IEEE 802.11에 정의 된 RSSI, 노이즈 및 SNR의 단위는 무엇입니까?

나는 CS 졸업생이지만, 수치심으로 전기 공학, 특히 안테나 이론에 대한 지식이 매우 제한적입니다.

내가 이해하는 한, RSSI는 측정자가 측정 대상을 "청각"하는 방법의 품질을 결정합니다. 소음은 측정기에 영향을 미치는 환경 조건을 결정합니다. 그리고 SNR은 단순히 노이즈보다 RSSI가 얼마나 좋은지입니다. 이 이론은 (내가 기본을 올바르게 가지고 있다고 가정) 단 하나의 질문 만 제기합니다.

• 단일 고정 측정기가 RSSI와 노이즈를 모두 결정할 수있는 방법은 무엇입니까?

이제 연습하세요. 측정기가 내장 무선 진단 도구를 실행하는 Macbook Air라고 가정 해 봅시다. 그리고 측정 대상은 WiFi 라우터입니다. 관찰 된 값은 RSSI의 경우 -60dBm이고 노이즈의 경우 -92dBm입니다. 따라서 SNR은 32dB입니다. 내가 완전히 이해할 수없는 것은 :

• 왜 두 값이 모두 음수 이고 dBm 단위로 측정 됩니까?

내가 이해하는 한, -60 dBm은 10 ^-9 W를, −92 dBm은 10 ^-12 W를 의미합니다 . 그러나 누가 그 전력을 방출합니까? 아마도 그 이론은 잡음을 다른 "안테나"로 표현할 수 있습니까? 그런데 왜 그 가치가 그렇게 작은가? 아니면 여기서 핵심 요점을 그리워합니까? 이 물건에 대한 직관적 인 설명에 감사드립니다.

"단일 고정 측정기가 RSSI와 노이즈를 모두 결정할 수있는 방법은 무엇입니까?" -아주 좋은 질문입니다. 그들이 말하는 잡음은 수신기 잡음이며 간섭 신호가 아닙니다. 매우 낮은 전력에서 잡음은 대부분 수신기의 열 잡음입니다. 즉, 안테나를 분리하고 50 Ohm 부하 (대부분의 RF 시스템은 50 Ohm)로 교체하면 특정 수준의 잡음을 측정하게됩니다. 따라서 이상적인 구성 요소가 모두 있더라도 잡음 전력은 P = k * T * B * G입니다. 여기서 k는 Boltzmann의 상수, T는 K의 온도, B는 Hz의 대역폭, G는 시스템의 이득. 실제로 모든 컴포넌트는 노이즈 수치 (모든 RF 컴포넌트의 데이터 시트에 나열 됨)로 지정된대로 노이즈를 추가합니다. 노이즈 파워 방정식을 다시 살펴보면 대역폭을 줄임으로써 또한 소음을 줄입니다. 그러나 높은 데이터 속도에는 높은 대역폭이 필요하므로 높은 데이터 속도에 좋은 SNR이 필요한 이유를 설명합니다.

"두 값이 모두 음수이고 dBm으로 측정되는 이유"-0dBm은 전력이 1mW임을 의미합니다. -20 dbm은 전력이 .01mW임을 의미합니다. 빼기는 0 dBm 미만 의 dB 수를 나타냅니다 . 마이너스가 없으면 0dBm 보다 높았을 것입니다

"하지만 누가 그 힘을 발산합니까?" -잡음의 경우, 신호의 경우 송신기 내부에 있습니다. 그러나 근본적으로 중요하지 않습니다.

"그러나 왜 그 가치가 그렇게 작은가?" -Friis 전송 공식에서 비롯된 것입니다. 따라서 몇 가지 단순화로 송신 안테나가 모든 방향으로 등방성으로 전력을 방출한다고 상상해보십시오. 따라서, 여러분의 전력은 반경 r (구 면적 4 * pi * r ^ 2)의 표면에 균일하게 분포됩니다. 여기서 r은 송신 안테나로부터의 거리입니다. 수신 안테나가 약 1m ^ 2이고 표면에 닿는 모든 방사선을 포착 할 수 있다고 상상해보십시오. 이제는 모든 방사선의 1 / (4 * pi * r ^ 2) 만 캡처 할 수있어 수신 전력이 매우 작고 RF 엔지니어링이 복잡한 분야가되었습니다. :). 이것은 매우 물결 모양의 설명이지만 이해가 되길 바랍니다.

