CN102347816B - 一种调制编码方式选择方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的调制编码方式选择方法及装置，通过接收机根据测量子帧的干扰和噪声功率，调整基准调制编码方式参数中的平均载波与干扰和噪声比范围；接收机根据测量子帧预定周期内的平均干扰和噪声功率，计算获取预定周期内的平均载波与干扰和噪声比；接收机基于所述计算获取的预定周期内的平均载波与干扰和噪声比，通过比对调整后的所述平均载波与干扰和噪声比范围，确定调制编码方式信息。从而克服信道条件变化对动态调制编码方式选择所带来的影响。

Description

一种调制编码方式选择方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种调制编码方式选择方法及装置。

背景技术

典型的无线通信信道是随机变化的，具有频率选择性和时变性的特点。在无线通信系统的设计中，这种无线信道的随机变化需要考虑在内。而更加优越的设计是可以利用这种随机性来提高系统的性能和容量。其中一种重要的思想是根据信道的即时质量，通过对调制编码方式(MCS：Modulation and CodingScheme)的动态调整来改变传输速率。而MCS的动态选择技术是3G、4G乃至未来宽带无线通信的关键技术。这项技术在长期演进(LTE：Long TermEvolution)，全球微波互联接入(WiMax：Worldwide Interoperability forMicrowave Access)等3G、4G宽带无线通信领域得到了广泛应用。

MCS的动态选择技术要求传输机(例如基站)有信道的即时质量的信息。而即时信道质量的信息可以通过接收机(例如用户设备UE)的反馈得到。

由于传输机使用反馈的MCS的时刻相对于接收机估计信道并选择MCS的时刻有一定的延时，在传输机使用反馈的MCS的时刻的信道条件，与接收机选择MCS的时刻的信道条件会有所不同。这种不同是由信道本身的变化和干扰的变化引起的。因此，现有技术条件下，接收机所反馈的MCS并不适合传输机传输时的信道条件。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种调制编码方式选择方法及装置，通过接收机在选择MCS时进行提前预估，从而克服信道条件变化对动态MCS选择所带来的影响。

为解决上述技术问题，本发明提供方案如下：

本发明实施例提供了一种调制编码方式选择方法，包括：

接收机根据测量子帧的干扰和噪声功率，调整基准调制编码方式参数中的平均载波与干扰和噪声比范围；

接收机根据测量子帧预定周期内的平均干扰和噪声功率，计算获取预定周期内的平均载波与干扰和噪声比；

接收机基于所述计算获取的预定周期内的平均载波与干扰和噪声比，通过比对调整后的所述平均载波与干扰和噪声比范围，确定调制编码方式信息。

优选的，上述方法中，所述接收机根据测量子帧的干扰和噪声功率，调整基准调制编码方式参数中的平均载波与干扰和噪声比范围包括：

接收机获取测量子帧的干扰和噪声功率p(n)；

接收机计算获取预定周期内测量子帧干扰和噪声功率p(n)的平均值P(n)和方差V(n)；

接收机根据所述平均值P(n)和方差V(n)，计算获取基准调制编码方式参数中平均载波与干扰和噪声比范围的预估调整量；

接收机根据所述预估调整量，调整基准调制编码方式参数中平均载波与干扰和噪声比范围。

优选的，上述方法中，所述接收机计算获取预定周期内测量子帧干扰和噪声功率p(n)的平均值P(n)基于下述公式完成：

$P\left(n\right)=\left\{\begin{array}{cc}p\left(n\right)& n=0\\ (1-\mathrm{\α})\·P(n-1)+\mathrm{\α}\·p\left(n\right)& n>0\end{array}\right.$

其中，参数α的取值范围为(0，1)；

所述接收机计算获取预定周期内测量子帧干扰和噪声功率p(n)的方差V(n)基于下述公式完成：

$V\left(n\right)=\left\{\begin{array}{cc}{(p\left(n\right)-P\left(n\right))}^2& n=0\\ (1-\mathrm{\α})\·V(n-1)+\mathrm{\α}\·{(p\left(n\right)-P\left(n\right))}^2& n>0\end{array}\right.$

