CN101388744A - 一种自适应编码调制的方法 - Google Patents

Abstract

一种自适应编码调制的方法，包括：(a)基站在本地配置信道质量指示值、调制方式、传输码率之间的对应关系；(b)在下行方向的自适应编码调制过程中，所述基站收到移动终端发送的当前时刻信道的信道质量指示值后，根据本地配置的所述对应关系选择对应的调制方式及传输码率向所述移动终端发送下行数据。本发明的自适应编码调制方法，在通过CQI选择合适的调制方式时，相应地选择合适的传输码率，从而在使系统的吞吐量达到最大的同时，可以获得较佳的编码性能。

Description

一种自适应编码调制的方法

技术领域

本发明涉及数字通信系统领域，特别涉及一种自适应编码调制的方法。

背景技术

在移动通信系统里，AMC(Adaptive Modulation and Coding，自适应编码调制)的基本原理就是根据无线信道变化选择合适的调制和编码方式MCS(Modulation and Coding Set)，网络侧根据用户瞬时信道质量状况和目前资源选择最合适的下行链路调制和编码方式。在AMC系统中，一般用户在理想信道条件下用较高阶的调制方式和较高的编码速率，而在不太理想的信道条件下则用较低阶的调制编码方式。

3GPP(3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划)HSDPA(High Speed Downlink Packages Access，高速下行分组接入技术)/LTE(LongTerm Evolution，长期演进)等系统使用自适应编码调制AMC方案来代替功率控制PC，充分地利用了基站的发射功率，这样做的结果是：在处于有利位置的用户和信道条件好时充分利用系统资源提高传输速率，而在信道条件差时又不提高功率，不会增加对其他用户和小区的干扰。

更加具体的，CQI(Channel Quality Indicator，信道质量指示)表征在终端UE侧监测到的下行信道质量。随着UE接收机结构的区别，在相同的条件下UE的测量结果可能不同。与其说CQI表征的是传输信道的载波干扰比C/I(Carrier to Inter-modulation ratio)或者信噪比SNR(Signal to Noise Ratio)，不如说在是当前条件下UE能够达到的最大接收的吞吐量。

3GPP中CQI的定义如下：UE根据在特定的参考时隙的时间间隔内，对当前无线环境的监测结果同时要确定某个传输信道的传输块大小，物理资源块的数量(如：码字数目，资源块RB数目)和调制方式，反馈的CQI需要保证传输块差错概率要小于10％。同时，UE应当上报表格中能够满足条件的(传输块大小、物理资源块数目和调制方式)最高的CQI值。

AMC利用衰落信道在相关衰落之间信道特性不变，通过对当前信道质量指示CQI的测量，实时改变系统的编码调制方式使系统的吞吐量达到最大。一个完整的AMC过程可以描述如下：

如图1所示，首先基站A向移动终端B发射一个用于信道测量的信号，移动终端B根据接收到的信号测算出当前时刻的信噪比SNR；接着，移动终端B根据SNR与CQI的对应关系得到当前时刻信道的CQI值；然后利用上行控制信道将CQI值发送给基站A；最后，基站A根据此CQI值选择合适的编码调制方式向移动终端B发送数据。

对于每一个CQI值都有唯一的一个编码调制方式MCS和一定范围的SNR区间与之对应；且对于每一个CQI，都会给定物理资源块PRB数目。当CQI值从小到大变化时，对应的传输块TB大小也会从小到大发生变化，对应的物理资源块PRB的数目也会从小到大发生变化，对应的调制阶数也会从小到大发生变化。

但是，现有AMC只是将CQI值与调制阶数对应起来，没有考虑与传输编码率的关系。这使得编码性能受到影响。例如，在所用的编码方式为Turbo码，采用循环缓存速率匹配(Circular Buffer Rate Matching，CBRM)算法时，对于64QAM(Quadrature Amplitude Modulation)的高阶调制方式，当码率小于0.6时，发现Turbo码的性能较差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种自适应编码调制的方法，在采用不同的调制方式时，均可获得较佳的编码性能。

为解决上述问题，本发明提出了一种自适应编码调制的方法，包括以下步骤：

(a)基站在本地配置信道质量指示值、调制方式、传输码率之间的对应关系；

(b)在下行方向的自适应编码调制过程中，所述基站收到移动终端发送的当前时刻信道的信道质量指示值后，根据本地配置的所述对应关系选择对应的调制方式及传输码率向所述移动终端发送下行数据。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，还包括以下步骤：

