简单理解CSI

最近看了几篇利用CSI来做活动识别的文章综述。写点笔记吧。应用场景什么就不写了,主要是一些理论上的理解性的东西。


CSI到底是什么东西?

CSI(Channel State Information,信道状态信息),是一种描述无线通信链路的信道属性。CSI考虑了几种影响信号传播的因素:如信号散射,环境衰减和距离衰减。


首先了解一下CSI本来是用来干嘛的:评估信道链路的状态。可以通过CSI矩阵估算无线信道的质量,基于CSI调整通信速率,从而保证可靠有效的数据传输。


除此之外,CSI还可以用来干嘛?如今CSI逐渐走进人们的视野,是因为现在在基于wifi的感知方面很火。


利用CSI进行感知的基础理论知识

后面就主要讲一下利用CSI进行感知的理论方面内容,也是我之前一直比较混淆的内容。

首先了解一下什么是信道频率响应。

信道频率响应(CFR):信号在不同频率范围内,信号特性的响应,一般包含幅度/频率和相位/频率两种响应。

可以用一个式子来表示(单发射天线单接收天线的情况):



a_{i}(t) 是幅度衰减因子,\tau _{i}(t) 是传播延迟,f是载波频率。而这个载波频率一旦确定之后,也就是说,在一个特定的载波频率下的信道频率响应,就是我们所谓的CSI。


在一个特定的载波频率之下(即上面的式子中频率f是个固定值),我们就可以利用H,表示出无线信道(频域表达式):


其中H是表示CSI信息的信道矩阵; 接收和发送的信号矢量分别是Y和X;N指加性高斯白噪声矢量。

这个H,我的理解是一条发射天线传播信号到一条接收天线,会有一定程度上的信号衰落。而这个H,就可以类比于一个系数,一个信号衰落因子。如果是多天线(MIMO)的情况,每条发射天线到不同的接收天线,信号衰弱因子都不同。

这个表示CSI信息的信道矩阵H,也可以表示为幅度和相位的形式。


这个振幅| H |相位∠H受发射器,接收器以及周围物体和人的位移和运动的影响。换句话说,CSI可以捕获附近环境的无线特性。在数学建模或机器学习算法的辅助下,这些特性可用于不同的传感应用。

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