、无线通信芯片及信道状态信息测量方法。其中，所述电子设备可包括：第一天线；第二天线；和无线通信芯片，被配置为控制该第一天线广播封包，控制该第二天线接收该第一天线广播的该封包，并根据该第二天线接收的该封包确定信道状态信息。实施本发明实施例可只使用一个电子设备进行感知检测。

Description

一种电子设备、无线通信芯片及信道状态信息测量方法
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，更具体地涉及一种电子设备、无线通信芯片及信道状态信息测量方法。
背景技术
无线通信中，信道状态信息(Channel State Information，CSI)是指通信链路的已知信道特性。CSI描述了信号如何从发送机传播到接收机，并代表了散射(scattering)、衰落(fading)和功率随距离衰减等综合效应。最近，一些应用使用CSI来进行感知检测(sensing detection)，例如可以检测CSI的变化来进行用户行为识别。
在Wi-Fi场景中，CSI是通过一对设备获得的，即第一设备作为发送端发送封包(packet)，第二设备作为接收端接收封包，并估计CSI。然而，这意味着只有在存在两个设备时才能估计CSI，这会给用户带来不便。此外，CSI的变化会因环境设置而改变，即周围环境的变化会增加感知检测的难度。
发明内容
本发明提供一种电子设备、无线通信芯片及信道状态信息测量方法。
本发明提供的一种电子设备，包括：第一天线；第二天线；和无线通信芯片，被配置为控制该第一天线广播封包，控制该第二天线接收该第一天线广播的该封包，并根据该第二天线接收的该封包确定信道状态信息。
本发明提供的一种无线通信芯片，包括：发送电路，被配置为耦接至无线通信芯片外部的第一天线；接收电路，被配置为耦接至该无线通信芯片外部的第二天线；和处理电路，被配置为控制该发送电路通过该第一天线广播封包，并控制该接收电路通过该第二天线接收封包，并根据该接收电路接收的该封包确定信道状态信息；其中该无线通信芯片位于包括该第一天线和该第二天线的电子设备中。
本发明提供的一种信道状态信息测量方法，包括：控制电子设备内的第一天线广播封包；控制该电子设备内的第二天线接收该封包；和根据该第二天线接收的该封包确定信道状态信息。
综上所述，本发明实施例提供的电子设备、无线通信芯片及信道状态信息测量方法通过控制电子设备的一个天线来广播封包，并控制电子设备的另一天线接收封包来计算CSI，用户可以轻松地只使用一个电子设备进行感知检测。
附图说明
图1为本发明一实施例的电子设备的示意图。
图2示出了根据本发明一实施例的天线的布置。
图3示出了根据本发明另一实施例的天线的布置。
图4示出了根据本发明另一实施例的天线的布置。
具体实施方式
在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”及“包括”为一开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大体上”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。此外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电性连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表该第一装置可直接电性连接于该第二装置，或通过其它装置或连接手段间接地电性连接至该第二装置。以下所述为实施本发明的较佳方式，目的在于说明本发明的精神而非用以限定本发明的保护范围，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
接下面的描述为本发明预期的最优实施例。这些描述用于阐述本发明的大致原则而不应用于限制本发明。本发明的保护范围应在参考本发明的权利要求书的基础上进行认定。
图1为本发明一实施例的电子设备100的示意图。如图1所示，电子设备100包括无线通信芯片(在本实施例中，Wi-Fi芯片110作为无线通信芯片)、处理器120以及至少两个天线102和104，其中Wi-Fi芯片110包括处理电路112、发送电路114和接收电路116，发送电路114耦接于天线102，接收电路116耦接于天线104。在本实施例中，电子设备100可以是接入点、路由器、计算器、电视机或任何其他能够与其他设备进行无线通信的电子设备。
在本实施例中，Wi-Fi芯片110被配置为持续使用电子设备内的两个天线102和104来获取CSI，以供Wi-Fi芯片110或处理器120进行感知检测(例如，用户行为识别)。具体地，处理电路112控制发送电路114通过天线102广播封包，接收电路116从天线104接收这些封包。然后，处理电路112根据广播封包的数据和接收到的封包的数据计算CSI。具体来说，广播数据和接收数据的关系可以表示为y＝H*x+n，其中'x'代表广播封包的资料，'y'代表接收封包的资料，'n'代表噪声，'H'代表CSI。另外，CSI具有幅度分量(即实部)和相位分量(即虚部)，CSI可以用矩阵表示。
