[发明专利]讯号感测系统与方法

说明书

讯号感测系统与方法。讯号感测系统包括处理器、发送器、接收器以及振荡器。振荡器耦接至发送器以及接收器。振荡器产生时脉讯号。发送器根据时脉讯号发送多个输出讯号。接收器根据时脉讯号接收经由物体反射的第一输出讯号，并根据第一输出讯号获得通道状态资讯。处理器根据通道状态资讯识别物体的状态并输出物体的状态。

技术领域

本发明涉及一种讯号感测系统与方法，特别涉及一种基于ODFM技术的讯号感测系统与方法。

背景技术

雷达感测技术被广泛地应用在各种不同的非接触式感测领域上，例如健康照顾、安全监测、智慧家庭、食安把关等应用。现有的雷达感测装置(例如：都卜勒(Doppler)雷达、毫米波(mmWave)雷达等)成本过高，考虑到消费者会因价格的考量而产生购买上的犹豫，利用便宜的正交分频多工(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing，OFDM)装置(例如：应用WiFi、LTE、5G等技术的装置)当作非接触式感测使用已是近年来热门的研究技术之一。

OFDM装置的非接触式感测原理是类似蝙蝠的声纳系统。待测物的性质(例如，身体的动作或液体的类型)会造成无线电波的变化。例如，在发射器发出讯号后，该讯号会与受测者身体碰撞后通过接收器所接收。最后，接收器的装置会再对所接收的讯号进行分析以识别出待测物的性质。然而，上述的方式仍存在下述两个关键问题需克服。

问题一：单一OFDM装置无法感测本身所发送的讯号

不同于现有的雷达感测装置，OFDM装置的发送器与接收器是分属于两个不同的装置。在具有发送器的装置(亦称为，发送装置)发送讯号后，具有发送器的装置(亦称为，接收装置)并无法感测该装置本身所发送出的讯号。特别是，由于发送装置与接收装置之间存在频率偏移的问题，此问题会引起具有接收装置在感测上的杂讯使得讯号感测上容易出现误差(例如，相位或振幅的误差)。

问题二：电磁波的菲涅耳波带(Fresnel zone)效应

一般来说，在无线电收发装置之间会形成一个以收发装置为焦点的椭圆区域。该区域是无线电磁波强度集中的区域，大概占到整个无线电磁波能量的80％。若待测物离菲涅耳波带越远，所感测到的讯号变化越容易受到菲涅耳波带内的电磁波能量所影响。

特别是，OFDM装置的发送器在发送讯号前需选择子载波(subcarrier)的频率。而在公知技术中，当接收器收到经由待测物反射的讯号时，通常是仅使用该讯号的单一特性(例如，仅使用频率或仅使用相位)来进行分析以获得待测物的相关资讯。然而，在某些特定频率的子载波中，接收器所接收到的讯号在振幅有较明显的变化但相位的变化较不明显，这些频率并不易于使用在仅使用相位来进行分析的技术中。此外，在某些特定频率的子载波中，接收器所接收到的讯号在相位有较明显的变化但振幅的变化较不明显，这些频率并不易于使用在仅使用振幅来进行分析的技术中。

发明内容

因此，本发明提供一种讯号感测系统与方法，可以解决发送器与接收器之间频率偏移所造成的杂讯问题，并且有效降低菲涅耳波带效应影响的机制，由此提升OFDM雷达的感测距离。

本发明提出一种讯号感测系统，包括：感测装置与耦接至感测装置的处理器。感测装置包括：发送器、接收器以及振荡器。振荡器耦接至所述发送器以及所述接收器并用以产生一时脉讯号。所述发送器产生彼此相互正交的多个子载波，分别根据所述多个子载波调变一讯号的多个子讯号以产生多个输出讯号，并根据所述时脉讯号发送所述多个输出讯号。所述接收器根据所述时脉讯号接收所述多个输出讯号中经由一物体反射的至少一第一输出讯号，并根据所述第一输出讯号获得一通道状态资讯。所述处理器根据所述通道状态资讯识别所述物体的一状态，并输出所述物体的所述状态。