華為園區(qū)網(wǎng)絡(luò)WLANCSI感知技術(shù)白皮書華為園區(qū)網(wǎng)絡(luò)WLANCSI感知技術(shù)白皮書目錄1概述....................................................................................................................1.1產(chǎn)生背景............................................................................................................................................................................31.2CSI感知技術(shù)原理..............................................................................................................................................................31.2.1感知理論模型.................................................................................................................................................................31.2.2感知算法應(yīng)用.................................................................................................................................................................61.2.3感知技術(shù)演進(jìn).................................................................................................................................................................72實(shí)現(xiàn)原理..........................................................................................................................2.1總體方案............................................................................................................................................................................92.1.1WAC+FITAP場景.......................................................................................................................................................102.1.2云AP場景.....................................................................................................................................................................122.2CSI感知檢測實(shí)現(xiàn)............................................................................................................................................................122.2.1感知射頻選取...............................................................................................................................................................132.2.2感知檢測過程...............................................................................................................................................................132.2.3感知識(shí)別算法...............................................................................................................................................................142.3注意事項(xiàng)..........................................................................................................................................................................153典型應(yīng)用場景.....................................................................................................................163.1會(huì)議室智慧照明與節(jié)能場景.........................................................................................................................................163.1.1場景介紹.......................................................................................................................................................................163.1.2方案架構(gòu).......................................................................................................................................................................173.1.3網(wǎng)規(guī)部署.......................................................................................................................................................................183.1.4部署調(diào)優(yōu).......................................................................................................................................................................183.1.5注意事項(xiàng).......................................................................................................................................................................183.2室內(nèi)開放區(qū)節(jié)能場景.....................................................................................................................................................18版權(quán)所有?華為技術(shù)有限公司i版權(quán)所有?華為技術(shù)有限公司ii華為園區(qū)網(wǎng)絡(luò)WLANCSI感知技術(shù)白皮書目錄3.2.1場景介紹 3.2.2方案架構(gòu) 3.2.3網(wǎng)規(guī)部署 3.2.4注意事項(xiàng) 3.3入侵檢測場景 3.3.1場景介紹 3.3.2方案架構(gòu) 3.3.3網(wǎng)規(guī)部署 3.3.4注意事項(xiàng) 23 23版權(quán)所有?華為技術(shù)有限公司3華為園區(qū)網(wǎng)絡(luò)WLANCSI感知技術(shù)白皮書1概述CSI感知作為WLAN通感一體技術(shù)的一種先驅(qū)創(chuàng)新，其產(chǎn)生的背景與無線通信技術(shù)的演進(jìn)和應(yīng)用場景的多樣化需求密切相關(guān)。隨著無線局域網(wǎng)（WLAN）技術(shù)的快速發(fā)展，尤其是Wi-Fi7技術(shù)的普及和性能提升，人們對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)的性能要求不僅限于數(shù)據(jù)傳輸速率的提升，還逐漸擴(kuò)展到對(duì)環(huán)境感知能力的需求。CSI（ChannelStateInformation，信道狀態(tài)信息）感知技術(shù)正是在這一背景下應(yīng)運(yùn)而生。CSI感知的核心在于利用無線信號(hào)的傳播特性，通過分析信道狀態(tài)信息來獲取環(huán)境中的物體運(yùn)動(dòng)、位置變化等信息。這種技術(shù)的產(chǎn)生得益于以下幾個(gè)方面：首先，Wi-Fi通信系統(tǒng)不斷朝著更高頻段、更大天線陣列和小型化發(fā)展，因此在硬件架構(gòu)、信道特點(diǎn)和信號(hào)處理方面與無線感知系統(tǒng)日益趨同，為感知技術(shù)的實(shí)現(xiàn)提供了硬件基礎(chǔ)；其次，隨著人工智能和信號(hào)處理算法的快速發(fā)展，從CSI數(shù)據(jù)中提取有用信息的精度和效率顯著提升；最后，智慧節(jié)能、智能交通、智能安防等場景對(duì)實(shí)時(shí)感知和通信的需求日益增長，而傳統(tǒng)的感知技術(shù)（如雷達(dá)、攝像頭等）往往需要額外的設(shè)備和部署成本，因此通過通信設(shè)備本身實(shí)現(xiàn)感知功能成為一種高效且經(jīng)濟(jì)的解決方案。