Индикатор уровня принимаемого сигнала
Измерение мощности радиосигнала
Уровень сигнала сотовой связи -74 дБм (или 66 а.е.у. ) отображается на смартфоне. Также показаны: полосы сигнала двух сотовых сетей и полосы сигнала сети Wi-Fi.

В телекоммуникациях индикатор уровня принятого сигнала или индикация уровня принятого сигнала [1] ( RSSI ) представляет собой измерение мощности, присутствующей в принятом радиосигнале . [2]

RSSI обычно невидим для пользователя принимающего устройства. Однако, поскольку сила сигнала может сильно различаться и влиять на функциональность беспроводных сетей , устройства IEEE 802.11 часто делают измерение доступным для пользователей.

RSSI часто выводится на этапе промежуточной частоты (ПЧ) перед усилителем ПЧ. В системах с нулевой ПЧ он выводится в цепочке сигнала основной полосы частот перед усилителем основной полосы частот. [3] Выход RSSI часто представляет собой аналоговый уровень постоянного тока. Он также может быть оцифрован внутренним аналого-цифровым преобразователем (АЦП), и полученные значения могут быть доступны напрямую или через периферийную или внутреннюю шину процессора.

В реализациях 802.11

В системе IEEE 802.11 RSSI — это относительная мощность принимаемого сигнала в беспроводной среде в условных единицах. RSSI — это показатель уровня мощности, принимаемого принимающим радио после антенны и возможных потерь в кабеле. Таким образом, чем больше значение RSSI, тем сильнее сигнал. Таким образом, когда значение RSSI представлено в отрицательной форме (например, −100), чем ближе значение к 0, тем сильнее был принятый сигнал.

RSSI может использоваться внутри беспроводной сетевой карты для определения того, когда количество радиоэнергии в канале ниже определенного порогового значения, при котором сетевая карта готова к отправке (CTS). Как только карта готова к отправке, можно отправить пакет информации. Конечный пользователь, скорее всего, увидит значение RSSI при измерении уровня сигнала беспроводной сети с помощью инструмента мониторинга беспроводной сети, такого как Wireshark , Kismet или Inssider . Например, карты Cisco Systems имеют максимальное значение RSSI 100 и сообщают о 101 различных уровнях мощности, где значение RSSI составляет от 0 до 100. Другой популярный набор микросхем Wi-Fi производится Atheros . Карта на базе Atheros вернет значение RSSI от 0 до 127 (0x7f), при этом 128 (0x80) указывает на недопустимое значение.

Не существует стандартизированной связи какого-либо конкретного физического параметра с показаниями RSSI. Стандарт 802.11 не определяет никакой связи между значением RSSI и уровнем мощности в милливаттах или децибелах относительно одного милливатт (дБм) . Поставщики и производители чипсетов предоставляют собственную точность, детализацию и диапазон для фактической мощности (измеренной в милливаттах, которые могут быть выражены в децибелах относительно одного милливатт) и свой диапазон значений RSSI (от 0 до максимума RSSI, в произвольных единицах сигнала «asu»). [4] Одна из тонкостей метрики RSSI 802.11 заключается в том, как она дискретизируется — RSSI приобретается только на этапе преамбулы получения кадра 802.11, а не на протяжении всего кадра. [5]

Еще в 2000 году исследователи смогли использовать RSSI для грубой оценки местоположения. [6] Более поздние работы смогли воспроизвести эти результаты с использованием более продвинутых методов. [7] Тем не менее, RSSI не всегда обеспечивает измерения, которые достаточно точны для правильного определения местоположения. [8] Однако RSSI по-прежнему представляет собой наиболее приемлемый индикатор для целей локализации, поскольку он доступен почти во всех беспроводных узлах и не имеет никаких дополнительных требований к оборудованию. [9]

Индикатор мощности принимаемого канала

По большей части, 802.11 RSSI был заменен на индикатор мощности принятого канала ( RCPI ). RCPI является мерой 802.11 [5] принимаемой мощности радиочастоты в выбранном канале по преамбуле и всему принятому кадру и определяет абсолютные уровни точности и разрешения. RCPI связан исключительно с 802.11 и, как таковой, имеет некоторую точность и разрешение, налагаемые на него через IEEE 802.11k-2008 . Оценка уровня мощности принятого сигнала является необходимым шагом в установлении связи для связи между беспроводными узлами. Однако метрика уровня мощности, такая как RCPI, как правило, не может комментировать качество связи , как другие метрики, такие как измерение времени прохождения ( время прибытия ).

