WiDir: Walking Direction Estimation Using Wireless Signals(UbiComp 2016)
针对的问题:虽然行走方向是很重要的上下文信息,但是在室内环境下仍然缺乏连续高效的行走方向估计方法(设备无关的,device-free)
面临的挑战:现有的室内定位精度不够,不足以用来直接产生准确的方向估计;如何从所有子载波的CSI信息中提取出方向信息;单个菲涅耳区不能检测所有的行走方向(角度死角),且不能映射到笛卡尔坐标系;
解决方案:通过分析不同子载波的相位差导致的波形时延,计算两个子载波的互相关,提取出Fresnel direction(inwards or outwards the Fresnel zone);通过部署多个WiFi设备形成二维菲涅耳区,根据不同维度的运动距离和方向生成笛卡尔坐标系下的方向信息;
实现细节:
- CSI背景(关于子载波的分布):20MHz的信道有56个子载波,载波下标为-28~1,1~28,载波间隔为0.3125MHz或312.5KHz,每个载波的频率为fcarrier+0.3125k,其中fcarrier为中心载波的频率;CSI值是每Ng个相邻载波输出一个,Ng由802.11n-2009标准有三种:1,2,4,选择哪个Ng由制造商决定,Intel 5300 NIC的实现是输出30个CSI,即20MHz时Ng=2,40MHz时

WiDir是一种利用无线信号进行行走方向估计的方法,通过分析WiFi CSI数据中的相位差来推断行走方向。该方法克服了室内定位精度不足的问题,通过多子载波的相位分析和菲涅耳区的利用,能够在设备无关的情况下估计行走方向。实验表明,WiDir在各种环境和方向变化下都能有效检测行走方向,且对环境变化有较好的鲁棒性。
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