基于MIMO毫米波生物雷达的多维生理学启发式增强型生命体征监测
信号处理
2025-10-20 v1
摘要
随着人口老龄化和慢性病负担的增加，对生命体征监测的需求日益紧迫。当前基于等权重的阵雷达系统中，多通道信号融合效率低下，这是当前非接触式检测技术面临的关键挑战。为此，本文提出了一种基于多维生理特征驱动的多输入多输出(MIMO)生物雷达生命体征增强检测方法，通过两阶段融合策略克服了传统方法的局限性。阶段1：基于生理特征的单通道信号增强生命体征检测。首先构建胸壁多散射点模型。对于单通道时距二维回波信号，依据呼吸/心跳生理频段能量比选取有效距离械bin，并通过相位对齐的最大比例合成(MRC)增强呼吸/心跳信号的信噪比(SNR)。阶段2：基于器官辐射空间分布特征的多通道融合。首次引入心肺器官的空间辐射特性，将其作为基于SNR的通道筛选、通道属性识别和多通道加权融合的理论基础。随后，本文提出一种模板匹配方法，通过呼吸和心脏活动的物理模型提取呼吸率(RR)和心率(HR)。实验结果表明，器官辐射的空间分布特征确实存在。此外，我们从距离和状态两个方面分析了算法的影响。
关键词
引用
@article{arxiv.2510.15278,
title = {Multidimensional Physiology-Inspired Enhanced Vital Sign Monitoring Using MIMO mmWave Bio-radar},
author = {Heyao Zhu and Yimeng Zhao and Zirui Zhang and Huansheng Yi and Chenbin Gao and Canhua Xu and Jianqi Wang and Fugui Qi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.15278},
year = {2025}
}