¿Cuáles son las unidades de RSSI, el ruido y la SNR como definido por IEEE 802.11?

Question

Soy un graduado de CS, pero para mi vergüenza tener un conocimiento muy limitado de la ingeniería eléctrica y especialmente la teoría de antenas.

Como tengo entendido, RSSI se determina la calidad de cómo medidor de "escucha" el objeto que está siendo medido. El ruido determina las condiciones del entorno que afecta medidor. Y SNR es simplemente cuánto RSSI es mejor que el Ruido. Esta teoría (suponiendo que tengo los fundamentos de derecho) se plantea sólo una sola pregunta:

• ¿Cómo es posible incluso para un único fijo medidor para determinar tanto la RSSI y el Ruido?

Ahora un poco de práctica. Digamos medidor es de mi Macbook Air con builtin Inalámbrica de la herramienta de Diagnóstico. Y el objeto que está siendo medido, es la de mi Router WiFi. Los valores observados son -60 dBm para RSSI y -92 dBm para el Ruido. Por lo tanto, la SNR es de 32 dB. Lo que estoy completamente de que no puede entender es:

• Por lo que ambos valores son negativos y se mide en dBm?

Como tengo entendido, -60 dBm significa 10^-9 W, mientras que -92 dBm significa 10^-12 W. Pero que irradiar esa energía? Tal vez que la teoría representa el Ruido como otro "antena"? Pero, ¿por qué es su valor tan pequeño? O se me olvida algo muy puntos clave? Voy a estar agradecido por una explicación intuitiva de este material.

Answer 1

"¿Cómo es posible incluso para un único fijo medidor para determinar tanto la RSSI y el Ruido?" - muy buena pregunta. El ruido al que están hablando es de ruido del receptor y la no interferencia de la señal. A muy bajas potencias, el ruido es principalmente el ruido térmico del receptor: es decir, si se va a desconectar la antena y reemplazarlo con un 50 Ohmios de carga (la mayoría de los sistemas de RF de 50 Ohm) que se va a medir un cierto nivel de ruido. Por lo tanto, incluso si usted tenía todos los componentes ideales, su potencia de ruido sería P = k*T*B*G, donde k es la constante de Boltzmann, T es la temperatura en K, B es el ancho de banda en Hz, y G es la ganancia de su sistema. En realidad, cada componente añade ruido especificado por su figura de ruido (que se enumeran en la hoja de datos de cada componente de RF). Si usted mira nuevamente el ruido de la ecuación de poder, verás que al reducir el ancho de banda, también se puede reducir el ruido. Sin embargo, gran ancho de banda necesario para una alta velocidad de datos, lo que explica por qué usted necesita un buen SNR para altas velocidades de datos.

"¿Por qué ambos valores son negativos y se mide en dBm" - 0 dBm, la potencia es de 1 mW. -20 dbm la potencia es .01 mW. El signo menos indica que el número de dB por debajo de 0 dBm. Sin el signo menos, habría sido por encima de 0 dBm

"Pero que irradiar esa energía?" - en el caso de ruido, es interno, en el caso de la señal, el transmisor. Sin embargo, fundamentalmente, no importa.

"Pero ¿por qué es su valor tan pequeño?" - se trata de lo que se llama transmisión de Friis fórmula. Así, con varias simplificaciones, imaginar que mi antena de transmisión irradia potencia isótropa en todas las direcciones. Así, su poder es distribuido uniformemente sobre la superficie de una esfera de radio r (y el área de superficie de 4*pi*r^2), donde r es la distancia desde la antena de transmisión. En Imagine, que recibe de la antena es de alrededor de 1 m^2 y se puede capturar toda la radiación que llega a su superficie. Ahora, sólo puede capturar 1/(4*pi*r^2) de la totalidad de la radiación, haciendo que el de recibir el poder, muy pequeño y de ingeniería de radiofrecuencia de un complejo campo :). Este es un muy ondulado explicación, pero tengo la esperanza de que tiene sentido

