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電気通信において、受信信号強度表示器または受信信号強度表示[1]（RSSI ）は、受信した無線信号に存在する電力の測定値である。[2]
RSSI は通常、受信デバイスのユーザーには見えません。ただし、信号強度は大きく変化し、ワイヤレス ネットワークの機能に影響を与える可能性があるため、IEEE 802.11デバイスでは、ユーザーが測定値を利用できるようにしていることがよくあります。
RSSIは、多くの場合、 IFアンプの前の中間周波数（IF）ステージで生成されます。ゼロIFシステムでは、ベースバンドアンプの前のベースバンド信号チェーンで生成されます。[3] RSSI出力は、多くの場合、DCアナログレベルです。内部のアナログ-デジタルコンバータ（ADC）でサンプリングして、結果の値を、直接、または周辺機器や内部プロセッサバス経由で利用すること もできます。
802.11実装では
IEEE 802.11 システムでは、RSSI は無線環境における受信信号の相対的な強度で、任意の単位で表されます。RSSI は、アンテナとケーブル損失の可能性の後で受信無線が受信する電力レベルを示します。したがって、RSSI 値が大きいほど、信号が強くなります。したがって、RSSI 値が負の形式 (例: -100) で表される場合、値が 0 に近いほど、受信信号が強くなります。
RSSI は、ワイヤレス ネットワークカードの内部で使用され、チャネル内の無線エネルギーの量が特定のしきい値を下回り、ネットワーク カードが送信可能(CTS) になるタイミングを判定します。カードが送信可能になると、情報パケットを送信できます。エンド ユーザーは、Wireshark、Kismet、またはInsiderなどのワイヤレス ネットワーク監視ツールを使用してワイヤレス ネットワークの信号強度を測定するときに、RSSI 値を観察する可能性があります。たとえば、Cisco Systemsカードの RSSI 最大値は 100 で、RSSI 値が 0 ～ 100 の 101 種類の電力レベルを報告します。別の一般的なWi-Fiチップセットは、 Atheros製です。Atheros ベースのカードは、0 ～ 127 (0x7f) の RSSI 値を返し、128 (0x80) は無効な値を示します。
特定の物理パラメータと RSSI の測定値との間には標準化された関係はありません。802.11 標準では、RSSI 値とミリワット単位または1 ミリワットを基準とするデシベル単位 (dBm) での電力レベルとの関係は定義されていません。ベンダーとチップセット メーカーは、実際の電力 (ミリワットで測定され、1 ミリワットを基準とするデシベルで表すことができます) の精度、粒度、範囲、および RSSI 値の範囲 (0 から RSSI 最大値まで、任意の信号単位 "asu") を独自に提供しています。[4] 802.11 RSSI メトリックの微妙な点は、サンプリング方法にあります。RSSI は、802.11 フレームを受信するプリアンブル ステージでのみ取得され、フレーム全体にわたって取得されることはありません。[5]
2000 年には、研究者は RSSI を使って大まかな位置推定を行うことができました。[6]最近の研究では、より高度な技術を使用してこれらの結果を再現することができました。[7]ただし、RSSI は必ずしも位置を正確に特定するのに十分な精度の測定値を提供するわけではありません。[8]ただし、RSSI はほぼすべての無線ノードで利用でき、追加のハードウェア要件がないため、位置特定に最も適した指標となっています。[9]
受信チャンネル電力インジケーター
802.11 RSSI は、ほとんどの場合、受信チャネル電力表示( RCPI ) に置き換えられています。RCPI は、プリアンブルおよび受信フレーム全体にわたる選択されたチャネルの受信無線周波数電力の802.11 [5]測定値であり、精度と解像度の絶対レベルが定義されています。RCPI は802.11に排他的に関連付けられているため、 IEEE 802.11k-2008を通じて一定の精度と解像度が適用されます。受信信号電力レベルの評価は、無線ノード間の通信用リンクを確立するために必要な手順です。ただし、RCPI のような電力レベル メトリックは、移動時間測定 (到着時間)などの他のメトリックのように、リンクの品質についてコメントすることはできません。
屋内位置特定での使用
RSSIベースの距離推定
RSSI は、 BluetoothやZigBeeなどの無線通信プロトコルで、ノード間の距離を推定するためによく使用されます。[引用が必要]この推定は屋内での位置特定に不可欠であり、その単純さと、到着時間(TOA)などの他の方法で必要とされる同期やタイムスタンプが不要なため、好まれることが多いです。
ローカリゼーションアルゴリズム
