CN101547179A - 自适应比特功率加载方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自适应比特功率加载方法及设备，所述方法包括：确定加性高斯白噪声信道下各种调制方式的切换门限及每种调制方式下各种码率的切换门限；根据各种调制方式的切换门限利用自适应比特功率加载算法计算每个子载波的调制方式和分配到的发射功率；比较每个子载波分配到的发射功率和各种码率的切换门限，确定每个子载波使用的码率；对每个子载波使用的码率通过内插计算得到所有子载波的码率为同一码率；将确定的每个子载波的调制方式和计算的相同的码率作为子载波在下一帧传输时的调制方式和码率。本发明以解决在传输信息时引起的传输信息分块多、码字小和编码增益不明显的问题，从而提高信道的利用率，改善功率的分配方式和系统的性能。

Description

自适应比特功率加载方法和设备

技术领域

本发明涉及通信技术，特别是涉及一种自适应比特功率加载方法和设备。

背景技术

随着移动通信技术的发展，超三代(B3G)无线通信系统广泛采用正交频分复用(OFDM，Orthorgonal Frequency Division Multiplexing)技术，频带被划分成一定数量的子载波，通过这些子载波并行传输数据，极大地提高了数据传输率。由于子载波经历的信道环境存在差异，因而它们的传输能力不同，而提高系统性能的方式主要是按照子载波的传输能力为其加载相应数量的信息比特，目前，包括下述两种方式：

一种方式是：注水算法：根据信道容量的最大值在所有子载波接收信噪比相等时取得的原理，根据子载波的接收信噪比，且，如果该接收信噪比大于预设信噪比的门限值，则为该子载波分配与该信噪比成反比例的功率，如果该接收信噪比小于预设信噪比的门限值，则不进行数据传输。但是，由于通信环境的复杂多变，子载波的接收信噪比将在一个很大的连续空间上取值，导致注水算法的功率分配结果也将在一个很大的连续空间上取值，进而要求系统的调制方式和码率组合有接近无限多种可能性。在实际系统要实现这样的算法成本太高。

另一种方式是：自适应比特加载技术：根据子载波的信道响应，按一定的规则和计算公式为其计算加载的信息比特数，具体包括：

设总功率是P_tol，使用的子载波数是D，则每个子载波分配到的初始化功率是P_i＝P_tol/D；H_i表示第i个子载波的信道响应。则第i个子载波加载的信息比特数是

$R_i=\frac{R_T}{D\′}+\frac{1}{D\′}\ln \left(\frac{{\left({\left|H_i\right|}^2\right)}^{D\′}}{{\mathrm{\Π}}_{l\∈\mathrm{\Δ}}{\left|H_l\right|}^2}\right)---\left(1\right)$

$R_i=\frac{R_T}{D\′}+\frac{1}{D\′}\mathrm{ld}\left(\frac{{\left({\left|H_i\right|}^2\right)}^{D\′}}{{\mathrm{\Π}}_{l\∈\mathrm{\Δ}}{\left|H_l\right|}^2}\right)---\left(1\right)$

R_T表示目标传输的信息比特数，Δ＝(1，2，...，D)，初始D’＝D，ld表示取自然对数。

所有子载波R_i计算结束后，进行R_i的量化处理：

$R_{\mathrm{iQ}}=\mathrm{QUANT}\left(R_i\right)=\left\{\begin{array}{cc}{R}_{\max },& R_i\&GreaterEqual;R_{\max }-0.5\\ \mathrm{int}(R+5),& 0.5\&le;R_i\&le;R_{\max }-0.5\\ 0,& R_i<0.5\end{array}\right.---\left(2\right)$

R_max表示支持的最大每个子载波传输信息比特数；int(x)表示不大于x的整数。

在上述方式中，每个子载波上加载的信息比特数由调制方式和码率得到。比如，可由调制方式16QAM和3/4码率得到。不同的子载波可能采用不同的调制方式和码率，而不同码率的数据由不同的码字打孔得到。

由此可知，现有技术的处理有可能使采用的码率过于分散，导致传输的信息被过多的分块编码，码字比较小，编码增益不明显等问题。而Turbo码和LDPC码的编码增益受码字大小的影响显著：码字越大，编码增益越高。而目前的自适应比特加载技术应用到Turbo或LDPC编码系统，系统性能较差。

