0 基础概念：RE、RS和RB

1. RE (Resource Element)：资源元素是 LTE 和 5G 网络中的最小物理资源单位。一个资源元素对应于一个子载波的一个符号周期。

2. RS (Reference Signal)：参考信号是在 LTE 和 5G 网络中用于多种目的的特定类型的信号。它们可以用于信道估计、同步或其他目的。参考信号被放置在特定的资源元素中。

3. RB (Resource Block)／ PRB（Physical Resource Block）：资源块是 LTE 和 5G 网络中用于数据传输的基本单位。一个资源块包含多个子载波和多个符号周期，因此它由多个资源元素组成。

1 RSRP（Reference Singal Receiving Power）

1.1 定义

• 从一个LTE或5G小区或物理资源块（Physical Resource Block, PRB）收到的所有参考信号的线性平均值。
• 
• RSRP 是评估网络覆盖范围的关键指标。高的 RSRP 值通常意味着更好的网络覆盖

1.2 单位 

• RSRP的测量单位是dBm（毫瓦分贝）
  • RSRP的典型工作值范围是从-130 dBm（远离站点）到-50 dBm（非常接近站点）
• 用来衡量功率P的单位，表示相对于1毫瓦（mW）的功率水平
• 
  • 
• dBm为对数标度单位，因此它可以表示非常大范围的功率值。
  • 这种标度对于工程师来说非常方便，因为在射频和通信系统中，功率值可以变化很大

1.3 常见的RSRP范围和对应质量

简单来说，更高的RSRP值意味着与蜂窝塔的连接更稳定

2.1 影响RSRP的因素

• 靠近蜂窝塔
  • 你离蜂窝塔越近，RSRP就越强。相反，当你离开塔时，RSRP减弱
• 阻挡
  • 建筑物、树木和山丘等物理阻挡可能会阻挡或散射信号，导致某些位置的RSRP值降低。
• 干扰
  • 来自其他电子设备、建筑物或邻近小区的干扰
• 地形和地理
  • RSRP在多山或山地地形中可能有所不同，与山顶相比，山谷可能有较弱的信号。

 2 RSRQ（Reference Signal Receiving Quality）

• RSRQ量化了从服务小区基站（蜂窝塔）接收到的参考信号的质量
  • 这个指标测量信号的强度，类似于参考信号接收功率（RSRP），但它更进一步，通过评估接收信号中的干扰和噪声水平。
• 这种测量用作切换和小区重选决定的输入

• 
  • RSRP 是单个参考信号的接收功率
  • N 是测量带宽内的物理资源块（PRB，Physical Resource Block）的数量
    • PRB 是 LTE 网络中用于传输数据的基本单位
  • E−UTRA carrier RSSI 表示接收的所有 E-UTRA 载波的总功率，包括所有信号、干扰和噪声
  • ——>RSRQ 不仅仅关注信号的强度，还关注信号的质量

•  RSRQ 的值通常在 -3 dB 到 -19.5 dB 之间。
  • 较高的 RSRQ 值（接近 -3 dB）表示更好的信号质量
  • 较低的 RSRQ 值（接近 -19.5 dB）表示较差的信号质量
  • -11 dB以下，邻小区、外部干扰或热噪声成为主导。

2.1 rsrq的重要性

• 信号质量评估：
  • RSRQ提供了信号质量的全面视图，结合了信号强度（RSRP）和来自邻近小区的干扰水平。
  • 更高的RSRQ值表示更强、更干净的信号，从而提高通话质量、数据传输速率和整体连接性。
• 网络优化
  • RSRQ数据对于网络运营商优化其蜂窝网络非常宝贵。
  • 通过监控不同位置的RSRQ值，运营商可以识别出干扰显著的区域，解决问题，并提升网络性能。
• 切换决策
  • 在蜂窝网络中，设备在用户移动时会不断在不同的蜂窝塔之间切换。
  • RSRQ帮助确定何时以及如何将连接转移到另一个蜂窝塔，确保无缝的移动性和不间断的服务。
• 小区选择：
  • RSRQ帮助移动设备选择最佳可用小区进行连接。
  • 设备可以选择具有更高RSRQ值的小区，以确保更强大和更稳定的连接。

