Analyse technique des causes des faibles RSRP en réseau LTE/5G

Analyse technique des causes des faibles RSRP en réseau LTE/5G

Définition du RSRP et rôle dans la couverture radio

Le RSRP (Reference Signal Received Power) est une mesure essentielle dans les réseaux LTE et 5G, représentant la puissance moyenne reçue des signaux de référence (RS) émis par l’antenne d’une cellule. Cette valeur, exprimée en dBm, permet à l’équipement utilisateur (UE) d’évaluer la qualité de la couverture radio. Contrairement au RSSI qui inclut toutes les puissances reçues (y compris le bruit et les interférences), le RSRP isole les signaux utiles, ce qui le rend plus pertinent pour les décisions de handover, de sélection ou de réélection de cellule.

Symptômes et seuils typiques d’un RSRP faible

Un RSRP est considéré comme faible lorsque sa valeur descend en dessous de -100 dBm. Cela se manifeste souvent par des déconnexions fréquentes, des débits réduits, des handovers intempestifs ou une dégradation de la qualité de service. Le tableau suivant présente une classification typique des niveaux de RSRP :

Principales causes techniques des RSRP faibles

Plusieurs facteurs peuvent entraîner une baisse du RSRP, tant au niveau de l’infrastructure que de l’environnement externe :

• Éloignement de la cellule : la puissance du signal diminue avec la distance, suivant la loi de propagation en espace libre ou en milieu urbain (modèle de Hata).
• Obstacles physiques : les bâtiments, murs, collines ou forêts peuvent atténuer ou bloquer les signaux radio, particulièrement en bande haute (e.g. 3500 MHz).
• Paramétrage radio sous-optimal : puissance d’émission faible, tilt électrique mal ajusté, ou mauvaise configuration de la puissance de transmission (P_tx).
• Défauts matériels : antenne défectueuse, câble endommagé, PIM (Passive Intermodulation), pertes sur connecteurs ou désalignement d’antennes.
• Effets de fading : les variations rapides ou lentes du canal radio, causées par les interférences multi-trajets ou les changements d’environnement dynamique (voitures, piétons, etc.).

Impact d’un RSRP faible sur la performance du réseau

Un RSRP faible influence directement la capacité du réseau à fournir un service de qualité. Les mécanismes d’adaptation de modulation (AMC) vont réduire la modulation et coder de façon plus robuste, ce qui diminue le débit. Le taux de retransmissions HARQ augmente, la latence s’élève, et les ressources radio sont davantage sollicitées pour compenser la perte de signal.

Stratégies d’optimisation en cas de faibles RSRP

Pour remédier à des niveaux RSRP faibles, plusieurs actions d’optimisation peuvent être envisagées :

1. Optimisation RF : augmenter la puissance d’émission dans les limites réglementaires, ajuster les tilts (électriques et mécaniques), réorienter les antennes pour un meilleur recouvrement.
2. Ajout de sites ou relais : densification du réseau avec des small cells ou microcellules, notamment en zones d’ombre ou à forte densité urbaine.
3. Utilisation de bandes basses : tirer avantage des fréquences autour de 700-900 MHz qui pénètrent mieux les obstacles et assurent une couverture plus étendue.
4. Beamforming adaptatif (en 5G) : ciblage dynamique des utilisateurs avec des faisceaux orientés pour renforcer la puissance reçue.
5. Contrôle de la puissance côté UE : configuration des seuils de power headroom et d’algorithmes ULPC (Uplink Power Control).

Exemple pratique : couverture faible dans une zone industrielle

Dans un déploiement LTE 1800 MHz en périphérie urbaine, une zone industrielle enregistrait des RSRP < -105 dBm sur plusieurs centaines de mètres. Après analyse, deux facteurs ont été identifiés : obstruction par des entrepôts métalliques et tilt trop négatif des antennes macros. La correction a consisté à installer une microcellule sur le toit d’un bâtiment central et à ajuster le tilt de l’antenne macro distante de 2 km. Le RSRP moyen est passé à -92 dBm, avec amélioration notable des KPIs.

Comparaison entre RSRP et autres indicateurs de couverture

Il est essentiel de distinguer le RSRP des autres métriques utilisées dans l’évaluation de la couverture :

• RSRQ (Reference Signal Received Quality) : rapport entre le RSRP et le RSSI. Donne une indication sur le bruit et les interférences. Un bon RSRP mais mauvais RSRQ peut indiquer un brouillage.
• SINR (Signal to Interference plus Noise Ratio) : rapport direct signal / interférence + bruit, plus précis mais moins stable. Indicateur clé pour la modulation.

Ainsi, une analyse complète de la couverture nécessite de combiner ces indicateurs afin d’identifier correctement les sources de problèmes et de planifier les actions correctives.

Conclusion

Le RSRP constitue un paramètre fondamental pour la qualité de couverture en réseau LTE et 5G. Sa dégradation peut résulter de multiples causes : techniques, environnementales ou liées au design réseau. L’optimisation passe par une approche systémique intégrant analyse terrain, ajustements radio, densification ciblée et utilisation intelligente des technologies disponibles. Une surveillance continue des KPIs liés au RSRP reste indispensable pour garantir la stabilité du réseau.

Pour aller plus loin, il est pertinent d’étudier les effets du RSRQ sur les performances radio en présence d’interférences inter-cellulaires.