IEEE 802.11定义的RSSI，噪声和SNR的单位是什么？

我是计算机科学专业的毕业生，但令我感到羞耻的是，对电气工程尤其是天线理论的知识非常有限。

据我了解，RSSI确定测量者“听到”被测量对象的方式的质量。噪声决定了影响测量仪的环境条件。SNR就是RSSI比噪声好多少。这个理论（假设我掌握了基本知识）仅提出了一个问题：

• 单个固定测量器甚至如何确定RSSI和噪声？

现在一些练习。假设测量器是我的Macbook Air运行的内置无线诊断工具。被测物体是我的WiFi路由器。RSSI的观测值为-60 dBm，噪声的观测值为-92 dBm。因此，SNR为32 dB。我完全无法理解的是：

• 为什么两个值都是负值并以dBm为单位测量？

据我了解，-60 dBm表示10 ^-9 W，而-92 dBm表示10 ^-12W。但是，谁会散发这种功率呢？也许那个理论将噪声表示为另一个“天线”？但是，为什么它的价值那么小？还是我想念一些非常关键的观点？感谢您对这些内容的直观解释。

“单个固定测量器甚至有可能同时确定RSSI和噪声吗？” -很好的问题。他们正在谈论的噪声是接收机噪声，而不是干扰信号。在非常低的功率下，噪声主要是接收器的热噪声：即，如果您要断开天线的连接，并用50欧姆负载（大多数射频系统为50欧姆）更换天线，则会测量一定水平的噪声。因此，即使您拥有所有理想的分量，您的噪声功率也将是P = k * T * B * G，其中k是玻尔兹曼常数，T是温度，单位为K，B是带宽，单位为Hz，G为系统的收益。实际上，每个组件都会增加其噪声系数所指定的噪声（在每个RF组件的数据表中列出）。如果再看一下噪声功率方程，您会发现通过减少带宽，您还可以减少噪音。但是，高带宽对于高数据速率是必需的，这解释了为什么高数据速率需要良好的SNR。

“为什么两个值均为负值并以dBm为单位测量”-0 dBm表示功率为1 mW。-20 dbm表示功率为0.01 mW。负号表示低于 0 dBm 的dB数。没有负号，它将超过 0 dBm

“但是谁散发着这种力量？” -如果有噪声，则在发射机内部。但是，从根本上来说并不重要。

“但是为什么它的价值那么小？” -它来自所谓的Friis传输公式。因此，通过几个简化，可以想象我的发射天线在各个方向上各向同性地辐射功率。因此，您的功率均匀地分布在半径为r（且表面积为4 * pi * r ^ 2）的球体表面上，其中r是距发射天线的距离。想象一下，您的接收天线约为1 m ^ 2，它可以捕获所有撞击其表面的辐射。现在，它只能捕获所有辐射的1 /（4 * pi * r ^ 2），从而使接收功率非常小，RF工程成为一个复杂的领域:)。这是一个非常波状的解释，但我希望它是有道理的

它们是负面的，因为它们很小。dB标度是对数标度，0 dBm表示1 mW。负值较小，正值较大。就像您所说的-60 dBm是1纳瓦，-90 dBm是1皮瓦。我实际上不确定噪声测量来自何处。无线电接收器的确会在内部产生一些噪声，从而仅由于接收器的构造方式而使其无法接收任意小的信号。它包含许多在附近反弹并产生噪声的电子，并且它不处于绝对零位置，因此事物在周围摇摆并产生热噪声。考虑一下1皮瓦的大小。它比标准的100瓦灯泡小100万亿倍。

噪声系数可能以某种方式表示相邻通道上的信号电平。您是否注意到噪声值根本没有变化，还是始终为-92 dBm？如果将其固定为-92 dBm，则将其视为接收器的本底噪声，并且无法接收在本底以上没有足够余量的信号。在这种情况下，噪声水平没有被测量，这仅仅是接收器的特征。

如果噪声值变化，那么很可能是在没有wifi无线电发射时信道上的噪声的度量。在wifi系统中，网络中的所有节点在共享信道中以相同的频率传输。当没有节点在传输时，接收器可以测量信道上的信号电平，以测量背景环境噪声。频段中的噪声可能是由其他wifi网络，蓝牙设备，zigbee，工作于2.4 GHz的微波炉等引起的。

Friis在开发一个简单的接收功率公式上所做的工作是对距离的基本假设-如果发送器和接收器近距离，则所有赌注都将消失。这称为近场和以下方程的标准方程：

$32.45 + 20 log_{10}(F) + 20 log_{10}(D)$

.....不能近距离工作，因为您并未真正测量（或接收）真正的电磁波-您将在各种奇数相角处拥有E场和H场，并且实际上将加载发射天线。在远场（距离多个波长），您将获得如下信息：-

一旦您进入了远场，电磁波功率就可以使距离增加一倍。因此，将您的数字插入方程式（其中F以MHz为单位，D以公里为单位），我们得到300m的距离：-

链路损耗= 32.45 + 20log（wifi为2450）+ 20log（0.3）= 32.45dB + 67.8dB -10.5dB = 89.75dB。

这是一个自由空间的链路损耗，作为一个粗略的指导，人们倾向于向该数字增加30dB以解决衰落余量，从而给您带来119.8dB的链路损耗。您的天线会稍微向后倾斜以将其降低到约116dB，而+ 30dBm的传输功率意味着您可能希望在300m处接收到：-

86dBm。

$-154dBm + 10log_{10} (data rate) dBm$

如果数据速率为10Mbps，则您的最小接收器功率为-154dBm + 70dBm = 84dBm，这与我说的差不多。您可能想在2.45m（距离10个波长）处复制计算，以查看数字是否开始计数。

另请参阅我的回答：-

如何知道（或估计）收发器的范围？

计算与RSSI的距离

山区环境中的远程（〜15 km）低波特率无线通信（无LOS）