发明内容

本发明实施例提供一种自适应比特功率加载方法和设备，以解决在传输信息时引起的传输信息分块多、码字小和编码增益不明显的问题，从而提高信道的利用率，改善功率的分配方式和系统的性能。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种自适应比特功率加载方法，所述方法包括：

确定加性高斯白噪声信道下各种调制方式的切换门限及每种调制方式下各种码率的切换门限；

根据所述各种调制方式的切换门限利用自适应比特功率加载算法计算每个子载波的调制方式和分配到的发射功率；

比较所述每个子载波分配到的功率和所述各种码率的切换门限，确定每个子载波使用的码率；

对每个子载波使用的码率通过内插计算得到所有子载波的码率，为相同的一个码率；

将所述确定的每个子载波的调制方式和计算得到的相同一个码率作为下一帧传输时的调制方式和码率。

本发明实施例还提供一种自适应比特功率加载方法，其特征在于，包括：

确定加性高斯白噪声信道下多种调制编码组合的信噪比切换门限；

利用使用的子载波的信道响应计算该组子载波的有效信噪比；

比较所述有效信噪比与信噪比切换门限，确定所述使用的子载波的调制方式和码率；

将所述确定的调制方式和码率作为下一帧传输时的调制方式和码率。

相应地，本发明实施例提供一种自适应比特功率加载设备，包括：

门限确定单元，用于确定加性高斯白噪声信道下各种调制方式的切换门限及每种调制方式下各种码率的切换门限；

计算单元，用于根据所述各种调制方式的切换门限利用自适应比特功率加载计算每个子载波的调制方式和分配到的发射功率；

码率确定单元，用于比较所述计算单元计算的每个子载波分配到的发射功率和所述码率确定单元确定的各种码率的切换门限，确定每个子载波使用的多种码率；

内插计算单元，用于对所述码率确定单元确定的每个子载波使用的码率通过内插计算得到所有子载波的码率为相同的一个码率；

预设单元，用于将所述计算单元得到的每个子载波的调制方式和内插计算单元计算得到的相同的一个码率作为下一帧传输时的调制方式和码率。

本发明实施例还提供一种自适应比特功率加载设备，包括：

门限确定单元，用于确定加性高斯白噪声信道下多种调制编码组合的信噪比切换门限；

计算单元，用于利用使用的子载波的信道响应计算该组子载波的有效信噪比；

功率确定单元，用于将所述子载波的有效信噪比与信噪比切换门限进行比较，确定所述子载波的调制方式和码率；

预设单元，用于将所述功率确定单元确定的调制方式和码率作为下一帧传输时的调制方式和码率。

由上述技术方案可知，本发明实施例根据预先确定的各种调制方式的切换门限和各种码率的切换门限利用自适应比特功率加载算法计算每个子载波的调制方式和分配到的功率，改善了功率的分配方式和利用效率，提高编码系统的编码增益和改善系统性能。

附图说明

图1为本发明实施例中提供的自适应比特功率加载方法的流程图；

图2为本发明实施例中提供的自适应比特功率加载方法的另一流程图；

图3为本发明实施例中提供的自适应比特功率加载设备的结构示意图；

图4为本发明实施例中提供的自适应比特功率加载设备的另一结构示意图。

具体实施方式

下面我们结合附图，对本发明的实施例进行详细描述。

请参阅图1，为本发明实施例中提供的自适应比特功率加载方法的流程图；所述方法包括：

步骤101：确定加性高斯白噪声信道下各种调制方式的切换门限及每种调制方式下各种码率的切换门限；

步骤102：根据所述各种调制方式的切换门限利用自适应比特功率加载算法计算每个子载波的调制方式和分配到的发射功率；

步骤103：比较所述每个子载波分配到的发射功率和所述各种码率的切换门限，确定每个子载波使用的码率；

步骤104：对每个子载波使用的码率通过内插计算得到所有子载波的码率为相同的一个码率；

步骤105：将所述确定的每个子载波的调制方式和计算得到的相同的一个码率作为下一帧传输时的调制方式和码率。

本发明实施例可以按最大化频谱效率或满足一定性能要求前提下最大化频谱效率的原则，来确定加性高斯白噪声(AWGN，Additive White GaussianNoise)信道下各种调制方式的切换门限

