Fråga:
Hur kan jag föreställa mig WiFi-signalutbredning?
vektor
2016-05-18 16:27:43 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Kan jag använda följande tankeexperiment när jag tänker på hur WiFi-signalen sprids genom ett hushåll?

Antag absolut mörker.Placera en stark glödlampa där WiFi-åtkomstpunkten är.Belysningen som når olika platser i huset är ungefär proportionell mot styrkan för WiFi-signalen på den platsen.

Hur exakt är denna mentala bild?Jag vet att radiovågorna kan tränga igenom vissa föremål / väggar som ljuset inte kan.Är det åtminstone något representativt?

Eftersom du vet att väggar stoppar ljus men inte WiFi (de dämpar det) har du redan visat att din bild inte är korrekt.
Jag vet att det inte är exakt - jag skulle vilja få en uppskattning av _ hur_ fel det är.
Allt beror på vad du har runt WiFi-routern (eller glödlampan).Det finns inget sätt att ge fasta regler.WiFi är notoriskt oregelbundet.
Är den mentala bilden skräp, eller något bra, eller nästan bra?Letar bara efter en tumregel här.
Våglängden för WiFi-överföringar är mellan 6 och 12 cm.Från det, hur mycket tror du att diffraktion spelar roll?
Tekniskt sett är radiovågor och synligt ljus bara olika frekvenser av samma sak: elektromagnetisk strålning som överförs av fotoner.
@Wayne Conrad: Exakt -Jag tror att en mer exakt modell skulle vara om väggarna var transparenta.Wifi-signalen som ljus skulle spridas enhetligt i alla riktningar och minska i intensitet med kvadratet av enhetsavståndet.Beroende på väggarna är faktiskt gjorda av till exempel - trä är rf transparent, betong med armeringsjärn skulle ha olika grad av transparens beroende på armeringsavstånd.
När det gäller förökning, utan hinder som väggar & c., Beter sig WiFi och ljus på samma sätt.Båda förökar sig med ljusets hastighet och båda uppvisar effekt vid en given plats som är proportionell mot 1 / r².Väggar & c.är "delvis genomskinliga" för WiFi, som tonat glas är för ljus.Skillnaderna visar i aspekter där våglängden spelar roll, dvs brytning och diffraktion, i vilken omdirigeringsvinkeln är annorlunda och därmed inte sprids WiFi i exakt samma riktning som ljuset skulle göra efter hindret.
Fyra svar:
orion
2016-05-18 16:40:31 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Det är mer som att väggarna var halvgenomskinligt glas, om du vill föreställa dig det som ljus (och även då försummar du diffraktionseffekter).Det skulle faktiskt vara bättre att föreställa sig det som ljud!

Men det verkar vara precis vad du letar efter:

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

Den artikeln återspeglar inte de uppdaterade simuleringarna där väggarna absorberar en del av WiFi-signalen.Om du går till [originalkällan] (https://jasmcole.com/2014/08/25/helmhurts/) hittar du [den här bilden] (https://jasmcole.files.wordpress.com/2014/08/damping.gif) för det absorberande fodralet, där absorptionen för det mesta eliminerar det stående vågmönstret och signalstyrkan beter sig mycket mer som du intuitivt förväntar dig.
Denna bild är simulerad, inte uppmätt (!).För att inte förringa hans arbete, men han har lagt ut tre helt olika versioner av denna bild, som redogör för olika effekter (absorption, etc).Utan experimentell verifiering är det mesta jag får av detta: 'wifi följer vågutbredning'.
Vi vet att det är korrekt upp till de effekter som ingår i simuleringen.När vi pratar om hur vi * kan föreställa oss * Wi-Fi-utbredning är det här: Jag antar att OP redan vet att det följer vågutbredning. Vad som behövs är ett visuellt exempel med olika effekter beaktade för att skapa en mental bild.I verkligheten har väggar ändå olika egenskaper beroende på vilket material som används.Varje exempel som framgångsrikt visar diffraktion, reflektion, (absorption) och falloff med avstånd, skulle göra tricket här.
Tack @orion för ett bra svar - accepterat, men jag bestämde mig för att ge p_h en bounty för att kompensera de uppröstningar som hans (hennes?) Svar förtjänar :)
DilithiumMatrix
2016-05-18 16:39:56 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Det är svårt att komma åt hur '' exakt '' en analogi är (dvs. hur kvantifieras detta?).Men jag tror att det finns en enkel - bättre analogi:

