CN103222217A - 一种调制模式切换的方法和系统、网元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及网络通信领域，具体公开了一种调制模式切换的方法，包括：检测在第一极化方向上接收信号的均方误差(MSE)和交叉极化鉴别度(XPD)；根据所述第一极化方向上接收信号的当前调制模式、所述MSE和所述XPD，确定目标调制模式；根据所述目标调制模式，切换所述第一极化方向上接收信号的调制模式。本发明实施例还公开了一种调制模式切换的系统和一种网元。

Description

一种调制模式切换的方法和系统、网元

技术领域

本发明涉及网络通信技术，尤其涉及一种调制模式切换的方法和系统、网元。

背景技术

为了在有限的微波频带资源内传输更多的业务，提高频谱利用率，可以采用交叉极化的频率复用技术，即利用电磁波在空间传输时的水平和垂直两个极化波在同一波道上传输两组独立的信息，从而使单波道数据传输速率成倍增长。双极化天线后端有两个接口，分别接入两路射频信号，然后在双极化馈源内完成极化旋转，将两路信号分别以水平极化(H-Horizon)和垂直极化(V-Vertical)信号发送出去。

双极化天线有一个重要的指标，接收信号的交叉极化鉴别度(Cross-PolarDiscrimination，XPD)。受双极化天线本身制造精度和微波链路传输环境的影响，双极化天线在接收某一个极化信号的同时不可避免地收到异极化方向信号在本极化方向的信号分量，造成两个原本正交的信号之间的相互干扰，这种干扰称之为交叉极化干扰(Co-Polar Interference，XPI)，本极化方向的信号功率与接收到的异极化方向的信号分量功率之比即为XPD。微波系统中，可以通过交叉极化干扰抵消(Cross Polarization Interference Cancellation，XPIC)技术，抵消叠加在有用信号上的异极化信号的干扰信号分量，减小来自正交极化信号的干扰。

除交叉极化的频率复用技术外，通过自适应编码调制(Adaptive CodeModulation，ACM)技术实现的多状态调制模式，如64QAM(Quadrature AmplitudeModulation，正交振幅调制)、128QAM、256QAM调制，也可以提高频谱利用率。ACM技术通过实时检测微波链路信号的均方误差(Mean Square Error，MSE)，在微波链路质量好的时候用高调制模式传输更多的用户业务，在微波链路质量差的时候用低调制模式传输，保证高优先级业务的正常传输。

现有技术中，当在XPIC组网下使用ACM技术时，采用ACM技术对水平极化和垂直极化方向上的两条微波链路独立进行检测和切换。由于XPD的劣化与MSE不是线性关系，因此可能出现如下情况：XPD的劣化已经导致当前模式下的业务误码甚至中断，但MSE仍然没有超过触发调制模式切换的门限，导致ACM没能切换到低调制模式，无法保证业务的无损传输。

发明内容

本发明的实施例提供了一种调制模式切换的方法和系统、网元，在XPIC组网下使用ACM技术时，解决现有技术无法保证业务无损传输的问题。

本发明的实施例采用如下技术方案：

本发明第一方面提供了一种调制模式切换的方法，包括：

检测在第一极化方向上接收信号的均方误差(MSE)和交叉极化鉴别度(XPD)；

根据所述第一极化方向上接收信号的当前调制模式、所述MSE和所述XPD，确定目标调制模式；

根据所述目标调制模式，切换所述第一极化方向上接收信号的调制模式。

在第一种可能的实现方式中，所述根据所述第一极化方向上接收信号的当前调制模式、所述MSE和所述XPD，确定目标调制模式，具体包括：

若所述MSE小于所述当前调制模式的MSE上限，并且所述XPD大于所述当前调制模式的XPD上限，则所述目标调制模式为传输容量高于所述当前调制模式的调制模式；若所述MSE大于所述当前调制模式的MSE下限，或者所述XPD小于所述当前调制模式的XPD下限，则所述目标调制模式为传输容量低于所述当前调制模式的调制模式。

结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述根据所述目标调制模式，切换所述第一极化方向上接收信号的调制模式，具体包括：

向对端网元发送包括所述目标调制模式的请求消息，所述请求消息用于所述对端网元根据所述目标调制模式切换所述第一极化方向上发送信号的调制模式；

接收到所述对端网元发送的应答消息，所述应答消息中包括所述对端网元在所述第一极化方向上发送信号的当前调制模式；

将所述第一极化方向上接收信号的调制模式切换为所述对端网元在所述第一极化方向上发送信号的当前调制模式。

结合第一方面、第一方面的第一种可能的实现方式或第一方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述第一极化方向为水平极化方向或者垂直极化方向。

