Индикатор уровня полученного сигнала

В телекоммуникациях . индикатор уровня принимаемого сигнала или индикатор уровня принимаемого сигнала ^[1] ( RSSI ) — это измерение мощности принимаемого радиосигнала . ^[2]

RSSI обычно невидим для пользователя принимающего устройства. Однако, поскольку мощность сигнала может сильно различаться и влиять на функциональность беспроводной сети , устройства IEEE 802.11 часто делают измерения доступными для пользователей.

RSSI часто определяется на этапе промежуточной частоты (ПЧ) перед усилителем ПЧ. В системах с нулевой ПЧ он формируется в цепочке группового сигнала перед усилителем основной полосы частот. ^[3] Выход RSSI часто представляет собой аналоговый уровень постоянного тока. Его также можно получить с помощью внутреннего аналого-цифрового преобразователя (АЦП), а полученные значения сделать доступными 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 произвольных единицах. RSSI — это показатель уровня мощности, принимаемой принимающей радиостанцией после антенны и возможной потери кабеля. Следовательно, 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 можно использовать внутри беспроводной сетевой карты, чтобы определить, когда количество радиоэнергии в канале ниже определенного порога, и в этот момент сетевая карта готова к отправке (CTS). Как только карта будет готова к отправке, можно будет отправить пакет информации. Конечный пользователь , скорее всего, будет наблюдать 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. Еще один популярный набор микросхем Wi-Fi производится Atheros . Карта на базе Atheros вернет значение RSSI от 0 до 127 (0x7f), причем 128 (0x80) указывает на недопустимое значение.

Не существует стандартизированной связи какого-либо конкретного физического параметра с показанием RSSI. Стандарт 802.11 не определяет никакой связи между значением RSSI и уровнем мощности в милливаттах или децибелах, отнесенных к одному милливатту (дБм) . Поставщики и производители чипсетов предоставляют свою собственную точность, степень детализации и диапазон фактической мощности (измеряется в милливаттах, что может быть выражено в децибелах относительно одного милливатта) и свой диапазон значений RSSI (от 0 до максимального значения RSSI в произвольных единицах измерения). единицы связи «асу»). ^[4] Одна из тонкостей метрики RSSI 802.11 связана с тем, как она производится: RSSI регистрируется только на этапе преамбулы приема 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, используя более совершенные методы. ^[7] Тем не менее, RSSI не всегда обеспечивает достаточно точные измерения для правильного определения местоположения. ^[8] Однако RSSI по-прежнему представляет собой наиболее подходящий индикатор для целей локализации, поскольку он доступен практически во всех беспроводных узлах и не требует каких-либо дополнительных требований к оборудованию. ^[9]

Индикатор мощности принимаемого канала

По большей части 802.11 RSSI заменен индикатором мощности принимаемого канала ( RCPI ). RCPI — это 802.11. ^[5] Измеряет принятой радиочастоты мощность в выбранном канале по преамбуле и всему полученному кадру и определяет абсолютные уровни точности и разрешения. RCPI связан исключительно со стандартом 802.11 и поэтому имеет некоторую точность и разрешение, обеспечиваемые стандартом IEEE 802.11k-2008 . Оценка уровня мощности принимаемого сигнала является необходимым шагом в установлении канала связи между беспроводными узлами. Однако показатель уровня мощности, такой как RCPI, обычно не может комментировать качество соединения, как другие показатели, такие как измерение времени в пути ( время прибытия ).

Использование в внутренней локализации

Оценка расстояния на основе RSSI

RSSI обычно используется в протоколах беспроводной связи, таких как Bluetooth и ZigBee , для оценки расстояния между узлами. ^{[ нужна ссылка ]} Эта оценка важна для локализации внутри помещений и часто предпочтительна из-за ее простоты и отсутствия необходимости синхронизации или отметки времени, как это требуется в других методах, таких как время прибытия (TOA).

Алгоритмы локализации

Различные алгоритмы локализации, такие как алгоритмы на основе привязки, используют RSSI. Алгоритмы на основе якоря используют узлы с известными позициями (якорями) 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 зоне. ^{[ нужна ссылка ]}

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 помещений с использованием RSSI. ^[10]

Оценка локализации на основе RSSI с углом (RALE)

Подход RALE предлагает несколько преимуществ для локализации внутри помещений:

