Adaptiiviset signaalinkäsittelymenetelmät ja realistiset häviömallit elintoimintojen estimoinnissa moniantennitutkalla

Abstract

Tämän työn keskeisimpänä tavoitteena on ihmisen elintoimintojen tarkkailu ja estimointi käyttäen radiotaajuisia mittauksia ja adaptiivisia signaalinkäsittelymenetelmiä monen vastaanottimen kantoaaltotutkalla. Työssä esitellään erilaisia adaptiivisia menetelmiä, joiden avulla hengityksen ja sydämen värähtelyn aiheuttamaa micro-Doppler vaihemodulaatiota sisältävät eri vastaanottimien signaalit voidaan yhdistää. Työssä johdetaan lisäksi realistinen malli radiosignaalien etenemiselle ja heijastushäviöille, jota käytettiin moniantennitutkan simuloinnissa esiteltyjen menetelmien vertailemiseksi. Saatujen tulosten perusteella voidaan osoittaa, että adaptiiviset menetelmät parantavat langattoman elintoimintojen estimoinnin luotettavuutta, ja mahdollistavat monitoroinnin myös pienillä signaali-kohinasuhteen arvoilla.

This thesis addresses the problem of vital sign estimation through the use of adaptive signal enhancement techniques with multiantenna continuous wave radar. The use of different adaptive processing techniques is proposed in a novel approach to combine signals from multiple receivers carrying the information of the cardiopulmonary micro-Doppler effect caused by breathing and heartbeat. The results are based on extensive simulations using a realistic signal propagation model derived in the thesis. It is shown that these techniques provide a significant increase in vital sign rate estimation accuracy, and enable monitoring at lower SNR conditions.