Карта качества сигнала Wi-Fi и отношение сигнал/шум (ОСШ)
Карта качества сигнала, или карта ОСШ, очень похожа на карту покрытия Wi-Fi (тепловую карту), однако также содержит значения шума в сигнале Wi-Fi, отображая информацию в графическом виде. Сбор информации о качестве сигнала Wi-Fi и отношении сигнал/шум (ОСШ или SNR) и генерация карт, содержащих эти данные, теперь доступны в новейшей версии программы для анализа покрытия сети Acrylic Wi-Fi Heatmaps. Отношение сигнал/шум (англ.: Signal to noise ratio (SNR или S/N) — это величина, равная текущему отношению мощности передаваемого сигнала к уровню шума для этого сигнала. Эта величина измеряется в децибелах. Данная карта качества Wi-Fi формируется в результате проведения пассивного инспектирования сети, измерения уровня сигнала Wi-Fi и интерференции Wi-Fi. Она отображает зоны с наилучшим качеством покрытия Wi-Fi, работающие оптимальным образом. Уровень сигнала ОСШ рассчитывается как разность между уровнем сигнала и уровнем шума (ОСШ = сигнал – шум). Эти значения позволяют сформировать карту качества Wi-Fi сигнала. Чем выше полученные значения, тем лучше пользовательский опыт, скорость передачи и стабильность Wi-Fi соединения. Для создания этой карты требуются измерения с использованием карт Acrylic Wi-Fi Sniffer или Airpcap NX, в режиме монитора.
Цвета карты качества Wi-Fi сигнала
Как и для тепловых карт Wi-Fi, для карты качества сигнала и ОСШ можно выбрать цветовую шкалу, которая позволит получить оптимальный визуальный результат. Для отображения результатов на выбор предлагается 11 различных цветовых шкал.
Генерируемые программой Acrylic Wi-Fi Heatmaps в автоматическом режиме отчеты для изучения покрытия Wi-Fi содержат все эти карты, включая карту качества сигнала Wi-Fi и многое другое. Почему бы не попробовать программу прямо сейчас? Полнофункциональная пробная версия действует один месяц.
Related Posts
Покрытие точки доступа — Карта покрытия для точки доступа
3. Расчет основных параметров Wi-Fi Отношение «сигнал-шум» в цифровых системах связи.
Очень важной характеристикой производительности цифровых систем связи является отношение «сигнал-шум».
Отношение «сигнал-шум» — это отношение энергии сигнала на 1 бит к плотности мощности шумов на 1 герц (
). Рассмотрим сигнал, содержащий двоичные цифровые данные, передаваемые с определенной скоростью — R бит/с. Напомним, что 1 Вт = 1 Дж/с, и вычислим удельную энергию одного бита сигнала: Eb = STb (где S — мощность сигнала; Tb — время передачи одного бита). Скорость передачи данных R можно выразить в виде 
.Учитывая, что тепловой шум, присутствующий в полосе шириной 1 Гц, для любого устройства или проводника составляет
,
где 
— плотность мощности шумов в ваттах на 1 Гц полосы; k — постоянная Больцмана, k= 
Дж/К; T — температура в Кельвинах
(абсолютная температура), то, следовательно,
Отношение 
имеет большое практическое значение, поскольку скорость появления ошибочных битов является (убывающей) функцией данного отношения. При известном значении 
, необходимом для получения желаемого уровня ошибок, можно выбирать все прочие параметры приведенном уравнении. Следует отметить, что для сохранения требуемого значения 
при повышении скорости передачи данных R придется увеличивать мощность передаваемого сигнала по отношению к шуму.
Довольно часто уровень мощности шума достаточен для изменения значения одного из битов данных. Если же увеличить скорость передачи данных вдвое, биты будут «упакованы» в два раза плотнее, и тот же посторонний сигнал приведет к потере двух битов информации. Следовательно, при неизменной мощности сигнала и шума увеличение скорости передачи данных влечет за собой возрастание уровня возникновения ошибок.
Вт
Расчет зоны действия сигнала
Расчет дальности работы беспроводного канала связи
Без вывода приведем формулу расчета дальности. Она берется из инженерной
формулы расчета потерь в свободном пространстве:
FSL (Free Space Loss) — потери в свободном пространстве ( дБ ); F — центральная частота канала, на котором работает система связи ( МГц ); D — расстояние между двумя точками ( км ).
FSL определяется суммарным усилением системы. Оно считается следующим образом:
где — мощность передатчика; 
— коэффициент усиления передающей антенны; 
— коэффициент усиления приемной антенны; 
— чувствительность приемника на данной скорости; 
— потери сигнала в коаксиальном кабеле и разъемах передающего тракта; 
— потери сигнала в коаксиальном кабеле и разъемах приемного тракта.
Таблица 1. Зависимость чувствительности от скорости передачи данных
Для каждой скорости приемник имеет определенную чувствительность. Для небольших скоростей (например, 1-2 Мегабита) чувствительность наименьшая: от -90 дБмВт до -94 дБмВт. Для высоких скоростей чувствительность намного выше. В качестве примера в таблице 1. приведены несколько характеристик обычных точек доступа 802.11a,b,g. В зависимости от марки радиомодулей максимальная чувствительность может немного варьироваться. Ясно, что для разных скоростей максимальная дальность будет разной.
FSL вычисляется по формуле:
где SOM(System Operating Margin) — запас в энергетике радиосвязи (дБ).
Учитывает возможные факторы, отрицательно влияющие на дальность связи, такие как:
- температурный дрейф чувствительности приемника и выходной мощности передатчика;
- всевозможные атмосферные явления: туман, снег, дождь;
- рассогласование антенны, приемника, передатчика с антенно-фидерным трактом.
