CN101499828B - 宽带无线移动通信系统链路自适应方法、系统和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种宽带无线移动通信系统链路自适应方法，对信道状态信息进行分析，计算得到信道变化因子，根据所述信道变化因子确定当前信道状态是否作剧烈变化；如果是，则采用块重复正交频分多址方式进行信号发射；如果不是，则采用正交频分多址方式进行信号发射。本发明同时公开了一种宽带无线移动通信系统及装置。应用本发明所述的方法、系统和装置，能够在高速移动场景下，提高系统的频谱利用率。

Description

宽带无线移动通信系统链路自适应方法、系统和装置

技术领域

本发明涉及宽带无线移动通信技术，特别涉及一种宽带无线移动通信系统链路自适应方法、系统和装置。

背景技术

当前，宽带无线移动通信已成为移动通信的主要发展方向。在国际电信联盟(ITU，International Communication Union)的国际高级移动通信(IMT-Advanced，Advanced International Telecommunications)系统中，无线移动通信的最大带宽可达100MHz，最大传输速率可达1Gbps，能够满足用户对于无线移动通信的极大需求。通过宽带无线移动通信，用户可以享受高速的数据下载、网上购物、移动视频聊天以及手机电视等众多的无线移动服务。

在宽带无线移动通信的蜂窝移动通信系统中，无线信道是一个多径时变信道，包括传播损耗、快衰落、慢衰落以及干扰的变化等，因此接收信号的质量也是一个受信道条件影响的时变量。在实际应用中，为提高系统容量和频谱利用率，一般会在通信过程中采用链路自适应技术，该技术已经被广泛的认作是宽带无线移动通信系统中有效提高频谱利用率的重要手段之一。链路自适应技术根据获取得到的信道状态信息，如时间、频率或空间上的一些特征信息，进行发射参数的有效调整，以实现自适应传输。因此，信道状态信息需要能够准确的反映信道的实际状态。

通常，信道状态信息由用户终端(UE，User Equipment)进行测量并反馈到基站。但是对于作高速移动的UE而言，比如，高速铁路目前已经能达到250Km/h的速度，而磁悬浮列车更可达到400Km/h的速度，在这些场景下，信道状态变化相对较快，很多情况下，基站在接收到UE反馈的信道状态信息的同时，实际信道状态已经发生了新的变化，也就是说，基站接收到的信道状态信息与实际信道状态之间会存在测量误差。因此，在高速移动的场景下使用链路自适应技术反而会得到更差的性能，特别是对于时分双工模式(TDD，TimeDivision Duplexing)系统，反馈时延较大，对链路自适应技术的影响会更为显著。

举例说明，现有链路自适应技术通常是指自适应功率控制或自适应编码调制(AMC，Adaptive Modulation and Coding)等技术。以AMC为例，该技术对测量误差和时延都比较敏感，因此，UE是否能够准确、实时地反馈信道状态信息，会对AMC中调制编码方案(MCS，Coding and Modulation Scheme)的正确选择有很大影响。而MCS作为AMC中调制和编码的一个重要指标，其选择的正确与否会对AMC的性能产生很大的影响，特别是在中低信噪比的信道中。同时，测量结果报告有时延(指UE获得信道状态信息到基站选择MCS之间的时间)也会降低信道估计的可靠性，这里所提到的时延主要是指UE的处理时间、基站的处理时间以及复用和调度等造成的时延。

为了克服由于AMC对测量误差和时延敏感而对系统性能造成的影响，长期演进技术(LTE，Long Term Evolution)中提出的解决方法是将AMC与混合自动重传请求(HARQ，Hybrid Automatic Retransmission Request)技术相结合。HARQ是一种将自动重传请求(ARQ，Automatic Retransmission Request)与前向纠错(FEC，Forward Error Correction)相结合的纠错方式，能够在纠错能力范围内对接收到的数据进行自动纠错，超出纠错范围的话则要求发送端重新发送数据。该方法既能增加系统的可靠性，又能提高系统的传输效率。将HARQ与AMC技术相结合后，可利用HARQ的编码和重传合并功能，降低由于传输速率大于信道容量所造成的错误率增加对系统性能的影响。

但是，对于高速变化的信道环境，引入AMC和HARQ结合的技术方案后，会带来一系列问题，比如：

1)信道状态信息不准确，造成MCS选择不准确，而MCS选择不准确又会引起数据多次重传，进而导致传输时延增加，对于时间敏感的业务来说，这种时延是不能容忍的；

2)HARQ技术会对收发端存储设备提出更高的要求：对于接收端来说，接收端需要对译码错误数据进行缓存，直到接收到重传数据并且译码正确，才会将缓存的数据释放，如果重传数据较多，需要占用的缓存空间就会非常大；同样，对于发送端来说，需要对没有进行确认的数据进行缓存，直到接收到接收端发出的译码正确确认消息后，才能将缓存的数据释放；

