Jump to content
Калькуляторы

Реализация eXtended Range Atheros'а Мнение неспециалиста

Давно хотел разобраться, работает ли режим XR (eXtended Range) чипов Атероса, или это только рекламный ход фирмы. Много гуглил, ничего полезного не нашёл. Особенно заинтриговала максимальная чувствительность -105 dBm, физически невозможная для сигнала с полосой 20 МГц и лежащая намного ниже уровня шума.

Цитата из проспекта Атероса:

Ключевые компоненты режима XR (eXtended Range):

1. Улучшенная чувствительность приёмника;

2. Одновременная поддержка стандартного режима и режима XR;

3. Поддержка скоростей 3, 1, 0,5, 0,25 Мбит/с;

4. XR работает только в 802.11a/g (т. е. только с OFDM-обработкой сигнала).

С чувствительностью всё ясно. Атерос разработал один из лучших приёмников для Wi-Fi, с чувствительностью -95 dBm на скорости 1 Мбит/с, что близко к теоретически возможному пределу.

 

Уровень шумов на входе приёмника в полосе 20 МГц равен -101 dBm. С учётом коэффициента шума приёмника (5 dB по спекам) этот уровень повышается до -96 dBm. Как же добиться чувствительности -105 dBm, не сужая ширину канала?

В общем, "читал пейджер, много думал..." Пришёл к таким выводам:

В OFDM 802.11a/g используются 48 поднесущих для передачи данных, плюс 4 служебных. Если в двух поднесущих одновременно передавать одинаковые данные, при приёме их можно просуммировать, что даст выигрыш в 3 dB, если в четырёх - выигрыш 6 dB, и так далее.

Получается такая зависимость:

6 мегабит/с - 48 потоков данных (самая низкая скорость OFDM 802.11a/g), (далее - скорости XR): 3 Мбит/с - 2х24 потока, 1 Мбит/с - 6х8, 0,5 Мбит/с - 12х4, 0,25 Мбит/с - 24х2 потока. То есть на скорости 0,25 Мбит/с одни и те же данные параллельно передаются на 24 поднесущих. Выигрыш, возникающий при этом, равен 10log24=13,8 dB.

Чувствительность приёмника Атероса на 6 Мбит/с равна -92 dBm. При синхронной предаче данных на 24 поднесущих в два потока виртуальная чувствительность составит -92 + (-13,8) = -105,8 dBm.

 

Выводы:

1. RSSI отображать уровень -105 dBm не будет, т. к. это "виртуальная" чувствительность;

2. Переключение на пониженные битрейты происходит автоматически, поэтому выбор скорости должен быть тоже автоматическим;

3. О включении XR можно судить только по увеличенному радиусу действия по сравнению с не-XR точками и по низким скоростям прокачки.

 

Вот все мои размышления. Может быть, я ошибаюсь и у кого-то есть точные данные о реализации XR-режима?

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Свои "5 копеек": у Cisco(ранее AirONet) всегда была чувствительность -105 dB и оно именно её и показывало.

Share this post


Link to post
Share on other sites

FEC encoders c разными коэффициентами

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ну так на стандартных картах в микротике это неприменимо.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Давно хотел разобраться, работает ли режим XR (eXtended Range) чипов Атероса, или это только рекламный ход фирмы. Много гуглил, ничего полезного не нашёл. Особенно заинтриговала максимальная чувствительность -105 dBm, физически невозможная для сигнала с полосой 20 МГц и лежащая намного ниже уровня шума.

Цитата из проспекта Атероса:

Ключевые компоненты режима XR (eXtended Range):

1. Улучшенная чувствительность приёмника;

2. Одновременная поддержка стандартного режима и режима XR;

3. Поддержка скоростей 3, 1, 0,5, 0,25 Мбит/с;

4. XR работает только в 802.11a/g (т. е. только с OFDM-обработкой сигнала).

С чувствительностью всё ясно. Атерос разработал один из лучших приёмников для Wi-Fi, с чувствительностью -95 dBm на скорости 1 Мбит/с, что близко к теоретически возможному пределу.

