La detecció Wi-Fi (també coneguda com a detecció WLAN) és una tecnologia que utilitza els senyals Wi-Fi existents amb la finalitat de detectar esdeveniments o canvis com ara moviment, reconeixement de gestos i mesuraments biomètrics (per exemple, respiració).Wi-Fi Sensing: Revolutionizing Motion Sensing with Wi-Fi technology. Semiconductor Components Industries LLC. July 2020. La detecció Wi-Fi permet la utilització del maquinari transceptor Wi-Fi convencional i l'espectre de radiofreqüència (RF) tant per a la comunicació com per a la detecció.
La integració de les funcionalitats de comunicació i detecció dins de la tecnologia de xarxes mòbils constitueix una àmplia àrea d'exploració i es coneix comunament com a Comunicacions Conjuntes i Detecció de Radar/Ràdio (JCAS). Aquesta convergència de tecnologies presenta una oportunitat per aprofitar el maquinari i la infraestructura preexistents, fomentant l'aparició de nous serveis, alhora que facilita un nivell més alt d'interacció amb dispositius en xarxa (per exemple, IoT i automatització).
La tecnologia Wi-Fi funciona en múltiples bandes de freqüència, que es classifiquen en dos grups: (a) sub-7 GHz (inclosos 2,4 GHz, 5 GHz i 6 GHz) i (b) 60 GHz. Els encaminadors Wi-Fi i els dispositius IoT comuns (inclosos els que compleixen amb IEEE 802.11n/ac/ax/be, o Wi-Fi 4/5/6/7) operen predominantment dins del rang sub-7 GHz. L'adopció global generalitzada d'aquestes freqüències ha provocat de vegades una congestió de xarxa pronunciada, especialment a les bandes de 2,4 GHz i 5 GHz. En conseqüència, s'ha introduït la banda de 6 GHz, caracteritzada per una congestió i una latència reduïdes. Per separat, una nova branca de Wi-Fi, anomenada WiGig, funciona a 60 GHz i admet velocitats de dades més altes en distàncies molt curtes a través d'un ample de banda més ampli (inclòs IEEE 802.11ad/aj/ay). Aquests dos grups proporcionen una gamma única de possibles casos d'ús que depenen de les propietats físiques de propagació electromagnètica, els nivells de potència aprovats i els recursos d'ample de banda assignats.
Les característiques d'aquesta tecnologia es poden classificar, a grans trets, en quatre grans àmbits:
Detecció (classificació binària, per exemple, detecció d'intrusos, detecció de caigudes, detecció de presència) Localització (per exemple, on es produeix el moviment) Reconeixement (classificació multiclasse, p. ex. gest, marxa, humà/mascota, activitat de la vida diària), i Estimació (per exemple, valors quantitatius de mida, longitud, angle, distància, freqüència respiratòria, freqüència cardíaca, recompte de persones, etc.).
Fins ara, la detecció de moviment, el filtre de moviment (és a dir, mascotes i ventiladors), la quantitat relativa de moviment i també la localització s'han inclòs en aplicacions comercialitzades de detecció Wi-Fi.
Tècnica El Wi-Fi posseeix una arquitectura estructurada que comprèn una capa de control d'accés al medi (MAC) ben definida, complementada per una capa PHY diferent, tal com s'especifica a l'estàndard 802.11. La detecció de Wi-Fi aprofita la capa física estàndard (PHY) del Wi-Fi tant per a les mesures de detecció com per a la comunicació digital.
Com que el PHY ha estat dissenyat per a comunicacions, les operacions de detecció han de basar-se en les transmissions normals tal com les defineix l'estàndard 802.11. La detecció Wi-Fi afegeix mesures dels senyals RF de multiplexació per divisió de freqüència ortogonal (OFDM) utilitzats pel PHY per detectar característiques de l'entorn físic local. Mitjançant mesures com la intensitat del senyal rebut i la informació de la fase del senyal, entre d'altres, és possible detectar objectes propers a la ràdio. Observar com aquests canvien amb el temps permet interpretar els canvis en l'entorn. Continua el treball de desenvolupament en un processament més potent, mesures de més alta resolució en ràdios de nova generació i nous models de programari per permetre una millor detecció dins de l'entorn local. Això millora el rendiment en els casos d'ús existents i obre noves oportunitats per a la tecnologia.