3)数据编码和译码过程复杂；

4)降低了系统的频谱利用率：由于数据重传占用了系统时频资源，所以导致系统容量降低。

发明内容

有鉴于此，本发明主要目的在于提供一种宽带无线移动通信系统链路自适应方法，能够在高速移动场景下，提高系统的频谱利用率。

本发明另一个目的在于提供一种宽带无线移动通信系统，能够在高速移动场景下，提高系统的频谱利用率。

本发明又一个目的在于提供一种宽带无线移动通信装置，能够在高速移动场景下，提高系统的频谱利用率。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种宽带无线移动通信系统链路自适应方法，该方法包括：

对信道状态信息进行分析，计算得到信道变化因子，根据所述信道变化因子确定当前信道状态是否作剧烈变化；

如果是，则采用块重复正交频分多址方式进行信号发射；如果不是，则采用正交频分多址方式进行信号发射。

一种宽带无线移动通信系统，该系统包括：基站和用户终端；

所述用户终端，用于对信道状态信息进行分析，计算得到信道变化因子，并上报给所述基站；

所述基站，用于根据接收到的信道变化因子确定当前信道状态是否作剧烈变化，如果是，则采用块重复正交频分多址方式进行信号发射；如果不是，则采用正交频分多址方式进行信号发射。

一种宽带无线移动通信装置，该装置包括：计算单元、判断单元以及发射单元；

所述计算单元，用于根据获取到的信道状态信息计算得到信道变化因子；

所述判断单元，用于根据所述信道变化因子判断当前信道状态是否作剧烈变化；

所述发射单元，用于当所述判断单元的判断结果为当前信道状态作剧烈变化时，采用块重复正交频分多址方式进行信号发射；否则，采用正交频分多址方式进行信号发射。

可见，采用本发明的技术方案，对信道状态信息进行分析，计算得到信道变化因子，根据计算出的信道变化因子确定当前信道状态是否作剧烈变化；如果是，则采用块重复正交频分多址方式进行信号发射；如果不是，则采用正交频分多址方式进行信号发射。与现有技术相比，本发明所述方案可根据不同的应用场景，采用不同的策略进行链路自适应调度，从而提高了系统的频谱利用率。

附图说明

图1为本发明宽带无线移动通信系统链路自适应方法实施例的流程图。

图2为本发明宽带无线移动通信系统实施例的组成结构示意图。

图3为本发明宽带无线移动通信装置实施例的组成结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明作进一步地详细说明。

为解决现有技术中存在的问题，本发明提出一种新的宽带无线移动通信系统链路自适应方法，根据不同的信道状态，选择不同的信号发射方式，以实现在高速移动场景下提高系统容量和频谱利用率。具体实现思想为：对信道状态信息进行分析，计算得到信道变化因子，根据所述信道变化因子确定当前信道状态是否作剧烈变化；如果是，则采用块重复正交频分多址(BR-OFDMA，Block Repeat-Orthogonal Frequency Division MultipleAccess)方式进行信号发射；如果不是，则采用OFDMA方式进行信号发射，并可在信号发射过程中使用AMC以及HARQ等自适应方案。本发明所述方案尤其适用于TDD宽带无线移动通信系统中。

下面通过具体的实施例，对本发明所述方案作进一步地详细说明：

图1为本发明宽带无线移动通信系统链路自适应方法实施例的流程图。如图1所示，包括以下步骤：

步骤101：对信道状态信息进行分析，计算得到信道变化因子，根据计算出的信道变化因子确定当前信道状态是否作剧烈变化，如果是，则执行步骤102；否则，执行步骤103。

信道状态变化情况的判断是本发明所述方案中首先需要考虑的问题。通常情况下，在链路自适应方案中用于表示信道状态信息的是时频资源块PRB的信干噪比(SINR，Signal to Interference Noise Ratio)，但是，SINR本身并不能说明信道状态变化的程度。

考虑到UE处于某一移动速度的状态的持续时间往往远大于无线通信系统的统计周期。所以，可以设想一个极端的情况，对于磁悬浮列车而言，其启动时间通常为40s，也就是说，从静止状态到加速到400Km/h，每秒内的速度变化量仅为10Km/h，这样的变化量基本不会对UE所处的信道状态产生实质的影响。而对于宽带无线移动通信系统而言，在1s的时间之内，将会经历200个5ms的子帧，可以从中充分地考察出信道的变化。因此，可以设定一个比较长的时间窗，比如1s，在该时间窗内考察SINR序列的平均变化率，将SINR序列的平均变化率作为信道变化因子，从而反映出信道状态变化情况。具体实现如下：

1)在预先设置的时间窗，如1s内，测量得到SINR序列α₀，α₁，α₂，……，α_N，测量间隔为τ秒。具体测量方式为现有技术，不再赘述。

2)计算SINR序列的变化率序列β₀，β₁，β₂，……，β_N-1，其中，

${\mathrm{\β}}_i=\frac{|{\mathrm{\α}}_{i+1}-{\mathrm{\α}}_i|}{\mathrm{\τ}},i=\mathrm{0,1},\·\·\·,N-1.$