그들은 정말 작아서 부정적입니다. dB 스케일은 로그 스케일이며 0 dBm은 1 mW를 기준으로합니다. 음수 값은 작고 양수 값은 더 큽니다. 말했듯이 -60 dBm은 1 나노와 트이고 -90 dBm은 1 피코 와트입니다. 실제로 노이즈 측정이 어디에서 나오는지 잘 모르겠습니다. 무선 수신기는 내부에 약간의 잡음을 발생시켜 수신기가 구축되는 방식으로 인해 임의로 작은 신호를 수신하지 못하게합니다. 여기에는 튀어 나오고 소음을 발생시키는 많은 전자가 포함되어 있으며 절대 제로에 있지 않으므로 물건이 흔들리고 열 소음을 발생시킵니다. 1 피코 와트가 얼마나 작은 지 생각해보십시오. 표준 100 와트 전구보다 100 조 배 작습니다.

잡음 지수는 어떤 방식으로 인접 채널의 신호 레벨을 나타낼 수 있습니다. 잡음 값이 전혀 변하는 것을 보았습니까, 아니면 항상 -92 dBm입니까? 그것이 -92 dBm으로 고정되면, 이는 수신기의 잡음 플로어로 간주되며 잡음 플로어보다 충분한 마진이없는 신호를 수신 할 수 없습니다. 이 경우 노이즈 레벨을 측정하지 않고 단순히 수신기의 특성입니다.

잡음 값이 변하면 Wi-Fi 라디오가 전송되지 않을 때 채널의 잡음을 측정 한 것일 수 있습니다. Wi-Fi 시스템에서 네트워크의 모든 노드는 공유 채널에서 동일한 주파수로 전송합니다. 전송중인 노드가없는 경우, 수신기는 배경 환경 노이즈의 측정을 위해 채널의 신호 레벨을 측정 할 수 있습니다. 대역 내 소음은 다른 Wi-Fi 네트워크, 블루투스 장치, 지그비, 2.4GHz에서 작동하는 전자 레인지 등으로 인해 발생할 수 있습니다.

Friis가 수신 전력에 대한 간단한 공식을 개발하는 작업은 거리에 대한 기본적인 가정을합니다. 송신기와 수신기가 가까이 있으면 모든 베팅이 해제됩니다. 이것을 근거리 장 및 표준 방정식이라고합니다.

$32.45 + 20 log_{10}(F) + 20 log_{10}(D)$

..... 실제 전자기파를 실제로 측정 (또는 수신)하지 않기 때문에 근접하게 작동하지 않습니다. E 필드와 H 필드는 모든 종류의 홀수 위상 각으로 서로에게 있습니다. 실제로 송신 안테나를 장착 할 것입니다. 원거리 장에서는 (여러 파장이 떨어져) 다음과 같은 결과가 나타납니다.-

원거리 현장에 있으면 EM 전파 거리가 두 배로 증가하는 분기입니다. 따라서 숫자를 방정식에 꽂으면 (F는 MHz, D는 킬로미터) 300m에서 얻을 수 있습니다.

linkloss = 32.45 + 20log (WiFi의 경우 2450) + 20log (0.3) = 32.45dB + 67.8dB -10.5dB = 89.75dB

이것은 자유 공간 링크 손실이며 대략적인 가이드 포크는이 수치에 30dB를 추가하여 페이드 마진을 설명하여 119.8dB의 링크 손실을 제공합니다. 안테나는 약 116dB로 낮추기 위해 조금 뒤로 훔쳐갑니다. + 30dBm 전송 전력은 300m에서 다음을 수신 할 수 있음을 의미합니다.-

86dBm.

$-154dBm + 10log_{10} (data rate) dBm$

데이터 속도가 10Mbps라면 최소 수신기 전력은 -154dBm + 70dBm = 84dBm이며 이는 매우 가깝습니다. 2.45m (10 파장) 거리에서 계산을 복제하여 숫자가 집계되기 시작하는지 확인할 수 있습니다.

이것들에 대한 나의 대답을보십시오 :-

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산악 환경에서 장거리 (~ 15km) 저 전송 속도 무선 통신 (LOS 없음)