 

Уровень шумов на входе приёмника в полосе 20 МГц равен -101 dBm. С учётом коэффициента шума приёмника (5 dB по спекам) этот уровень повышается до -96 dBm. Как же добиться чувствительности -105 dBm, не сужая ширину канала?

В общем, "читал пейджер, много думал..." Пришёл к таким выводам:

В OFDM 802.11a/g используются 48 поднесущих для передачи данных, плюс 4 служебных. Если в двух поднесущих одновременно передавать одинаковые данные, при приёме их можно просуммировать, что даст выигрыш в 3 dB, если в четырёх - выигрыш 6 dB, и так далее.

Получается такая зависимость:

6 мегабит/с - 48 потоков данных (самая низкая скорость OFDM 802.11a/g), (далее - скорости XR): 3 Мбит/с - 2х24 потока, 1 Мбит/с - 6х8, 0,5 Мбит/с - 12х4, 0,25 Мбит/с - 24х2 потока. То есть на скорости 0,25 Мбит/с одни и те же данные параллельно передаются на 24 поднесущих. Выигрыш, возникающий при этом, равен 10log24=13,8 dB.

Чувствительность приёмника Атероса на 6 Мбит/с равна -92 dBm. При синхронной предаче данных на 24 поднесущих в два потока виртуальная чувствительность составит -92 + (-13,8) = -105,8 dBm.

 

Выводы:

1. RSSI отображать уровень -105 dBm не будет, т. к. это "виртуальная" чувствительность;

2. Переключение на пониженные битрейты происходит автоматически, поэтому выбор скорости должен быть тоже автоматическим;

3. О включении XR можно судить только по увеличенному радиусу действия по сравнению с не-XR точками и по низким скоростям прокачки.

 

Вот все мои размышления. Может быть, я ошибаюсь и у кого-то есть точные данные о реализации XR-режима?

В OFDM один информационный поток делится между всеми подесущими так что разные поднесущие не могут дублировать информацию.

Вы когда считали "Уровень шумов на входе приёмника в полосе 20 МГц равен -101 dBm" Вы уже учли ширину канала 20 Мгц = 114 dBm ( термальный шум ) - 10(log 20 Мгц)=101 dBm.

Однако Log ( ширина канала ) -'упрощение. На самом деле если сигнал представляет собой набор поднесущих - чувствительность приемника в канале считается более точно и более сложно по формуле, которую можно найти например в стандарте 802.16 wimax. Она там имеет принципиальное значение поскольку в uplink mobile wimax может работать на нескольких поднесущих и поэтому чтобы посчитать при этом получаемую чувствительность и нужно знать количество используемых поднесущих .

Например если используюися все поднесущие, то в канале шириной 10 Мгц ( 10 Log (10)=10 ). А если учесть что канал заполнен поднесущими то будет 114- 10.61 = 103.4 в 10 Мгц.

для 20 Мгц надо пересчитать но это будет точно больше чем 13 dB.

И где Вы нашли цифру -105 dBm? Просмотрел еще раз спецификации карт R52xx самая высокая цифра -97 dBm

Edited by slv700

Share this post


Link to post
Share on other sites
Свои "5 копеек": у Cisco(ранее AirONet) всегда была чувствительность -105 dB и оно именно её и показывало.
Тоже ещё один интересный вопрос - о пересчете данных об уровне сигнала, рапортуемых чипом. Где-то встречал, что Cisco использует в своих чипах 101 градацию уровней сигнала, а Atheros - 60. В общем случае получается значение в процентах, в dBm'ы пересчитывается программным способом. Но данные у меня старые, буду ещё разбираться.
для 20 Мгц надо пересчитать но это будет точно больше чем 13 dB
Даже если взять ширину полосы 22 МГц (нормируемую по уровню -30 dB), получается 10log22=13,4 dB.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

В OFDM один информационный поток делится между всеми подесущими так что разные поднесущие не могут дублировать информацию.

