基于CSI的通信感知一體化設計：問題、挑戰和展望*

張大慶，張扶桑，吳丹，牛凱，王炫之，姚健，姜大潔，秦飛

（1.北京大學計算機學院，北京 100084；2.中國科學院軟件研究所，北京 100190；3.維沃移動通信有限公司，北京 100015）

0 引言

下一代的6G 移動通信網絡將不僅提供高速的通信功能，一項重要的新特性是具備無處不在的感知能力，實現通信感知一體化（ISAC,Integrated Sensing and Communication），以支撐全方位的智能化應用，包括萬物互聯、智慧城市和健康養老等[1]。在眾多關于6G 通信感知一體化的方案中，最能接近大規模商用且前景廣闊的是基于現有無線技術（如Wi-Fi、4G/5G）來實現感知功能并進行演進，因為其已經全方位覆蓋人、物和環境等方方面面，尚需要探索的是網絡中通信感知一體化的工作機理和應用的可行性。

值得一提的是，在過去的十年中，利用無處不在的Wi-Fi、4G/5G 無線信號對人和周圍環境進行感知的研究已經取得了諸多進展[2]，這其中重點聚焦在利用Wi-Fi、4G/5G信號的信道狀態信息（CSI,Channel State Information）來進行無線感知的理論和技術研究，催生工業界和學術界建立了許多原型應用系統，包括：生命體征監測、人機交互、活動識別，室內定位和跟蹤等[3-8]。盡管使用無線通訊信號（Wi-Fi/4G/5G）進行感知具有獨特優勢，如低成本、普適性和非侵擾等，但當面臨真正大規模商用時，由于設計初衷主要針對無線信號的通信功能，并沒有為感知考慮，所以依然存在許多問題和挑戰有待解決[9-10]。事實上，當前Wi-Fi、4G/5G 在通信和感知的功能上對系統設計有著不同的要求。如何利用現有Wi-Fi、4G/5G 無線網絡實現通信感知一體化的網絡；在大規模ISAC 系統廣泛部署時又會面臨哪些實際的問題和挑戰等，這都成為研究通感一體化亟待解決的重要問題。

本文通過介紹Wi-Fi、4G/5G 信號中CSI 的測量機制，發現在大規模通感一體化系統部署中存在的實踐問題和理論問題，提供潛在解決這些關鍵問題和挑戰的思路和方案，進而全面展示這一新興研究領域。希望這項工作能激發進一步的研究，以推動現有的Wi-Fi、4G/5G 邁向智能通信和感知一體化的6G 時代。

1 基于CSI的感知基礎

CSI 刻畫了Wi-Fi、4G/5G 網絡中，無線信號從發送端傳播到接收端所產生的變化。在通訊中，接收端的均衡器利用信道狀態信息消除衰落效應和同頻干擾，從而恢復原始傳輸信號。

1.1 Wi-Fi CSI

Wi-Fi 網卡通過CSI 記錄了無線信道隨時間的變化，CSI 刻畫了無線信號在環境中沿著多條路徑經過反射、衍射、散射和距離衰減后在接收端疊加的效果。對于中心頻率為f的Wi-Fi 頻道，在t時刻，無線信道的CSI（H(f,t)）表示為：

其中，X(f,t) 和Y(f,t) 分別是發送信號和接收信號的頻域表達。

為了測量CSI，Wi-Fi 發送端在發送包的前導碼（Preamble）中添加長訓練符號（LTF,Long Training Symbol）字段。LTF中包含了對于收發端均已知的符號X(f,t)。當包含LTF 的信號到達Wi-Fi 接收端后，接收端提取其中的經過無線信道后的符號Y(f,t)，并根據式(1)計算CSI。對于一個802.11協議幀，所有OFDM子載波的CSI都分別被測量。