(a’)移动终端在本地配置信道质量指示值、调制方式、传输码率之间的对应关系；

(b’)在上行方向的自适应编码调制过程中，移动终端收到基站发送的当前时刻信道的信道质量指示值后，根据本地配置的所述对应关系选择对应的调制方式及传输码率向基站发送上行数据。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述步骤(b)的下行方向的自适应编码调制过程进一步分为以下步骤：

(b1)所述基站向移动终端发射一个用于信道测量的信号；

(b2)所述移动终端根据接收到的信号测算出当前时刻的接收信噪比，确定当前时刻下行信道的信道质量指示值，利用上行控制信道将该信道质量指示值发送给所述基站；

(b3)所述基站收到所述信道质量指示值后，根据本地配置的所述对应关系选择所述信道质量指示值对应的调制方式及传输码率，向所述移动终端发送下行数据。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述步骤(b’)的上行方向的自适应编码调制过程进一步分为以下步骤：

(b1’)所述移动终端向基站发射一个用于信道测量的信号；

(b2’)所述基站根据接收到的信号测算出当前时刻的接收信噪比，确定对应的当前时刻上行信道的信道质量指示值，并利用下行控制信道将该信道质量指示值发送给所述移动终端；

(b3’)所述移动终端收到所述信道质量指示值后，根据本地配置的所述对应关系选择所述信道质量指示值对应的调制方式及传输码率，向基站发送上行数据。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，在配置所述调制方式、传输码率之间的对应关系时，每一调制方式对应于一个传输码率区间，且调制方式的阶数从低到高变化时，对应的传输码率区间的最小值也从小到大相应的变化。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，配置的所述调制方式包括QPSK、16QAM和64QAM三种，分别对应于从小到大的三个信道质量指示值区间，编码方式为Turbo码。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，在自适应编码调制过程中，如根据信道质量指示值选择了64QAM调制方式时，编码时采用大于0.6的高传输码率的Turbo码。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，在自适应编码调制过程中，如根据信道质量指示值选择了16QAM调制方式时，编码时采用传输码率从0.3到1之间的Turbo码。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，在自适应编码调制过程中，如根据信道质量指示值选择了QPSK调制方式时，编码时采用传输码率从0.1到0.9之间的Turbo码。

为解决上述问题，本发明还提出了一种自适应编码调制的方法，包括以下步骤：

(A)移动终端在本地配置信道质量指示值、调制方式、传输码率之间的对应关系；

(B)在上行方向的自适应编码调制过程中，移动终端根据得到的当前时刻信道的信道质量指示值和本地配置的所述对应关系，选择对应的调制方式及传输码率向基站发送上行数据。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述步骤(B)的上行方向的

自适应编码调制过程进一步分为以下步骤：

(B1)所述移动终端向基站发射一个用于信道测量的信号；

(B2)所述基站根据接收到的信号测算出当前时刻的接收信噪比，确定对应的当前时刻上行信道的信道质量指示值，并利用下行控制信道将该信道质量指示值发送给所述移动终端；

(B3)所述移动终端收到所述信道质量指示值后，根据本地配置的所述对应关系选择所述信道质量指示值对应的调制方式及传输码率，向基站发送上行数据。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，在配置所述调制方式、传输码率之间的对应关系时，每一调制方式对应于一个传输码率区间，且调制方式的阶数从低到高变化时，对应的传输码率区间的最小值也从小到大相应的变化。

进一步地，上述方法还可具有以下特点，配置的所述编码方式为Turbo码，所述调制方式包括QPSK、16QAM和64QAM三种，分别对应于从小到大的三个信道质量指示值区间和三个传输码率区间；

在自适应编码调制过程中，如根据信道质量指示值选择了64QAM调制方式时，编码时采用大于0.6的高传输码率的Turbo码；如根据信道质量指示值选择了16QAM调制方式时，编码时采用传输码率从0.3到1之间的Turbo码；如根据信道质量指示值选择了QPSK调制方式时，编码时采用传输码率从0.1到0.9之间的Turbo码。

