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LTE 中的CQI,PMI,RI上报机制


LTE 中的 CQI,PMI,RI 上报机制
LTE 中支持两种形式的 CQI,PMI 和 RI 上报:周期性的和非周期性的上报。周期性的 CQI 上报通 常是通过 PUCCH 来进行的。如果 UE 在发送周期性 CQI 的子帧上,同时被调度有数据需要发送, 那么,周期性的 CQI 上报将通过 PUSCH 来进行。此时,UE 将在 PUSCH 中采用和 PUCCH 中同

样的 CQI/PMI/RI 格式,而相应的 PUCCH 上的 CQI 上报资源将会闲置不用【1】。 eNodeB 还可以触发 UE 进行非周期性的上报。非周期性的上报是通过 PUSCH 来进行的。这些上报 可以在 PUSCH 上单独地或者和其他数据一起进行发送。 在周期性 CQI 上报和非周期性 CQI 上报子帧同时存在的子帧,UE 将会只上报非周期性的 CQI 上 报而丢弃周期性的上报。 CQI 上报的粒度有三个等级:宽带,UE 选择的子带和上层配置的子带。 宽带 CQI 上报是指 UE 针对整个系统带宽上报一个 CQI。CQI 的取值如下图所示:

Table 7.2.3-1: 4-bit CQI Table
CQI index 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 modulation out of range QPSK QPSK QPSK QPSK QPSK QPSK 16QAM 16QAM 16QAM 64QAM 64QAM 64QAM 64QAM 64QAM 64QAM 78 120 193 308 449 602 378 490 616 466 567 666 772 873 948 0.1523 0.2344 0.3770 0.6016 0.8770 1.1758 1.4766 1.9141 2.4063 2.7305 3.3223 3.9023 4.5234 5.1152 5.5547 code rate x 1024 efficiency

值得注意的是,类似于 HSDPA,CQI 的选取准则是 UE 接收到的传输块的误码率不超过 10%。因 此,UE 上报的 CQI 不仅与下行参考信号的 SINR 有关,还与 UE 接收机的灵敏度有关【2】。 上层配置的子带上报是指针对整个系统带宽,UE 上报一个宽带 CQI。除此之外,UE 还对每个子 带上报一个 CQI。在上层配置的子带上报中,每个子带的带宽为 K 个连续的物理资源块,K 的取

值大小与系统的带宽有关。子带的数目为 ,覆盖了整个系统的带宽。其中 为下行的物理资源块 的数目。最后一个子带的资源块数目可能小于 K。

Table 7.2.1-3: Subband Size (k) vs. System Bandwidth
System Bandwidth Subband Size (k) 6-7 8 - 10 11 - 26 27 - 63 64 - 110 NA 4 4 6 8

对于每个子带,上报 2 个 Bit 的 CQI 编号,子带的 CQI 编号与子带 CQI 相对于宽带 CQI 的偏移 值有关,如下所示:

Subband differential CQI offset level = subband CQI index – wideband CQI index Table 7.2.1-2: Mapping subband differential CQI value to offset level
Subband differential CQI value 0 1 2 3 0 1 ?2 ?-1 Offset level

对于 UE 选择的子带上报, 在周期性上报和非周期性上报中具有不同的形式, 下面将会详细叙述。 LTE 中的 CQI 上报,还与 UE 的传输模式有关。LTE 中,定义了八种不同的传输模式,对应相应的 多天线技术。不同的传输模式下,上报的 CQI 中包含不同的内容。

Table 7.2.3-0: PDSCH transmission scheme assumed for CQI reference resource
Transmission mode 1 2 3 Transmission scheme of PDSCH Single-antenna port, port 0 Transmit diversity Transmit diversity if the associated rank indicator is 1, otherwise large delay CDD 4 5 6 7 Closed-loop spatial multiplexing Multi-user MIMO Closed-loop spatial multiplexing with a single transmission layer If the number of PBCH antenna ports is one, Single-antenna port, port 0; otherwise Transmit

diversity 8

If the UE is configured without PMI/RI reporting: if the number of PBCH antenna ports is one, single-antenna port, port 0; otherwise transmit diversity

If the UE is configured with PMI/RI reporting: closed-loop spatial multiplexing

下面对周期性 CQI 上报和非周期性 CQI 上报分开进行讨论。 首先,对于非周期的上报。 UE 如果在子帧 N 中,接收到 DCI 格式 0,或者是 RAR 反馈,其中 CQI Request 的位设置为 1 并且 未被预留,那么 UE 会在相应的上行子帧,反馈相应的 CQI。 LTE 中规定,UE 需要支持如下几种不同模式的 CQI 非周期上报机制。

Table 7.2.1-1: CQI and PMI Feedback Types for PUSCH reporting Modes
PMI Feedback Type No PMI Single PMI Multiple PMI

Wideband (wideband CQI) PUSCH CQI Feedback Type UE Selected (subband CQI)

Mode 1-2

Mode 2-0

Mode 2-2

Higher Layer-configured (subband CQI) Mode 3-0 Mode 3-1

在不同的传输模式下,UE 支持的上报模式如下所示: Transmission mode 1 Transmission mode 2 Transmission mode 3 Transmission mode 4 Transmission mode 5 Transmission mode 6 Transmission mode 7 : Modes 2-0, 3-0 : Modes 2-0, 3-0 : Modes 2-0, 3-0 : Modes 1-2, 2-2, 3-1 : Mode 3-1 : Modes 1-2, 2-2, 3-1 : Modes 2-0, 3-0