再用同样的原则，确定每种调制方式下各种码率的切换门限

其中，所述确定各种调制方式的切换门限

和各种码率的切换门限，对于本领域技术人员已为公知技术，在此不再赘述。

为了便于描述，假设使用的子载波数是N，可用功率是P_T，所述自适应比特功率加载方法的具体过程为：

1)初始化每个子载波的功率P_n(1≤n≤N)，所述初始化的方法可以但不限于注水算法；

2)将初始化功率P_n与对应子载波的信道响应相乘的结果，与调制方式的切换门限

进行比较，选择P_n不大于

所对应的最高阶的调制方式β_n作为该子载波的调制方式；

3)计算子载波n为支持该种调制方式所需要的功率P_req，计算方法可以但不限于注水算法。之后，记录所述系统剩余的可用功率是P_ava，即P_ava＝P_T-P_req。

4)对子载波n，计算当调制方式β_n升高到下一阶调制方式后，所需要增加的功率P_inc(n)；在计算出所有子载波N需要增加的功率后，从所有的子载波N中，选择所需要增加的功率最少的子载波，将其调制方式升高到下一阶调制方式，并更新该子载波分配到的发射功率；若此时系统的可用功率仍有剩余，则继续上述过程步骤4，直至系统的可用功率没有剩余；否则，结束该过程。

5)将每个子载波分配到的功率P_n与预先确定的每种调制方式下各种码率的切换门限

进行比较，选择P_n不大于

所对应的最高的码率γ_n作为该子载波的所使用的码率；从而得到每个子载波使用的码率；

6)对每个子载波使用的码率通过内插公式进行计算，得到所有子载波的码率为相同的一个码率，其中，所述内插公式可以是但不限于数值处理上的线性内插；

7)将所述确定的每个子载波的调制方式和计算得到的相同的一个码率作为用户在下一帧传输时的调制方式和码率。

由此可知，本发明实施例通过注水算法进行初始功率分配后，将可能盈余的可用功率按一定规则进行再分配并改变相应资源的调制方式；以及对由预先设定的调制方式码率切换门限以及资源的信道质量信息确定的每个子载波(即资源)采用的调制方式和码率，进行二次处理，确保所有使用的子载波的码率相同。以改善功率的分配方式和利用效率，提高系统吞吐量。同时，修正后的自适应比特功率加载方法分块编码次数少，码字较大，有益于提高Turbo或LDPC编码系统的编码增益，从而改善系统的性能。

为了便于本领域技术人员的理解，请参阅下述具体的实施例。需要说明的是，本发明实施例以AWGN信道下各种调制方式和码率的切换门限为例来说明，但并不限于此。

实施例1：

首先，确定AWGN信道下各种调制方式之间的信噪比切换门限

m表示调制方式，比如m∈M＝(1，2，4，6)，分别表示二相移相键控(BPSK，BinaryPhase Shift Keying)、四相移相键控(QPSK，Quadrature Phase-Shift Keying)、16正交调幅(16QAM，Quadrature Amplitude Modulation)和64QAM。此为示例，m的取值不限于此；

其中，

的确定准则可以是最大化吞吐量，如没有误包率限制的数据传输业务；也可以是在满足一定差错限制前提下最大化吞吐量，如话音业务，所述差错限制可以误比特率(BER，Bit Error Rate)、误块率(B LER，Block ErrorRate)或误帧率(FER，Frame Error Rate)等。

其次，在确定调制方式后，再确定各种码率的信噪比切换门限

其中，m表示调制方式，R表示码率，

的确定准则同

的确定准则，在此不再赘述。

再次，所述利用自适应比特功率加载确定每个子载波的调制方式和分配到的功率，即先利用注水算法进行初时功率的分配，将可能盈余的功率利用自适用比特加载进行再分配，得到每个子载波的调制方式和分配的功率。其具体的过程包括：