3)计算SINR序列的平均变化率 $\mathrm{\β}=\frac{1}{N}\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\β}}_i.$

计算出SINR序列的平均变化率之后，将其与预先设置的阈值进行比较，判断SINR序列的平均变化率是否大于预先设置的阈值，如果是，则说明当前信道状态作剧烈变化；如果不是，则说明当前信道状态变化比较平稳。

上述将SINR序列的平均变化率作为信道变化因子的方案能够充分利用现有链路自适应方案中的测量信息，具有较好的兼容性。在实际应用中，也可以将其它参数作为信道变化因子，来反映信道状态的变化程度。比如：

假设通过信道估计得到第m个OFDM符号上第k个子载波的导频信道响应为H_m，k，第m+1个OFDM符号上第k个子载波的导频信道响应为H_m+1，k，则可以计算出导频间相关系数γ， $\mathrm{\γ}=E\left(H_{m,k}{H}_{m+1,k}^{*}\right).$ 其中，E()表示求期望值。如果计算出的导频间相关系数γ较大，则说明信道状态变化比较平稳；反之，则说明信道状态变化比较剧烈。

为了与上述将SINR序列的平均变化率作为信道变化因子的情况相对应，本发明实施例中将导频间相关系数γ的倒数作为信道变化因子。当进行信道状态变化情况判断时，将导频间相关系数γ的倒数与预先设置的阈值进行比较，判断导频间相关系数γ的倒数是否大于预先设置的阈值，如果是，则说明当前信道状态作剧烈变化；如果不是，则说明当前信道状态变化比较平稳。

除上述两种方式外，在实际应用中，也可以将SINR序列的平均变化率以及导频间相关系数γ的组合作为信道变化因子，具体组合方式可根据需要进行设置。比如，可以采用最简单的组合方式：SINR序列的平均变化率+导频间相关系数γ；或者，在SINR序列的平均变化率以及导频间相关系数γ之前分别加上一个权重系数等。之后，判断将SINR序列的平均变化率与导频间相关系数γ的倒数进行组合后得到的结果是否大于预先设置的阈值，如果是，则说明当前信道状态作剧烈变化；否则，说明当前信道状态变化比较平稳。

在实际应用中，上述各过程中所用到的各个阈值的具体取值可根据实际需要进行设置。

步骤102：采用BR-OFDMA方式进行信号发射。

这里所提到的BR-OFDMA，是指将OFDMA以及码分多址(CDMA，CodeDivision Multiple Access)技术相结合，在OFDM调制的基础上，用块重复来代替传统CDMA中的码片重复，用块重复码来替代扩频码，以获得码域扩频增益；在不同小区或用户之间使用不同或低相关性的块重复码，在接收端使用多用户联合检测接收方式消除小区间或用户间的干扰，以提高系统性能。

由于BR-OFDMA技术自身的特点决定了其适用于高速移动场景下，所以本发明实施例中，当确定当前信道状态作剧烈变化时，采用BR-OFDMA方式进行信号发射，具体实现包括：进行用户匹配，根据UE所处信道状态进行分组，将具有相似信道状态的UE分在同一组中；确定每组UE对应的块重复因子(RF，Repeat Factor)以及块重复图样，每组内的UE使用相同的RF和块重复图样；按照所确定的RF以及块重复图样进行信号发射。下面对用户匹配、RF以及块重复图样确定等关键步骤分别进行详细介绍：

1)用户匹配

在BR-OFDMA中，一个BR-OFDMA资源块占用RF个基本时频资源块，同时能够支持RF个用户数据。每个用户使用1/RF的发射功率。

而一个小区内处于高速移动状态的UE通常会有多个，因此在实际应用中，会将每RF个UE分为一组，每组内的UE使用相同的RF以及相同的块重复图样。这样就会存在用户匹配的问题，处于相同组内的UE需要具有相似的信道状态。

具体的分组方式为：获取各个UE对应的信道变化因子和路损数值。信道变化因子的获取在步骤101中已经进行介绍，至于路损数值的获取为现有技术，不再赘述。之后，根据路损数值的大小对各UE进行排序，然后在具有相近路损数值的UE中再根据信道变化因子的大小进行排序，从而找到具有相近的路损数值以及信道变化因子的UE，将这些UE分为一组，进而确定其对应的RF以及块重复图样。

2)RF

BR-OFDMA中多用户联合检测算法的实现复杂度与RF有关，为了降低实现复杂度，应尽量选用较小的RF，同时为了计算上的方便，RF的取值应该为2的整数次幂，比如4、8或16等。但是，如果RF取值很小，则不能很好的起到在高速移动场景下提高系统频谱利用率的目的，比如，若RF＝1，BR-OFDMA就会退化为传统的OFDMA。通常，RF越大，分集增益效果越明显，克服快衰的效果也越明显。所以，在实际应用中，需要综合考虑上述各种因素，以恰当地确定RF的取值。本实施例中，可以根据信道变化因子的大小来确定RF，比如，信道变化因子越大，即当前信道状态变化越剧烈，RF的取值越大。