本发明第二方面提供了一种网元，包括：

检测单元，用于检测在第一极化方向上接收信号的均方误差(MSE)和交叉极化鉴别度(XPD)；

确定单元，用于根据所述第一极化方向上接收信号的当前调制模式、所述MSE和所述XPD，确定目标调制模式；

切换单元，用于根据所述目标调制模式，切换所述第一极化方向上接收信号的调制模式。

在第一种可能的实现方式中，所述确定单元具体包括：

确定子单元，用于若所述MSE小于所述当前调制模式的MSE上限，并且所述XPD大于所述当前调制模式的XPD上限，则所述目标调制模式为传输容量高于所述当前调制模式的调制模式；若所述MSE大于所述当前调制模式的MSE下限，或者所述XPD小于所述当前调制模式的XPD下限，则所述目标调制模式为传输容量低于所述当前调制模式的调制模式。

结合第二方面或第二方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述切换单元具体包括：

切换子单元，用于向对端网元发送包括所述目标调制模式的请求消息，所述请求消息用于所述对端网元根据所述目标调制模式切换所述第一极化方向上发送信号的调制模式；接收到所述对端网元发送的应答消息，所述应答消息中包括所述对端网元在所述第一极化方向上发送信号的当前调制模式；将所述第一极化方向上接收信号的调制模式切换为所述对端网元在所述第一极化方向上发送信号的当前调制模式。

结合第二方面、第二方面的第一种可能的实现方式或第二方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述第一极化方向为水平极化方向或者垂直极化方向。

本发明第三方面提供了一种调制模式切换的系统，所述系统至少包括第一网元和第二方面的第二种可能的实现方式所述的第二网元，所述第一网元为所述第二网元的对端网元：

所述第一网元，用于接收所述第二网元发送的包括所述目标调制模式的请求消息；根据所述目标调制模式切换所述第一极化方向上发送信号的调制模式；向所述第二网元发送应答消息，所述应答消息中包括所述第一网元在所述第一极化方向上发送信号的当前调制模式。

本发明实施例提供的一种调制模式切换的方法和系统、网元，在XPIC组网下的ACM协议中增加接收端的XPD实时检测，并将XPD也作为ACM是否进行调制模式切换的判断条件，使得在微波链路发生变化导致信噪比和XPD变化的情况下及时进行ACM无损切换，保证业务的无损传输。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明的一实施例提供的一种调制模式切换的方法的流程图；

图2为本发明的实施例提供的一组网拓扑示意图；

图3为本发明的实施例提供的一调制模式门限表；

图4为本发明的实施例提供的一种网元的结构框图；

图5为本发明的实施例提供的另一种网元的结构框图；

图6为本发明的实施例提供的一种调制模式切换的系统示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种调制模式切换的方法和系统、网元。为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例，一种调制模式切换的方法的流程如图1所示，该方法包括以下步骤：

步骤S101，检测在第一极化方向上接收信号的均方误差(MSE)和交叉极化鉴别度(XPD)；

步骤S102，根据第一极化方向上接收信号的当前调制模式、MSE和XPD，确定目标调制模式；

步骤S103，根据目标调制模式，切换第一极化方向上接收信号的调制模式。

进一步地，步骤S102可以具体包括：

若MSE小于当前调制模式的MSE上限，并且XPD大于当前调制模式的XPD上限，则目标调制模式为传输容量高于当前调制模式的调制模式；若MSE大于当前调制模式的MSE下限，或者XPD小于当前调制模式的XPD下限，则目标调制模式为传输容量低于当前调制模式的调制模式。

进一步地，步骤S103可以具体包括：

向对端网元发送包括目标调制模式的请求消息，请求消息用于对端网元根据目标调制模式切换第一极化方向上发送信号的调制模式；

接收到对端网元发送的应答消息，应答消息中包括对端网元在第一极化方向上发送信号的当前调制模式；

将第一极化方向上接收信号的调制模式切换为对端网元在第一极化方向上发送信号的当前调制模式。

进一步地，第一极化方向可以为水平极化方向或者垂直极化方向。

下面结合附图对本发明实施例提供的一种调制模式切换的方法和系统、网元进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种调制模式切换的方法。图2所示为XPIC组网，包括网元A和网元B，网元A和网元B互为对端网元。网元间采用交叉极化的频率复用，分别通过水平极化方向和垂直极化方向上的两路双向微波链路收发信号。网元A和网元B均使能XPIC和ACM功能。以水平极化方向上网元B至网元A方向的微波链路为例，该方法具体包括如下步骤：

