CN101399630A - 一种自适应调制编码方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自适应调制编码方法及装置，包括：获取发送数据的信道当前的信噪比及业务类型参数；根据所述信噪比与业务类型参数确定调制方式及编码率；根据所述确定的调制方式及编码率进行调制编码。使用本发明的自适应调制编码针对业务的适应性更强，能够根据用户使用业务的不同类型进行调制编码，不仅能保证用户的感受，还能最大限度的提高了系统的频谱效率并减少了错误率。

Description

一种自适应调制编码方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术，特别涉及一种自适应调制编码方法及装置。

背景技术

AMC(Adaptive Modulation Coding，自适应调制编码与调制)是一种链路自适应技术，采用更多的编码率和多种调制方式，比如QPSK(Quadrature PhaseShift Keying，四相相移键控)、16QAM(Quadrature Amplitude Modulation，正交调幅)、64QAM等，AMC技术根据链路质量为每个用户设定自适应的最佳的调制编码方案，以补偿由于信道变化对接收信号所造成的衰落影响，从而提高了信号的SNR(Signal-to-Noise Ratio，信噪比)。在衰落信道中，采用AMC技术可以显著增加系统的吞吐量。

目前，在多种无线制式的高速数据业务中，如EGPRS(enhanced GeneralPacket Radio Service，增强型通用分组无线业务)、WCDMA(Wide-band CodeDivision Multiple Access，宽带码分多址接入系统)中HSDPA(high speeddownlink packet access，高速下行包数据接入)业务、Wimax(WorldwideInteroperability for Microwave Access；微波存取全球互通)业务中，都采用了AMC技术，它利用信道信息自适应决定当前发送数据包的调制与编码方式。

自适应调制编码通过改变调制和编码方案来动态的调整发送信号，以适应发送端与接收端之间的信道变化。以下是现有AMC技术的具体描述：

假设A、B两点进行通信，考虑A到B使用AMC技术的情形，称A->B为前向信道，B->A为后向信道。典型的实例如A是基站端，B是用户端的UE(User Equipment，用户设备)，但显然AMC技术的应用情景并不仅限于此。

使用AMC技术的实施方案可以如下：

1)、A端在某次发送业务数据之前，首先预测前向信道当前的信噪比(一个发送单元内的平均信噪比)，其预测依据可以是：

a)、在FDD(Frequency Division Duplex，频分双工)系统中，B端估计信噪比并将结果通过某种方式反馈给A端作为预测依据；

b)、在TDD(Time Division Duplex，时分双工)系统中，A端认为前后向有相同的信道特性，因而A端估计后向信道的信噪比，以此作为预测前向信道的依据。

现有技术中前向信道当前的信噪比预测方法还可以包括但不限于以下方法：

a)、对FDD，最简单的方法是认为将要发送业务数据的信道的信息近似等于前次发送时的信道信息，此信息已经被B端估计出且已返回到A端；

b)、对TDD，最简单的方法是认为将要发送业务数据的前向信道的信息近似等于刚刚接收的后向信道的信息，此信息已经被A端估计出。

2)、A端用预测的信噪比去查事先制定的AMC表，得知合适的编码及调制方式。

AMC表列出了给定信道信噪比时，在保证错误率不高于某个特定值的前提下，选择频谱效率最好的调制、编码方式，AMC表一般是通过事先的仿真建立的。

表1是AMC表的示例，本表是按5％的目标误帧率设计的。表中假设SNR只取整数值。由于预测得到的SNR不可能相当精确，故将此SNR表示成整数就足够了。例如预测的SNR是10dB，那么由表1可知合适的调制方式为16QAM，编码率为1/3。

表1：

 

SNR范围(dB)	调制方式	编码率	频谱效率(bps/Hz)
				<＝2	QPSK	1/4	1/2
3～5	QPSK	1/3	2/3

 

6～7	16QAM	1/4	1
				8～11	16QAM	1/3	4/3
12～15	16QAM	1/2	2
				16～20	64QAM	1/2	3
21～22	64QAM	2/3	4
				>＝23	64QAM	3/4	4.5

上述方案只考虑了当前的信噪比，没有考虑针对业务的适应性变化情况。不同业务对传输错误率和信噪比的要求是不一样的，实时视频等业务传输中如果有误码发生，可能会导致视频停顿，严重影响用户感受；而非实时的上网类业务在传输中即时存在少量的误码，对用户的感受影响也不大。而不同的调制和编码方式抗误码的能力是不一样的，频谱效率越高的调制和编码方式，抗误码的能力越差。