由上可知，本发明的自适应编码调制方法，在通过CQI选择合适的调制方式时，相应地选择合适的传输码率，从而在使系统的吞吐量达到最大的同时，可以获得较佳的编码性能。

附图说明

图1为自适应编码调制过程示意图。

图2为本发明自适应编码调制方法流程图。

具体实施方式

本发明的构思是在自适应编码调制过程中，根据CQI的取值选择调制方式时，相应地选择传输码率，采用高阶调制的方式时，相应使用较高的编码码率。

下面结合附图对本发明实施例进行详细说明。

首先定义一个CQI的取值范围CQI∈{0，1，2，...N}并给定正整数P，Q，满足0<P<Q<N，其中P，Q，N的值可以采用协议中给定的数值。在基站配置CQI值、调制方式、传输码率三者之间的对应关系。在本实施例中，调制方式可以采用QPSK、16QAM和64QAM三种，编码采用Turbo码。对应关系在下文中详细表述。

参照图1中的系统，本实施例自适应编码调制的方法如图2所示，包括如下步骤：

步骤110，基站A向移动终端B发射一个用于信道测量的信号；

步骤120，移动终端B根据接收到的信号测算出当前时刻的接收信噪比SNR；

步骤130，移动终端B根据配置的SNR与CQI的对应关系，确定当前时刻信道的CQI值，利用上行控制信道将该CQI值发送给基站A；

步骤140，基站A收到所述CQI值后，根据所述CQI值和本地配置的所述对应关系，选择该CQI值对应的调制方式及传输码率，向移动终端B发送下行数据。

若当前时刻的CQI值满足Q<CQI≤N，采用64QAM的高阶调制方式，此时使用码率大于0.6的高码率Turbo码；

若当前时刻的CQI值满足P<CQI≤Q，采用16QAM的调制方式，此时使用码率从0.3到1之间的Turbo码；

若当前时刻的CQI值满足0≤CQI≤P，采用QPSK(Quadrature Phase ShiftKeying，正交相位键控)的调制方式，此时使用码率从0.1到0.9之间码率的Turbo码。

下面再用一个应用示例进行说明。表1给出了该示例中配置的CQI值、传输块大小、调制方式、传输码率和SNR之间的对应关系，其中P＝15，Q＝26，N＝30。其中每一种调制方式对应于一个CQI值的区间和一个传输码率的区间，当调制方式阶数从低到高变化时，对应的传输码率区间的最小值也从小到大变化，以获得较好的编码性能。表中取值均为示例，不应用来限制本发明的范围。

   表1

基于以上配置，下面说明一下几种具体AMC过程中的编码调制方式的选择结果。

(1)终端对某个下行业务信道进行信道测量，得到接收信噪比SNR在-0.5000dB到0.5000dB之间时，移动终端B返回的CQI＝4到基站A，此时基站A根据CQI＝4选择调制方式为QPSK，码率为0.3552的Turbo码在所述的下行业务信道上发送数据。

(2)终端对某个下行业务信道进行信道测量，得到接收信噪比SNR在14.5000dB到15.5000dB之间时，移动终端B返回的CQI＝19到基站A，此时基站A根据CQI＝19选择调制方式为16QAM，码率为0.5532的Turbo码在所述的下行业务信道上发送数据。

(3)终端对某个下行业务信道进行信道测量，得到接收信噪比SNR在25.5000dB到26.5000dB之间时，移动终端B返回的CQI＝30到基站A，此时基站A根据CQI＝30选择调制方式为64QAM，码率为0.8931的Turbo码在所述的下行业务信道上发送数据。

需要指出，这种AMC的方法不局限于下行数据传输，同样适用于上行数据传输。即移动终端先在本地配置CQI值、调制方式、传输码率之间的对应关系，上行的AMC过程是：移动终端B向基站A发射一个用于信道测量的信号；基站A根据接收到的信号测算出当前时刻的接收信噪比SNR，确定对应的当前时刻上行信道的CQI值，利用下行控制信道将该CQI值发送给移动终端B；移动终端B收到该CQI值后，根据本地配置的所述对应关系选择该CQI值对应的调制方式及传输码率，向基站发送上行数据。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

应该指出，上述N，P，Q的配置值是可以变化的。另外采用的编码方式也可以不是Turbo码，调制方式也不局限于QPSK、16QAM和64QAM三种。在这些参数变化时，本发明同样可以适用，虽然具体取值可以变化，但在采用的调制方式的阶数从低到高变化时，对应的传输码率区间的最小值也从小到大相应的变化。

Claims (13)

1、一种自适应编码调制的方法，包括以下步骤：

(a)基站在本地配置信道质量指示值、调制方式、传输码率之间的对应关系；

(b)在下行方向的自适应编码调制过程中，所述基站收到移动终端发送的当前时刻信道的信道质量指示值后，根据本地配置的所述对应关系选择对应的调制方式及传输码率向所述移动终端发送下行数据。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于：还包括以下步骤：

