Domanda:
Come immaginare la propagazione del segnale WiFi?
vektor
2016-05-18 16:27:43 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Quando penso a come il segnale WiFi si propaga in una casa, posso utilizzare il seguente esperimento mentale?

Presumi l'oscurità assoluta.Posiziona una lampadina forte dove si trova il punto di accesso WiFi.L'illuminazione che raggiunge vari punti della casa è approssimativamente proporzionale all'intensità del segnale WiFi in quel luogo.

Quanto è precisa questa immagine mentale?So che le onde radio possono penetrare in alcuni oggetti / muri che la luce non può.Questo è almeno un po 'rappresentativo?

Dato che sai che i muri smettono di luce ma non il WiFi (lo attenuano), hai già dimostrato che la tua immagine non è corretta.
So che non è preciso - vorrei avere una stima su _come_ non è corretto.
Tutto dipende da cosa hai intorno al router WiFi (o alla lampadina).Non c'è modo di dare regole precise.Il WiFi è notoriamente irregolare.
L'immagine mentale è spazzatura, o piuttosto buona, o quasi eccezionale?Sto solo cercando una regola pratica qui.
La lunghezza d'onda delle trasmissioni WiFi è compresa tra 6 e 12 cm.Da questo, quanto pensi che importi la diffrazione?
Tecnicamente, le onde radio e la luce visibile sono solo frequenze diverse della stessa cosa: la radiazione elettromagnetica trasmessa dai fotoni.
@Wayne Conrad: Esattamente: penso che un modello più accurato sarebbe se le pareti fossero trasparenti.Il segnale wifi come la luce si propagherebbe uniformemente in tutte le direzioni e diminuirebbe di intensità del quadrato della distanza unitaria.A seconda delle pareti in cui sono effettivamente realizzate, ad esempio, il legno è trasparente, il cemento con le armature avrebbe diversi gradi di trasparenza a seconda della spaziatura delle armature.
Per quanto riguarda la propagazione, senza ostacoli come muri ecc., WiFi e luce si comportano assolutamente allo stesso modo.Entrambi si propagano alla velocità della luce ed entrambi presentano una potenza in una data posizione proporzionale a 1 / r².Pareti e c.sono "parzialmente trasparenti" al WiFi, come il vetro colorato è per la luce.Le differenze mostrano in aspetti in cui la lunghezza d'onda è importante, cioè rifrazione e diffrazione, in cui l'angolo di reindirizzamento è diverso e quindi il WiFi non si propaga esattamente nella stessa direzione della luce dopo l'ostacolo.
Quattro risposte:
orion
2016-05-18 16:40:31 UTC
view on stackexchange narkive permalink

È più come se le pareti fossero di vetro semitrasparente, se vuoi immaginarlo come luce (e anche allora, trascuri gli effetti di diffrazione).In realtà sarebbe meglio immaginarlo come un suono!

Ma questo sembra essere esattamente quello che stai cercando:

http://arstechnica.com/gadgets/2014/08/mapping-wi-fi-dead-zones-with-physics-and-gifs/

Quell'articolo non riflette le simulazioni aggiornate in cui le pareti assorbono parte del segnale WiFi.Se vai alla [fonte originale] (https://jasmcole.com/2014/08/25/helmhurts/), troverai [questa immagine] (https://jasmcole.files.wordpress.com/2014/08/damping.gif) per il caso assorbente, dove l'assorbimento elimina principalmente il modello di onde stazionarie e la forza del segnale si comporta molto più come ci si aspetterebbe intuitivamente.
Questa immagine è simulata, non misurata (!).Non per sminuire il suo lavoro, ma ha pubblicato tre versioni abbastanza diverse di questa immagine, tenendo conto di effetti diversi (assorbimento, ecc.).Senza la verifica sperimentale, il massimo che ottengo da questo è: "il wifi obbedisce alla propagazione delle onde".
Sappiamo che è corretto fino agli effetti inclusi nella simulazione.Dato che stiamo parlando di come * immaginare * la propagazione wi-fi, questo è perfetto: presumo che OP sappia già che obbedisce alla propagazione delle onde, ciò che serve è un esempio visivo con diversi effetti presi in considerazione, per creare un'immagine mentale.In realtà le pareti hanno comunque proprietà diverse, a seconda dei materiali utilizzati.Qualsiasi esempio che rappresenti con successo diffrazione, riflessione, (assorbimento) e decadimento con la distanza, farebbe il trucco qui.
Grazie @orion per l'ottima risposta - accettata, ma ho deciso di dare una taglia a p_h per compensare i voti che la sua (sua?) Risposta merita :)
DilithiumMatrix
2016-05-18 16:39:56 UTC
view on stackexchange narkive permalink

