自1999年推出以來，Wi-Fi已經變得無處不在。根據Wi-Fi聯盟的數據，第300億臺設備于2019年出貨，距離第一臺設備僅20年。毫不奇怪，Wi-Fi現在無處不在，正在開發新的應用程序，以服務于所有細分市場的新用例，包括住宅，企業和物聯網。Wi-Fi技術的一個特別創新的應用，可能不是很明顯，但由于技術使用方式的發展，它已經成為可能，那就是運動檢測。

簡而言之，Wi-Fi無線電波信號的傳播特性現在可用于檢測人的存在，運動和活動。這可以包括在定義的區域（如房間）內進入、退出或移動的人員。使用Wi-Fi檢測運動的能力正在引入一組新的用例和應用程序，基于運動檢測創建新的服務和業務模型類別，在許多情況下，這些服務和模型可以應用于當今Wi-Fi存在的任何地方。

移動偵測用例

基于Wi-Fi的運動檢測的一些引人注目的用例正在許多市場中出現，包括住宅，醫療保健和企業。

運動檢測的關鍵績效指標

幾個關鍵性能指標對于運動檢測至關重要，并且與基于Wi-Fi的運動檢測同樣相關。一些關鍵指標是：

準確性：能夠以高度的信心確定某人進入或離開某個區域的存在，同時最大限度地減少誤報。這更加重視在家中擁有良好的Wi-Fi覆蓋，以避免可能無法檢測的死角。

精度：區分不同運動模式的能力，例如行走、跌倒或呼吸。

速度：檢測需要快速及時。任何安全操作都需要在幾秒鐘內檢測到，而不是幾分鐘。

無線網絡是基本的構建塊

雖然大多數形式的射頻（RF）技術領域的干擾可用于檢測運動，但實現它通常需要專用硬件。相反，在大多數情況下，不需要額外的或專用的硬件來支持使用Wi-Fi的運動檢測。此外，Wi-Fi的廣泛使用使其成為將運動檢測作為“頂級”服務實施的理想平臺。

Wi-Fi運動檢測的工作原理是由于2.4GHz和5GHz RF無線電波在其操作環境中傳播和響應靜止和移動物體的方式。每個信號路徑在通過介質（或通道）時都表現出獨特的特征，當它被物體吸收或反射時，它會略有變化。每個接收Wi-Fi信號的設備都會向信號源提供反饋;接入點 （AP）、路由器或網關 （GW）。該反饋包含有關信道特性的信息，在無線通信中，這通常被稱為信道狀態信息（CSI），它包含的信息允許發射機根據接收機“看到”的內容優化其操作。

AP、路由器或 GW 分析 CSI 數據，以識別描述信道變化的模式。然后，更高級的算法可以確定報告的中斷是否是由某人進入Wi-Fi字段或在Wi-Fi字段中移動引起的。重要的是，RF傳播延遲和角度也可以從這些信息中計算出來，這提供了精確定位物體（或人）位置的方法。該CSI的可視化表示，隨時間在頻域中繪制，如圖1所示。通過識別通道中的干擾來檢測運動事件，如圖2所示。

圖 1.跨頻率和時間的渠道信息

圖 2.通道子載波中的運動事件

雖然 AP 或 GW 將在本地處理此數據以優化其自身的操作，但它也可以將對 CSI 數據的訪問權限授予受信任的 3斷續器使用軟件算法識別運動的方應用程序。根據運動檢測解決方案的類型，這些算法可以在 AP/GW 上本地運行，也可以在云平臺上遠程運行。

高階 MIMO - 提高運動檢測性能

雖然它是通過軟件實現的，但Wi-Fi運動檢測是由硬件實現的。有幾個因素可以顯著提高運動檢測的準確性、精度和速度的 KPI，所有這些都依賴于底層硬件平臺提供的良好性能。

MIMO（多輸入，多輸出）是一種經過驗證的技術，可顯著提高所有環境中的Wi-Fi性能，覆蓋范圍和可用帶寬。借助 MIMO，多天線 GW 或 AP 通過多個流向客戶端設備發送和接收數據和信道信息。

由于任何環境的反射和折射特性，傳輸的無線電波都會從墻壁，物體和人身上反彈，從而產生多路徑傳輸，如圖3所示.MIMO利用多路徑，從而提高范圍，覆蓋范圍和速度。為了說明在實踐中是如何實現這一點的，請考慮Quantenna的高階8流MIMO設備，其速度比4流設備提高了2倍以上。MIMO也是波束成形的基礎，波束成形是一種用于通過將RF能量聚焦到客戶端來改善無線電性能的技術，從而改善范圍和性能。波束成形進一步改善了可以實現的范圍，這在這種情況下至關重要，因為如果沒有充分的Wi-Fi覆蓋，運動檢測是無效的。基于Quantenna芯片組的高階MIMO還可以更深入地了解多路徑環境，這要歸功于芯片組生成的更詳細的CSI數據。結果是更好的運動檢測性能。

圖 3.使用 MIMO 的多路徑傳輸的表示形式

在實踐中，信道信息由Wi-Fi芯片組從RF能量轉換為數字位，以便后續處理。用于運動檢測軟件的位越多，分辨率就越高。具有16位甚至12位CSI數據而不是8位CSI數據的芯片組將帶來更高的運動精度。此外，更高的信道帶寬將提高精度。因此，Wi-Fi 5 和 Wi-Fi 6 標準支持的帶寬不僅提高了 Wi-Fi 吞吐量，還提高了運動檢測的準確性。例如，只需將40MHz至80MHz的Wi-Fi信道帶寬加倍，即可將運動定位精度提高40%。

運動中的人工智能

越來越多的 AP/GW 制造商現在基于昆騰納在開發 MIMO 和多用戶 MIMO （MU-MIMO） 芯片組方面的專業知識提供先進的運動檢測服務。雖然基于Wi-Fi的運動檢測的基本前提很簡單，但提供使其實用所需的準確性，精度和速度是很少有芯片組制造商能夠解決的挑戰。人工智能（AI）的應用增加了更高水平的分析，實現了更多的細節和更高的可靠性。

檢測射頻能量中的干擾現在是實現運動檢測的一種經過驗證的有效方法，越來越多的合作伙伴與Quantenna合作就證明了這一點。訪問Quantenna技術支持的豐富CSI數據正在以令人興奮的新方式將MIMO和AI結合在一起。

Wi-Fi不斷發展，不再僅僅是一種無線網絡技術。Wi-Fi 運動檢測已成為一種實用且經濟高效的技術，可滿足住宅安全、醫療保健和企業應用的實際需求。隨著 WI-Fi 性能隨著 MIMO、波束形成和高帶寬操作等技術的不斷提高，Wi-Fi 運動檢測性能也隨之提高。

審核編輯：郭婷