移动终端运动状态确定方法及确定装置与流程

本申请实施例涉及无线通信技术和无线电测速领域，尤其涉及一种移动终端运动状态确定方法及确定装置。

背景技术：

移动终端正在向着智能化方向高速发展，随着用户体验要求的提高，与移动终端的运动相关的测量(例如，运动速度测定、姿势变化测定和运动轨迹测量，等等)也日渐成为移动终端的必备功能，现在多采用微型化的陀螺仪和加速度计等硬件模块实现终端的运动相关测定。然而，由于受技术和终端设备体积的限制，加之移动场景中复杂的周围环境，这样的硬件模块易受周围磁场影响且精度往往受限。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请实施例的目的在于提供一种移动终端运动状态确定方案。

为实现上述目的，第一方面，本申请实施例提供了一种移动终端运动状态确定方法，所述方法包括：

获取移动终端至少两个时刻接收到的电磁波信号；

至少根据所述移动终端接收到的来自至少一目标路径的电磁波信号在所述至少两个时刻的波达方向估计，确定所述移动终端的姿态变化；

其中，所述来自至少一目标路径的电磁波信号中包括所述移动终端发射的至少一参考电磁波信号。

结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述获取移动终端至少两个时刻接收到的电磁波信号中：

通过所述移动终端的智能天线获取所述移动终端至少两个时刻接收到的电磁波信号。

结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述方法还包括：

确定所述至少两个时刻接收到的电磁波信号的波达方向估计。

结合第一方面或第一方面的上述任一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述确定至少两个时刻接收到的电磁波信号的波达方向估计中：

通过所述移动终端的智能天线确定所述至少两个时刻接收到的电磁波信号的波达方向估计。

结合第一方面或第一方面的上述任一种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述确定所述移动终端的姿态变化包括：

至少根据所述移动终端接收到的电磁波信号的图案，确定所述来自至少一目标路径的电磁波信号；

至少根据所述来自至少一目标路径的电磁波信号在所述至少两个时刻中任意两个时刻的波达方向估计，确定所述移动终端所述任意两个时刻的姿态变化。

结合第一方面或第一方面的上述任一种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述确定所述移动终端的姿态变化包括：

至少根据所述移动终端至少两个时刻接收到的电磁波信号的信道特征，确定来自至少一目标路径的电磁波信号；

至少根据所述来自至少一目标路径的电磁波信号在所述至少两个时刻中任意两个时刻的波达方向估计，确定所述移动终端所述任意两个时刻的姿态变化。

结合第一方面或第一方面的上述任一种可能的实现方式，在第六 种可能的实现方式中，所述确定来自至少一目标路径的电磁波信号中：

确定在所述至少两个时刻中的不同时刻接收到的、且具有相同的信道特征的电磁波信号为目标路径电磁波信号。

结合第一方面或第一方面的上述任一种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，所述确定所述移动终端的姿态变化还包括：

对所述至少两个时刻接收到的电磁波信号进行信道估计，确定在所述至少两个时刻中任意时刻接收到的电磁波信号的信道特征。

第二方面，本申请实施例提供了一种移动终端运动状态确定方法，所述方法包括：

通过移动终端发射至少一参考电磁波信号；

至少根据所述移动终端接收到的来自至少一目标路径的电磁波信号在至少两个时刻的波达方向估计，确定所述移动终端的姿态变化；

其中，所述来自至少一目标路径的电磁波信号中包括所述至少一参考电磁波信号。

结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

确定所述至少两个时刻接收到的电磁波信号的波达方向估计。

结合第二方面或第二方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述确定至少两个时刻接收到的电磁波信号的波达方向估计中：

通过所述移动终端的智能天线确定所述至少两个时刻接收到的电磁波信号的波达方向估计。

结合第二方面或第二方面的上述任一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述至少一电磁波信号具有选定的图案。

所述确定所述移动终端的姿态变化包括：

至少根据所述移动终端接收到的电磁波信号的图案，确定所述来自至少一目标路径的电磁波信号；

至少根据所述来自至少一目标路径的电磁波信号在所述至少两 个时刻中任意两个时刻的波达方向估计，确定所述移动终端所述任意两个时刻的姿态变化。

结合第二方面或第二方面的上述任一种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述确定所述移动终端的姿态变化包括：

至少根据所述移动终端至少两个时刻接收到的电磁波信号的信道特征，确定来自至少一目标路径的电磁波信号；

至少根据所述来自至少一目标路径的电磁波信号在所述至少两个时刻中任意两个时刻的波达方向估计，确定所述移动终端所述任意两个时刻的姿态变化。

结合第二方面或第二方面的上述任一种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述确定来自至少一目标路径的电磁波信号中：

确定在所述至少两个时刻中的不同时刻接收到的、且具有相同的信道特征的电磁波信号为目标路径电磁波信号。

结合第二方面或第二方面的上述任一种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述确定所述移动终端的姿态变化还包括：

对所述至少两个时刻接收到的电磁波信号进行信道估计，确定在所述至少两个时刻中任意时刻接收到的电磁波信号的信道特征。

第三方面，本申请实施例提供了一种移动终端运动状态确定装置，所述装置包括：

一获取模块，用于获取移动终端至少两个时刻接收到的电磁波信号；

一第一确定模块，用于至少根据所述移动终端接收到的来自至少一目标路径的电磁波信号在所述至少两个时刻的波达方向估计，确定所述移动终端的姿态变化；

其中，所述来自至少一目标路径的电磁波信号中包括所述移动终端发射的至少一参考电磁波信号。

结合第三方面，在第一种可能的实现方式中，所述获取模块通过 所述移动终端的智能天线获取所述移动终端至少两个时刻接收到的电磁波信号。

结合第三方面或第三方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述装置还包括：

一第二确定模块，用于确定所述至少两个时刻接收到的电磁波信号的波达方向估计。

结合第三方面或第三方面的上述任一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述第二确定模块通过所述移动终端的智能天线确定所述至少两个时刻接收到的电磁波信号的波达方向估计。

