SA-WiSense：面向单天线 Wi-Fi 设备的盲点免疫呼吸感知框架
信号处理
2025-07-25 v2
摘要
Wi-Fi 感知为 contactless 人体呼吸监测提供了前景。然而，由于随机相位偏移破坏呼吸信号的互补性，面临一个关键的盲点问题。为此，我们提出一个单天线 Wi-Fi 感知 (SA-WiSense) 框架，以提高对人体呼吸监测的准确性，抗随机相位偏移。该提议的 SA-WiSense 框架是 cost-effective 的，仅使用一个天线，而不是前述方法中使用的多个天线。因此，该框架适用于物联网 (IoT)，其中大多数传感器配备一个天线。一方面，我们提出一种基于 cross-subcarrier 信道状态信息 (CSI) 比率 (CSCR) 的盲点消除方法，用于 IoT，其中利用两个信道状态信息值在子载波之间的比率来消除随机相位偏移。我们证明了通过该 CSCR 方法可以抵消随机相位偏移，从而恢复信号的本质互补性，以实现盲点免疫感知。另一方面，我们提出一种基于遗传算法 (GA) 的子载波选择 (GASS) 方法，通过将感知信号信噪比 (SSNR) 的 CSCR 在子载波之间的优化问题形式化。GA 用于求解所提出的优化问题。我们使用廉价 ESP32 微控制器构建了一个实验测试。该提议的作品被证实可实现对呼吸监测的 91.2% 检测率，距离可达 8.0 米，显著优于单天线方法的最新技术。
引用
@article{arxiv.2507.17623,
title = {SA-WiSense: A Blind-Spot-Free Respiration Sensing Framework for Single-Antenna Wi-Fi Devices},
author = {Guangteng Liu and Xiayue Liu and Zhixiang Xu and Yufeng Yuan and Hui Zhao and Yuxuan Liu and Yufei Jiang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.17623},
year = {2025}
}
备注
12pages, 10figures