Использование для локализации внутри помещений

Оценка расстояния на основе RSSI

RSSI обычно используется в протоколах беспроводной связи, таких как Bluetooth и ZigBee , для оценки расстояния между узлами. [ требуется ссылка ] Эта оценка необходима для определения местоположения внутри помещений и часто является предпочтительной из-за ее простоты и отсутствия необходимости в синхронизации или временной метке, как это требуется в других методах, таких как время прибытия (TOA).

Алгоритмы локализации

Различные алгоритмы локализации, такие как алгоритмы на основе якорей, используют RSSI. Алгоритмы на основе якорей используют узлы с известными позициями (якоря) для определения местоположения неизвестного узла. Точность этих алгоритмов повышается за счет использования большего количества известных узлов, поскольку они полагаются на время прибытия (TOA) и угол прибытия (AOA) сигнала для оценки расстояния между известными узлами и неизвестным узлом. Однако на точность этих алгоритмов могут влиять факторы окружающей среды, такие как помехи сигнала, препятствия и плотность узлов в области. [ необходима цитата ]

Влияние факторов окружающей среды и типа антенны

Такие факторы, как дифракция, отражение, рассеяние и тип антенны, могут существенно влиять на значения RSSI. Эти переменные необходимо учитывать для точной локализации в помещении с использованием RSSI. [10]

Оценка локализации RSSI с учетом угла (RALE)

Подход RALE обеспечивает ряд преимуществ для локализации внутри помещений:

  • Не требует сложной инфраструктуры или предварительного обследования места происшествия.
  • Низкая стоимость и простота исполнения, что делает его доступным для различных применений.
  • Требуются только значения RSSI и угловые измерения, что устраняет необходимость в более сложных измерениях.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "Использование индикатора мощности принятого сигнала против индикации мощности принятого сигнала в литературе". Google Ngram Viewer .
  2. ^ Мартин Саутер (2010). "3.7.1 Управление мобильностью в состоянии Cell-DCH". От GSM к LTE: Введение в мобильные сети и мобильную широкополосную связь (электронная книга). John Wiley & Sons . стр. 160. ISBN 9780470978221. Получено 24.03.2013 .
  3. ^ Фёрстер, Анна; Фёрстер, Александр (2011-02-07). Новые коммуникации для беспроводных сенсорных сетей. BoD – Книги по запросу. стр. 241. ISBN 978-953-307-082-7.
  4. ^ Луи, Гоф; Галлахер, Томас; Бинхао, Ли (2011). Различия в показаниях RSSI, сделанных различными чипсетами Wi-Fi: ограничение локализации WLAN . Международная конференция по локализации и ГНСС 2011 г. (ICL-GNSS). стр.  53–57 . doi :10.1109/ICL-GNSS.2011.5955283. hdl : 1959.4/unsworks_47285 . ISBN 978-1-4577-0186-3. S2CID  16846238.
  5. ^ ab "IEEE 802.11-2012". IEEE. 2012-03-29. Архивировано из оригинала 13 августа 2010 г. Получено 2013-02-11 .
  6. ^ Paramvir, Bahl; Padmanabhan, Venkata. "RADAR: An In-Building RF-based User Location and Tracking System". Труды IEEE INFOCOM 2000. Конференция по компьютерным коммуникациям. Девятнадцатая ежегодная совместная конференция обществ IEEE Computer and Communications . doi :10.1109/INFCOM.2000.832252 . Получено 19 декабря 2014 г.
  7. ^ Сен, Соувик; Ли, Чонгын; Ким, Кю-Хан; Конгдон, Пол (2013). «Избегание многолучевого распространения для возрождения локализации Wi-Fi в зданиях». MobiSys '13: Труды 11-й ежегодной международной конференции по мобильным системам, приложениям и услугам . С.  249–262 . doi :10.1145/2462456.2464463. ISBN 9781450316729. S2CID  16251944 . Получено 19 декабря 2014 г. .
  8. ^ Parameswaran, Ambili Thottam; Husain, M, I.; Upadhyaya, S. Является ли RSSI надежным параметром в алгоритмах локализации датчиков – экспериментальное исследование (PDF) . 28-й Международный симпозиум по надежным распределенным системам, Нью-Йорк. Сентябрь 2009 г. Получено 17 марта 2013 г.{{cite conference}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  9. ^ Альхасанат, Абдулла; Шариф, Баян; Цемендис, К. (январь 2016 г.). «Эффективная совместная локализация на основе RSS в беспроводных сенсорных сетях». Международный журнал сенсорных сетей . 22 (1): 27– 36. doi :10.1504/IJSNET.2016.079335.
  10. ^ «Метод на основе RSSI в отслеживании внутренних активов: преимущества, недостатки и сравнение с AoA, Navigine».
Получено с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Индикатор_силы_полученного_сигнала&oldid=1237720413"