此外，頻譜資源的緊張也推動(dòng)了通信與感知功能的協(xié)同發(fā)展。通過將通信與感知功能集成在同一頻段內(nèi)，CSI感知技術(shù)能夠更高效地利用頻譜資源，減少對(duì)額外頻段的需求，從而為未來的智能社會(huì)提供了重要的技術(shù)支撐。1.2CSI感知技術(shù)原理1.2.1感知理論模型傳統(tǒng)意義的WLAN是一種無線通信技術(shù)，也就是通過調(diào)制電磁波來承載業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)收發(fā)兩端設(shè)備的信息交互。根據(jù)無線信號(hào)傳播特性，發(fā)送天線輻射的電磁波信號(hào)，一方面可以通過直射路徑到達(dá)接華為園區(qū)網(wǎng)絡(luò)WLANCSI感知技術(shù)白皮書1概述版權(quán)所有?華為技術(shù)有限公司4收天線，另一方面也可以經(jīng)過周圍環(huán)境的反射達(dá)到接收天線（如墻體、人體、家具等）。最終，達(dá)到接收天線的電磁波信號(hào)是直射徑信號(hào)和眾多反射徑信號(hào)的疊加，這也稱為為無線信號(hào)傳播的多徑效應(yīng)。無線信號(hào)傳播的多徑效應(yīng)圖WLAN感知基于電磁波的傳播特性，通過探測環(huán)境動(dòng)態(tài)變化對(duì)無線信號(hào)的影響，賦予了WLAN設(shè)備對(duì)周圍環(huán)境的感知能力。以對(duì)人的活動(dòng)感知為例，日常行為的肢體活動(dòng)將引起電磁波傳播路徑的改變。通過分析接收信號(hào)的動(dòng)態(tài)變化，我們可以完成諸如人員存在、行為的識(shí)別，甚至可以實(shí)現(xiàn)對(duì)呼吸、心跳這種微弱波動(dòng)的測量。從形態(tài)上看，WLAN感知又分為雙站感知和單站感知。雙站感知是指共有兩個(gè)設(shè)備參與感知，分別用于WLAN信號(hào)發(fā)送和信號(hào)接收；單站感知?jiǎng)t只使用同一個(gè)設(shè)備同時(shí)完成WLAN信號(hào)的收發(fā)。雙站和單站感知示意圖我們可以通過無線信號(hào)傳播的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)一步闡述WLAN感知背后的機(jī)理。以最簡單的只有一條直射徑和一條動(dòng)態(tài)反射徑的場景為例（上圖場景所示）。假設(shè)直射徑幅值為A0，傳播時(shí)延為d0；動(dòng)態(tài)徑華為園區(qū)網(wǎng)絡(luò)WLANCSI感知技術(shù)白皮書1概述版權(quán)所有?華為技術(shù)有限公司5幅值為A1，傳播時(shí)延為d1(t)，由于反射物體（人體）的移動(dòng)，傳播時(shí)延d1(t)在動(dòng)態(tài)變化。t時(shí)刻，在頻點(diǎn)f的信道響應(yīng)可以表示為：H(f,t)=Aoej2nfda+A1ej2nfdi(t)我們可以用復(fù)平面中的矢量表示H(f,t)隨d1(t)變化趨勢。如下圖所示，H(f,t)為靜態(tài)徑和動(dòng)態(tài)徑在復(fù)數(shù)域相加的結(jié)果。最終合成的信道響應(yīng)幅值|H(f,t)|與兩者相位差相關(guān)。如果兩者相位差為(-π/2,π/2)時(shí)，靜態(tài)徑與動(dòng)態(tài)徑疊加后幅值增強(qiáng)；若兩者相差為(π/2,3π/2)時(shí)，則兩者幅值減弱。這樣，信道響應(yīng)幅值在動(dòng)態(tài)環(huán)境下隨d1(t)呈現(xiàn)周期性相長相消的的關(guān)系。無線信號(hào)傳播模型我們可以進(jìn)一步分析動(dòng)態(tài)反射物具體多大的位移可以引起|H(f,t)|峰值到谷值（或谷值到峰值）的變化。從信道傳播理論模型可知，動(dòng)態(tài)徑、靜態(tài)徑的相位差可以表示為：其中L1(t)為動(dòng)態(tài)徑所經(jīng)過波程，L0為靜態(tài)徑波程。不難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)動(dòng)態(tài)徑波程發(fā)生半個(gè)波長的變化，就可以引起|H(f,t)|峰值到谷值（或谷值到峰值的變化）的改變。具體的，我們以WLAN5GHz頻段36信道為例，其中心頻點(diǎn)為5.18GHz，波長約為5.7cm，這就意味著動(dòng)態(tài)徑的波程變化了2.85cm即可引起引起CSI的顯著變化。上述現(xiàn)象也可以用菲涅爾區(qū)解釋，菲涅爾區(qū)定義為以收發(fā)設(shè)備為圓心的一簇橢圓，第n層的菲涅爾區(qū)邊界滿足如下等式，Qn為第n層橢圓上的點(diǎn)，T、R分別表示發(fā)射機(jī)與接收機(jī)。第n-1層橢圓到第n層橢圓之間的區(qū)域稱為第n菲涅爾區(qū)。相鄰菲涅爾區(qū)邊界發(fā)射天線到接收天線的波程差為半波長?？紤]到無線信號(hào)在經(jīng)過反射時(shí)，相位額外旋轉(zhuǎn)，因此在偶數(shù)菲涅爾區(qū)邊界產(chǎn)生最大的信號(hào)減弱，在奇數(shù)菲涅爾區(qū)邊界產(chǎn)生最大的信號(hào)增強(qiáng)。華為園區(qū)網(wǎng)絡(luò)WLANCSI感知技術(shù)白皮書1概述版權(quán)所有?華為技術(shù)有限公司6菲涅爾區(qū)示意圖在WLAN感知場景，反射物在覆蓋區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)其實(shí)時(shí)位置的差異，接收機(jī)可以觀測到信號(hào)的起伏。