低密度校驗碼(LDPC)
2.5.4 LDPC 在 5G-NR 中的标準進展之速率比對
2.5.7 信道品質訓示(CQI)表格和編碼調制方案(MCS)表格
信道品質訓示(CQI)是指,終端根據基站發射的下行參考信号(CSI-RS) 的接收品質(SINR),來向基站報告的下行信道狀況。編碼調制方案(MCS) 是指,基站告訴終端,基站發射的 PDSCH 信道使用什麼樣的調制方式和編 碼速率(MCS 和 PRB 數目結合起來可得到傳輸塊的大小),或者終端在發射 PUSCH 信道時應使用什麼樣的調制方式和編碼速率。
目前的 5G-NR 協定僅包含 eMBB 部分,不包括 URLLC 部分。URLLC 将在 5G-NR 的第二階段研究(2018 年)。是以,目前的 CQI 表和 MCS 表僅針對 eMBB。即,它們目前是針對 LDPC 碼設計的。考慮到 3GPP 要盡可能減少标準 化的工作量,URLLC 的資料信道(PDSCH/PUSCH)使用 LDPC 碼的可能性非 常大。即,目前的 CQI 表和 MCS 表可以直接作用到 URLLC 上;或者,它們可 經過簡單的修改來适配到 URLLC 上。
1. CQI 表
目 前 5G-NR 标 準 下 行 數 據 支 持 的 調 制 方 式 包 括 QPSK、16QAM、 64QAM 和 256QAM。終端通過檢測 CSI-RS 信号并估計信道品質後,需要向 網絡側上報信道品質訓示 CQI 資訊,該資訊包含有調制方式資訊和編碼率信 息。為了兼顧減少 CQI 資訊的開銷和更細粒度的 CQI 資訊訓示,5G-NR 标準 eMBB 場景設計采用 2 個 CQI 表,即:最高調制方式是 64QAM 的 CQI 表和最 高調制方式是 256QAM 的 CQI 表,這兩個表都采用 4 bit 開銷來定義 CQI 索引 含義。網絡側通過 RRC 信令的 CQI-table 參數來訓示終端選擇哪個 CQI 表來 上報信道品質訓示。
表 2-9 和表 2-10 分别為 64QAM CQI 表和 256QAM CQI 表。表的第 1 列為 CQI 索引,包含的值為 0,1,…,15,表示 16 種情況,可以使用 4 bit 來指 示。第 2 列為調制階數,第 3 列為編碼速率,第 4 列為根據調制方式和編碼率 計算出來的傳輸效率。

在5G-NR标準中,在一個載波的信道帶寬下,還細分出許多的子帶。對于子帶的信道品質訓示CQI資訊(稱之為子帶CQI) , 上面的2個表的CQI就稱之為寬帶CQI。由于一個寬帶信道下可能包含有許多子帶, 為了減少開銷,子帶CQI采用差分CQI表, 用2bit進行訓示。
表2-11是子帶差分CQI表。表中第1列是差分CQI值, 包含0, 1, 2,3四種情況, 使用2bit進行訓示。第2列為對應的子帶差分量(Sub-bandoffset level) , 該子帶差分量定義為:
Sub-band Offset level=wideband CQI index一sub-band CQI index
2.MCS表
(1) 下行MCS表
目前, 5G-NR标準下行資料支援的調制方式包括QPSK、16QAM、64QAM和256QAM。網絡側在DCI信令中告訴終端PDSCH傳輸資料所采用的MCS資訊。該資訊包含有調制階數資訊和編碼速率資訊。為了兼顧減少DCI信令中MCS資訊的開銷和更細粒度的MCS資訊訓示, 5G-NR标準eM BB場景設計采用兩個下行MCS 表,即:最高調制方式是 64QAM 的 MCS 表和最高調制方式是 256QAM 的 MCS 表,以下分别簡稱為表 64QAM MCS 和表 256QAM MCS,都采用 5 bit 開銷 來定義 MCS 索引。網絡側通過 RRC 信令的 MCS-Table-PDSCH 參數來告訴終 端 DCI 信令中 MCS 索引是對應哪張 MCS 表的 MCS 資訊。
表 2-12 和 表 2-13 分 别 為 下 行 用 于 PDSCH 的 64QAM MCS 表 和 256QAM MCS 表。表的第 1 列為 MCS 索引,包含的值為 0, 1, …, 31,32 種情況,可以使用 5 bit 來訓示。第 2 列為調制階數,其中,2 代表 QPSK、 4 代表 16QAM、6 代表 64QAM、8 代表 256QAM。第 3 列為編碼速率,第 4列為根據調制階數和編碼速率計算出來的傳輸效率。在表64QAM MCS中, MCS 索引為 29、30 和 31 時,為 PDSCH 資料重傳時的調制階數訓示。在 表 256QAM MCS 中,MCS 索引為 28、29、30 和 31 時,為 PDSCH 資料 重傳時的調制階數訓示。在重傳時,可以通過選擇不同的調制階數來選擇不 同的傳輸效率,增加了重傳時資料編碼調制方式的靈活性,有利于資料的成功解調。
MCS 索引使用 5 bit 來訓示,比 CQI 索引的 4 bit 訓示要多 1 bit,說明實 際 PDSCH 采用的傳輸效率的顆粒度比終端回報的 CQI 訓示的顆粒度要更精細。
(2)上行 MCS 表
目前,5G-NR 标準在 PUSCH 傳輸的上行資料支援的調制方式包括 π/2BPSK(pi/2-BPSK)、QPSK、16QAM、64QAM 和 256QAM。π/2-BPSK 調 制方式隻有在 DFT-s-OFDM 波形下并且終端支援 π/2-BPSK 調制方式下 才會使用。在 DFT-s-OFDM 波形下結合使用 π/2-BPSK 調制方式,可以 更好的降低信号的 PAPR,是以 π/2-BPSK 調制方式主要是為了增強上行 信道覆寫。在需要使用 π/2-BPSK 調制方式的無線信道環境下,就不會使 用 256QAM,是以在 256QAM MCS 表裡就可以不需要 π/2-BPSK 的調制方式。
為了減少 MCS 信令開銷和在不同場景下使用更細粒度的 MCS,5G-NR 标 準 eMBB 場景設計采用 3 個上行 MCS 表。當不使用 π/2-BPSK 調制方式時, 使用兩個MCS表,即:最高調制方式是64QAM的MCS表和256QAM的MCS表, 以下分别簡稱 64QAM MCS 表和 256QAM MCS 表。這兩個表都采用 5 bit 開銷 來定義 MCS 索引含義。系統通過 RRC 信令的 MCS-Table-PUSCH 來選擇使用 哪張表。這兩個上行的 64QAM MCS 表和 256QAM MCS 表與下行的 MCS 表是 相同的,即表 2-12 和表 2-13。當需要使用 π/2-BPSK 調制方式時,使用 1 個 MCS 表,即:最高調制階數是 64QAM 的 MCS 表。這個表也是采用 5 bit 開銷 來定義 MCS 索引。表 2-14 為上行用于 PUSCH 并支援 π/2-BPSK 的64QAMMCS表。