Różnice i zastosowania parametrów RSSI, RSRP i RSRQ w sieciach radiowych

Różnice i zastosowania parametrów RSSI, RSRP i RSRQ w sieciach radiowych

Dziś przyjrzymy się trzem kluczowym parametrom wykorzystywanym w systemach radiokomunikacyjnych, zwłaszcza w sieciach LTE i 5G – RSSI, RSRP oraz RSRQ. Zrozumienie ich różnic i zastosowań jest niezbędne dla optymalizacji działania sieci, diagnozy problemów i efektywnego zarządzania zasobami radiowymi. Choć często są one stosowane równolegle, każdy z nich dostarcza unikalnych informacji o jakości i sile sygnału, które wpływają na decyzje systemu o alokacji zasobów, przełączaniu komórek czy monitoringu pokrycia.

Definicje podstawowe

• RSSI (Received Signal Strength Indicator) – wskaźnik mocy całkowitego sygnału odbieranego przez odbiornik w danym paśmie częstotliwości, obejmujący sygnał użyteczny oraz szumy i zakłócenia.
• RSRP (Reference Signal Received Power) – moc odbierana wyłącznie z referencyjnych sygnałów wysyłanych przez stację bazową, kluczowa do oceny jakości łącza radiowego.
• RSRQ (Reference Signal Received Quality) – wskaźnik jakości sygnału, bazujący na relacji RSRP do RSSI, uwzględniający poziom zakłóceń i przeciążenia kanału.

RSSI – pomiar całkowitej mocy sygnału

RSSI jest wartością mierzoną na poziomie odbiornika, obejmującą całkowitą moc sygnału w danym paśmie, zarówno sygnały z poszczególnych stacji bazowych, jak i szumy oraz zakłócenia tła. Z tego powodu RSSI nie odzwierciedla precyzyjnie mocy sygnału pochodzącego tylko z konkretnej komórki sieci. Pomiar ten jest istotny dla monitorowania środowiska radiowego oraz określania całkowitego poziomu energii na kanale, co ma wpływ na procesy związane z detekcją interferencji i przełączaniem pomiędzy komórkami.

RSSI jest używany m.in. do:

• Oceny poziomu zakłóceń i szumów w kanale radiowym.
• Ustalania dostępności kanałów i planowania zasobów w systemie.
• Pomocniczo przy procedurach wyboru i pomiarów sąsiednich komórek.

RSRP – dokładny wskaźnik mocy sygnału z komórki

RSRP mierzy moc sygnału otrzymanego z referencyjnych sygnałów transmisyjnych (Reference Signals) konkretnej komórki. W przeciwieństwie do RSSI, RSRP eliminuje wpływ szumów i sygnałów pochodzących z innych źródeł, dzięki czemu dostarcza jednoznaczną informację o sile sygnału z danej stacji bazowej.

Jest to jeden z najważniejszych parametrów przy planowaniu i optymalizacji sieci, ponieważ:

• Umożliwia dokładną ocenę poziomu pokrycia danej komórki.
• Wspiera decyzje dotyczące przełączania (handover) pomiędzy komórkami.
• Stanowi podstawę do zarządzania mocą transmisji i parametrami antenowymi.

RSRQ – wskaźnik jakości sygnału

RSRQ wyraża jakość odbieranego sygnału, powstałą z relacji pomiędzy mocą referencyjnego sygnału (RSRP) a całkowitą mocą sygnału i zakłóceń (RSSI). Pozwala ocenić, czy wysoki poziom sygnału jest jednocześnie sygnałem użytecznym, czy raczej jest to efekt dużej ilości szumów i interferencji.

Parametr ten jest szczególnie użyteczny w scenariuszach o dużej gęstości sieci, gdzie:

• Duże wartości RSSI niekoniecznie oznaczają dobrą jakość połączenia.
• Wysokie RSRQ wskazuje na niskie zakłócenia i stabilny odbiór sygnału.
• Niski RSRQ sugeruje przeciążenie kanału lub zakłócenia, co może wymagać optymalizacji.

Porównanie i wzajemne relacje

Warto podkreślić, że RSSI i RSRP mają różne zakresy wartości i jednostki. RSSI jest zwykle wyrażany w dBm i obejmuje moc całkowitą, często o wartościach wyższych (mniej ujemnych) niż RSRP, który mierzy moc wyłącznie sygnału referencyjnego. Z kolei RSRQ, jako wskaźnik jakości, ma wartości ujemne wyrażone w decybelach (dB), gdzie wyższe wartości (bliższe 0) oznaczają lepszą jakość.

Zastosowania praktyczne w sieciach LTE i 5G

W systemach LTE i 5G te trzy parametry pełnią funkcje uzupełniające się nawzajem. Operatorzy wykorzystują je do:

1. Optymalizacji pokrycia sieci – na podstawie RSRP określa się zasięg komórek, a z RSSI ocenia się poziom interferencji w obszarze.
2. Decyzji o handoverze – RSRP oraz RSRQ pozwalają wybrać najlepszą komórkę docelową dla urządzenia, uwzględniając nie tylko moc sygnału, ale i jego jakość.
3. Monitorowania jakości usług – RSRQ informuje o ewentualnych problemach z zakłóceniami i przeciążeniem, co pozwala na odpowiednią reakcję sieci.
4. Zarządzania zasobami radiowymi – wartości RSSI i RSRQ wspierają algorytmy alokacji częstotliwości i mocy transmisji.

Dodatkowo, podczas pomiarów i testów terenowych, inżynierowie korzystają z tych parametrów do oceny realnych warunków propagacji i wydajności sieci w różnych lokalizacjach oraz scenariuszach ruchu.

Podsumowanie i zalecenia interpretacyjne

• RSSI to sygnał całkowity – wysoki poziom RSSI może oznaczać dobrą moc sygnału, ale także duże zakłócenia.
• RSRP dostarcza precyzyjną informację o sile sygnału z konkretnej komórki, kluczową do zarządzania połączeniami i zasięgiem.
• RSRQ wskazuje na jakość łącza, umożliwiając identyfikację problemów z interferencjami lub przeciążeniem.

Zrozumienie tych parametrów i umiejętność ich interpretacji pozwala na efektywne diagnozowanie i optymalizację sieci, zapewniając użytkownikom stabilne i szybkie połączenia. Dlatego analiza łączona RSSI, RSRP i RSRQ jest standardem w nowoczesnych systemach telekomunikacyjnych.

Zachęcam do zapoznania się z tematem optymalizacji handoverów, który pozwala jeszcze lepiej wykorzystać te wskaźniki w praktyce sieciowej.