其中，参数α的取值范围为(0，1)。

优选的，上述方法中，所述接收机根据所述平均值P(n)和方差V(n)，计算获取基准调制编码方式参数中平均载波与干扰和噪声比范围的预估调整量包括：

接收机根据所述预定周期内干扰和噪声功率p(n)的平均值P(n)和方差V(n)，计算获取归一化的信号功率方差B(n)：

B(n)＝V(n)/P(n)²；

接收机根据所述归一化的信号功率方差，计算获取基准调制编码方式参数中平均载波与干扰和噪声比范围的预估调整量Δ(n)：

Δ(n)＝f(B(n))

其中，F()是递增函数。

优选的，上述方法中，所述接收机根据测量子帧预定周期内的平均干扰和噪声功率，计算获取预定周期内的平均载波与干扰和噪声比基于下述公式完成：

平均载波与干扰和噪声比CINR(n)＝10log10(C/P(n))

其中，C是信号功率。

优选的，上述方法中，所述方法在确定调制编码方式信息后还包括：

接收机将所述确定的调制编码方式信息反馈至传输机。

本发明实施例还提供了一种调制编码方式选择装置，包括：

调整模块，用于根据测量子帧的干扰和噪声功率，调整基准调制编码方式参数中的平均载波与干扰和噪声比范围；

计算模块，用于根据测量子帧预定周期内的平均干扰和噪声功率，计算获取预定周期内的平均载波与干扰和噪声比；

确定模块，用于基于所述计算模块计算获取的预定周期内的平均载波与干扰和噪声比，通过比对所述调整模块调整后的平均载波与干扰和噪声比范围，确定调制编码方式信息。

优选的，上述装置中，所述调整模块包括：

获取单元，用于获取测量子帧的干扰和噪声功率p(n)；

计算单元1，用于计算获取预定周期内测量子帧干扰和噪声功率p(n)的平均值P(n)和方差V(n)；

计算单元2，用于根据所述计算单元1计算获取的平均值P(n)和方差V(n)，计算获取基准调制编码方式参数中平均载波与干扰和噪声比范围的预估调整量；

调整单元，用于根据所述计算单元2计算获取的预估调整量，调整基准调制编码方式参数中平均载波与干扰和噪声比范围。

优选的，上述装置中，所述装置还包括：

反馈模块，用于将所述确定模块确定的调制编码方式信息反馈至传输机。

优选的，所述装置为接收机。

从以上所述可以看出，本发明提供的调制编码方式选择方法及装置，通过接收机根据测量子帧的干扰和噪声功率，调整基准调制编码方式参数中的平均载波与干扰和噪声比范围；接收机根据测量子帧预定周期内的平均干扰和噪声功率，计算获取预定周期内的平均载波与干扰和噪声比；接收机基于所述计算获取的预定周期内的平均载波与干扰和噪声比，通过比对调整后的所述平均载波与干扰和噪声比范围，确定调制编码方式信息。从而克服信道条件变化对动态MCS选择所带来的影响。

附图说明

图1为本发明实施例提供的调制编码方式选择方法实现过程图；

图2为本发明实施例提供的调制编码方式选择装置结构示意图一；

图3为本发明实施例提供的调制编码方式选择装置中调整模块结构示意图；

图4为本发明实施例提供的调制编码方式选择装置结构示意图二。

具体实施方式

本发明实施例提供的调制编码方式选择方法，为了使基站可以使用适合传输时信道条件的MCS传输数据，由接收机在选择MCS时，进行一定的预估以抵消信道条件变化对动态MCS选择机制所带来的不利影响。具体的，可由接收机利用测量子帧的干扰和噪声功率，对基准MCS参数中的平均载波与干扰和噪声比(CINR：Carrier to Interference plus Noise Ratio)范围进行动态调整，再利用测量子帧预定周期内的平均干扰和噪声功率，计算获取预定周期内的平均CINR，通过对比调整后的平均CINR范围，选择对应的MCS。从而克服信道条件变化对动态MCS选择所带来的影响，使传输机可以使用适合传输时信道条件的MCS传输数据。