假设使用的子载波或资源块的数量为n，n＝1...N(N表示使用的子载波或资源块数量)。

(1)、初始化设定p_n的一组值，初时迭代次数IterNum1＝0，有用功率为总功率减去N个子载波或资源块的初始分配的功率，得到总的有用功率，其计算公式为：

Pavail1＝Ptol-N*pn，，Pno＝0，β＝{0}；

其中，β表示可用调制阶数集会，初始为0；Pno是一个标志位，表示是否还有可用功率，0、1分别表示有、无可用功率，p_n表示第n个子载波(或资源块)的初始分配功率，初始分配功率的准则可以是注水算法，但并不限于此，所述注水算法的原理为：根据信道容量的最大值在所有子载波接收信噪比相等时取得的原理，根据子载波的接收信噪比γ，为其分配与γ成反比例的功率，其公式为：

$\frac{P\left(\mathrm{\&gamma;}\right)}{P_{\mathrm{tot}}}=\left\{\begin{array}{cc}\frac{1}{{\mathrm{\&gamma;}}_0}-\frac{1}{\mathrm{\&gamma;}},& \mathrm{\&gamma;}\&GreaterEqual;{\mathrm{\&gamma;}}_0\\ 0,& \mathrm{\&gamma;}<{\mathrm{\&gamma;}}_0\end{array}\right.$

γ₀是一个门限值，表示接收信噪比低于此时不进行数据传输，Ptot是总功率。其具体的实现过程对于本领域技术人员为已知技术，在此并再赘述。

(2)、判断每个子载波(或资源块)的信道响应的初时分配的发射功率是否大于调制方式的信噪比切换门限(即 $\mathrm{Hnpn}>{\mathrm{\&gamma;}}_m^1$ )，如果大于，则设置调制方式为b_n＝max(β)，β＝β∪{m}；

其中，Hn表示第n个子载波(或资源块)的信道响应，bn表示调制方式，

(3)、计算 $\mathrm{Hnpn}={\mathrm{\&gamma;}}_{b_n}^1$ 时所需的传输功率p_req，将初始分配的发射功率pn更新p_req，并计算有用功率为原有功率减去更新后的p_n，即pn＝p_req，Pavail＝Pavail-pn，其中，n＝1...N，(N表示使用的子载波或资源块数量)；

(4)、在计算传输功率的过程中，当调制方式从bn上升到

满足 $\mathrm{Hnpn}={\mathrm{\&gamma;}}_{b_n^{\&prime;}}^1$ 所需要增加的传输功率为pincrt(n)；且迭代次数加1，即IterNum＝IterNum+1；

(5)、以pincrt(n)为索引，查找出消耗最少传输功率的调制方式，即 $i=\mathrm{index}\left(\underset{n}{\min }\left(p_{\mathrm{incrt}}\left(n\right)\right)\right),$ i表示提高调制方式消耗最少传输功率所指示的子载波；并将所述传输功率与有用功率进行比较：

如果p_incrt(n)<P_avail，；则 $b_i=b_i^{\&prime;},$ P_avail＝P_avail-p_incrt(n)，p_i＝p_i+p_incrt(i)，

如果p_incrt(n)>P_avail，；则P_no＝1；

(6)、判断迭代次数是否大于等于预设的最大迭代次数，(即IterNum>＝MaxIter，MaxIter为预设的最大迭代次数)如果是，则迭代结束，否则继续执行步骤(4)和步骤(5)，直至迭代次数大于等于预设的最大迭代次数。另外，也可以根据Pno是否等于1来判断迭代是否结束，如果Pno＝1，则迭代结束；否则继续步骤(4)和(5)。

(7)、当迭代结束时，就可以得到每个子载波的调制方式bn和分配到的功率pn。

再次，比较所述每个子载波分配到的功率和所述各种码率的切换门限，确定每个子载波使用的码率，对每个子载波使用的码率通过内插计算得到所有子载波的码率为相同的一个码率，在该步骤中，n＝1...N，(N表示使用的子载波或资源块数量)，具体包括：

(1)比较所述每个子载波分配到的发射功率和所述各种码率的切换门限，选择不大于所述切换门限的所述子载波的功率，该计算过程可以通过下述公式：

$R=\arg \underset{R}{\max }\{{\mathrm{\&gamma;}}_{m,R}^2\&GreaterEqual;p_n{H}_n\},$ 初始化

