RSSI e SNR – cosa sono?
RSSI (Received Signal Strength Indicator)
L’RSSI (Received Signal Strength Indicator) è la misura della potenza totale che il ricevitore “sente” su una determinata frequenza. Questo include il segnale utile che vuoi ricevere più qualsiasi rumore o interferenza presente sulla stessa banda.
Pensa all’RSSI come all’energia totale che colpisce l’antenna. Non ti dice se quell’energia è un segnale coerente o solo rumore casuale.
- Unità: dBm (decibel-milliwatts).
- Scala: Negativa, dove un numero più vicino a zero è più potente. Un segnale a -70 dBm è 10 volte più potente di uno a -80 dBm.
SNR (Signal-to-Noise Ratio)
L’SNR è il rapporto tra la potenza del segnale utile e la potenza del rumore di fondo.
SNR = Potenza del Segnale / Potenza del Rumore
Nelle comunicazioni digitali, grazie a tecniche avanzate, il ricevitore può “ricostruire” un segnale anche se la sua potenza è inferiore a quella del rumore.
Come è possibile un SNR negativo?
Immagina che il segnale digitale non sia un’onda semplice, ma un messaggio codificato con uno schema matematico preciso (usando tecniche come Forward Error Correction o Spread Spectrum). Il ricevitore conosce questo schema in anticipo.
Anche se il segnale è debolissimo e “sepolto” dal rumore, il ricevitore analizza il flusso di dati caotico e va alla ricerca di frammenti che corrispondono allo schema che si aspetta. Integrando questi frammenti nel tempo, può ricostruire il messaggio originale.
- SNR = 0 dB: La potenza del segnale è esattamente uguale alla potenza del rumore.
- SNR < 0 dB (es. -10 dB): La potenza del segnale è 10 volte più debole di quella del rumore. Il segnale è letteralmente nascosto sotto il “pavimento” del rumore.
Scala SNR nel Contesto Digitale:
- > 20 dB: Eccellente. Link molto stabile, permette modulazioni complesse e alte velocità (es. Wi-Fi 6 a breve distanza).
- 10-20 dB: Buono. Connessione affidabile.
- 0-10 dB: Limite. La connessione può iniziare a degradare, i sistemi automatici riducono la velocità di trasmissione per mantenere la stabilità.
- -1 a -15 dB: Zona di recupero. È il campo operativo di tecnologie a lungo raggio e bassa potenza come LoRaWAN o GPS. La velocità dati è bassissima, ma il link è funzionale.
- < -15 dB: Estremo. Richiede hardware e algoritmi molto specializzati per funzionare.
Differenza Pratica e Conclusione
L’RSSI ti dice se stai ricevendo qualcosa, l’SNR ti dice se quel qualcosa è utilizzabile.
Esempio pratico (sensore IoT tipo LoRaWAN): Un sensore in una cantina invia un segnale.
- RSSI: -120 dBm. È un valore bassissimo, ai limiti della sensibilità del ricevitore. L’energia che arriva all’antenna è quasi impercettibile.
- SNR: -10 dB. Nonostante l’RSSI bassissimo, il segnale, seppur 10 volte più debole del rumore di fondo, viene decodificato con successo perché il ricevitore sa esattamente quale “schema segreto” cercare.
In questo caso, guardare solo l’RSSI ti farebbe pensare che non c’è segnale, ma è l’SNR (negativo) a confermare che la comunicazione è possibile.