但是，由于Wi-Fi 設備的發送端和接收端是相互獨立的兩個設備，它們使用各自的時鐘而沒有同步，實際測量得到的每個CSI 采樣中都會包含一項隨時間變化的隨機相位偏移，可表示為：

其中，Δf是載頻相位偏移（CFO,Carrier Frequency Offset），θl、θs和θd分別是由鎖相環（PLL,Phase Locked Loop）初始相位、采樣頻率偏移（SFO,Sampling Frequency Offset）和包邊界檢測（PBD,Packet Boundary Detection）不確定性帶來的相位誤差。同時，為通信信號放大而設計的自動增益控制（AGC,Automatic Gain Control）也會導致CSI 的振幅發生波動。

Wi-Fi 無線幀可以被設置為多種模式。其中，CSI 可以利用以下三種模式估計：

（1）信標幀（Beacon Frame）。信標幀包含了網絡的所有信息，用于通知一個無線局域網（LAN）的存在。由于信標幀是周期性發送的，因此Wi-Fi 接收端從信標幀中采集的CSI 具有均勻的采樣間隔。然而對于大多數感知應用來說，從信標幀中獲取的CSI 采樣率過低。

（2）注入幀（Injection Frame）。Wi-Fi 設備可以在監聽模式（Monitor Mode）下工作，從而接收所選頻道中的所有通信報文。在監聽模式下，Wi-Fi 發送端使用硬編碼的MAC 地址重復注入手工幀；Wi-Fi 接收端估計包含特定MAC 地址的幀的CSI。相比于從信標幀中獲得CSI，注入幀會影響Wi-Fi 協議的CSMA/CA，導致現有設備的通信被干擾，因此常常需要獨占一個專門用于感知的信道，以使CSI 的測量更加可控。例如，研究人員可以調整注入幀的發射間隔、發送幀數和發射天線等參數。

（3）數據幀（Data Frame）。當Wi-Fi 設備工作在AP 模式、客戶端模式（Client Mode）和IBSS 模式時，通信數據幀可以用于估計CSI。這種估計方式的優勢在于數據通信和CSI 估計可以同時進行。然而，由于數據通信只在有數據需要被傳輸的時候發生，CSI 只有在進行數據通信時才能被估計。因此，CSI 的采樣間隔是不均勻的。此外，當數據通信空閑時，CSI 的采樣率會嚴重不足。

1.2 5G新空口CSI

在5G 新空口（5G NR,5G New Radio）中，用戶設備（UE,User Equipment）進行下行信道測量并將測量結果上報給5G 基站（gNB,5G Base Station）。與Wi-Fi不同的是，目前的商用設備仍不支持向用戶提供CSI 矩陣（指存儲了信道估計結果的矩陣）的提取工具。因此，研究人員只能使用專用硬件設備或軟件無線電平臺提取CSI。CSI 既可以在UE 端（下行鏈路）被提取，也可以在gNB 端被提?。ㄉ闲墟溌罚?。

在5G 新空口中，可以通過測量參考信號、同步信號/PBCH 塊（SSB）或數據信號獲取CSI 矩陣。具體細節如下：

（1）參考信號（RS,Reference Signal）。參考信號包括上行鏈路參考信號和下行鏈路參考信號。其中，下行鏈路參考信號包括信道狀態信息參考信號（CSI-RS）、解調參考信號（DMRS,De-Modulation RS）、相位跟蹤參考信號（PTRS,Phase-Tracking RS）和跟蹤參考信號（TRS,Tracking RS）等。其中，CSI-RS 只能在下行鏈路出現，由gNB 端發送。UE端接收CSI-RS 并將其用于測量無線信道質量并上報gNB。由于gNB 端可以靈活分配CSI-RS 的時間和頻率資源，CSI矩陣的采樣間隔是可以被控制的。DMRS 總是和下行鏈路數據信號一起發送，用于進行信道估計以解調相關數據。由于數據信號到達時間的隨機性以及時間和頻率資源分配的不確定性，DMRS 可能是不均勻的。對于上行鏈路，gNB 可以通過檢測由UE 端發送的探測參考信號（SRS,Sounding RS）、DMRS 或PTRS 從而獲得CSI。

