基于无线信道的呼吸检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于无线信道的呼吸检测方法，包括：接收设备接收参考信号，参考信号由发送设备发送、并经不同路径到达接收设备，接收设备接收到的参考信号包含目标人体所处环境信息和目标人体呼吸信息；从接收设备的天线中确定两根第一天线，并获取两根第一天线对应的子载波；根据两根第一天线对应的子载波，确定第一信道状态信息；其中，第一信道状态信息包含多个子载波；从多个子载波中确定至少一个第一子载波，并对第一子载波进行小波变换，得到目标人体的呼吸信号波形。本发明专利技术提供的呼吸检测方法具备非侵入式、方便的优点，能够利用现有大规模部署的基站，在通信的同时完成呼吸检测，有利于节约成本、并覆盖室外广阔范围。并覆盖室外广阔范围。并覆盖室外广阔范围。

【技术实现步骤摘要】
基于无线信道的呼吸检测方法


[0001]本专利技术属于无线电
，具体涉及一种基于无线信道的呼吸检测方法。

技术介绍

[0002]近年来，基于无线信道的呼吸检测方法因无需设备穿戴，减少了接触，具有非侵入式、方便等诸多优点，并且基站已大规模部署，因此利用现有基站即可进行检测，无需额外成本。
[0003]目前，基于家庭中WiFi基础设施进行呼吸检测的方法得到了越来越广泛的应用，WiFi的RSS(Received Signal Strength，接收信号强度)被用于进行感知，但该方法存在检测精度低、容易被噪声淹没等缺点。
[0004]为解决上述问题，相关技术中利用CSI(Channel State Information，信道状态信息)进行呼吸检测，与RSS相比，CSI对人体的呼吸更为敏感，并且随着菲涅尔区概念的引入，基于WiFi CSI呼吸检测的位置和性能关系有了理论指导，检测精度也得到提高精确。然而，此种呼吸检测检测方法只适用于室内较小的范围，在室外场景中无法应用。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种基于无线信道的呼吸检测方法。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
[0006]本专利技术提供一种基于无线信道的呼吸检测方法，应用于通信基站，所述通信基站包括接收设备和发送设备，所述接收设备至少包括两根天线；
[0007]所述基于无线信道的呼吸检测方法包括：
[0008]接收设备接收参考信号，所述参考信号由所述发送设备发送、并经不同路径到达接收设备，接收设备接收到的所述参考信号包含目标人体所处环境信息和目标人体呼吸信息；
[0009]从所述接收设备的天线中确定两根第一天线，并获取所述两根第一天线对应的子载波；
[0010]根据两根第一天线对应的子载波，确定第一信道状态信息；其中，所述第一信道状态信息包含多个子载波；
[0011]从所述多个子载波中确定至少一个第一子载波，并对所述第一子载波进行小波变换，得到目标人体的呼吸信号波形。
[0012]在本专利技术的一个实施例中，所述根据两根第一天线对应的子载波，确定第一信道状态信息的步骤，包括：
[0013]将所述两根第一天线对应的子载波相除，得到第一信道状态信息。
[0014]可选地，所述从所述多个子载波中确定至少一个第一子载波，并对所述第一子载波进行小波变换，得到目标人体的呼吸信号波形的步骤之前，还包括：
[0015]对所述第一信道状态信息中的多个子载波进行Hampel滤波及均值滤波。
[0016]在本专利技术的一个实施例中，所述从所述多个子载波中确定至少一个第一子载波，并对所述第一子载波进行小波变换，得到目标人体的呼吸信号波形的步骤，包括：
[0017]计算所述多个子载波中，每个子载波的方差；
[0018]根据预设阈值，将方差大于所述预设阈值的子载波确定为第一子载波；
[0019]对所述第一子载波进行小波变换，根据小波变换后的低频系数确定所述目标人体的呼吸信号波形。
[0020]在本专利技术的一个实施例中，所述从所述多个子载波中确定至少一个第一子载波，并对所述第一子载波进行小波变换，得到目标人体的呼吸信号波形的步骤之后，还包括：
[0021]根据所述呼吸信号波形，计算所述目标人体的呼吸频率。
[0022]在本专利技术的一个实施例中，所述根据所述呼吸信号波形，计算所述目标人体的呼吸频率的步骤，包括：
[0023]获取预设的人体呼吸频率范围，根据所述预设的人体呼吸频率范围中的最大呼吸频率确定最小峰间间隔，并去除峰间间隔小于所述最小峰间间隔的假峰；
[0024]对所述呼吸信号波形中剩余的峰进行计数，得到所述目标人体的呼吸频率。
[0025]在本专利技术的一个实施例中，所述根据预设阈值，将方差大于所述预设阈值的子载波确定为第一子载波的步骤之后，还包括：