Història La detecció de Wi-Fi es va originar amb la creació del Grup de Treball de Detecció de Wi-Fi per part de la Wireless Broadband Alliance (WBA). La WBA, una associació industrial, se centra en promoure la integració generalitzada de la banda ampla sense fil i l'avanç dels serveis sense fil convergents. Figures clau dins de la WBA, inclosos executius i experts en tecnologia sense fil, van reconèixer el potencial innovador de la detecció de Wi-Fi. En resposta, la WBA va formar estratègicament el Grup de Treball de Detecció de Wi-Fi per conscienciar i fomentar la participació de la indústria. El grup de Detecció de Wi-Fi, reconeixent la necessitat imperativa d'escalabilitat i acceptació generalitzada, inicialment va dur a terme un extens treball sobre el potencial de la detecció de Wi-Fi, que va implicar aprofundir en les aplicacions, els indicadors clau de rendiment (KPI), les directrius de prova i els reptes associats a la tecnologia. La culminació d'aquests esforços va formar la base d'una proposta formal que es va presentar a l'IEEE amb l'objectiu d'establir protocols estandarditzats per a la detecció de Wi-Fi.
El 29 de setembre de 2020, l'Associació d'Estàndards de l'IEEE va concedir l'aprovació al projecte IEEE 802.11bf, que se centra en l'estandardització de la detecció de xarxes d'àrea local sense fil (WLAN). L'objectiu principal d'aquesta iniciativa era la formulació d'estàndards que regeixin la interoperabilitat dels dispositius sense fil que compleixen amb les especificacions de l'IEEE 802.11bf. Aquests estàndards van ser dissenyats per facilitar la generació i el subministrament de mesures de canal de baix nivell (PHY i MAC), com ara la informació d'estat del canal (CSI). Aquesta iniciativa pretenia habilitar una àmplia gamma d'aplicacions de detecció Wi-Fi. L'IEEE 802.11bf admet la detecció WLAN a les bandes de freqüència sub-7 GHz i 60 GHz.
Acadèmic Gran part de la primera investigació acadèmica sobre la detecció sense fil es basava en maquinari de ràdio definida per programari (SDR) de grans dimensions, com ara l'Ettus Research USRP. En utilitzar senyals sense fil diferents del Wi-Fi convencional, la tecnologia SDR oferia l'avantatge de la flexibilitat, permetent l'execució d'operacions personalitzades que eren impossibles amb el maquinari Wi-Fi estàndard a causa del seu disseny i implementació inherentment inflexibles. El requisit d'un SDR d'alta gamma va dificultar la seva comercialització com a producte. Els esforços posteriors de DrivenL dins de la comunitat acadèmica van canviar el focus de la tecnologia SDR predominantment cap al Wi-Fi, culminant en el desenvolupament d'eines per extreure mesures d'informació d'estat del canal (CSI) de targetes d'interfície de xarxa (NIC) estàndard 802.11n.
Associacions Industrials La Wireless Broadband Alliance (WBA) ha pres mesures proactives per fomentar el coneixement i la comprensió de la indústria sobre la detecció de Wi-Fi mitjançant la creació d'un grup de treball especialitzat dedicat a aquest domini tecnològic. Com a part de la seva iniciativa educativa, la WBA va crear un grup de treball de detecció de Wi-Fi que ha publicat una sèrie de llibres blancs que aborden diverses facetes de la detecció de Wi-Fi. A l'octubre de 2019, la Wireless Broadband Alliance (WBA) va publicar un llibre blanc de la indústria, Wi-Fi Sensing: A New Technology Emerges (Detecció de Wi-Fi: Sorgeix una nova tecnologia), que proporciona una anàlisi exhaustiva dels estàndards de Wi-Fi existents, que identifica llacunes i dominis inexplorats que prometen possibles millores. El document explora les primeres aplicacions de la detecció de Wi-Fi, incloent la detecció de moviment, el reconeixement de gestos i la mesura biomètrica. A més, identifica possibles oportunitats de negoci dins dels mercats de la seguretat domèstica, l'atenció mèdica, les empreses i l'automatització/gestió d'edificis. Posteriorment, la WBA va complementar aquest document fonamental amb llibres blancs addicionals sobre “Wi-Fi Sensing:Test Methodology and Performance Metrics” i “Wi-Fi Sensing: Deployment Guidelines”, estenent aquests recursos a la seva base de membres.
El grup de treball IEEE 802.11bf, que opera dins del grup de treball IEEE 802.11 més ampli, està treballant diligentment en l'estandardització de la detecció Wi-Fi. Reconeixent la creixent importància i el potencial de la detecció Wi-Fi en diverses aplicacions, des de les llars intel·ligents fins a la salut, el grup de treball té com a objectiu establir un marc unificat per a la seva implementació. Els seus esforços giren al voltant de la definició d'especificacions tècniques i protocols per garantir la interoperabilitat, la fiabilitat i l'eficiència operativa de les tecnologies de detecció Wi-Fi. En establir aquests estàndards, el grup de treball IEEE 802.11bf facilita una adopció integrada i harmonitzada de la detecció Wi-Fi entre les indústries, garantint una comunicació perfecta entre dispositius i sistemes, maximitzant així els beneficis d'aquesta tecnologia innovadora.
Referències
Categoria:Radiació electromagnètica