发明人在发明过程中注意到，现有的AMC自适应选择的调制和编码方式其不足在于：可能针对一种业务类型是性能最优的，而对另外一种业务类型是性能较差的。

发明内容

本发明实施例提供了一种自适应调制编码方法及装置，用以提供一种能够适应不同业务类型的自适应调制编码方法。

本发明实施例提供了一种自适应调制编码方法，包括如下步骤：

获取发送数据的信道当前的信噪比及业务类型参数；

根据所述信噪比与业务类型参数确定调制方式及编码率；

根据所述确定的调制方式及编码率进行调制编码。

本发明实施例还提供一种自适应调制编码装置，包括按调制方式及编码率进行调制编码的调制编码模块，还包括获取模块、确定模块，其中：

获取模块，用于获取发送数据的信道当前的信噪比及业务类型参数；

确定模块，用于根据获取模块获取的当前的信噪比与业务类型参数确定调制方式及编码率；

所述调制编码模块根据所述确定模块确定的调制方式及编码率进行调制编码。

本发明实施例中，不仅仅获取发送数据的信道当前的信噪比，还获取了业务类型参数；根据信噪比与业务类型参数来同时确定调制方式及编码率；发送端再根据该确定的调制方式及编码率进行调制编码。由于在自适应调制编码的确定过程中考虑到了业务类型的因素，使得本发明实施例中的自适应调制编码针对业务的适应性更强，能够根据用户使用业务的不同类型进行调制编码，从而不仅能保证用户的感受，还最大限度的提高了系统的频谱效率并减少了错误率。

附图说明

图1为本发明实施例中所述自适应调制编码方法实施流程示意图；

图2为本发明实施例中所述自适应调制编码装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行说明。

由于现有的AMC只考虑了当前的信噪比，没有考虑针对业务类型的适应性，所以现有的AMC自适应选择的调制和编码方式可能针对一种业务类型是性能最优的，而对另外一种业务类型是性能较差的。比如：为了追求最高的频谱效率现有的AMC技术在选择调制编码方式对非实时的上网业务是最优的，但这种频谱效率最高的调制编码方式的抗误码能力在相对较恶劣的信道环境下对于实时的视频业务却不是最优的，因为这种调制编码方式会影响实时的视频业务质量，带来较多的视频停顿。

本发明实施例的目的是在进行AMC调制和编码方式自适应选择时，在现有的信号质量维度的基础上再增加一个业务类型的维度，从而更好的适应不同业务类型对误码率、以及调制和编码方式的不同要求，更好地同时满足不同业务类型的业务质量。

图1为自适应调制编码方法实施流程示意图，如图所示，实施中可以包括如下步骤：

步骤101、建立调制方式、编码率与信噪比、业务类型的映射关系；

所述映射关系通过仿真方式获取历史信噪比、业务类型参数、调制方式、编码率之间关系后建立。映射关系的形式可以表现为映射关系表、映射函数、映射曲线图之一或者其组合的各种方式。

步骤102、获取发送数据的信道当前的信噪比及业务类型参数；

步骤103、根据所述映射关系通过所述预测的信噪比及业务类型参数确定调制方式及编码率；

步骤104、根据所述确定的调制方式及编码率进行调制编码。

步骤102中获取发送数据的信道当前的信噪比及业务类型参数，具体可以包括以下方式之一或者其组合：

在频分双工系统中，根据对端反馈的本次信噪比及业务类型参数进行预测，其中，信噪比及业务类型参数可以是对端估计的信噪比及业务类型参数；

在时分双工系统中，根据接收数据的信道的本次信噪比及业务类型参数进行预测；

在频分双工系统中，根据上次对端反馈的信噪比及业务类型参数进行预测，其中，信噪比及业务类型参数可以是对端估计的信噪比及业务类型参数；

在时分双工系统中，根据上次接收数据的信道的信噪比及业务类型参数进行预测。

根据终端与系统间交互的消息、或通过提取访问业务服务器的地址获取业务类型参数，在频分双工系统中，根据对端反馈的本次信噪比进行预测后获得当前的信噪比；

根据终端与系统间交互的消息、或通过提取访问业务服务器的地址获取业务类型参数，在时分双工系统中，根据接收数据的信道的本次信噪比进行预测后获得当前的信噪比；

根据终端与系统间交互的消息、或通过提取访问业务服务器的地址获取业务类型参数，在频分双工系统中，根据上次对端反馈的信噪比进行预测后获得当前的信噪比；

根据终端与系统间交互的消息、或通过提取访问业务服务器的地址获取业务类型参数，在时分双工系统中，根据上次接收数据的信道的信噪比进行预测后获得当前的信噪比。

由上述可见，本发明实施例在于，在传统的分配调制方式及编码率只使用一个信噪比参数的基础上，再增加一个业务类型参数。信噪比可以通过作为发送端的本端在发送前预测来实现，业务类型至少可以有以下几种方式获得：