3)块重复图样

块重复在时频域上的映射可以有多种模式，如时域块重复、频域块重复、时频二维块重复；连续资源块重复以及分布式资源块重复等。不同的映射方式会对系统性能产生不同的影响。比如，时频块重复有利于取得时域分集增益，从而适用于高速移动的场景，但是不利于获得频域分集增益；频域块重复有利于获得频域分集增益，因此适用于多径扩展比较大的场景；时频二维块重复对系统性能的影响为上述两者的折中。而分布式资源块重复虽然可以获得较好的分集增益，但是会造成资源分配指令指示的开销增加。可见，上述各块重复映射模式各有其利弊，分别适用于不同的情况。

本发明实施例中，可预先设定几种典型的块重复图样，至于UE通信时所采用的块重复图样则可以按照以下两种控制模式进行控制：一种为短周期控制模式，根据信道变化因子的大小来进行选择，即：判断信道变化因子是否大于预先设置的阈值，如果是，则选择预先设定的块重复图样中适用于高速移动场景的块重复图样，如时域块重复图样；否则，选择预先设定的块重复图样中适用于非高速移动场景的块重复图样，如频域块重复图样或时频二维块重复图样。另一种为长周期控制模式，根据统计出的误块率进行块重复图样的调整，如果误块率较大，则将当前所使用的块重复图样调整为适用场景与其相反的块重复图样。比如，假设当前所使用的块重复图样为时域块重复图样，那么如果统计出的误块率大于预先设置的阈值，则说明当前所使用的块重复图样并不适用于当前的信道状态，所以可以将其调整为频域块重复图样。误块率的统计方式为现有技术，不再赘述。

本发明实施例中，在采用BR-OFDMA方式进行信号发射的过程中，为进一步提高系统的频谱利用率，还可以采用AMC技术对信号发射过程中的信号编码调制方式进行调整。本领域技术人员公知，在AMC技术的实现过程中，MCS的选取是一个非常关键的步骤，而MCS的选取通常依据于信道状态信息中的信噪比，所以就涉及到信噪比如何获取的问题。

BR-OFDMA经历的信噪比与传统的OFDM有所不同，本发明实施例中提出两种在BR-OFDMA中获取信噪比的方式：一种为测量得到信噪比(SNR，Signal to Noise Ratio)数据，在预先设置的一个时间窗内计算所述测量得到的SNR数据的平均值，根据所述平均值确定MCS；另一种为计算用户的信干噪比平均值，根据所述平均值确定MCS。

对于第一种方式，SNR数据的测量方式与现有技术中相同，计算出的SNR数据的平均值可以较好的反映UE所在信道的信噪比水平。但是需要作两个方面的修正：一方面，虽然BR-OFDMA中使用多用户联合检测算法后能够在很大程度上消除多用户间的干扰，但是由于信道的非线性，用户间的干扰还会存在部分残留，因此，需要根据RF的大小对基本MCS进行回退，通常RF越大，回退的越少；另一方面，信噪比变化幅度较大也会对系统性能带来影响，因此，需要根据SNR的方差对MCS进行回退，通常SNR的方差越小，回退的越少。

对于第二种方式：

BR-OFDMA的多用户联合检测算法中第n个符号的系统矩阵为：

$A_n=\left[\begin{array}{cccc}{C}_0^{\left(0\right)}\·h_n^{\left(\mathrm{0,0}\right)}& C_0^{\left(1\right)}\·h_n^{\left(\mathrm{0,1}\right)}& \·\·\·& C_0^{(K_u-1)}\·h_n^{(0,K_u-1)}\\ C_1^{\left(0\right)}\·h_n^{\left(\mathrm{1,0}\right)}& C_1^{\left(1\right)}\·h_n^{\left(\mathrm{1,1}\right)}& \·\·\·& C_1^{(K_u-1)}\·h_n^{(1,K_u-1)}\\ \·& \·& \·& \·\\ \·& \·& \·& \·\\ \·& \·& \·& \·\\ C_{\mathrm{RF}-1}^{\left(0\right)}\·h_n^{(\mathrm{RF}-\mathrm{1,0})}& C_{\mathrm{RF}-1}^{\left(1\right)}\·h_n^{(\mathrm{RF}-\mathrm{1,1})}& \·\·\·& C_{\mathrm{RF}-1}^{(K_u-1)}\·h_n^{(\mathrm{RF}-1,K_u-1)}\end{array}\right]$

其中，C_i ^(k)为用户k的第i个块重复码，h_n ^(i，k)为用户k的第i个信道响应。假设噪声序列为相互独立的(对角矩阵)、平稳的噪声序列(方差也即对角线上的元素相等)(白噪声)，则噪声序列n_n的协方差矩阵 $R_n=E\{n_n\·n_n^{*T}\}$ 可以简化为R_n＝σ²I。其中，I为单位阵，σ²为对角阵。

