【笔记】Linux 802.11n CSI Tool部分机翻

Linux 802.11n CSI Tool

详情参照：http://dhalperi.github.io/linux-80211n-csitool/faq.html

FAQ, Things to Know, and Troubleshooting

常见问题、须知和故障排除

1.How do I set wireless data rates (or get/set other station information)? [+]
如何设置无线数据速率（或获取/设置其他站点信息）？

2.How do I process CSI with MATLAB or Octave? [+]
我如何使用 MATLAB 或 Octave 处理 CSI？

A.解析 CSI 跟踪文件
使用MATLAB/Octave，切换到CSI Tool补充资料中的matlab目录：

现在读入 CSI 跟踪文件。补充材料中包含一个示例文件，但您也可以使用按照安装说明的最后一步生成的文件。

请注意，这使用从 read_bfee.c 编译的 MEX 文件来解压二进制 CSI 格式。如果这不起作用，请使用 MATLAB/Octave 重新编译此 MEX 文件，然后重试。

B.检查 CSI
在我们的示例文件中，csi_trace 是一个 1x29 元胞数组，其中包含 29 个结构体。这包含 29 个接收数据包的 CSI 信息。让我们检查其中一个条目：

注意花括号 {}，而不是括号 ()。
（在示例跟踪中，timestamp_low 无效且始终为 4。）

让我们分解一下这个显示：
timestamp_low 是 NIC 的 1 MHz 时钟的低 32 位。它大约每 4300 秒或 72 分钟包装一次。此字段尚未记录在示例跟踪中，因此所有值都是任意值且始终等于 4。
bfee_count 只是驱动程序记录并发送到用户空间的波束成形测量总数的计数。内核和用户空间之间的网络链路通道是有损的，因此它们可用于检测在此管道中丢弃的测量值。
Nrx 代表这个网卡用来接收数据包的天线数量，Ntx 代表传输的空间/时间流的数量。在这种情况下，发送方发送了一个单流数据包，而接收方使用所有 3 个天线来接收它。
rssi_a、rssi_b 和 rssi_c 对应于接收 NIC 在每个天线端口的输入处测量的 RSSI。该测量是在数据包前导期间进行的。该值以 dB 为单位，相对于内部参考；要获得以 dBm 为单位的接收信号强度，我们必须将其与以 dB 为单位的自动增益控制 (AGC) 设置 (agc) 相结合，并减去一个魔术常数。下面解释这个过程。
perm 告诉我们 NIC 如何将来自 3 个接收天线的信号排列到 3 个处理测量值的 RF 链中。 [3 2 1] 的样本值意味着天线C被送到RF Chain A，Antenna B到Chain B，Antenna A到Chain C。这个操作由NIC中的天线选择模块执行，一般对应于ordering 天线按 RSSI 降序排列。
rate 是发送数据包的速率，格式与上面定义的 rate_n_flags 相同。请注意，天线位被省略，因为接收器无法知道使用了哪些发射天线。
csi 是 CSI 本身，标准化为内部参考。它是一个 Ntx×Nrx×30 3-D 矩阵，其中第三维跨越 OFDM 信道中的 30 个子载波。对于 20 MHz 宽的信道，这些对应于大约一半的 OFDM 子载波，而对于 40 MHz 宽的信道，这大约是每 4 个子载波中的一个。测量哪些子载波由 IEEE 802.11n-2009 标准定义（在第 50 页的表 7-25f 中）。
既然我们已经描述了这个结构体的所有字段，我们需要将它们放在一起，以绝对单位而不是英特尔的内部参考水平来计算 CSI。特别是，我们需要将 RSSI 和 AGC 值组合在一起以获得以 dBm 为单位的 RSS，并包括噪声以获得 SNR。如果没有噪声（如示例情况），我们将使用 -92 dBm 的硬编码本底噪声。我们使用脚本 get_scaled_csi.m 来做到这一点：

最后，csi 是一个 1×3×30 矩阵，表示该链路的 MIMO 信道状态。它的单位是线性的——即不是 dB——电压空间。这是我见过的所有教科书都使用的格式，也就是说，我们对 CSI（在教科书中，通常称为 H）进行了归一化处理，这样就有了单位噪声。

C.绘制信噪比
让我们看看我们测量的 1×3 链路上的三个不同空间路径：

在 plot 命令中，squeeze() 通过删除第一个单维将 csi 转换为 3×30 矩阵。 db() 从线性（电压）空间转换为对数（以 10 为底，幂）空间。 abs 将每个复数转换为其大小。最后，.’ 算子将压缩后的 CSI 从 3×30 矩阵转置为 30×3 矩阵，并且不对复数求补。结合起来，我们得到了下面的图像。

我们看到这是一条大部分平坦的链路，频率选择性衰落相对较小（大多数天线对约为 3 dB）。然而，最好的天线 C 和最差的天线 A 之间存在公平的（可能是 8 dB）差异。这与 rssi_a 和 rssi_c 之间的差异相匹配（正如我们预期的那样）。

D.计算有效 SNR 值
我们将通过向您展示如何从我们的 CSI 矩阵计算有效 SNR 来结束对 CSI 的讨论。为此，我们使用 get_eff_SNRs 脚本，该脚本将 CSI 矩阵作为输入并返回线性（功率）空间中有效 SNR 值的 7×4 矩阵。 4 列对应于使用四种 802.11 调制方案的有效 SNR，即 BPSK/QPSK/16QAM/64QAM。 7 行对应于具有 3 个天线和 1、2 或 3 个空间流的 7 个可能的天线选择。特别地，前 3 行对应于使用天线 A、B 或 C 的单流传输。接下来的 3 行对应于使用天线 AB、AC 或 BC 的双流传输。最后一行对应于使用所有天线的 3 流传输。

好吧，这很令人失望！发生了什么？好吧，请注意，这是一个 1×3 链路，因此唯一有效的天线配置是 SIMO 与我们测量的单个发射天线。其他 6 行对应一个非常小的 SNR，即一个大的负 dB。
让我们看看一个 3×3 矩阵：

这里，所有 7 行都是有效的，因为有 3 个发射天线。我们看到所有的 SIMO 流都很有可能工作；事实上，对于 BPSK 和 QPSK，误差非常小，以至于 MATLAB 的误差函数无法将其与零区分开来，并且 SNR 实际上是无穷大。 MIMO2 速率也可能有效，但只有部分 MIMO3 速率有效。有关更多详细信息，请参阅我们的 SIGCOMM 2010 论文。

3.Why does “deauthenticating […] by local choice (reason=3)” appear with dmesg? [+]
为什么dmesg 会出现“deauthenticating […] by local selection (reason=3)”
4.Does the CSI Tool work with a different Intel device (e.g., IWL 6300)? [+]
CSI 工具是否适用于不同的英特尔设备（例如 IWL 6300）？
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CSI 测量哪些数据包？
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测量哪些子载波？
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CSI 工具代码如何授权？
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CSI 工具不支持我想要的功能。我可以重新编程/修改固件源代码吗？
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