アンカーベースのアルゴリズムなど、さまざまな位置特定アルゴリズムでは RSSI が採用されています。アンカーベースのアルゴリズムでは、位置が既知のノード (アンカー) を使用して、未知のノードの位置を特定します。これらのアルゴリズムでは、信号の到着時間(TOA) と到着角度(AOA) に基づいて既知のノードと未知のノード間の距離を推定するため、既知のノードの数を増やすことで精度が向上します。ただし、これらのアルゴリズムの精度は、信号干渉、障害物、エリア内のノードの密度などの環境要因によって影響を受ける可能性があります。[引用が必要]
環境要因とアンテナの種類の影響
回折、反射、散乱、アンテナの種類などの要因はRSSI値に大きな影響を与える可能性があります。RSSIを使用して正確な屋内位置特定を行うには、これらの変数を考慮する必要があります。[10]
RSSI 角度ベース位置推定 (RALE)
RALE アプローチは、屋内位置特定にいくつかの利点をもたらします。
- 複雑なインフラストラクチャや事前の現場調査は必要ありません。
- 低コストで簡単に実行できるため、さまざまなアプリケーションに利用できます。
- RSSI 値と角度測定のみが必要なので、より高度な測定を行う必要はありません。
参照
- 通信における信号強度
- 対数距離経路損失モデル
- 信号強度に基づくWi-Fi測位システム
- RSSI から dBm への計算機
参考文献
- ^ 「文献における受信信号強度インジケーターと受信信号強度表示の使用」。Google Ngram Viewer。
- ^ Martin Sauter (2010)。「3.7.1 セル DCH 状態でのモビリティ管理」。GSMから LTE へ: モバイル ネットワークとモバイル ブロードバンド入門(電子書籍)。John Wiley & Sons。p. 160。ISBN 9780470978221. 2013年3月24日閲覧。
- ^ Foerster, Anna; Foerster, Alexander (2011-02-07). ワイヤレスセンサーネットワークのための新しい通信。BoD – Books on Demand。p. 241。ISBN 978-953-307-082-7。
- ^ Lui, Gough; Gallagher, Thomas; Binghao, Li (2011).異なる Wi-Fi チップセットによる RSSI 測定値の違い: WLAN 位置特定における限界. 2011 位置特定と GNSS に関する国際会議 (ICL-GNSS). pp. 53–57. doi :10.1109/ICL-GNSS.2011.5955283. hdl : 1959.4/unsworks_47285 . ISBN 978-1-4577-0186-3. S2CID 16846238。
- ^ ab "IEEE 802.11-2012". IEEE. 2012-03-29. 2010年8月13日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2013年2月11日閲覧。
- ^ Paramvir, Bahl ; Padmanabhan, Venkata. 「RADAR: 建物内 RF ベースのユーザー位置特定および追跡システム」。Proceedings IEEE INFOCOM 2000。コンピュータ通信に関する会議。IEEE コンピュータおよび通信学会第 19 回年次合同会議。doi :10.1109/INFCOM.2000.832252。2014年12 月 19 日に閲覧。
- ^ Sen, Souvik; Lee, Jeongkeun; Kim, Kyu-Han; Congdon, Paul (2013). 「マルチパスを回避してビル内 WiFi の位置特定を復活させる」。MobiSys '13 : モバイル システム、アプリケーション、およびサービスに関する第 11 回国際会議の議事録。pp. 249–262。doi : 10.1145 /2462456.2464463。ISBN 9781450316729. S2CID 16251944 . 2014年12月19日閲覧。
- ^ Parameswaran, Ambili Thottam; Husain, M, I.; Upadhyaya, S. 「RSSI はセンサー位置特定アルゴリズムにおける信頼できるパラメーターか – 実験的研究」(PDF)。第 28 回国際高信頼分散システムシンポジウム、ニューヨーク。2009年 9 月。2013年3 月 17 日に閲覧。
{{cite conference}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク) - ^ Alhasanat, Abdullah; Sharif, Bayan; Tsemendis, C. (2016 年1 月)。「ワイヤレス センサー ネットワークにおける効率的な RSS ベースの共同位置特定」。International Journal of Sensor Networks。22 ( 1): 27–36。doi : 10.1504 /IJSNET.2016.079335。
- ^ 「屋内資産追跡における RSSI ベースの方法: 利点、欠点、AoA、Navigine との比較」。