结合第三方面或第三方面的上述任一种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述第一确定模块包括：

一第一确定单元，用于至少根据所述移动终端接收到的电磁波信号的图案，确定所述来自至少一目标路径的电磁波信号；

一第二确定单元，用于至少根据所述来自至少一目标路径的电磁波信号在所述至少两个时刻中任意两个时刻的波达方向估计，确定所述移动终端所述任意两个时刻的姿态变化。

结合第三方面或第三方面的上述任一种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述第一确定模块包括：

一第一确定单元，用于至少根据所述移动终端至少两个时刻接收到的电磁波信号的信道特征，确定来自至少一目标路径的电磁波信号；

一第二确定单元，用于至少根据所述来自至少一目标路径的电磁波信号在所述至少两个时刻中任意两个时刻的波达方向估计，确定所述移动终端所述任意两个时刻的姿态变化。

结合第三方面或第三方面的上述任一种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述第一确定单元确定在所述至少两个时刻中的不同时刻接收到的、且具有相同的信道特征的电磁波信号为目标路径电磁波信号。

结合第三方面或第三方面的上述任一种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，所述第一确定模块还包括：

一第三确定单元，用于对所述至少两个时刻接收到的电磁波信号进行信道估计，确定在所述至少两个时刻中任意时刻接收到的电磁波信号的信道特征。

第四方面，本申请实施例提供了一种移动终端运动状态确定装置，所述装置包括：

一发射模块，用于通过移动终端发射至少一参考电磁波信号；

一第三确定模块，用于至少根据所述移动终端接收到的来自至少一目标路径的电磁波信号在至少两个时刻的波达方向估计，确定所述移动终端的姿态变化；

其中，所述来自至少一目标路径的电磁波信号中包括所述至少一参考电磁波信号。

结合第四方面，在第一种可能的实现方式中，所述装置还包括：

一第四确定模块，用于确定所述至少两个时刻接收到的电磁波信号的波达方向估计。

结合第四方面或第四方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述第四确定模块通过所述移动终端的智能天线确定所述至少两个时刻接收到的电磁波信号的波达方向估计。

结合第四方面或第四方面的上述任一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述至少一电磁波信号具有选定的图案。

所述第三确定模块包括：

一第四确定单元，用于至少根据所述移动终端接收到的电磁波信号的图案，确定所述来自至少一目标路径的电磁波信号；

一第五确定单元，用于至少根据所述来自至少一目标路径的电磁波信号在所述至少两个时刻中任意两个时刻的波达方向估计，确定所述移动终端所述任意两个时刻的姿态变化。

结合第四方面或第四方面的上述任一种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述第三确定模块包括：

一第四确定单元，用于至少根据所述移动终端至少两个时刻接收到的电磁波信号的信道特征，确定来自至少一目标路径的电磁波信号；

一第五确定单元，用于至少根据所述来自至少一目标路径的电磁波信号在所述至少两个时刻中任意两个时刻的波达方向估计，确定所述移动终端所述任意两个时刻的姿态变化。

结合第四方面或第四方面的上述任一种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述第四确定单元确定在所述至少两个时刻中的不同时刻接收到的、且具有相同的信道特征的电磁波信号为目标路径电磁波信号。

结合第四方面或第四方面的上述任一种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述第三确定模块还包括：

一第六确定单元，用于对所述至少两个时刻接收到的电磁波信号进行信道估计，确定在所述至少两个时刻中任意时刻接收到的电磁波信号的信道特征。

本申请实施例的方法及装置能够基于移动终端接收信号多径传播的传输特征，至少根据移动终端接收到的移动终端发射的至少一参考电磁波信号完成移动终端运动速度的确定，精度较高。

附图说明

图1为本申请第一种实施例的移动终端运动状态确定方法的一种示例的流程示意图；

图2为本申请第二种实施例的移动终端运动状态确定方法的一种示例的流程示意图；

图3(a)至图3(d)为本申请第一种实施例的移动终端运动状态确定装置的多种示例的结构示意图；

图4(a)至图4(d)为本申请第二种实施例的移动终端运动状态确定装置的多种示例的结构示意图；

图5为本申请第一种实施例的移动终端运动状态确定装置的又一种示例的结构示意图；

图6为本申请第二种实施例的移动终端运动状态确定装置的又一种示例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本申请的具体实施方式作进一步详细说明。以下实施例用于说明本申请，但不用来限制本申请的范围。

本领域技术人员可以理解，本申请中的“第一”、“第二”等术语仅用于区别不同设备、模块或参数等，既不代表任何特定技术含义，也不表示它们之间的必然逻辑顺序

此外，在本申请各实施例中，所述“移动终端”可为任意具有移动及电磁波信号收发功能的设备，尤其指通过智能天线进行至少电磁波信号的接收的设备，这样的设备可包括任意终端设备，例如，手机、车载设备、便携式设备等。所述的智能天线是指带有可以判定电磁波信号的空间信息(比如传播方向)以及接收频率等特征的智能算法的天线阵列。

移动终端经常会被各种散射体包围，视距路径大多会被阻挡，基站侧的电磁波信号在达到移动终端的过程中，经大气层的散射、电离层的反射和折射，以及山峦、建筑等地表散射体的反射等，将通过多条传播路径到达移动终端，移动终端将接收到来自各种散射造成的多条路径的信号(也称多径分量)。

在移动终端的接收环境存在非视距传输以及多径分量的条件下，本申请各实施例对移动终端接收到的来自多条路径的电磁波信号进行分析和处理，基于移动终端的运动方向与信号在移动终端的智能天 线上的入射方向的夹角之间的关系等，能够以较高的精度实现对移动终端运动状态的确定。

图1是依照本申请第一种实施例的移动终端运动状态确定方法的流程图，该方法可由任一移动终端设备执行，也可由独立于任一移动终端设备的其他设备执行。如图1所示，该方法包括：

