IEEE 802.11 द्वारा परिभाषित RSSI, शोर और SNR की इकाइयाँ क्या हैं?

Question

मैं एक सीएस स्नातक हूं, लेकिन मेरी शर्म के लिए इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग और विशेष रूप से एंटीना सिद्धांत का बहुत सीमित ज्ञान है।

जहाँ तक मैं समझता हूँ, RSSI इस बात की गुणवत्ता निर्धारित करता है कि किस प्रकार मापी गई वस्तु को मापक "सुनता है"। शोर पर्यावरण की स्थितियों को निर्धारित करता है जो कि मापक को प्रभावित करता है। और SNR सिर्फ इतना है कि RSSI Noise से कितना बेहतर है। यह सिद्धांत (यह मानकर कि मुझे मूल बातें सही लगीं) केवल एक ही प्रश्न उठाता है:

• RSS और Noise दोनों को निर्धारित करने के लिए एक एकल निश्चित मापक के लिए यह कैसे संभव है?

अब कुछ अभ्यास करें। मान लीजिए कि माइकेटर मेरा मैकबुक एयर रनिंग बिलिन वायरलेस डायग्नोस्टिक टूल है। और नापी जाने वाली वस्तु मेरा WiFi Router है। अवलोकन मूल्य RSSI के लिए d60 dBm और शोर के लिए B92 dBm हैं। इसलिए एसएनआर 32 डीबी है। जो मैं पूरी तरह से समझ नहीं पा रहा हूं वह है:

• क्यों दोनों मान नकारात्मक हैं और dBm में मापा जाता है ?

जहां तक मैं समझता हूँ, -60 dBm का मतलब है 10 ^-9 डब्ल्यू जबकि -92 dBm का मतलब है 10 ^-12 डब्ल्यू लेकिन जो कि बिजली विकीर्ण? हो सकता है कि यह सिद्धांत एक और "एंटीना" के रूप में शोर का प्रतिनिधित्व करता है? लेकिन इसका मूल्य इतना छोटा क्यों है? या मैं यहाँ कुछ बहुत महत्वपूर्ण बिंदुओं को याद करता हूँ? मैं इस सामान की सहज व्याख्या के लिए आभारी रहूंगा।

Answer 1

"RSSI और Noise दोनों को निर्धारित करने के लिए एक एकल निश्चित मापक के लिए यह कैसे संभव है?" - बहुत अच्छा सवाल। वे जिस शोर के बारे में बात कर रहे हैं वह रिसीवर का शोर है और सिग्नल को बाधित नहीं करना है। बहुत कम शक्तियों पर, शोर ज्यादातर रिसीवर का थर्मल शोर होता है: यानी, यदि आप एंटीना को डिस्कनेक्ट करने और इसे 50 ओम लोड करने के लिए प्रतिस्थापित करते थे (अधिकांश आरएफ सिस्टम 50 ओम हैं) तो आप एक निश्चित स्तर के शोर को मापेंगे। इसलिए, भले ही आपके पास सभी आदर्श घटक हों, आपकी ध्वनि शक्ति P = k * T * B * G होगी, जहां k बोल्ट्टमैन का स्थिर है, T, K का तापमान है, B, Hz में बैंडविड्थ है, और G है आपके सिस्टम का लाभ। वास्तव में, प्रत्येक घटक अपने शोर आंकड़ा (प्रत्येक आरएफ घटक के डेटा पत्रक में सूचीबद्ध) के अनुसार शोर जोड़ता है। यदि आप फिर से शोर शक्ति समीकरण को देखते हैं, तो आप देखेंगे कि बैंडविड्थ को कम करके, आप शोर भी कम करते हैं। हालांकि, उच्च बैंडविड्थ उच्च डेटा दरों के लिए आवश्यक है, जो बताता है कि आपको उच्च डेटा दरों के लिए अच्छे SNR की आवश्यकता क्यों है।

"क्यों दोनों मान नकारात्मक हैं और dBm में मापा जाता है" - 0 dBm का अर्थ है कि शक्ति 1 mW है। -20 डीबीएम का मतलब है पावर .01 mW। माइनस 0 डीबीएम से नीचे डीबी की संख्या को इंगित करता है । माइनस के बिना, यह 0 dBm से ऊपर होता