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

См. также

Ссылки

^ «Использование индикатора мощности принятого сигнала v. индикация мощности принятого сигнала в литературе» . Просмотрщик Google Ngram .
^ Мартин Заутер (2010). «3.7.1 Управление мобильностью в состоянии Cell-DCH» . От GSM к LTE: Введение в мобильные сети и мобильную широкополосную связь (электронная книга). Джон Уайли и сыновья . п. 160. ИСБН 9780470978221 . Проверено 24 марта 2013 г.
^ Ферстер, Анна; Ферстер, Александр (07 февраля 2011 г.). Новые средства связи для беспроводных сенсорных сетей . Совет директоров – Книги по запросу. п. 241. ИСБН 978-953-307-082-7 .
^ Луи, Гоф; Галлахер, Томас; Бинхао, Ли (2011). Различия в показаниях RSSI для разных чипсетов Wi-Fi: Ограничение локализации WLAN . 2011 Международная конференция по локализации и ГНСС (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 .
^ Jump up to: ^а ^б «ИИЭР 802.11-2012» . IEEE. 2012-03-29. Архивировано из оригинала 13 августа 2010 года . Проверено 11 февраля 2013 г.
^ Парамвир, Бахл; Падманабхан, Венката. «РАДАР: встроенная в здание радиочастотная система определения местоположения и отслеживания пользователей» . Материалы IEEE INFOCOM 2000. Конференция по компьютерным коммуникациям. Девятнадцатая ежегодная совместная конференция обществ компьютеров и коммуникаций IEEE . дои : 10.1109/INFCOM.2000.832252 . Проверено 19 декабря 2014 г.
^ Сен, Сувик; Ли, Чонгын; Ким, Кю-Хан; Конгдон, Пол (2013). «Избежание многопутевого распространения для возрождения локализации Wi-Fi в зданиях» . MobiSys '13: Материалы 11-й ежегодной международной конференции по мобильным системам, приложениям и сервисам . стр. 249–262. дои : 10.1145/2462456.2464463 . ISBN 9781450316729 . S2CID 16251944 . Проверено 19 декабря 2014 г.
^ Парамешваран, Амби Тоттам; Хусейн, М., И.; Упадхьяя, С. Является ли RSSI надежным параметром в алгоритмах локализации датчиков – экспериментальное исследование (PDF) . 28-й Международный симпозиум по надежным распределенным системам, Нью-Йорк. Сентябрь 2009 года . Проверено 17 марта 2013 г. {{cite conference}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
^ 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. дои : 10.1504/IJSNET.2016.079335 .
^ «Метод на основе RSSI для отслеживания активов внутри помещений: преимущества, недостатки и сравнение с AoA, Navigine» .

[Usage_of_received_signal_strength_indicator_v._received_signal_strength_indication_in_literature-1] «Использование индикатора мощности принятого сигнала v. индикация мощности принятого сигнала в литературе» . Просмотрщик Google Ngram .

[2] Мартин Заутер (2010). «3.7.1 Управление мобильностью в состоянии Cell-DCH» . От GSM к LTE: Введение в мобильные сети и мобильную широкополосную связь (электронная книга). Джон Уайли и сыновья . п. 160. ИСБН 9780470978221 . Проверено 24 марта 2013 г.

[3] Ферстер, Анна; Ферстер, Александр (07 февраля 2011 г.). Новые средства связи для беспроводных сенсорных сетей . Совет директоров – Книги по запросу. п. 241. ИСБН 978-953-307-082-7 .

[4] Луи, Гоф; Галлахер, Томас; Бинхао, Ли (2011). Различия в показаниях RSSI для разных чипсетов Wi-Fi: Ограничение локализации WLAN . 2011 Международная конференция по локализации и ГНСС (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 .

[:0-5] Jump up to: ^а ^б «ИИЭР 802.11-2012» . IEEE. 2012-03-29. Архивировано из оригинала 13 августа 2010 года . Проверено 11 февраля 2013 г.

[bahl-infocom2000-6] Парамвир, Бахл; Падманабхан, Венката. «РАДАР: встроенная в здание радиочастотная система определения местоположения и отслеживания пользователей» . Материалы IEEE INFOCOM 2000. Конференция по компьютерным коммуникациям. Девятнадцатая ежегодная совместная конференция обществ компьютеров и коммуникаций IEEE . дои : 10.1109/INFCOM.2000.832252 . Проверено 19 декабря 2014 г.

[sev-mobisys2013-7] Сен, Сувик; Ли, Чонгын; Ким, Кю-Хан; Конгдон, Пол (2013). «Избежание многопутевого распространения для возрождения локализации Wi-Fi в зданиях» . MobiSys '13: Материалы 11-й ежегодной международной конференции по мобильным системам, приложениям и сервисам . стр. 249–262. дои : 10.1145/2462456.2464463 . ISBN 9781450316729 . S2CID 16251944 . Проверено 19 декабря 2014 г.

[parameswaran-srds2009-8] Парамешваран, Амби Тоттам; Хусейн, М., И.; Упадхьяя, С. Является ли RSSI надежным параметром в алгоритмах локализации датчиков – экспериментальное исследование (PDF) . 28-й Международный симпозиум по надежным распределенным системам, Нью-Йорк. Сентябрь 2009 года . Проверено 17 марта 2013 г. {{cite conference}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )

[abdullah2016-9] 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. дои : 10.1504/IJSNET.2016.079335 .

[10] «Метод на основе RSSI для отслеживания активов внутри помещений: преимущества, недостатки и сравнение с AoA, Navigine» .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]