CN117761673B 一种基于ofdm信号对微动目标位移测量的方法和系统 （重庆邮电大学）

一种基于OFDM信号对微动目标位移测量的本发明公开了一种基于OFDM信号对微动目接收机获取多帧的OFDM信号并获得信道状态信将其他不同覆盖方向上获取的微动目标载波相位差联立方程组求解得微动目标整体的微动位2在接收机处接收经微动目标散射并通过多径信道从发射机处发射基于在所述接收机处接收的OFDM信号来估计出一个或多个信道频率响应和一个或多基于所述的信道频率响应确定微动目标散射信号在时间维度上所对应的所述信道脉基于所述采样点序列索引号提取所述信道脉冲响应中对应基于所述复数值，对所述的复数值进行离散傅里叶变换，得到所基于计算的所述目标发生位移前后的载波相位差计算微动目标产生对于所估计的信道频率响应和信道脉冲响应是由从发射设备处发射的OFDM信号导出，每个信道频率响应和信道脉冲响应都与微动目标和多径信道中多个散射目标的传播距离对于微动目标散射信号在时间维度上所对应的所述信道脉冲响应的采样序列索引号是由采用信道参数估计算法所估计出的多径飞行时间结合信道频率响应所生成的距离多对于提取的目标微动前后的载波相位差是补偿了由静止参考点所确定的相位抖动系对于提取的目标微动前后的载波相位差是由微动目标的微动特点所确定的无整模糊对于在不同方向上计算微动目标所述的位移，是由调整发射机发射2.根据权利要求1中所述方法，基于所述的信道脉冲响应确定微动目标散射信号在时间维度上所对应的所述信道脉冲响应的采样序列索引号包括通过以已知的收发机和微动3.根据权利要求1至2中任一项所述方法，基路径在时间维度上所对应的所述信道脉冲响应的采样序列索引号包括其次，对从OFDM信号中估计的多个信道频率响应进行二维3再次，基于微动目标位移较小且在一段时间内保持缓慢位移的特点最后，根据估计的所述信号路径的振幅和两条路径之间径对应的像素索引值，该像素索引值与所述的信道脉冲响应的采样点序列索引值一一对其中，所述距离多普勒图中静止目标的像素点的亮度大小其中，估计的所述信号路径的相邻路径之间的时间差值与所述式中，Δτl,l+α为所估计的信号路径的第l条和l+α第条相邻路径之间的时间差值，Δnm.m+β为第m个和第m+β个采样点之间间隔采样点数，N为OFDM符号有效子载波个数，Δf为4.根据权利要求1中所述方法，对所述的复数值进行离散傅里叶变换的点数为有效子5.根据权利要求1中所述方法，在所述频域的响应值提取的载波相位为零号子载波所6.根据权利要求5中所述方法，对于补偿由静止参考点所确定的相位抖动系数包括以基于在距离多普勒图中已匹配的散射路径，确定靠近表示微动目标基于静止目标的像素点，提取微动目标发生位移前后的动系数AP',补偿后微动目标发生位移前后的相位差表示如式(2)：AP"=AP-AP'.(2)4AP'=AP"-2r,(5)8.根据权利要求1中所述方法，在多个方向K上计算出微动目标移动前后的相位差[AP",…AP"],建立式(7)等式组：接收机，所述接收机包括一路或多路射频信号传感单元和一个或多个信号处理单元，发射机，所述发射机包括一路或多路射频信号传感单元和一个或多个信号处理单元，5在接收机处接收经微动目标散射并通过多径信道从发射机处发射基于在所述接收机处接收的OFDM信号来估计出一个或多个信道频率响应和一个或多基于所述的信道频率响应确定微动目标散射信号在时间维度上所对应的所述信道脉基于所述采样点序列索引号提取所述信道脉冲响应中对应基于所述复数值，对所述的复数值进行离散傅里叶变换，得到所基于计算的所述目标发生位移前后的载波相位差计算微动目标产生对于所估计的信道频率响应和信道脉冲响应是由从发射设备处发射的OFDM信号导出，每