相关阵 $t_n=A_n^{*T}{A}_n.$

则对于用户k的SINR，可定义为 ${\mathrm{\λ}}_n^k=\frac{t_n^{k,k}}{\underset{l\≠k}{\mathrm{\Σ}}{t}_n^{l,k}+{\mathrm{\σ}}^2}.$

λ_n ^k的均值可以比较好的反映BR-OFDMA中信干噪比的情况，因此可以用来作为选择MCS的参考，即根据该信干噪比选择MCS。

步骤103：采用OFDMA方式进行信号发射。

在采用OFDMA方式进行信号发射的过程中，还可以进一步采用AMC以及HARQ等自适应方案。具体实现与现有技术中相同，不再赘述。

基于上述方法，本发明实施例中同时提出一种宽带无线移动通信系统以及装置。

图2为本发明宽带无线移动通信系统实施例的组成结构示意图。如图2所示，该系统包括：基站202和UE201：

UE201，用于对信道状态信息进行分析，计算得到信道变化因子，并上报给基站202；

基站202，用于根据接收到的信道变化因子确定当前信道状态是否作剧烈变化，如果是，则采用BR-OFDMA方式进行信号发射；如果不是，则采用OFDMA方式进行信号发射。

其中，UE201包括：计算单元2011以及上报单元2012；

计算单元2011，用于在预先设置的时间窗内，测量得到SINR序列α₀，α₁，α₂，……，α_n，测量间隔为τ秒；计算得到SINR序列的变化率序列β₀，β₁，β₂，……，β_N-1，其中， ${\mathrm{\β}}_i=\frac{|{\mathrm{\α}}_{i+1}-{\mathrm{\α}}_i|}{\mathrm{\τ}},i=\mathrm{0,1},\·\·\·,N-1;$ 并计算得到SINR序列的平均变化率 $\mathrm{\β}=\frac{1}{N}\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\β}}_i;$ 上报单元2012，用于将SINR的平均变化率β上报给基站202；

或者，计算单元2011，用于计算导频间相关系数γ， $\mathrm{\γ}=E\left(H_{m,k}{H}_{m+1,k}^{*}\right),$ 其中，H_m，k，H_m+1，k ^*为通过信道估计得到，分别表示第m和第m+1个OFDM符号上第k个子载波的导频信道响应，E()表示求期望值；上报单元2012，用于将导频间相关系数γ上报给基站202；

或者，计算单元2011，用于在预先设置的时间窗内，统计SINR序列的平均变化率，并计算导频间相关系数γ， $\mathrm{\γ}=E\left(H_{m,k}{H}_{m+1,k}^{*}\right),$ 其中，H_m，k，H_m+1，k ^*通过信道估计得到，分别表示第m和第m+1个OFDM符号上第k个子载波的导频信道响应，E()表示求期望值；上报单元2012，用于将SINR的平均变化率β和导频间相关系数γ上报给基站202。

基站202具体包括：判断单元2021以及发射单元2022；

判断单元2021，用于判断SINR序列的平均变化率、或导频间相关系数γ，或SINR序列的平均变化率与导频间相关系数γ的组合结果是否大于预先设置的阈值，如果是，则确定当前信道状态作剧烈变化；

发射单元2022，用于当判断单元2021的判断结果为当前信道状态作剧烈变化时，采用BR-OFDMA方式进行信号发射；否则，采用OFDMA方式进行信号发射。

其中，发射单元2022中包括：第一发射单元2022A以及第二发射单元2022B；第一发射单元2022A，用于采用BR-OFDMA方式进行信号发射；第二发射单元2022B，用于采用OFDMA方式进行信号发射；

其中，第一发射单元中2022A进一步包括：分组子单元20221、确定子单元20222以及发射子单元20223；

分组子单元20221，用于根据UE所处信道状态进行分组，将具有相似信道状态的UE分在同一组中；

确定子单元20222，用于确定每组UE对应的块重复因子以及块重复图样，每组内的UE使用相同的块重复因子和块重复图样；

发射子单元20223，用于按照所述确定的块重复因子以及块重复图样进行信号发射。

图3为本发明宽带无线移动通信装置实施例的组成结构示意图。如图3所示，该装置包括：计算单元301、判断单元302以及发射单元303；

计算单元301，用于根据获取到的信道状态信息计算得到信道变化因子；

判断单元302，用于根据计算出的信道变化因子判断当前信道状态是否作剧烈变化；

发射单元303，用于当判断单元302的判断结果为当前信道状态作剧烈变化时，采用BR-OFDMA方式进行信号发射；否则，采用OFDMA方式进行信号发射。

其中，计算单元301中进一步包括：接收子单元3011以及计算子单元3012；

接收子单元3011，用于接收UE在预先设置的时间窗内，测量得到并上报的SINR序列α₀，α₁，α₂，……，α_N，测量间隔为τ秒；计算子单元3012，用于计算所述SINR序列的变化率序列β₀，β₁，β₂，……，β_N-1，其中， ${\mathrm{\β}}_i=\frac{|{\mathrm{\α}}_{i+1}-{\mathrm{\α}}_i|}{\mathrm{\τ}},i=\mathrm{0,1},\·\·\·,N-1;$ 并计算得到SINR序列的平均变化率 $\mathrm{\β}=\frac{1}{N}\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\β}}_i;$ 判断单元302判断SINR序列的平均变化率是否大于预先设置的阈值，如果是，则确定当前信道状态作剧烈变化。