А если заставить? Даже мне, с моими скудными познаниями, это представляется легко. Некий буфер памяти с последовательным считыванием и параллельной выборкой. Тем более, что этот буфер уже там присутствует.

Share this post


Link to post
Share on other sites
И где Вы нашли цифру -105 dBm?
http://www.super-g.com/collateral/atheros_XR_whitepaper.pdf

Документ от 2004 г. Действительно тогда Atheros презентовал скорость 250 kbps и соответствующую щирину канала ( динамическую) что то вроде 1.5 Мгц -тогда и получается для этого канала -105 dBm. Но это в серию не пошло. Поэтому если мы говорим о ширине канала 20 Мгц, то меньше -97 dbm ( мин noise figure 4 dB) не будет.

 

Свои "5 копеек": у Cisco(ранее AirONet) всегда была чувствительность -105 dB и оно именно её и показывало.
Тоже ещё один интересный вопрос - о пересчете данных об уровне сигнала, рапортуемых чипом. Где-то встречал, что Cisco использует в своих чипах 101 градацию уровней сигнала, а Atheros - 60. В общем случае получается значение в процентах, в dBm'ы пересчитывается программным способом. Но данные у меня старые, буду ещё разбираться.
для 20 Мгц надо пересчитать но это будет точно больше чем 13 dB
Даже если взять ширину полосы 22 МГц (нормируемую по уровню -30 dB), получается 10log22=13,4 dB.

Вы путаете ширину спектральной плотности мощности сигнала на уровне -30 dB с шириной полосы пропускания приемника для которого расчитывается чувствительность.
Edited by slv700

Share this post


Link to post
Share on other sites
В OFDM один информационный поток делится между всеми подесущими так что разные поднесущие не могут дублировать информацию.
А если заставить? Даже мне, с моими скудными познаниями, это представляется легко. Некий буфер памяти с последовательным считыванием и параллельной выборкой. Тем более, что этот буфер уже там присутствует.

Эта схема реализуется в OFDMA MIMO 2x2 , 3x3 Matrix A. Одинаковый набор поднесущих передает одинаковую информацию по двум и более каналами это повышает чувствительность. Если это разные поднесущие то что то похожее есть в новом стандарте 802.16m
Edited by slv700

Share this post


Link to post
Share on other sites
Свои "5 копеек": у Cisco(ранее AirONet) всегда была чувствительность -105 dB и оно именно её и показывало.
Тоже ещё один интересный вопрос - о пересчете данных об уровне сигнала, рапортуемых чипом. Где-то встречал, что Cisco использует в своих чипах 101 градацию уровней сигнала, а Atheros - 60. В общем случае получается значение в процентах, в dBm'ы пересчитывается программным способом. Но данные у меня старые, буду ещё разбираться.
для 20 Мгц надо пересчитать но это будет точно больше чем 13 dB
Даже если взять ширину полосы 22 МГц (нормируемую по уровню -30 dB), получается 10log22=13,4 dB.

Вот как-то так:

 

State : Assoc Parent : self

SSID : Our_AP_Customer VLAN : 0

Hops to Infra : 1 Association Id : 16

Clients Associated: 0 Repeaters associated: 0

Tunnel Address : 0.0.0.0

Key Mgmt type : NONE Encryption : WEP

Current Rate : 2.0 Capability : ShortHdr

Supported Rates : 1.0 2.0 5.5 11.0

Voice Rates : disabled

Signal Strength : -98 dBm Connected for : 13224 seconds

Signal to Noise : 5 dBm Activity Timeout : 25 seconds

Power-save : Off Last Activity : 1 seconds ago

Apsd DE AC(s) : NONE

 

Есть вот такой дурацкий линк, -98dBm с запасом 5dBm и ведь работает, мегабит вытягивает, с трудом.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Только к теме дискуссии этот линк не имеет отношения. это обычный .11b rate

RSS меряет типично для таких карт +-5 от трамвая до остановки.