方法一：从网络与终端间交互的消息提取；

方法二：通过发送端在发送前预测。

使用该预测到的信噪比及获得的业务类型两个参数来共同确定调制方式及编码率，发送端则根据确定的调制方式与编码率进行调制与编码。具体的，可以为：

一、制定一个调制编码方法与信噪比及业务类型的映射对应关系，该关系除了传统的信噪比参数外，还加入业务类型参数。该关系的形式可以有多种，可以是一个AMC表，也可以是一个函数或曲线图。在本实施例中，选取一个与传统的习惯相符的二维AMC表用以说明，如表2所示，其中纵坐标数据为信噪比，横坐标数据为业务类型；其中信噪比以-2至24为例说明，业务类型以实时视频业务与非实时上网业务为例进行说明。不同信噪比与不同业务类型所对应的数字在表中定义为MCS，这是为了表述方便，把不同的调制编码组合用MCS的一个数字表示，MCS中数字所对应的调制、编码速率、频谱效率关系见表3。

表2中预先制定好的相对应的信噪比和业务类型参数及调制编码方法数据，可以通过仿真来获得。

表2

表3

 

MCS	调制方式	编码率	频谱效率(bps/Hz)
				1	QPSK	1/4	0.5
2	QPSK	1/3	0.67
				3	QPSK	1/2	1
4	16QAM	1/4	1
				5	QPSK	2/3	1.33
6	16QAM	1/3	1.33

 

7	16QAM	1/2	2
				8	16QAM	3/4	3
9	64QAM	1/2	3
				10	64QAM	2/3	4
11	64QAM	3/4	4.5
				12	64QAM	5/6	5

二、系统中，可以是通过发送端估计前次信道的信噪比和传输的业务类型的方式完成预测，其中，传输的业务类型还可以通过提取访问业务服务器的地址等进行预测，业务类型也可以通过终端与系统间交互的消息来提取，比如，对于Wimax系统，可以从DSA-REQ(Dynamic Service Addition Request，动态业务流增加请求)、DSA-RSP(Dynamic Service Addition Response，动态业务流增加响应)、DSC-REQ(Dynamic Service Change Request，动态业务流变更请求)、DSC-RSP(Dynamic Service Change Responset，动态业务流变更响应)等消息中提取。当提取的业务类型字段为“UGS”或“rtps”时，可认为该业务为实时的视频业务；当提取的业务类型字段为“BE”或“nrtps”时，可认为该业务为非实时的上网业务。

对于TDSCDMA/WCDMA/HSDPA系统，可以从RAB-Assignment-Request(RAB分配请求)等消息中提取。如当提取的业务类型字段为“Streaming”等时，可认为该业务为实时的视频业务；当提取的业务类型字段为“Best effort”或“Interactive”等时，可认为该业务为非实时的上网业务。

具体的：

本端在某次发送之前，首先预测前向信道当前的信噪比(一个发送单元内的平均信噪比)，其预测依据可以是：

在频分双工FDD系统中，对端估计信噪比并将结果通过某种方式反馈给本端作为预测依据；

在时分双工TDD系统中，本端认为前后向有相同的信道特性，因而本端估计后向信道的信噪比，以此作为预测前向信道的依据。

其预测方法包括但不限于：

对FDD，最简单的方法是认为将要发送的信道的信息近似等于前次发送时的信道信息，此信息已经被对端估计出且已返回到本端；

对TDD，最简单的方法是认为将要发送的前向信道的信息近似等于刚刚接收的后向信道的信息，此信息已经被本端估计出。

三、使用该预测到的信噪比及业务类型两个参数通过表2与表3来共同确定调制方式与编码率，发送端用预测到的信噪比和业务类型参数去查找该对应关系式，获得调制方式与编码率。

