[发明专利]一种基于Wi-Fi穿墙雷达的干扰抑制方法

摘要

本发明公开了一种基于Wi‑Fi穿墙雷达的干扰抑制方法。首先将信道状态信息(Channel State Information,CSI)进行预处理并对接收相位误差补偿；然后将子载波虚拟为天线并利用奇异值分解法分解信号；其次通过优化方法选择出墙面干扰子空间并对墙干扰信号进行抑制；最后通过小波去噪去除信号中噪声干扰。由于利用Wi‑Fi穿墙雷达检测目标时墙面反射信号远强于墙后目标反射信号，因此需对墙面干扰以及环境噪声干扰进行抑制以获取目标反射信号。本发明利用低功耗、普及度高的商用Wi‑Fi设备，实现了在无需对硬件进行任何改动的情况下对墙面强干扰以及噪声干扰进行抑制，有效地提取出墙后目标反射信号。

主权项

1.一种基于Wi‑Fi穿墙雷达的干扰抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、利用线性相位误差补偿方法，将接收信号进行相位修正，假设包检测时延为δ，中心频率偏移造成的常数相位误差为β，第k个子载波的测量相位表示为：其中，为第k个子载波的真实相位，s_k为第k个子载波的编号，N是子载波个数；步骤二、由步骤一可知，CSI测量相位误差是一个关于sk的线性函数，因此为了消除δ和β，需要估计该线性相位误差的斜率a和截距b：步骤三、由于载波频率对称因此截距b又可以表示为从原始相位中减去as_k+b可以得到消除误差后的真实相位：步骤四、将误差消除后的相位与对应接收CSI幅值重组，以此得到相位误差消除后的信号；步骤五、接收端信号表示，重组的CSI信号可以近似认为由三部线性叠加而成，以一个子载波为例，接收信号R(t)可表示为：R(t)＝W(t)+T(t)+N(t)其中，W(t)表示墙面反射的干扰信号部分；T(t)为由墙后目标移动引起的信号变化部分；N(t)表示测量以及系统引起的随机噪声，这里假设噪声为高斯白噪声，即步骤六、构造接收信号矩阵并对其进行奇异值分解；步骤七、通过优化方法选择墙面干扰子空间；步骤八、记墙后移动目标反射信号所构成的子空间为SPT，其为墙面反射信号的正交子空间，则SPT可表示为：SPT＝E‑SPW其中，E为单位矩阵。步骤九、将接收信号矩阵通过所得目标信号子空间投影，则可将墙面反射干扰信号抑制：R'＝R·SPTR'表示墙干扰抑制后信号；步骤十、将R'中所有30个子载波的CSI幅值应用2级“db4”小波变换，并选用“启发式阈值法”对小波系数进行处理，以较为彻底地去除噪声干扰。