室内人员检测技术是无线感知的前提和基础,其应用场景非常广泛。为了有效区分室内存在动态人员的场景和室内存在静态人员的场景,使用细粒度高的CSI(Channel State Information)相位差信息作为无线感知的基信号。相位差信息同时利用了频...室内人员检测技术是无线感知的前提和基础,其应用场景非常广泛。为了有效区分室内存在动态人员的场景和室内存在静态人员的场景,使用细粒度高的CSI(Channel State Information)相位差信息作为无线感知的基信号。相位差信息同时利用了频率分集和空间分集协同作用,蕴含着更多微小运动的信息。由于相位存在相位模糊和初始相位偏移,导致相位差序列存在多路独立时间序列的问题,从CSI相位数据某时刻单个数据包角度,根据相位模糊和初始相位偏移导致多路时间序列的原因,提出一种相位差矫正算法去除相位模糊和初始相位偏移的影响并用相位差进行人员检测。在被动式室内人员检测中,动态人员检测平均准确率达到98.85%左右,静态人员检测平均准确率达到95.99%左右,因为提取的特征是物理上合理且与环境无关的人体运动速度特征和静态人体呼吸特征,对环境和时间动态具有一定的鲁棒性。实验表明,所提出的相位差矫正算法能有效矫正相位差,去除相位模糊和初始相位偏移的影响。基于相位差的人员检测能实现较高的准确率。展开更多
针对噪声背景下弱信号检测问题,设计了一种基于锁定放大原理的微弱信号检测系统。该系统基于CD4052模拟开关芯片、LM339比较器与CPLD可编程芯片,包括五个组成部分:微弱信号发生电路、信号调理电路、测频与移相电路、锁定放大电路与模拟...针对噪声背景下弱信号检测问题,设计了一种基于锁定放大原理的微弱信号检测系统。该系统基于CD4052模拟开关芯片、LM339比较器与CPLD可编程芯片,包括五个组成部分:微弱信号发生电路、信号调理电路、测频与移相电路、锁定放大电路与模拟-数字转换器。对每部分硬件电路作了详细分析和设计。实验结果显示所设计的弱信号检测系统能检测信噪比为20 d B,幅度10μV微弱信号。展开更多
基于信号相位匹配原理,给出了利用由双平行线列阵组成的平面阵进行声源方位估计的奇异值分解算法(Singular Value Decomposition for Signal Phase Matching,SVDSPM),推导了空间谱搜索所需的时延计算公式;分析了双线阵间距对不同频率方...基于信号相位匹配原理,给出了利用由双平行线列阵组成的平面阵进行声源方位估计的奇异值分解算法(Singular Value Decomposition for Signal Phase Matching,SVDSPM),推导了空间谱搜索所需的时延计算公式;分析了双线阵间距对不同频率方位估计精度的影响,从而确定了双线阵的间距;分析了声源频率对方位估计精度的影响;给出了给定频率时方位估计精度与信噪比的关系并与MUSIC算法获得的结果进行了比较;给出了利用平面阵进行低空目标的声探测时存在的声探测盲区的描述方法,并分析了声源的频率、目标初始俯仰角、阵元数、阵型对声探测盲区的影响。仿真结果表明:(1)在低信噪比时SVDSPM算法的方位估计性能优于MUSIC算法;(2)声探测盲区的范围与声源的频率和目标初始俯仰角有关,而与阵元数、阵型无关。声探测盲区的分析和研究为立体阵的设计和方位估计提供了依据。展开更多
为降低常规波束形成输出旁瓣级和背景噪声对弱目标检测的影响,依据波束形成指向性函数在目标波达方向上输出值为1、在非目标方向上输出值为小于1的特性,提出一种基于全相位预处理的低旁瓣波束形成方法。对水平直线阵接收数据进行分组处...为降低常规波束形成输出旁瓣级和背景噪声对弱目标检测的影响,依据波束形成指向性函数在目标波达方向上输出值为1、在非目标方向上输出值为小于1的特性,提出一种基于全相位预处理的低旁瓣波束形成方法。对水平直线阵接收数据进行分组处理;按搜索角度对各组数据进行相移预处理,并对各组数据相移预处理结果进行组合,得到一组新数据;对该组新数据进行相移、求和,可得到该搜索角度对应波束值。理论推导分析和仿真实验结果均表明:相比常规波束形成方法,新方法对水平直线阵接收数据进行分组组合处理,波束形成指向性函数发生了变化,旁瓣级得到13 d B以上的改善,信噪比提高1. 7 dB,有效降低了旁瓣级和背景噪声对弱目标检测的影响,并消除了搜索角度与波达方向不一致时的波束域数据相位不一致性;新方法在没有进行Chebyshev滤波和其他约束优化情况下,只通过相移预处理就能够优化波束形成指向性函数。展开更多
针对未知线性调频信号的检测问题,依据线性调频信号相位比较稳定这一特征,提出一种基于频域相位方差加权的线性调频信号检测方法。该方法利用线性调频信号频率单元对应相位比较稳定,背景噪声频率单元对应相位比较随机的特点,对各频率单...针对未知线性调频信号的检测问题,依据线性调频信号相位比较稳定这一特征,提出一种基于频域相位方差加权的线性调频信号检测方法。该方法利用线性调频信号频率单元对应相位比较稳定,背景噪声频率单元对应相位比较随机的特点,对各频率单元进行相位方差加权,可以进一步抑制背景噪声能量干扰,增强线性调频信号检测信噪比增益,实现对未知线性调频信号的检测。仿真条件下,在输入平均谱级比大于-10 d B时,相比相位差分对齐法,该方法所得最终线性调频信号频率单元与噪声频率单元的平均谱级比得到了进一步提高,且随着输入平均谱级比越高,输出线性调频信号频率单元与噪声频率单元的平均谱级比提高越多。理论分析和实验结果表明:该方法可以有效增强信号能量,抑制噪声,提高信噪比。展开更多