"लेकिन उस शक्ति को कौन प्रसारित करेगा?" - शोर के मामले में, यह आंतरिक है, संकेत के मामले में, ट्रांसमीटर। हालाँकि, बुनियादी तौर पर यह कोई मायने नहीं रखता।

"लेकिन फिर इसका मूल्य इतना छोटा क्यों है?" - इसे फ्रिस ट्रांसमिशन फॉर्मूला कहा जाता है। इसलिए, कई सरलीकरणों के साथ, कल्पना करें कि मेरा संचारित एंटीना सभी दिशाओं में आइसोट्रोपिक रूप से शक्ति प्राप्त करता है। तो, आपकी शक्ति समान रूप से त्रिज्या r (और सतह क्षेत्र 4 * pi * r ^ 2) के एक गोले की सतह पर वितरित की जाती है, जहां r संचरित एंटीना से दूरी है। कल्पना में, कि आपका प्राप्त एंटीना लगभग 1 मीटर ^ 2 है और यह सभी विकिरण को पकड़ सकता है जो इसकी सतह को हिट करता है। अब, यह केवल सभी विकिरण के 1 / (4 * pi * r ^ 2) पर कब्जा कर सकता है, जिससे प्राप्त शक्ति बहुत छोटी हो सकती है और आरएफ इंजीनियरिंग एक जटिल क्षेत्र :)। यह एक बहुत ही लहराती व्याख्या है लेकिन मुझे आशा है कि यह समझ में आता है

Comments

इसलिए, अगर मेरे प्राप्त एंटीना आपके संचारित एंटीना के चारों ओर एक और गोलाकार होगा, तो RSSI आपके एंटीना विकिरणों की शक्ति के बहुत करीब होगा? फिर भी, 1 नैनोवाट का मान मुझे बहुत छोटा लगता है ... हो सकता है कि आप मुझे वास्तविक दुनिया के कुछ उदाहरणों की ओर इशारा कर सकें?

— केंटोज़ो

नहीं, आपका प्राप्त एंटीना उस काल्पनिक क्षेत्र पर सिर्फ एक छोटा सा पैच होगा। सभी दिशाओं में अविश्वसनीय मात्रा में ऊर्जा प्राप्त करने वाले सूर्य के बारे में सोचें। यहाँ पृथ्वी पर, सूर्य का सामना करने वाला प्रत्येक वर्ग मीटर मोटे तौर पर सूर्य की शक्ति का 1 / (4 * pi * r ^ 2) अंश प्राप्त करता है, जहाँ r पृथ्वी से सूर्य के केंद्र की दूरी है। en.wikipedia.org/wiki/Friis_transmission_equation

— Yuriy

मैं तुम्हें विचार मिल गया है। मैं एक और काल्पनिक स्थिति के बारे में पूछ रहा हूं। सूर्य और पृथ्वी के साथ अपने उदाहरण को ध्यान में रखते हुए, पृथ्वी और पृथ्वी के भीतरी कोर की कल्पना करें। इस मामले में पृथ्वी कोर से निकलने वाली सभी शक्ति को अवशोषित करती है। क्या मैं सही हूँ?

— Kentzo

यकीन नहीं होता कि मैं इस सवाल को पूरी तरह से समझ पा रहा हूँ ...

— युरी

@Kentzo हाँ, यह सही है। वास्तव में, आप अधिक कठोर हो सकते हैं: यह विकिरणित सिग्नल का 100% प्राप्त करेगा क्योंकि इसे जाने के लिए कहीं और नहीं है।

