CN101494515B - 正交频分复用系统中的下行自适应调制编码方法及基站 - Google Patents

正交频分复用系统中的下行自适应调制编码方法及基站 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种正交频分复用系统中的下行自适应调制编码方法及基站，所述方法包括：统计终端的下行误码率，若终端的下行误码率不在预设的误码率许可范围内，则在上一调整周期的载波对干扰噪声比调整值的基础上按照预设的调整步长对本调整周期的载波对干扰噪声比的调整值进行调整，按照本调整周期的载波对干扰噪声比的调整值对终端上报的载波对干扰噪声比进行调整，将调整后的载波对干扰噪声比对应的调制编码方式作为终端的下行调制编码方式；所述基站包括误码率统计模块、载波对干扰噪声比调整值确定模块、载波对干扰噪声比调整模块及调制编码方式确定模块。本发明在发挥不同终端能力的同时保证了系统运行的稳定性和可靠性。

Description

正交频分复用系统中的下行自适应调制编码方法及基站
技术领域
本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种正交频分复用系统中的下行自适应调制编码方法及基站。
背景技术
随着移动通信系统的迅速发展，其对数据传输速率的要求越来越高。OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)技术，由于具有频谱利用率高，可有效对抗频率选择性衰落和窄带干扰，实现简单，成本低廉的优点，因此在数字移动通信系统中的应用也受到越来越多的关注。与3G的核心技术——CDMA(Code-Division Multiple Access，码分多址接入)技术相比，OFDM技术配合MIMO(Multiple Input Multiple Output，多输入多输出)技术具有先天的优势，更适合宽带移动通信系统，因此成为未来蜂窝移动通信系统、无线宽带接入系统等的物理层核心技术。
无线信道的一个很重要的特点就是具有很强的时变性，短时间的瑞利衰落可以达到十几个甚至几十个分贝。对这种时变性进行自适应跟踪会给系统性能的改善带来很大的好处。目前的OFDM系统中一般通过功率控制和AMC(Adaptive Modulation and Coding，自适应调制编码)来应对这种变化。请参阅图1，该图为目前OFDM系统中进行自适应调制编码的流程图，由图中可见，目前OFDM系统中进行AMC的过程是基站根据终端可能采用的不同调制编码方式预先设置好统一的调制编码方式进入和退出的CINR(Carrier toInterference and Noise Ratio，载波对干扰噪声比)门限，然后判断终端实时上报的CINR值是否在当前调制编码方式的允许门限内，若是，则不对当前的调制编码方式进行调整，否则，根据终端当前上报的CINR值采用相应的高阶/低阶调制编码方式。
上述现有技术中的AMC方式存在着两个问题：第一，调制编码方式进入和退出的CINR门限值一般通过测试获得，但由于实际环境与测试环境有所不同，测试终端与实际终端之间的处理能力存在差异，导致门限设置没有达到预期的理想效果，目前上行方面可以通过外环功率控制来调整这种差距，但下行方面还没有很好的方法来解决这一问题。第二，不同的终端在通信能力上存在着差别：一方面，对于能力较好的终端，当处于某种调制编码方式时，其BER(Bit Error Rate，误码率)较低，有能力采取更高阶的调制编码方式，但由于其上报的CINR没有达到更高阶调制编码方式的进入门限，因此只能使用当前的调制编码方式，降低了系统利用率；另一方面，对于能力较差的终端，当处于某种调制编码方式时，其BER较高，应该采取较低阶的调制编码方式，但由于其上报的CINR高于当前调制编码方式的退出门限，因此只能使用当前的调制编码方式，影响了终端的通信质量。
发明内容
本发明提供一种正交频分复用系统中的下行自适应调制编码方法及基站，用以解决现有技术中由于终端能力不同，信道条件不一样，调制编码方式调整门限设置不合理而导致的终端通信质量差，系统利用率低，调制编码方式不合理的问题。
为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：
一种正交频分复用系统中的下行自适应调制编码方法，包括步骤：
A、统计终端的下行误码率；
B、若终端的下行误码率不在预设的误码率许可范围内，则在上一调整周期的载波对干扰噪声比调整值的基础上按照预设的调整步长对本调整周期的载波对干扰噪声比的调整值进行调整；
C、按照本调整周期的载波对干扰噪声比的调整值对终端上报的载波对干扰噪声比进行调整，将调整后的载波对干扰噪声比对应的调制编码方式作为终端的下行调制编码方式。
若终端的下行误码率在预设的误码率许可范围内，则直接按照上一调整周期的载波对干扰噪声比调整值对终端上报的载波对干扰噪声比进行调整，将调整后的载波对干扰噪声比对应的调制编码方式作为终端的下行调制编码方式。