（2）同步信號/PBCH 塊（SSB,Synchronization Signal/PBCH Block）。在NR 系統中，SSB 是持續性、周期性發送的信號，主要用于小區搜索和下行同步。從SSB 中獲得的CSI 的采樣間隔是固定的（5 ms、10 ms、20 ms、40 ms、80 ms 或160 ms）。在頻域中，同步信號包含127 個連續的子載波。假設子載波間的頻率間隔為15 kHz，同步信號的帶寬小于2 MHz，如此小的帶寬會導致感知的分辨率無法滿足一些感知應用的需求。

（3）數據信號。CSI 也可以基于數據信號獲取，這種方法相當于將傳輸數據當作已知參考信號。接收端首先需要從接收信號中解調出數據內容，進而利用接收信號以及解調得到的數據估計CSI。因此，由這種方法估計的CSI 精度會受到數據解調效果的影響。具體來說，數據需要正確地解調，否則，解調誤差會影響CSI 矩陣的估計精度。此外，相比于專門優化用于估計CSI 的參考信號，用戶發送數據的不確定性會導致其自相關和互相關特性不夠理想，進而降低CSI 的估計精度。

2 基于CSI的通信感知一體化面臨的問題和挑戰

2.1 實踐問題

CSI 是為提高通信性能而設計的，并沒有針對感知問題優化。根據我們研究基于CSI 的感知系統的經驗，在實踐中有以下問題需要解決。

（1）CSI 的獲取

為了信道均衡和數據解調，基于OFDM 的無線通信系統需要估計CSI。然而直至今日，只有極少數商用的Wi-Fi/4G/5G 設備可以向上層用戶程序匯報CSI，其中包括早期發布的研究性質的Intel 5300 Wi-Fi 芯片和Atheros Ath9k Wi-Fi 芯片CSItool[11-12]。然而，目前包括Intel、Broadcom 和Qualcomm 等主要Wi-Fi 芯片廠商仍未向第三方開放CSI 的通用提取功能。和Wi-Fi 情況相似，目前在商用的4G/5G 設備上仍沒有任何可用的CSI 提取工具。SrSLTE[13]是一個工作在USRP 軟件無線電平臺上的開源4G LTE 實現工具，用于支持以研究為目的的信道狀態提取。這是一種目前可以被研究人員用于提取4G/5G 信號的原型工具[14]。

大多數通信系統將信道估計和均衡算法實現在芯片上。因此，在沒有芯片設計廠商支持的情況下，很難提取CSI 并設計基于商用Wi-Fi/4G/5G 設備上CSI 信息的通信感知一體化系統。

（2）CSI 采樣率和采樣間隔

對于無線感知系統而言，持續穩定的感知需要連續、均勻、快速的CSI 采樣。然而，由于通信數據的隨機性，通信系統中的CSI 采樣頻率常常無法滿足感知系統的需要?；诘?.1 節所介紹的Wi-Fi CSI 提取機制，在Wi-Fi 空口設計中，由于大量設備共享傳輸信道而采用了CSMA/CA 方案，Wi-Fi CSI 提取會面臨低采樣率（從AP 信標幀中提取CSI）和不均勻采樣間隔（從數據幀中提取CSI）的問題，如圖1 所示：