Сколько там реально приходит можно померять только powermeter-ом.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Только к теме дискуссии этот линк не имеет отношения. это обычный .11b rate

RSS меряет типично для таких карт +-5 от трамвая до остановки.

Сколько там реально приходит можно померять только powermeter-ом.

Ну вот, там же, OFDM клиент:

 

Hops to Infra : 1 Association Id : 79

Clients Associated: 1 Repeaters associated: 0

Tunnel Address : 0.0.0.0

Key Mgmt type : NONE Encryption : WEP

Current Rate : 12.0 Capability : ShortHdr ShortSlot

Supported Rates : 1.0 2.0 5.5 6.0 9.0 11.0 12.0

Voice Rates : disabled

Signal Strength : -64 dBm Connected for : 550947 seconds

Signal to Noise : 37 dBm Activity Timeout : 30 seconds

Power-save : Off Last Activity : 0 seconds ago

Apsd DE AC(s) : NONE

 

Сигнал -64 dBm с запасом 37 dBm, 1 хрен больше 100 dBm получается или а5 всё не так?

 

Для сравнения Bullet M2 + облучатель + тарелка 0,9м:

 

"signal" : -62,

"ccq" : 100,

"idle" : 0,

"uptime" : 85267,

"ack" : 0,

"distance" : 26550,

"txpower" : 50,

"noisefloor" : -93,

"airmax" : {

"priority" : 0,

"quality" : 98,

"capacity" : 49 },

 

ИМХО Cisco выигрывает добрый десяток dBm или просто врёт?

Частоты разнесены, Cisco - 2412 MHz, Bullet - 2462 MHz

 

Edited by Deac

Share this post


Link to post
Share on other sites

теоретические диспуты это, конечно, хорошо... НО что значить нейтрино с точки зрения народного хозяйства???

Использую в паре на одном МТ R52H и UbiQuiti Xtreme Range 2 (тоже в своё время начитался...) Разницы НИКАКОЙ в производительности замечено не было

Share this post


Link to post
Share on other sites

Theory of operation

XR means "eXtended Range". This is a mode which extends the operational range of an AP by using lower and non standards rates : 0.25 Mb, 0.5 Mb, 1 Mb, 2 Mb, 3 Mb. It probably use the OFDM modulation as in 802.11g. Since it's a proprietary Atheros extension, several points needs to be taken care of :

 

XR mode only works between two devices having such capabilities. To know the capabilities of an AP, a special Information Element (IE XR) is contained in its beacon.

An AP might handle clients in XR mode and clients in non-XR mode. Since non-XR mode clients won't receive XR mode packet, we might have a hidden node problem. To avoid this situation, the XR mode seems to be a polled mode. The polling is probably initiated by the AP which issues a CTS request to forbid other station from transmitting. During this period, XR packets are sent between XR STA and XR AP.

Normally, AP beacons are broadcasted at 1 Mb rate since it's the lowest common denominator across all clients. When operating in XR mode, this is no longer the case. So, it might be needed for the AP to broadcast beacons at the 0.25 Mb rate as well.

Functional description

To enable XR mode :

iwpriv wlan0 xr 1

To disable XR mode :

iwpriv wlan0 xr 0

Implementation description

By reading the madwifi source code, it seems that the XR mode is implemented using a special VAP. Currently, madwifi is only supporting XR mode when operating as a STATION and not as an AP.

 

Это об том, как оно на самом деле работает.

(типа гуглить надо уметь еще, да)

и понятно, что Atheros XR mode никакого отношения к UbiQuiti Xtreme Range 2 не имеет.

Точнее обе карты и МТ R52H и XR2 имеют это расширение, но вот беда - МТ его не умеет включать.