为了便于理解，下面以接收机为用户设备(UE：User Equipment)，传输机为基站，测试子帧为LTE中时分复用(TDD：Time Division Duplex)模式下的下行子帧为例，对本发明实施例的具体实现过程进行详细的描述。需要说明的是，本发明实施例所提供的调制编码方式选择方法(以及装置)，可以适用于LTE和WiMax中的多种工作模式。

本发明实施例所涉及的UE，可事先保存有基准MCS参数，并可通过建立基准MCS表的方式保存MCS参数。UE所保存的基准MCS参数，具体可以包括UE和基站所适用的多个MCS，以及每一个MCS对应的平均CINR的范围。比如，设MCSi(i为对应MCS的标记)对应的平均CINR范围是CINR_low，i到CINR_high，i。如果测量到的测量子帧平均CINRi落在CINR_low，i到CINR_high，i范围内，则选择MCSi作为基站传输数据时所采用的MCS。

在本发明的一个具体实施例中，本发明实施例提供的调制编码方式选择方法具体可如附图1所示，包括：

步骤11，UE获取测量子帧的干扰和噪声功率。

具体的，UE可以在某个预定周期内(周期具体可由基站确定)，测量每一个下行子帧中干扰和噪声功率，在第n个测量子帧中测量得到的干扰和噪声功率可记为p(n)。

步骤12，UE计算获取预定周期内干扰和噪声功率p(n)的平均值P(n)和方差V(n)。

具体的，UE维护截止至预定周期内第n个测量子帧的干扰和噪声功率的平均值P(n)和方差V(n)。平均功率P(n)和功率的方差V(n)的计算公式具体可如下所示：

$P\left(n\right)=\left\{\begin{array}{cc}p\left(n\right)& n=0\\ (1-\mathrm{\α})\·P(n-1)+\mathrm{\α}\·p\left(n\right)& n>0\end{array}\right.$

$V\left(n\right)=\left\{\begin{array}{cc}{(p\left(n\right)-P\left(n\right))}^2& n=0\\ (1-\mathrm{\α})\·V(n-1)+\mathrm{\α}\·{(p\left(n\right)-P\left(n\right))}^2& n>0\end{array}\right.$

上述公式中，参数α的取值范围为(0，1)，优选的可取值为0.1。

需要说明的是，基于上述公式计算获取平均功率P(n)和功率的方差V(n)，仅为本发明的一个优选实施例，在本发明具体实现时，本领域技术人员完全可以采取业界成熟的方法，获取平均功率P(n)和功率的方差V(n)，比如还可以采用若干个测量值的线性平均，同样也可以获取平均功率P(n)和功率的方差V(n)。

步骤13，UE计算获取基准MCS参数中平均CINR范围的预估调整量。

在一个优选实施例中，UE可以先基于测量子帧的干扰和噪声功率p(n)的平均值P(n)和方差V(n)，计算获取归一化的信号功率方差B(n)：

B(n)＝V(n)/P(n)²

然后根据B(n)，计算获取基准MCS参数中平均CINR范围的预估调整量Δ(n)：

Δ(n)＝f(B(n))

上述公式中，f()可为递增函数，具体的实施例中f()可为线性单调递增函数f(x)＝a·x，其中a可为正数。

通过上述步骤12、13本发明优选实施例所涉及的操作步骤，即可获取预估调整量。需要说明的是，本发明实施例所涉及的预估调整量计算过程，其实质是映射函数递增预估过程，该过程具体可以以多种计算方式(包括公式，函数名定义、递增函数的表现形式等)实现，只要从干扰和噪声功率方差到调整量的映射是单调的，即干扰和噪声功率变化越大，调整量越大，也就是选择MCS时越保守即可。

步骤14，UE基于预估调整量，调整基准MCS参数中的平均CINR范围。

基于步骤13计算获取的预估调整量，UE对基准MCS参数中平均CINR范围进行调整，即将预估调整量加载至基准MCS参数中平均CINR范围上。

加载预估调整量后的平均CINR范围可表示为：CINR_low，i+Δ(n)到CINR_high，i+Δ(n)。

步骤15，UE通过P(n)计算预定周期内的平均CINR(n)。

具体的，UE可通过公式：

CINR(n)＝10log10(C/P(n))