Answer 2

Son negativos porque son muy pequeñas. La escala de dB es una escala logarítmica, con 0 dBm hace referencia a 1 mW. Los valores negativos son más pequeñas y los valores positivos son más grandes. Como usted dijo -60 dBm es de 1 nanowatt y -90 dBm es de 1 picowatt. No estoy completamente seguro de que la medición de ruido viene de improviso. El receptor de radio no generar algo de ruido internamente que le impide recibir una arbitrariamente pequeña señal justo debido a la naturaleza de cómo el receptor está construido. Contiene gran cantidad de electrones rebotando y la generación de ruido, y no sentado en el cero absoluto así que las cosas están moviéndose y la generación de ruido térmico. Piense acerca de cómo pequeños 1 picowatt es. Es 100 billones de veces más pequeño que el estándar de 100 vatios de la bombilla.

Es posible que el ruido de la figura, representa el nivel de señal en los canales adyacentes, de alguna manera. Has notado el ruido de valor variable en todos, o es que siempre -92 dBm? Si se fija en -92 dBm, luego de que sería considerado como el piso de ruido del receptor, y no es capaz de recibir señales que no tienen un margen suficiente sobre el piso de ruido. En este caso, el nivel de ruido no está siendo medido, es simplemente una característica del receptor.

Si el ruido valor varía, entonces es probablemente una medición del ruido en el canal cuando ninguno de los wifi que los radios de transmisión. En un sistema de wifi, todos los nodos en una red de transmitir en la misma frecuencia en un canal. Cuando no hay nodos de transmisión, el receptor puede medir el nivel de la señal en el canal para una medida de fondo el ruido ambiental. Ruido en la banda podría ser causada por otras redes wi-fi, dispositivos bluetooth, zigbee, hornos de microondas que operan en 2.4 GHz, etc.

Answer 3

El trabajo Friis hizo en el desarrollo de una fórmula sencilla para la potencia recibida hace una suposición básica a distancia - todas las apuestas están apagadas si el transmisor y el receptor están cerca. Esto se llama el campo cercano y el estándar de la ecuación de: -

LinkLoss (dB) = \$ 32.45 + 20 log_{10}(F) + 20 log_{10}(D)\$

..... no trabaja de cerca, porque no son realmente de medición (o recibir) una verdadera onda electromagnética - tendrás el campo E y H de campo en toda clase de extraños ángulos de fase para cada una de las otras y que en realidad va a ser la carga de la antena de transmisión. En el campo lejano, (varias longitudes de onda de distancia) obtendrás algo como esto: -

Una vez que estás en el campo lejano, la onda EM poder cuartas partes de la distancia de duplicación. Así, conectar los números en la ecuación (donde F en MHz, y D es en kilómetros), llegamos a esta a 300m: -

linkloss = 32.45 + 20log(2450 de wifi) + 20log(0.3) = 32.45 dB + 67.8 dB -10.5 dB = 89.75 dB.

Este es un espacio libre la pérdida de enlaces y como una guía aproximada popular tienden a agregar 30dB a esta figura para dar cuenta de fade margin dar un link de la pérdida de 119.8 dB. Sus antenas robar un poco hacia atrás para traer abajo a cerca de 116dB y su +30 dbm de potencia de transmisión significa que a 300m usted puede esperar recibir: -

86dBm.

Su receptor necesita más energía recibida por un mayor ancho de banda (ya que la potencia de ruido es proporcional al ancho de banda) y otra buena regla del pulgar es el mínimo de energía recibida se requiere es \$-154dBm + 10log_{10} (data rate) dBm\$.

Si la velocidad de datos es de 10Mbps, a continuación, su mínimo de la alimentación del receptor es de -154dBm + 70dBm = 84dBm que está bastante cerca diría yo. Usted podría querer replicar los cálculos en (digamos) de 2,45 m (10 longitudes de onda de distancia) para ver si los números empiezan a tally.

Ver también mis respuestas en estos : -

Cómo saber (o estimar) el rango de un transceptor?

Calcular la distancia de RSSI

De largo alcance (~15 km) bajo baud-rate de la comunicación inalámbrica en un entorno de montaña (no LOS)