究竟什么是CSI

CSI(Channel State Information ) :信道状态信息，本文中特指在无线定位领域中的信道状态信息。

一、什么是信道状态信息？

在无线通信领域，所谓的CSI，就是通信链路的信道属性。它描述了信号在每条传输路径上的衰弱因子，即信道增益矩阵H（有时也称为信道矩阵，信道衰落矩阵）中每个元素的值，如信号散射（Scattering）,环境衰弱（fading，multipath fading or shadowing fading）,距离衰减（power decay of distance）等信息。CSI可以使通信系统适应当前的信道条件，在多天线系统中为高可靠性高速率的通信提供了保障。 

二、因此求信道状态信息就是求信道矩阵H，那么信道矩阵中都包含些什么内容呢？？怎样就能描述无线信道了？？

我们知道无线信道一般用信道的冲击响应（Channel Impulse Response，CIR）来对信道的多径效应进行描述，在线性时不变的假设条件下，信道冲击响应可用下式表示。

                         

   
                     

式中：



我们也知道，信号的多径传播在时域上表现为时延扩展，而在频域会造成信号的选择性衰落，因此，也可以用无线信道的频率响应（Channel Frequency Response，CFR）从幅频特性和相频特性来分别描述信号的多径传播。在带宽无限的条件下，CFR与CIR互为傅里叶变换。信道的频率响应可以用下式表示。

    

            

式中：



每一组CSI值描述了子载波的振幅和相位以及其它一些关于子信道的信息。

获取到无线信号的CSI信息使得我们可以从一个数据包中获取到多个子载波的频率响应，而不是经过多径传播后各路子载波信号叠加响应。因此，可以对频率选择性信道进行更精细的描述。由于CIR与CFR互为傅里叶变换，使我们也可以从时域上对多条传播路径进行粗略的区分。

三、怎样获取到无线通信信道中的CSI信息？

CSI数据属于无线通信协议中的物理层信息，802.11协议的物理层（PHY）是介质访问控制层（MAC）与无线介质之间的接口，PHY层主要负责传送和接收共享无线介质上的数据帧。物理层的CSI数据主要是用于无线网络优化的，一般我们无法获取到这些数据。而想要获取物理层的特定数据就需要修改与无线网卡对应的网卡固件程序，特定的无线网卡固件程序需要特定的操作系统驱动程序以及内核的支持。因此，要想获取到CSI数据就需要重新编写网卡固件程序以及适用于该网卡和对应操作系统的网卡驱动程序，而由于各个芯片厂商的固件是非开源的，我们不能修改任意网卡的固件程序，也不能直接访问网卡的寄存器获取这些数据，因此也就不能获取到任意的无线网卡的CSI数据信息，近年来，Inter和Atheros网卡供应商对其部分网卡固件程序进行了处理，并有相关组织开源了对应的软件开发包，使得可以对Linux系统以及win系统下的网卡开源驱动程序进行修改，利用调试模式来获取某些无线网卡的CSI数据。