步骤S210，网元A检测在水平极化方向上接收信号的MSE和XPD。

MSE是信噪比(Signal to Noise Ratio，SNR)的倒数：

MSE＝E(|y-s|²)/|y|²)，其中，y表示标准星座点矢量，s表示实际接收信号点矢量。网元可以通过连续检测的多个接收信号星座点和标准星座点的硬判误差，再对多个硬判误差求期望得到MSE。在微波链路发生雨衰等导致信噪比劣化的情况下，网元检测到的MSE会相应劣化。

网元实际检测的MSE可以是一段时间内多个接收信号星座点和标准星座点的硬判误差的加权平均值，计算公式为MSE_n＝(1-α)×MSE_n-1+α×|err|²。其中，|err|表示当前接收信号星座点与标准星座点的硬判误差，α表示迭代权重，MSE_n表示n个硬判误差的加权平均值，MSE_n-1表示n-1个硬判误差的加权平均值。

XPD为10log(本极化方向上主信号功率/异极化方向上干扰信号功率)，即：

XPD_H＝10log(|E_HH|²/|E_VH|²)，XPD_V＝10log(|E_VV|²/|E_HV|²)

其中，XPD_H和XPD_V分别表示水平极化方向上和垂直极化方向上的XPD；E_HH和E_VV分别表示在水平极化方向上和垂直极化方向上的主信号功率；E_VH表示水平极化方向上收到的垂直极化方向上的干扰信号；E_HV表示垂直极化方向上收到的水平极化方向上的干扰信号。

实际检测中，网元检测的本极化方向上的主信号功率和异极化方向上的干扰信号功率，可以根据前馈滤波器(Feed Forward Filter，FFF)更新的抽头系数计算得到。XPD值越小，说明干扰信号功率越接近主信号功率。

步骤S220，根据水平极化方向上接收信号的当前调制模式，以及该接收信号的MSE和XPD，确定目标调制模式。

本实施例中，可以预先配置网元所采用的多种调制模式、各调制模式对应的调制模式门限，以及不同传输容量的调制模式的切换顺序。调制模式门限可以包括调制模式对应的MSE上限、XPD上限、MSE下限和XPD下限，通过接收信号的MSE和XPD选择目标调制模式。

具体地，若MSE小于当前调制模式的MSE上限，并且XPD大于当前调制模式的XPD上限，则目标调制模式为传输容量高于当前调制模式的调制模式；若MSE大于当前调制模式的MSE下限，或者XPD小于当前调制模式的XPD下限，则目标调制模式为传输容量低于当前调制模式的调制模式。

如图3所示为一调制模式门限表，以当前调制模式为16QAM为例：MSE上限为-19dB，XPD上限为10dB，MSE下限为-14dB，XPD下限为6dB。

当接收信号的MSE＜-19dB并且XPD＞10dB时，则目标调制模式为传输容量大于16QAM的32QAM。

当接收信号的MSE＞-14dB或者XPD＜6dB时，则目标调制模式为传输容量小于16QAM的QPSK。

当前调制模式对应的MSE下限和XPD下限，可以根据微波设备在当前调制模式运行时的误码性能实测得到。调制模式对应的MSE下限和XPD下限分别为：微波链路工作在该调制模式时，在连续监测时间内无误码的最大MSE和最小XPD。

例如，微波链路工作在16QAM时，连续12小时XPIC链路无误码的最大MSE和最小XPD为MSE_max＝-14dB，XPD_min＝6dB。因此16QAM调制模式对应的MSE下限和XPD下限分别为-14dB和6dB。

当前调制模式对应的MSE上限和XPD上限，也可以根据微波设备在当前调制模式运行时的误码性能实测得到。调制模式对应的MSE上限和XPD上限分别为：微波链路工作在该调制模式时，在链路质量不变的情况下，不引起调制模式向传输容量更低的调制模式切换的最小MSE和最大XPD。

例如，微波链路工作在16QAM时，在链路质量不变的情况下，不引起调制模式向传输容量更低的QPSK切换的最小MSE和最大XPD为：MSE_min＝-19dB，XPD_max＝10dB。因此16QAM调制模式对应的MSE上限和XPD上限分别为-19dB和10dB。