2.2 RSRQ 和RSRP的切换

3 RSSNR（Reference Signal Received Signal-to-Noise Ratio）

• 用于衡量无线信号的质量
• 是一个比值，表示参考信号的接收功率与背景噪声和干扰的功率之比
  • 
    • RSRP（见第一小节）
    • N：背景噪声和干扰的总功率
      • 所有非目标信号的功率，如其他基站的信号、电子设备产生的噪声等
• RSSNR的值越高，表示信号质量越好。
  • 一个高的RSSNR值意味着参考信号的接收功率远高于背景噪声和干扰
  • 这通常与更高的数据速率和更低的丢包率相关。

4 RSSI 接收信号强度指示器

• 信号强度的基本度量，代表设备接收到的信号的相对强度
• 是一个相对值，通常用0到-99的范围表示，其中更高的值表示更强的信号
• RSSI会受到的影响：
  • 信号阻挡
    • 信号阻挡，如墙壁或物理屏障，可能会削弱无线信号。这会导致较低的RSSI读数
  • 干扰
    • 无线信号可能会受到竞争信号、电子设备甚至像大气条件这样的自然现象的影响
  • 距离
    • 射器和接收器之间的距离显著影响RSSI
    • 离源越远，信号强度就越弱
  • 多径传播
    • 信号的反射和折射可能导致相同信号的多个版本到达接收器，导致信号抵消和较低的RSSI读数

5 参考信号干扰功率（RSIP）Reference Signal Interference Power

• 在特定地点受到邻近蜂窝塔或信号干扰的接收信号质量水平
• 本质上，它衡量了特定区域中不希望的噪声和干扰
• RSIP值可以从大约-140 dBm到-44 dBm范围，其中更负的值表示更高水平的干扰，意味着无线信号的环境更为嘈杂。

5.1 影响RSIP的因素

• 邻近小区的接近度
  • 在多个蜂窝塔或信号重叠的区域，RSIP倾向于更高。
  • 来自邻近小区的竞争信号增加了RSIP。
• 阻挡
  • 建筑物、树木乃至像雨这样的天气条件等物理阻挡可能散射信号，并导致更高的RSIP值。
• 频率拥塞
  • 在人口密集或数据使用量高的地区，频谱可能变得拥挤，导致干扰增加和RSIP水平上升。

6  RSCP

• RSCP（Received Signal Code Power）表示从特定小区接收的代码域信号的功率水平，是用来评估无线通信质量的一个重要指标
• 通常以分贝毫瓦（dBm）为单位表示，反映了接收信号的强度
• 一个较高的RSCP值意味着更强的信号，通常与更好的通信质量相关。相反，较低的RSCP值意味着较弱的信号和可能的通信问题。

6.1 和rsrp的区别

• RSCP和PSRP都是评估WCDMA网络中小区信号强度的指标，但侧重点不同。
  • RSCP关注的是小区的整体信号功率，而PSRP专注于小区主扰码的信号功率
• 一般来说，由于RSCP是对整个小区信号的总功率的测量，而PSRP仅测量主扰码的功率，因此在大多数情况下，RSCP的值通常会大于或等于PSRP的值

7 EC/NO

• 由于RSCP只考虑了接收信号的功率水平，而没有考虑到信号质量（如干扰和信号失真），因此它通常与另一个参数EC/NO（Energy per Chip over Noise）结合使用。
• EC/NO考虑了信号的质量，与RSCP一起提供了对无线通信环境更全面的评估
  • 这个参数用于评估信号的质量，特别是在与噪声的关系上

  • EC（Energy per Chip）：这是指在信号中每个数据芯片所携带的能量。在CDMA系统中，数据是通过不同的芯片码来传输的，因此每个芯片的能量是衡量信号强度的一个重要指标。

  • NO（Noise）：这是指接收信号中的噪声水平。在通信系统中，噪声可以来自多个来源，包括电子设备产生的内部噪声，以及外部环境的噪声等。

• EC/NO的值是一个比率，用分贝（dB）表示。它直接影响到无线通信的质量和性能。

  • 高EC/NO值通常表示信号质量好，噪声水平低，这对于数据传输的可靠性和速率都是有利的。

  • 相反，低EC/NO值意味着信号质量差，可能受到较高水平的噪声干扰，这可能导致数据传输错误和网络连接问题。

参考内容：

Understanding RSSI, RSRP, RSIP, RSRQ and SINR: Navigating the Complexity of Signal Strength - Telecom & ICT - telecomHall Forum

How to Determine Good Cellular Signal Strength | Twilio

Field-testing how distance affects the behavior of LTE-M and NB-IoT - Blogs - Nordic Blog - Nordic DevZone (nordicsemi.com)