等于第一个计算得的R；

(2)若 $R=\hat{R},$ 则R_n＝R(R_n表示第n个子载波或资源块采用的码率)；否则

$R_n=\frac{(R\&prime;-R)p_n{H}_n+{\mathrm{\&gamma;}}_{m,R\&prime;}^{2}R-{\mathrm{\&gamma;}}_{m,R}^{2}R\&prime;}{{\mathrm{\&gamma;}}_{m,R\&prime;}^2-{\mathrm{\&gamma;}}_{m,R}^2},$ R′表示紧邻R的更高的一个码率；

(3) $\hat{R}=\underset{R\&Element;\mathrm{\&phi;}}{\max }\{R\&le;\frac{{\mathrm{\&Sigma;}}_n{b}_n{R}_n}{{\mathrm{\&Sigma;}}_n{b}_n}\},$ φ表示可能使用的码率的集合。

直至得到

为所使用的子载波在下一帧传输使用的码率。

最后，将所述确定的子载波的调制方式和码率作为用户在下一帧传输时的调制方式和码率。

本发明实施例中，预先设定信道的各种调制方式之间的信噪比切换门限，以及各种码率的信噪比切换门限；根据原先设定的调制方式的信噪比切换门限和码率的信噪比切换门限利用注水算法和自适应比特功率加载算法，得到每个资源块的调制方式和分配到的发射功率，也就是说，先利用注水算法进行初始功率分配后，将可能盈余的功率再利用自适应比特功率加载算法进行再分配并改变相应资源块的调制方式和码率；为多个资源块内插计算相同的码率，即保证所有使用的资源块所使用的码率相同。从而解决了将自适应比特加载算法应用到Turbo或LDPC编码系统，引起的传输信息分块多、码字小、编码增益不明显问题。

实施例2：

本实施例2与实施例1的实现过程部分相同，其相同的部分详见上述实施例1，而与实施例1不同的是，在自适应比特功率加载步骤中，采用将可用功率平均分配给所使用的资源。如，可用功率是P_tol，使用的资源数量是N，则每个资源单位分配到的功率是P_tol/N。其具体的过程为：

初始化每个子载波的功率；将所述初始化的功率与对应子载波的信道响应相乘的结果，与该子载波的调制方式的切换门限相比较；从比较的结果中选择所述相乘结果不大于所述调制方式的切换门限所对应的最高阶的调制方式作为该子载波的调制方式；计算为支持所述子载波的调制方式所需要的传输功率，并记录系统剩余的可用功率；将所述剩余的可用功率平均分配给所有的子载波。

由此可见，采用如实施例2所述的方法，可以简化算法，降低实现复杂度，改善系统的性能。

实施例3：

本发明实施例还提供一种自适应比特功率加载方法，其流程图如图2所示，所述方法包括：

步骤201：确定加性高斯白噪声信道下多种调制编码组合的信噪比切换门限；

本发明实施例预先确定AWGN信道下多种调制编码组合的信噪比切换门限γ_m，R，m表示调制方式，R表示码率。其所述确定信噪比切换门限γ_m，R的准则与实施例1中切换门限的准则相同，具体详见上述，在此不再赘述。

步骤202：利用使用的子载波的信道响应计算该组子载波的有效信噪比(ECINR)，其中，即时信道下使用的子载波的有效信噪比用γ_eff表示；其中，计算γ_eff可以通过指数有效信干燥比映射(EESM，Exponential Effective SINRMapping)、互信息有效信干燥比映射(MIESM，Mutual Information EffectiveSINR Mapping)或即时容量有效信干燥比映射(ICESM，Intananeous CapacityEffective SINR Mapping)公式得到，但并不限于此。

步骤203：比较所述有效信噪比与信噪比切换门限，确定所述使用的子载波的调制方式和码率；

其中，所述确定使用的子载波的调制方式和码率具体包括：

比较所述使用的子载波的有效信噪比与信噪比切换门限，选择最接近有效信噪比的信噪比切换门限，并将所述信噪比切换门限所对应的调制方式和码率作为该子载波使用的调制方式和码率。即利用公式：

$(m,R)=\arg \underset{m,R}{\max }\{{\mathrm{\&gamma;}}_{\mathrm{eff}}\&GreaterEqual;{\mathrm{\&gamma;}}_{m,R}\}$