圖1 CSI采樣問題

在4G LTE/5G NR 網絡中，并不采用CSMA/CA 機制，且一個小區內的所有用戶設備是時間同步的。對于FDD 網絡，下行鏈路或上行鏈路的時隙/子幀（slots/subframes）是連續的。假設包含感知信號的符號每1 ms 被發送一次，則CSI 的采樣頻率為1 000 Hz。對于TDD 網絡，由于下行-上行傳輸的周期性（最大值為10 ms），下行鏈路或上行鏈路的時隙/子幀（slots/subframes）是不連續的。假設包含感知信號的符號在下行鏈路中被周期性地每10 ms 發送一次，則CSI 的采樣頻率為100 Hz。在實際網絡中，CSI 采樣頻率也受參考信號時域密度的影響。對于DMRS 和數據信號，由于數據信號到達的隨機性和為數據信號分配的時間與頻率資源的不確定性，CSI 的采樣間隔可能是不均勻的。對于SSB，由于這是一個周期性發送的信號，CSI 的采樣頻率取決于配置的SSB 周期。對于CSI-RS，采樣頻率取決于gNB 配置的CSI-RS 周期。

（3）收發端時鐘不同步

收發端時鐘不同步是通信感知一體化系統中的另一個嚴重問題。由于通信系統中的發送設備和接收設備分別使用各自的時鐘進行計時（timing）和載波生成，收發端時鐘不同步會在CSI 中產生隨機的相位誤差[12,15-16]。收發端載波頻率的差異導致載波頻率偏移（CFO），CFO 在不同子載波上影響相同，但是在不同時域符號中會引起隨時間變化的相位偏差。收發端計時的差異導致符號定時偏移（STO），對于不同子載波，STO 帶來的相位偏差與子載波編號線性相關。此外，收發端時鐘的非理想性還會引入相位噪聲，導致信號相位隨機變化。由于CSI 中存在隨機相位偏移，CSI 的振幅和相位不再正交。因此，希望提取多普勒頻移從而精確感知波長級小尺度活動十分困難。

（4）CSI 失真

基于CSI 的感知技術通過監測無線信道的變化感知人體信息。然而，實際通信系統中獲取的CSI 不僅包括感知所關注的空中無線信道信息，也包括了收發設備的多個信號處理模塊對應的信道狀態信息。因此，通信設備的一些動態調整參數，包括預編碼、波束賦形和自動增益控制，都會影響CSI 的測量數值。例如，5G NR 中的DMRS 會和數據符號一起經過發送預編碼處理，因此通過檢測DMRS而獲得的結果可能不能反映原始的信道信息。

CSI 的失真表現在不同層次上，取決于硬件設計。例如在有些硬件上，不同天線和不同子載波的AGC 調整可能是不同的，這導致CSI 振幅在不同載波上會出現并不同步的類似脈沖的噪聲。

（5）分布式感知數據采集

在非接觸式人體感知中，感知系統通常由分布在不同位置的一個發送端和多個接收端組成，包括運動追蹤和手勢識別在內的許多感知應用需要從多個接收端同步收集CSI。由于CSI 只能在一對發送和接收設備通信時產生，此時在其它非通訊參與設備上估計CSI 是很困難的。因此，設計一個能夠在多個設備上同時估計CSI的通信感知一體化系統具有挑戰性。

另外，即使我們假設可以同時從多個設備上提取CSI，如何有效地將所有提取的CSI 發送到網絡中的一個中心處理節點也存在問題。例如在智慧家居中，Wi-Fi 路由器是一個理想的處理節點。無論CSI 是在AP 端還是Wi-Fi 客戶端中產生的，我們都希望將所有CSI 匯聚到AP 路由器以進行進一步處理。

2.2 理論問題

除了實踐過程中的問題，基于CSI 的Wi-Fi、4G/5G通信感知一體化還面臨諸多理論問題亟待解決,總結了如下5 個理論問題。

（1）感知極限問題

在過去幾年中，涌現了大量基于Wi-Fi 和4G/5G CSI的無線感知工作，展現了Wi-Fi 信號的強大感知能力，尤其是Wi-Fi CSI 信號已經被用于監測人體毫米級的胸部呼吸運動[4,17-20]以及厘米級的手指移動[7,21-23]。盡管前景廣闊，但仍然存在一個基本的科學問題，即利用無處不在的無線信號可感知的最小活動位移是多少。也就是說，無線感知的極限是什么、是否有理論模型能夠清楚地闡明極限問題等問題?；卮疬@個問題將有助于研究人員認識到利用無線信號可以實現哪些應用和無法支撐哪些應用。