S120.获取移动终端至少两个时刻接收到的电磁波信号。

如上所述的，由于移动终端的与各种散射体之间可能发生的相对运动，移动终端每个时刻可能接收到来自不同路径的电磁波信号，也即，前一时刻接收到来自一路径的信号，下一时刻该路径可能已经不复存在，因此，需要根据两个接收时刻稳定存在的路径才能精确地确定移动终端的姿态变化。也即，在步骤S120中，获取移动终端至少两个时刻接收到的电磁波信号。在一种可能的实现方式中，通过所述移动终端的智能天线获取所述移动终端至少两个时刻接收到的电磁波信号。若执行本实施例的方法的主体独立于移动终端设备，所述获取可为通过与移动终端设备通信实现的；否则，可直接通过使用智能天线接收的方式获取。

S140.至少根据所述移动终端接收到的来自至少一目标路径的电磁波信号在所述至少两个时刻的波达方向估计，确定所述移动终端的姿态变化。其中，所述来自至少一目标路径的电磁波信号中包括所述移动终端发射的至少一参考电磁波信号。

移动终端接收到的电磁波信号通常来自基站或者无线接入点设备。经分析，相隔时间很小、移动终端的位移相对电磁波信号的波长较小时，移动终端可以接收到来自同一条较为稳定的路径(下称“目标路径”)的电磁波信号，并且，这样的路径信号应具有相同或者相似的信道特征。但是，在特定环境下，例如，室内环境，基站和/或无线接入点发出的电磁波较少被移动终端接收到，在这样的情况下较为稳定的路径可能根本不存在，从而无法基于此对移动终端的运动状 态进行判断。为了保证这样的稳定的路径一定能存在，本申请各实施例中的移动终端具有全双工收发模式，即，在需要确定移动终端的运动状态时，移动终端自身可持续发射至少一参考电磁波信号，同时，移动终端能够接收到其自身发射的至少以参考电磁波信号，换句话说，移动终端能够同时实现同频信号的发射和接收。步骤S120中获取的移动终端接收到的电磁波信号中还包括移动终端自身发出的至少一参考电磁波信号。移动终端自身发出的至少一参考电磁波信号的收发路径较为稳定，也即所述至少一目标路径中必然存在移动终端自身发出的至少一参考电磁波信号通过反射、散射等过程由移动终端接收的路径。本实施例的方法即基于此确定较长的一段时间内仍然存在的这样的路径的信号特征，进而确定移动终端的姿态变化，从而获得较高的测量精度。在步骤S140中，至少根据所述移动终端接收到的来自至少一目标路径的电磁波信号在所述至少两个时刻的波达方向估计，确定所述移动终端的姿态变化。具言之，本实施例的方法还包括：

S130.确定所述至少两个时刻接收到的电磁波信号的波达方向估计。类似地，也可通过移动终端的智能天线直接确定各路径的波达方向估计(Direction Of Arrival，DOA)，波达方向估计又称为谱估计(spectral estimation)、波达角(Angle Of Arrival)估计，是指对空间信号的到达方向(各个信号到达智能天线阵列参考阵元的方向角以及俯仰角，简称波达方向)的估计。若执行本实施例的方法的主体独立于移动终端设备，所述确定可为通过与移动终端设备通信的方式实现的。

在本实施例的方法中，参考电磁波信号可为任意形式的信号。为了能够更快的确定该参考电磁波信号的路径，在一种可能的实现方式中，该参考电磁波信号可为具有选定的图案的信号，也即，具有特定的信号结构，该信号结构为能够用于区分移动终端发射的电磁波信号与其他电磁波信号即可，本实施例的方法不对该信号结构做任何限制 在这样的实现方式中，步骤S140可进一步包括:

S142.至少根据所述移动终端接收到的电磁波信号的图案，确定所述来自至少一目标路径的电磁波信号。

S144.至少根据所述来自至少一目标路径的电磁波信号在所述至少两个时刻中任意两个时刻的波达方向估计，确定所述移动终端所述任意两个时刻的姿态变化。

在另一种可能的实现方式中，本实施例的方法还可根据电磁波信号的信道特征来确定至少一目标路径，进而根据对应的波达方向估计确定移动终端的运动状态。在这样的实现方式中，步骤S140可进一步包括：

S142’.至少根据所述至少两个时刻接收到的电磁波信号的信道特征，确定来自至少一目标路径的电磁波信号。

在一种可能的实现方式中，确定所述至少两个时刻接收到的电磁波信号中不同时刻接收到的、且具有相同的信道特征的电磁波信号为目标路径电磁波信号。需要说明的是，在本实施例的方法中，“相同的信道特征中”的“相同”不仅包括严格的相同，还包括在本领域的技术人员能够理解的范围内的相同或相似。举例说明，在考虑两个时刻的电磁波信号的情况下，假设移动终端在t1时刻接收到的多径分量包括B1,B2,B3,B4，t2时刻接收到的多径分量包括B1’,B2’,B4’，且其中，B1,B2,B4分别与B1’,B2’,B4’具有相似的信道特征，则确定B1和B1’为来自同一路径的信号，B2和B2’是来自同一路径的信号，B4和B4’是来自同一路径的信号，这三条路径均为所述目标路径。在考虑超过两个时刻的电磁波信号的情况下，假设移动终端在t1时刻接收到的多径分量包括B1,B2,B3,B4，t2时刻接收到的多径分量包括B1’,B2’,B4’，t3时刻接收到的多径分量包括B3”,B4”，且其中，B4,B4’与B4”具有相似的信道特征，则确定对应的一条路径为目标路径。

需要说明的是，移动终端智能天线阵列同时接收到来自多个传播 路径的信号(阵列天线可处理波束的数量由阵列天线阵元数和阵列处理算法决定。一般接收的波束数量小于阵元数，当利用虚拟阵列技术、压缩感知技术等后，在预知信号特征的前提下，可处理波束的数量可以大于阵元数)。

