無線通信技術 ：一些通信參數
引言
無線通信技術發展飛速，但是很多基礎參數變化不大。我們來一起看看吧！
一些通信參數
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RS 參考信號
Reference Signal參考信號是無線通信中用于各種目的的一組已知信號，它們的位置、內容、時域和頻域資源都是預先定義好的，以便接收端可以利用它們進行信道估計和其他相關處理。這些參考信號對于保證通信質量、進行網絡優化和故障排查都非常重要。
在無線通信系統中，參考信號是用于測量和同步的已知信號，基站會定期發送這些信號，終端設備通過接收這些信號來測量信號強度和質量。
以下是幾種常見的參考信號類型及其作用：
CRS 小區參考信號：
Cell Reference Signal 小區參考信號，用于下行物理信道的信道估計。
DMRS 解調參考信號：
Demodulation Reference Signal解調參考信號，用于上行和下行信道的信道估計以解調對應的物理信道，比如PDSCH, PUSCH, PDCCH, PUCCH。
Synchronization Signal 同步信號：
以5G為例，同步信號包括主同步信號（PSS）和輔同步信號（SSS）。PSS用于實現UE的時隙同步，它在每個無線幀的特定子載波上發送，具有獨特的序列特性。UE通過檢測PSS可以確定無線幀的起始位置和時隙邊界。SSS則用于小區組標識的識別，它和PSS一起幫助UE完成小區的識別和同步過程。
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RSRP 參考信號接收功率
Reference Signal Received Power 參考信號接收功率。承接上文，我們平時測量時關注的功率其實是參考信號的功率。這是無線通信領域中的一個重要參數。具體來說，RSRP是在某個符號內承載參考信號的所有資源元素(RE)上接收到的信號功率的平均值。
所以，我們平時掛在嘴上的RSRP其實不是真實傳輸信號功率，而是參考信號功率。利用參考信號做評估，是通信系統的常用做法。
這里順帶說明下符號(symbol)和資源元素(RE)。
Symbol 符號
符號(Symbol)是一個基本的時間單位，用于傳輸數據和控制信號。以OFDM來說，一個符號是OFDM調制中的一個時間槽，用于承載多個子載波上的數據。每個子載波在每個符號期間可以傳輸一個資源元素(RE)。
RE 資源元素
資源元素，RE是OFDM符號中的最小資源單位，用于承載參考信號(Reference Signal)或數據信號。例如，在每個符號期間，每個子載波可以傳輸一個資源元素(RE)的數據。一個OFDM符號可能包含12個子載波，每個子載波上有一個RE。
下圖是RE的簡單示意圖：
有了上面兩個概念，我們再來根據這句話“RSRP是在某個符號內承載參考信號的所有資源元素(RE)上接收到的信號功率的平均值。”來理解和計算下RSRP。
假設一個OFDM符號內有12個子載波，每個子載波上有一個RE，測量出每個RE的功率，則
RSRP = (RE1+RE2+RE3+…+RE12)/12
RSRP的單位是dBm，是評估無線信號強度和覆蓋范圍的關鍵指標之一。
問題：
那么為什么RSRP可以代表真實傳輸信號的功率？
1.RSRP是根據3GPP規范定義的，確保了不同設備和網絡之間的測量一致性。
2.參考信號具有已知的功率和特性。它在頻域和時域上均勻分布，可以代表整個信號的特性。
3.根據上面描述，RSRP是取平均值計算的，減少了測量誤差和瞬時波動的影響。
4.參考信號和數據信號通常在同一頻段和同一時間窗口內傳輸，因此它們具有類似的傳播損耗，信道環境和干擾。
回答完畢。
RSRP的測量值可以用來評估小區的覆蓋情況，RSRP值越大，表明終端設備接收到的信號越強，網絡覆蓋越好。根據經驗，其正常范圍一般在-90 dBm至-50 dBm。
RSRP通常需要與其他參數如RSRQ(參考信號接收質量)和SINR(信號與干擾加噪聲比)結合使用，才能全面評估無線通信網絡的性能。
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RSSI 接收信號強度指示
Received Signal Strength Indicator是接收信號強度指示，主要用于衡量接收到的無線信號強度。
RSSI是根據接收到的信號總體強度來計算的，包括所有信號（如導頻信號、數據信號、鄰區干擾信號、噪音信號等）的功率總和。
根據上面的說明，相信大家已經可以區分出RSSI和RSRP了，一個可以看作是天線接收信號總功率，一個是參考信號的RE功率。
這也說明了雖然RSSI簡單好用，但是因為其中中包含了噪聲和干擾信號，評估并不準確。所以如果終端處于屏蔽環境中，就可以放心用了。
測試中的RSSI
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RSRQ 參考信號接收質量
Reference Signal Received Quality是無線通信中用來衡量參考信號接收質量的一個參數。它通過比較接收到的參考信號功率(RSRP)與總干擾加噪聲功率(RSSI)來計算得出，從而更全面地反映用戶設備(UE)在特定小區內的信號質量。
RSRQ的計算公式是:
RSRQ=N*RSRP/RSSI
其中N 是RSSI測量帶寬內的資源塊(RB)個數，RSRP是參考信號接收功率，RSSI是接收信號強度指示。RSRQ的單位是dB，通常值越大表示信號質量越好，即信號與干擾加噪聲的比值越高，信號質量越好。在LTE和5G NR網絡中，RSRQ是一個重要的參數，它用于小區選擇、小區重選、移動性和波束管理流程。高RSRQ值意味著用戶設備接收到的信號質量較高，這通常與更好的通話質量和數據傳輸速率相關聯。RSRQ的測量報告值都是正值，但其質量通常以負值的dB值表示，以與RSRP保持一致。
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SINR 信干噪比
Signal to Interference plus Noise Ratio，信干噪比，是無線通信中一個重要的性能指標，用于衡量接收到的有用信號的強度與接收到的干擾信號(包括噪聲和干擾)的強度的比值。SINR的計算公式可以表示為：
SINR =信號功率/(干擾功率+噪聲功率)
SINR的數值越高，表示接收信號相對于干擾和噪聲更強，通信質量越好。在實際無線通信系統中，高SINR通常對于實現更高的數據速率和更可靠的通信連接非常重要。通信系統的設計和優化通常涉及最大化SINR，以提供更好的通信性能。
SINR的測量對于網絡優化和故障排查非常重要，因為它可以幫助工程師了解無線網絡的性能，并采取相應的優化措施。此外，SINR也是用戶設備進行小區選擇和切換決策的重要依據，確保通信的穩定性和連續性。
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SNR 信噪比
Signal-to-Noise Ratio，即信噪比，是一個衡量信號質量的重要參數，它表示有用信號的功率與背景噪聲功率的比值：
SNR=信號功率/噪聲功率
在無線通信系統中，SNR是評估信道質量和傳輸可靠性的關鍵參數，直接影響到調制解調、編碼解碼等過程的性能。高SNR意味著信號較強，相對噪聲較弱，有助于提高數據傳輸的準確性。反之，低SNR則可能導致接收端無法準確解析發送端的信息，從而增加誤碼率(BER)。提高SNR的方法通常包括增加信號功率、降低噪聲功率、改進傳輸介質和優化接收設備。例如，在無線通信中，可以通過使用高性能的天線系統、對信號進行編碼、實施功率控制和自適應調制技術、應用智能信號處理技術等手段來提高SNR值。