CQI

Un indicador de calidad de canal (CQI) es una medida numérica que un receptor inalámbrico transmite de vuelta a su transmisor para describir qué tan bien llegó la señal. En las redes LTE y 5G, el receptor evalúa continuamente la señal recibida e informa un valor CQI, típicamente en una escala de 0 a 15, donde 0 significa que la señal está demasiado degradada para decodificarse y 15 significa una recepción casi perfecta. El transmisor utiliza esta retroalimentación para ajustar su potencia de transmisión, esquema de modulación y tasa de codificación en tiempo real.

El cálculo del CQI depende de varias mediciones físicas realizadas en el receptor. El receptor mide la relación señal-interferencia-más-ruido (SINR) del canal de enlace descendente, y a partir de esta única métrica infiere qué esquema de modulación y codificación (MCS) puede usar el transmisor de manera confiable. Un CQI de 1 solo permite QPSK con una tasa de código de 1/5; un CQI de 15 permite 64-QAM con una tasa de código de 8/9. Diferentes estándares mapean los rangos de SINR a los niveles de CQI de manera ligeramente diferente, pero el principio es constante: la medición le dice al transmisor cuánto puede exigir.

El CQI es distinto de otras mediciones de canal. La intensidad de la señal por sí sola (RSRP, potencia de referencia de la señal recibida) no tiene en cuenta la interferencia o el ruido. El CQI es una métrica de adaptación de enlace; asume que el receptor sabe qué rendimiento puede lograr. Por eso, la notificación de CQI es periódica y obligatoria en los sistemas celulares. Un dispositivo móvil podría informar el CQI cada 5 o 10 milisegundos en el enlace ascendente, a menudo utilizando codificación comprimida o diferencial para ahorrar ancho de banda en el enlace ascendente.

Variantes y límites prácticos

El CQI de banda ancha informa un solo valor para todo el ancho de banda del portador; el CQI de subbanda informa por bloque de recursos o por subportadora, lo que permite al transmisor usar una programación selectiva de frecuencia. En los sistemas TDD, el transmisor puede estimar el canal de enlace descendente a partir de las señales de referencia de sondeo del enlace ascendente e inferir el CQI sin esperar una retroalimentación explícita, lo que reduce la sobrecarga. En FDD, la notificación explícita de CQI es necesaria porque los canales de enlace ascendente y descendente son independientes. Los informes de medición pueden retrasarse; un teléfono móvil que se mueve a velocidad de autopista puede informar un CQI obsoleto que ya no refleja el canal real, lo que lleva a retransmisiones y pérdida de rendimiento.

Las fallas de CQI ocurren cuando el receptor calcula erróneamente el SINR, particularmente en entornos de alta velocidad o ricos en trayectos múltiples. Un CQI sobreestimado hace que el transmisor utilice un esquema demasiado agresivo, lo que lleva a tasas de error de bloque superiores al 10 por ciento y tormentas de retransmisión. Un CQI subestimado desperdicia ancho de banda al solicitar una modulación más robusta de lo necesario. Las celdas de servicio y las celdas vecinas también afectan el CQI; un dispositivo en la superposición de dos señales fuertes puede informar un CQI bajo debido a la interferencia entre celdas, aunque la señal de la celda de servicio sea fuerte, lo que obliga al transmisor a reducir la potencia innecesariamente.