rssi基本知識(shí)和計(jì)算
基本概念:
RSSI:Received Signal Strength Indication接收的信號(hào)強(qiáng)度指示,無(wú)線發(fā)送層的可選部分,用來(lái)判定鏈接質(zhì)量,以及是否增大廣播發(fā)送強(qiáng)度。
因?yàn)闊o(wú)線信號(hào)多為mW級(jí)別,所以對(duì)它進(jìn)行了極化,轉(zhuǎn)化為dBm而已,不表示信號(hào)是負(fù)的。1mW就是0dBm,小于1mW就是負(fù)數(shù)的dBm數(shù)。
接收的信號(hào)強(qiáng)度指示:RSSI只是信號(hào)強(qiáng)度的一個(gè)指示值!
指示體現(xiàn)在兩方面:
RSSI的值對(duì)應(yīng)的單位是dbm。 dbm(Decibel-milliwatts):分貝毫瓦,表示某一功率與1mw的相對(duì)關(guān)系,數(shù)值x(dbm)與功率P(mw)的具體計(jì)算公式如下,
可以看出0.5毫瓦約為-3dbm。 所以RSSI并不是功率,db是分貝,實(shí)際上常常用來(lái)表示信噪比的單位。上面的dbm是一個(gè)帶用量綱(毫瓦)的兩個(gè)功率的比值的表示方法。這下徹底明白了為什么RSSI的值對(duì)應(yīng)的dbm值不具備物理意義了吧。
RSSI 技術(shù)通過(guò)接收到的信號(hào)強(qiáng)弱測(cè)定信號(hào)點(diǎn)與接收點(diǎn)的距離,進(jìn)而根據(jù)相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行定位計(jì)算的一種定位技術(shù)。
如無(wú)線傳感的ZigBee網(wǎng)絡(luò)CC2431芯片的定位引擎就采用的這種技術(shù)、算法。
接收機(jī)測(cè)量電路所得到的接收機(jī)輸入的平均信號(hào)強(qiáng)度指示。這一測(cè)量值一般不包括天線增益或傳輸系統(tǒng)的損耗。
dB是一個(gè)純計(jì)數(shù)單位,dB = 10logX,可以輕易把一個(gè)很大的數(shù)表示出來(lái),因?yàn)?倍就是3dB,10倍就是10dB,即2^n=3*n dB,X = 1000000000000000= 10logX = 150 dB,便于表達(dá)。
dBm是一個(gè)表示功率絕對(duì)值的單位,計(jì)算公式為:10lg功率值/1mW。例如:如果發(fā)射功率為1mW,按dBm單位進(jìn)行折算后的值應(yīng)為:10 lg 1mW/1mW = 0dBm;對(duì)于40W的功率,則10 lg(40W/1mW)=46dBm。最常用的2W=33dBm,20W=43dBm。
dBm與dBm之間的差值就可以用dB來(lái)表示。比如46dBm-43dBm=3dB,表示40W功率是20W功率的2倍。
2)無(wú)線局域網(wǎng)供應(yīng)商可以按照私有的方式定義RSSI值。RSSI的范圍可由供應(yīng)商自己選擇從0到最大值(小于等于255),許多供應(yīng)商在產(chǎn)品文檔和網(wǎng)站上中把RSSI的執(zhí)行數(shù)值發(fā)布出來(lái),而有些供應(yīng)商并沒(méi)有這么做。因?yàn)镽SSI指標(biāo)的規(guī)定是私有的,在比較不同制造商的無(wú)線網(wǎng)卡的RSSI值時(shí)會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)問(wèn)題。首先,不同供應(yīng)商可能選擇不同的RSSI最大值,例如A供應(yīng)商可能選擇RSSI范圍從0到100,而B(niǎo)供應(yīng)商選擇從0到30,于是A供應(yīng)商表明當(dāng)前信號(hào)為25時(shí),B供應(yīng)商針對(duì)相同信號(hào)可能表達(dá)為8。另外,A供應(yīng)商制造的無(wú)線網(wǎng)卡使用了更多的指標(biāo),在評(píng)估信號(hào)和信噪比時(shí)可能會(huì)顯得更靈敏。
rssi基本知識(shí)
RSSI(Received Signal Strength Indicator)是接收信號(hào)的強(qiáng)度指示,它的實(shí)現(xiàn)是在反向通道基帶接收濾波器之后進(jìn)行的。
