CN104283830B - 一种自适应调制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种自适应调制方法，包括以下步骤：a，发送端根据信道测量估算获取当前信道情况，并根据可用发射功率以及可用信道资源，以满足用户需求和适应当前信道情况为前提，在发射功率充足的情况下，决定启用高阶调制方式；b，发送端在启用高阶调制方式前，发射高阶调制方式工作所需功率，以次低阶调制方式工作，并检测接收端接收信噪比，若检测周期内平均接收信噪比大于等于信噪比门限，则启用高阶调制方式工作，否则，发射次低阶调制方式工作所需功率，以次低阶调制方式工作。本方法在欲启用高阶调制方式时先在检测周期内检测信道条件是否真能适用高阶调制方式，可以避免发射非线性带来的通信质量下降。

Description

一种自适应调制方法
技术领域
本发明涉及无线移动通信领域，尤其涉及一种自适应调制方法。
背景技术
目前移动通信领域中，移动通信系统多为OFDM系统（例如TD-SCDMA、WiMAX、McWiLL等），采用多载波调制技术，将信道分成多个正交子信道，每个子信道可独立进行子载波调制，并且各个子载波并行传输，因此OFDM系统中用户上下行链路都可以同时采用多种混合调制方式，并且可根据信道测量估算得到的信道状况采用自适应调制方式，即在信道条件良好接收信噪比较高的情况下，用户可采用较高阶的调制方式（例如QAM64）以获得最大的频谱效率，在信道条件变差接收信噪比较低时可降低为较低阶调制方式（例如QAM4）来保证低误码率的可靠通信质量。通过自适应调制，OFDM系统可以根据信道条件变化在最大频谱利用率和保证可靠通信质量之间取得最佳平衡。
但发明人发现上述现有技术实现中至少存在如下问题：OFDM系统通常根据信道测量估算得到的信道状况采用自适应调制方法，但实际应用中，还存在例如系统发射端硬件固有发射时的三阶交调所引起的发射非线性现象，即在信道条件较好干扰较小时，发射端线性增大发射功率，接收端的接收信噪比不如预期线性增长反而缓慢下降的现象，而此现象若发生，并不能通过信道测量估算让发射端获知，发射端根据测量估算得到的信道状况，是此时信道条件较好干扰较小，发射端会自适应采用较高阶的调制方式，较高阶调制方式所需接收信噪比门限较高，因此发射端需发射较大功率，由于发射非线性现象存在，发射端发射较大功率进入发射非线性区域，用户实际并未能获取较大接收信噪比，不足以满足较高阶调制方式的信噪比门限，而用户仍在较高阶调制方式工作，导致传输过程中误码率增高，通信质量下降。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明提出了一种自适应的调制方法，包括以下步骤：
a，发送端根据信道测量估算获取当前信道情况，并根据可用发射功率以及可用信道资源，以满足用户需求和适应当前信道情况为前提，在发射功率充足的情况下，决定启用高阶调制方式；
b，发送端在启用高阶调制方式前，发射高阶调制方式工作所需功率，以次低阶调制方式工作，并检测接收端接收信噪比，若检测周期内平均接收信噪比大于等于信噪比门限，则启用高阶调制方式工作，否则，发射次低阶调制方式工作所需功率，以次低阶调制方式工作。
优选的，步骤b中，所述检测周期由网管设备配送至发送端。
优选的，步骤b中，所述信噪比门限大于或等于高阶调制方式工作的信噪比门限。
优选的，步骤b中，发送端在启用高阶调制方式前，发射高阶调制方式工作所需功率，以次低阶调制方式工作，并检测接收端接收信噪比，若检测周期1内平均接收信噪比大于等于信噪比门限1，则启用高阶调制方式工作，否则，发射次低阶调制方式工作所需功率，以次低阶调制方式工作，并继续检测接收端接收信噪比，若检测周期2内平均接收信噪比大于等于信噪比门限2，则此时若发送端再度决定启用高阶调制方式，则无需检测直接启用。
优选的，所述平均接收信噪比，根据以下方法计算：检测周期为t帧，检测周期开始为第1帧，第i帧接收信噪比为TxSnri，i=1,...t，则检测周期内平均接收信噪比AvgSnr为：
α为滑动平均因子。
优选的，所述接收端接收信噪比，由接收端上报至发送端。
优选的，步骤b中，所述检测周期1和检测周期2由网管设备配送至发送端。
优选的，步骤b中，所述信噪比门限1大于或等于高阶调制方式工作的信噪比门限，所述信噪比门限2大于或等于次低阶调制方式工作的信噪比门限。
本方法在欲启用高阶调制方式时先在检测周期内检测信道条件是否真能适用高阶调制方式，可以避免发射非线性带来的通信质量下降。
具体实施方式
下面对本发明的实施方式做进一步详细说明。本实施例中网络实体只涉及移动通信系统中发射端和接收端。
本发明实施例以移动通信中下行链路为例，发送端为基站，接收端为终端，假设系统当前下行可用功率为SysAvalPwr10dBm，可用子信道数SysAvalNsch为15，可支持的调制方式为QAM4、QAM16、QAM64，QAM4工作的信噪比门限SNRQAM4为12dB，QAM16工作的信噪比门限SNRQAM16为18dB，QAM64工作的信噪比门限SNRQAM64为24dB，每个子信道若采用QAM4调制可发送数据率BwPerSchQAM4为8K/s，若采用QAM16调制可发送数据率BwPerSchQAM16为16K/s，若采用QAM64调制可发送数据率BwPerSchQAM64为24K/s，用户当前的需求带宽BwReq为200K。
步骤1，基站根据终端的信道测量结果，估算在当前信道状况下，为满足终端的需求带宽，结合系统当前可用的功率资源和信道资源，为终端选择适用的调制方式。