換而言之，我們可以感知到載波波長量級(jí)的微小波動(dòng)（厘米級(jí)這為我們WLAN高精度感知奠定了基礎(chǔ)?；贑SI的WLAN感知雖然具備理論可行性，但是實(shí)際應(yīng)用中也面臨眾多困難。首先，WLAN感知大部分場景依賴對(duì)動(dòng)態(tài)反射徑的感知，其信號(hào)強(qiáng)度十分微弱，如何提取如此微小的變化是十分挑戰(zhàn)的。另外，實(shí)際WLAN接收機(jī)獲取的CSI是包含大量非理想因素的（同步、通道的影響等只有消除這些非理想因素的擾動(dòng)，才能夠從CSI中獲取真正動(dòng)態(tài)環(huán)境信息。1.2.2感知算法應(yīng)用基于感知理論模型，華為CSI感知技術(shù)創(chuàng)新的采用單AP感知，通過天線和算法芯片的聯(lián)合設(shè)計(jì)，最大限度的減少了發(fā)射機(jī)與接收機(jī)的非理想因素和強(qiáng)自干擾影響，達(dá)成了自發(fā)自收的感知全雙工。單AP通過自發(fā)自收實(shí)現(xiàn)類似9聲吶9能力，感知環(huán)境中小至厘米級(jí)的運(yùn)動(dòng)，識(shí)別是否有人，無需其他設(shè)備配合。單AP感知方案示意圖華為園區(qū)網(wǎng)絡(luò)WLANCSI感知技術(shù)白皮書1概述版權(quán)所有?華為技術(shù)有限公司7同時(shí)，針對(duì)具有周期性的動(dòng)作，感知算法可以直接用傳統(tǒng)數(shù)字信號(hào)處理算法進(jìn)行提取。例如，人體在睡眠時(shí)，只有呼吸產(chǎn)生的胸腔規(guī)則性起伏，此時(shí)，提取CSI的規(guī)律性變化，便可以估計(jì)出呼吸的頻率，從而通過呼吸識(shí)別出是否有人。因此，基于對(duì)人員是否存在的檢測能力，結(jié)合單AP融合Wi-Fi業(yè)務(wù)覆蓋，無需額外的設(shè)備和部署成本等優(yōu)勢，華為CSI感知技術(shù)可以應(yīng)用在會(huì)議室智慧照明/節(jié)能（人來“燈”亮，人走“燈”滅）、室內(nèi)開放區(qū)節(jié)能（提供有人無人數(shù)據(jù)，輔助應(yīng)用系統(tǒng)綜合判定）等場景。1.2.3感知技術(shù)演進(jìn)展望未來，WLAN感知還可結(jié)合測距、CSI估計(jì)多普勒頻移方式測速、AOA（AngleOfArrival）/AOD（AngleOfDeparture）測角等技術(shù)結(jié)果，在獲取到物理空間的動(dòng)態(tài)變化信息后，針對(duì)不同的場景來對(duì)人體或物體的姿態(tài)特征進(jìn)行分析，在不影響通信的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)不同精度的感知應(yīng)用，如定位和追蹤、活動(dòng)識(shí)別、特征檢測、成像等。l定位和追蹤：基于測角和測速能力，結(jié)合AI能力帶來的運(yùn)動(dòng)軌跡推斷，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)空間內(nèi)活動(dòng)物體進(jìn)行實(shí)時(shí)定位和追蹤，識(shí)別精度一般要求不高（分辨率2~5米）。l活動(dòng)識(shí)別：識(shí)別目標(biāo)從整個(gè)人體細(xì)化到了部分肢體姿態(tài)（手指，手臂等對(duì)單人體需要實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)識(shí)別，同樣可以結(jié)合AI能力來提高性能，識(shí)別精度提高到亞米級(jí)。l體征檢測：針對(duì)人體生理特征相關(guān)的微動(dòng)進(jìn)行識(shí)別（胸腔起伏，心跳等識(shí)別精度需要做到厘米級(jí)以上。l成像：對(duì)應(yīng)醫(yī)學(xué)上的生理檢測成像，輸出的結(jié)果要能夠輔助醫(yī)生進(jìn)行精準(zhǔn)治療，還需要通過相關(guān)資質(zhì)審查，是現(xiàn)有場景下對(duì)WLAN感知精度要求最高的應(yīng)用。相對(duì)于傳統(tǒng)的紅外、毫米波傳感器，WLAN通感一體不需要重新布線、多系統(tǒng)合一，大大降低了成本，降低了運(yùn)維難度。感知算法展望：在將來的應(yīng)用中，可以運(yùn)用信號(hào)處理算法提取出單點(diǎn)的距離和角度信息，從而確定單點(diǎn)的位置。當(dāng)綜合多點(diǎn)信息后，便可以生成物體的點(diǎn)云信息。當(dāng)同一場景存在多個(gè)AP時(shí)，每個(gè)AP都可以生成其方向上的點(diǎn)云，綜合所有點(diǎn)云信息之后，就可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)云融合環(huán)境重構(gòu)。如上圖所示，為模擬的一個(gè)六基站成像點(diǎn)云的融合結(jié)果，從圖中可以看出，融合后的成像結(jié)果可以較為完整的反應(yīng)目標(biāo)的輪廓?；顒?dòng)識(shí)別與體征檢測感知算法展望：實(shí)際情況中存在很多非周期性的動(dòng)作，其難以通過傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理算法分析。