或者，接收子单元3011，用于接收UE通过信道估计得到的导频信道响应H_m，k，H_m+1，k ^*，H_m，k，H_m+1，k ^*分别表示第m和第m+1个OFDM符号上第k个子载波的导频信道响应；计算子单元3012，用于根据接收到的H_m，k，H_m+1，k ^*计算导频间相关系数γ， $\mathrm{\γ}=E\left(H_{m,k}{H}_{m+1,k}^{*}\right),$ E()表示求期望值；判断单元302判断所述导频间相关系数γ的倒数是否大于预先设置的阈值，如果是，则确定当前信道状态作剧烈变化。

或者，接收子单元3011，用于接收UE在预先设置的时间窗内，测量得到并上报的SINR序列α₀，α₁，α₂，……，α_N，测量间隔为τ秒，以及UE通过信道估计得到的导频信道响应H_m，k，H_m+1，k ^*，H_m，k，H_m+1，k ^*分别表示第m和第m+1个OFDM符号上第k个子载波的导频信道响应；

计算子单元3012，用于根据接收到的SINR序列α₀，α₁，α₂，……，α_N计算SINR序列的变化率序列β₀，β₁，β₂，……，β_N-1，其中， ${\mathrm{\β}}_i=\frac{|{\mathrm{\α}}_{i+1}-{\mathrm{\α}}_i|}{\mathrm{\τ}},i=\mathrm{0,1},\·\·\·,N-1,$ 并计算得到SINR序列的平均变化率 $\mathrm{\β}=\frac{1}{N}\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\β}}_i;$ 同时，根据接收到的H_m，k，H_m+1，k ^*计算导频间相关系数γ， $\mathrm{\γ}=E\left(H_{m,k}{H}_{m+1,k}^{*}\right),$ E()表示求期望值；判断单元302判断SINR序列的平均变化率与导频间相关系数γ的组合结果是否大于预先设置的阈值，如果是，则确定当前信道状态作剧烈变化。

其中，发射单元303中包括：第一发射单元303A以及第二发射单元303B；第一发射单元303A，用于采用BR-OFDMA方式进行信号发射；第二发射单元303B，用于采用OFDMA方式进行信号发射；

其中，第一发射单元中303A进一步包括：分组子单元3031、确定子单元3032以及发射子单元3033；

分组子单元3031，用于根据UE所处信道状态进行分组，将具有相似信道状态的UE分在同一组中；

确定子单元3032，用于确定每组UE对应的块重复因子以及块重复图样，每组内的UE使用相同的块重复因子和块重复图样；

发射子单元3033，用于按照确定的块重复因子以及块重复图样进行信号发射。

此外，第一发射单元中303A中还可进一步包括：调整子单元3034，用于采用自适应编码调制方式对信号发射过程中的信号编码调制方式进行调整。

需要说明的是，为避免图示过于复杂不清楚，图2和图3中均未表示出第一发射单元和第二发射单元。图2和图3所示系统和装置实施例的具体工作流程请参照方法实施例中的相应说明，不再赘述。

总之，采用本发明的技术方案，可以根据不同的应用场景，采用不同的策略进行链路自适应调度。对于非高速移动的UE，即作中低速移动的UE，可以使用传统的OFDMA方式进行信号发射，并可进一步结合AMC和HARQ技术，以提高系统吞吐量；而对于高速移动的UE，可以使用BR-OFDMA方式进行信号发射，并可进一步结合AMC技术，从而提高系统的频谱利用率。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (21)

1.一种宽带无线移动通信系统链路自适应方法，其特征在于，该方法包括：

对信道状态信息进行分析，计算得到信道变化因子，根据所述信道变化因子确定当前信道状态是否作剧烈变化；

如果是，则采用块重复正交频分多址方式进行信号发射；如果不是，则采用正交频分多址方式进行信号发射。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信道变化因子为信干噪比序列的平均变化率；

所述计算得到信道变化因子，根据所述信道变化因子确定当前信道状态是否作剧烈变化包括：

在预先设置的时间窗内，统计信干噪比序列的平均变化率；

判断所述信干噪比序列的平均变化率是否大于预先设置的阈值，如果是，则确定当前信道状态作剧烈变化。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信道变化因子为导频间相关系数的倒数；