(a’)移动终端在本地配置信道质量指示值、调制方式、传输码率之间的对应关系；

(b’)在上行方向的自适应编码调制过程中，移动终端收到基站发送的当前时刻信道的信道质量指示值后，根据本地配置的所述对应关系选择对应的调制方式及传输码率向基站发送上行数据。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(b)的下行方向的自适应编码调制过程进一步分为以下步骤：

(b1)所述基站向移动终端发射一个用于信道测量的信号；

(b2)所述移动终端根据接收到的信号测算出当前时刻的接收信噪比，确定当前时刻下行信道的信道质量指示值，利用上行控制信道将该信道质量指示值发送给所述基站；

(b3)所述基站收到所述信道质量指示值后，根据本地配置的所述对应关系选择所述信道质量指示值对应的调制方式及传输码率，向所述移动终端发送下行数据。

4、如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤(b’)的上行方向的自适应编码调制过程进一步分为以下步骤：

(b1’)所述移动终端向基站发射一个用于信道测量的信号；

(b2’)所述基站根据接收到的信号测算出当前时刻的接收信噪比，确定对应的当前时刻上行信道的信道质量指示值，并利用下行控制信道将该信道质量指示值发送给所述移动终端；

(b3’)所述移动终端收到所述信道质量指示值后，根据本地配置的所述对应关系选择所述信道质量指示值对应的调制方式及传输码率，向基站发送上行数据。

5、如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：

在配置所述调制方式、传输码率之间的对应关系时，每一调制方式对应于一个传输码率区间，且调制方式的阶数从低到高变化时，对应的传输码率区间的最小值也从小到大相应的变化。

6、如权利要求5所述的方法，其特征在于：

配置的所述调制方式包括QPSK、16QAM和64QAM三种，分别对应于从小到大的三个信道质量指示值区间，编码方式为Turbo码。

7、如权利要求6所述的方法，其特征在于：

在自适应编码调制过程中，如根据信道质量指示值选择了64QAM调制方式时，编码时采用大于0.6的高传输码率的Turbo码。

8、如权利要求7所述的方法，其特征在于：

在自适应编码调制过程中，如根据信道质量指示值选择了16QAM调制方式时，编码时采用传输码率从0.3到1之间的Turbo码。

9、如权利要求8所述的方法，其特征在于：

在自适应编码调制过程中，如根据信道质量指示值选择了QPSK调制方式时，编码时采用传输码率从0.1到0.9之间的Turbo码。

10、一种自适应编码调制的方法，包括以下步骤：

(A)移动终端在本地配置信道质量指示值、调制方式、传输码率之间的对应关系；

(B)在上行方向的自适应编码调制过程中，移动终端根据得到的当前时刻信道的信道质量指示值和本地配置的所述对应关系，选择对应的调制方式及传输码率向基站发送上行数据。

11、如权利要求10所述的方法，其特征在于：所述步骤(B)的上行方向的自适应编码调制过程进一步分为以下步骤：

(B1)所述移动终端向基站发射一个用于信道测量的信号；

(B2)所述基站根据接收到的信号测算出当前时刻的接收信噪比，确定对应的当前时刻上行信道的信道质量指示值，并利用下行控制信道将该信道质量指示值发送给所述移动终端；

(B3)所述移动终端收到所述信道质量指示值后，根据本地配置的所述对应关系选择所述信道质量指示值对应的调制方式及传输码率，向基站发送上行数据。

12、如权利要求10所述的方法，其特征在于：

在配置所述调制方式、传输码率之间的对应关系时，每一调制方式对应于一个传输码率区间，且调制方式的阶数从低到高变化时，对应的传输码率区间的最小值也从小到大相应的变化。

13、如权利要求12所述的方法，其特征在于：

配置的所述编码方式为Turbo码，所述调制方式包括QPSK、16QAM和64QAM三种，分别对应于从小到大的三个信道质量指示值区间和三个传输码率区间；

在自适应编码调制过程中，如根据信道质量指示值选择了64QAM调制方式时，编码时采用大于0.6的高传输码率的Turbo码；如根据信道质量指示值选择了16QAM调制方式时，编码时采用传输码率从0.3到1之间的Turbo码；如根据信道质量指示值选择了QPSK调制方式时，编码时采用传输码率从0.1到0.9之间的Turbo码。

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