不過，特定的動(dòng)作引起的CSI變化一般具有近似的特征，因此，在后續(xù)算法演進(jìn)時(shí)，可以通過AI機(jī)器學(xué)習(xí)的方法，針對(duì)CSI的變化特征進(jìn)行提取及識(shí)別，以對(duì)不同的動(dòng)作進(jìn)行映射。例如，信號(hào)會(huì)隨環(huán)境中阻擋物數(shù)量的不同而發(fā)生不同程度的波動(dòng)，同樣CSI數(shù)據(jù)曲線也會(huì)隨人數(shù)多少呈現(xiàn)不同程度的分散，如果檢測到環(huán)境中沒有人出現(xiàn)，CSI數(shù)據(jù)曲線將保持穩(wěn)定和平穩(wěn)的狀態(tài)，如果有更多的人踏入監(jiān)測區(qū)域，曲線將出現(xiàn)明顯的波動(dòng)。因此，如果針對(duì)CSI的波動(dòng)進(jìn)行特征提取，再利用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)將波華為園區(qū)網(wǎng)絡(luò)WLANCSI感知技術(shù)白皮書1概述版權(quán)所有?華為技術(shù)有限公司8動(dòng)特征與人數(shù)進(jìn)行映射，便可以精確識(shí)別空間中的人數(shù)。此外，包括人體的摔倒檢測，手勢識(shí)別等，將來也都可以利用類似的原理實(shí)現(xiàn)。定位和追蹤感知算法展望：在開闊場景中，通過提取移動(dòng)目標(biāo)的角度信息及距離信息，可以對(duì)其進(jìn)行精確定位并進(jìn)行位置追蹤。在復(fù)雜場景中，也可以對(duì)感知區(qū)域進(jìn)行劃分，利用無線信號(hào)在不同環(huán)境上的空間差異性，將空間中特定位置上的無線信號(hào)特征作為該位置的指紋，建立位置-指紋關(guān)系數(shù)據(jù)庫，從而通過指紋匹配的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶位置的估計(jì)。其未來實(shí)現(xiàn)方式可以使用CSI信息特征實(shí)現(xiàn)，如在布置好AP后，劃分好區(qū)域并對(duì)不同區(qū)域進(jìn)行CSI信息采樣，并記錄好像位置信息，然后對(duì)采集好的CSI信息進(jìn)行離線訓(xùn)練，提取特征。因此當(dāng)用戶移動(dòng)到不同的位置時(shí)，根據(jù)CSI的特征做位置映射，便可以輸出位置信息。版權(quán)所有?華為技術(shù)有限公司9華為園區(qū)網(wǎng)絡(luò)WLANCSI感知技術(shù)白皮書2實(shí)現(xiàn)原理2.1總體方案總體方案架構(gòu)圖華為CSI感知是AP自身的能力，園區(qū)組網(wǎng)基線中存在的WAC+FITAP和云AP場景均支持，但是從整體解決方案上，北向?qū)尤綉?yīng)用系統(tǒng)的接口由CampusInsight提供，因此必須配套CampusInsight使用。同時(shí)，CSI功能受CampusInsightAP節(jié)能License控制，入侵檢測的配置及告警功能也由CampusInsight提供。華為園區(qū)網(wǎng)絡(luò)WLANCSI感知技術(shù)白皮書2實(shí)現(xiàn)原理版權(quán)所有?華為技術(shù)有限公司102.1.1WAC+FITAP場景WAC+FITAP組網(wǎng)示意圖方案說明：1)通過WAC配置AP開啟CSI功能開關(guān)，開啟Telemetry上報(bào)CSI數(shù)據(jù)至CampusInsight。2)基于場景和部署環(huán)境，通過WAC按需調(diào)整AP的感知距離靈敏度和動(dòng)作感知靈敏度等級(jí)配置。3)配置下發(fā)AP，AP選取合適的射頻（選取邏輯參考2.2.1章節(jié)開啟周期CSI檢測。4)射頻毫秒級(jí)周期發(fā)送CSI測量校準(zhǔn)幀，采用自發(fā)自收方式采集空口信道狀態(tài)H矩陣信息。5)每秒算法執(zhí)行周期到，匯聚前一秒或者多秒數(shù)據(jù)，執(zhí)行運(yùn)動(dòng)、微動(dòng)、呼吸人員存在檢測算法識(shí)別。6)每秒識(shí)別結(jié)果實(shí)時(shí)通過Telemetry通道，上報(bào)CampusInsight。7)CampusInsight在接收到Telemetry上報(bào)消息時(shí)，判斷識(shí)別結(jié)果如果存在有人至無人、無人至有人變化，則主動(dòng)實(shí)時(shí)推送至三方應(yīng)用系統(tǒng)，同時(shí)支持例行周期1分鐘上報(bào)或查詢響應(yīng)。注：CSI感知北向采用RESTful接口，接口信息參考如下，具體請(qǐng)參考iMasterNCE-CampusInsightV100R024C10開發(fā)指南。華為園區(qū)網(wǎng)絡(luò)WLANCSI感知技術(shù)白皮書2實(shí)現(xiàn)原理版權(quán)所有?華為技術(shù)有限公司11------------------------------01---備注：APTelemetry上報(bào)CampusInsight信息與主動(dòng)推送接口參數(shù)一致，僅包含時(shí)間戳、APMAC、有無人員Status。8)三方應(yīng)用系統(tǒng)基于推送的有無人員信息，按照既定策略，基于無人到有人變化、或持續(xù)長時(shí)間無人等，執(zhí)行開關(guān)照明設(shè)備等操作。華為園區(qū)網(wǎng)絡(luò)WLANCSI感知技術(shù)白皮書2實(shí)現(xiàn)原理版權(quán)所有?華為技術(shù)有限公司122.1.2云AP場景云AP組網(wǎng)示意圖方案說明：1)通過NCE-Campus配置AP開啟CSI功能開關(guān)，開啟Telemetry上報(bào)CSI數(shù)據(jù)至CampusInsight。