CQI

Un indicateur de qualité de canal (CQI) est une mesure numérique qu'un récepteur sans fil transmet à son émetteur pour décrire la qualité de réception du signal. Dans les réseaux LTE et 5G, le récepteur évalue continuellement le signal reçu et rapporte une valeur CQI, généralement sur une échelle de 0 à 15, où 0 signifie que le signal est trop dégradé pour être décodé et 15 signifie une réception quasi parfaite. L'émetteur utilise ce retour d'information pour ajuster sa puissance de transmission, son schéma de modulation et son taux de codage en temps réel.

Le calcul du CQI dépend de plusieurs mesures physiques effectuées au niveau du récepteur. Le récepteur mesure le rapport signal sur interférence plus bruit (SINR) du canal de liaison descendante, et à partir de cette seule métrique, il en déduit le schéma de modulation et de codage (MCS) que l'émetteur peut utiliser de manière fiable. Un CQI de 1 ne permet que le QPSK avec un taux de code de 1/5 ; un CQI de 15 permet le 64-QAM avec un taux de code de 8/9. Différentes normes associent les plages SINR aux niveaux CQI de manière légèrement différente, mais le principe est constant : la mesure indique à l'émetteur jusqu'où il peut pousser.

Le CQI est distinct des autres mesures de canal. La force du signal seule (RSRP, puissance de référence du signal reçu) ne tient pas compte des interférences ou du bruit. Le CQI est une métrique d'adaptation de liaison ; il suppose que le récepteur sait quel débit il peut atteindre. C'est pourquoi le rapport CQI est périodique et obligatoire dans les systèmes cellulaires. Un appareil mobile peut rapporter le CQI toutes les 5 ou 10 millisecondes sur la liaison montante, souvent en utilisant un encodage compressé ou différentiel pour économiser la bande passante de la liaison montante.

Variantes et limites pratiques

Le CQI large bande rapporte une seule valeur pour toute la bande passante du porteuse ; le CQI sous-bande rapporte par bloc de ressources ou par sous-porteuse, permettant à l'émetteur d'utiliser une planification sélective en fréquence. Dans les systèmes TDD, l'émetteur peut estimer le canal de liaison descendante à partir des signaux de référence de sondage de liaison montante et en déduire le CQI sans attendre de retour explicite, réduisant ainsi la surcharge. En FDD, un rapport CQI explicite est nécessaire car les canaux de liaison montante et descendante sont indépendants. Les rapports de mesure peuvent être retardés ; un combiné se déplaçant à la vitesse de l'autoroute peut rapporter un CQI obsolète qui ne reflète plus le véritable canal, entraînant des retransmissions et une perte de débit.

Des échecs de CQI se produisent lorsque le récepteur calcule mal le SINR, en particulier dans des environnements à grande vitesse ou riches en trajets multiples. Un CQI surestimé amène l'émetteur à utiliser un schéma trop agressif, entraînant des taux d'erreur par bloc supérieurs à 10 % et des tempêtes de retransmission. Un CQI sous-estimé gaspille de la bande passante en demandant une modulation plus robuste que nécessaire. Les cellules de service et les cellules voisines affectent également le CQI ; un appareil dans le chevauchement de deux signaux forts peut rapporter un CQI faible en raison d'interférences inter-cellulaires même si le signal de la cellule de service est fort, forçant l'émetteur à reculer inutilement.