个信道频率响应和信道脉冲响应都与微动目标和多径信道中多个散射目标的传播距离对于微动目标散射信号在时间维度上所对应的所述信道脉冲响应的采样序列索引号是由采用信道参数估计算法所估计出的多径飞行时间结合信道频率响应所生成的距离多对于提取的目标微动前后的载波相位差是补偿了由静止参考点所确定的相位抖动系对于提取的目标微动前后的载波相位差是由微动目标的微动特点所确定的无整模糊对于在不同方向上计算微动目标所述的位移，是由调整发射机发射基于所述相位差值和微动目标位移值生成微动目标位移载波相位差的表达式对应于覆盖的一个方向上微动目标的位移和产生的载波相位差的关求解方程组以确定微动目标相对的位移值，其中所述相对的位移17.根据权利要求16中所述系统，接收机与发射机均可用于基于OFDM信号调制的通信18.根据权利要求16至17中任一项所述系统，接收机与发射机均可配置为具备收发一619.根据权利要求16至17中任一项所述系统，接收机与发射机一体化布置进行OFDM信21.根据权利要求16至17中任一项所述系统，接收机与发射机的射频信号传感单元被7于OFDM信号获取的CSI刻画了不同子频点对于无线信道的频率响应，可以反映出信号经多8配的情况等，上述多方面原因都导致了当仅采用超分辨算法对微动目标进行位移估计时，ToF估计精确时间；RFID作为物联网的关键技术之一，是一种无需直接接触的射频识别技9[0008]本发明的目的在于针对现有技术对微动目标位移测量中存在的上述背景技术中pppp[0024]步骤十四：基于微动目标位移量小的特点，对补偿后的相位消除整周模糊得到[0029]优选的，步骤一中发射的OFDM信号可按3GPPpp(PseudorandomNoise，PN)，也可采用3GPPTS38.211中定义的探测参考信号(Sounding载波分配模块、解调、CRC校验和输出。在信道估计中，可以获得信道频率响应(Channel[0052]优选的，步骤八中，可以采用带噪声基于密度的空间聚类算法(DensityBasedSpatialClusteringofApplicationswithNoise,DBSCAN)识别出各路径簇，按簇获得超分辨算法求得的散射路径参数的幅度同样按最大值为0的原则进行归一化，在振幅维度有等间隔时间获取多个OFDM帧，监测活动中连续时间间隔获取的OFDM信号表示为[F1,…,[0092]每一个时间点上接收机获取的用于测量的100个帧中前导码信号为Ft＝[y1,…,机射频部分将对接收的信号进行低噪放放大，分I/Q两路对信号进行下变频，自动增益放[0114]每个像素点表示了一个距离s,多噪声基于密度的空间聚类算法(DensityBasedSpatialClusteringofApplications分辨算法求得的散射路径参数的振幅同样按最大值为0的原则进行归一化，然后分别对距[0129]该时间差值Δτ与距离多普勒图中静止目标的像素点之间间隔的采样点数相对l条为直达路径与第l+α条微动目标散射路径的ToF估计值差，Δnm.m+β为第m个和第m+β个像素点之间间隔采样点数，N为OFDM符号有效子载[0132]步骤十：提取所述CIR微动目标散射路径对应的索引值处对应的复信号值，进行按下式判断载波相位差是否存在整模糊变误[0150]AP'=AP"+2r3s)[0161]发射机与接收机采用一台通用的软件无线电设备，具体型号为NI公司的N321设[0166](b).由于接收OFD有5条路径，path_1＝42ns，path_2＝51ns，path_3＝276ns，path_4＝280ns，path_5=[0170](f).提取微动目标得表示微动目标散射路径的载波相位，再求得监测活动中6次测量的