确定所述使用的子载波的调制方式和码率。

步骤204：将所述确定的调制方式和码率作为用户在下一帧传输时的调制方式和码率。

其中，所述使用的子载波的有效信噪比的方式包括：指数有效信干燥比映射EESM，或者是互信息有效信干燥比映射MIESM，或者是即时容量有效信干燥比映射ICESM。

本实施例通过改善功率的分配方式和利用效率，提高系统的吞吐量，修正后的自适应比特功率加载方法有益于提高Turbo或LDPC编码系统的编码增益，改善系统的性能。

应当理解，实现本发明自适应比特功率加载方法的软件可以存储于计算机可读介质中。该软件的在执行时，包括上述方法中的全部步骤或部分步骤，所述的可读介质，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。

此外，本发明实施例还提供一种自适应比特功率加载设备，其结构示意图如图3所示，所述设备包括：门限确定单元31、计算单元32、码率确定单元33、内插计算单元34和预设单元35，其中

所述门限确定单元31，用于确定加性高斯白噪声信道下各种调制方式的切换门限及每种调制方式下各种码率的切换门限；所述计算单元32，用于根据所述门限确定单元31确定的各种调制方式的切换门限利用自适应比特功率加载计算每个子载波的调制方式和分配到的发射功率；所述码率确定单元33，用于比较所述计算单元32计算的每个子载波分配到的发射功率和所述码率确定单元33确定的各种码率的切换门限，确定每个子载波使用的码率；所述内插计算单元34，用于对所述码率确定单元33确定的每个子载波使用的码率通过内插计算得到所有子载波的码率为相同的一个码率；所述预设单元35，用于将所述计算单元32得到的每个子载波的调制方式和内插计算单元34计算得到的相同的一个码率作为子载波在下一帧传输时的调制方式和码率。

一种实施方式，所述计算单元包括：初始化单元、第一选择单元、第一计算单元、第二计算单元、第二选择单元和判断单元，其中，所述初始化单元，用于初始化每个子载波的功率；所述第一选择单元，用于将所述初始化的功率与对应子载波的信道响应相乘的结果，与该子载波的调制方式的切换门限相比较，从比较的结果中选择所述初始化的功率不大于所述调制方式的切换门限所对应的最高阶的调制方式作为子载波的调制方式；所述第一计算单元，用于计算为支持所述子载波的调制方式所需要的传输功率，并记录系统剩余的可用功率；所述第二计算单元，用于计算所述子载波的调制方式升高到下一阶调制方式所需要增加的传输功率；所述第二选择单元，用于选择需要增加的传输功率最少的子载波，将其调制方式升高到下一阶调制方式，并更新该子载波分配到的发射功率；所述判断单元，用于判断所述系统是否还有剩余的可用功率，若有，则通知第二计算单元。

另一种实施例方式，所述计算单元32包括：初始化单元、第一选择单元、第一计算单元和功率分配单元，其中，所述初始化单元，用于初始化每个子载波的功率；所述第一选择单元，用于将所述初始化的功率与对应子载波的信道响应相乘的结果，与该子载波的调制方式的切换门限相比较，从比较的结果中选择所述初始化的功率不大于所述调制方式的切换门限所对应的最高阶的调制方式作为该子载波的调制方式；所述第一计算单元，用于计算为支持所述子载波的调制方式所需要的传输功率，并记录所述系统剩余的可用功率；所述功率分配单元，用于将所述剩余的可用功率平均分配给所有的子载波。

所述码率确定单元包括：比较单元和选择单元，其中，所述比较单元，用于将所述每个子载波分配到的发射功率与对应子载波的信道响应相乘的结果和所述各种码率的切换门限进行比较，并发送最接近所述相乘结果的所述切换门限；所述选择单元，用于在接收到比较单元发送的所述切换门限后，将所述切换门限所对应的码率作为该子载波所使用的码率。

本发明实施例还提供一种自适应比特功率加载设备，其结构示意图图4所示，所述设备包括：门限确定单元41、计算单元42、功率确定单元43和预设单元44，其中，所述门限确定单元41，用于确定加性高斯白噪声信道下多种调制编码组合的信噪比切换门限；所述计算单元42，用于利用使用的子载波的信道响应计算计算该组子载波的有效信噪比；所述功率确定单元43，用于将所述子载波的有效信噪比与信噪比切换门限进行比较，确定所述子载波的调制方式和码率；所述预设单元44，用于将所述功率确定单元确定的调制方式和码率作为用户在下一帧传输时的调制方式和码率。