（2）感知邊界問題

當部署通信設備到真實場景時，很重要的是需要明確發送端和接收端最大通信距離。例如：Wi-Fi 設計收發之間的通信距離是300 m。不同于主要利用直射路徑傳播的通訊功能，感知功能利用的是感知目標對無線信號的反射和衍射作用。由于反射信號的傳播路徑更長，以及目標具有一定的反射系數差異，導致感知覆蓋范圍會明顯小于通信的覆蓋范圍。然而，在基于CSI 的感知研究中，一直缺乏定量指標來刻畫信號的感知能力和感知邊界。

（3）位置依賴性問題

在基于CSI 感知的研究中，一個很重要的假設是被感知目標的行為和CSI 信號特征間存在一一映射關系，也就是一個CSI 信號模式對應一種目標的行為動作，而不同目標動作會產生不同的信號模式。這里的信號模式可以是CSI信號的振幅或者相位，或者是提取到的頻譜、多普勒頻移等信號特征。但是菲涅爾區模型[4,17,24-25]揭示了當相同行為活動在不同環境時（包括位置和朝向），振幅和相位特征可能出現很大差別（如圖2 所示），進而導致行為識別系統性能的下降。并且，我們研究發現CSI 信號的頻譜和多普勒頻移特征也是嚴重依賴于目標相對于收發設備的位置的[26]?？紤]到在真實多樣化的場景中不同的應用，開發不依賴于位置和朝向的無線感知系統是很重要的研究方向[27]。

圖2 相同的手勢動作在不同位置會引起不同的信號波動模式

（4）連續動作的自動切割問題

基于CSI 的感知已經促進了諸多真實應用，包括手勢識別[26,28]、行為識別[29-30]以及定位追蹤[3,31]。但是，大多數已有的原型系統都是從一段連續采集的信號中手動切割動作對應的CSI 信號片段；或者在采集過程中，要求相鄰動作間進行短暫的停頓用于切分動作。然而，實際中人的自然行為和動作都是連續沒有停頓的。例如，人在走向一把椅子隨后坐下這種場景，在行走和坐下行為中間是沒有停頓的。由于不同的動作和行為間通常難以用單一的特征進行切分，因此，如何從一些日常的活動中自動切割連續行為是一個具有挑戰的研究問題。

（5）安全和隱私問題

因為無線信號可以繞過障礙物或穿過墻壁，因此，基于CSI 的無線感知可以穿墻監測或者識別行為。但是，這將引起許多隱私和安全的問題。例如，黑客可以通過在墻外部署非法Wi-Fi 監聽設備并與室內Wi-Fi 設備連接，在用戶不知情時采集獲取室內的Wi-Fi CSI 信息，從而推斷用戶是否在家、在哪個房間、日常行為等信息，造成安全和隱私問題。而且，CSI 信息泄露是很難被及時發現。因此，當利用CSI 提供感知服務的同時，也需要有更多的研究關注所引入的隱私和安全問題。

3 解決思路和研究方向

3.1 實踐問題的研究思路

（1）CSI 的可獲取性

為了便于從不同廠商的各種通信設備上獲取CSI，最好的方法是將其統一為標準的CSI 采集接口（API），當然，這需要芯片廠商和通信設備廠商的共同努力。我們還建議未來的無線通訊標準中包含CSI 采集API，以便在所有廠商的設備上支持CSI 采集。CSI 采集API 獲取的信息應包括硬件時間戳、發送設備MAC 地址、MIMO 天線配置、收發天線對等關鍵信息，對子載波進行統一排列，產生標準化的CSI 矩陣信息。