2)基于場景和部署環(huán)境，通過NCE-Campus按需調(diào)整AP的感知距離靈敏度和動(dòng)作感知靈敏度等級(jí)配置。3)配置下發(fā)AP，AP選取合適的射頻，開啟周期CSI檢測。4)后續(xù)步驟與邏輯與WAC+FITAP場景。2.2CSI感知檢測實(shí)現(xiàn)CSI感知的檢測與算法識(shí)別，均由AP完成，且是單AP獨(dú)立通過自發(fā)自收完成，不依賴與周邊AP協(xié)同，其關(guān)鍵過程步驟如下。華為園區(qū)網(wǎng)絡(luò)WLANCSI感知技術(shù)白皮書2實(shí)現(xiàn)原理版權(quán)所有?華為技術(shù)有限公司132.2.1感知射頻選取考慮用戶操作的便捷性，CSI感知功能的開關(guān)是基于AP粒度的，因此開關(guān)下發(fā)后，AP會(huì)基于當(dāng)前已開啟Wi-Fi業(yè)務(wù)的射頻列表，按照檢測能力的大小（4天線>2天線射頻擇優(yōu)選擇射頻開啟CSI感知周期檢測。當(dāng)存在多個(gè)檢測能力相同的射頻可選時(shí)，按照5G>6G>2G的順序優(yōu)先選擇射頻。2.2.2感知檢測過程開啟CSI感知檢測的射頻，以每秒33個(gè)CSI測量校準(zhǔn)幀的頻率，采用自發(fā)自收方式采集空口信道狀態(tài)H矩陣信息。CSI測量校準(zhǔn)幀采用標(biāo)準(zhǔn)的CTS-to-self幀格式（接收地址等于自身的標(biāo)準(zhǔn)CTS幀格式，長度14字節(jié)與普通802.11幀一樣，通過CSMA/CA機(jī)制參與空口競爭發(fā)送，但不支持空口重傳。CSI檢測一發(fā)多收示意圖4天線射頻開啟CSI感知檢測時(shí)，采用1發(fā)3收（1天線發(fā)3天線收）方式，2天線射頻則采用1發(fā)1收（1天線發(fā)1天線收）方式。由于CSI測量校準(zhǔn)幀同樣需要搶占Wi-Fi空口信道資源，因此在高干擾等場景也存在發(fā)送失敗等可能，不過由于其空口競爭參數(shù)優(yōu)先級(jí)較高，以及算法依賴的數(shù)據(jù)量留有一定冗余量，因此偶發(fā)的測量失敗幾乎不影響算法的檢測。同時(shí)，由于測量幀包長較小，因此綜合考慮CSI測量幀的AIFS幀間隔、空口平均退避時(shí)長、包長數(shù)據(jù)發(fā)送等耗時(shí)，其空口開銷占用評(píng)估小于0.5%（單AP因此對(duì)于Wi-Fi業(yè)務(wù)的影響幾乎可以忽略。華為園區(qū)網(wǎng)絡(luò)WLANCSI感知技術(shù)白皮書2實(shí)現(xiàn)原理版權(quán)所有?華為技術(shù)有限公司142.2.3感知識(shí)別算法考慮CSI感知算法依賴的數(shù)據(jù)量及計(jì)算量較大，為防止影響射頻芯片上Wi-Fi業(yè)務(wù)的調(diào)度，CSI感知識(shí)別算法部署在CPU側(cè)用戶態(tài)業(yè)務(wù)進(jìn)程中。CSI感知信道狀態(tài)信息數(shù)據(jù)由射頻芯片完成周期采集，并實(shí)時(shí)寫入DDR（DoubleDataRate）內(nèi)存的CyclicBuffer（循環(huán)緩沖區(qū)再由算法側(cè)周期讀取進(jìn)行算法識(shí)別，示意圖如下。CSI感知算法部署示意圖CSI感知識(shí)別算法，在無人時(shí)，為達(dá)成端到端3秒快速檢測有人的時(shí)延規(guī)格，會(huì)自動(dòng)調(diào)整檢測周期500毫秒，獲取采集數(shù)據(jù)，執(zhí)行運(yùn)動(dòng)或微動(dòng)檢測。在有人時(shí)，則自動(dòng)調(diào)整檢測周期為1秒，獲取采集數(shù)據(jù)，執(zhí)行運(yùn)動(dòng)或微動(dòng)檢測。同時(shí)，對(duì)于呼吸檢測，算法需要累積10秒數(shù)據(jù)，再做呼吸頻譜識(shí)別。算法主體邏輯如下：檢測算法邏輯示意圖華為園區(qū)網(wǎng)絡(luò)WLANCSI感知技術(shù)白皮書2實(shí)現(xiàn)原理版權(quán)所有?華為技術(shù)有限公司15上圖感知算法在消除WLAN發(fā)射機(jī)與接收機(jī)的非理想因素和強(qiáng)自干擾影響時(shí)，會(huì)通過對(duì)多根天線接收數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)提取發(fā)送端相同的波動(dòng)信號(hào)后并進(jìn)行剔除，以提升檢測精度。因此相對(duì)4天線射頻用3根天線接收，2天線射頻只能使用1根天線進(jìn)行接收，感知能力減弱。2.3注意事項(xiàng)如前面章節(jié)所述，當(dāng)前的CSI感知技術(shù)主要是采集的空口信道狀態(tài)信息的變化，因此是人還是物的運(yùn)動(dòng)從簡單的信道狀態(tài)信息的變化中是無法區(qū)分的。但對(duì)于人體特征的識(shí)別當(dāng)前主要依賴呼吸，且由于呼吸動(dòng)作非常微弱，因此非常易受障礙物或體態(tài)等影響呼吸信號(hào)的反射，因此檢測范圍相對(duì)較小，由此進(jìn)一步導(dǎo)致了在很多場景難以區(qū)分人還是物的運(yùn)動(dòng)。此外，由于部分微動(dòng)物體，可能存在類“呼吸”周期干擾，也存在難以區(qū)分的問題。綜上，總結(jié)CSI感知存在如下相關(guān)通用約束：1)CSI功能依賴射頻開啟Wi-Fi業(yè)務(wù)，如果開啟AP節(jié)能或射頻關(guān)閉時(shí)，AP的CSI功能不可用。