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

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	NA
8 - 10	4
11 - 26	4
27 - 63	6
64 - 110	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	Offset level
0	0
1	1
2	³2
3	£-1

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	Transmission scheme of PDSCH
1	Single-antenna port, port 0
2	Transmit diversity
3	Transmit diversity if the associated rank indicator is 1, otherwise large delay CDD
4	Closed-loop spatial multiplexing
5	Multi-user MIMO
6	Closed-loop spatial multiplexing with a single transmission layer
7	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
PUSCH CQI                 Feedback Type
	Wideband			Mode 1-2
	(wideband CQI)
	UE Selected	Mode 2-0		Mode 2-2
	(subband CQI)
	Higher Layer-configured	Mode 3-0	Mode 3-1
	(subband CQI)

在不同的传输模式下，UE支持的上报模式如下所示：

Transmission mode 1     : Modes 2-0, 3-0

Transmission mode 2     : Modes 2-0, 3-0

Transmission mode 3     : Modes 2-0, 3-0

Transmission mode 4     : Modes 1-2, 2-2, 3-1

Transmission mode 5     : Mode 3-1

Transmission mode 6     : Modes 1-2, 2-2, 3-1

Transmission mode 7     : 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)	M
6 – 7	NA	NA
8 – 10	2	1
11 – 26	2	3
27 – 63	3	5
64 – 110	4	6

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	Offset level
0	£1
1	2
2	3
3	³4

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	Single PMI
PUCCH CQI                 Feedback Type
	Wideband	Mode 1-0	Mode 1-1
	(wideband CQI)
	UE Selected	Mode 2-0	Mode 2-1
	(subband CQI)

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     : Modes 1-0, 2-0

Transmission mode 2     : Modes 1-0, 2-0

Transmission mode 3     : Modes 1-0, 2-0

Transmission mode 4     : Modes 1-1, 2-1

Transmission mode 5     : Modes 1-1, 2-1

Transmission mode 6     : Modes 1-1, 2-1

Transmission mode 7     : Modes 1-0, 2-0

Transmission mode 8     : 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	Subband Size k (RBs)	Bandwidth Parts (J)
6 – 7	NA	NA
8 – 10	4	1
11 – 26	4	2
27 – 63	6	3
64 – 110	8	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