S144’.至少根据所述来自至少一目标路径的电磁波信号在所述至少两个时刻中任意两个时刻的波达方向估计，确定所述移动终端所述任意两个时刻的姿态变化。

根据对所述至少一目标路径的电磁波信号的波达方向估计，能够确定各时刻目标路径的电磁波信号的方位角以及俯仰角，根据至少两个时刻的波达方向估计，也即至少两个时刻的目标路径的电磁波信号的方位角及俯仰角，能够确定任意两个时刻移动终端的姿态变化，其中，方位角的变化表示移动终端的水平方向上的旋转，也即水平旋转姿态的变化；俯仰角的变化表示移动终端俯仰方向上的旋转转变化。此外，若存在超过一条目标路径，可确定该多条目标路径对应的多个方向角和俯仰角的平均值为该时刻的方位角和俯仰角，从而进一步提高姿态变化的精度。

综上，本实施例的方法能够利用移动终端的智能天线及移动终端发射的参考电磁波信号，对所接收的到的多条路径信号进行筛选，取出其中相对稳定的路径，对稳定的路径信号进行处理以达到测姿的目的。

此外，在本实施例的方法中，所述信道特征至少包括绝对时延和衰减系数，可根据信道估计来确定所述信道特征。也即，步骤S140还包括：

S141.采用现有技术对所述至少两个时刻接收到的电磁波信号进行信道估计，确定在所述至少两个时刻中任意时刻接收到的电磁波信号的信道特征，其中含有绝对时延(电磁波从发射到被接收的时间)和衰减系数。

其中，如何根据接收到的信号进行信道估计是本领域已成熟的技术，在此不作赘述。且对于来自任一条路径的电磁波信号，其衰减系数可以根据(例如通过移动终端的智能天线能够直接根据接收信号确定的)接收功率以及(例如根据基站与移动终端之间的同步信号中获取的)发射功率之间的比值确定。也可采用本领域已成熟的各种技术来根据信道估计结果确定多径信号的绝对时延，例如，从信道冲激响应中直接提取，或采用接收信号到达时间(time of arrival,TOA)算法，等等。

综上，本实施例的方法能够基于移动终端接收信号多径传播的传输特征，根据移动终端接收到的多条路径的电磁波信号完成移动终端姿态变化的确定，精度较高。

本申请还提供了另一种移动终端运动状态确定方法。该方法可由任一移动设备执行，或者由独立的装置执行。图2为本申请第二种实施例的移动终端运动状态确定方法的一种示例的流程图。如图2所示，该方法包括：

S220.通过移动终端发射至少一参考电磁波信号。

如结合图1所描述的，为了保证移动终端能够接收到来自稳定的路径的电磁波信号，本申请各实施例中的移动终端具有全双工收发模式，即，在需要确定移动终端的运动状态时，移动终端自身可持续发射至少一参考电磁波信号，同时，移动终端能够接收到其自身发射的至少以参考电磁波信号，换句话说，移动终端能够同时实现同频信号的发射和接收。步骤S220中通过移动终端发射至少一参考电磁波信号。移动终端自身发出的至少一参考电磁波信号的收发路径较为稳定，也即所述至少一目标路径中必然存在移动终端自身发出的至少一参考电磁波信号通过反射、散射等过程由移动终端接收的路径。步骤S220可为响应于移动终端测姿需求触发，也可为周期或持续执行的。

S240.至少根据所述移动终端接收到的来自至少一目标路径的 电磁波信号在至少两个时刻的波达方向估计，确定所述移动终端的姿态变化。其中，所述来自至少一目标路径的电磁波信号中包括所述至少一参考电磁波信号。

本实施例的方法即基于此确定较长的一段时间内仍然存在的这样的路径的信号特征，进而确定移动终端的姿态变化，从而获得较高的测量精度。在步骤S240中，至少根据所述移动终端接收到的来自至少一目标路径的电磁波信号在所述至少两个时刻的波达方向估计，确定所述移动终端的姿态变化。具言之，本实施例的方法还包括：

S230.确定所述至少两个时刻接收到的电磁波信号的波达方向估计。类似地，也可通过移动终端的智能天线直接确定各路径的波达方向估计。若执行本实施例的方法的主体独立于移动终端设备，所述确定可为通过与移动终端设备通信的方式实现的。

仍如结合图1所描述的，在本实施例的方法中，步骤S220中可通过移动终端发射具有选定的图案的至少一参考电磁波信号，也即，所述参考电磁波信号具有特定的信号结构，该信号结构为能够用于区分移动终端发射的电磁波信号与其他电磁波信号即可，本实施例的方法不对该信号结构做任何限制在这样的实现方式中，步骤S240可进一步包括:

S242.至少根据所述移动终端接收到的电磁波信号的图案，确定所述来自至少一目标路径的电磁波信号。

S244.至少根据所述来自至少一目标路径的电磁波信号在所述至少两个时刻中任意两个时刻的波达方向估计，确定所述移动终端所述任意两个时刻的姿态变化。

在另一种可能的实现方式中，本实施例的方法还可根据电磁波信号的信道特征来确定至少一目标路径，进而根据对应的波达方向估计确定移动终端的运动状态。在这样的实现方式中，步骤S240可进一步包括：

S242’.至少根据所述移动终端至少两个时刻接收到的电磁波信号的信道特征，确定来自至少一目标路径的电磁波信号。

在一种可能的实现方式中，确定所述至少两个时刻接收到的电磁波信号中不同时刻接收到的、且具有相同的信道特征的电磁波信号为目标路径电磁波信号。需要说明的是，在本实施例的方法中，“相同的信道特征中”的“相同”不仅包括严格的相同，还包括在本领域的技术人员能够理解的范围内的相同或相似。举例说明，在考虑两个时刻的电磁波信号的情况下，假设移动终端在t1时刻接收到的多径分量包括B1,B2,B3,B4，t2时刻接收到的多径分量包括B1’,B2’,B4’，且其中，B1,B2,B4分别与B1’,B2’,B4’具有相似的信道特征，则确定B1和B1’为来自同一路径的信号，B2和B2’是来自同一路径的信号，B4和B4’是来自同一路径的信号，这三条路径均为所述目标路径。在考虑超过两个时刻的电磁波信号的情况下，假设移动终端在t1时刻接收到的多径分量包括B1,B2,B3,B4，t2时刻接收到的多径分量包括B1’,B2’,B4’，t3时刻接收到的多径分量包括B3”,B4”，且其中，B4,B4’与B4”具有相似的信道特征，则确定对应的一条路径为目标路径。

