我相信大家對于信號這個詞,并不陌生在使用手機過程中,知道信號條滿格是極好,信號條沒有就是差的,但這些數值背后的計算很復雜,是大量現場試驗的結果,需要扎實的物理學、通信理論和 LTE 規范基礎才能完全理解。此外,任何給定的測量都高度依賴于讀取位置的無線電條件:調制解調器與周圍小區的距離、當地的大氣條件、調制解調器和小區之間是否存在信號阻塞,例如。墻壁和金屬結構,以及調制解調器在車內是靜止的還是運動的。
幸運的是,蜂窩通信技術是專門滿足這些因素而開發的。蜂窩式調制解調器——術語中的“用戶設備”(UE)——持續監控附近所有蜂窩基站傳輸的信號,以便它們始終能夠連接到信號最好的基站。LTE技術包括參考信號,調制解調器使用這些信號以標準方式評估與給定基站的連接狀態。
調制解調器根據稱為RSRP(參考信號接收功率)的值確定要連接到哪個塔。這是在頻譜的寬帶和窄帶部分傳播的LTE參考信號的測量功率。以dBm表示的RSRP值始終為負值,數值越大,即越接近零,信號功率越高。
LTE 規范將第二個值RSRQ(參考信號接收質量)定義為載波功率與干擾功率之比:本質上這是使用標準信號測量的信噪比。具有高 RSRQ 的連接應該是好的,即使 RSRP 很低:調制解調器能夠提取微弱信號中的信息,因為噪聲最小。
根據所有附近塔的 RSRP 值,調制解調器選擇具有最佳 RSRP 的塔。如果兩個塔的 RSRP 值太接近而無法調用,調制解調器使用 RSRQ 作為其選擇的基礎。
在蜂窩信號強度的上下文中經常討論其他值,包括RSSI和SINR,但這些值在LTE規范中沒有正式定義,因此不同制造商的調制解調器之間不具有可比性。RSRP和RSRQ是比較來自不同供應商的調制解調器的信號處理性能時應使用的唯一值,因為只有這些值是LTE規范的一部分,并且是使用每個基站發送的信號定義的。
信號質量
作為一個粗略的指南,物聯網設備和基站塔之間的連接質量定義了以下質量指標:
射頻質量 |
RSRP |
RSRQ |
極好的 |
>= -80 |
>= -10 |
好 |
-80 to -90 |
-10 to -15 |
較好 |
-90 to -100 |
-15 to -20 |
差 |
< -100 |
< -20 |
對于給定的RSRP和RSRQ范圍,其他供應商將有不同的質量值。這些質量值將取決于調制解調器的特定能力:基本上取決于它提取信號的能力。
在應用程序中使用RSRP和RSRQ
應用程序如何利用這些值?使用上表——當然,假設您使用的是移遠同通信調制解調器——您可以在調制解調器運行一小段時間后讀取RSRP和RSRQ值,并使用它們向最終用戶顯示“連接質量”指示器,例如一行LED、一個單色LED或一個顯示圖標。你可以將這些值轉換成手機顯示的那種四條指示器。
移遠通信的值并不是完全定性的:它們還指示了當調制解調器從塔樓移向其小區邊緣時,信號強度和質量是如何下降的。同樣,您的設備UI可以向最終用戶發出信號,表示他們可能希望將設備移到離單元更近的位置。上升的RSRP和RSRQ值表明它們正朝著正確的方向移動。
但是,正如我們所看到的,重要的是要記住,這些值不是絕對的:它們可能會隨著調制解調器從一個蜂窩塔切換到另一個蜂窩塔而改變,或者因為影響無線電信號的短暫現象而改變,例如天氣狀況或設備和蜂窩塔之間添加大型物理對象。指示“良好”連接的信號值無法防止突然但短暫的連接中斷。
然而,即使信號強度看起來很弱,例如“cell edge”值或更糟,調制解調器仍將保持連接,暫時性問題除外。有了NB-IOT卡,您就可以管理設備在給定區域可以連接到哪些網絡,從而更好地提供堅如磐石的連接。