（2）CSI 采樣率和采樣間隔

CSI 采樣率低、采樣間隔不均勻的問題可以通過多種方式解決。對于Wi-Fi 信號，可以通過結合信標幀和數據幀來提取CSI。信標幀保證在沒有通信時可以以較低的速率進行CSI 采樣；而數據幀可以確保高的CSI 采樣率。盡管Wi-Fi 中數據幀的間隔可能是不均勻的，但我們可以對CSI采樣進行插值使其盡可能均勻。我們也希望未來的Wi-Fi 標準能夠兼顧感知和通信的需求，讓所有的Wi-Fi 接收設備都能以合適的采樣率估計CSI。4G/5G 信號的采樣均勻性問題沒有Wi-Fi 的那樣嚴重，第一個原因是4G/5G 沒有使用CSMA/CA；第二個原因是gNB 可以靈活配置一些信號的周期性，例如CSI-RS 或SSB，以滿足CSI 采樣率的要求。

（3）收發端不同步

收發端不同步導致的CSI 隨機相位偏移需要在感知處理前被移除?，F有研究表明，相位偏移可以建模為線性擬合問題[12]或頻譜估計問題[15]。通過估計CSI 采樣的相位誤差，可以消除相當程度的相位偏移。然而，殘余的相位偏移仍然不可忽略。另一種有效的解決方案是利用CSI 商（CSI-Ratio）模型。CSI 商模型通過對接收設備的兩個天線的CSI 進行除法運算來系統地消除相位偏移[10,32]，適用于建模單個移動目標。對于多目標情況，文獻[20]提出了一個基于CSI 商的通用模型。我們希望在未來的無線通訊系統設計中，發射端和接收端能夠協調一致，這樣我們就可以使用統一的解決方案來消除相位偏移，實現收發設備同步。

（4）CSI 失真

CSI 失真是由通信模塊的動態調整引起的。由于通信設備供應商采用的優化策略不同，CSI 失真在不同硬件上也表現不同。因此，對于不同的通信設備拿到的CSI，在軟件處理上并沒有通用的解決方案來去除失真。然而，由通信模塊引起的CSI 失真可以在硬件處理中很容易地進行修復。由于發送和接收設備上包含了自動增益控制等功率放大調整、預編碼等的具體數值，因此接收設備可以在物理層“撤消”對CSI 值引入的調整，從而使上報的用于感知的CSI 不包括通信硬件引入的各種變化。

一種理想的做法是在CSI 采集API 中對其進行標準化。

（5）分布式感知數據采集

分布式CSI 數據的收集可以通過在無線網絡中使用廣播或組播幀來實現。例如，在Wi-Fi 中，通過接收來自AP 的信標幀或短組播消息，可以在多個接收設備處同時收集CSI 數據。在4G LTE/5G NR 中，可以使用SSB 信息在多個用戶設備上估計CSI。在多個接收設備處收集分布式CSI 數據的另一種方法是輪詢法，也就是在每個接收設備處依次接收單播幀，這樣的難點在于需要同時保持足夠的CSI 采樣率和均勻的采樣間隔。

有多種方法可以從多個設備收集和匯總分布式的CSI數據。在單播的情況下，一個實際的解決方案是從中央節點（例如Wi-Fi AP）處估計CSI。通過向每個Wi-Fi 客戶端發送查詢數據包并等待ACK 幀，然后根據ACK 幀估計CSI[33]。在廣播或組播的情況下，一種可能的思路是將客戶端估計的CSI 傳回發送端，例如將CSI 嵌入到每個ACK 幀中。對于可以容忍延遲的感知應用，我們可以聚合多次CSI 采樣，從而降低回傳頻率以減少信道占用。

