华为园区网络 WLAN CSI 感知技术白皮书

研报正文总结

1.1 产生背景

• 技术演进: 随着Wi-Fi技术发展（如Wi-Fi 7）和人工智能、信号处理算法的进步，对无线网络感知能力的需求增加。
• 硬件基础: Wi-Fi设备向更高频段、更大天线阵列和小型化发展，为感知技术提供硬件支持。
• 应用需求: 智慧节能、智能交通、智能安防等场景对实时感知的需求增长，传统感知技术成本高。
• 频谱资源: 频谱资源紧张推动通信与感知功能协同发展，提高频谱利用效率。

1.2 CSI感知技术原理

1.2.1 感知理论模型

• WLAN传播特性: 电磁波通过直射和反射路径到达接收端，形成多径效应。
• 感知机理: 通过分析动态反射物（如人体）引起的信号变化，实现环境感知。
• 数学模型: 以直射径和动态反射径为例，信道响应幅值随动态径时延变化呈现周期性相长相消。
• 菲涅尔区: 相邻菲涅尔区边界波程差为半波长，偶数菲涅尔区信号减弱，奇数菲涅尔区信号增强。
• 感知精度: 可感知厘米级波动，为高精度感知奠定基础。
• 实际挑战: 动态反射信号微弱，实际CSI数据包含非理想因素，需消除干扰。

1.2.2 感知算法应用

• 华为方案: 单AP自发自收实现类似“声呐”能力，识别人员存在。
• 算法应用: 传统数字信号处理算法提取周期性动作（如呼吸），识别人员。
• 应用场景: 会议室智慧照明/节能、室内开放区节能。

1.2.3 感知技术演进

• 未来技术: 结合测距、多普勒频移测速、AOA/AOD测角等技术。
• 应用方向: 定位和追踪、活动识别、体征检测、成像。
• 算法展望: 信号处理算法提取单点信息，生成点云，实现环境重构；AI机器学习识别非周期性动作。

2.1 总体方案

• 支持场景: WAC+FIT AP和云AP场景均支持，需配套CampusInsight使用。
• 功能控制: CSI功能受CampusInsight AP节能License控制，入侵检测配置及告警由CampusInsight提供。

2.1.1 WAC+FIT AP场景

• 配置步骤: WAC开启CSI功能，调整灵敏度，配置下发AP，周期发送CSI测量校准帧，算法识别，Telemetry上报结果。
• 接口: 采用RESTful接口，推送至三方应用系统。

2.1.2 云AP场景

• 配置步骤: NCE-Campus配置AP开启CSI功能，调整灵敏度，配置下发AP，后续步骤与WAC+FIT AP场景一致。

2.2 CSI感知检测实现

2.2.1 感知射频选取

• 优先级: 4天线 > 2天线，5G > 6G > 2G。

2.2.2 感知检测过程

• 频率: 每秒33个CSI测量校准帧，自发自收方式采集H矩阵信息。
• 方式: 4天线采用1发3收，2天线采用1发1收。
• 影响: 高干扰场景可能发送失败，但影响忽略不计。

2.2.3 感知识别算法

• 部署: CPU侧用户态业务进程。
• 数据读取: 射频芯片采集数据写入DDR内存，算法侧周期读取。
• 算法逻辑: 无人时500毫秒周期检测，有人时1秒周期检测，呼吸检测需10秒数据。

2.3 注意事项

• 通用约束: 依赖Wi-Fi业务，易受风扇、扫地机器人等干扰，障碍物影响感知距离。

3 典型应用场景

3.1 会议室智慧照明与节能场景

3.1.1 场景介绍

• 背景: “双碳”目标推动绿色节能，WLAN感知实现智慧园区节能降碳。
• 优势: 无需摄像头，降低成本，实现设备自动调节。

3.1.2 方案架构

• 应用系统要求: 有人->无人场景需持续10分钟以上无人再关灯，无人->有人场景需3秒内快速响应。

3.1.3 网规部署

• 参考: 企业WLAN场景化设计（CSI感知）。

3.1.4 部署调优

• 部署建议: 距离玻璃墙体至少3米，调整感知距离灵敏度。

3.1.5 注意事项

• 呼吸检测: 建议关闭防止误判。
• 时延: 有人->无人3秒，有人->无人关闭呼吸检测时5秒。

3.2 室内开放区节能场景

3.2.1 场景介绍

• 背景: 与会议室场景类似，通过人员流动调节设备实现节能。

3.2.2 方案架构

• 应用系统要求: 联动多个AP结果，持续10分钟以上无人再节能。

3.2.3 网规部署

• 参考: 企业WLAN场景化设计（CSI感知）。

3.2.4 注意事项

• 部署建议: 选用4T4R款型，AP站间距小于12米。
• 应用策略: 基于统计结果确定节能策略，不推荐精确开关灯控制。

3.3 入侵检测场景

3.3.1 场景介绍

• 背景: 适用于核心资产仓库或研发场地，解决监控全覆盖问题。

3.3.2 方案架构

• 功能: 房间画图、入侵检测告警配置、告警生成、结果推送由CampusInsight提供。
• 必选部件: CampusInsight。

3.3.3 网规部署

• 参考: 企业WLAN场景化设计（CSI感知）。

3.3.4 注意事项

• 通用约束: 受CSI感知通用约束影响。
• 部署建议: 关注款型感知距离能力，注意障碍物影响。