一種CQI 的測試方法與理論計算研究

袁曉超

（中興通訊股份有限公司，廣東 深圳 518057）

0 引言

在UMTS 的R5 版本以及LTE 系統(tǒng)中，引入下行信道質(zhì)量指示（Channel Quality Indication）[1]，即CQI 這個指標來衡量HSDPA 業(yè)務(wù)以及LTE 的下行PS業(yè)務(wù)的質(zhì)量。

CQI 由終端側(cè)上報，反應(yīng)下行信道質(zhì)量的好壞，基站側(cè)根據(jù)它進行下行數(shù)據(jù)的調(diào)度分配，這個指標直接影響終端側(cè)的速率大小，所以這是一個用來衡量數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的核心指標[2-4]。

3GPP 協(xié)議并沒有詳細規(guī)定CQI 的測試方法，如何準確的測試與計算該指標一直是無線通信業(yè)界研究的熱點問題[5-7]。

本文提出了一種在UMTS 系統(tǒng)中準確測試CQI 的方法，通過與CQI 的理論計算結(jié)果相比較，誤差控制在非常小的范圍，從而驗證了該測試方法的正確性。同時該測試方法對于LTE 系統(tǒng)的CQI 測試也具有良好的借鑒意義。

1 CQI 測試方法

CQI 的測試方法需要考慮實際無線環(huán)境，模擬終端從小區(qū)中心近點出發(fā)，逐漸遠離基站，達到小區(qū)邊緣為止的測試路線，測試終端在不同路損下的CQI值。測試設(shè)備如圖1 進行搭建：

下面是CQI 的測試步驟：

Step.1 按圖1 連接測試設(shè)備，并配置基站和終端；

Step.2 調(diào)整基站發(fā)射端的AWGN 發(fā)生器，使其輸出的噪聲功率譜密度為-75dBm/5MHz；

Step.3 調(diào)整基站發(fā)射端的衰減器使從基站發(fā)射端到終端的路損值為-95dB；

Step.4 設(shè)置基站發(fā)射端的信道模擬儀為AWGN信道。

2 CQI 理論計算

CQI 的理論計算推導(dǎo)如下。CQI 與ES/NO之間（對數(shù)域）有如下關(guān)系：

而在3GPP 協(xié)議25.214 里面對于HS-PDSCH 發(fā)射功率（對數(shù)域）做了如下規(guī)定：

HS-PDSCH 的擴頻因子為16，根據(jù)式（1）～（2）可推導(dǎo)出對數(shù)域CQI 的計算公式為：

設(shè)置基站發(fā)射端的HSDPA 業(yè)務(wù)的BLER 為10%；被測終端建立起HSDPA 業(yè)務(wù)，記錄終端上報的CQI 值；按照固定步長調(diào)整基站發(fā)射端的衰減器，重復(fù)步驟6，直到終端的速率為0 截止。

通過這種測試方法，可以得到一組不同路損下的CQI 值。接下來我們通過理論計算來驗證測試結(jié)果是否與理論值吻合。

為測量功率偏移(Measurement power offset)[1]，是基站通過信令配置給終端的。

a為正交因子，Ior為UE 接收到的本小區(qū)的功率，Ioc為UE 接收到的鄰區(qū)的功率，這里是單小區(qū)，該值為0；n0為熱噪聲，按照測試設(shè)備的配置，熱噪聲主要是AWGN 信號發(fā)生器產(chǎn)生的。

將測試相關(guān)參數(shù)代入公式（3）計算CQI 值，并與實際測試的CQI 相比較，得到的結(jié)果如圖2：

從圖2 的對比結(jié)果可以看出，根據(jù)本文測試方法的實測CQI 值與理論推導(dǎo)值完全吻合，在不同的路損下，誤差不超過1dB。由此可以得出該測試方法準確，可以與理論值互為驗證。

3 結(jié)論

利用本文介紹的測試方法，通過調(diào)整衰減器和更換信道模擬儀的信道配置，可以得到不同路損，不同信道，例如PA3，PB3，VA30 等典型信道下的CQI 值。這些實測值對網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化具有重要的參考價值。

該測試方法還可以用于測試下行信道的其他重要指標，例如ES/NO，具有重要的適用性。

同時該測試方法還可應(yīng)用在LTE 系統(tǒng)中測試CQI以及下行信道的其他指標，具有非常好的借鑒意義。