[发明专利]运动物体反射无线信号的识别方法

摘要

本发明公布了一种运动物体反射无线信号的识别方法，无线传输环境中的发射端为无线信号发射设备；无线传输环境中的接收端是与发射端对应的无线信号接收器；其特征是，无需修改无线信号发射端和接收端设备，通过无线信号接收端的天线阵列来接收信号，通过信号处理方法合并直接通路信号和静态物体反射路径的信号为一条静态路径信号，在信号识别过程中自动识别静态路径信号的到达角度和运动物体反射路径的信号的到达角度，从而识别出运动物体反射的无线信号。本发明技术方案对设备要求低，不需要改动硬件，能够部署在常见的商业无线设备，实施快速、方便，低成本，高效益。

主权项

1.一种运动物体反射无线信号的识别方法，无线传输环境中的发射端为无线信号发射设备；无线传输环境中的接收端是与发射端对应的无线信号接收器；其特征是，无需修改无线信号发射端和接收端设备，通过采用无线信号接收端的天线阵列接收信号，通过信号处理方法分离而识别出运动物体反射的无线信号，包括如下步骤：1)利用无线信号接收端的天线搭建一个均匀线性天线阵列；所述均匀线性天线阵列中的天线数量至少为三根；所述多根天线之间的间隔不超过所使用的无线信号波长的一半；2)接收端采集所述均匀线性天线阵列中多根天线上的信道信息，构成天线阵列信号向量；所述信道信息表示无线信号从发射端天线发出经过无线信道传输被接收端天线接收所产生的衰减和相移；所述天线阵列信号向量通过式1构建得到：设定接收端的天线阵列由M根天线组成，在采样时刻t，获得M根接收天线的各自采集的信道信息，通过式1构成天线阵列信号向量X(t)：式1中，xm(t)是第m根天线上采集到的信道信息；n表示到达接收天线阵列的不同路径的信号数；θi表示第i条路径的信号到达接收端的天线阵列的到达角度；a(θi)表示第i条路径的信号在接收端的天线阵列上的导向向量；si(t)是第i条路径的信号到达接收端天线阵列的第一根天线的衰减和相移；N(t)是噪声向量；当有运动物体在无线传输环境中存在时，所述天线阵列信号向量表示为式2：式2中，X(t)为在t时刻具有M根天线的天线阵列的信号向量；xm(t)是第m根天线上采集到的信道信息；n表示到达接收天线阵列的不同路径的信号数；θi表示第i条路径的信号到达接收端的天线阵列的到达角度；a(θi)表示第i条路径的信号在接收端的天线阵列上的导向向量；si(t)是第i条路径的信号到达接收端天线阵列的第一根天线的衰减和相移；N(t)是噪声向量；ns是直接通路和所有静态物体反射路径的信号集合中的信号总数；nm是运动物体反射的信号数；ss,1(t)表示直接通路信号到达接收端天线阵列第一根天线的衰减和相移；ss,i(t)＝αs,iss,1(t)表示直接通路和静态物体反射路径的信号集合中的第i条路径的信号到达第一根天线的衰减和相移，αs,i是该信号与直接通路信号的固定相位差常数；θs,i表示直接通路和静态物体反射路径的信号集合中的第i条路径的信号到达接收端的天线阵列的到达角度；a(θs,i)表示直接通路和静态物体反射路径的信号集合中的第i条路径的信号在接收端的天线阵列上的导向向量；sm,i(t)表示第i个动态反射路径信号到达接收端天线阵列第一根天线的衰减和相移；θm,i表示第i条动态反射路径的信号到达接收端的天线阵列的到达角度；a(θm,i)表示第i条动态反射路径的信号在接收端的天线阵列上的导向向量；3)以步骤2)所述天线阵列信号向量的多次采样作为输入，通过多重信号分类算法进行信号分类并估计信号的到达角度，将相干的直接通路信号和所有静态物体反射信号融为一个信号，所述融为一个的信号被识别为静态路径信号；将运动物体反射的无线信号识别为动态路径信号；所述静态路径信号和所述动态路径信号不相干；步骤3)通过估计信号的到达角度识别所述运动物体反射无线信号，具体通过在一个时间窗口里多次探测，识别静态路径信号的到达角度和动态路径信号的到达角度，通过静态路径信号和动态路径信号稳定性的差异区分出属于动态路径信号的到达角度。