— एलेक्स.फोर्निच

Answer 2

वे नकारात्मक हैं क्योंकि वे वास्तव में छोटे हैं। डीबी स्केल एक लॉगरिदमिक स्केल है, जिसमें 0 डीबीएम 1 एमबीडब्ल्यू संदर्भित है। नकारात्मक मूल्य छोटे होते हैं और सकारात्मक मूल्य बड़े होते हैं। जैसे आपने कहा था -60 डीबीएम 1 नैनोवाट है और -90 डीबीएम 1 पिकोवेट है। मैं वास्तव में निश्चित नहीं हूं कि शोर माप कहां से आ रहा है। रेडियो रिसीवर आंतरिक रूप से कुछ शोर उत्पन्न करता है जो इसे रिसीवर कैसे बनाया जाता है इसकी प्रकृति के कारण सिर्फ एक छोटा सा संकेत प्राप्त करने से रोकता है। इसमें बहुत सारे इलेक्ट्रॉन्स होते हैं जो चारों ओर उछलते हैं और शोर पैदा करते हैं, और यह निरपेक्ष शून्य पर नहीं बैठा है इसलिए चीजें चारों ओर घूम रही हैं और थर्मल शोर पैदा कर रही हैं। सोचिए कि 1 छोटा पिच्चौट कितना छोटा है। यह आपके मानक 100 वाट प्रकाश बल्ब से 100 ट्रिलियन गुना छोटा है।

यह संभव है कि शोर का आंकड़ा किसी तरह से आसन्न चैनलों पर सिग्नल स्तर का प्रतिनिधित्व करता है। क्या आपने शोर मूल्य को अलग-अलग देखा है, या यह हमेशा -92 dBm है? यदि इसे -92 डीबीएम पर तय किया जाता है, तो इसे रिसीवर का शोर तल माना जाएगा, और यह उन संकेतों को प्राप्त करने में सक्षम नहीं है जिनके शोर तल के ऊपर पर्याप्त मार्जिन नहीं है। इस मामले में शोर का स्तर मापा नहीं जा रहा है, यह केवल रिसीवर की विशेषता है।

यदि शोर मान बदलता है, तो यह संभवतः चैनल पर शोर का एक माप है जब कोई भी वाईफाई रेडियो संचारित नहीं कर रहा है। एक वाईफ़ाई प्रणाली में, एक नेटवर्क में सभी नोड्स एक साझा चैनल में एक ही आवृत्ति पर संचारित होते हैं। जब कोई नोड्स संचारित नहीं कर रहे हैं, तो रिसीवर पृष्ठभूमि पर्यावरण शोर के माप के लिए चैनल पर सिग्नल स्तर को माप सकता है। बैंड में शोर अन्य वाईफाई नेटवर्क, ब्लूटूथ डिवाइस, ज़िगबी, माइक्रोवेव ओवन का संचालन 2.4 गीगा, आदि पर हो सकता है।

Comments

$-92$$-80$

यह बहुत आम है। ट्रांसमीटर शायद केवल 10 डीबीएम सबसे ऊपर है। और बिजली दूरी के व्युत्क्रम वर्ग के साथ बंद हो जाती है, इसलिए एक बार जब आप ट्रांसमीटर से कुछ दस मीटर की दूरी पर होते हैं तो आप एक बहुत कम सिग्नल स्तर देखने जा रहे हैं। सिग्नल को किसी भी अवरोध - जैसे दीवारों द्वारा भी देखा जाता है। इसके अलावा, आपको इस तथ्य पर ध्यान देना होगा कि आपके लैपटॉप में एंटेना बहुत छोटे हैं और इसलिए अक्षम हैं। मुझे यह देखना होगा कि रिसीवर शोर को कैसे माप रहा है, हालांकि। मुझे यकीन नहीं है कि यह उस नंबर के साथ आने के लिए क्या कर रहा है।

— alex.forencich

$30dBm$$2dBi$$300m$$-10dBm$

ये संख्या बहुत मायने रखती है और यह इस प्रकार की प्रणालियों पर काम करते हुए मैंने बहुत करीब से देखा है। इसलिए, -60 डीबीएम की तुलना में -10 डीबीएम 50 डीबी (या 100 000 गुना शक्ति वृद्धि) है। अन्य मुद्दा ध्रुवीकरण बेमेल और लैपटॉप परिरक्षण हो सकता है। लैपटॉप एंटेना को आमतौर पर स्क्रीन के ऊपर रखा जाता है। सबसे अच्छा संभव रिसेप्शन उसी स्तर पर राउटर का सामना करने वाले एक खुले लैपटॉप को रखना होगा