所述计算得到信道变化因子，根据所述信道变化因子确定当前信道状态是否作剧烈变化包括：

计算导频间相关系数γ，所述

其中，所述H_m，k，

为通过信道估计得到，分别表示第m和第m+1个正交频分复用符号上第k个子载波的导频信道响应，所述E()表示求期望值；

判断所述导频间相关系数γ的倒数是否大于预先设置的阈值，如果是，则确定当前信道状态作剧烈变化。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信道变化因子为信干噪比序列的平均变化率与导频间相关系数的倒数的组合；

所述计算得到信道变化因子，根据所述信道变化因子确定当前信道状态是否作剧烈变化包括：

在预先设置的时间窗内，统计信干噪比序列的平均变化率；

计算导频间相关系数γ，所述

其中，所述H_m，k，

通过信道估计得到，分别表示第m和第m+1个正交频分复用符号上第k个子载波的导频信道响应，所述E()表示求期望值；

判断将所述信干噪比序列的平均变化率与所述导频间相关系数γ的倒数进行组合后的结果是否大于预先设置的阈值，如果是，则确定当前信道状态作剧烈变化。

5.根据权利要求2或4所述的方法，其特征在于，所述统计信干噪比序列的平均变化率包括：

在所述预先设置的时间窗内，测量得到信干噪比序列α₀，α₁，α₂，……，α_N，测量间隔为τ秒；

计算所述信干噪比序列的变化率序列β₀，β₁，β₂，……，β_N-1，其中，所述 ${\mathrm{\β}}_i=\frac{|{\mathrm{\α}}_{i+1}-{\mathrm{\α}}_i|}{\mathrm{\τ}},i=\mathrm{0,1},\·\·\·,N-1;$

计算信干噪比序列的平均变化率

6.根据权利要求2、3或4所述的方法，其特征在于，所述采用块重复正交频分多址方式进行信号发射包括：

根据用户终端所处信道状态进行分组，将具有相似信道状态的用户终端分在同一组中；

确定每组用户终端对应的块重复因子以及块重复图样，每组内的用户终端使用相同的块重复因子和块重复图样；

按照所确定的块重复因子以及块重复图样进行信号发射。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据用户终端所处信道状态进行分组包括：

统计各用户终端对应的信道变化因子和路损数值；根据所述路损数值对各用户终端进行排序，找出具有相近路损数值的用户终端；

将所述具有相近路损数值的用户终端按照信道变化因子大小进行排序，从中找出具有相近的路损数值和信道变化因子的用户终端，分为一组。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述确定每组用户终端对应的块重复因子包括：

根据每组用户终端对应的信道变化因子确定块重复因子，信道变化因子越大，所确定的块重复因子越大。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述确定每组用户终端对应的块重复图样包括：

预先设置两种以上分别适用于不同场景的块重复图样；判断每组用户终端对应的信道变化因子是否大于预先设置的阈值，如果是，则选择所述预先设置的块重复图样中适用于高速移动场景的块重复图样；否则，选择所述预先设置的块重复图样中适用于非高速移动场景的块重复图样；

或者，预先设置两种以上分别适用于不同场景的块重复图样；根据统计出的误块率对当前使用的块重复图样进行调整，如果误块率大于预先设置的阈值，则将当前所使用的块重复图样调整为适用场景与其相反的块重复图样。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用块重复正交频分多址方式进行信号发射过程中进一步包括：采用自适应编码调制方式对信号发射过程中的信号编码调制方式进行调整。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述采用自适应编码调制方式对信号发射过程中的信号编码调制方式进行调整包括：获取用户终端所在信道的信噪比，根据所述信噪比确定自适应编码调制中所需的调制编码方案；

所述获取信噪比，根据所述信噪比确定自适应编码调制中所需的调制编码方案包括：

测量得到信噪比，在预先设置的一个时间窗内计算所述测量得到的信噪比的平均值，根据所述平均值确定自适应编码调制中所需的调制编码方案；或者，计算用户终端所在信道的信干噪比平均值，根据所述平均值确定自适应编码调制中所需的调制编码方案。

12.一种宽带无线移动通信系统，其特征在于，该系统包括：基站和用户终端；

所述用户终端，用于对信道状态信息进行分析，计算得到信道变化因子，并上报给所述基站；

所述基站，用于根据接收到的信道变化因子确定当前信道状态是否作剧烈变化，如果是，则采用块重复正交频分多址方式进行信号发射；如果不是，则采用正交频分多址方式进行信号发射。

13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述用户终端包括：计算单元以及上报单元；

所述计算单元，用于在预先设置的时间窗内，测量得到信干噪比序列α₀，α₁，α₂，……，α_N，测量间隔为τ秒；计算所述信干噪比序列的变化率序列β₀，β₁，β₂，……，β_N-1，其中，所述

并计算得到信干噪比序列的平均变化率

所述上报单元，用于将所述信干噪比序列的平均变化率β上报给所述基站；

或者，所述计算单元，用于计算导频间相关系数γ，所述

其中，所述H_m，k，

通过信道估计得到，分别表示第m和第m+1个正交频分复用符号上第k个子载波的导频信道响应，所述E()表示求期望值；所述上报单元，用于将所述导频间相关系数γ上报给所述基站；