Ибо чтобы его включить надо иметь Closed source HAL от Atheros, соответственно он есть только у купивших полный SDK на разработку AP.

А MT и прочие, которые построены на основе Open Source - могут работать только клиентами такого AP. И опять же - только в условиях, когда этот AP можно настроить на передачу биконов на скорости 0.25Mbps.

Ну а UbiQuiti Xtreme Range - не имеет отношения к этой фиче, а просто подразумевает High-Power карту (600мВт в частности) и она всяко иначе работает, чем R52H, чувствительность хуже и мощность выше.

Вообще этот Atheros XR режим он в современной жизни никакого практического применения не имеет, ибо таки да, slv700 прав, - уже не 2004-й год и скорости менее мегабита без QoS никому вообще не нужны.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Ибо чтобы его включить надо иметь Closed source HAL от Atheros, соответственно он есть только у купивших полный SDK на разработку AP.

Где бы узнать, какие фирмы это сделали? Среди партнёров Атероса видел Д-линк и много других производителей, но Д-линк использует тот же драйвер чипа, что и UBNT.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Эта схема реализуется в OFDMA MIMO 2x2 , 3x3 Matrix A. Одинаковый набор поднесущих передает одинаковую информацию по двум и более каналами это повышает чувствительность. Если это разные поднесущие то что то похожее есть в новом стандарте 802.16m
Если это так, то, похоже, я изобрёл велосипед и рациональное зерно в моей идее есть.
Вы путаете ширину спектральной плотности мощности сигнала на уровне -30 dB с шириной полосы пропускания приемника для которого расчитывается чувствительность.
Я не путаю, а просто хотел показать, что даже если полоса пропускания приёмника равна ширине излучаемого сигнала с достаточно большим запасом, разница невелика. Шире полосу делать уже просто смысла нет - упадёт чувствительность.
Edited by shpas

Share this post


Link to post
Share on other sites
ИМХО Cisco выигрывает добрый десяток dBm или просто врёт?
Во вложении - описание перевода RSSI в dBm'ы для Atheros'а и для Cisco. В частности, для Cisco некоторые значения RSSI являются запрещёнными. Если они всё-же отображаются, вина лежит на разработчиках ПО.

Converting_Signal_Strength.pdf

Share this post


Link to post
Share on other sites

Вот ещё полезный документ, название: "Вся правда об измерении сигнала и шума 802.11". Дошли бы у кого-нибудь руки, выложили бы перевод в FAQ для начинающих...

Скачал здесь: http://madwifi-project.org/wiki/UserDocs/RSSI

RSSI.pdf

Share this post


Link to post
Share on other sites
Ибо чтобы его включить надо иметь Closed source HAL от Atheros, соответственно он есть только у купивших полный SDK на разработку AP.
Где бы узнать, какие фирмы это сделали? Среди партнёров Атероса видел Д-линк и много других производителей, но Д-линк использует тот же драйвер чипа, что и UBNT.

Далеко не все партнеры Атероса это сделали. Этож надо реализовывать, т.е. тратить деньги. А сейчас в этом просто нет смысла. А длинк вообще не парится и использует обычные opensource драйвера.

Я помню были какие-то точки с XR, стоили дорого(несколько сот уев) и распостранения не получили.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Вот ещё полезный документ, название: "Вся правда об измерении сигнала и шума 802.11". Дошли бы у кого-нибудь руки, выложили бы перевод в FAQ для начинающих...

Скачал здесь: http://madwifi-project.org/wiki/UserDocs/RSSI

Есть желание сделать полезное для общества - берешь и делаешь. Такой принцип используется в Open Source/Community Driven Projects.

Если есть желание, но нет умения, зато есть лишние деньги - объявляешь грант на эту работу. Тогда у кого-то вероятно дойдут руки.

Если есть желание, но нет ни умения ни денег - приобретай знания/умение. Ибо знания ценнее денег.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this