WiFi är mer som ljud i ett hus.Sändaren är en högtalare.Om det är en bra högljudd högtalare kommer du fortfarande att kunna höra den i nästa rum - genom en vägg.Några väggar däremellan och det blir väldigt svagt.Beroende på materialet i väggarna kan öppna och / eller stänga dörrar göra en stor skillnad.Och det kan finnas udda hörn eller riktningar där ljudet blir starkare eller blir extra mjukt.

Tja det är inte som ljud genom att en metallspegel på väggen kommer att kasta en skugga där du får mycket svag signal.Det flyter inte runt kanterna.För mig är det mer som krusningar på en pool men i 3d.
Det är på något sätt ironiskt att den bästa analogin från "ljus och ljud" är den som bäst matchar observerbara egenskaper men _ inte_ den som bokstavligen är samma mekanism.
p_h
2016-05-19 21:32:52 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jag tycker att din mentala bild är ganska nära korrekt, så länge du har några saker i åtanke:

För det första är våglängden för de trådlösa signalerna mycket längre än synligt ljus. Vid 2,4 GHz är våglängden 12,5 cm. Tänk dig att vågorna är ungefär en halv fot långa (om du har 5 GHz trådlöst är vågorna hälften så långa). Så du kan få något fenomen som du inte riktigt ser med normalt ljus men du har antagligen uppfattat med ljud; döda zoner där signalen verkligen är svag eller helt obefintlig.

För det andra är opaktheten / transparensen hos ett material beroende av våglängden för EM-vågorna. De vanliga dielektriska strukturelementen i huset (gips, möbler, etc.) skulle böja ljuset i varierande grad (som en funktion av dielektrisk konstant), samt absorbera / sprida "ljuset". Stålbalkar och andra metallelement verkar som riktigt glänsande ytor, särskilt om de är betydande fraktioner av våglängden; dessa objekt skulle kasta "skuggor" och skapa en hel del spridning och döda zoner. En halv fot lång tråd som matchar polariseringen av din trådlösa antenn skulle spegla briljant, men några små häftklamrar utspridda på skrivbordet skulle bara sprida ljuset lite.

Så föreställ dig ett halvtransparent hus med alla metalldelar som är svartsvarta tills någon strålning inträffar där det mesta ljuset studsar av (mindre glänsande om det är fullt av järn, mer glänsande om det är guld / silver) . Föreställ dig sedan fickor med extra ljusstyrka och extra mörker som ett resultat av störningsmönstren som oundvikligen kommer att dyka upp. Om du stänger av din praktiska 2,4 GHz "glödlampa" isotropiska antenn med din 5 GHz kommer störningsmönstren att ha olika storlekar / platser. Du måste också justera hur du ser allt; genomskinligheten i allt i huset kommer att vara annorlunda vid en annan frekvens, med vissa saker som blir farligare och andra saker blir tydligare.

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

Hårdvaruhacker CNLohr gjorde en trevlig tidsinställd insamling av signalstyrka som kartlade en 4-fots kvadrat i sitt hus och sedan en 3d-kub med hjälp av ett CNC-routerbord.Jag såg det på hackaday, hans projekt är här: https://hackaday.io/project/4329-wifi-power-mapping

Och han länkar till en cool video här: https://www.youtube.com/watch?v=aqqEYz38ens

Det verifierar ganska mycket arstechnica-kartan från @orion, vilket ger bevis på att din bärbara dator ibland har bra mottagning på en del av ett skrivbord men flyttar den en tum och wifi-signalen kan mystiskt försvinna.Det är som en vågform men studsar i två plan i 3d-utrymme och orsakar bra ställen där signalen kan komma till antennen och andra där signalerna absorberas eller reflekteras ur vägen tillbaka till mottagaren.



Denna fråga och svar översattes automatiskt från det engelska språket.Det ursprungliga innehållet finns tillgängligt på stackexchange, vilket vi tackar för cc by-sa 3.0-licensen som det distribueras under.
Loading...