或者，所述计算单元，用于在预先设置的时间窗内，统计信干噪比序列的平均变化率β，并计算导频间相关系数γ；所述上报单元，用于将所述信干噪比序列的平均变化率β和所述导频间相关系数γ上报给所述基站。

14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述基站包括：判断单元以及发射单元；

所述判断单元，用于判断所述信干噪比序列的平均变化率β、或所述导频间相关系数γ，或所述信干噪比序列的平均变化率β与所述导频间相关系数γ的组合结果是否大于预先设置的阈值，如果是，则确定当前信道状态作剧烈变化；

所述发射单元，用于当所述判断单元的判断结果为当前信道状态作剧烈变化时，采用块重复正交频分多址方式进行信号发射；否则，采用正交频分多址方式进行信号发射。

15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述发射单元中包括：第一发射单元以及第二发射单元；所述第一发射单元，用于采用块重复正交频分多址方式进行信号发射；所述第二发射单元，用于采用正交频分多址方式进行信号发射；其中，所述第一发射单元中进一步包括：分组子单元、确定子单元以及发射子单元；

所述分组子单元，用于根据用户终端所处信道状态进行分组，将具有相似信道状态的用户终端分在同一组中；

所述确定子单元，用于确定每组用户终端对应的块重复因子以及块重复图样，每组内的用户终端使用相同的块重复因子和块重复图样；

所述发射子单元，用于按照所述确定的块重复因子以及块重复图样进行信号发射。

16.一种宽带无线移动通信装置，其特征在于，该装置包括：计算单元、判断单元以及发射单元；

所述计算单元，用于根据获取到的信道状态信息计算得到信道变化因子；

所述判断单元，用于根据所述信道变化因子判断当前信道状态是否作剧烈变化；

所述发射单元，用于当所述判断单元的判断结果为当前信道状态作剧烈变化时，采用块重复正交频分多址方式进行信号发射；否则，采用正交频分多址方式进行信号发射。

17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述计算单元包括：接收子单元以及计算子单元；

所述接收子单元，用于接收用户终端在预先设置的时间窗内，测量得到并上报的信干噪比序列α₀，α₁，α₂，……，α_N，测量间隔为τ秒；

所述计算子单元，用于计算所述信干噪比序列的变化率序列β₀，β₁，β₂，……，β_N-1，其中，所述

并计算得到信干噪比序列的平均变化率

所述判断单元判断所述信干噪比序列的平均变化率β是否大于预先设置的阈值，如果是，则确定当前信道状态作剧烈变化。

18.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述计算单元包括：接收子单元以及计算子单元；

所述接收子单元，用于接收用户终端通过信道估计得到的导频信道响应H_m，k，

所述H_m，k，

分别表示第m和第m+1个正交频分复用符号上第k个子载波的导频信道响应；

所述计算子单元，用于根据所述H_m，k，

计算导频间相关系数γ，所述

所述E()表示求期望值；

所述判断单元判断所述导频间相关系数γ的倒数是否大于预先设置的阈值，如果是，则确定当前信道状态作剧烈变化。

19.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述计算单元包括：接收子单元以及计算子单元；

所述接收子单元，用于接收用户终端在预先设置的时间窗内，测量得到并上报的信干噪比序列α₀，α₁，α₂，……，α_N，测量间隔为τ秒，以及用户终端通过信道估计得到的导频信道响应H_m，k，所述H_m，k，

分别表示第m和第m+1个正交频分复用符号上第k个子载波的导频信道响应；

所述计算子单元，用于根据所述信干噪比序列α₀，α₁，α₂，……，α_N计算所述信干噪比序列的变化率序列β₀，β₁，β₂，……，β_N-1，其中，所述

i＝0，1，…，N-1，并计算得到信干噪比序列的平均变化率

同时，根据接收到的H_m，k，

计算导频间相关系数γ，所述

所述E()表示求期望值；

所述判断单元判断所述信干噪比序列的平均变化率β与所述导频间相关系数γ的组合结果是否大于预先设置的阈值，如果是，则确定当前信道状态作剧烈变化。

20.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述发射单元中包括：第一发射单元以及第二发射单元；所述第一发射单元，用于采用块重复正交频分多址方式进行信号发射；所述第二发射单元，用于采用正交频分多址方式进行信号发射；其中，所述第一发射单元中进一步包括：分组子单元、确定子单元以及发射子单元；

所述分组子单元，用于根据用户终端所处信道状态进行分组，将具有相似信道状态的用户终端分在同一组中；

所述确定子单元，用于确定每组用户终端对应的块重复因子以及块重复图样，每组内的用户终端使用相同的块重复因子和块重复图样；

所述发射子单元，用于按照所述确定的块重复因子以及块重复图样进行信号发射。

21.根据权利要求20所述的装置，其特征在于，所述第一发射单元中进一步包括：调整子单元，用于采用自适应编码调制方式对信号发射过程中的信号编码调制方式进行调整。

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