為了獲取反向信號(hào)的特征,在RSSI的具體實(shí)現(xiàn)中做了如下處理:在104us內(nèi)進(jìn)行基帶IQ功率積分得到RSSI的瞬時(shí)值,即RSSI(瞬時(shí))=sum(I^2+Q^2);然后在約1秒內(nèi)對(duì)8192個(gè)RSSI的瞬時(shí)值進(jìn)行平均得到RSSI的平均值,即RSSI(平均)=sum(RSSI(瞬時(shí)))/8192,同時(shí)給出1秒內(nèi)RSSI瞬時(shí)值的最大值和RSSI瞬時(shí)值大于某一門限時(shí)的比率(RSSI瞬時(shí)值大于某一門限的個(gè)數(shù)/8192)。由于RSSI是通過(guò)在數(shù)字域進(jìn)行功率積分而后反推到天線口得到的,反向通道信號(hào)傳輸特性的不一致會(huì)影響RSSI的精度。
在空載下看RSSI的平均值是判斷干擾的最主要手段。對(duì)于新開(kāi)局,用戶很少,空載下的RSSI電平一般小于-105dBm。在業(yè)務(wù)存在的情況下,有多個(gè)業(yè)務(wù)時(shí)RSSI平均值一般不會(huì)超過(guò)-95dBm。從接收質(zhì)量FER上也可以參考判斷是否有干擾存在。通過(guò)以發(fā)現(xiàn)是否存在越區(qū)覆蓋而造成干擾,也可以從Ec/Io與手機(jī)接收功率來(lái)判斷是否有干擾。對(duì)于外界干擾,通過(guò)頻譜儀分析進(jìn)一步查出是否存在干擾源。
RSSI與Rx的區(qū)別
RSSI:Received Signal Strength Indicator Rx: Recieived power
最大的區(qū)別:Rx是手機(jī)側(cè)指標(biāo);
RSSI是基站側(cè)指標(biāo)兩者是同一概念,具體指(前向或者反向)接收機(jī)接收到信道帶寬上的寬帶接收功率。實(shí)際中,前向鏈路接收機(jī)(指手機(jī))接收到的通常用Rx表示,反向鏈路接收機(jī)(指基站側(cè))通常用反向RSSI表示。前向Rx通常用作覆蓋的判斷依據(jù)(當(dāng)然還需結(jié)合Ec/Io),反向RSSI通常作為判斷系統(tǒng)干擾的依據(jù)。下面以反向RSSI為例解釋:
為了獲取反向信號(hào)的特征,在RSSI的具體實(shí)現(xiàn)中做了如下處理:在104us內(nèi)進(jìn)行基帶IQ功率積分得到RSSI的瞬時(shí)值,即RSSI(瞬時(shí))=sum(I^2+Q^2);然后在約1秒內(nèi)對(duì)8192個(gè)RSSI的瞬時(shí)值進(jìn)行平均得到RSSI的平均值,即RSSI(平均)=sum(RSSI(瞬時(shí)))/8192,同時(shí)給出1秒內(nèi)RSSI瞬時(shí)值的最大值和RSSI瞬時(shí)值大于某一門限的比率(RSSI瞬時(shí)值大于某一門限的個(gè)數(shù)/8192)。由于RSSI是通過(guò)在數(shù)字域進(jìn)行功率積分而后反推到天線口得到的,反向通道信號(hào)傳輸特性的不一致會(huì)影響RSSI的精度。
對(duì)于干凈的無(wú)線電磁環(huán)境,電磁底噪水平可以通過(guò)一下公式進(jìn)行計(jì)算:PN = 10lg(KTW),對(duì)于CDMA系統(tǒng)來(lái)說(shuō)常溫情況下的底噪水平是-113dBm/1.2288M,考慮5dB的接收機(jī)噪聲系數(shù)以及2dB的無(wú)線環(huán)境底噪波動(dòng)水平,所以正常情況下,RSSI的監(jiān)測(cè)結(jié)果應(yīng)該是-106dBm左右,對(duì)于系統(tǒng)負(fù)荷的影響,一般最大不超過(guò)8dB,也就是-98dBm左右,考慮3dB余量,也就是說(shuō)在高負(fù)荷情況下,如果系統(tǒng)工作正常,RSSI平均水平最大不超過(guò)-95dBm,否則就意味著網(wǎng)絡(luò)有嚴(yán)重的反向干擾。
1)其實(shí),RSSI有其專用的單位,RSSI的單位與dBm有公式可以轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換公式如圖1和圖2所示。