2)檢測區(qū)域內(nèi)存在風(fēng)扇、掃地機(jī)器人、風(fēng)吹含金屬配件的窗簾（反射系數(shù)高）等持續(xù)運(yùn)動(dòng)的物品時(shí)，會(huì)被誤判為人體的運(yùn)動(dòng)、微動(dòng)或呼吸。3)檢測區(qū)域內(nèi)如果存在障礙物，會(huì)影響CSI的感知距離，具體參見網(wǎng)規(guī)指導(dǎo)感知路損評(píng)估表。如果障礙物對(duì)于Wi-Fi信號(hào)的穿透損耗較大，如水泥墻、實(shí)木門、實(shí)木桌等，且完全遮擋時(shí)，會(huì)造成無法感知檢測。版權(quán)所有?華為技術(shù)有限公司16華為園區(qū)網(wǎng)絡(luò)WLANCSI感知技術(shù)白皮書3典型應(yīng)用場景3典型應(yīng)用場景3.1會(huì)議室智慧照明與節(jié)能場景3.1.1場景介紹面對(duì)溫室效應(yīng)、氣候變暖對(duì)社會(huì)發(fā)展帶來的影響，經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)一直是人們的關(guān)注焦點(diǎn)。自我國2020年提出“碳達(dá)峰、碳中和”雙碳國家戰(zhàn)略以來，“數(shù)字經(jīng)濟(jì)”和“雙碳”目標(biāo)已成為“十四五”發(fā)展的主旋律。當(dāng)前，我國正采取更加有力的政策和措施，助力實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。綠色節(jié)能，降碳減排也成為了智慧園區(qū)建設(shè)中的關(guān)鍵目標(biāo)。作為辦公場所，園區(qū)中的電力設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備使用具有潮汐特性，因此如果能夠根據(jù)人員流動(dòng)情況實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)設(shè)備，能夠帶來巨大的節(jié)能收益，比如燈光自動(dòng)調(diào)節(jié)亮度，空調(diào)自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度等。然而從信息安全的角度出發(fā)，直接基于攝像監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)園區(qū)人流進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并不現(xiàn)實(shí)，WLAN感知?jiǎng)t能夠在保證信息安全的同時(shí)對(duì)物理空間內(nèi)的人體活動(dòng)情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，尤其是在Wi-Fi通信已經(jīng)能夠在大多數(shù)園區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)全覆蓋的情況下，WLAN通感一體已經(jīng)成為了實(shí)現(xiàn)智慧園節(jié)能降碳最具潛力切入口。同時(shí)，隨著智慧園區(qū)的不斷發(fā)張，會(huì)議室中的智能化設(shè)備也越來越多，比如智慧屏，空調(diào)，照明，窗簾桿等等，然后這些設(shè)備通常需要一些基于物理傳感器下發(fā)指令才能做到與物理空間的正式互動(dòng)，這大大增加了會(huì)議室的建設(shè)成本，而WLAN通感一體化能夠消除這個(gè)問題，基于AP設(shè)備感知特性能夠在有人進(jìn)入會(huì)議室的同時(shí)自動(dòng)驅(qū)動(dòng)設(shè)備上電。華為園區(qū)網(wǎng)絡(luò)WLANCSI感知技術(shù)白皮書3典型應(yīng)用場景版權(quán)所有?華為技術(shù)有限公司173.1.2方案架構(gòu)方案架構(gòu)圖在上述人員感知應(yīng)用場景中，三方應(yīng)用系統(tǒng)在對(duì)接開發(fā)時(shí)，參考注意事項(xiàng)，應(yīng)滿足：華為園區(qū)網(wǎng)絡(luò)WLANCSI感知技術(shù)白皮書3典型應(yīng)用場景版權(quán)所有?華為技術(shù)有限公司18>有人->無人的檢測應(yīng)用場景，需要應(yīng)用系統(tǒng)判斷持續(xù)10分鐘以上檢測為無人（推薦15分鐘再聯(lián)動(dòng)關(guān)燈等節(jié)能處理；>無人->有人的檢測應(yīng)用場景，為達(dá)成3秒內(nèi)快速喚醒設(shè)施的更優(yōu)體驗(yàn)，需要應(yīng)用系統(tǒng)及時(shí)響應(yīng)CampusInsight推送結(jié)果并聯(lián)動(dòng)設(shè)施處理，時(shí)延應(yīng)控制小于500毫秒。3.1.3網(wǎng)規(guī)部署請(qǐng)參考：企業(yè)WLAN場景化設(shè)計(jì)（CSI感知）。3.1.4部署調(diào)優(yōu)AP部署在墻體為玻璃、薄木板或石膏板等Wi-Fi信號(hào)易穿透的房間內(nèi)時(shí)，信號(hào)會(huì)延伸到會(huì)議室外，信號(hào)容易受到路過的人的影響導(dǎo)致誤判，AP應(yīng)至少距離玻璃墻體3米部署，避免感知范圍擴(kuò)散到會(huì)議室外部，并通過CloudCampusAPP調(diào)整感知距離靈敏度減少誤判。