RSSI in wifi

fateame

　　iwconfig ath0
　　ath0      IEEE 802.11ng ESSID:"Atheros_AP51"
　　.......
　　Link Quality=79/94 Signal level=-16 dBm Noise level=-95 dBm
　　Rx invalid nwid:709 Rx invalid crypt:0 Rx invalid frag:0
　　Tx excessive retries:0 Invalid misc:0   Missed beacon:0
　　
　　.........
　　大致流程：
　　wireless tool   iwconfig.c
　　iw_enum_devices Extract interface name   
　　print_info
　　get_info
　　iw_get_stats
　　iw_get_ext      ioctl SIOCGIWSTATS
　　display_info
　　iw_print_stats
　　sprintf(buffer,
　　"Quality:%d/%d Signal level:%d dBm Noise level:%d dBm%s",
　　qual->qual, range->max_qual.qual,
　　qual->level - 0x100, qual->noise - 0x100,
　　(qual->updated & 0x7) ? " (updated)" : "");
　　kernel      net/core/wireless.c
　　wireless_process_ioctl  
　　dev_iwstats (case SIOCGIWSTATS)
　　get_wireless_stats
　　dev->get_wireless_stats(dev)
　　madwifi
　　ieee80211_ioctl_vattach
　　dev->get_wireless_stats = ieee80211_iw_getstats
　　set_quality
　　
　　set_quality(struct iw_quality *iq, u_int rssi, __u8 noise)
　　{
　　iq->qual = rssi;
　　/* NB: max is 94 because noise is hardcoded to 161 */
　　if (iq->qual > 94)
　　iq->qual = 94;
　　
　　iq->noise = noise;         
　　/* This noise is read from the ieee80211com which is updated by the ath layer,
　　* and the callback function of the ath layer points back to the function
　　* in the hal layer, in dBm, an thus being casted into __u8.
　　*/  
　　iq->level = iq->noise + iq->qual;
　　iq->updated = 7;
　　}
　　Link Quality=79/94 Signal level=-16 dBm Noise level=-95 dBm
　　
　　最关键的就是rssi和noise这两个东西是从哪里来的，先看看作者的注释
　　/*
　　* Units are in db above the noise floor. That means the
　　* rssi values reported in the tx/rx descriptors in the
　　* driver are the SNR expressed in db.
　　*
　　* If you assume that the noise floor is -95, which is an
　　* excellent assumption 99.5 % of the time, then you can
　　* derive the absolute signal level (i.e. -95 + rssi).
　　* There are some other slight factors to take into account
　　* depending on whether the rssi measurement is from 11b,
　　* , or .   These differences are at most 2db and
　　* can be documented.
　　*
　　* NB: various calculations are based on the orinoco/wavelan
　　*     drivers for compatibility
　　*/
　　
　　看代码：
　　ieee80211_getrssi
　　case IEEE80211_M_STA:             /* use stats from associated ap */
　　default:
　　TAILQ_FOREACH(vap, &ic->ic_vaps, iv_next)
　　if (vap->iv_bss != NULL) {
　　rssi_samples++;
　　rssi_total += ic->ic_node_getrssi(vap->iv_bss);
　　}
　　break;
　　}
　　ic->ic_node_getrssi = ath_node_getrssi;
　　
　　这个函数把avgrssi圆整一下。
　　ath_node_getrssi（）
　　{
　　#define    HAL_EP_RND(x, mul) \
　　((((x)%(mul)) >= ((mul)/2)) ? ((x) + ((mul) - 1)) / (mul) : (x)/(mul))
　　int32_t avgrssi = ATH_NODE_CONST(ni)->an_avgrssi;
　　int32_t rssi;
　　
　　/*
　　* When only one frame is received there will be no state in
　　* avgrssi so fallback on the value recorded by the 802.11 layer.
　　*/
　　if (avgrssi != ATH_RSSI_DUMMY_MARKER)
　　rssi = HAL_EP_RND(avgrssi, HAL_RSSI_EP_MULTIPLIER);
　　else
　　rssi = ni->ni_rssi;
　　/* NB: theoretically we shouldn't need this, but be paranoid */
　　return rssi;
　　#undef HAL_EP_RND
　　}
　　
　　Avgrssi来自哪里呢？
　　来自ath_rx_poll
　　ATH_RSSI_LPF(an->an_avgrssi, rxstat->rs_rssi);
　　其中rxstat->rs_rssi就是descriptor中提取出来的，
　　ds->ds_rxstat->rs_rssi = MS(ads->ds_rxstatus0, AR_RcvSigStrength);
　　MS宏的作用是把rssi从descriptor中取出来，根据AR5416的datasheet，11n 2T3R配置有3个rssi，8bit 范围就是0~127 0x80是不合法的值。
　　ds->ds_rxstat->rs_rssi = MS(ads->ds_rxstatus0, AR_RcvSigStrength);
　　ATH_RSSI_LPF(an->an_avgrssi, rxstat->rs_rssi);
　　
　　#define    HAL_RSSI_EP_MULTIPLIER      (1<<7)    /* pow2 to optimize out * and / */
　　#define ATH_RSSI_LPF_LEN       10
　　#define ATH_RSSI_DUMMY_MARKER      0x127
　　#define ATH_EP_MUL(x, mul)      ((x) * (mul))
　　#define ATH_RSSI_IN(x)             (ATH_EP_MUL((x), HAL_RSSI_EP_MULTIPLIER))
　　#define ATH_LPF_RSSI(x, y, len) \
　　((x != ATH_RSSI_DUMMY_MARKER) ? (((x) * ((len) - 1) + (y)) / (len)) : (y))
　　#define ATH_RSSI_LPF(x, y) do {                                          \
　　if ((y) >= -20)                                           \
　　x = ATH_LPF_RSSI((x), ATH_RSSI_IN((y)), ATH_RSSI_LPF_LEN);      \
　　} while (0)
　　
　　好复杂的变换，不知道美国人搞那么复杂干什么，他们不是连加法都要用计算器的吗？
　　举个例子吧，假设驱动开始两次rx_poll Descriptor中的rssi是0x60 和 0x60
　　开始an->an_avgrssi=0x127不合法的值。
　　第一次计算：
　　ATH_RSSI_LPF(an->an_avgrssi, 0x60)
　　设x= an->an_avgrssi;
　　x = ATH_LPF_RSSI((x), ATH_RSSI_IN((0x60)), 10);
　　an->an_avgrssi =0x60*(1<<7)=0x3000;
　　
　　第二次计算：
　　ATH_RSSI_LPF(an->an_avgrssi, 0x60)
　　x = ATH_LPF_RSSI((0x3000), ATH_RSSI_IN((60)), 10);
　　= ATH_LPF_RSSI((0x3000), 0x3000, 10);
　　= (0x3000*9+0x3000)/0x3000=10
　　
　　总结一下：
　　1.    Rx Descriptor中的rssi(0 ~ 127)
　　2.    ATH_RSSI_LPF 将rssi 转化为avgrssi
　　3.    ath_node_getrssi将avgrssi圆整后报告给上层。
　　
　　圆整后的avgrssi的意义：SNR即信噪比 噪声功率通常假设为-95dbm 那么信号功率就是：-95dbm + avgrssi
　　
　　那么信号强度和传输速率的关系是什么呢，香侬定理可以回答这个问题。54Mbps需要的SNR是7.4db 这只是个理论值，在实际的环境中 估计还要乘个不小的系数呢。