2)電磁底噪水平的計(jì)算公式:噪聲基底=-174+10 log(BW) + 噪聲指數(shù)。其中BW為頻帶寬,單位為Hz;噪聲系數(shù)為設(shè)備引入的熱噪聲。如果要計(jì)算CDMA系統(tǒng)1.25MHz帶寬內(nèi)基站天線接收端的噪聲系數(shù),其計(jì)算公式為:噪聲基底=-174+10log(1.25*10^6)=-113dBm。由于天線端并沒(méi)有經(jīng)過(guò)有源設(shè)備,因此噪聲系數(shù)為0。如果計(jì)算基站LNA噪聲基底就要加LNA的增益和LNA的噪聲系數(shù)。觀測(cè)系統(tǒng)RSSI值。
測(cè)定反向干擾的一個(gè)很常用的方式就是觀測(cè)系統(tǒng)RSSI(Received Signal Strength Indicator)值,RSSI值在反向通道基帶接收濾波之后產(chǎn)生,在104μs內(nèi)進(jìn)行基帶I/Q支路功率積分得到RSSI的瞬時(shí)值,并在1s內(nèi)對(duì)瞬時(shí)值進(jìn)行平均得到RSSI的平均值,查看RSSI的平均值是判斷干擾的重要手段,空載下RSSI值一般在-110dBm左右,在業(yè)務(wù)存在的情況下,RSSI平
值一般不會(huì)超過(guò)-95dBm,如果發(fā)現(xiàn)RSSI值有明顯的升高,那么肯定是存在反向鏈路干擾。對(duì)于Motorola無(wú)線系統(tǒng)而言,可以在OMC下通過(guò)“diagnose”命令來(lái)“診斷”相應(yīng)扇區(qū)的BBX(寬帶收發(fā)板卡)來(lái)查看RSSI值的情況。下圖是分別針對(duì)三類扇區(qū)(空載扇區(qū)、負(fù)荷一般扇區(qū)、超忙扇區(qū))診斷其BBX板卡得到的RSSI值,從圖中可以清楚對(duì)比反向鏈路RSSI值在不同業(yè)務(wù)狀況下(亦即不同的反向鏈路干擾下)的具體情況,唐山地區(qū)曾經(jīng)由于外部強(qiáng)干擾源導(dǎo)致大面積反向鏈路干擾,在干擾信號(hào)足夠強(qiáng)的情況下RSSI值可以達(dá)到-30dBm左右。
對(duì)CDMA系統(tǒng)而言,反向鏈路干擾在用戶接入時(shí)的影響非常明顯,由于反向鏈路質(zhì)量的下降,移動(dòng)臺(tái)接入過(guò)程較正常情況會(huì)顯得更“漫長(zhǎng)”甚至是造成高的接入失敗,原因是正常的前向鏈路質(zhì)量會(huì)讓移動(dòng)臺(tái)開(kāi)環(huán)功控采用較低的功率發(fā)射接入試探,而由于反向鏈路干擾造成BSS系統(tǒng)并不能正常解調(diào)接入信道消息,移動(dòng)臺(tái)將以Power Step步長(zhǎng)逐步增加接入試探功率,這就使得接入過(guò)程被延長(zhǎng)很多甚至是造成接入失敗。所以,在判斷反向鏈路干擾的時(shí)候,結(jié)合著接入指標(biāo)來(lái)共同分析可以更快的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。RSSI異常判斷
用戶感受:接入困難或者根本無(wú)發(fā)接入,語(yǔ)音質(zhì)量不好,嚴(yán)重時(shí)甚至掉話; 觀察終端:發(fā)射功率持續(xù)偏高(Rx+Tx》-70dBm)以上;有信號(hào)無(wú)法打電話,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間接入后(20s),掉網(wǎng);
話統(tǒng)分析:載頻平均RSSI在正常范圍【-93,-113】之外;主分集差超過(guò)6dB;FER過(guò)高,接入成功率、軟切換成功率低,掉話率高,且接入失敗和掉話的原因主要為空口。RSSI異常的原因分類:
RSSI異常分3種情況,分別是過(guò)低、過(guò)高、主分級(jí)差值過(guò)大等,常見(jiàn)的引起RSSI異常原因有:工程質(zhì)量問(wèn)題、外界干擾、參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤、設(shè)備故障和終端問(wèn)題等
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( 發(fā)表人:鄧家樂(lè) )