LTE路測指標(biāo)詳解

1、LTE 路測常用指標(biāo)詳解【導(dǎo)讀】 本文對 TD-LTE 路測常用參數(shù) RSRP （參考信號接收功率）、 RSRQ （參考信號接收質(zhì)量） 、RSSI（接收信號強(qiáng)度指示） 、SINR （信干噪比） 、CQI （信道質(zhì)量）、 MCS （調(diào)制編碼方式）、吞吐量等進(jìn)行詳細(xì)介紹，定性分析這 些參數(shù)的相互關(guān)系以及這些參數(shù)反映 TD-LTE 網(wǎng)絡(luò)哪些方面的問題。在 LTE 測試中， DT （路測）是不可缺少的部分， DT 的工作主要是：在汽車以 一定速度行駛過程中， 借助測試手機(jī)和測試儀表， 對車內(nèi)信號強(qiáng)度是否滿足正常 通話要求，是否存在擁塞、干擾、掉話等現(xiàn)象進(jìn)行測試，可以反映出基站分布情 況、天線高度是否合

2、理、覆蓋是否合理等，為后續(xù)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化提供數(shù)據(jù)依據(jù)。LTE 路測時(shí)經(jīng)常需要統(tǒng)計(jì)和關(guān)注的指標(biāo)有：RSRP （參考信號接收功率）、 RSRQ （參考信號接收質(zhì)量）、 RSSI （接收信 號強(qiáng)度指示）、 SINR （信干噪比）、 CQI （信道質(zhì)量）、 MCS （調(diào)制編碼方 式）、吞吐量等，深入理解相關(guān)參數(shù)有助于準(zhǔn)確了解 LTE 無線網(wǎng)絡(luò)中存在的問 題， 本文將圍繞這些關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析。 1 網(wǎng)絡(luò)信號質(zhì)量參數(shù)分析TD-LTE 網(wǎng)絡(luò)信號質(zhì)量是由很多方面的因素共同決定的，如發(fā)射功率、無線環(huán) 境、RB（資源塊）配置、發(fā)射接收機(jī)質(zhì)量等。 在路測中通常關(guān)注的參數(shù)有 RSRP 、RSRQ 、RSSI ， 這些參

3、數(shù)用來反映 LTE 網(wǎng)絡(luò)信號質(zhì)量及網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況。RSRPRSRP 是衡量系統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋率的重要指標(biāo)RSRP 是一個(gè)表示接收信號強(qiáng)度的絕對值，一定程度上可反映移動(dòng)臺(tái)和基站的 距離， LTE 系統(tǒng)廣播小區(qū)參考信號的發(fā)送功率，終端根據(jù) RSRP 可以計(jì)算出傳 播損耗，從而判斷和基站的距離，因此這個(gè)值可以用來度量小區(qū)覆蓋范圍大小。 計(jì)算方法如下：RSRP = PRS PathL（os1s ）3GPP 協(xié)議中規(guī)定終端上報(bào)測量 RSRP 的范圍是 -140 dBm ，-44 dBm ， 路測時(shí)， 在密集城區(qū)、一般城區(qū)和重點(diǎn)交通干線上， 一般要求 RSRP 值必須 大于-100 dBm ，否則容易出現(xiàn)掉話

4、、弱覆蓋等問題。RSSIRSSI 是無線發(fā)送層的可選部分，用來判定鏈接質(zhì)量以及是否要增大廣播發(fā)送強(qiáng) 度。 3GPP 協(xié)議中規(guī)定終端上報(bào)測量 RSSI 的正常范圍是 -90 dBm ， -25dBm ，超過這個(gè)范圍，則可視為 RSSI 異常。 RSSI 是否正常，對通話質(zhì) 量、掉話、切換、擁塞以及網(wǎng)絡(luò)的覆蓋、容量等均有顯著影響。 RSSI 過低 ( RSSI -25 dBm )說明手機(jī)接收到的信號太強(qiáng)，相互之間的干擾太大， 也影響信號解調(diào)。RSRQRSRQ 決定系統(tǒng)的實(shí)際覆蓋情況， RSRQ 定義為 RSRP 和 RSSI 的比值，當(dāng)然 因?yàn)閮烧邷y量所基于的帶寬可能不同，會(huì)用一個(gè)系數(shù)來調(diào)整，計(jì)算