Параметр SOM обычно берется равным 10 дБ. Считается, что 10 -децибельный запас по усилению достаточен для инженерного расчета. Центральная частота канала F берется из таблицы 2.
| Таблица 2. Вычисление центральной частоты | |
| Канал | Центральная частота (МГц) |
| 1 | 2412 |
| 2 | 2417 |
| 3 | 2422 |
| 4 | 2427 |
| 5 | 2432 |
| 6 | 247 |
| 7 | 2442 |
| 8 | 2447 |
| 9 | 2452 |
| 10 | 2457 |
| 11 | 2462 |
| 12 | 2467 |
| 13 | 2472 |
| 14 | 2484 |
В итоге получим формулу дальности связи: 
Расчет: характеристики: Мощность передатчиков DAP-2553: 17 дБмВт; Чувствительность DAP-2553 на скорости 54 Мбит/с: -66 дБмВт; Чувствительность DAP-3520 на скорости 6 Мбит/с: -87 дБмВт; Коэффициент усиления штатной антенны DAP-2553: 3 дБи. найдем расстояние на скорости 54 Мбит/с:
17+3-(-66)-10=79 дБ возьмем 1 канал 
возьмем 6 канал 
81м 
81м найдем расстояние на скорости 6 Мбит/с:
17+3-(-87)-10=97 дБ возьмем 6 канал 
Критерии качества сигнала в сетях WiMax
В статье «Тестирование антенн Wi-Fi для приема WiMax» я приводил параметры CINR и RSSI как результаты своих экспериментов, лишь примерно представляя себе, что отражают эти величины. Пребывать в неведении мне было стыдно, и я детально разобрался в этом вопросе.
Не сомневаюсь, что найдутся Хабралюди (такие, как shogunkub), для которых данный топик не откроет ничего нового, но многим, я уверен, будет так же интересно разобраться, как и мне.
На Хабре этот вопрос затрагивался в статье «Базовая станция WiMAX», но я хотел бы осветить его чуть полнее.
RSSI (Received Signal Strength Indicator) — дословно: индикатор силы принимаемого сигнала. Под силой в этой аббревиатуре следует понимать мощность радиосигнала.
В стандарте IEEE 802.11 RSSI это индикатор уровня мощности, принимаемого антенной, выраженный в «попугаях» — абстрактных единицах, выбираемых производителем беспроводного оборудования.
Физический же смысл несут единицы mW (мВт) или dBm.
Инженеры Yota позаботились, чтобы Yota Access пересчитывала принимаемый сигнал в хорошие, годные единицы dBm, о которых я напишу ниже.
Чем выше число RSSI, или чем оно менее отрицательное (как раз случай Yota), тем сильнее сигнал.
Прежде чем перейти к децибелу и его производным, необходимо рассказать о CINR.
CINR (Carrier to Interference + Noise Ratio) также называемый SINR (Signal to Interference + Noise Ratio) – дословно: отношение (полезного) сигнала к интерферирующему и шуму. Устоявшийся русский термин – соотношение сигнал-шум. Измеряется в dB.
Величина 0 dB означает, что сигнал и шум равны, положительное число – что сигнал сильнее шума, отрицательное – что слабее.
Пользователю, конечно, лучше, чтобы сигнал был как можно сильнее шума 🙂
Рассмотрим величину децибел более детально.
Децибел (decibel, dB) — логарифмическая величина, которая отражает отношение физической величины (обычно мощности или интенсивности) к заданному референсному уровню.
Отношение в децибелах – это десятикратная величина десятичного логарифма отношения двух мощностей:
Двукратная разница в мощностях будет записана в децибелах как ~ 3dB.
Десятикратная разница в мощностях будет записана как 10dB.
Отношение мощности 1000 к 1 в децибелах будет записана как 30dB.
Прелесть децибела в том, что в нем удобно выражать очень большие и очень маленькие величины, в силу его логарифмической природы.
Часто децибел получает суффикс, который показывает используемую референсную величину.
Суффикс m в dBm обозначает милливатт. То есть, L(dBm) = 10*lg(P/1mW)
Зная RSSI и CINR для сигнала WiMax, мы в полной мере можем оценить качество сигнала и порадовать пользователя картинкой с палками:
Расшифруем.
CINR 32dB – принимаемый сигнал в 1000 с лишним раз сильнее чем шум.
Много это или мало?
Даже если сигнал и шум равны, при хорошей коррекции ошибок работа возможна. Конечно на высокую скорость передачи данных в этом случае рассчитывать не стоит.
RSSI -58dBm– принимаемый сигнал практически в миллион раз слабее 1 милливатта, то есть составляет один нановатт (1nW). Микроволновая печь, работающая на той же частоте, жарит на 800W.
Величины отличаются на 12 порядков. Настолько безопасно WiMax излучение 🙂
Это идеальные параметры (которые наблюдаются у меня дома, на UMPC с контроллером Intel 5150 и хорошей антенной), скорость в этом случае достигает теоретического максимума ~ 10Mbit/sec.
Для сравнения, менее радостная картина (контроллер работает вообще без антенны, имитируется зона нестабильного приёма):
CINR 14dB, RSSI -81dBm – сигнал «всего» в 40 раз сильнее шума (в 25 раз хуже), мощность сигнала в 1000 раз меньше.
Скорость при таких «вопиюще плохих» параметрах около 1Mbit/sec.
Вместо заключения, отвечу на следующий вопрос:
“Полный сигнал 4 палки, RSSI -60 – -65 dBm. CINR от 0 до 5 dB. Почему скорость отвратительная?”
Ответ простой. RSSI и CINR не связаны между собой напрямую. При нормальном RSSI мы видим, что пользователь сталкивается с шумом (помехами от глушилки, или чего-то ещё), который не даёт ему пользоваться интернетом.