CSI室内指纹定位——相关通信名词解释

目录

1、无线信道

2、时域与频域

3、信道频率响应（Channel Frequency Response,CFR）

4、信道冲激响应（Channel Impulse Response, CIR）

5、信道带宽

6、带宽

7、子载波

9、波长

10、频率

11、振幅

12、相位

13、相位差

14、基带和频带

15、OFDM技术

16、什么是CSI？

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1、无线信道

信息传输的通道（Channel），是以无线电波信号作为传输媒体的数据信号传送通道，实际上发送端和接收端之间通路的一种形象比喻。以CSI实验为例，路由器共有2根可以发射信号的天线，这两根发射天线可以独立发送两路数据，台式机装有三根独立的接收天线，这样以来路由器和台式机之间就有六条独立的无线信道。(发射端-无线信道-接收端）

2、时域与频域

时域分析与频域分析是对模拟信号的两个观察面。（比如人的观察面：内在与外在）时域即时间域，自变量是时间，即横轴是时间，纵轴是信号的变化。其动态信号是描述信号在不同时刻取值的函数。频域即频率域，自变量是频率，即横轴是频率，纵轴是该频率信号的幅度，也就是通常说的频谱图。对信号进行时域分析时，有时一些信号的时域参数相同，但并不能说明信号就完全相同。因为信号不仅随时间变化，还与频率、相位等信息有关，这就需要进一步分析信号的频率结构，并在频率域中对信号进行描述。

3、信道频率响应（Channel Frequency Response,CFR）

信号在不同频率范围内，信号特性的响应，用来描述多径传播，一般包含幅度/频率和相位/频率两种响应。（在采用OFDM调制方式时，每个子载波上的幅度和相位信息可以视为对CFR频谱的一组采样数据） 

4、信道冲激响应（Channel Impulse Response, CIR）

信号经过不同时间（不同的传播路径导致传播所需时间不同）到达接收方的信号能量值。简单来说，就是在发送端发送一个脉冲信号，在接收端进行响应，由于多径时延扩展和多普勒平移的原因，不同接收端会有不同的信道脉冲响应，不同位置也会因为多径的原因会有不同的信道脉冲响应）。在带宽无限的条件下，CFR与CIR互为傅里叶变换（两者分别从频域和时域的角度描述CSI)。

5、信道带宽

一个信道中最大频率与最小频率的差，就叫作信道带宽，这个值体现了信道覆盖的频率范围的大小。在无线通信中，在功率一定的情况下，信道带宽越大传输的数据速率越高，传输距离就近；信道带宽越小传输的数据速率越低，传输距离就远。802.11n标准支持20MHz和40MHz信道，其中40MHz信道将是最宽的信道，由两个邻近、遗留的20MHz频谱信道组成；当然也可以只用20MHz信道，这个是由具体的情况（无线网络标准）决定的。事实上，本人做实使用的就是20MHZ的信道带宽，后面做相位矫正时，对如何选择子载波索引序号尤为重要！这里“带宽”指的是无线网卡连接无线路由器时的信道带宽，而不是无线网卡的传输速率，也不是ISP运营商提供的带宽。

6、带宽

表示通信线路所能够传输数据的能力，是数字信道所能传输的最高数据率，单位是bit/s。通俗的讲，就是数据的传输速度，比如：100M的宽带，带宽就是100Mbps，1字节(byte)对应8个比特位（bit)，所以100M的宽带相当于12.5MB/s的网络。（带宽是传输速度，宽带是一种服务或者标准）

7、子载波

是一个从频谱角度来说的概念。根据电磁波的特性，可用于通信的频段是非常有限的，每个系统被批准获得的频段也是有限的。为了服务更多的用户，系统把拥有的总频带划分成若干个子频带，每个子频带也被称为一个子载波，它决定了调制信号的传输速率。在OFDM系统中，每个信号都对应一个正交的子载波，通过载波间的正交性来对抗干扰。子载波可以认为是可独立调制的一小段频域资源。

9、波长

无线信号的波长(λ)是从一个波的一(如最高或最低)点到下一个波的同一(最高或最低)点之间的物理长度。

10、频率

每秒经过的波数，以赫兹（Hz）为单位。假设一波每秒重复自身3次，那么我们说该波的频率为3Hz。

11、振幅

振幅就是信号波上升(下降)的高度，通常与功率相关，功率越大，振幅越大。

12、相位

相位(phase)是对于一个波，特定的时刻在它循环中的位置：一种它是否在波峰、波谷或它们之间的某点的标度。相位描述信号波形变化的度量，通常以度（角度）作为单位，也称作相角。 当信号波形以周期的方式变化，波形循环一周即为360°。

13、相位差

两个频率相同的信号波相位的差叫做相位差，或者叫做相差。下图显示了两个相位差为π/2的波。

14、基带和频带

我们根据频率的大小将频率分为基带部分和频带部分，基带就是频率较低的那部分频谱区域，频带指的是频率较高的那部分频谱区域。一般发送的数字类数据是基于基带的，由于计算机只能识别0或1，因此当我们发送数据的时候，需要将二进制数据转换成电信号进行发送，那么数字信号0或1转换成电信号就是低电平和高电平信号。频带是由于基带作用域太小，为了能够更远的传输数据（长途电话等），在基带传输的基础上加上一对调制解调器来实现频带传输。

15、OFDM技术

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)即正交频分复用技术。是一种无线环境下的高速传输技术，也是多载波传输方案的实现方式之一，还是4G的核心技术之一。它的调制和解调是分别基于IFFT和FFT来实现的，是实现复杂度最低、应用最广的一种多载波传输方案。 OFDM技术的主要思想就是将数据流分成多个子数据流，通过不同频率的多个子信道并行传输，每个子信道使用独立的子载波，且这些子载波是相互正交的。也就是将高速串行的数据流分解为许多个彼此独立的低速并行的数据流，然后分别调制到不同的载波上进行传输。

16、什么是CSI？

随着WiFi技术的发展，IEEE802.11n系列通信协议及其之后的无线局域网协议应用了多输入多输出（multiple－input  multiple－output，MIMO）和正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）等技术，使得WiFi收发设备之间的信道特征可以在物理层进行估计，并以信道状态信息（channel status information，CSI）的形式存储下来。无线通信中，信道状态信息代表着通信链路的传播特性，描述了无线信号在发射机和接收机之间的传播过程，其中包含了距离、散射、衰落等对信号的联合影响，描述了频域空间对应每个子载波的振幅和相位（信道状态信息说白了就是传播路上的路况）。 下图便是CSI的幅值信息：

如对CSI感兴趣的，可参考博主往期文章：

1、CSI室内指纹定位——CSI数据说明_数产小黑娃的博客-CSDN博客_csi数据

2、室内定位之CSI指纹定位_数产小黑娃的博客-CSDN博客_指纹定位