步骤S230，网元A根据目标调制模式，切换水平极化方向上接收信号的调制模式。

本实施例中，步骤S230还可以具体包括下列步骤：

步骤S231，网元A向网元B发送包括目标调制模式的请求消息。

步骤S232，网元B接收到请求消息，根据该目标调制模式切换水平极化方向上发送信号的调制模式，并向网元A发送应答消息，该应答消息中包括网元B在水平极化方向上发送信号的当前调制模式。

本实施例中，网元B根据该目标调制模式切换水平极化方向上发送信号的调制模式，如果网元B成功将水平极化方向上发送信号的调制模式切换为目标调制模式，则网元B水平极化方向上的当前调制模式为目标调制模式；否则，如果网元B未能成功将水平极化方向上发送信号的调制模式切换为目标调制模式，则网元B水平极化方向上的当前调制模式为接收到请求消息前的调制模式。

步骤S233，网元A接收到应答消息，将水平极化方向上接收信号的调制模式切换为网元B在水平极化方向上发送信号的当前调制模式。

上述实施例为水平极化方向上网元B至网元A方向的调制模式切换过程，水平极化方向上网元A至网元B方向、垂直极化方向上网元A至网元B方向、垂直极化方向上网元B至网元A方向的微波链路的调制模式切换过程与其类似，此处不再赘述。两个极化方向共四个方向的微波链路可以分别进行调制模式的自动切换，各自采用不同的调制模式。

本发明实施例提供的一种调制模式切换的方法，在XPIC组网下的ACM协议中增加接收端的XPD实时检测，并将XPD也作为ACM是否进行调制模式切换的判断条件，使得在微波链路发生变化导致信噪比和XPD变化的情况下及时进行ACM无损切换，保证业务的无损传输。

本发明实施例提供了一种网元，如图4所示，包括：

检测单元410，用于检测在第一极化方向上接收信号的均方误差(MSE)和交叉极化鉴别度(XPD)。

确定单元420，用于根据第一极化方向上接收信号的当前调制模式、该接收信号的MSE和XPD，确定目标调制模式。

切换单元430，用于根据目标调制模式，切换第一极化方向上接收信号的调制模式。

进一步地，确定单元420可以具体包括：

确定子单元421，用于若MSE小于当前调制模式的MSE上限，并且XPD大于当前调制模式的XPD上限，则目标调制模式为传输容量高于当前调制模式的调制模式；若MSE大于当前调制模式的MSE下限，或者XPD小于当前调制模式的XPD下限，则目标调制模式为传输容量低于当前调制模式的调制模式。

进一步地，切换单元430可以具体包括：

切换子单元431，用于向对端网元发送包括目标调制模式的请求消息，该请求消息用于对端网元根据目标调制模式切换第一极化方向上发送信号的调制模式；接收到对端网元发送的应答消息，该应答消息中包括对端网元在第一极化方向上发送信号的当前调制模式；将第一极化方向上接收信号的调制模式切换为对端网元在第一极化方向上发送信号的当前调制模式。

本实施例中的第一极化方向可以为水平极化方向或者垂直极化方向。水平和垂直极化方向上可以采用同一单元处理两个极化方向上的相似功能，也可以采用不同单元分别处理两个极化方向上的类似功能。例如，可以通过实施例中的检测单元410检测水平和垂直两个极化方向上的MSE和XPD，也可以通过两个检测单元分别检测水平和垂直另个极化方向上的MSE和XPD。确定单元420和切换单元430也类似，本实施例对此不做限制。

上述实施例网元内的各模块之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明方法实施例基于同一构思，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。

本发明实施例提供的一种网元，在XPIC组网下的ACM协议中增加接收端的XPD实时检测，并将XPD也作为ACM是否进行调制模式切换的判断条件，使得在微波链路发生变化导致信噪比和XPD变化的情况下及时进行ACM无损切换，保证业务的无损传输。

本发明实施例提供了一种网元，如图5所示，包括：

接收器510，用于接收第一极化方向上的信号；

处理器520，与接收器510和存储器530连接，用于检测在第一极化方向上接收信号的均方误差(MSE)和交叉极化鉴别度(XPD)；根据第一极化方向上接收信号的当前调制模式、该接收信号的MSE和XPD，确定目标调制模式；根据目标调制模式，切换第一极化方向上接收信号的调制模式；