文摘室内人员检测技术是无线感知的前提和基础,其应用场景非常广泛。为了有效区分室内存在动态人员的场景和室内存在静态人员的场景,使用细粒度高的CSI(Channel State Information)相位差信息作为无线感知的基信号。相位差信息同时利用了频率分集和空间分集协同作用,蕴含着更多微小运动的信息。由于相位存在相位模糊和初始相位偏移,导致相位差序列存在多路独立时间序列的问题,从CSI相位数据某时刻单个数据包角度,根据相位模糊和初始相位偏移导致多路时间序列的原因,提出一种相位差矫正算法去除相位模糊和初始相位偏移的影响并用相位差进行人员检测。在被动式室内人员检测中,动态人员检测平均准确率达到98.85%左右,静态人员检测平均准确率达到95.99%左右,因为提取的特征是物理上合理且与环境无关的人体运动速度特征和静态人体呼吸特征,对环境和时间动态具有一定的鲁棒性。实验表明,所提出的相位差矫正算法能有效矫正相位差,去除相位模糊和初始相位偏移的影响。基于相位差的人员检测能实现较高的准确率。
文摘分析了高精度数字时间间隔测量方法的优缺点,提出一种脉冲计数与相位延迟内插相结合的新型时间测量方法。由脉冲计数法保证大的动态测量范围,并设计双边沿计数器提高脉冲计数法的测时精度,降低计数量化误差。通过n次相位延迟内插将测时分辨率提高到量化误差的1/2n.在Xilinx Virtex 5平台上实现了参考时钟16次相位延迟内插与脉冲计数相结合的飞行时间测量系统,测试结果表明,基于FPGA的高精度回波飞行时间测量方法得到的测量误差能优于55 ps.
文摘针对噪声背景下弱信号检测问题,设计了一种基于锁定放大原理的微弱信号检测系统。该系统基于CD4052模拟开关芯片、LM339比较器与CPLD可编程芯片,包括五个组成部分:微弱信号发生电路、信号调理电路、测频与移相电路、锁定放大电路与模拟-数字转换器。对每部分硬件电路作了详细分析和设计。实验结果显示所设计的弱信号检测系统能检测信噪比为20 d B,幅度10μV微弱信号。
文摘基于信号相位匹配原理,给出了利用由双平行线列阵组成的平面阵进行声源方位估计的奇异值分解算法(Singular Value Decomposition for Signal Phase Matching,SVDSPM),推导了空间谱搜索所需的时延计算公式;分析了双线阵间距对不同频率方位估计精度的影响,从而确定了双线阵的间距;分析了声源频率对方位估计精度的影响;给出了给定频率时方位估计精度与信噪比的关系并与MUSIC算法获得的结果进行了比较;给出了利用平面阵进行低空目标的声探测时存在的声探测盲区的描述方法,并分析了声源的频率、目标初始俯仰角、阵元数、阵型对声探测盲区的影响。仿真结果表明:(1)在低信噪比时SVDSPM算法的方位估计性能优于MUSIC算法;(2)声探测盲区的范围与声源的频率和目标初始俯仰角有关,而与阵元数、阵型无关。声探测盲区的分析和研究为立体阵的设计和方位估计提供了依据。
文摘为降低常规波束形成输出旁瓣级和背景噪声对弱目标检测的影响,依据波束形成指向性函数在目标波达方向上输出值为1、在非目标方向上输出值为小于1的特性,提出一种基于全相位预处理的低旁瓣波束形成方法。对水平直线阵接收数据进行分组处理;按搜索角度对各组数据进行相移预处理,并对各组数据相移预处理结果进行组合,得到一组新数据;对该组新数据进行相移、求和,可得到该搜索角度对应波束值。理论推导分析和仿真实验结果均表明:相比常规波束形成方法,新方法对水平直线阵接收数据进行分组组合处理,波束形成指向性函数发生了变化,旁瓣级得到13 d B以上的改善,信噪比提高1. 7 dB,有效降低了旁瓣级和背景噪声对弱目标检测的影响,并消除了搜索角度与波达方向不一致时的波束域数据相位不一致性;新方法在没有进行Chebyshev滤波和其他约束优化情况下,只通过相移预处理就能够优化波束形成指向性函数。
文摘针对未知线性调频信号的检测问题,依据线性调频信号相位比较稳定这一特征,提出一种基于频域相位方差加权的线性调频信号检测方法。该方法利用线性调频信号频率单元对应相位比较稳定,背景噪声频率单元对应相位比较随机的特点,对各频率单元进行相位方差加权,可以进一步抑制背景噪声能量干扰,增强线性调频信号检测信噪比增益,实现对未知线性调频信号的检测。仿真条件下,在输入平均谱级比大于-10 d B时,相比相位差分对齐法,该方法所得最终线性调频信号频率单元与噪声频率单元的平均谱级比得到了进一步提高,且随着输入平均谱级比越高,输出线性调频信号频率单元与噪声频率单元的平均谱级比提高越多。理论分析和实验结果表明:该方法可以有效增强信号能量,抑制噪声,提高信噪比。