计算测量子帧预定周期内的平均CINR(n)。其中C是信号功率。

步骤16，UE基于平均CINR(n)，通过比对调整后的平均CINR范围，确定MCS信息。

具体的，UE基于计算获取的平均CINR(n)，通过比对调整后的平均CINR范围，确定平均CINR(n)具体属于在调整后的某一个MCS的平均CINR范围内，即确定该MCS做为基站适合传输时信道条件的MCS。比如，此时计算获取的CINR(n)，属于调整后MCSi对应的平均CINR范围，则UE确定MCSi为基站适合传输时信道条件的MCS。

步骤17，UE将确定的MCS信息反馈至基站。

UE将确定的MCS信息反馈至基站，以便基站可以选择适合传输时信道条件的MCS发送数据。

本发明实施例所提供的调制编码方式选择方法，可以不同场景下，比如应用多入多出(MIMO：Multiple-Input Multiple-Out-put)技术的多小区无线通信系统，使接收机可以克服信道条件变化对动态MCS选择所带来的影响，将适合传输机传输时信道条件的MCS信息反馈至传输机，以便传输机可以选择适合传输时信道条件的MCS发送数据。

本发明实施例提供的调制编码方式选择装置，具体可如附图2所示，包括：

调整模块21，用于根据测量子帧的干扰和噪声功率，调整基准调制编码方式参数中的平均载波与干扰和噪声比范围。

计算模块22，用于根据测量子帧预定周期内的平均干扰和噪声功率，计算获取预定周期内的平均载波与干扰和噪声比。

确定模块23，用于基于计算模块22计算获取的测量子帧预定周期内的平均载波与干扰和噪声比，通过比对调整模块21调整后的平均载波与干扰和噪声比范围，确定调制编码方式信息。

本发明实施例提供的调制编码方式选择装置，可事先保存有基准MCS参数，并可通过建立基准MCS表的方式保存MCS参数。UE所保存的基准MCS参数，具体可以包括UE和基站所适用的多个MCS，以及每一个MCS对应的平均CINR的范围。比如，设MCSi(i为对应MCS的标记)对应的平均CINR范围是CINR_low，i到CINR_high，i。如果测量到的测量子帧平均CINRi落在CINR_low，i到CINR_high，i范围内，则选择MCSi作为基站传输数据时所采用的MCS。

在一个优选的实施例中，本发明实施例所涉及的调整模块21，具体可如附图3所示，包括：

获取单元211，用于获取测量子帧的干扰和噪声功率p(n)。

具体的，获取单元211可以在某个预定周期内(周期具体可由基站确定)，测量每一个下行子帧中干扰和噪声功率，在第n个测量子帧中测量得到的干扰和噪声功率可记为p(n)。

计算单元212，用于计算获取预定周期内测量子帧干扰和噪声功率p(n)的平均值P(n)和方差V(n)。

具体的，计算单元212维护截止至预定周期内第n个测量子帧的干扰和噪声功率的平均值P(n)和方差V(n)。

平均功率P(n)和功率的方差V(n)的计算公式具体可如下所示：

$P\left(n\right)=\left\{\begin{array}{cc}p\left(n\right)& n=0\\ (1-\mathrm{\α})\·P(n-1)+\mathrm{\α}\·p\left(n\right)& n>0\end{array}\right.$

$V\left(n\right)=\left\{\begin{array}{cc}{(p\left(n\right)-P\left(n\right))}^2& n=0\\ (1-\mathrm{\α})\·V(n-1)+\mathrm{\α}\·{(p\left(n\right)-P\left(n\right))}^2& n>0\end{array}\right.$

上述公式中，参数α的取值范围为(0，1)，优选的可取值为0.1。

需要说明的是，基于上述公式计算获取平均功率P(n)和功率的方差V(n)，仅为本发明的一个优选实施例，在本发明具体实现时，本领域技术人员完全可以采取业界成熟的方法，获取平均功率P(n)和功率的方差V(n)，比如还可以采用若干个测量值的线性平均，同样也可以获取平均功率P(n)和功率的方差V(n)。