当发送电路114广播一个封包时，接收电路116可以通过多条路径接收该封包，例如视距(Light-Of-Sight，LOS)传播路径和多条反射路径，处理电路112所确定的CSI为基于这些路径的信号强度。因此，当电子设备100处于稳定的环境中时，处理电路112可能一直确定出相似的CSI(即CSI略有变化)；如果环境改变，例如人进入房间，处理电路112可能确定出不同的CSI，因此Wi-Fi芯片110或处理器120可以基于CSI之间的差异来检测环境变化。
综上所述，图1所示的实施例仅使用一个电子设备100而不是两个设备来获得CSI以检测环境变化。因此，用户可容易地使用电子设备100进行感知检测。
图2示出了根据本发明一实施例的天线102和104的布置。如图2所示，电子设备100可以由电视机来实现，天线102位于电视机的左上角，天线104位于电视机的右上角。天线104接收到的信号可包括LOS传播路径和至少一个反射路径，和/或衍射路径和/或折射路径，处理电路112可以使用LOS传播路径和其他路径对应的信号来确定CSI。
在图2所示的实施例中，因为LOS传播路径指示信号在从天线102到天线104的直接路径(direct path)中传播，所以LOS传播路径对应于最高功率。对于CSI变化的检测，LOS传播路径可能会增加确定CSI变化的复杂度。如图3和图4所示，为解决此问题，电子设备100进一步设计为降低LOS传播路径的能量。
图3示出了根据本发明另一实施例的天线102和104的布置。如图3所示，电子设备100可以由电视机来实现，天线102位于电视机的左上角，天线104位于电视机的右下角。在本实施例中，天线102和天线104之间没有LOS传播路径，因此天线104接收到的信号可能只对应反射路径、衍射路径和/或折射路径，处理电路112可以使用对应这些路径(不包括LOS传播路径)的信号来确定CSI。由于天线104接收到的信号都不是来自具有高功率的LOS传播路径，因此天线104接收到的每个子载波的能量对于处理电路112来说更加清晰，因此便于确定CSI的变化。
需要注意的是，图3所示的天线102和104的布置仅用于说明的目的。在本发明的其他实施例中，只要天线104接收到的信号与LOS传播路径不对应，天线102和104可以设置在电视机的任何位置。例如，天线102可以位于电视机的右下角，而天线104可以位于电视机的左上角；或者天线102可以位于电视机的左下角，而天线104位于电视机的右上角。或者天线102可以位于电视机的右上角，而天线104位于电视机的左下角。或者天线102位于电视机的左上角，天线104位于电视机的右侧或下方；或者天线102位于电视机的右上角，天线104位于电视机的左侧或下侧。或者天线102位于电视机的左下角，天线104位于电视机的右侧或上侧。或者天线102位于电视机的右下角，天线104位于电视机的左侧或下侧。或者天线102位于电视机的上侧和下侧之一，天线104位于电视机的上侧和下侧的另一侧。或者天线102位于电视机的左右两侧之一，天线104位于电视机的左右两侧的另一侧。
图4示出了根据本发明另一实施例的天线102和104的布置。如图所示，电子设备100可以通过电视机来实现，天线102位于电视机的左上角，天线104位于电视机的右上角，以及诸如铁片之类的屏障410位于天线102和104之间的LOS传播路径上。在本实施例中，由于屏障410位于LOS传播路径上，可以认为天线102和104没有LOS传播路径，因此天线104接收到的信号可以只对应反射路径、衍射路径和/或折射路径，处理电路112可以利用没有LOS传播路径的路径对应的信号来确定CSI。由于天线104接收到的信号都不是来具有自高功率的LOS传播路径，因此天线104接收到的每个子载波的能量对于处理电路112来说更加清晰，因此便于确定CSI的变化。
在本发明的另一个实施例中，可以通过控制天线102和104来降低LOS传播路径对应的信号的能量。例如，Wi-Fi芯片110可以通过控制定向天线的极化方向来改变天线隔离度，或者Wi-Fi芯片110可以使用数字补偿来降低LOS传播路径对应的信号的能量。例如，在一种实现方式中，可以在第一时间点(例如，设备处于第一环境下)获取第一CSI，并在第二时间点(例如，设备处于与第一环境不同的第二环境下)获取第二CSI，用第二CSI减去第一CSI，如若两次获取的CSI中均包括LOS传播路径对应的CSI成分，通过这种方式，即可抵消第二CSI中LOS传播路径对应的CSI成分。在另一种实现方式中，当获取CSI之后，可以扣除CSI中与最领先的时序对应的CSI成分(因为LOS传播路径为最短路径，因此最领先的时序对应的CSI成分必然是LOS传播路径产生)。在又一种实现方式中，如果天线间距固定，则可以根据天线间距计算出LOS传播路径的时序，由此在获取CSI之后可直接扣除与LOS传播路径的时序对应的CSI成分。
简而言之，在本发明的CSI测量方法中，通过控制电子设备的一个天线来广播封包，并控制电子设备的另一天线接收封包来计算CSI，用户可以轻松地只使用一个电子设备进行感知检测。在一实施例中，通过将电子设备设计为降低LOS传播路径对应的信号能量，使得天线接收到的每个子载波的能量更加清晰，因此便于确定CSI的变化。