所述步骤B中，若终端的下行误码率大于预设的误码率最大许可值，则在上一调整周期的载波对干扰噪声比调整值的基础上按照预设降低步长降低载波对干扰噪声比的调整值。
所述步骤B中，若终端的下行误码率小于预设的误码率最小许可值，则在上一调整周期的载波对干扰噪声比调整值的基础上按照预设升高步长升高载波对干扰噪声比的调整值。
所述终端的下行误码率为预设的统计周期内下行数据中的误比特数与总比特数的比值。
所述载波对干扰噪声比调整值在终端接入时的初始值为零。
还包括预先设置终端可以采用的各种调制编码方式对应的载波对干扰噪声比范围的步骤。
一种正交频分复用系统中的基站，包括误码率统计模块、载波对干扰噪声比调整值确定模块、载波对干扰噪声比调整模块及调制编码方式确定模块，其中，
误码率统计模块，用于统计终端的下行误码率；
载波对干扰噪声比调整值确定模块，用于判断终端的下行误码率是否在预设的误码率许可范围内，若是，则直接将上一调整周期的载波对干扰噪声比调整值作为本调整周期的载波对干扰噪声比的调整值，否则，在上一调整周期的载波对干扰噪声比调整值的基础上按照预设的调整步长对本调整周期的载波对干扰噪声比的调整值进行调整；
载波对干扰噪声比调整模块，用于按照本调整周期的载波对干扰噪声比的调整值对终端上报的载波对干扰噪声比进行调整；
调制编码方式确定模块，用于将调整后的载波对干扰噪声比对应的调制编码方式作为终端的下行调制编码方式。
由于本发明采用了以上技术方案，因此具有以下有益效果：
采用本发明所述技术方案后，当终端的下行误码率处于预设的误码率许可范围以外时，需要在上一调整周期的载波对干扰噪声比调整值的基础上按照预设的调整步长对本调整周期的载波对干扰噪声比的调整值进行调整，然后根据得到的本调整周期的载波对干扰噪声比的调整值对终端上报的载波对干扰噪声比进行调整，将调整后的载波对干扰噪声比对应的调制编码方式作为终端的下行调制编码方式。与现有技术相比，本发明所述技术方案充分考虑了不同终端能力上的差异，利用自适应的方法使终端在保证BER在一定范围内的基础上，采取了适当的下行调制编码方式，在发挥不同终端能力的同时保证了系统运行的稳定性和可靠性。
附图说明
图1为目前OFDM系统中进行自适应调制编码的流程图；
图2为本发明所述OFDM系统中的下行自适应调制编码方法的流程图；
图3为本发明所述OFDM系统中的基站的结构框图。
具体实施方式
下面将结合各个附图对本发明的具体实现过程做进一步详细的说明。
请参阅图2，该图为本发明所述OFDM系统中的下行自适应调制编码方法的流程图，其主要实现过程为：
步骤10、设置终端下行BER许可范围以及CINR调整值Δused的调整步长，以及设置终端可以采用的各种调制编码方式对应的CINR范围；
设置终端下行BER许可范围包括设置上限Upper_Limit_BER和下限Low_Limit_BER，其中Upper_Limit_BER是指终端的下行BER最大许可值，超过此值认为终端的下行BER过大；Low_Limit_BER是指终端的下行BER最小许可值，低于此值认为下行的通信状况非常好。
终端下行BER许可范围的选择应合理，如果范围太大，则调整的灵敏度会降低；如果范围太小，由于终端采取新的调制编码方式后，BER会相应的升高/下降，此时如果该BER值落到许可范围以外，就会导致调制编码方式需要重新进行调整，使得终端反复调整调制编码方式，影响了系统的稳定性。另外，由于不同的业务对BER的要求不同，例如，语音业务通常保证BER的数量级在10-3就可以接收，而数据业务需要保证BER数量级在10-6左右。因此，许可范围的选择还要兼顾不同业务对BER的不同要求。
CINR调整值Δused的调整步长分为升高步长Stepraise和降低步长Stepdrop。其中，Stepraise是指当前终端情况被判断为需升高CINR调整值时，Δused在本调整周期中增加的值，大于0；Stepdrop是指当前终端情况判断为需降低CINR调整值时，Δused在本调整周期中减少的值，大于0。
步骤11、统计终端当前的下行BER——Current_BER；
Current_BER采取周期性的方式进行统计，以便兼顾数据的实时性和稳定性。分别统计一个统计周期中终端下行数据的误比特数Ne与总比特数Na，根据公式Current_BER＝Ne/Na计算出终端的Current_BER值。
步骤12、判断Current_BER是否在步骤10中设定的BER许可范围之内，若是，则执行步骤13，否则执行步骤14。
步骤13、Current_BER在BER许可范围之内，即Lower_Limit_BER≤Current_BER≤Upper_Limit_BER，则本调整周期中直接采用上一调整周期的CINR调整值Δold，即Δussd＝Δold，其中Δold在终端接入时的初始值为0。
步骤14、Current_BER不在BER许可范围之内，则需要在上一调整周期的CINR调整值Δold的基础上按照预设的调整步长对本调整周期的CINR调整值Δused进行调整；
