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(五)Wi-Fi信号满格网速就一定快吗?

更新时间:2021年10月21日   作者:spoto   标签(Tag):

一、前言

很多人有疑问,Wi-Fi信号什么情况好,什么情况不好,通常我们判断Wi-Fi信号就是通过信号的图标有几格来判断。那Wi-Fi信号有没有可量化的值或者计算公式呢?其实是有的,本章就为大家介绍Wi-Fi信号。

Wi-Fi信号

二、无线信号基础

之前文章提到过Wi-Fi是通过电磁波传输数据,电磁波的特性就是随着传播距离逐渐减弱,容易受到障碍物的阻挡、反射、折射等。

信号在传播路径中不断衰减

无线信号反射折射传播

而我们所说的信号强度,其实就是功率。我国无线电管理委员会规定室内AP发射功率不能大于100mW,室外AP发射功率不能大于500mW。
无线信号在传输中会衰减,最终用户接收的功率会是一个非常小的值。所以为了方便记忆和表示,我们将功率的单位转换为容易记忆的值,这也就是我们无线网络中常用的信号计量单位dBm。
无线的功率计算单位包括:dB、dBm、dBW、dBi。
   相对功率用dB表示,为任意两个功率的比值的对数形式。例如描述“增益”、“衰耗”等,用dB单位。
   绝对功率用dBm、dBW单位,为待测功率对某一已知功率的dB表示,可以衡量功率的绝对大小。
        a.基准功率为1mW时的相对功率(dB值)以dBm表示
        b.基准功率为1W时的相对功率(dB值)以dBW表示
那如何将无线的功率转化为dBm呢?
mW和dBm的转换公式为:10×lg(测量功率/基准功率)
比如AP的发射功率为100mW,代入公式:10×lg(100mW/1mW)=10dBm×2=20dBm,那么也可以说AP的发射功率为20dBm。无线中用的最多的一个单位就是dBm,所以大家务必理解以上计算过程。

另外一个常用单位dBi,这用来表示天线增益,可以直接与dBm加减,如某天线增益为3dBi,说明改天线能够将信号增强15dBm。

dB是一个相对值,只有两者比较时才会用到,比如电脑1接收功率比电脑2接收功率高2dB。计算公式为=10×lg(P1/P2)相对值,没有单位,用的少。

看完上面讲解,如果你还是有点懵逼,不用担心,这很正常,需要慢慢消化。将mW转化为dBm直接带公式即可,那如何将dBm转华为mW呢?,有两种方法:

第一种方法:查表

dBm和mW的转换表如下,几个关键的值要记住:0dBm,20dBm,27dBm。

dBm和mW的转换表

第二种方法,拆分计算法

比如23dBm,转换成mW该是多少呢?记住以下口诀:
dBm每加10,mW乘以10;dBm每减10,mW除以10;
dBm每加3,mW乘以2;dBm每减3,mW除以2。

首先把23dBm拆分,23dBm=0dBm+10dBm+10dBm+3dBm
0dBm表示1mW,不是0mW,这个要切记!
0dBm+10dBm,功率乘以10:1mW * 10=10mW
0dBm+10dBm+10dBm,功率再乘以10:10mW * 10=100mW
0dBm+10dBm+10dBm+3dBm,功率乘以2:100mW * 2=200mW

或者你直接记住20dBm=100mW,那么23dBm=20dBm+3dBm,dBm没减3,mW便乘以2,那么功率23dBm=100mW * 2 =200mW。
 

三、无线信号衰减计算方法

我们通常用RSSI(Received Signal Strength Indication,用户实际接收信号强度)来表示信号强度,RSSI可以通过软件测出来:

RSSI(Received-Signal-Strength-Indication,用户实际接收信号强度)

RSSI可以通过如下公式来计算:

RSSI计算公式

AP发射功率:这个好理解,前文已经强调,室内AP最大功率20dBm,室外AP最大功率27dBm,AP功率可调节。

发射天线增益:所有AP都有天线,只是企业级AP为了美观,一般都是内置天线。天线可以增强信号,室内AP天线增益一般小于10dBi,室外AP天线增益可达15dBi-18dBi.

接收天线增益:理解了发射天线,就收端就不难理解了。笔记本、手机无线网卡都有Wi-Fi天线,但天线增益一般较小,增益大了耗电。

线损:这个一般在室分/X分方案中考虑,天线馈线如果较长,比如3-5米,需要计算信号在馈线中的损耗。

连接线缆相关数据

自由空间损耗:无线信号在空间中传播,也是会有损耗的,计算公式如下:
PathLoss(dB) = 46 + 10*n*LogD(m)

自由空间损耗

一般写字楼内的办公环境情况下n取值为2.76。

障碍物损耗

障碍物对信号衰减参考

障碍物损耗

衰减计算案例分析:室内WLAN信号衰减

室内WLAN信号衰减

衰减计算案例分析

对于大多数终端而言,-75dBm以内为适宜强度

根据经验:对于大多数终端而言,-75dBm以内为适宜强度。智能手机、PDA等
手持终端以-65dBm为临界值。

所以,以上计算用户接收信号为-26dBm,小于-65dBm,所有类型终端都能有很强的信号强度和很好的无线体验。当然,这个值是不考虑障碍物衰减的理想值,实际场景不可能没有障碍物衰减。
好了,关于无线信号量化和计算方式就给大家介绍到这。
 

四、扩展:为什么信号很好却网速很差?

为什么在景区、机场等室外场景能收到Wi-Fi,信号很好,但是不能上网或者无线体验很差呢?
1、这类场景一般使用室外AP,室外AP发射功率很大,而且采用高增益天线。你能接收到AP发射信号,而且信号很强。但是你的终端发射功率低,天线增益也低,你发送给AP的回传数据不一定能回到AP。通信是双向的,如果数据无法回传或大量丢包,自然上网慢,甚至无法上网。

2、接入AP的终端太多,超过AP处理能力。超过AP承载能力后,要么连接不上,要么使用体验非常差。

3、因为同频或其他设备干扰,导致AP空口利用率高,这种情况即使信号强度很强,无线使用体验也非常差。
 

五、思考

家用无线路由器大家都很熟悉,企业级无线设备有哪些你知道吗? 想要详细了解请关注后续文章。
 

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