Wie wird die Signalstärke berechnet?

Wie wird die Signalstärke bei Handys berechnet?

Wie wird die Signalstärke bei WiFi-Netzwerken berechnet?

Ich bin mir nicht sicher, ob die Frage, die ich stelle, mit der QoS-Berechnung identisch ist.

Ich wollte die Signalstärke für ein proprietäres HF-Funkpaar berechnen. Ist es ratsam, dies basierend auf der Anwendungsschicht zu berechnen, indem das Verhältnis der Anzahl guter / schlechter Pakete basierend auf der Paketprüfsumme berechnet wird?

Sie haben die Frage ziemlich weit gefasst, indem Sie drei Technologien erwähnt haben. Wenn Sie ein bestimmtes HF-Modul im Sinn haben, ist es möglicherweise besser, es zu erwähnen und zu fragen, wie Sie etwas Ähnliches wie WiFi / Mobiltelefone erhalten und wie Sie die QoS ermitteln (vorausgesetzt, Sie möchten dies).
@PeterJ Ich würde es irgendwann für WIT2410 tun, aber wahrscheinlich auch etwas über die genannten Technologien lernen.
Bei der Funkübertragung bedeutet Signalstärke normalerweise die Leistung des übertragenen modulierten Trägers (in einiger Entfernung von der Sendeantenne).

Antworten (1)

Auf Ihre Frage gibt es keine konkrete Antwort, denn selbst bei Handys und WLAN-Geräten gibt es unterschiedliche Vorstellungen von „Signalstärke“. Ich werde jedoch zwei Methoden beschreiben, die weit verbreitet sind:

Die erste besteht darin, die Leistung des von der Antenne empfangenen Signals zu messen. Diese Zahlen werden normalerweise in dBm angegeben. Da dies von einer Antenne mit kontrollierter Impedanz und einer Übertragungsleitung kommt, reicht es aus, nur die RMS-Spannung oder den Effektivstrom zu kennen. Nehmen wir zum Beispiel an, wir messen die RMS-Spannung mit 2 mV und wir haben ein 50-Ohm-Antennensystem. Dann:

P = E R M S 2 / R = ( 0,002 v ) 2 / 50 Ω = 8 ⋅ 10 − 8 W

Normalerweise wird dies in Dezibel relativ zu 1 mW, dBm, umgerechnet:

L D B M = 10 Protokoll 10 ⁡ ( P 0,001 W ) = 10 Protokoll 10 ⁡ ( 8 ⋅ 10 − 8 W 0,001 W ) = 10 Protokoll 10 ⁡ ( 8 ⋅ 10 − 5 ) = − 40,97

Daher beträgt unsere Signalstärke etwa -41 dBm.

Das Problem bei dieser Methode ist, dass sie eigentlich nicht das Signal misst, sondern die gesamte elektromagnetische Energie, die von der Antenne empfangen wird. Das heißt, es enthält auch Rauschen. Das Signal kann „stark“ sein, aber das Rauschen kann auch stark sein, sodass die Signalqualität schlecht ist.

Eine andere Methode zur Berechnung der "Signalstärke", die nur für digitale Modi funktioniert, wird als Bitfehlerrate oder BER bezeichnet. Es ist der Prozentsatz der Bits, die falsch empfangen wurden.

Es kann auf verschiedene Arten berechnet werden. Eine besteht darin, den Sender ein Testmuster von Bits senden zu lassen, die der Empfänger bereits kennt. Der Empfänger vergleicht dann das, was er empfangen hat, mit dem Testmuster und zählt die Bits, die falsch waren. Diese Zahl dividiert durch die Gesamtzahl der Bits im Testmuster ergibt den Anteil der Bitfehler. Multiplizieren Sie mit 100, um einen Prozentsatz zu erhalten, falls gewünscht.

Es ist auch möglich, BER zu berechnen, wenn das Protokoll Vorwärtsfehlerkorrektur verwendet . Der genaue Algorithmus hängt natürlich von der verwendeten FEC ab, aber normalerweise ist es möglich zu wissen, wie viele Bits von der FEC korrigiert werden, und somit die BER zu berechnen.

Der Vorteil von BER besteht darin, dass es einen Hinweis darauf gibt, wie gut die Kommunikation funktioniert, unter Berücksichtigung von Rauschen, Synchronisationsfehlern usw. Normalerweise erhöht eine Erhöhung der Sendeleistung das Signal-Rausch-Verhältnis und verringert das BER.

Schöne Antwort, als ich die Frage zum ersten Mal sah, dachte ich, sie wäre vielleicht ein bisschen weit gefasst, aber das fasst es gut zusammen.
@Phil-Frost : Danke für die ausführliche Antwort. Ich wäre mehr an der Lösung im digitalen Modus interessiert, und um Ihre Antwort neu zu formulieren, sollten wir so etwas wie (Gute Paketanzahl / Gesamtpaketanzahl) * 100 tun, wobei ein Paket eine Entität auf höherer Ebene wäre. Die Lösung, die Sie für den digitalen Modus vorgeschlagen haben, geht davon aus, dass Bits periodisch ankommen. Wie sollten wir uns um aperiodische Signal-/Daten-Bursts kümmern?
@Bleamer Wenn Sie Pakete und keine Bits zählen, haben Sie die Paketfehlerrate, nicht die Bitfehlerrate. Das können Sie tun, aber jetzt müssen Sie definieren, was ein "Paket" und was ein "Fehler" ist, und jetzt geraten Sie in eine Tiefe, die Ihre Frage nicht abdeckt. Sie können aperiodische Datenbursts beliebig handhaben: Die BER wird über einen bestimmten Zeitraum angegeben, z. B. "BER in den letzten 10 Sekunden" oder "BER für die letzten 2000 Bytes". Wählen Sie den Zeitraum, der Ihren Bedürfnissen entspricht.
Wie wird die Signalstärke berechnet?
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