CloudCampusAPP工具調(diào)整方案，同樣請(qǐng)參考：企業(yè)WLAN場景化設(shè)計(jì)（CSI感知）。3.1.5注意事項(xiàng)1)會(huì)議室場景考慮可能存在風(fēng)吹窗簾、玻璃墻外擾動(dòng)等類“呼吸”周期干擾場景，建議關(guān)閉呼吸檢測，防止持續(xù)誤判為人體呼吸。2)會(huì)議室節(jié)能無人到有人檢測時(shí)延3s（網(wǎng)絡(luò)設(shè)備2.3s時(shí)延，預(yù)留網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延0.2秒，其他上層應(yīng)用開“燈”處理0.5秒，為保證開“燈”效果，應(yīng)保證網(wǎng)絡(luò)傳輸或應(yīng)用處理時(shí)延滿足要求有人到無人CSI檢測時(shí)，由于人在靜止或者微動(dòng)時(shí)存在誤檢為無人，因此建議應(yīng)用系統(tǒng)節(jié)能判斷需要持續(xù)10min以上檢測為無人，再聯(lián)動(dòng)關(guān)燈等節(jié)能處理。備注：有人到無人感知時(shí)延規(guī)格1分鐘（設(shè)備45秒，包含AP與CI關(guān)閉呼吸檢測時(shí)有人到無人感知時(shí)延5秒（設(shè)備3.5秒，包含AP2.5秒與CI1秒）。3.2室內(nèi)開放區(qū)節(jié)能場景3.2.1場景介紹與會(huì)議室場景一樣，室內(nèi)開放區(qū)中的電力設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備使用具有潮汐特性，因此如果能夠根據(jù)人員流動(dòng)情況實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)設(shè)備，能夠帶來巨大的節(jié)能收益，比如燈光自動(dòng)調(diào)節(jié)亮度，空調(diào)自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度等，以達(dá)成能效調(diào)優(yōu)、節(jié)能降耗。但與會(huì)議室場景不同的是，室內(nèi)開發(fā)區(qū)沒有明顯的邊界與區(qū)域劃分，簡單的基于單AP的CSI感知結(jié)果無法直接聯(lián)動(dòng)應(yīng)用到區(qū)域設(shè)備上下等電場景。華為園區(qū)網(wǎng)絡(luò)WLANCSI感知技術(shù)白皮書3典型應(yīng)用場景版權(quán)所有?華為技術(shù)有限公司193.2.2方案架構(gòu)方案架構(gòu)圖在室內(nèi)開放區(qū)場景中，區(qū)域的節(jié)能不能僅關(guān)注AP的檢測結(jié)果，三方應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)聯(lián)動(dòng)判斷區(qū)域內(nèi)多個(gè)AP的檢測結(jié)果，判斷持續(xù)10分鐘以上檢測為無人（推薦15分鐘）時(shí)，再應(yīng)用到節(jié)能判決中，具體可參考注意事項(xiàng)中的建議應(yīng)用策略。同時(shí)對(duì)于人員密度的統(tǒng)計(jì)依賴Wi-Fi終端統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，與CSI感知方案無關(guān)。華為園區(qū)網(wǎng)絡(luò)WLANCSI感知技術(shù)白皮書3典型應(yīng)用場景版權(quán)所有?華為技術(shù)有限公司203.2.3網(wǎng)規(guī)部署請(qǐng)參考：企業(yè)WLAN場景化設(shè)計(jì)（CSI感知）。3.2.4注意事項(xiàng)1)室內(nèi)開放區(qū)節(jié)能場景AP部署時(shí)，建議選用4T4R款型，AP部署站間距應(yīng)小于12米，保證檢測覆蓋全部區(qū)域。大于12米部署時(shí)，檢測范圍會(huì)存在空洞。2)室內(nèi)開放區(qū)節(jié)能場景，應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)聯(lián)動(dòng)判斷區(qū)域內(nèi)多個(gè)AP的檢測結(jié)果，輔助應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)合具體環(huán)境、區(qū)域劃分等做綜合節(jié)能判定，不支持精確的開關(guān)“燈”控制。建議應(yīng)用策略：>強(qiáng)烈推薦：CSI感知提供有人無人數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，應(yīng)用系統(tǒng)基于統(tǒng)計(jì)結(jié)果，確定固定的節(jié)能策略，例如晚上10點(diǎn)到第二天6點(diǎn)關(guān)空調(diào)。>酌情使用：CSI感知提供區(qū)域關(guān)燈的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)依據(jù)，應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)該增加“持續(xù)無人”狀態(tài)的長周期判斷，周期不小于30分鐘。酌情使用：應(yīng)用系統(tǒng)如果要做區(qū)域開燈的聯(lián)動(dòng)，應(yīng)聯(lián)動(dòng)區(qū)域內(nèi)所有AP，只要有一個(gè)顯示“有人”，則全部開燈。區(qū)域開關(guān)燈應(yīng)有人工控制的按鈕，不能強(qiáng)依賴CSI