本步骤中，当Current_BER＜Lower_Limit_BER时，可以认为终端能力较好，则可以通过公式Δused＝Δold+Stepraise来确定出本调整周期的CINR调整值Δused；当Current_BER＞Upper_Limit_BER时，可以认为终端能力较差，则可以通过公式Δused＝Δold-Stepdrop来确定出本调整周期的CINR调整值Δused。
步骤15、获取当前终端上报的CINR值CINRreported，根据公式CINRused＝CINRreported+Δused来确定出实际用于调制编码方式调整判决的CINR值CINRused，同时将Δo1d的值更新为Δused以备下一次调整周期使用。
步骤16、根据步骤10中设置的终端可以采用的各种调制编码方式的进入和退出的CINR门限，将CINRused对应的调制编码方式作为终端的下行调制编码方式。
在下一个调整周期中，重复上述步骤11至步骤16的过程。
相应于本发明上述方法，本发明进而提出了一种OFDM系统中的基站，请参阅图3，该图为本发明所述OFDM系统中的基站的结构框图，其主要包括BER统计模块、CINR调整值确定模块、CINR调整模块及调制编码方式确定模块，其中各个模块的主要作用如下：
BER统计模块，用于统计终端的下行BER；
CINR调整值确定模块，用于判断终端的下行误码率是否在预设的误码率许可范围内，若是，则直接将上一调整周期的CINR调整值作为本调整周期的CINR的调整值，否则，在上一调整周期的CINR调整值的基础上按照预设的调整步长对本调整周期的CINR的调整值进行调整；
CINR调整模块，用于按照本调整周期的CINR的调整值对终端上报的CINR进行调整；
调制编码方式确定模块，用于将调整后的CINR对应的调制编码方式作为终端的下行调制编码方式。
综上可见，本发明与现有技术相比，充分考虑了不同终端能力上的差异，利用自适应的方法使终端在保证BER在一定范围内的基础上，采取了适当的下行调制编码方式，在发挥不同终端能力的同时保证了系统运行的稳定性和可靠性。
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 (7)

1.一种正交频分复用系统中的下行自适应调制编码方法，其特征在于，包括步骤：
A、统计终端的下行误码率；
B、若终端的下行误码率不在预设的误码率许可范围内，则在上一调整周期的载波对干扰噪声比调整值的基础上按照预设的调整步长对本调整周期的载波对干扰噪声比的调整值进行调整；
C、按照本调整周期的载波对干扰噪声比的调整值对终端上报的载波对干扰噪声比进行调整，将调整后的载波对干扰噪声比对应的调制编码方式作为终端的下行调制编码方式；
D、若终端的下行误码率在预设的误码率许可范围内，则直接按照上一调整周期的载波对干扰噪声比调整值对终端上报的载波对干扰噪声比进行调整，将调整后的载波对干扰噪声比对应的调制编码方式作为终端的下行调制编码方式。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B中，若终端的下行误码率大于预设的误码率最大许可值，则在上一调整周期的载波对干扰噪声比调整值的基础上按照预设降低步长降低载波对干扰噪声比的调整值。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B中，若终端的下行误码率小于预设的误码率最小许可值，则在上一调整周期的载波对干扰噪声比调整值的基础上按照预设升高步长升高载波对干扰噪声比的调整值。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述终端的下行误码率为预设的统计周期内下行数据中的误比特数与总比特数的比值。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述载波对干扰噪声比调整值在终端接入时的初始值为零。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括预先设置终端可以采用的各种调制编码方式对应的载波对干扰噪声比范围的步骤。
7.一种正交频分复用系统中的基站，其特征在于，包括误码率统计模块、载波对干扰噪声比调整值确定模块、载波对干扰噪声比调整模块及调制编码方式确定模块，其中，
误码率统计模块，用于统计终端的下行误码率；
载波对干扰噪声比调整值确定模块，用于判断终端的下行误码率是否在预设的误码率许可范围内，若是，则直接将上一调整周期的载波对干扰噪声比调整值作为本调整周期的载波对干扰噪声比的调整值，否则，在上一调整周期的载波对干扰噪声比调整值的基础上按照预设的调整步长对本调整周期的载波对干扰噪声比的调整值进行调整；
载波对干扰噪声比调整模块，用于按照本调整周期的载波对干扰噪声比的调整值对终端上报的载波对干扰噪声比进行调整；
调制编码方式确定模块，用于将调整后的载波对干扰噪声比对应的调制编码方式作为终端的下行调制编码方式。
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