IEEE 802.11で定義されているRSSI、ノイズ、SNRの単位は何ですか？

私はCSを卒業していますが、残念なことに、電気工学、特にアンテナ理論の知識が非常に限られています。

私の知る限り、RSSIは、測定者が測定対象物をどのように「聞く」かの品質を決定します。ノイズは、測定者に影響を与える環境条件を決定します。SNRは、ノイズよりもRSSIがどれだけ優れているかということです。この理論（基本を正しく理解したと仮定して）は、たった1つの質問を提起します。

• 単一の固定測定者がRSSIとノイズの両方を決定することはどのように可能ですか？

今、いくつかの練習。測定者が組み込みのワイヤレス診断ツールを実行している私のMacbook Airだとしましょう。そして、測定対象はWiFiルーターです。観測値は、RSSIで-60 dBm、ノイズで-92 dBmです。したがって、SNRは32 dBです。私が完全に理解できないのは：

• なぜ両方の値が負で、dBmで測定されるのですか？

私の知る限り、-60 dBmは10 ^-9 Wを意味し、-92 dBmは10 ^-12 Wを意味します。たぶんその理論はノイズを別の「アンテナ」として表しているのでしょうか？しかし、なぜその値はそれほど小さいのですか？または、ここで非常に重要なポイントを見逃していますか？このようなものの直感的な説明に感謝します。

「単一の固定測定者がRSSIとノイズの両方を決定することはどのように可能ですか？-非常に良い質問です。彼らが話しているノイズは、受信機のノイズであり、干渉信号ではありません。非常に低い電力では、ノイズは主に受信機の熱ノイズです。つまり、アンテナを切断し、それを50オームの負荷（ほとんどのRFシステムは50オーム）に交換する場合、特定のレベルのノイズを測定します。したがって、理想的なコンポーネントがすべて揃っていても、ノイズパワーはP = k * T * B * Gになります。ここで、kはボルツマン定数、TはK単位の温度、BはHz単位の帯域幅、Gはシステムのゲイン。実際には、すべてのコンポーネントは、その雑音指数（すべてのRFコンポーネントのデータシートに記載されている）で指定されたノイズを追加します。ノイズパワーの式をもう一度見ると、帯域幅を減らすことで、また、ノイズを減らします。ただし、高データレートには高帯域幅が必要です。これは、高データレートに優れたSNRが必要な理由を説明しています。

「両方の値が負で、dBmで測定される理由」-0 dBmは、電力が1 mWであることを意味します。-20 dbmは、電力が.01 mWであることを意味します。マイナスは、0 dBm 未満のdB数を示します。マイナスがなければ、0 dBmを超えていたでしょう

「しかし、誰がその力を放ちますか？」-ノイズの場合は内部、信号の場合は送信機です。ただし、基本的には問題ではありません。

「しかし、なぜその値はそんなに小さいのですか？」-それはFriis伝達式と呼ばれるものから来ています。したがって、いくつかの単純化を行って、送信アンテナがすべての方向に等方的に電力を放射すると想像してください。したがって、電力は半径r（および表面積4 * pi * r ^ 2）の球の表面に均一に分布します。ここで、rは送信アンテナからの距離です。想像すると、受信アンテナは約1 m ^ 2であり、その表面に当たるすべての放射を捕捉できます。現在では、すべての放射の1 /（4 * pi * r ^ 2）しか捕捉できないため、受信電力は非常に小さくなり、RFエンジニアリングは複雑な分野になります:)。これは非常に手の波状の説明ですが、理にかなっていることを願っています

彼らは本当に小さいので、彼らは否定的です。dBスケールは対数スケールで、0 dBmは1 mWを基準としています。負の値は小さく、正の値は大きくなります。あなたが言ったように、-60 dBmは1ナノワット、-90 dBmは1ピコワットです。ノイズの測定値がどこから来ているのか実際にはわかりません。無線受信機は、受信機がどのように構築されているかという性質のために、任意の小さな信号を受信できないように、内部でノイズを生成します。跳ね返ってノイズを生成する多くの電子が含まれており、絶対零度ではないため、動き回って熱ノイズを生成します。1ピコワットがどれくらい小さいかを考えてください。標準の100ワット電球よりも100兆倍小さい。

ノイズ指数は、何らかの方法で隣接チャネルの信号レベルを表す可能性があります。ノイズの値がまったく変化していることに気付いていますか、それとも常に-92 dBmですか？-92 dBmに固定されている場合、それは受信機のノイズフロアと見なされ、ノイズフロアを超える十分なマージンがない信号を受信することはできません。この場合、ノイズレベルは測定されていません。これは単にレシーバの特性です。

ノイズ値が変化する場合、おそらく、wifi無線が送信されていないときのチャネル上のノイズの測定値です。wifiシステムでは、ネットワーク内のすべてのノードが共有チャネルの同じ周波数で送信します。ノードが送信していない場合、受信機はバックグラウンド環境ノイズの測定のためにチャネルの信号レベルを測定できます。帯域内のノイズは、他のwifiネットワーク、bluetoothデバイス、zigbee、2.4 GHzで動作する電子レンジなどによって引き起こされる可能性があります。

Friisが受信電力の簡単な公式を開発するために行った作業は、距離に関する基本的な仮定を行います。送信機と受信機が近くにある場合、すべての賭けはオフになります。これはニアフィールドと呼ばれ、次の標準方程式です-

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

.....真の電磁波を実際に測定（または受信）していないため、間近では機能しません-あらゆる種類の奇妙な位相角でEフィールドとHフィールドがあり、実際に送信アンテナをロードします。（数波長離れた）遠距離では、次のようなものが得られます：-

遠距離にいると、EM波は距離が2倍になります。したがって、数値を方程式に代入すると（FはMHz、Dはキロメートル）、300mでこれが得られます。-

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

これはフリースペースのリンク損失であり、大まかなガイドとして、フェードマージンを考慮してこの値に30dBを追加して、119.8dBのリンク損失を与える傾向があります。アンテナは少し戻って約116dBになり、+ 30dBmの送信電力は、300mで受信を期待できることを意味します。

86dBm。

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

データレートが10Mbpsの場合、最小受信電力は-154dBm + 70dBm = 84dBmであり、これはかなり近いと言えます。（たとえば）2.45m（10波長離れた）で計算を繰り返して、数値が集計されるかどうかを確認することができます。

これらに関する私の回答も参照してください：-

トランシーバーの範囲を知る（または推定する）方法は？

RSSIからの距離を計算する

山岳環境での長距離（約15 km）の低ボーレートワイヤレス通信（LOSなし）