[发明专利]一种基于无线信道的实时呼吸检测方法

说明书

本发明公开了一种基于无线信道的实时呼吸检测方法，应用于通信基站中的接收设备，包括：接收参考信号，参考信号由通信基站中的发送设备发送并经不同路径到达接收设备，参考信号包含多个子载波；基于从参考信号中获取的信道状态信息CSI数据，检测环境中是否存在目标人体；当环境中存在目标人体时，根据多个子载波确定目标人体的第一呼吸频率；对每个子载波进行自相关，得到每个子载波对应的目标人体呼吸时的周期信号；根据周期信号及第一呼吸频率，从多个子载波中确定可用子载波；利用可用子载波对应的周期信号计算目标人体最终的第二呼吸频率。本发明能够在节省开销的同时保证呼吸频率检测的准确性，具有非侵入式、便利等优点。

技术领域

本发明属于无线电技术领域，具体涉及一种基于无线信道的实时呼吸检测方法。

背景技术

近年来，基于家庭中的WiFi基础设施进行呼吸检测的方法得到了广泛关注。WiFi的RSS(Received Signal Strength，接收信号强度)通常被用于进行感知，但RSS存在检测精度低、容易被噪声淹没等缺点。相比之下，CSI(Channel State Information，信道状态信息)对呼吸更为敏感，并且随着菲涅尔区概念的引入，基于WiFi CSI呼吸检测的位置和检测性能关系有了理论指导，检测结果更加精确。

现有技术中，HRD方法根据CSI幅度的方差选择方差最大的子载波，但实际上，方差并不是好的选择标准，并且单个子载波容易受影响而出现较大误差。ResBeat方法通过对CSI的振幅和相位差进行建模，并经过滤波降噪等处理后选择呼吸能量最高的子载波，以估计目标人体的呼吸频率，该方法精度较高但需要较长的时间窗，时间分辨率较低。此外，以上方法未考虑目标人体暂离检测环境的情况，不利于节省开销。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于无线信道的实时呼吸检测方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明提供一种基于无线信道的实时呼吸检测方法，应用于通信基站中的接收设备；

所述方法包括：

接收参考信号，所述参考信号由通信基站中的发送设备发送并经不同路径到达接收设备，所述参考信号包含多个子载波；

基于从所述参考信号中获取的信道状态信息CSI数据，检测环境中是否存在目标人体；

当环境中存在目标人体时，根据所述多个子载波确定目标人体的第一呼吸频率；

对每个所述子载波进行自相关，得到每个子载波对应的目标人体呼吸时的周期信号；

根据所述周期信号及所述第一呼吸频率，从所述多个子载波中确定可用子载波；

利用所述可用子载波对应的周期信号计算目标人体最终的第二呼吸频率。

在本发明的一个实施例中，基于从所述参考信号中获取的信道状态信息CSI数据，检测环境中是否存在目标人体的步骤，包括：

从所述参考信号中获取CSI数据，并利用预设窗口对CSI数据进行分段；

获取每段CSI数据对应的所述多个子载波的幅度并进行快速傅里叶变换，并从快速傅里叶变换的结果中记录预设呼吸频率范围内第i个子载波能量最高点对应的频率点f_i,max；

统计每个频率点对应的子载波数目P_r；

根据所述每个频率点对应的子载波数目P_r中的最大值(P_r)_max，检测环境中是否存在目标人体。