浅谈动作识别-----Fresnel Zone
本文主要对菲涅耳区在无线识别，定位，跟踪等领域的应用的简单介绍。主要是根据几篇用到菲涅耳区模型的论文进行总结。维基百科的东西，没有参考。主要原因是编辑条目说有些地方模糊，所以不太敢用。下面的内容，都是个人理解，参考其他资料的总结而来。希望大家都带着批判的视角去看。同时有新的理解，也希望分享给我一下。
什么是菲涅耳区？
1. 简单来说就是无线电磁波在传输的过程中，在收发设备之间形成一个以收发设备为焦点的椭圆区域，该区域是无线电磁波强度集中区域，大概占到整个无线电磁波能量的80%，
所以说如果在该区域存在障碍物，对无线信号有着很大的影响。一般确保无线信号的通信正常，需要保证在该区域内障碍物占比率小于20%-40%。其中第一菲涅耳区是最重要的一个区域。无线信号的大部分能量都在这个区域内。
上图1来源于参考文献[2]
1）菲涅耳区分为好多区域，第一菲涅耳区，第二菲涅耳区。。。。，其中第一菲涅耳区，是我们考虑的最多。在正常环境下，一般有8-12个菲涅耳区，随着距离的增加，菲涅耳区逐渐变小。
2) 有一点需要注意，那就是同一个椭圆边界上，波的相位是相等的（这一点很重要，对后续利用研究相位很有帮助）。
2.计算菲涅耳区半径（单位不一样，一个是按照米，另一个按照英寸）参考网址（3）
1) meters17.32 *square root of (d/4f)
2) feet
72.05* square root of(d/4f)
d：收发设备天线的距离，f是频率（2.4GHZ）
3. WiFi环境
1）这种特点可以借用到我们研究的领域--动作识别，或者行为识别领域。 我们正式利用目标对象对信号的遮挡，反射等而产生的信号衰减，信号强度变化，进行实现定位或者识别动作。 具体来说，如果我们的行为在菲涅耳区内，那么信号变化相比区内外的信号变化要大的多（从深层次上理解，似乎对定位应用来说，直接根据信号强度的衰减来进行定位并不是一个准确的方法。如果考虑到菲涅耳区的影响，那么精度或许更好点。可以参考[3]）。如果做特定环境下的细粒度动作，不妨考虑一下菲涅耳区，尝试研究它的影响。
2) 对于CSI来说，每个子载波都会有自己的菲涅耳区。所以每个子载波的菲涅耳区半径不一样，中间交叉。可以想一想，从这个角度能够做点什么啊？
3）尝试利用菲涅耳模型，可以从信号的相位入手。目前基于CSI的应用，对CSI相位研究并不多，所以从相位入手，可能会出来较好的工作。
4) 可以尝试感知室内的周围环境，调整收发设备的布局，具体来说就是AP位置的设计。
5）WiDir系统提出了识别菲涅耳区方向，根据菲涅耳区的方向，能够判别出目标对象移动的方向。
菲涅耳区参考文献：
1）fresnel zone in wireless links , zone plate lenses and antennas
2) antennas and radiowave propagation
参考视频网址：
1）https://www.youtube.com/watch?v=Pgmj8k3tOwQ
2）http://bbs.c114.net/thread-688485-1-1.html
3)http://www.proxim.com/products/knowledge-center/calculations/calculations-fresnel-clearance-zone#feet
基于菲涅耳区的应用参考文献：
[1] WiDir: Walking Direction estimation using wireless signals. ubicomp'16
[2] human respiration detection with commodity wifi devices: do user location and body orientation matter, ubicomp'16
[3] LiFS: low human-effort device-free localization with fine-grained subcarrier, mobicom'16