需要说明的是，移动终端智能天线阵列同时接收到来自多个传播路径的信号(阵列天线可处理波束的数量由阵列天线阵元数和阵列处理算法决定。一般接收的波束数量小于阵元数，当利用虚拟阵列技术、压缩感知技术等后，在预知信号特征的前提下，可处理波束的数量可以大于阵元数)。

S244’.至少根据所述来自至少一目标路径的电磁波信号在所述至少两个时刻中任意两个时刻的波达方向估计，确定所述移动终端所述任意两个时刻的姿态变化。

根据对所述至少一目标路径的电磁波信号的波达方向估计，能够确定各时刻目标路径的电磁波信号的方位角以及俯仰角，根据至少两个时刻的波达方向估计，也即至少两个时刻的目标路径的电磁波信号 的方位角及俯仰角，能够确定任意两个时刻移动终端的姿态变化，其中，方位角的变化表示移动终端的水平方向上的旋转，也即水平旋转姿态的变化；俯仰角的变化表示移动终端俯仰方向上的旋转转变化。此外，若存在超过一条目标路径，可确定该多条目标路径对应的多个方向角和俯仰角的平均值为该时刻的方位角和俯仰角，从而进一步提高姿态变化的精度。

综上，本实施例的方法能够利用移动终端的智能天线及移动终端发射的参考电磁波信号，对所接收的到的多条路径信号进行筛选，取出其中相对稳定的路径，对稳定的路径信号进行处理以达到测姿的目的。

此外，在本实施例的方法中，所述信道特征至少包括绝对时延和衰减系数，可根据信道估计来确定所述信道特征。也即，步骤S240还包括：

S241.采用现有技术对所述至少两个时刻接收到的电磁波信号进行信道估计，确定在所述至少两个时刻中任意时刻接收到的电磁波信号的信道特征，其中含有绝对时延(电磁波从发射到被接收的时间)和衰减系数。

其中，如何根据接收到的信号进行信道估计是本领域已成熟的技术，在此不作赘述。且对于来自任一条路径的电磁波信号，其衰减系数可以根据(例如通过移动终端的智能天线能够直接根据接收信号确定的)接收功率以及(例如根据基站与移动终端之间的同步信号中获取的)发射功率之间的比值确定。也可采用本领域已成熟的各种技术来根据信道估计结果确定多径信号的绝对时延，例如，从信道冲激响应中直接提取，或采用接收信号到达时间算法，等等。

综上，本实施例的方法能够基于移动终端接收信号多径传播的传输特征，根据移动终端接收到的多条路径的电磁波信号完成移动终端姿态变化的确定，精度较高。

本领域技术人员可以理解，在本申请具体实施方式的上述方法中，各步骤的序号大小并不意味着执行顺序的先后，各步骤的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请具体实施方式的实施过程构成任何限定。

此外，本申请实施例还提供了一种计算机可读介质，包括在被执行时进行以下操作的计算机可读指令：执行上述图1所示实施方式中的方法的各步骤的操作。

此外，本申请实施例还提供了一种计算机可读介质，包括在被执行时进行以下操作的计算机可读指令：执行上述图2所示实施方式中的方法的各步骤的操作。

本申请还提供了一种执行上面结合图1描述的移动状态运动状态确定方法的装置，该装置可为独立于任一移动终端设备的装置，也可为属于任一移动终端设备的装置。根据该装置的上述不同执行角色的需要，除以下描述的各组成部分外，所述装置还包括可根据需要实现与装置外部任意设备通信的通信模块。如图3(a)所示，本申请第一种实施例的移动状态运动状态确定装置300包括：

获取模块320，用于获取移动终端至少两个时刻接收到的电磁波信号。

如上所述的，由于移动终端的与各种散射体之间可能发生的相对运动，移动终端每个时刻可能接收到来自不同路径的电磁波信号，也即，前一时刻接收到来自一路径的信号，下一时刻该路径可能已经不复存在，因此，需要根据两个接收时刻稳定存在的路径才能精确地确定移动终端的姿态变化。也即，获取模块320获取移动终端至少两个时刻接收到的电磁波信号。在一种可能的实现方式中，通过所述移动终端的智能天线获取所述移动终端至少两个时刻接收到的电磁波信号。若本实施例的装置独立于移动终端设备，所述获取可为通过与移动终端设备通信实现的；否则，可直接通过使用智能天线接收的方式 获取。

第一确定模块340，用于至少根据所述移动终端接收到的来自至少一目标路径的电磁波信号在所述至少两个时刻的波达方向估计，确定所述移动终端的姿态变化。其中，所述来自至少一目标路径的电磁波信号中包括所述移动终端发射的至少一参考电磁波信号。