计算单元213，用于根据计算单元212计算获取的平均值P(n)和方差V(n)，计算获取基准MCS参数中平均CINR范围的预估调整量。

具体的，计算单元213可以先基于测量子帧的干扰和噪声功率p(n)的平均值P(n)和方差V(n)，计算获取归一化的信号功率方差B(n)：

B(n)＝V(n)/P(n)²

然后根据B(n)，计算获取基准MCS参数中平均CINR范围的预估调整量Δ(n)：

Δ(n)＝f(B(n))

上述公式中，f()可为递增函数，具体的实施例中f()可为线性单调递增函数f(x)＝a·x，其中a可为正数。

通过上述计算单元213在本发明优选实施例所执行的计算过程，即可获取预估调整量。需要说明的是，本发明实施例所涉及的预估调整量计算过程，其实质是映射函数递增预估过程，该过程具体可以以多种计算方式(包括公式，函数名定义、递增函数的表现形式等)实现，只要从干扰和噪声功率方差到调整量的映射是单调的，即干扰和噪声功率变化越大，调整量越大，也就是选择MCS时越保守即可。

调整单元214，用于根据计算单元213计算获取的预估调整量，调整基准MCS参数中平均CINR范围。

具体的，调整单元213基于计算单元213计算获取的预估调整量，对基准MCS参数中平均CINR范围进行调整，即将预估调整量加载至基准MCS参数中平均CINR范围上。

加载预估调整量后的平均CINR范围可表示为：CINR_low，i+Δ(n)到CINR_high，i+Δ(n)。

在一个优选的实施例中，本发明实施例所涉及的计算模块22，通过P(n)计算预定周期内的平均CINR(n)。

具体的，计算模块22可通过公式：

CINR(n)＝10log10(C/P(n))

计算预定周期内测量子帧的平均CINR(n)。其中C是信号功率。

在一个优选的实施例中，本发明实施例所涉及的确定模块23，基于计算模块22计算获取的测量子帧在预定周期内的平均CINR(n)，通过比对调整后的平均CINR范围，确定MCS信息。

具体的，确定模块23基于计算模块22计算获取测量子帧在预定周期内的的平均CINR(n)，通过比对调整后的CINR范围，确定平均CINR(n)具体属于在调整后的某一个MCS的平均CINR范围内，即确定该MCS做为基站适合传输时信道条件的MCS。比如，此时计算获取的CINR(n)，属于调整后MCSi对应的平均CINR范围，则确定模块23确定MCSi为基站适合传输时信道条件的MCS。

在一个优选的实施例中，本发明实施例所涉及的调制编码方式选择装置，如附图4所示，还可以包括：

反馈模块24，用于将确定模块23确定的MCS信息反馈至传输机。

具体的，反馈模块24将确定模块23确定的MCS信息反馈至基站，以便基站可以选择适合传输时信道条件的MCS发送数据。

在一个优选的实施例中，本发明实施例所涉及的调制编码方式选择装置具体可为接收机，例如UE。另外，本发明实施例所涉及的传输机具体可为基站。

通过上述陈述可以看出，本发明实施例提供的调制编码方式选择方法和装置，通过接收机根据测量子帧的干扰和噪声功率，调整基准调制编码方式参数中的平均载波与干扰和噪声比范围；接收机根据测量子帧预定周期内的平均干扰和噪声功率，计算获取预定周期内的平均载波与干扰和噪声比；接收机基于所述计算获取的预定周期内的平均载波与干扰和噪声比，通过比对调整后的所述平均载波与干扰和噪声比范围，确定调制编码方式信息。从而克服信道条件变化对动态调制编码方式选择所带来的影响，使反馈的调制编码方式准确地达到所期望的误块率(BLER：BLock Error Rate)，使传输机可以使用适合传输时信道条件的MCS传输数据。

以上所述仅是本发明的实施方式，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 (8)

