【原】4G網(wǎng)絡(luò)無線指標簡介

和老康一起學5G 2022-05-26 發(fā)布于陜西

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做為運營商經(jīng)常通過路測的方式來評估無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋,、質(zhì)量和用戶感知等情況,；在對4G(LTE)無線網(wǎng)絡(luò)路測(Drive Test)中經(jīng)常要評估以下指標,，它們分別是：

1. 參考信號強度(RSRP : Reference Signal Received Power);
2. 參考信號質(zhì)量(RSRQ : Reference Signal Received Quality);
3. 接收信號強度(RSSI : Received Signal Strength Indicator);
4. 信號干擾噪聲比(SINR : Signal to Interference Noise Ratio);
5. 信道質(zhì)量指示(CQI : Channel Quality Index）;
6. 物理小區(qū)標識(PCI: Physical Cell Identity）;
7. 誤塊率(BLER: Block Error Ratio）;
8. 下行吞吐速率(DL Throughput : Down Link Throughput）;
9. 上行吞吐速率(UL Throughput : Up Link Throughput);

一,、參考信號強度(RSRP)

RSRP--參考信號平均接收功率,取值范圍: -44dbm(好)~~-140dbm(差）

RSRP (dBm) = RSSI (dBm) – 10*log (12*N)

二,、參考信號質(zhì)量(RSRQ)

RSRQ--接收信號質(zhì)量,取值范圍: -19.5dB(差)~~-3dB(好）

參考信號接收質(zhì)量(RSRQ)是N×RSRP/(E-UTRA載波RSSI)的比率;

其中:

N為E-UTRA載波RSSI測量帶寬RB數(shù)。
分子和分母中測量應在同一組資源塊上進行,。

三,、接收信號強度（RSSI)

RSSI–終端接收到的全部功率,包括來自服務(wù)小區(qū)有用功率以及所有同信道功率和其他噪聲源，與上述參數(shù)關(guān)系為：

RSRQ=N*(RSRP/RSSI)

其中：N是E-UTRA載波RSSI測量帶寬資源塊數(shù),。

RSSI是一個提供有關(guān)總接收寬帶功率(所有符號中的度量)參數(shù),包括:干擾和熱噪聲,。UE不會將RSSI報告e-NodeB只簡單換算為RSRQ和RSRP，公式為：

RSSI = wideband power = noise + serving cell power + interference power因此在沒有干擾和噪聲,，下行PRB全部激活時:RSSI=12*N*RSRP

此處：

RSRP是測量頻率帶寬內(nèi)參考信號(3GPP定義),在單個RE上接收到平均接收功率;
RSSI是在整個帶寬上測量結(jié)果,；
N是測量RSSI的RB數(shù)量,取決于帶寬；

四,、信號干擾噪聲比(SINR)

SINR是系統(tǒng)仿真時使用的參考值,可定義為：

寬帶SINR;
特定子載波(或特定資源粒子(RE))SINR;
*以上都是在相同帶寬上測量結(jié)果,！

下表顯示了LTE信號(強度值)好與差：

參考信號(RS)映射到資源粒子(RE),該映射遵循特定模式(請參閱下文)。

UE始終測量承載RS的RE,并對測量結(jié)果取平均以獲得RSRP值,；
LTE中的信道估計基于參考信號(同WCDMA中CPICH功能)測量結(jié)果,；
參考信號在時域中位置固定(Type1幀的0和4),頻域取決于小區(qū)ID；
使用多天線(如MIMO)時1個參考信號的資源粒子,在其他天線上則為DTX,；
通過解調(diào)參考信號以識別參考信號所屬小區(qū)。

單天線參考信號位置(圖）

雙天線參考信號位置圖

噪聲受限情況(無干擾)的示例如下:若所有資源料子均處于活動狀態(tài)并以相同功率進行傳輸,，則：

RSRQ = N / 12N = -10.8 dB for 1Tx
RSRQ = N / 20N = -13 dB for 2Tx taking DTX into account

因RSRP是1個資源粒子(RE)上的測量結(jié)果,，而每個資源塊RSSI是在12個資源粒子上的測量結(jié)果。

注：僅在傳輸RS RE符號時刻測量RSSI –我們不必考慮DTx的數(shù)量,！

因此,當沒有流量時并假設(shè)僅從單個Tx天線發(fā)送參考符號(資源塊的同一符號中有2個參考符號),則RSSI僅由2個參考符號生成,，因此結(jié)果為:

RSRQ=N / 2N =-3 dB for 1Tx
RSRQ=-6dB for 2Tx

五、SNR與RSRP

RSRP是針對單個子載波的測量結(jié)果,噪聲功率為15KHz=-125.2dBm,；

噪聲系數(shù)=7dB
溫度=290K

假設(shè)RSRP不包含噪聲功率,，則：

取一個資源塊具有12個子載波和時域0.5 ms的情況來計算RSRP，RSSI和RSRQ,。假設(shè)參考符號的功率（用紅色正方形表示）和承載其他數(shù)據(jù)信道的其他符號的功率（用藍色正方形表示）相同即0.021瓦,，RSRP是給定信道帶寬下下行參考信號的線性平均值，則：

RSRP=10*log(0.021*1000)=13.2 dBm

RSSI是總的接收寬帶功率。因此,，我們必須在給定的資源塊中增加所有12個載波的功率,，則：

RSSI=10*log(0.021*1000)+10*log(12)=24 dBm

RSRQ現(xiàn)在是N = 1時RSRP與RSSI的簡單比率為：

RSRQ=10*log(0.021/(12*0.021))=-10.79 dB

dB是兩個功率值之間比率，而dBm用于表示功率絕對值,。因此在談到RSRP和RSSI時,，由于都是絕對功率值我們始終使用dBm；對于RSRP和RSSI之比,我們只需要在RSRQ中使用dB,。

六,、信道質(zhì)量指示(CQI)

CQI--信道質(zhì)量指示;它是UE發(fā)送給eNode-B的信息，以便eNode-B指示在下行鏈路選擇合適的數(shù)據(jù)傳輸速率,，即調(diào)制和編碼方案(MCS)值,。

CQI是一個4位bits，它是基于UE測量到的信噪比(SINR),。CQI估計過程考慮了UE天線數(shù)量和檢測類型,。當SINR值相同時,UE支持的MCS級別取決于其能力；為了使eNode-B為下行傳輸選擇最佳MCS級別,，UE能力須關(guān)注,。eNode-B使用CQI報告值進行下行鏈路調(diào)度和鏈路自適應。

在LTE中有15個不同的CQI值(從1到15),在CQI和調(diào)制方案之間進行映射,其傳輸塊大小定義如下(36.213):

CQI與調(diào)制和MCS對照表

七,、物理小區(qū)標識(PCI)

PCI--是小區(qū)物理層(PHY)ID,；小區(qū)PCI由小區(qū)ID組和小區(qū)ID扇區(qū)構(gòu)成。小區(qū)ID組共有168個,扇區(qū)ID組3個,。因此LTE網(wǎng)絡(luò)中有3 * 168=504個物理小區(qū)標識(PCI),。

當Cell ID設(shè)置為Auto（自動）時，解調(diào)器將自動檢測Cell ID,。

當Cell ID設(shè)置為Manual（手工）時,，必須指定PHY層Cell ID才能成功解調(diào)?？筛鶕?jù)以下公式來計算物理層小區(qū)標識（PCI)：

PHY-layer Cell ID =3*(Cell ID Group) + Cell ID Sector

當“同步類型”設(shè)置為C-RS時,“小區(qū)ID自動”選擇將被禁用,，并且必須手動指定“小區(qū)ID”。這是因為解調(diào)器需要知道要用于同步的C-RS序列的值,并且因為小區(qū)ID決定了這些值,。

八,、誤塊率(BLER)

BLER--誤塊率 3GPP在TS 34.121,F.6.1.1定義:"塊錯誤率為接收到的錯誤塊數(shù)與發(fā)送的塊總數(shù)之比"，錯誤塊也是傳輸塊,其被循環(huán)冗余校驗(CRC)錯誤,。誤塊率與SINR呈的瀑布見下圖：

4G網(wǎng)絡(luò)SINR與BLER瀑布圖

九,、上下行吞吐率(UL/DL Throughput）

在2×5MHz的LTE系統(tǒng)中我們首先計算子幀(子幀1毫秒)中資源粒子數(shù)（RE)：

12個子載波x7個OFDMA符號x25個資源塊x2個時隙= 4,200個RE

假設(shè)未定義編碼情況下以64 QAM計算數(shù)據(jù)速率(下行鏈路最高調(diào)制）：

每個64QAM 符號6位x4,200 Res/1毫秒=25.2 Mbps