[0026]对所述第一子载波幅度的平方做快速傅里叶变换，并根据频率小于等于1Hz的部分确定所述目标人体的呼吸频率。
[0027]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0028]本专利技术提供一种基于无线信道的呼吸检测方法，利用通信基站中的发射设备发送参考信号，参考信号通过不同路径达到接收设备，因此接收设备接收到的参考信号包含信道状态信息，而信道状态信中包含了其所对应的射频信号的振幅特性和相位特征，当目标人体呼吸时，胸腔的起伏会引起信道状态信息的变化，使之呈现相应的近似周期性变化，进而通过对目标人体的呼吸信号波形进行分析，即可获得目标人体的呼吸频率，可见，本专利技术提供的呼吸检测方法不仅具备非侵入式、方便的优点，还能够利用现有大规模部署的基站，在通信的同时完成呼吸检测，有利于节约成本、并覆盖室外广阔范围。
[0029]以下将结合附图及实施例对本专利技术做进一步详细说明。
附图说明
[0030]图1是本专利技术实施例提供的基于无线信道的呼吸检测方法的一种流程示意图；
[0031]图2是本专利技术实施例提供的基于无线信道的呼吸检测方法的另一种流程示意图。
具体实施方式
[0032]下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0033]图1是本专利技术实施例提供的基于无线信道的呼吸检测方法的一种流程示意图。请参见图1，本专利技术提供一种基于无线信道的呼吸检测方法，应用于通信基站，通信基站包括接收设备和发送设备，接收设备至少包括两根天线；
[0034]基于无线信道的呼吸检测方法包括：
[0035]S1、接收设备接收参考信号，参考信号为发送设备发送的包含目标人体所处环境信息和目标人体呼吸信息的信号；
[0036]S2、从接收设备的天线中确定两根第一天线，并获取两根第一天线对应的子载波；
[0037]S3、根据两根第一天线对应的子载波，确定第一信道状态信息；其中，第一信道状态信息包含多个子载波；
[0038]S4、从多个子载波中确定至少一个第一子载波，并对第一子载波进行小波变换，得到目标人体的呼吸信号波形。
[0039]具体而言，本专利技术可以利用现有5G通信基站收发参考信号，其中，接收设备至少包括两根天线，在发送设备发送参考信号后，参考信号经过不同路径到达接收天线，如LOS径、地面墙面反射、目标人体反射等，参考信号在接收设备的天线处叠加并被接收。
[0040]可以理解的是，接收设备接收到的参考信号包含信道状态信息，而信道状态信中包含了其所对应的射频信号的振幅特性和相位特征，当处于室内环境的目标人体呼吸时，胸腔的起伏会引起信道状态信息的变化，使之呈现相应的近似周期性变化；因此，在上述步骤S2中，选择接收设备的两根天线作为第一天线，然后获取两根第一天线对应的子载波，并利用这两个子载波构建新的信道状态信息，即第一信道状态信息，第一信道状态信息中包含多个子载波。进一步地，从多个子载波中确定至少一个第一子载波，并对第一子载波进行小波变换本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于无线信道的呼吸检测方法，其特征在于，应用于通信基站，所述通信基站包括接收设备和发送设备，所述接收设备至少包括两根天线；所述基于无线信道的呼吸检测方法包括：接收设备接收参考信号，所述参考信号由所述发送设备发送、并经不同路径到达接收设备，接收设备接收到的所述参考信号包含目标人体所处环境信息和目标人体呼吸信息；从所述接收设备的天线中确定两根第一天线，并获取所述两根第一天线对应的子载波；根据两根第一天线对应的子载波，确定第一信道状态信息；其中，所述第一信道状态信息包含多个子载波；从所述多个子载波中确定至少一个第一子载波，并对所述第一子载波进行小波变换，得到目标人体的呼吸信号波形。2.根据权利要求1所述的基于无线信道的呼吸检测方法，其特征在于，所述根据两根第一天线对应的子载波，确定第一信道状态信息的步骤，包括：将所述两根第一天线对应的子载波相除，得到第一信道状态信息。3.根据权利要求1所述的基于无线信道的呼吸检测方法，其特征在于，所述从所述多个子载波中确定至少一个第一子载波，并对所述第一子载波进行小波变换，得到目标人体的呼吸信号波形的步骤之前，还包括：对所述第一信道状态信息中的多个子载波进行Hampel滤波及均值滤波。4.根据权利要求3所述的基于无线信道的呼吸检测方法，其特征在于，所述从所述多个子载...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈睿，张帝，董海月，赖惠芝，吴崇远，
申请(专利权)人：西安电子科技大学广州研究院，
类型：发明
国别省市：