基于 26 GHz 多波束通信测试平台的生命体征估计
信号处理
2023-12-14 v2
摘要
本文提出了一种利用 26 GHz 多波束通信测试平台进行生命体征监测的新流程。在通信感知一体化（JCAS）背景下，毫米波频段的先进通信能力可与雷达的无线电资源相媲美，并有望感知周围环境。能够通信并感知环境中存在的人的生命体征，将赋能电信的新垂直业务，即远程健康监测。所提出的处理流程利用空间正交波束，从原始信道状态信息（Channel State Information）样本中估计静态场景下单人和多人的生命体征——呼吸率和心率。我们考虑了单站和双站感知场景。对于单站场景，我们采用相位时频校准和离散小波变换，相比传统的基于快速傅里叶变换的方法提升了性能。对于双站场景，由于单人与多人场景间存在明显的频域信号特征差异，我们使用 K-means 聚类算法提取多人生命体征。结果表明，对于人体与收发器距离达 2 m 的单人单站感知场景，以及基站与用户设备距离达 4 m 的两人双站感知场景，估计的呼吸率和心率与体表传感器所采参考值相比误差低于 2 次/分钟（bpm）。本工作未针对感知优化 OFDM 波形参数；它展示了使用毫米波多波束通信系统实现非接触式生命体征监测这一前景广阔的 JCAS 概念验证。
引用
@article{arxiv.2311.11275,
title = {Vital Signs Estimation Using a 26 GHz Multi-Beam Communication Testbed},
author = {Miquel Sellés Valls and Sofie Pollin and Ying Wang and Rizqi Hersyandika and Andre Kokkeler and Yang Miao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.11275},
year = {2023}
}