本实施例中，假设基站根据终端的信道测量结果，估算终端若单个子信道工作QAM4满足信噪比门限12dB需发射功率为0.01dBm，若单个子信道工作QAM16满足信噪比门限18dB需发射功率为0.04dBm，若单个子信道工作QAM64满足信噪比门限24dB需发射功率为0.16dBm，则根据下列算法：
Alloc_Nsch=0;
Bw_Satisfy_flag=0;
Max_Bw_Mod=0;
form=QAM4,QAM16,QAM64,
Bwm=BwPerSchm×Nschm;
if Bwm≥BweRq,
Selected_Mod=m;
Bw_Satisfy_flag=1;
Alloc_Nsch=Nschm;
end if
if(!Bw_Satisfy_flag)&&(Max_Bw_Mod<Bwm)
Max_Bw_Mod=Bwm;
Selected_Mod=m;
Alloc_Nsch=Nschm;
end if
end for
得到的结果为：
为终端选取的调制方式Selected_Mod=QAM64，分配的子信道Alloc_Nsch=9。
步骤2，若选择的调制方式为高阶调制方式，则启用检测信噪比算法，发送高阶调制方式所需功率，以次低阶调制方式工作，在检测周期内检测终端接收信噪比，判决是否在检测周期结束后允许启用高阶调制方式。
本实施例中，认为QAM6属于高阶调制方式，因其工作信噪比门限较高，所需发射功率较大，易出现非线性现象，基于步骤1的结果，此时为终端分配调制方式为QAM64，分配的子信道为9，则用户所需发射功率TxPwr=PpcQAM64×Alloc_Nsch=0.16×9=1.44dBm，基站侧通知终端以比QAM64次低阶的调制方式QAM16工作，网管设备已配置基站侧检测周期为50帧，终端每帧将当前的接收信噪比RxSnri(i=1,...50)通知至基站，基站侧根据终端上报的信噪比，计算检测周期内平均接收信噪比AvgSnr为基站侧取滑动平均因子α值为0.8，设置信噪比门限与QAM64工作的信噪比门限相同，为24dB。
假设根据终端上报的接收信噪比计算得到的平均接收信噪比为25dB，大于设置的信噪比门限，则基站在检测周期结束后，在下一次为终端选择适用调制方式时，若根据信道情况终端可适用QAM64，则允许终端以QAM64调制工作，并且可继续进行检测，以判断下一个检测周期结束时终端是否还能允许依信道条件适用QAM64。
假设在某个检测周期内根据终端上报的接收信噪比计算得到的平均接收信噪比为22dB，小于设置的信噪比门限，则基站将在下一次为终端选择适用调制方式时，不允许终端选择QAM64，即只能选择QAM4或者QAM16；而基站在对终端禁用QAM64后，继续开始下一个检测周期，检测周期可依然为50帧，或者在网管设备配置另一个检测周期2，本例中用网管设备配置的检测周期2，假设为150帧，终端每帧将当前的接收信噪比RxSnri(i=1,...150)通知至基站，基站侧根据终端上报的信噪比，计算检测周期内平均接收信噪比AvgSnr为基站侧在本例中取α值为0.8，设置信噪比门限2为比QAM16调制方式工作的信噪比门限高2dB，为20dB，假设根据终端上报的接收信噪比计算得到的平均接收信噪比为21dB，大于设置的信噪比门限2，则在检测周期结束后，若信道条件适用QAM64，可允许终端以QAM64工作。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种自适应调制方法，其特征在于，包括以下步骤：
a，发送端根据信道测量估算获取当前信道情况，并根据可用发射功率以及可用信道资源，以满足用户需求和适应当前信道情况为前提，在发射功率充足的情况下，决定启用高阶调制方式；
b，发送端在启用高阶调制方式前，发射高阶调制方式工作所需功率，以次低阶调制方式工作，并检测接收端接收信噪比，若检测周期内平均接收信噪比大于等于信噪比门限，则启用高阶调制方式工作，否则，发射次低阶调制方式工作所需功率，以次低阶调制方式工作。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于步骤b，所述检测周期由网管设备配送至发送端。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于步骤b，所述信噪比门限大于或等于高阶调制方式工作的信噪比门限。
4.根据权利要求1所述方法，其特征在于步骤b，发送端在启用高阶调制方式前，发射高阶调制方式工作所需功率，以次低阶调制方式工作，并检测接收端接收信噪比，若检测周期1内平均接收信噪比大于等于信噪比门限1，则启用高阶调制方式工作，否则，发射次低阶调制方式工作所需功率，以次低阶调制方式工作，并继续检测接收端接收信噪比，若检测周期2内平均接收信噪比大于等于信噪比门限2，则此时若发送端再度决定启用高阶调制方式，则无需检测直接启用。
5.根据权利要求1或权利要求4所述方法之一，其特征在于，所述平均接收信噪比，根据以下方法计算：
检测周期为t帧，检测周期开始为第1帧，第i帧接收信噪比为RxSnri，i＝1,...t，则检测周期内平均接收信噪比AvgSnr为：
α为滑动平均因子。
6.根据权利要求1或权利要求4所述方法之一，其特征在于，所述接收端接收信噪比，由接收端上报至发送端。
7.根据权利要求4所述方法，其特征在于步骤b，所述检测周期1和检测周期2由网管设备配送至发送端。
8.根据权利要求4所述方法，其特征在于步骤b，所述信噪比门限1大于或等于高阶调制方式工作的信噪比门限，所述信噪比门限2大于或等于次低阶调制方式工作的信噪比门限。
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