5、公式如下：RSRQ = N RSRP / RSS（I 2 ）其中，N 是 RSSI 測量帶寬上承載的 RB 數(shù)， 3GPP 協(xié)議規(guī)定，終端上報(bào)測量RSRQ 的范圍是 -19.5 dB ，-3 dB 。 RSRQ 值隨著網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷和干擾發(fā)生 變化，網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷越大，干擾越大， RSRQ 測量值越小。綜合分析RSRP 是在某個(gè)符號內(nèi)承載參考信號的所有 RE（資源粒子）上接收到的信號功 率的平均值，而 RSSI 則是在這個(gè)符號內(nèi)接收到的所有信號（包括參考信號、數(shù) 據(jù)信號、鄰區(qū)干擾信號、噪音信號等）功率的平均值，這就是為什么測試中觀測 到的 RSRP 值要遠(yuǎn)小于 RSSI 的原因，分子總是分母的一部分，因此

6、 RSRQ 總 是負(fù)值。在 TD-LTE 系統(tǒng)中， RSRQ 是小區(qū)選擇和小區(qū)切換的重要指標(biāo)，但在 實(shí)際使用中， RSRQ 并不如 RSRP 那么重要，這是自引入 HSDPA （高速下行 分組接入）后出現(xiàn)的情況， 原因是由于業(yè)務(wù)信道從空閑到滿功率發(fā)射， 分母的變 化很大，導(dǎo)致 RSRQ 波動(dòng)很顯著， 終端根據(jù) RSRQ 來控制切換和選擇小區(qū)不 夠穩(wěn)健。而 RSRP 變化比較平緩，只和路徑損耗相關(guān)，作為邊界控制的指標(biāo)容易操作。從定義來看，RSRP 相當(dāng)于 WCDMA 里的 RSCP （接收信號碼功率）RSRQ 相當(dāng)于 Ec / No （碼片能量和總干擾能量密度的比值）。當(dāng)然 RSRQ 并不是小區(qū)

7、參考信號的載干比（ C /I ），但是和載干比密切相關(guān)， RSRQ 越高， 小區(qū)參考信號載干比越高，質(zhì)量越好。在小區(qū)選擇或重選時(shí)，通常使用 RSRP 就可以了，在切換時(shí)通常需要綜合比較 RSRP 和 RSRQ ， 如果只比較 RSRP 可能導(dǎo)致頻繁切換。如果只比較 RSRQ ，雖然能減少切換頻率，但可能導(dǎo)致掉 話。在切換時(shí)具體如何使用這兩個(gè)參數(shù)是 eNodeB 實(shí)現(xiàn)問題。2 吞吐量性能參數(shù)分析吞吐量是用戶使用網(wǎng)絡(luò)過程中直接感知的參數(shù) （如網(wǎng)頁刷新速率、 數(shù)據(jù)下載速率 等），因此，提高吞吐量一直是移動(dòng)通信系統(tǒng)追求的目標(biāo)之一， LTE 系統(tǒng)采用 OFDM （正交頻分復(fù)用）和 MIMO （多輸入多輸

8、出）技術(shù)后，系統(tǒng)吞吐量有了 很大提高，在 20 MHz 的載波帶寬下，當(dāng)終端采用 2 天線接收 1 天線發(fā)送時(shí)， 理論上要求下行峰值速率可達(dá)到 100 Mbit/s ，上行峰值速率可達(dá)到 50 Mbit/s 。在通信系統(tǒng)中，吞吐量和數(shù)據(jù)速率是一個(gè)概念，單位都是 bit/s ，但是 兩者并不完全等同， 嚴(yán)格的說， 吞吐量等于有效數(shù)據(jù)速率。 吞吐量是網(wǎng)絡(luò)性能的 一個(gè)重要參數(shù)， 是指在單位時(shí)間內(nèi)通過的數(shù)據(jù)比特?cái)?shù)量，和終端性能、在線用 戶數(shù)、調(diào)度算法、功率控制、載波帶寬、天線模式、時(shí)隙配置、 CQI 、SINR 、 MCS 等都密切相關(guān)。但通常在路測之前會(huì)事先配置好載波帶寬、天線模式、時(shí) 隙配比等，調(diào)

