CSISensing: Kanalzustandsinformationen für die 6G-Sensorik

CSISensing definiert die Signalverarbeitungspipeline, die rohe Wi-Fi- und 5G-Advanced-Kanalschätzungen in kalibrierte CSI-Ströme für radarähnliche Sensorik umwandelt und geräteloses Gestenerkennung, Einbruchserkennung und gemeinsame 6G-Kommunikations-Radar-Systeme ermöglicht.

CSISensing Joint Radar-Communication Architecture

ISAC Core: CSI Sensing Engine — IEEE 802.11bf & Subcarrier Phase Extractor

6G ISAC Nodes & Beamforming Subsystems

Phase Sanitization Filter
CFO / SFO Compensator
Spatial Gesture Classifier
Doppler Angle-of-Arrival
Wi-Fi 7 Multi-Link Channel

Architectural Layers & Waveform Pipelines

Schicht 1: Sub-THz & RF-Phased-Array-Frontend (GaN/InP PA / True-Time-Delay (TTD) / 140 GHz D-Band Active Arrays): Ultra-wideband signal generation, beam squint mitigation, and simultaneous transmission of communication and radar probing waves.
Schicht 2: Dual-funktionale Wellenformen & Basisband-DSP (OTFS / Cyclic Prefix OFDM / Ambiguity Function Shaping / 2D-FFT): Orthogonal modulation in delay-Doppler domains, low peak-to-average power ratio coding, and deterministic clutter cancellation.
Schicht 3: Gemeinsame Signalverarbeitung & Punktwolken-Extraktion (Range-Doppler Matrix / MUSIC & ESPRIT DOA / CFAR Detection): High-resolution angle of arrival estimation, velocity extraction, ghost artifact elimination, and 4D spatial coordinate synthesis.
Schicht 4: Multistatisches Mesh & 6G Sensing-as-a-Service (3GPP Rel-19 SBA / Sensing Function (SF) / NEF APIs / RIS Control): Cooperative radar data fusion across distributed cells, intelligent surface reflection control, and exposure of real-time environmental digital twins.

Sensing Telemetry & Benchmarks: <2.5 cm (Entfernungsaufloesung) | ±0.05 m/s (Geschwindigkeitsgenauigkeit) | 0.1° (Winkelgenauigkeit (DOA)) | 100 Hz (Sensor-Aktualisierungsrate)

Von rohen Kanalschätzungen zu kalibriertem CSI in CSISensing

Handelsübliche Wi-Fi- und 5G-Advanced-Funkgeräte liefern subträgerbasierte Kanalschätzungen, die nach Bereinigung von Phasenrauschen und Taktversätzen zu einer hochauflösenden Sensormodalität werden. CSISensing spezifiziert die Kalibrierung, Merkmalsextraktion und Normkonformität, die nötig sind, um diese CSI-Daten ohne dedizierte Radarhardware in zuverlässige Messungen auf Radarniveau umzuwandeln.

Core Engineering Areas

IEEE 802.11bf Wireless LAN Sensing Standard and Subcarrier CSI Extraction — Spezifikation der IEEE-802.11bf-Ergänzung für Wi-Fi-Sensorik, die getriggertes Sounding, subträgerbasierte CSI-Meldung und die Kalibrierungspipeline zur Extraktion nutzbarer Entfernungs-Doppler-Informationen aus handelsüblichen Access Points umfasst.
Passive Intrusion Detection and Gesture Recognition via Spatial CSI Amplitude/Phase — Geräteloses Sensorikverfahren, das CSI-Amplituden- und Phasenschwankungen in Einbruchsalarme und Gestenklassifikationen umwandelt und dabei räumliche Diversität über mehrere Empfangsantennen zur Lokalisierung und Charakterisierung menschlicher Bewegung nutzt.
Eliminating Phase Offsets and Carrier Frequency Offsets in Commodity CSI Hardware — Korrekturverfahren für Phasenrauschen, Trägerfrequenzversatz (CFO) und Abtastfrequenzversatz (SFO), die rohe CSI-Messungen aus nicht-kohärenten handelsüblichen Funkgeräten verfälschen, und Wiederherstellung der für die Sensorik nötigen Phasenstabilität.