Wi－Fi传感方案中，RSSI正在被信道状态信息（CSI）取代！

Wi－Fi是目前使用最普遍的无线通信技术之一。它使用简单、安装方便、经济实惠。其性能逐年持续提高。2020年美国家庭平均有11个联接设备，其中大部分使用Wi－Fi技术。

随着技术的进步，Wi－Fi不仅是一种提供联接和网络服务的通信技术，也是一种传感技术，在智能家居和物联网应用中，实现了安全保障和家庭关怀服务。

Wi－Fi传感技术支持运动检测、人类活动检测和识别、生命体征检测等多种功能和应用。

由于Wi－Fi广泛部署在家居和建筑物中，Wi－Fi传感是一种先天性的高性价比传感技术。

现有的Wi－Fi路由器、网状节点和客户端设备之间的信号结点，形成了一个覆盖整个家居的Wi－Fi传感网络，可用于运动检测和人类活动检测等应用。不需要额外的传感器或网关来构建一个单独的、专门的传感网络。

与基于摄像头或红外（IR）的传感和监控解决方案不同，Wi－Fi传感具有多种优势。

它可以在NLOS（非视线）条件下工作，并且支持更大的覆盖范围，具有更远的距离和更广的角度。

此外，它还能保护用户的隐私，可以安装在浴室和卧室等私人区域。

Wi－Fi传感从设备之间用于数据通信的普通数据包和信号中收集信息。它既不需要额外或专门的信号，也不会降低网络性能或用户体验。

Wi－Fi工作在2．4 GHz、5 GHz、6 GHz和60 GHz频段。这三个频段的Wi－Fi信号的波长从4．2 cm（6 GHz频段）到12．4 cm（2．4 GHz频段）。

这样的信号非常适合通过更复杂的天线、DSP（数字信号处理）、机器学习算法和技术，对人类进行运动检测、活动检测和识别，以及呼吸频率甚至心跳检测。

过去，Wi－Fi传感采用的是RSSI（接收信号强度指标）。RSSI是无线环境中的相对接收信号强度，以任意单位表示。它通常以每个数据包为单位进行测量。在多输入多输出（MIMO）系统中，许多厂商只测量最强天线的RSSI。

安森美半导体的QCS－AX ／ QSC－AX2产品可测量每根天线的RSSI值。

RSSI是一个粗粒度的参数和一个低分辨率的功能。它在每个数据包中只有一个值。

因此，在Wi－Fi传感方案中，RSSI正在被信道状态信息（CSI）所取代。

什么是CSI？

信道状态信息是信道频率响应（CFR）的采样版本。它是信道脉冲响应（CIR）的频域版本。

在QCS－AX和QCS－AX2方案中，CSI可以通过多达8个天线的实时方法，为每个数据包捕获多达8个空间流和多达160 MHz的信道。

下面的矩阵显示了一个4x4 MIMO（多输入多输出）接收器对来自1x1 SISO（单输入单输出）客户端的80 MHz信号进行CSI捕获的例子。当客户端支持MIMO并通过多个天线发送多个流时，矩阵就变成了三维的。

注：每行代表一个天线；每列代表一个子载波。80 MHz带宽共234个可用子载波，160 MHz共468个可用子载波

从上面可以很容易地观察到，CSI是一个非常细粒度和高分辨率的功能。它增加了频域和空间域的多样性。

此外，每个CSI都有振幅和相位值，这比RSSI的信息量要大得多，而RSSI只是一个整数，代表每个数据包的信号强度。

Figure 1， Example of CSI amplitude and phase of a packet from a 20MHz client

还需要指出的是，时间序列CSI信息对所有Wi－Fi传感应用非常关键，从运动检测、活动检测和识别到生命检测等。

安森美半导体的QCS－AX和QCS－AX2 Wi－Fi 6芯片组支持高达3毫秒间隔的实时CSI捕获。将CSI用于Wi－Fi传感可显著提高颗粒度、灵敏度、准确性和鲁棒性。

表1、QCS－AX和QCS－AX2方案所支持的CSI功能摘要