存储器530，用于存储处理器520的执行程序。

本发明实施例提供了一种调制模式切换的系统，如图6所示，该系统至少包括第一网元610和第二网元620，第一网元610为第二网元620的对端网元：

第一网元610，用于接收第二网元620发送的包括目标调制模式的请求消息；根据目标调制模式切换第一极化方向上发送信号的调制模式；向第二网元620发送应答消息，该应答消息中包括第一网元610在第一极化方向上发送信号的当前调制模式；

第二网元610，包括：检测单元、确定单元和切换单元，具体内容参见上述网元实施例的检测单元410、确定单元420和切换单元430，切换单元具体包括切换子单元431，此处不再赘述。

本实施例中的第一极化方向可以是水平极化方向或者垂直极化方向。

采用本发明实施例提供的技术方案，在XPIC组网下的ACM协议中增加接收端的XPD实时检测，并将XPD也作为ACM是否进行调制模式切换的判断条件，使得在微波链路发生变化导致信噪比和XPD变化的情况下及时进行ACM无损切换，保证业务的无损传输。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种调制模式切换的方法，其特征在于，包括：

检测在第一极化方向上接收信号的均方误差(MSE)和交叉极化鉴别度(XPD)；

根据所述第一极化方向上接收信号的当前调制模式、所述MSE和所述XPD，确定目标调制模式；

根据所述目标调制模式，切换所述第一极化方向上接收信号的调制模式。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一极化方向上接收信号的当前调制模式、所述MSE和所述XPD，确定目标调制模式，具体包括：

若所述MSE小于所述当前调制模式的MSE上限，并且所述XPD大于所述当前调制模式的XPD上限，则所述目标调制模式为传输容量高于所述当前调制模式的调制模式；若所述MSE大于所述当前调制模式的MSE下限，或者所述XPD小于所述当前调制模式的XPD下限，则所述目标调制模式为传输容量低于所述当前调制模式的调制模式。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标调制模式，切换所述第一极化方向上接收信号的调制模式，具体包括：

向对端网元发送包括所述目标调制模式的请求消息，所述请求消息用于所述对端网元根据所述目标调制模式切换所述第一极化方向上发送信号的调制模式；

接收到所述对端网元发送的应答消息，所述应答消息中包括所述对端网元在所述第一极化方向上发送信号的当前调制模式；

将所述第一极化方向上接收信号的调制模式切换为所述对端网元在所述第一极化方向上发送信号的当前调制模式。

4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述第一极化方向为水平极化方向或者垂直极化方向。

5.一种网元，其特征在于，包括：

检测单元，用于检测在第一极化方向上接收信号的均方误差(MSE)和交叉极化鉴别度(XPD)；

确定单元，用于根据所述第一极化方向上接收信号的当前调制模式、所述MSE和所述XPD，确定目标调制模式；

切换单元，用于根据所述目标调制模式，切换所述第一极化方向上接收信号的调制模式。

6.根据权利要求5所述的网元，其特征在于，所述确定单元具体包括：

确定子单元，用于若所述MSE小于所述当前调制模式的MSE上限，并且所述XPD大于所述当前调制模式的XPD上限，则所述目标调制模式为传输容量高于所述当前调制模式的调制模式；若所述MSE大于所述当前调制模式的MSE下限，或者所述XPD小于所述当前调制模式的XPD下限，则所述目标调制模式为传输容量低于所述当前调制模式的调制模式。

7.根据权利要求5或6所述的网元，其特征在于，所述切换单元具体包括：

切换子单元，用于向对端网元发送包括所述目标调制模式的请求消息，所述请求消息用于所述对端网元根据所述目标调制模式切换所述第一极化方向上发送信号的调制模式；接收到所述对端网元发送的应答消息，所述应答消息中包括所述对端网元在所述第一极化方向上发送信号的当前调制模式；将所述第一极化方向上接收信号的调制模式切换为所述对端网元在所述第一极化方向上发送信号的当前调制模式。

8.根据权利要求5、6或7所述的网元，其特征在于，所述第一极化方向为水平极化方向或者垂直极化方向。

9.一种调制模式切换的系统，其特征在于，所述系统至少包括第一网元和权利要求7所述的第二网元，所述第一网元为所述第二网元的对端网元：

所述第一网元，用于接收所述第二网元发送的包括所述目标调制模式的请求消息；根据所述目标调制模式切换所述第一极化方向上发送信号的调制模式；向所述第二网元发送应答消息，所述应答消息中包括所述第一网元在所述第一极化方向上发送信号的当前调制模式。

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