[发明专利]一种正交频分复用系统中的自适应调制和编码方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信中的调制编码领域，具体涉及正交频分复用(OFDM，Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing)系统中自适应调制和编码方法。

背景技术

无线信道的一个重要特点是多径传播，它使接收信号相互重叠，产生符号间干扰。当传输速率较高时，信号持续时间越短，相应带宽越宽，若信号带宽超过信道相干带宽时，信道时间弥散特性将对接收信号产生频率选择性衰落。

正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术能较好地解决这个问题。OFDM在频域把信道分成许多正交子信道，各子信道的载波间保持正交，频谱相互重叠，这样减小了子信道间干扰，提高了频谱利用率。同时在每个子信道上信号带宽远远小于信道带宽，故虽整个信道是非平坦的频率选择性，但是每个子信道是相对平坦的，大大减小了符号间干扰。由于OFDM具有抗多径能力强，频谱利用率高的优点，因此受到广泛关注，获得广泛的应用。

实际上OFDM本身只是一种频域波形成形及信号处理技术，井非一种调制技术，与正交幅相调制(QAM，Quadrature Amplitude Modulation)等高阶调制的组合才能更好地体现出它的高频谱利用率。自适应正交频分复用是将自适应调制和编码(AMC，Adaptive Modulation andCoding)技术应用到OFDM系统中，通过对信道参数的估计，动态地改变调制和编码方式以适应信道的要求，达到最佳传输效果，满足通信服务质量的要求。

在正交频分复用系统中，链路自适应技术常将接收到的符号信噪比(SNR，Signal NoiseRatio)或反映接收信号星座集合大小的误差矢量振幅(EVM，Error Vector Magnitude)作为信道品质信息(CQI，Channel Quality Indicator)来使用，自适应调制和编码可以在不同SNR或EVM范围内实施。在自适应调制和编码方式的时间窗内，接收到的EVM可位于预先定义的EVM区间的任意一个区段内，对应每一区段有相应的调制和编码方式。

专利申请CN200510059500.3“使用自适应调制方式的无线通信方法及无线通信装置”公开了一种自适应调制和编码方法。该方法在终端站的传输线路推定部中，检测下行线路的RSSI平均值，将其结果通知给基站。而在基站中，从上述终端站接收下行线路的RSSI平均值，同时通过传输线路推定部检测上行线路的RSSI平均值。而且，在自适应调制控制部中，将上述所接收的下行线路的RSSI平均值和上述所检测的上行线路的RSSI平均值中差的一方，与阈值进行比较，确定调制方式，将该确定的调制方式通知给终端站，在调制部及解调部上进行设定，并且同步于该终端站上的设定定时，在基站的调制部及解调部上分别设定上述确定的调制方式。

上述方法能较好地用于慢衰落时变信道下，这是一个固定的时间窗能够跟踪缓慢变化信道的要求。但是在快速时变环境中，固定时间窗可能难以用预先定义的更新周期跟踪快速衰落信道。或者说，更新周期相对较大，且当前CQI对于有实际反馈延迟的下次传送可能无效。此外，上述方法采用在时间窗内接收到的信号的平均RSSI，并以此确定与变化的信道相对应的调制解调和编码方式(MCS，Modulation and Coding Schemes)，而没有考虑信道波动情况。

实际上，接收信号RSSI的波动误差会导致选择不恰当的调制方案，其结果是信号调制和编码方式选择不当，浪费了系统容量或造成误码率的上升。对于多载波的OFDM系统，信道波动是一个不可忽视的问题。某时间窗发送的错误率不仅取决于此时间窗发送时的RSSI，还同此时间窗的信道波动有关，对于OFDM系统也就是所谓的频率选择性衰落。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的在快衰落和频率选择性衰落环境中，系统难以确定合适的调制和编码方式的缺点。提出了一种动态时间窗设计方法，并引入信道波动参数，从而完善调制和编码方法与相关参数的对应关系表设计，得到与信道特性匹配的、精确合理的调制和编码方式。

本发明的核心思想是依据动态选择合适的时间窗来跟踪信道的选择性衰落，使得终端在不同的移动环境下，通过时间窗的切换，保证当前时间窗能更好的跟踪时变信道。

在考虑接收信号平均1/EVM的同时，通过估计1/EVM的标准差σ来反映信道的波动，避免了因信道波动而采用不合适的调制和编码方式，使得系统错误率过高导致效率下降。