一种CQI 的测试方法与理论计算研究

袁晓超

（中兴通讯股份有限公司，广东 深圳 518057）

0 引言

在UMTS 的R5 版本以及LTE 系统中，引入下行信道质量指示（Channel Quality Indication）[1]，即CQI 这个指标来衡量HSDPA 业务以及LTE 的下行PS业务的质量。

CQI 由终端侧上报，反应下行信道质量的好坏，基站侧根据它进行下行数据的调度分配，这个指标直接影响终端侧的速率大小，所以这是一个用来衡量数据业务的核心指标[2-4]。

3GPP 协议并没有详细规定CQI 的测试方法，如何准确的测试与计算该指标一直是无线通信业界研究的热点问题[5-7]。

本文提出了一种在UMTS 系统中准确测试CQI 的方法，通过与CQI 的理论计算结果相比较，误差控制在非常小的范围，从而验证了该测试方法的正确性。同时该测试方法对于LTE 系统的CQI 测试也具有良好的借鉴意义。

1 CQI 测试方法

CQI 的测试方法需要考虑实际无线环境，模拟终端从小区中心近点出发，逐渐远离基站，达到小区边缘为止的测试路线，测试终端在不同路损下的CQI值。测试设备如图1 进行搭建：

下面是CQI 的测试步骤：

Step.1 按图1 连接测试设备，并配置基站和终端；

Step.2 调整基站发射端的AWGN 发生器，使其输出的噪声功率谱密度为-75dBm/5MHz；

Step.3 调整基站发射端的衰减器使从基站发射端到终端的路损值为-95dB；

Step.4 设置基站发射端的信道模拟仪为AWGN信道。

2 CQI 理论计算

CQI 的理论计算推导如下。CQI 与ES/NO之间（对数域）有如下关系：

而在3GPP 协议25.214 里面对于HS-PDSCH 发射功率（对数域）做了如下规定：

HS-PDSCH 的扩频因子为16，根据式（1）～（2）可推导出对数域CQI 的计算公式为：

设置基站发射端的HSDPA 业务的BLER 为10%；被测终端建立起HSDPA 业务，记录终端上报的CQI 值；按照固定步长调整基站发射端的衰减器，重复步骤6，直到终端的速率为0 截止。

通过这种测试方法，可以得到一组不同路损下的CQI 值。接下来我们通过理论计算来验证测试结果是否与理论值吻合。

为测量功率偏移(Measurement power offset)[1]，是基站通过信令配置给终端的。

a为正交因子，Ior为UE 接收到的本小区的功率，Ioc为UE 接收到的邻区的功率，这里是单小区，该值为0；n0为热噪声，按照测试设备的配置，热噪声主要是AWGN 信号发生器产生的。

将测试相关参数代入公式（3）计算CQI 值，并与实际测试的CQI 相比较，得到的结果如图2：

从图2 的对比结果可以看出，根据本文测试方法的实测CQI 值与理论推导值完全吻合，在不同的路损下，误差不超过1dB。由此可以得出该测试方法准确，可以与理论值互为验证。

3 结论

利用本文介绍的测试方法，通过调整衰减器和更换信道模拟仪的信道配置，可以得到不同路损，不同信道，例如PA3，PB3，VA30 等典型信道下的CQI 值。这些实测值对网络性能优化具有重要的参考价值。

该测试方法还可以用于测试下行信道的其他重要指标，例如ES/NO，具有重要的适用性。

同时该测试方法还可应用在LTE 系统中测试CQI以及下行信道的其他指标，具有非常好的借鉴意义。