[发明专利]基于Wi-Fi识别系统的信号转换方法

权利要求书

1.一种基于Wi-Fi识别系统的信号转换方法,其特征在于，通过对接收端空间位置变化的几何关系和Wi-Fi的传播特性进行建模,从而将移动后的接收端采集得到的CSI信号直接转换成原始位置的Wi-Fi接收设备收到的信号,从而实现Wi-Fi动作识别的设备位置无关性,具体包括：

步骤1)根据无线信号传播特性对手臂对信号的反射的建模；

步骤2)信号转换：进行动作识别的用户站在信号发射端Tx和信号接收端Rx的中垂线上,微分后的信道状态信息为其中：k为信号传播因子,v为移动速度，D_Rx为用户到初始位置的接收端的距离，θ_Rx为接收端在初始位置时用户移动方向与用户到接收端的夹角；随着家庭环境的变化,接收端移动位置到其他位置,此时,移动后的接收端收到的CSI信号就会产生变化,此时接收端的收到的CSI微分后得到：其中：D_Sp为用户到移动位置后的接收端的距离,θ_Sp为用户移动方向与用户到移动位置后的接收端的夹角,信号传播因子k通过对移动后的接收端信号的微分进而进行多项式拟合得到,v、D_Sp,θ_Sp测量得到,初始状态下的位置信息D_Rx,D_Rx通过测量获得,即将新的位置接收的微分信号转化为初始状态下的微分信号：

即从dH_Sp(f,t)到dH_Rx(f,t)的转换；最后通过将dH_Rx(f,t)积分即得到H_Rx(f,t)。

2.根据权利要求1所述的基于Wi-Fi识别系统的信号转换方法,其特征是,所述的建模,具体包括：

1.1)当Wi-Fi信号经过一单位物体的反射之后到达信号接收端,则有：其中：t₁为信号从单位物体到接收端的传播时间，f为载波频率，a(f，t₁)为信号衰减，Y(f,t₁)为接收信号；

1.2)根据t₁时刻传播距离D(t₁)以及平方反比定律，其中：a(f，0)＝X(f)为初始时在物体处的信号,从而接收信号简化为：并得到信道频率响应为：即理想状态真空中信号状态信息的表达式；

1.3)由于Wi-Fi识别系统的信号受到人体整个手臂的反射进而到达接收端而非单位长度物体，因此需要对手臂运动的过程视为线状物体的运动进行建模：手臂以速度v做线性动作到运动了时间t₂时手臂移动的距离为d＝vt₂；通过对手掌，即单位物体进行建模得到：D₂sinα＝D₁sinθ，D₂cosα＝D₁cosθ-d，其中：d为手臂在时间t₂内移动的距离，D₁为初始时手掌到接收端的距离，D₂为在t₂时刻手掌到接收端的距离，θ为在初始时手臂运动方向与手掌到接收端连线的夹角，α为手臂在t₂时刻的运动方向与手掌到接收端连线的夹角；消去α后得到进而得到即手掌运动的信道状态方程；

1.4)将整个手臂反射的信道状态信息叠加即整个手臂运动的信道频率响应方程，具体为：首先对该式中的t₂进行求导：进而简化为：由于现有的基于Wi-Fi的动作识别模型大都只利用振幅而不考虑相位的影响，由于故消除掉相位的影响之后有：

1.5)选取两个间隔较短的时间节点i和i+1，得到：使得线性动作和非线性动作用相同的方法处理。

3.一种实现权利要求1或2所述方法的系统，其特征在于，包括：信号采集单元、信号转换单元以及信号动作分类单元，其中：信号采集单元负责收集人体反射的动作信号，并将采集到的信号传入信号转换单元；信号转换单元通过信号微分、多项式拟合求参数以及信号转换将转换后的信号输出至信号动作分类单元，信号动作分类单元进行设备位置无关的信号转化与识别。