3.2 理論問題的研究思路

（1）感知極限問題

如圖3 所示，北京大學的張大慶等人[2,4,24]提出了菲涅爾區（Fresnel Zone）模型來描述當目標位于第一菲涅爾區（FFZ）之外時，CSI 與目標運動軌跡、目標相對于收發設備的位置之間的數學關系，他們進一步擴展了由衍射效應占主導地位的第一菲涅爾區FFZ 以內的菲涅耳區模型[17]?；诜颇鶢枀^模型，可以知道為什么以及何時可以檢測到由人呼吸引起的毫米級胸部位移。與動態向量變化模型[22]一起，菲涅耳區模型揭示了可以使用泛在的無線通訊信號感知人類活動的尺度極限——即信號可能的感知粒度。

圖3 菲涅爾區的幾何形態

（2）感知邊界問題

在通信領域，信噪比（SNR）常被用于量化通訊系統的通信質量及可靠性。如果SNR 低于一個閾值，則通信會由于高比特錯誤率而失敗。更進一步，接收端的最小可容忍SNR 決定了最大通信距離。在基于CSI 的感知中，張大慶等人[34]提出了感知信噪比（SSNR,Sensing Signal to Noise Ratio）來量化接收信號的感知能力?；诟兄械淖钚】扇萑蘏SNR，可以確定感知的范圍和邊界。其中，感知邊界會隨著收發設備間距的變化而產生形狀和覆蓋面積的變化，如圖4 所示。

圖4 感知邊界會隨著收發設備間距產生變化的示意圖

（3）位置依賴性問題

盡管完全解決位置依賴性問題比較困難，但已有不少研究嘗試解決該問題，在呼吸監測、手勢識別和人體追蹤等方面產生了一定的進展[27]。例如：在呼吸監測應用中，CSI 信號的振幅和相位信息可以互補，從而解決位置差異導致的感知盲區問題[35]。在手勢識別應用中，可以通過在兩個設備間提取相對移動速度比值的信號特征模式代替在固定位置采集的信號特征，以解決手勢朝向不同引起的信號差異[28]。在人體追蹤應用中，通過聯合多個接收端設備的觀察，選擇最優的觀測角度，從而解決速度信息在不同位置的不一致性[36]。在位置依賴性問題中，如何能有統一的解決思路，完成對各類應用一致性的保障，將是未來研究的重點。

（4）連續動作的自動切割問題

基于CSI 的無線信號連續切割問題，仍然是領域內的難點。很少有研究針對該問題提出相應的解決方法。在RT-Fall[6]跌倒檢測系統中，基于人倒地后速度瞬間靜止的觀察，提出了一個基于狀態改變的切割方法。WiBorder[37]房間級定位系統通過空間劃分來切割連續日常行為，利用時間、空間等情境信息極大地縮減待識別動作種類，并可能通過對靜止、原地活動和走動的區分，來劃分發生在不同位置的原地行為。但依然需要有更多研究針對這一難點問題給出解決思路，只有解決好了連續行為的識別問題，才能有機會在大規模真實場景部署感知系統。

（5）安全和隱私問題

為了解決基于CSI 感知的隱私和安全問題，一個可能的方法是利用發送端預編碼機制對CSI 信號加密。通過在收發端共享預編碼密碼本，使得僅有授權的接收設備可以解碼相應的CSI 信號[38]。這樣，即使攻擊者可以隔墻竊聽到用戶的CSI 信號，但他們無法解碼CSI 信號并推斷目標的行為活動。

4 結束語

在本文中，為了賦能現有的基于CSI 的無線通信系統（例如Wi-Fi、4G/5G），使其具有智能化的感知能力，展示了Wi-Fi 和4G/5G 無線網絡中的CSI 的估計機制，提出了基于CSI 的通信感知一體化系統在實際大規模應用時需要解決的十個實踐問題和理論問題，并提供了應對這些關鍵挑戰可能的解決思路。希望能激發更多研究者一起努力推動從Wi-Fi/4G/5G 網絡到下一代6G 通感一體化網絡的演進。