Transmission mode 8

: Modes 1-2, 2-2, 3-1 if the UE is configured with PMI/RI reporting; modes 2-0, 3-0 if the UE is configured without PMI/RI reporting

RRC 信令中的参数 cqi-ReportModeAperiodic 定义了配置给 UE 所使用的上报模式。 在 UE 选择的 子带上报的模式中,UE 在大小为 K 的子带中,选择 M 个适合(应该是最好)的子带,计算其 CQI 的平均值,将其上报给 eNodeB。其中 K 和 M 的大小与系统的带宽有关,如下表所示:

Table 7.2.1-5: Subband Size (k) and Number of Subbands (M) in S vs. Downlink System Bandwidth
System Bandwidth Subband Size k (RBs) NA 2 2 3 4 M NA 1 3 5 6

6–7 8 – 10 11 – 26 27 – 63 64 – 110

UE 需要上报一个宽带的 CQI,而将 M 个子带的 CQI 以相对于宽带 CQI 偏移值的形式由 2 个 Bit 来表示。CQI 值与偏移值的对应关系如下表所示:

Table 7.2.1-4: Mapping differential CQI value to offset level
Differential CQI value 0 1 2 3 Offset level ?1 2 3 ?4

由于 UE 选择的 M 个子带的 CQI 要高于整个系统带宽的 CQI 值,因此上表中的偏移值(一般)不 存在负数。 除此之外, UE 还需要通知 eNodeB 其所选择的 M 个子带在系统带宽中所处的位置 【 1】 。

除了非周期性的上报, eNodeB 还可以通过 RRC 信令中的参数 cqi-FormatIndicatorPeriodic, 配 置 UE 进行周期性的上报(包括 CQI 的上报模式,所使用的 PUCCH 资源以及上报周期等)。周期 性的上报中,支持的上报模式如下表所示:

Table 7.2.2-1: CQI and PMI Feedback Types for PUCCH reporting Modes
PMI Feedback Type No PMI PUCCH CQI Feedback Type Wideband (wideband CQI) Single PMI

Mode 1-0

Mode 1-1

UE Selected (subband CQI)

Mode 2-0

Mode 2-1

在不同的传输模式下,所能够支持的 CQI 上报模式如下:【1】 Transmission mode 1 Transmission mode 2 Transmission mode 3 Transmission mode 4 Transmission mode 5 Transmission mode 6 Transmission mode 7 Transmission mode 8 : Modes 1-0, 2-0 : Modes 1-0, 2-0 : Modes 1-0, 2-0 : Modes 1-1, 2-1 : Modes 1-1, 2-1 : Modes 1-1, 2-1 : Modes 1-0, 2-0 : Modes 1-1, 2-1 if the UE is configured with PMI/RI reporting; modes 1-0, 2-0 if the UE is configured without PMI/RI reporting 在周期性上报的情况下,不支持上层配置的子带 CQI 上报。对于 UE 选择的子带上报,与非周期 性上报的情况也有所不同。在周期性的上报中,全部 N 个子带被分成 J 个子带组,其中子带的大 小 K(单位是 RB)和子带组的数目 J 与系统的带宽有关,如下表所示。

Table 7.2.2-2: Subband Size (k) and Bandwidth Parts (J) vs. Downlink System Bandwidth
System Bandwidth 6–7 8 – 10 11 – 26 27 – 63 64 – 110 Subband Size k(RBs) NA 4 4 6 8 Bandwidth Parts (J) NA 1 2 3 4

对于每个大小为 的子带组,UE 选择其中的一个子带进行 CQI 上报,同时 UE 将上报相应子带在 子带组中的位置标号,大小为 个比特。 CQI/PMI 周期性上报的周期 (单位是子帧)以及偏移 (单位是子帧)取决于 RRC 中的信令参数

cqi-pmi-ConfigIndex, RI 周期性上报的周期 和偏移 取决于 RRC 中的信令参数 ri-ConfigIndex。
在只有宽带 CQI/PMI 上报的情况下, 上报的子帧满足如下的条件: ? ?
如果配置了 RI 的上报, 那么 RI 上报的子帧满足如下的条件:

.
o 在 RI 和宽带 CQI/PMI 冲突的子帧,宽带 CQI、PMI 会被丢弃 在同时上报宽带 CQI/PMI 和子带 CQI 上报的场合,上报的子帧满足如下的条件:

,其中,
宽带 CQI/PMI 上报的周期是 ,上报的子帧满足 ,其中 H 定义为: ,J 为子带组的数目,
K 是 RRC 中的信令参数。 在两次周期性上报的时间间隔 , UE 会依次上报 K 轮 J 个子带组。 在配置了 RI 上报的场合,上报 RI 的子帧满足如下的条件:

。同样的,在 RI 和宽带 CQI/PMI 以及子带 CQI 冲突的子帧,UE 会丢弃宽带 CQI/PMI 和子带 CQI。

【1】:3GPP 36.213 section 7.2 【2】: LTE From theory to proctice


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