移动终端接收到的电磁波信号通常来自基站或者无线接入点设备。经分析，相隔时间很小、移动终端的位移相对电磁波信号的波长较小时，移动终端可以接收到来自同一条较为稳定的路径(下称“目标路径”)的电磁波信号，并且，这样的路径信号应具有相同或者相似的信道特征。但是，在特定环境下，例如，室内环境，基站和/或无线接入点发出的电磁波较少被移动终端接收到，在这样的情况下较为稳定的路径可能根本不存在，从而无法基于此对移动终端的运动状态进行判断。为了保证这样的稳定的路径一定能存在，本申请各实施例中的移动终端具有全双工收发模式，即，在需要确定移动终端的运动状态时，移动终端自身可持续发射至少一参考电磁波信号，同时，移动终端能够接收到其自身发射的至少以参考电磁波信号，换句话说，移动终端能够同时实现同频信号的发射和接收。获取模块320获取的移动终端接收到的电磁波信号中还包括移动终端自身发出的至少一参考电磁波信号。移动终端自身发出的至少一参考电磁波信号的收发路径较为稳定，也即所述至少一目标路径中必然存在移动终端自身发出的至少一参考电磁波信号通过反射、散射等过程由移动终端接收的路径。本实施例的装置即基于此确定较长的一段时间内仍然存在的这样的路径的信号特征，进而确定移动终端的姿态变化，从而获得较高的测量精度。第一确定模块340至少根据所述移动终端接收到的来自至少一目标路径的电磁波信号在所述至少两个时刻的波达方向估计，确定所述移动终端的姿态变化。具言之，如图3(b)所示，本实施例的装置300还包括：

第二确定模块330，用于确定所述至少两个时刻接收到的电磁波信号的波达方向估计。类似地，也可通过移动终端的智能天线直接确定各路径的波达方向估计(Direction Of Arrival，DOA)，波达方向估计又称为谱估计(spectral estimation)、波达角(Angle Of Arrival)估计，是指对空间信号的到达方向(各个信号到达智能天线阵列参考阵元的方向角以及俯仰角，简称波达方向)的估计。若本实施例的装置独立于移动终端设备，所述确定可为通过与移动终端设备通信的方式实现的。

在本实施例的装置中，参考电磁波信号可为任意形式的信号。为了能够更快的确定该参考电磁波信号的路径，在一种可能的实现方式中，该参考电磁波信号可为具有选定的图案的信号，也即，具有特定的信号结构，该信号结构为能够用于区分移动终端发射的电磁波信号与其他电磁波信号即可，本实施例的装置不对该信号结构做任何限制在这样的实现方式中，如图3(c)所示，第一确定模块340可进一步包括:

第一确定单元342，用于至少根据所述移动终端接收到的电磁波信号的图案，确定所述来自至少一目标路径的电磁波信号。

第二确定单元344，用于至少根据所述来自至少一目标路径的电磁波信号在所述至少两个时刻中任意两个时刻的波达方向估计，确定所述移动终端所述任意两个时刻的姿态变化。

在另一种可能的实现方式中，本实施例的装置还可根据电磁波信号的信道特征来确定至少一目标路径，进而根据对应的波达方向估计确定移动终端的运动状态。在这样的实现方式中，第一确定单元342，用于还可用于至少根据所述至少两个时刻接收到的电磁波信号的信道特征，确定来自至少一目标路径的电磁波信号。

在一种可能的实现方式中，确定所述至少两个时刻接收到的电磁波信号中不同时刻接收到的、且具有相同的信道特征的电磁波信号为 目标路径电磁波信号。需要说明的是，在本实施例的装置中，“相同的信道特征中”的“相同”不仅包括严格的相同，还包括在本领域的技术人员能够理解的范围内的相同或相似。举例说明，在考虑两个时刻的电磁波信号的情况下，假设移动终端在t1时刻接收到的多径分量包括B1,B2,B3,B4，t2时刻接收到的多径分量包括B1’,B2’,B4’，且其中，B1,B2,B4分别与B1’,B2’,B4’具有相似的信道特征，则确定B1和B1’为来自同一路径的信号，B2和B2’是来自同一路径的信号，B4和B4’是来自同一路径的信号，这三条路径均为所述目标路径。在考虑超过两个时刻的电磁波信号的情况下，假设移动终端在t1时刻接收到的多径分量包括B1,B2,B3,B4，t2时刻接收到的多径分量包括B1’,B2’,B4’，t3时刻接收到的多径分量包括B3”,B4”，且其中，B4,B4’与B4”具有相似的信道特征，则确定对应的一条路径为目标路径。

需要说明的是，移动终端智能天线阵列同时接收到来自多个传播路径的信号(阵列天线可处理波束的数量由阵列天线阵元数和阵列处理算法决定。一般接收的波束数量小于阵元数，当利用虚拟阵列技术、压缩感知技术等后，在预知信号特征的前提下，可处理波束的数量可以大于阵元数)。

第二确定单元34还可用于至少根据所述来自至少一目标路径的电磁波信号在所述至少两个时刻中任意两个时刻的波达方向估计，确定所述移动终端所述任意两个时刻的姿态变化。

根据对所述至少一目标路径的电磁波信号的波达方向估计，能够确定各时刻目标路径的电磁波信号的方位角以及俯仰角，根据至少两个时刻的波达方向估计，也即至少两个时刻的目标路径的电磁波信号的方位角及俯仰角，能够确定任意两个时刻移动终端的姿态变化，其中，方位角的变化表示移动终端的水平方向上的旋转，也即水平旋转姿态的变化；俯仰角的变化表示移动终端俯仰方向上的旋转转变化。此外，若存在超过一条目标路径，可确定该多条目标路径对应的多个 方向角和俯仰角的平均值为该时刻的方位角和俯仰角，从而进一步提高姿态变化的精度。

综上，本实施例的装置能够利用移动终端的智能天线及移动终端发射的参考电磁波信号，对所接收的到的多条路径信号进行筛选，取出其中相对稳定的路径，对稳定的路径信号进行处理以达到测姿的目的。

此外，在本实施例的装置中，所述信道特征至少包括绝对时延和衰减系数，可根据信道估计来确定所述信道特征。也即，如图3(d)所示，第二确定模块340还包括：

第三确定单元341，可用于采用现有技术对所述至少两个时刻接收到的电磁波信号进行信道估计，确定在所述至少两个时刻中任意时刻接收到的电磁波信号的信道特征，其中含有绝对时延(电磁波从发射到被接收的时间)和衰减系数。

