RSRP et RSRQ 1ère partie : Mesure de la qualité du signal radio et de la puissance reçue réalisée au niveau de la couche Physique.

Le mobile (User Equipment ou UE) et la station de base (eNB) effectuent périodiquement des mesures radios pour connaître la qualité du lien radio (canal de propagation). Toutes les caractéristiques sont indiquées dans le document 3GPP TS 36.214, et nous tentons ici d’extraire des informations sur l’utilité des mesures et les conditions de mesures.

La station de base émet des signaux de références (RS – Reference Signal) permettant d’estimer la qualité du lien du canal radio. Un signal de référence (RS) est un signal émis par l’émetteur et connu par le récepteur, ce signal ne transmet aucune information. Cependant, le récepteur compare la séquence reçue à la séquence émise (donc en clair la séquence que le récepteur aurait dû recevoir dans l’idéal) et à partir de la différence entre les deux, le récepteur estime la déformation apportée par le canal de transmission (multi-trajets, effets de masque, atténuation, interférences, …).

Cette séquence connue est émise sur toute la cellule, il s’agit d’un signal broadcasté spécifique par cellule.  Par conséquent il doit être émis avec une puissance suffisante pour couvrir la cellule et avoir des propriétés particulières (puissance constante par exemple, autocorrélation nulle, faible intercorrélation) pour différencier le signal reçu d’une cellule à une autre. Dans le cadre du LTE, les séquences utilisées sont des séquences de Zadoff-Chu transmise sur une modulation QPSK. Le motif est identique à chaque sous trame, à un décalage en fréquence près entre les cellules de manière à limiter l’interférence et améliorer ainsi la réception du RS. La puissance du CRS peut aussi être augmenté en cas de fort trafic (et donc d’interférence) par rapport à la puissance des données via le Power Boosting pour la voie descendante.

L’UE quant à lui envoie un signal de référence de sonde, nommé SRS permettant à l’eNB de déterminer la qualité du canal montant et de maintenir la synchronisation

Les mesures effectuées (signaux de références aussi appelés pilotes– CRS – Cell Reference signal indiquant que le signal de référence est spécifique à la cellule) sont relayées aux couches supérieures afin de planifier des Handovers (Intra-inter cellules et inter RAT c’est-à-dire d’autres technologies comme la 3G, le Wi-FI, …).

L’UE se sert des mesures des signaux de références afin d’estimer (indicateur) le niveau du signal reçu (RSRP) permettant ainsi, en mode de veille, de sélectionner la meilleure cellule. La mesure impacte donc la gestion de la mobilité de l’UE (RRM : Radio Ressource Management)

Pour être plus pragmatique, je vous propose de d’expliciter l’image suivante en définissant les informations lues sur le mobile suivant :

Dans un prochain article, je vous expliquerai les notions RSRP, RSRQ et RSSI

 

8 commentaires sur “RSRP et RSRQ 1ère partie : Mesure de la qualité du signal radio et de la puissance reçue réalisée au niveau de la couche Physique.

  1. Bonjour,

    Merci pour l’article, très intéressant.
    Peut-on considérer qu’un appareil connecté sur une cellule avec un RSRP de -90dbm est meilleur qu’un appareil connecté sur la même cellule avec un RSRP de -99dbm? J’aimerais comprendre comment il serait possible de mesure la qualité de reception d’un appareil par rapport à un autre (sur les mêmes cellules évidemment).

    Merci!

    • Bonjour
      le signal reçu est de -90 dBm, il faut s’intéresser à la sensibilité de l’appareil, c’est à dire la puissance au dessus de laquelle il peut recevoir un signal.
      Dans votre cas, l’appareil de -99 dBm va fonctionner avec un schéma de modulation et de codage (MCS) plus faible (CQI) mais je ne peux rien dire par rapport à la qualité de réception. L’exemple que vous prenez c’est la puissance mesurée par un appareil d’un coté ou l’autre d’une fenêtre simple vitrage à 900 MHz.

      • Bonjour,

        merci pour votre réponse. Comment pourrait-on mesurer la sensibilité de l’appareil? Et indirectement sa capacité à bien capter le réseau? Je n’ai pas la possibilité de controler la partie réseau comme dans un labo mais sous Android il est possible de récupérer pas mal de données sur la connectivité.

        Merci!

        • Bonjour

          on va aborder un domaine trop physique pour pouvoir vous répondre.
          La sensibilité dépend de la largeur de bande, du facteur de bruit (des étages d’amplificateurs faible bruit), du gain de l’antenne; du rapport signal sur bruit pour détecter le signal à l’antenne.
          Maintenant, pour le mesurer, Agilent décrit par exemple une procédure : http://literature.cdn.keysight.com/litweb/pdf/5992-0369EN.pdf pour un Device Under Test.
          Pour le téléphone, vous pouvez comparer la sensibilité entre deux téléphones à partir des mesures faites par chaque téléphone, en même temps, au même endroit et en moyennant sur une vingtaine de mesure (approche non conventionnelle ni procéduriale, c’est juste une comparaison).
          COrdialement

          • Merci pour ces précisions et désolé pour le retard dans ma réponse. J’utilise Network Cell Info Lite et à défaut de pouvoir faire les tests en même temps, je prends environ 1500 mesures sur les mêmes antennes et aux mêmes heures. Lorsque je retire le fichier brut de mesure de l’appareil, j’isole les identifiants des cellules pour être sûr de comparer les signaux provenant des mêmes cellules. Ce n’est pas scientifiquement exact car il y a un tas d’autres facteurs qui interviennent mais à chaque fois que j’ai obtenu une moyenne plus basse, j’ai constaté d’autres problèmes comme un passage plus fréquent dans une autre fréquence ou une vitesse de téléchargement plus basse. Je calcule aussi des moyennes pondérées pour éviter les parasites et je calcule également les écarts qui semblent également donner une bonne indication.

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