— यूरी

यह भी संभव है कि रेडियो का एनालॉग फ्रंट एंड -10 dBm में संतृप्ति में चला जाए। रिसीवर को मुख्य रूप से कम बिजली स्तरों पर संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है क्योंकि यही वह अधिकतम सीमा निर्धारित करता है।

— alex.forencich

Answer 3

फ्रिस ने प्राप्त शक्ति के लिए एक सरल सूत्र विकसित करने पर जो काम किया, वह दूरी के बारे में एक बुनियादी धारणा बनाता है - यदि ट्रांसमीटर और रिसीवर ऊपर-करीब हैं तो सभी दांव बंद हो जाते हैं। इसे निकट-क्षेत्र और मानक समीकरण कहा जाता है: -

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

..... ऊपर काम नहीं करता है क्योंकि आप वास्तव में एक सही विद्युत चुम्बकीय तरंग को माप नहीं रहे हैं (या प्राप्त कर रहे हैं) - आपके पास ई क्षेत्र और एच क्षेत्र सभी प्रकार के विषम चरण कोणों पर एक दूसरे के और आपके पास होंगे 'वास्तव में प्रेषित एंटीना लोड हो रहा होगा। दूर के क्षेत्र में, (कई तरंग दैर्ध्य दूर) आपको कुछ इस तरह मिलेगा: -

एक बार जब आप दूर के क्षेत्र में होते हैं, तो ईएम वेव पॉवर क्वार्टर से दूरी दोगुनी हो जाती है। तो, अपने नंबरों को समीकरण में लाएँ (जहाँ F मेगाहर्ट्ज में है और D किलोमीटर में है) हमें यह 300 मीटर पर मिलता है: -

linkloss = 32.45 + 20log (वाईफाई के लिए 2450) + 20log (0.3) = 32.45dB + 67.8dB -10.5dB = 89.75dB।

यह एक फ्री-स्पेस लिंक लॉस है और एक मोटे गाइड लोक के रूप में इस आंकड़े में 30dB जोड़ने के लिए फीका मार्जिन के लिए आपको 119.8dB का लिंक लॉस देना पड़ता है। आपके एंटेना ने इसे वापस 116dB पर लाने के लिए थोड़ी सी चोरी की और आपकी 30dBm ट्रांसमिशन पॉवर का मतलब है कि 300 मी पर आप प्राप्त करने की उम्मीद कर सकते हैं: -

86dBm।

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

यदि डेटा दर 10Mbps है, तो आपकी न्यूनतम रिसीवर शक्ति -154dBm + 70dBm = 84dBm है, जो कि मैं कहूंगा कि बहुत करीब है। आप यह कह सकते हैं कि 2.45 मीटर (10 तरंग दैर्ध्य) दूर पर गणनाओं को दोहराने के लिए देखना चाहते हैं कि क्या संख्याएँ शुरू होती हैं।

इन पर मेरे जवाब भी देखें: -

कैसे पता (या अनुमान) एक ट्रान्सीवर की सीमा?

RSSI से दूरी की गणना करें

लंबी दूरी (~ 15 किमी) पहाड़ वातावरण में कम बॉड-दर वायरलेस संचार (कोई लॉस नहीं)

Comments

जवाब के लिए धन्यवाद। हो सकता है कि आप किसी भी 3 डी विज़ुअलाइज़ेशन के बारे में जानते हों जैसे कि बिजली और चुंबकीय क्षेत्र के लिए सभी चरण कोणों के साथ आंकड़ा ठीक से सेट है?

— केंटो

@Kentzo मैं निकट और दूर के क्षेत्र विज़ुअलाइज़ेशन के लिए खोज करने की कोशिश करूँगा - मेरे द्वारा शामिल अनुमान वह है जो मेरे लिए सबसे अधिक है। निकट क्षेत्र में यह बहुत जटिल है और शायद मेरी तस्वीर में वास्तव में जो कुछ भी है उससे अधिक जटिल बनाने के लिए।

— एंडी उर्फ