CN102307077B - 基于移动速度和位置信息的自适应编码调制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于移动速度和位置信息的自适应编码调制方法，包括以下步骤：1)车载台和基站的GPS开启，每隔Δt测量一次车载台的移动速度v、车载台到基站的距离l；2)并将移动速度v和车载台到基站的距离l信息上报给该覆盖区域的基站；3)基站根据移动速度v和车载台到基站的距离l，计算并更新下面若干个时刻列车的位置；4)基站根据若干时刻列车的位置得到对应的信号衰减值；5)基站根据信号衰减值、发送功率大小和噪声信息，得到信噪比，并根据信噪比确定选择的编码调制方案。与现有技术相比，本发明具有提高系统的频谱效率和传输可靠性等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种自适应编码调制方法，尤其是涉及一种基于移动速度和位置信息的自适应编码调制方法。
背景技术
如图1所示，通常自适应编码调制的实现过程可以描述为：接收端利用所接收到的分组估计当前时刻的信道状态信息CSI，再预测出未来时刻的CSI，并反馈给发送端。发送端将依赖于CSI，按照某种AMC算法选择下一时刻发送时应采用的调制编码方式和发射功率，以适应信道的变化。反馈延迟将增大信道估计误差，因此需要信道预测来保证系统能正确地选择与信道环境相适应的数据传输方案，从而保证数据传输的性能要求并提高系统资源的利用率。
针对高铁环境，首先，衰落信道是视距自由空间衰落的特殊情况，发端只要知道收端的距离，就可以得知空间的衰落值，在接收机内的信号损耗或增益和噪声水平固定并确知的情况下，发端可以选择合适的编码调制方案。
另外，基站根据列车的移动速度，可以预测下面时刻列车的位置，这样下面时刻信道的衰落情况可以准确获得，避免了因为信道的反馈延时造成的准确性下降。
现有技术通常先对信道进行估计，然后上报相应的结果。
一方面，高铁环境下信号视距传播为主，AMC的选择根据大尺度衰落来确定，不必进行信道估计后再定；
另一方面，高速移动下，上报AMC的延迟可能使得上报结果已经失效，或者准确度下降。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于移动速度和位置信息的自适应编码调制方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种基于移动速度和位置信息的自适应编码调制方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)车载台和基站的GPS开启，每隔Δt测量一次车载台的移动速度v、车载台到基站的距离l；
2)并将移动速度v和车载台到基站的距离l信息上报给该覆盖区域的基站；
3)基站根据移动速度v和车载台到基站的距离l，计算并更新下面若干个时刻列车的位置；
4)基站根据若干时刻列车的位置得到对应的信号衰减值；
5)基站根据信号衰减值、发送功率大小和噪声信息，得到信噪比，并根据信噪比确定选择的编码调制方式。
所述的步骤3)中若干个为2～15个。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)为高铁列车与地面基站无线通信实时选择最合适的编码调制方案，提高系统的频谱效率和传输可靠性；
2)适用于高速铁路环境下的移动通信网络。
附图说明
图1为现有的AMC系统的结构示意图；
图2为本发明的流程图；
图3为本发明的具体应用示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
自适应调制编码(AMC)技术是在给定数据传输质量要求的前提下，根据无线信道的实际情况、通信业务量、平均信噪比、平均时延、通信中断概率和数据速率等来决定采用的调制和编码方式。编码码率和调制阶数的变换实质上是一种变速率传输控制方法，以适应无线信道衰落的变化，提高系统的频谱利用率。
在高速铁路环境下，多数情况下基站放置在距离路轨很近且处于运行列车的正前方或者正后方很小的范围内，加上铁路沿线的通信环境大多比较空旷，主要是平坦地形，地面起伏较小，这样接收信号是直射波占主导地位的直射波和少量反射波的叠加，从而形成具有视距传播的Rice衰落。不同与一般市区传输环境，在这种环境下，一方面视距传播站主导；另一方面移动台是高速移动的列车，距离基站的位置快速变化。针对这种高铁环境的特点，其自适应编码调制技术，在实现上也有特殊和不同点。
本专利根据高铁环境下，无线传输的特点，提出了一种基于移动位置和速度的自适应编码调制实现方案。一般的编码调制技术的实现，首先需要接收端根据接收数据估计信道状况，然后延迟反馈给发送端，接着发送端选择合适的AMC，或者接收端直接选择AMC，然后将所选AMC告知发送端。这种方案在高铁环境下不是很实用，根据高铁环境的特点，首先，视距传播占主导，因此AMC的选择应该主要针对距离引起的大尺度衰落，忽略小尺度的信道估计；另外，列车的高速移动，上报所选AMC和信道质量有延迟，影响较大，因此可以上报列车当前的位置，以及移动速度，据此基站可以估计以下时刻列车的位置，根据位置基站可以得知信号的衰减情况，从而选择合适的AMC。
如图2所示，一种基于移动速度和位置信息的自适应编码调制方法，包括以下步骤：
1)车载台和基站的GPS开启，每隔Δt测量一次车载台的移动速度v、车载台到基站的距离l；
2)并将移动速度v和车载台到基站的距离l信息上报给该覆盖区域的基站；
3)基站根据移动速度v和车载台到基站的距离l，计算并更新下面若干个时刻列车的位置；
4)基站根据若干时刻列车的位置得到对应的信号衰减值；
5)基站根据信号衰减值、发送功率大小和噪声信息，得到信噪比，并根据信噪比确定选择的编码调制方式。
如图3所示，将基站覆盖区域内的铁路分成若干段，每段铁路和基站的平均距离各不相同，有各自的大尺度衰减量。
列车每隔一段时间Δt，向基站上报位置l0和速度v0信息，基站根据根据位置l0和速度v0，预测后续若干时刻列车的位置l1、l2、l3…，并且可以根据下一时刻上报的l1和v1，对位置信息l2、l3…进行更新；
基站根据位置信息得知列车位于覆盖区域的哪一段，从而获取信号的衰减量；
根据信号的衰减量和其他衰减参数以及噪声水平得到信噪比，最后根据信噪比选择合适的编码调制方案。
Claims (2)
1.一种基于移动速度和位置信息的自适应编码调制方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)车载台和基站的GPS开启，每隔Δt测量一次车载台的移动速度v、车载台到基站的距离l；
2)并将移动速度v和车载台到基站的距离l信息上报给覆盖该车载台区域的基站；
3)基站根据移动速度v和车载台到基站的距离l，计算并更新下面若干个时刻列车的位置；
4)基站根据若干时刻列车的位置得到对应的信号衰减值；
5)基站根据信号衰减值、发送功率大小和噪声信息，得到信噪比，并根据信噪比确定选择的编码调制方案。
2.根据权利要求1所述的一种基于移动速度和位置信息的自适应编码调制方法，其特征在于，所述的步骤3)中若干个为2～15个。
Priority Applications (1)
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| CN201110226362.9A CN102307077B (zh) | 2011-08-09 | 2011-08-09 | 基于移动速度和位置信息的自适应编码调制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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| CN102307077A CN102307077A (zh) | 2012-01-04 |
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