1.一种调制编码方式选择方法，其特征在于，包括：

接收机根据测量子帧的干扰和噪声功率，调整基准调制编码方式参数中的平均载波与干扰和噪声比范围；

接收机根据测量子帧预定周期内的平均干扰和噪声功率，计算获取预定周期内的平均载波与干扰和噪声比；

接收机基于所述计算获取的预定周期内的平均载波与干扰和噪声比，通过比对调整后的所述平均载波与干扰和噪声比范围，确定调制编码方式信息；

所述接收机根据测量子帧的干扰和噪声功率，调整基准调制编码方式参数中的平均载波与干扰和噪声比范围包括：

接收机获取测量子帧的干扰和噪声功率p(n)；

接收机计算获取预定周期内测量子帧干扰和噪声功率p(n)的平均值P(n)和方差V(n)；

接收机根据所述平均值P(n)和方差V(n)，计算获取基准调制编码方式参数中平均载波与干扰和噪声比范围的预估调整量；

接收机根据所述预估调整量，调整基准调制编码方式参数中平均载波与干扰和噪声比范围。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收机计算获取预定周期内测量子帧干扰和噪声功率p(n)的平均值P(n)基于下述公式完成：

$P\left(n\right)=\left\{\begin{array}{cc}p\left(n\right)& n=0\\ (1-\mathrm{\α})\·P(n-1)+\mathrm{\α}\·p\left(n\right)& n>0\end{array}\right.$

其中，参数α的取值范围为(0，1)；

所述接收机计算获取预定周期内测量子帧干扰和噪声功率p(n)的方差V(n)基于下述公式完成：

$V\left(n\right)=\left\{\begin{array}{cc}{(p\left(n\right)-P\left(n\right))}^2& n=0\\ (1-\mathrm{\α})\·V(n-1)+\mathrm{\α}\·{(p\left(n\right)-P\left(n\right))}^2& n>0\end{array}\right.$

其中，参数α的取值范围为(0，1)。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收机根据所述平均值P(n)和方差V(n)，计算获取基准调制编码方式参数中平均载波与干扰和噪声比范围的预估调整量包括：

接收机根据所述预定周期内干扰和噪声功率p(n)的平均值P(n)和方差V(n)，计算获取归一化的信号功率方差B(n)：

B(n)=V(n)/P(n)²；

接收机根据所述归一化的信号功率方差，计算获取基准调制编码方式参数中平均载波与干扰和噪声比范围的预估调整量Δ(n)：

Δ(n)=f(B(n))

其中，f()是递增函数。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收机根据测量子帧预定周期内的平均干扰和噪声功率，计算获取预定周期内的平均载波与干扰和噪声比基于下述公式完成：

平均载波与干扰和噪声比CINR(n)=10logl0(C/P(n))

其中C是信号功率。

5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述方法在确定调制编码方式信息后还包括：

接收机将所述确定的调制编码方式信息反馈至传输机。

6.一种调制编码方式选择装置，其特征在于，包括：

调整模块，用于根据测量子帧的干扰和噪声功率，调整基准调制编码方式参数中的平均载波与干扰和噪声比范围；

计算模块，用于根据测量子帧预定周期内的平均干扰和噪声功率，计算获取预定周期内的平均载波与干扰和噪声比；

确定模块，用于基于所述计算模块计算获取的预定周期内的平均载波与干扰和噪声比，通过比对所述调整模块调整后的平均载波与干扰和噪声比范围，确定调制编码方式信息；

所述调整模块包括：

获取单元，用于获取测量子帧的干扰和噪声功率p(n)；

计算单元1，用于计算获取预定周期内测量子帧干扰和噪声功率p(n)的平均值P(n)和方差V(n)；

计算单元2，用于根据所述计算单元1计算获取的平均值P(n)和方差V(n)，计算获取基准调制编码方式参数中平均载波与干扰和噪声比范围的预估调整量；

调整单元，用于根据所述计算单元2计算获取的预估调整量，调整基准调制编码方式参数中平均载波与干扰和噪声比范围。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

反馈模块，用于将所述确定模块确定的调制编码方式信息反馈至传输机。

8.根据权利要求6至7任一项所述的装置，其特征在于，所述装置为接收机。