所述功率确定单元包括：比较单元和选择单元，其中，所述比较单元，比较单元，用于将所述使用的子载波的有效信噪比与信噪比切换门限进行比较，并发送最接近有效信噪比的信噪比切换门限；所述选择单元，用于在接收到比较单元发送的所述信噪比切换门限后，将所述信噪比切换门限所对应的调制方式和码率作为该子载波使用的调制方式和码率。。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (16)

1、一种自适应比特功率加载方法，其特征在于，包括：

确定加性高斯白噪声信道下各种调制方式的切换门限及每种调制方式下各种码率的切换门限；

利用所述各种调制方式的切换门限及自适应比特功率加载算法确定每个子载波的调制方式和分配到的发射功率；

比较所述每个子载波分配到的发射功率和所述各种码率的切换门限，确定每个子载波使用的码率；

对每个子载波使用的码率通过内插计算得到所有子载波的码率为相同的一个码率；

将所述确定的每个子载波的调制方式和计算得到的相同的一个码率作为下一帧传输时所使用的调制方式和码率。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用各种调制方式的切换门限及自适应比特功率加载算法计算每个子载波的调制方式和分配到的发射功率具体包括：

初始化每个子载波的功率；

将所述初始化的功率与对应子载波的信道响应相乘的结果，与该子载波的调制方式的切换门限相比较；

从比较的结果中选择所述初始化的功率不大于所述调制方式的切换门限所对应的最高阶的调制方式作为该子载波的调制方式；

计算为支持所述子载波的调制方式所需要的传输功率，并记录系统剩余的可用功率；

计算所述子载波的调制方式升高到下一阶调制方式所需要增加的传输功率；

选择需要增加的传输功率最少的子载波，将其调制方式升高到下一阶调制方式，并更新该子载波分配到的发射功率；

若系统的可用功率还有剩余，则返回所述计算所述子载波的调制方式升高到下一阶调制方式后所需要增加的传输功率，选择需要增加传输功率最少的子载波并将其调制方式升高到下一阶调制方式的步骤，直至该系统的可用功率没有剩余。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

所述初始化每个子载波的功率具体为：通过注水算法初始化每个子载波的功率；

计算为支持所述子载波的调制方式所需要的传输功率具体为：通过注水算法计算为支持所述子载波的调制方式所需要的传输功率；

计算所述子载波的调制方式升高到下一阶调制方式具体为：通过注水算法计算所述子载波的调制方式升高到下一阶调制方式。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用自适应比特功率加载确定每个子载波的调制方式和分配到的发射功率具体包括：

初始化每个子载波的功率；

将所述初始化的功率与对应子载波的信道响应相乘的结果，与该子载波的调制方式的切换门限相比较；

从比较的结果中选择所述初始化的功率不大于所述调制方式的切换门限所对应的最高阶的调制方式作为该子载波的调制方式；

计算为支持所述子载波的调制方式所需要的传输功率，并记录系统剩余的可用功率；

将所述剩余的可用功率平均分配给所有的子载波。

5、根据权利要求2或4所述的方法，其特征在于，所述比较每个子载波分配到的发射功率和所述各种码率的切换门限，确定每个子载波使用的码率具体包括：

将所述每个子载波分配到的发射功率与对应子载波的信道响应相乘的结果和所述各种码率的切换门限进行比较，选择不大于所述相乘结果所对应的切换门限的码率作为该子载波所使用的码率。

6、根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述内插包括数值处理上的线性内插。

7、根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述确定加性高斯白噪声信道下各种调制方式的切换门限及每种调制方式下各种码率的切换门限的步骤，具体包括：

