Критерии за качество на сигнала в WiMax мрежи

В статията „Тестване на Wi-Fi антени за приемане на WiMax“ цитирах параметрите CINR и RSSI като резултати от моите експерименти, като само грубо си представях какво отразяват тези стойности. Беше ме срам да остана в неведение и разбрах този въпрос в детайли. Не се съмнявам, че ще има Habrapeople (като shogunkub ), за които тази тема няма да разкрие нищо ново, но мнозина, сигурен съм, ще бъдат също толкова заинтересовани да я разберат, колкото и аз.

В Habré този проблем беше обсъден в статията „Базова станция WiMAX“, но бих искал да го разгледам малко по-подробно.

RSSI (Received Signal Strength Indicator) - буквално: индикатор за силата на получения сигнал. Силата в това съкращение трябва да се разбира като мощност на радиосигнала. В стандарта IEEE 802.11 RSSI е индикатор за нивото на мощност, получено от антена, изразено в папагали, абстрактна единица, избрана от производителя на безжично оборудване. Единиците mW (mW) или dBm носят физическото значение. Инженерите на Yota се погрижиха Yota Access да преобразува получения сигнал в добри, използваеми dBm единици, за които ще пиша по-долу. Колкото по-високо е RSSI числото или колкото по-малко отрицателно е то (само в случая на Yota), толкова по-силен е сигналът. Преди да преминем към децибела и неговите производни, е необходимо да говорим за CINR.

CINR (Carrier to Interference + Noise Ratio) наричан ощеSINR (Signal to Interference + Noise Ratio) - буквално: съотношението на (полезен) сигнал към смущение и шум. Утвърден български термин е отношение сигнал/шум. Измерено в dB. Стойност от 0 dB означава, че сигналът и шумът са равни, положително число означава, че сигналът е по-силен от шума, отрицателно число означава, че е по-слаб. Разбира се, за потребителя е по-добре сигналът да е възможно най-силен шум :)

Обмислистойност в децибели по-подробно. Децибел (dB) е логаритмична стойност, която представлява съотношението на физическо количество (обикновено мощност или интензитет) към дадено референтно ниво. Коефициентът на децибели е десет пъти логаритъм с основа 10 от отношението на две степени: Два пъти разликата в мощността ще бъде записана в децибели като

3dB. Десеткратна разлика в мощността ще бъде записана като 10 dB. Съотношение на мощността от 1000 към 1 в децибели ще бъде записано като 30dB. Красотата на децибела е, че е удобно да се изразяват много големи и много малки стойности в него, поради неговия логаритмичен характер. Често децибелът получава суфикс, който показва използваната референтна стойност. Наставката m в dBm означава миливат. Тоест, L(dBm) = 10*lg(P/1mW)

Познавайки RSSI и CINR за WiMax сигнала, можем напълно да оценим качеството на сигнала и да зарадваме потребителя със снимка с пръчки:

Нека дешифрираме. CINR 32dB - Полученият сигнал е повече от 1000 пъти по-силен от шума. Много ли е или малко? Дори ако сигналът и шумът са равни, с добра корекция на грешката, работата е възможна. Разбира се, не трябва да разчитате на висока скорост на трансфер на данни в този случай. RSSI -58dBm - Полученият сигнал е почти милион пъти по-слаб от 1 миливат, тоест един нановат (1nW). Микровълнова фурна, работеща на същата честота, пече на 800 W. Стойностите се различават с 12 порядъка. Толкова безопасно WiMax излъчване :) Това са идеални параметри (които се наблюдават в моя дом, на UMPC с контролер Intel 5150 и добра антена), скоростта в този случай достига теоретичния максимум

За сравнение, по-малко радостна картина (контролерът изобщо работи без антена, симулира се нестабилна зона на приемане):

CINR 14dB, RSSI -81dBm - сигналът е "само" 40 пъти по-силен от шума (25 пъти по-лош), мощността на сигнала е 1000 пъти по-малка. Скоростта с такива "откровено лоши" параметри е около 1Mbit/sec.

Вместо заключение ще отговоря на следния въпрос: „Общият сигнал е 4 пръчки, RSSI -60 – -65 dBm. CINR от 0 до 5 dB. Защо скоростта е отвратителна?“ Отговорът е прост. RSSI и CINR не са пряко свързани. При нормален RSSI виждаме, че потребителят е изправен пред шум (смущения от заглушител или нещо друго), което му пречи да използва интернет.