在本实施例中，可以做一个具体的查询，如平均信噪比为15dB，业务类型为实时视频，那么在表2的AMC表中查找可得8，通过表3的MCS8可以查到应使用的调制方法为16QAM，编码速率为3/4；如平均信噪比为15dB，业务类型为非实时上网业务，那么在表2的AMC表中查找可得10，通过表2的MCS10可以查到应使用的调制方法为64QAM，编码速率为2/3；按这调制方式及编码速率既保证在进行实时视频类业务时获得较好的视频业务质量，如低阶的调制编码方式解调门限相对较低，具有更好的抵抗干扰和噪声的能力，有利于降低视频业务停顿的次数，又保证了在非实时的上网类业务时获得较高的频谱利用效率。

最后，发送端根据确定的调制方式与编码率进行调制与编码，即可完成本实施例的自适应调制编码。

本发明实施例还提供了一种自适应调制编码装置，下面结合附图对本装置的具体实施方式进行说明。

图2为自适应调制编码装置结构示意图，如图2所示，调制编码装置中包括按调制方式及编码率进行调制编码的调制编码模块，还包括获取模块、确定模块，其中：

获取模块，用于获取发送数据的信道当前的信噪比及业务类型参数；

确定模块，用于根据获取模块获取的信噪比与业务类型参数确定调制方式及编码率；

所述调制编码模块根据所述确定模块确定的调制方式及编码率进行调制编码。

在装置中还可进一步包括映射模块，用于建立调制方式、编码率、信噪比、业务类型的映射关系；

确定模块进一步用于根据所述映射模块建立的映射关系通过所述获取的信噪比及业务类型参数确定调制方式及编码率。

在映射模块可以包括仿真单元、映射单元，其中：

仿真单元，用于通过仿真方式获取历史信噪比、业务类型参数、调制方式、编码率之间的关系；

映射单元，用于根据仿真单元获取的关系建立调制方式、编码率、信噪比、业务类型的映射关系。

映射模块中进一步的还可以包括存储单元，用于存储反映所述映射关系的映射关系表、映射函数、映射曲线图之一或者其组合。

获取模块中包括第一获取单元、第二获取单元、第三获取单元、第四获取单元、第五获取单元、第六获取单元、第七获取单元、第八获取单元其中之一或者其组合，其中：

第一获取单元，用于在频分双工系统中，根据对端反馈的信噪比及业务类型参数获取当前的信噪比及业务类型参数，其中当前的信噪比及业务类型参数可以是对端估计的信噪比及业务类型参数；

第二获取单元，用于在时分双工系统中，根据接收数据的信道的信噪比及业务类型参数获取当前的信噪比及业务类型参数；

第三获取单元，用于在频分双工系统中，根据上次对端反馈的信噪比及业务类型参数获取当前的信噪比及业务类型参数，其中当前的信噪比及业务类型参数可以是对端估计的信噪比及业务类型参数；

第四获取单元，用于在时分双工系统中，根据上次接收数据的信道的信噪比及业务类型参数获取当前的信噪比及业务类型参数。

第五预测单元，用于根据终端与系统间交互的消息、或通过提取访问业务服务器的地址获取业务类型参数，在频分双工系统中，根据对端反馈的本次信噪比进行预测后获得当前的信噪比，其中当前的信噪比可以是对端估计的信噪比；

第六预测单元，用于根据终端与系统间交互的消息、或通过提取访问业务服务器的地址获取业务类型参数，在时分双工系统中，根据接收数据的信道的本次信噪比进行预测后获得当前的信噪比；

第七预测单元，用于根据终端与系统间交互的消息、或通过提取访问业务服务器的地址获取业务类型参数，在频分双工系统中，根据上次对端反馈的信噪比进行预测后获得当前的信噪比，其中当前的信噪比可以是对端估计的信噪比；

第八预测单元，用于根据终端与系统间交互的消息、或通过提取访问业务服务器的地址获取业务类型参数，在时分双工系统中，根据上次接收数据的信道的信噪比进行预测后获得当前的信噪比。

由上述实施可知，通过在自适应调制与编码中增加对业务类型因素影响，使得在自适应调制编码针对业务的适应性更强，使得用户在使用不同类型业务时，不仅能既保证了用户感受，还能最大限度的提高了系统的频谱效率并减少了错误率。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1、一种自适应调制编码方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取发送数据的信道当前的信噪比及业务类型参数；

根据所述信噪比与业务类型参数确定调制方式及编码率；

根据所述确定的调制方式及编码率进行调制编码。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述信噪比与业务类型参数确定调制方式及编码率，包括如下步骤：

