没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
基于信道状态信息的Wi-Fi感知技术与实践.docx
1.该资源内容由用户上传,如若侵权请联系客服进行举报
2.虚拟产品一经售出概不退款(资源遇到问题,请及时私信上传者)
2.虚拟产品一经售出概不退款(资源遇到问题,请及时私信上传者)
版权申诉
0 下载量 101 浏览量
2022-07-06
17:15:03
上传
评论
收藏 596KB DOCX 举报
温馨提示
试读
12页
基于信道状态信息的Wi-Fi感知技术与实践.docx
资源推荐
资源详情
资源评论
【摘 要】为了通过 Wi-Fi 无线信号实时监测呼吸率和步速等体征,提出对诺基
亚 Wi-Fi Beacon 系列产品采集的信道状态信息的预处理方法以及基于菲涅尔区
模型实现呼吸监测和多重信号分类算法提取多普勒速度这两种信号处理模型的仿
真实验步骤,分析实际应用的健壮性并展望无线感知技术的发展前景。通过仿真
实验结果表明,在特定条件下所提出的预处理方法切实有效,估计算法模型的准
确率较高,可用于实时监测人体体征信息。
【关键词】信道状态信息;菲涅尔区;多重信号分类算法
0 引言
多 入 多 出 - 正 交 频 分 复 用 ( MIMO-OFDM, Multiple Input Multiple
Output-Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术已成功应
用于当前主流无线宽带通信系统(4G/5G/802.11n/ac/ax),非盲信道估
计作为其关键技术之一,就是在接收端或发送端通过获取信道状态信息
(CSI, Channel State Information)而掌握当前移动信道的传播及衰
落特性。21 世纪初人们依据无线终端接收信号强度指示(RSSI, Received
Signal Strength Indicator)建立指纹库的方法实现定位与感知,但实
践证明这种方法不仅需要大量的人力维护指纹库,而且由于误差较大,
所以只能支持米级精度的感知。相较于基于 RSSI 的粗粒度感知,CSI 可
以支持高分辨率的细粒度感知,CSI 样本数据可以表征 MIMO 信道在时间、
空间及频率三维度的信号振幅衰减和相位变化,其数学表现形式是:M×
N×K 维复数矩阵(M 表示接收天线数、N 表示发送天线数、K 表示子载波
数)。CSI 在时域的振幅对不同的动作及手势等有不同的变化,可用于
跌倒监测、手势识别等;CSI 在时域的相移包含的主频率分量可用于呼
吸频率估计;而 CSI 在空间域或频域的相移则反映了无线信号传输时延
和方向,可用于定位或行为跟踪。值得注意的是,不同的 Wi-Fi 感知应
用场景对信号处理技术和分类/估计算法有不同的要求,根据没有免费午
餐定理,不存在一种可以普适于各种应用场景的最优算法。本文实验基
于 802.11n 5 GHz 频段/20 M 带宽的 4×4 MIMO 连接,天线阵列为均匀
线阵,使用的创锐讯 CSI 工具(Atheros CSI Tool)支持报告 10 bits 非
压缩 CSI(实部和虚部各 10 bits),包括 52 路子载波的幅度和相位信
息。
1 相关概念简介
1.1 信道状态信息
信道状态信息(CSI)描述无线信号如何在特定的载波频率从发送天线阵
列沿着多条路径(包括 LOS 径,衍射、散射、反射径)到达接收天线阵
列。如前所述,CSI 可以从空间域、频域和时域三个维度反映无线电波
传播环境的变化,式(1)中,信道频率响应表示各子载波幅度和相位的变
化。
其中,X、Y 分别表示发送和接收信号向量,N 表示噪声。通信的研究对
象是接收信号向量 Y,而感知的研究对象则是包含 CSI 的复数信道矩阵
H,见式(3)。其中,第 N
r
行 N
t
列元素表示第 k 子载波从第 N
t
发送天线
到第 N
r
接收天线的 CSI。
1.2 菲涅尔区的概念
电磁波从发送端到接收端传播时,其能量传送是分布在一定空间内的。
如图 1(a)所示,设发射天线 T 为理想点源天线,接收天线为 R,根据
惠更斯-菲涅尔原理,对于处于远场区的 R 点来说,发射波阵面的每个点
都可以视为二次波源。对于球面上的点 A
1
、A
2
,到 R 的距离减去 A
0
R 如
果等于半波长的 N 倍,则定义以 T、R 为焦点,并经过点 A
1
或 A
2
的椭球
面为菲涅尔区。其切面为以视距(LOS, Line Of Sight)径为圆心的同
心圆,如图 1(b)所示,当 N 为奇数时(图中白色区域),反射波与直
射波同相叠加,信号增强,发生相长干涉;当 N 为偶数时(图中灰色区
域),反射波与直射波异相抵消,信号减弱,发生相消干涉。
2 基于菲涅尔区模型提取呼吸频率
剩余11页未读,继续阅读
资源评论
罗伯特之技术屋
- 粉丝: 3576
- 资源: 1万+
下载权益
C知道特权
VIP文章
课程特权
开通VIP
上传资源 快速赚钱
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
信息提交成功