按照最大化频谱效率或满足一定差错限制的性能要求下最大化频谱效率的要求，确定加性高斯白噪声信道下各种调制方式的切换门限及每种调制方式下各种码率的切换门限。

8、一种自适应比特功率加载方法，其特征在于，包括：

确定加性高斯白噪声信道下多种调制编码组合的信噪比切换门限；

利用使用的子载波的信道响应计算该组子载波的有效信噪比；

比较所述有效信噪比与信噪比切换门限，确定所述使用的子载波的调制方式和码率；

将所述确定的调制方式和码率作为下一帧传输时使用的的调制方式和码率。

9、根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述确定使用的子载波的调制方式和码率具体包括：

比较使用的子载波的有效信噪比与信噪比切换门限，选择不小于有效信噪比的信噪比切换门限，并将所述信噪比切换门限所对应的调制方式和码率作为该子载波使用的调制方式和码率。

10、根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述使用的子载波的有效信噪比的计算方法包括：

指数有效信干燥比映射EESM，或者是互信息有效信干燥比映射MIESM，或者是即时容量有效信干燥比映射ICESM。

11、一种自适应比特功率加载设备，其特征在于，包括：

门限确定单元，用于确定加性高斯白噪声信道下各种调制方式的切换门限及每种调制方式下各种码率的切换门限；

计算单元，用于根据所述各种调制方式的切换门限利用自适应比特功率加载计算每个子载波的调制方式和分配到的发射功率；

码率确定单元，用于比较所述计算单元计算的每个子载波分配到的发射功率和所述码率确定单元确定的各种码率的切换门限，确定每个子载波使用的码率；

内插计算单元，用于对所述码率确定单元确定的每个子载波使用的码率通过内插计算得到所有子载波的码率为相同的一个码率；

预设单元，用于将所述计算单元得到的每个子载波的调制方式和内插计算单元计算得到的相同的一个码率作为下一帧传输时的调制方式和码率。

12、根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述计算单元包括：

初始化单元，用于初始化每个子载波的功率；

第一选择单元，用于将所述初始化的功率与对应子载波的信道响应相乘的结果，与该子载波的调制方式的切换门限相比较，从比较的结果中选择所述初始化的功率不大于所述调制方式的切换门限所对应的最高阶的调制方式作为该子载波的调制方式；

第一计算单元，用于计算为支持所述子载波的调制方式所需要的传输功率，并记录系统剩余的可用功率；

第二计算单元，用于计算所述子载波的调制方式升高到下一阶调制方式所需要增加的传输功率；

第二选择单元，用于选择需要增加的传输功率最少的子载波，将其调制方式升高到下一阶调制方式，并更新该子载波分配到的发射功率；

判断单元，用于判断系统是否还有剩余的可用功率，若有，则通知第二计算单元。

13、根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述计算单元包括：

初始化单元，用于初始化每个子载波的功率；

第一选择单元，用于将所述初始化的功率与对应子载波的信道响应相乘的结果，与该子载波的调制方式的切换门限相比较，从比较的结果中选择所述初始化的功率不大于所述调制方式的切换门限所对应的最高阶的调制方式作为该子载波的调制方式；

第一计算单元，用于计算为支持所述子载波的调制方式所需要的传输功率，并记录系统剩余的可用功率；

功率分配单元，用于将所述剩余的可用功率平均分配给所有的子载波。

14、根据权利要求12或13所述的设备，其特征在于，所述码率确定单元包括：

比较单元，用于将所述每个子载波分配到的发射功率与对应子载波的信道响应相乘的结果和所述各种码率的切换门限进行比较，并发送不大于相乘结果所对应的码率切换门限；

选择单元，用于在接收到比较单元发送的码率切换门限，将所述切换门限的码率作为该子载波所使用的码率。

15、一种自适应比特功率加载设备，其特征在于，包括：

门限确定单元，用于确定加性高斯白噪声信道下多种调制编码组合的信噪比切换门限；

计算单元，用于利用使用的子载波的信道响应计算该组子载波的有效信噪比；

功率确定单元，用于将所述子载波的有效信噪比与信噪比切换门限进行比较，确定所述子载波的调制方式和码率；

预设单元，用于将所述功率确定单元确定的调制方式和码率作为下一帧传输时的调制方式和码率。

16、根据权利要求15所述的设备，其特征在于，所述功率确定单元包括：

比较单元，用于将所述使用的子载波的有效信噪比与信噪比切换门限进行比较，并发送不小于有效信噪比的信噪比切换门限；

选择单元，用于在接收到比较单元发送的所述信噪比切换门限后，将所述信噪比切换门限所对应的调制方式和码率作为该子载波使用的调制方式和码率。

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