根据预定的映射关系，通过所述获取的信噪比及业务类型参数确定调制方式及编码率，所述映射关系是调制方式、编码率、信噪比、业务类型的映射关系。

3、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述映射关系通过仿真方式获取历史信噪比、业务类型参数、调制方式、编码率之间关系后建立。

4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述映射关系以映射关系表、映射函数、映射曲线图之一或者其组合的形式表现。

5、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取发送数据的信道当前的信噪比及业务类型参数，具体包括以下方式之一或者其组合：

在频分双工系统中，根据对端反馈的本次信噪比及业务类型参数进行预测后获得当前的信噪比及业务类型参数；

在时分双工系统中，根据接收数据的信道的本次信噪比及业务类型参数进行预测后获得当前的信噪比及业务类型参数；

在频分双工系统中，根据上次对端反馈的信噪比及业务类型参数进行预测后获得当前的信噪比及业务类型参数；

在时分双工系统中，根据上次接收数据的信道的信噪比及业务类型参数进行预测后获得当前的信噪比及业务类型参数；

根据终端与系统间交互的消息、或通过提取访问业务服务器的地址获取业务类型参数，在频分双工系统中，根据对端反馈的本次信噪比进行预测后获得当前的信噪比；

根据终端与系统间交互的消息、或通过提取访问业务服务器的地址获取业务类型参数，在时分双工系统中，根据接收数据的信道的本次信噪比进行预测后获得当前的信噪比；

根据终端与系统间交互的消息、或通过提取访问业务服务器的地址获取业务类型参数，在频分双工系统中，根据上次对端反馈的信噪比进行预测后获得当前的信噪比；

根据终端与系统间交互的消息、或通过提取访问业务服务器的地址获取业务类型参数，在时分双工系统中，根据上次接收数据的信道的信噪比进行预测后获得当前的信噪比。

6、一种自适应调制编码装置，包括按调制方式及编码率进行调制编码的调制编码模块，其特征在于，还包括获取模块、确定模块，其中：

获取模块，用于获取发送数据的信道当前的信噪比及业务类型参数；

确定模块，用于根据获取模块获取的当前的信噪比与业务类型参数确定调制方式及编码率；

所述调制编码模块根据所述确定模块确定的调制方式及编码率进行调制编码。

7、如权利要求6所述的装置，其特征在于，进一步包括映射模块，用于建立调制方式、编码率、信噪比、业务类型的映射关系；

所述确定模块进一步用于根据所述映射模块建立的映射关系通过所述获取的信噪比及业务类型参数确定调制方式及编码率。

8、如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述映射模块包括仿真单元、映射单元，其中：

仿真单元，用于通过仿真方式获取历史信噪比、业务类型参数、调制方式、编码率之间的关系；

映射单元，用于根据仿真单元获取的关系建立调制方式、编码率、信噪比、业务类型的映射关系。

9、如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述映射模块进一步包括存储单元，用于存储反映所述映射关系的映射关系表、映射函数、映射曲线图之一或者其组合。

10、如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述获取模块进一步包括下述单元之一或者其组合：

第一获取单元，用于在频分双工系统中，根据对端反馈的本次信噪比及业务类型参数进行预测后获得当前的信噪比及业务类型参数；

第二获取单元，用于在时分双工系统中，根据接收数据的信道的本次信噪比及业务类型参数进行预测后获得当前的信噪比及业务类型参数；

第三预测单元，用于在频分双工系统中，根据上次对端反馈的信噪比及业务类型参数进行预测后获得当前的信噪比及业务类型参数；

第四预测单元，用于在时分双工系统中，根据上次接收数据的信道的信噪比及业务类型参数进行预测后获得当前的信噪比及业务类型参数；

第五预测单元，用于根据终端与系统间交互的消息、或通过提取访问业务服务器的地址获取业务类型参数，在频分双工系统中，根据对端反馈的本次信噪比进行预测后获得当前的信噪比；

第六预测单元，用于根据终端与系统间交互的消息、或通过提取访问业务服务器的地址获取业务类型参数，在时分双工系统中，根据接收数据的信道的本次信噪比进行预测后获得当前的信噪比；

第七预测单元，用于根据终端与系统间交互的消息、或通过提取访问业务服务器的地址获取业务类型参数，在频分双工系统中，根据上次对端反馈的信噪比进行预测后获得当前的信噪比；

第八预测单元，用于根据终端与系统间交互的消息、或通过提取访问业务服务器的地址获取业务类型参数，在时分双工系统中，根据上次接收数据的信道的信噪比进行预测后获得当前的信噪比。

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