Beam-Fi：基于商用Wi-Fi的MU-MIMO技术实现集成感知与通信功能

《Proceedings of the ACM on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies》：Beam-Fi: Integrated Sensing and Communication via MU-MIMO upon Commodity Wi-Fi

针对传统Wi-Fi标准未充分利用MU-MIMO技术进行集成感知与通信（ISAC）的问题，本文提出Beam-Fi系统，通过用户发现、分组策略及优化设计实现通信与感知质量，并在手势检测、活动识别和呼吸监测中验证其有效性。

　　

摘要

虽然下一代Wi-Fi标准正致力于实现集成感知与通信（ISAC）设计，但新Wi-Fi标准广泛采用的多用户多输入多输出（MU-MIMO）技术尚未被充分用于ISAC应用。为此，我们提出了Beam-Fi这一基于商用Wi-Fi的ISAC系统，它与那些完全忽略MU-MIMO技术的最新ISAC系统截然不同。Beam-Fi利用MU-MIMO技术生成波束模式，同时满足通信和感知需求，并兼顾双方的信号质量。为了更好地为ISAC应用调度波束成形，我们首先设计了一种用户发现机制来识别潜在的感知用户以及现有的通信用户，接着提出了一种用户分组策略，将需要相似波束模式的感知用户与通信用户配对。进一步地，我们开发了一种基于优化的波束成形算法，以确保通信和感知质量的提升。最后，我们在商用Wi-Fi设备上实现了Beam-Fi原型，并通过三个典型应用（手势检测、活动识别和呼吸监测）证明了其卓越的性能。