È difficile capire quanto sia "accurata" un'analogia (cioè come viene quantificata?).Ma, penso, c'è una semplice, migliore analogia:

Il WiFi è più simile al suono in una casa.Il trasmettitore è un altoparlante.Se è un buon altoparlante ad alto volume, sarai comunque in grado di sentirlo facilmente nella stanza accanto, attraverso un muro.Alcuni muri in mezzo e diventa molto debole.A seconda dei materiali delle pareti, l'apertura e / o la chiusura delle porte può o meno fare molta differenza.E potrebbero esserci angoli o direzioni strani in cui il suono diventa più forte o più morbido.

Beh, non è come il suono in quanto uno specchio metallico sul muro proietterà un'ombra dove otterrai un segnale molto debole.Non scorre lungo i bordi.Per me è più come le increspature su una piscina ma in 3d.
È in qualche modo ironico che la migliore analogia tra "luce e suono" sia quella che meglio corrisponde alle proprietà osservabili ma _non_ quella che è letteralmente lo stesso meccanismo.
p_h
2016-05-19 21:32:52 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Penso che la tua immagine mentale sia molto vicina all'accuratezza, a patto di tenere a mente alcune cose:

In primo luogo, la lunghezza d'onda dei segnali wireless è molto più lunga della luce visibile. A 2,4 GHz, la lunghezza d'onda è di 12,5 cm. Immagina solo che le onde siano lunghe circa mezzo piede (se hai un wireless a 5 GHz, le onde sono lunghe la metà). Quindi puoi ottenere dei fenomeni che non vedi con la luce normale ma che probabilmente hai percepito con il suono; zone morte in cui il segnale è veramente debole o totalmente inesistente.

In secondo luogo, l'opacità / trasparenza di un materiale dipende dalla lunghezza d'onda delle onde EM. I comuni elementi strutturali dielettrici della casa (cartongesso, mobili, ecc.) Piegherebbero la luce a vari livelli (in funzione della costante dielettrica), oltre ad assorbire / disperdere la "luce". I raggi di acciaio e qualsiasi altro elemento metallico apparirebbero come superfici veramente lucide, soprattutto se sono frazioni significative della lunghezza d'onda; questi oggetti proietterebbero "ombre" e creerebbero molte zone di dispersione e morte. Un cavo lungo mezzo piede che corrisponda alla polarizzazione della tua antenna wireless rifletterebbe brillantemente, ma alcuni piccoli punti sparsi sulla tua scrivania disperderebbero solo un po 'la luce.

Quindi immagina una casa semitrasparente con tutte le parti metalliche nere come il corvo fino a quando non viene colpita da radiazioni incidenti, con la maggior parte della luce che rimbalza (meno brillante se è piena di ferro, più brillante se è oro / argento) . Quindi immagina sacche di luminosità extra e oscurità extra come risultato degli schemi di interferenza che inevitabilmente appariranno. Se spegni la tua pratica antenna isotropica a "lampadina" da 2,4 GHz con quella a 5 GHz, i modelli di interferenza saranno di dimensioni / posizioni diverse. Dovresti anche modificare il modo in cui vedi tutto; la trasparenza di ogni cosa in casa sarà diversa con una frequenza diversa, con alcune cose che diventeranno più sfumate e altre più chiare.

dbeasy
2016-05-20 04:43:00 UTC
view on stackexchange narkive permalink

L'hacker hardware CNLohr ha realizzato una bella raccolta temporizzata della potenza del segnale mappando un 4 piedi quadrati nella sua casa e poi un cubo 3D con l'aiuto di un tavolo del router CNC.L'ho visto su hackaday, il suo progetto è qui: https://hackaday.io/project/4329-wifi-power-mapping

E si collega a un video interessante qui: https://www.youtube.com/watch?v=aqqEYz38ens

Verifica praticamente la mappa arstechnica da @orion, dimostrando che a volte il tuo notebook ha un'ottima ricezione su una parte della scrivania ma spostalo di un centimetro e il segnale wifi può misteriosamente svanire.È come una forma d'onda, ma rimbalza su due piani nello spazio 3D causando buoni punti in cui il segnale può arrivare all'antenna e altri dove i segnali vengono assorbiti o riflessi verso il ricevitore.



Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
Loading...