一种无线局域网中精密动作识别器的偏移检测系统与方法

技术领域

本发明涉及室内动作识别领域，尤其涉及一种无线局域网中精密动作识别器的偏移检测系统与方法。

背景技术

为了满足日常通信需求，室内环境一般存在大量的网络连接设备，如WIFI收发器、蓝牙收发器、微基站和智能网联传感器，这些设备不仅用于通信上网，还能用于室内定位；随着产业发展，设备信号处理精度不断提升，逐渐支持行为识别(跌倒检测)、呼吸感知和睡眠心跳/眼动监测，这种利用局域网络中的无线信号(如WiFi信号)进行人员动作感知与识别的设备也开始了商业化进程。

但是现有利用WIFI和蓝牙设备的检测与动作识别的主要参数相差甚远，仅测量信号功率和频率等相关参数不足以判断被测对象是否满足自身特性度量值以及合格准则，更无法确认其主要度量值是否变化。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，提供一种无线局域网中精密动作识别器的偏移检测系统与方法，通过建设无线局域网的信道状态环境，信道仿真器对测试信号进行处理，射频搅拌器对处理后的测试信号进行反射处理，可变电阻负载调节反射处理后的测试信号的幅度信息，然后返回信道仿真器；信道仿真器对返回的测试信号进行解算，得到相位变化信息

本发明提供了一种无线局域网中精密动作识别器的偏移检测系统，包括待检设备(DUT)、信道仿真器、射频搅拌器、可变电阻负载和环行器；待检设备和信道仿真器连接，射频搅拌器和可变电阻负载通过环行器连接至信道仿真器；信道仿真器，建立信道状态环境；射频搅拌器和可变电阻负载，模拟传输信道的干扰信号；其中，待检设备为精密动作识别器。

优选地，射频搅拌器包括反射模式或直通模式；其中，射频搅拌器在不同时刻采用不同模式。

优选地，待检设备至少包含一对天线用于发射和接收射频信号。

优选地，可变电阻负载，根据测试信号的变化模拟不同的射频负载。

本发明提供了一种无线局域网中精密动作识别器的偏移检测方法，根据如前所述的偏移检测系统进行精密动作识别器的偏移检测，偏移检测方法包括以下步骤：

待检设备发送测试信号至信道仿真器；

在信道状态环境中进行偏移检测，包括如下步骤：

信道仿真器对测试信号进行处理，然后发送处理后的测试信号至射频搅拌器；

射频搅拌器对处理后的测试信号进行反射处理，改变处理后的测试信号的幅度信息和相位信息；

可变电阻负载调节反射处理后的测试信号的幅度信息，然后将调节后的测试信号返回信道仿真器；

信道仿真器对返回的测试信号进行解算，得到时域信息，时域信息包括相位变化信息

将相位变化信息

优选地，对测试信号进行处理具体包括：对测试信号进行频率偏移、频率损耗和时延附加。

优选地，信道仿真器还对测试信号进行测量，获得测试信号的脉冲信号和信道增益矩阵，并存储所述脉冲信号和信道增益矩阵。

优选地，信道状态环境包括：通过标注不同的信道增益矩阵获得信道状态环境，所述不同的信道增益矩阵存储在信道仿真器中。

优选地，信道状态环境具体为：与无线局域网所在的室内空间环境相同的射频条件。

优选地，脉冲信号具体为：测试信号在信号采集时间段的脉冲信号。

优选地，设置信号采集时间段内的测试信号模型，模型如下：

其中，i为信号采集时间段内的第i个时刻，x

优选地，相位变化信息

其中，d是时间不变时的动作路径长度，Δd表示模拟人员行为时引起的额外路径长度，h

优选地，相位联合概率密度

其中，j为虚数单位。

优选地，信道仿真器对返回的测试信号进行解算，具体包括：信道仿真器对信道增益矩阵进行解算，获得各子载波时域上的符号数据变化信息。

优选地，符号数据变化信息包括幅度变化信息和相位变化信息

优选地，在偏移检测过程中，测试信号传输路径的时域信息均已标定，且标定数据在预设的有效期内。

与现有技术相对比，本发明的有益效果如下：

1.本发明的一种无线局域网中精密动作识别器的偏移检测方法和系统，通过建设无线局域网的信道状态环境，信道仿真器对测试信号进行处理，射频搅拌器对处理后的测试信号进行反射处理，可变电阻负载调节反射处理后的测试信号的幅度信息，然后返回信道仿真器；信道仿真器对返回的测试信号进行解算，得到相位变化信息