其中，如何根据接收到的信号进行信道估计是本领域已成熟的技术，在此不作赘述。且对于来自任一条路径的电磁波信号，其衰减系数可以根据(例如通过移动终端的智能天线能够直接根据接收信号确定的)接收功率以及(例如根据基站与移动终端之间的同步信号中获取的)发射功率之间的比值确定。也可采用本领域已成熟的各种技术来根据信道估计结果确定多径信号的绝对时延，例如，从信道冲激响应中直接提取，或采用接收信号到达时间(time of arrival,TOA)算法，等等。

综上，本实施例的装置能够基于移动终端接收信号多径传播的传输特征，根据移动终端接收到的多条路径的电磁波信号完成移动终端姿态变化的确定，精度较高。

本申请还提供了另一种执行结合图1所述的移动状态运动状态确定方法的装置，该装置可为独立于任一移动终端设备的装置，也可为属于任一移动终端设备的装置。根据该装置的上述不同执行角色的 需要，除以下描述的各组成部分外，所述装置还包括可根据需要实现与装置外部任意设备通信的通信模块。如图4(a)所示，本实施例的移动状态运动状态确定装置400包括：

发射模块420，用于通过移动终端发射至少一参考电磁波信号。

如结合图1所描述的，为了保证移动终端能够接收到来自稳定的路径的电磁波信号，本申请各实施例中的移动终端具有全双工收发模式，即，在需要确定移动终端的运动状态时，移动终端自身可持续发射至少一参考电磁波信号，同时，移动终端能够接收到其自身发射的至少以参考电磁波信号，换句话说，移动终端能够同时实现同频信号的发射和接收。发射模块420通过移动终端发射至少一参考电磁波信号。移动终端自身发出的至少一参考电磁波信号的收发路径较为稳定，也即所述至少一目标路径中必然存在移动终端自身发出的至少一参考电磁波信号通过反射、散射等过程由移动终端接收的路径。可响应于移动终端测姿需求触发发射模块420发射所述至少一参考电磁波信号，发射模块420也可为周期或持续发射所述至少一参考电磁波信号的。

第三确定模块440，用于至少根据所述移动终端接收到的来自至少一目标路径的电磁波信号在至少两个时刻的波达方向估计，确定所述移动终端的姿态变化。其中，所述来自至少一目标路径的电磁波信号中包括所述至少一参考电磁波信号。

本实施例的装置即基于此确定较长的一段时间内仍然存在的这样的路径的信号特征，进而确定移动终端的姿态变化，从而获得较高的测量精度。第三确定模块440至少根据所述移动终端接收到的来自至少一目标路径的电磁波信号在所述至少两个时刻的波达方向估计，确定所述移动终端的姿态变化。具言之，如图4(b)所示，本实施例的装置400还包括：

第四确定模块430，用于确定所述至少两个时刻接收到的电磁波 信号的波达方向估计。类似地，也可通过移动终端的智能天线直接确定各路径的波达方向估计。若本实施例的装置独立于移动终端设备，所述确定可为通过与移动终端设备通信的方式实现的。

仍如结合图1所描述的，在本实施例的装置中，第二确定模块420可通过移动终端发射具有选定的图案的至少一参考电磁波信号，也即，所述参考电磁波信号具有特定的信号结构，该信号结构为能够用于区分移动终端发射的电磁波信号与其他电磁波信号即可，本实施例的装置不对该信号结构做任何限制在这样的实现方式中，如图4(c)所示，第三确定模块440可进一步包括:

第四确定单元442，用于至少根据所述移动终端接收到的电磁波信号的图案，确定所述来自至少一目标路径的电磁波信号。

第五确定单元444，用于至少根据所述来自至少一目标路径的电磁波信号在所述至少两个时刻中任意两个时刻的波达方向估计，确定所述移动终端所述任意两个时刻的姿态变化。

在另一种可能的实现方式中，本实施例的装置还可根据电磁波信号的信道特征来确定至少一目标路径，进而根据对应的波达方向估计确定移动终端的运动状态。在这样的实现方式中，第四确定单元442还可用于至少根据所述移动终端至少两个时刻接收到的电磁波信号的信道特征，确定来自至少一目标路径的电磁波信号。

在一种可能的实现方式中，确定所述至少两个时刻接收到的电磁波信号中不同时刻接收到的、且具有相同的信道特征的电磁波信号为目标路径电磁波信号。需要说明的是，在本实施例的装置中，“相同的信道特征中”的“相同”不仅包括严格的相同，还包括在本领域的技术人员能够理解的范围内的相同或相似。举例说明，在考虑两个时刻的电磁波信号的情况下，假设移动终端在t1时刻接收到的多径分量包括B1,B2,B3,B4，t2时刻接收到的多径分量包括B1’,B2’,B4’，且其中，B1,B2,B4分别与B1’,B2’,B4’具有相似的信道特征，则确定B1 和B1’为来自同一路径的信号，B2和B2’是来自同一路径的信号，B4和B4’是来自同一路径的信号，这三条路径均为所述目标路径。在考虑超过两个时刻的电磁波信号的情况下，假设移动终端在t1时刻接收到的多径分量包括B1,B2,B3,B4，t2时刻接收到的多径分量包括B1’,B2’,B4’，t3时刻接收到的多径分量包括B3”,B4”，且其中，B4,B4’与B4”具有相似的信道特征，则确定对应的一条路径为目标路径。

需要说明的是，移动终端智能天线阵列同时接收到来自多个传播路径的信号(阵列天线可处理波束的数量由阵列天线阵元数和阵列处理算法决定。一般接收的波束数量小于阵元数，当利用虚拟阵列技术、压缩感知技术等后，在预知信号特征的前提下，可处理波束的数量可以大于阵元数)。