本发明虽以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明的范围，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (17)

1.一种电子设备，其特征在于，包括：
第一天线；
第二天线；和
无线通信芯片，被配置为控制该第一天线广播封包，控制该第二天线接收该第一天线广播的该封包，并根据该第二天线接收的该封包确定信道状态信息；
屏障，位于该第一天线和该第二天线之间的视距传播路径上，该屏障用于防止信号在从该第一天线到该第二天线的直接路径中传播。
2.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，该电子设备为电视机，该第一天线位于该电视机的左上角和右下角之一，该第二天线位于该电视机的该左上角和该右下角中的另一个；或者，该第一天线位于该电视机的右上角和左下角之一，该第二天线位于电视机的该右上角和该左下角中的另一个。
3.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，该电子设备为电视机，该第一天线位于该电视机的左侧和右侧之一，该第二天线位于该左侧和该右侧的另一侧；或者，该第一天线位于该电视机的上侧和下侧之一，该第二天线位于该电视机的该上侧和该下侧的另一个。
4.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，该无线通信芯片通过控制该第一天线和该第二天线中的至少一个的极化方向来调整天线隔离度以降低对应于该第一天线和该第二天线之间的视距传播路径的能量。
5.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，该无线通信芯片通过使用数字补偿来降低对应于该第一天线和该第二天线之间的视距传播路径的能量。
6.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，该无线通信芯片持续控制该第一天线广播多个封包，并控制该第二天线接收该第一天线广播的该多个封包，并根据该第二天线接收到的该多个封包确定多个信道状态信息；并且该电子设备还包括：
处理器，耦接于该无线通信芯片，被配置为根据该多个信道状态信息的变化检测环境变化。
7.一种无线通信芯片，其特征在于，包括：
发送电路，被配置为耦接至无线通信芯片外部的第一天线；
接收电路，被配置为耦接至该无线通信芯片外部的第二天线；和
处理电路，被配置为控制该发送电路通过该第一天线广播封包，并控制该接收电路通过该第二天线接收封包，并根据该接收电路接收的该封包确定信道状态信息；
其中该无线通信芯片位于包括该第一天线和该第二天线的电子设备中；
其中与该发送电路和该接收电路耦接的该第一天线和该第二天线之间的视距传播路径上设置有屏障，该屏障用于防止信号在从该第一天线到该第二天线的直接路径中传播。
8.如权利要求7所述的无线通信芯片，其特征在于，该处理电路持续控制该发送电路通过该第一天线广播多个封包，并控制该接收电路通过该第二天线接收该多个封包，并根据该接收电路接收的该多个封包确定多个信道状态信息。
9.如权利要求7所述的无线通信芯片，其特征在于，该接收电路接收到的该封包不是来自该第一天线和该第二天线之间的视距传播路径。
10.如权利要求7所述的无线通信芯片，其特征在于，该处理电路通过控制该第一天线和该第二天线中的至少一个的极化方向来调整天线隔离度以降低对应于该第一天线和该第二天线之间的视距传播路径的能量。
11.如权利要求7所述的无线通信芯片，其特征在于，该无线通信芯片通过使用数字补偿来降低对应于该第一天线和该第二天线之间的视距传播路径的能量。
12.一种信道状态信息测量方法，其特征在于，包括：
控制电子设备内的第一天线广播封包；
控制该电子设备内的第二天线接收该封包；和
根据该第二天线接收的该封包确定信道状态信息；
其中，该第一天线和该第二天线之间的视距传播路径上设置有屏障，该屏障用于防止信号在从该第一天线到该第二天线的直接路径中传播。
13.如权利要求12所述的信道状态信息测量方法，其特征在于，还包括：
持续控制该电子设备内的该第一天线广播多个封包；
持续控制该电子设备内的该第二天线接收多个封包；和
根据该第二天线接收的该多个封包确定多个信道状态信息。
14.如权利要求12所述的信道状态信息测量方法，其特征在于，该第二天线接收的该封包不是来自该第一天线与该第二天线之间的视距传播路径。
15.如权利要求12所述的信道状态信息测量方法，其特征在于，还包括：
通过控制该第一天线和该第二天线中的至少一个的极化方向来调整天线隔离度以降低对应于该第一天线和该第二天线之间的视距传播路径的能量。
16.如权利要求12所述的信道状态信息测量方法，其特征在于，无线通信芯片通过使用数字补偿来降低对应于该第一天线和该第二天线之间的视距传播路径的能量。
17.如权利要求12所述的信道状态信息测量方法，其特征在于，该信道状态信息测量方法由电视机中的无线通信芯片执行，该电视机包括该第一天线和该第二天线。
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