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wifi信号中rssi是什么意思(何为无线接收信号强度)

wifi信号中rssi是什么意思(何为无线接收信号强度)接收机的Gain要随着输入讯号大小动态调整,才能同时兼具整体电路的SNR与线性度。因此要有AGC ( Automatic gain control )的机制,透过ADC (Analog Digital Converter) 转换成数字讯号。AGC是一回授机制,因此会将ADC的输出讯号,回授到AGC,由AGC判断何谓适中的Gain,然后再由VGA (Variable Gain Amplifier),将Gain调整至适中的值并输出,所以若输入讯号过小时(例如-117dBm),其Gain要开到最大,才有足够的SNR,讯号才能成功解调。若输入讯号过大时(例如-19dBm),其Gain要开到最小,才不会造成后端电路饱和。因为接收机便是根据RSSI来调整增益水平的。消费者在使用手机时,因为手机处于移动状态,导致与基地台间的路径损耗一直在变动,即手机所接收的讯号强弱不一。也就是LNA的输入讯号强度,会有

1、何为RSSI?

RSSI的英文意思为(Received Signal Strength Indication),是接收信号的强度指示,无线发送层的可选部分,用来判定链接质量,以及是否增大广播发送强度。在移动通信方面来看就是当仪器传送一个讯号给手机时 手机要马上回报  收到的讯号为多少dBm。

wifi信号中rssi是什么意思(何为无线接收信号强度)(1)

所以在手机校准中  也会针对RSSI来做校准  这样手机才能真正正确判断 目前仪器打出来的讯号的值为多少。

2、为啥RSSI如此重要? 

因为接收机便是根据RSSI来调整增益水平的。

消费者在使用手机时,因为手机处于移动状态,导致与基地台间的路径损耗一直在变动,即手机所接收的讯号强弱不一。也就是LNA的输入讯号强度,会有很大范围的变动。以WCDMA的cell power为例,其范围为-19dBm~-117dBm,将近100dBm的变化范围,而由下式 :

wifi信号中rssi是什么意思(何为无线接收信号强度)(2)

可知当LNA的输入讯号不固定时,若Gain为单一固定值,则输出讯号也会不固定。很可能当输入讯号过大时(例如-19dBm),后端电路饱和,线性度下降。或输入讯号过小时(例如-117 dBm),后端电路SNR下降,NF上升。

所以若输入讯号过小时(例如-117dBm),其Gain要开到最大,才有足够的SNR,讯号才能成功解调。若输入讯号过大时(例如-19dBm),其Gain要开到最小,才不会造成后端电路饱和。

接收机的Gain要随着输入讯号大小动态调整,才能同时兼具整体电路的SNR与线性度。因此要有AGC ( Automatic gain control )的机制,透过ADC (Analog Digital Converter) 转换成数字讯号。AGC是一回授机制,因此会将ADC的输出讯号,回授到AGC,由AGC判断何谓适中的Gain,然后再由VGA (Variable Gain Amplifier),将Gain调整至适中的值并输出,

wifi信号中rssi是什么意思(何为无线接收信号强度)(3)

因为后端电路的动态范围很小,所以有了AGC机制,如此即便输入讯号的动态范围很大,也能使进入后端电路的动态范围,缩减在某个区间,

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这样的话,不管输入讯号是-117dBm,还是-19dBm,最后输出的功率皆为-20dBm,既足以推动后端电路,又不至于使后端电路饱和。并且确保每一级子电路,其输出讯号都小于OP1dB,才不会有非线性失真。

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因此我们由以上分析可知  要有精确的RSSI  接收器才能打开最适当的Gain Mode  以维持接收讯号的质量。

以高通的MDM芯片为例  其接收器内部的LNA  一共有7个Gain Mode。

所以校准时  将RxLevel (dBm)分三个等级:

-60~-61dBm为Gain Mode : 0~1 

-50 dBm为Gain Mode : 2

-40 dBm为Gain Mode : 3~5

wifi信号中rssi是什么意思(何为无线接收信号强度)(6)

而每个Gain Mode  都会有AGC Offset值  用来将Gain Mode调整至最适合的状态。

如果RSSI过小  简单讲就是通路上Loss太大  例如仪器打出-60dBm的讯号,手机回报的RSSI却只有-68dBm。

一般而言  误差范围是正负5  亦即手机回报的RSSI  最小也只能-65dBm  这意味着通路上有3dBm的Loss 使得RSSI无法合乎规范  那就要检查 从天线头到接收器  哪边Loss过大  可从接收器=>天线头的顺序  一级一级查  看Loss是出在哪一个组件  抑或是出在哪一颗匹配组件。

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如果是设计时间  有几个方向:

1. 匹配没调好  Mismatch Loss过大 ;

2. 天线开关的逻辑错误  这需要请软件工程师分析Log 看缓存器的值是否正确。

如果是工厂阶段  有几个方向:

1. SMT问题  虚焊或短路  以至于讯号过不去或流到GND  Loss当然大;

2. 治具探针没顶好或有脏污。

如果是RSSI过大  若是设计时间  那多半是软件问题;若是工厂阶段  很可能治具屏蔽效果太差  因为工厂是一个充满噪声之处 很可能噪声比仪器打出来的讯号还大。

wifi信号中rssi是什么意思(何为无线接收信号强度)(8)

例如仪器打-90dBm  依照正负5的概念  手机回报最大也只能到-85dBm 但今天手机却回报-62dBm  显然表示手机接收到的不是讯号  而是噪声!

3、为什么无线信号(RSSI)是负值

答:其实归根到底为什么接收的无线信号是负值,这样子是不是容易理解多了。因为无线信号多为mW级别,所以对它进行了极化,转化为dBm而已,不表示信号是负的。1mW就是0dBm,小于1mW就是负数的dBm数。

弄清信号强度的定义就行了:

RSSI(接收信号强度)Received Signal Strength Indicator

Rss=10logP

只需将接受到的信号功率P代入就是接收信号强度(灵敏度)。

[例1] 如果发射功率P为1mw,折算为dBm后为0dBm。

[例2] 对于40W的功率,按dBm单位进行折算后的值应为:

10lg(40W/1mw)=10lg(40000)=10lg4 10lg10 10lg1000=46dBm。

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