2.本发明的一种无线局域网中精密动作识别器的偏移检测方法和系统，将相位变化信息

3.本发明的一种无线局域网中精密动作识别器的偏移检测方法和系统，可变电阻负载根据测试信号的变化模拟不同的射频负载，对信道状态环境进行阴影效应优化，通过尾端衰减后再耦合测试信号，解算返回的测试信号，得到时域信息；能大幅减少反射恢复时间实现快速衰减的效果，分辨出更多信号峰值。

4.本发明的一种无线局域网中精密动作识别器的偏移检测方法和系统，信道状态环境包括：通过标注不同的信道增益矩阵获得的信道状态环境；无需在实际特定场地进行检测，可根据客户使用场景设计所需的信道状态，适用性更广泛。

附图说明

图1是本发明实施例的一种无线局域网中精密动作识别器的偏移检测系统的流程图；

图2是本发明实施例的一种无线局域网中精密动作识别器的偏移检测方法的示意图；

图3是本发明实施例的一种无线局域网中精密动作识别器的偏移检测系统的动作感知信号处理与优化的示意图；

图4是本发明实施例的一种无线局域网中精密动作识别器的偏移检测系统的DUT测试信号经过归一化后波形的示意图。

具体实施方式

下面结合附图1-4，对本发明的一种无线局域网中精密动作识别器的偏移检测方法和系统的具体实施方式进行详细的说明。

实施例1

根据本发明的一个具体实施方案，下面对本发明的一种无线局域网中精密动作识别器的偏移检测系统进行详细说明。

如图1所示，本发明提供了一种无线局域网中精密动作识别器的偏移检测系统，包括待检设备、信道仿真器、射频搅拌器、可变电阻负载和环行器；待检设备和信道仿真器连接，射频搅拌器和可变电阻负载通过环行器连接至信道仿真器；信道仿真器，建立信道状态环境；射频搅拌器和可变电阻负载，模拟传输信道的干扰信号；其中，待检设备为精密动作识别器，可变电阻负载，根据测试信号的变化模拟不同的射频负载。

射频搅拌器不打开反射保持直通状态，在信道仿真器直接存储的测试信号经过归一化后波形如图4所示，将信道增益矩阵解算得到的时域信息见图3中的信号1，这时波形精细程度很难满足用于检测高精度要求的待检设备；

此时，若结合可变电阻负载，根据通过的测试信号大小模拟相应的射频负载，进行阴影效应优化，通过尾端衰减后再耦合测试信号，这时解算返回的测试信号得到时域信息见图2中的信号2(信号3为理论波形)，能大幅减少反射恢复时间实现快速衰减的效果，可以分辨出更多信号峰值，同时从侧面提升了相位信息分辨率。

实施例2

如图2所示，根据本发明的一个具体实施方案，下面对本发明的一种无线局域网中精密动作识别器的偏移检测方法进行详细说明。

本发明提供了一种无线局域网中精密动作识别器的偏移检测方法，包括以下步骤：

待检设备发送测试信号至信道仿真器；

在信道仿真器建立的信道状态环境中进行偏移检测，包括如下步骤：

信道仿真器对测试信号进行频率偏移、频率损耗和时延附加的处理，然后发送处理后的测试信号至射频搅拌器；

射频搅拌器对处理后的测试信号进行反射处理，改变处理后的测试信号的幅度信息和相位信息；

可变电阻负载调节反射处理后的测试信号的幅度信息，然后将调节后的测试信号返回信道仿真器；

信道仿真器对所返回测试信号的信道增益矩阵进行解算，获得各子载波时域上的幅度变化信息和相位变化信息

将相位变化信息

其中，设置信号采集时间段内的测试信号模型，模型如下：

其中，i为信号采集时间段内的第i个时刻，x

相位变化信息

其中，d是时间不变时的动作路径长度，Δd表示模拟人员行为时引起的额外路径长度，h

相位联合概率密度

其中，j为虚数单位。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。