9、度算法和功率控制是基站側(cè)實(shí)現(xiàn)的， 測試過程中常關(guān)注的變量參 數(shù)主要是 CQI 、 SINR 、MCS。CQICQI 是無線信道的通信質(zhì)量的測量標(biāo)準(zhǔn)， 反映基站和終端間信道質(zhì)量的信息， 下行信道信息通過終端測量全帶寬的 CRS （小區(qū)參考信號）獲得，并通過上行 信道反饋給基站， 上行信道信息通過基站測量終端發(fā)送的 SRS（測量參考信號） 獲得。3GPP 協(xié)議里規(guī)定， CQI 取值范圍是 0 ，15 ，不同的 CQI 取值對應(yīng) 不同的調(diào)制方式和編碼效率，一般情況下， CQI 值越高說明信道質(zhì)量越好。在 TD-LTE 系統(tǒng)中， CQI 反饋提供兩種信道質(zhì)量信息： a）寬帶CQI 反饋，對整 個(gè)系統(tǒng)帶

10、寬的 CQI 進(jìn)行反饋。 b）從多個(gè)子帶 CQI 中選擇一個(gè)或多個(gè)子帶 CQI 進(jìn)行反饋。在實(shí)際使用中，針對不同的業(yè)務(wù)需求和傳輸模式選擇不同的反饋方式。 例如，基站在進(jìn)行頻域調(diào)度時(shí)，可以根據(jù)子帶的 CQI 反饋選擇較好的頻率資源 進(jìn)行傳輸。SINRSINR 是接收到的有用信號的強(qiáng)度和接收到的干擾信號（噪聲加干擾）強(qiáng)度的比 值，和 RSRQ 相比， SINR 分母中只包含干擾和噪聲，在反映信號質(zhì)量的同時(shí)， 也能更準(zhǔn)確地知道信道環(huán)境好壞。 通常 SINR 越高，信號越能正確解調(diào)， 信道環(huán) 境越好，傳輸速率越高。在 3GPP 提案中，很多技術(shù)需要 CQI 將信道特征反饋 給發(fā)射機(jī)，用于調(diào)整天線的數(shù)據(jù)

11、速率，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)調(diào)制。但在實(shí)際系統(tǒng)中，尤其 是 MIMO 系統(tǒng)中，準(zhǔn)確及時(shí)估計(jì)信道矩陣 H 是不現(xiàn)實(shí)的， 并且受反饋信道的 限制，反饋信息也不可能太多，因此，在 3GPP 提案中大多采用 SINR 作為反 饋信息，用于自適應(yīng)調(diào)制的控制參數(shù)，然后對應(yīng)相應(yīng)的 CQI 信息。MCS在 3GPP 協(xié)議里規(guī)定 MCS 的取值范圍是 0 ， 31 ，其中對于初傳數(shù)據(jù)比特 只有0 ，28 可用，MCS 等級越高， 依賴的信道條件需要越好。不同的 MCS 值對應(yīng)于各種調(diào)制階數(shù)和編碼速率， 當(dāng)信道條件變化時(shí)， 系統(tǒng)需要根據(jù)信道條件 選擇不同的 MCS 方案，以適應(yīng)信道變化帶來的影響。從理論角度考慮，對每個(gè) 并行

12、數(shù)據(jù)流進(jìn)行獨(dú)立的自適應(yīng)調(diào)制編碼， 可以提高頻譜效率， 但是實(shí)際使用 中會(huì)造成大量的控制開銷和反饋信令開銷， 所以在系統(tǒng)選擇 MCS 方案時(shí)，需綜 合考慮，爭取在無線信道容量、 信道質(zhì)量反饋誤差及信令開銷三者之間取得折中。綜合分析一般情況下， CQI 越高信道質(zhì)量越好， SINR 越高， 應(yīng)采用較少冗余的編碼方 式和較高階的調(diào)制編碼（較高的 MCS 等級），對應(yīng)的就是相對較高的吞吐量。 反之， CQI 越低，表明信道條件較差，應(yīng)采用冗余度較高的編碼方式和較低階 的調(diào)制方式（較低的 MCS 等級），對應(yīng)的就是較低的吞吐量。其實(shí)這也是 TD-LTE 系統(tǒng)的一種鏈路自適應(yīng)技術(shù)，根據(jù)當(dāng)前獲取的信道信息，自適應(yīng)地調(diào) 整系統(tǒng)傳輸參數(shù)，使傳輸速率和信道變化的趨勢一致， 最大化利用無線信道的 傳輸能力，提高吞吐量。3 結(jié)束語通過對 LTE 路測中常見指標(biāo)的分析， 可以看出各