第五确定单元444还可用于至少根据所述来自至少一目标路径的电磁波信号在所述至少两个时刻中任意两个时刻的波达方向估计，确定所述移动终端所述任意两个时刻的姿态变化。

根据对所述至少一目标路径的电磁波信号的波达方向估计，能够确定各时刻目标路径的电磁波信号的方位角以及俯仰角，根据至少两个时刻的波达方向估计，也即至少两个时刻的目标路径的电磁波信号的方位角及俯仰角，能够确定任意两个时刻移动终端的姿态变化，其中，方位角的变化表示移动终端的水平方向上的旋转，也即水平旋转姿态的变化；俯仰角的变化表示移动终端俯仰方向上的旋转转变化。此外，若存在超过一条目标路径，可确定该多条目标路径对应的多个方向角和俯仰角的平均值为该时刻的方位角和俯仰角，从而进一步提高姿态变化的精度。

综上，本实施例的装置能够利用移动终端的智能天线及移动终端发射的参考电磁波信号，对所接收的到的多条路径信号进行筛选，取出其中相对稳定的路径，对稳定的路径信号进行处理以达到测姿的目的。

此外，在本实施例的装置中，所述信道特征至少包括绝对时延和衰减系数，可根据信道估计来确定所述信道特征。也即，如图4(d)所示，第三确定模块440还可包括：

第六确定单元441，用于采用现有技术对所述至少两个时刻接收到的电磁波信号进行信道估计，确定在所述至少两个时刻中任意时刻接收到的电磁波信号的信道特征，其中含有绝对时延(电磁波从发射到被接收的时间)和衰减系数。

其中，如何根据接收到的信号进行信道估计是本领域已成熟的技术，在此不作赘述。且对于来自任一条路径的电磁波信号，其衰减系数可以根据(例如通过移动终端的智能天线能够直接根据接收信号确定的)接收功率以及(例如根据基站与移动终端之间的同步信号中获取的)发射功率之间的比值确定。也可采用本领域已成熟的各种技术来根据信道估计结果确定多径信号的绝对时延，例如，从信道冲激响应中直接提取，或采用接收信号到达时间算法，等等。

综上，本实施例的装置能够基于移动终端接收信号多径传播的传输特征，根据移动终端接收到的多条路径的电磁波信号完成移动终端姿态变化的确定，精度较高。

图5为本申请第一种实施例提供的移动状态运动状态确定装置500的又一种结构示意图，本申请具体实施例并不对移动状态运动状态确定装置500的具体实现做限定。如图5所示，该移动状态运动状态确定装置500可以包括：

处理器(processor)510、通信接口(Communications Interface)520、存储器(memory)530、以及通信总线540。其中：

处理器510、通信接口520、以及存储器530通过通信总线540完成相互间的通信。

通信接口520，用于与比如客户端等的网元通信。

处理器510，用于执行程序532，具体可以实现上述图3(a)的 装置实施例中移动状态运动状态装置的相关功能。

具体地，程序532可以包括程序代码，所述程序代码包括计算机操作指令。

处理器510可能是一个中央处理器CPU，或者是特定集成电路ASIC(Application Specific Integrated Circuit)，或者是被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。程序532具体可以用于使得所述移动状态运动状态确定装置500执行以下步骤：

获取移动终端至少两个时刻接收到的电磁波信号；

至少根据所述移动终端接收到的来自至少一目标路径的电磁波信号在所述至少两个时刻的波达方向估计，确定所述移动终端的姿态变化；

其中，所述来自至少一目标路径的电磁波信号中包括所述移动终端发射的至少一参考电磁波信号。

程序532中各步骤的具体实现可以参见上述实施例中的相应步骤和单元中对应的描述，在此不赘述。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的设备和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程描述，在此不再赘述。

图6为本申请第二种实施例提供的移动状态运动状态确定装置600的又一种结构示意图，本申请具体实施例并不对移动状态运动状态确定装置600的具体实现做限定。如图6所示，该移动状态运动状态确定装置600可以包括：

处理器(processor)610、通信接口(Communications Interface)620、存储器(memory)530、以及通信总线640。其中：

处理器610、通信接口620、以及存储器630通过通信总线640完成相互间的通信。

通信接口620，用于与比如客户端等的网元通信。

处理器610，用于执行程序632，具体可以实现上述图4(a)的装置实施例中移动状态运动状态装置的相关功能。

具体地，程序632可以包括程序代码，所述程序代码包括计算机操作指令。

处理器610可能是一个中央处理器CPU，或者是特定集成电路ASIC(Application Specific Integrated Circuit)，或者是被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。程序632具体可以用于使得所述移动状态运动状态确定装置600执行以下步骤：

通过移动终端发射至少一参考电磁波信号；

至少根据所述移动终端接收到的来自至少一目标路径的电磁波信号在至少两个时刻的波达方向估计，确定所述移动终端的姿态变化；

其中，所述来自至少一目标路径的电磁波信号中包括所述至少一参考电磁波信号。

程序632中各步骤的具体实现可以参见上述实施例中的相应步骤和单元中对应的描述，在此不赘述。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的设备和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程描述，在此不再赘述。

尽管此处所述的主题是在结合操作系统和应用程序在计算机系统上的执行而执行的一般上下文中提供的，但本领域技术人员可以认识到，还可结合其他类型的程序模块来执行其他实现。一般而言，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、组件、数据结构和其他类型的结构。本领域技术人员可以理解，此处所述的本主题可以使用其他计算机系统配置来实践，包括手持式设备、多处理器系统、基于微处理器或可编程消费电子产品、小型计算机、大型计算机等，也可使用在其中任务由通过通信网络连接的远程处理设备执行的分布式计算环境中。在分布式计算环境中，程序模块可位于本地和远程存储器存储设备的两者中。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描 述的各示例的单元及方法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对原有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的计算机可读取存储介质包括以存储如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据等信息的任何方式或技术来实现的物理易失性和非易失性、可移动和不可因东介质。计算机可读取存储介质具体包括，但不限于，U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、闪存或其他固态存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)、HD-DVD、蓝光(Blue-Ray)或其他光存储设备、磁带、磁盘存储或其他磁性存储设备、或能用于存储所需信息且可以由计算机访问的任何其他介质。

以上实施方式仅用于说明本申请，而并非对本申请的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本申请的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本申请的范畴，本申请的专利保护范围应由权利要求限定。