CN104394111A - 面向lte下行链路的自适应调制方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明适用于通信领域，提供了一种面向LTE下行链路的自适应调制方法，该方法包括：建立载波在LTE下行链路中闭环OFDM系统的响应模型；根据载波信道的相关性对所述载波分成多个载波簇，获取每个载波簇中样本的冲激响应，对所述载波簇中样本的冲激响应进行量化处理，反馈得到发射端的部分载波冲激响应，进行插值得到发射端的信道状态信息CSI；根据所述信道状态信息CSI以及所述载波的响应模型，利用注水定理对每个载波的功率进行分配，以及根据预设的服务质量QoS确定载波的调制方式。本发明可以大大减少反向信道的带宽资源的占用，而且仅需要对少量的冲激响应进行量化，有利于提高系统实时性。

Description

面向LTE下行链路的自适应调制方法和装置

技术领域

本发明属于通信领域，尤其涉及面向LTE下行链路的自适应调制方法和装置。

背景技术

在LTE(英文全称为Long Term Evolution，中文全称为长期演进)系统中，其中多载波方式是一种关键的多址接入方式。为了提供更为灵活的多址接入方式，经过3GPP组织的筛选后，采用OFDMA(英文全称为Orthogonal FrequencyDivision Multiplex Access，中文全称为正交频分多址接入)作为对OFDM的扩展，从而更有利于多址接入。

由于无线信道的随机性和时变性，会导致OFDM系统中有一些衰落较大的子信道。当数据从这些衰落较大的子信道传输时，会使得误比特率非常高。虽然在那些衰落较小的子信道的误码率很低，但是整个系统的误比特率是由那些衰落较大的子信道的性能决定的。因此，需要在不同衰落下子信道的信道状况选择相应的调制方式和信号发射功率，使更多的能量分配到衰落较小的子信道中，尽可能的充分利用系统的频谱资源。

目前的LTE下行链路系统中，如果具有发射端的信道状态信息(英文简称为CSI，英文全称为Channel State Information)，则可以根据所述CSI在发射端进行自适应传输，如果发射端的的CSI是理想的，那么根据注水定理进行功率分配可以使得系统的功率利用率最大化，并且结合贪婪算法，对每个冲激响应进行量化后，反馈到发射端，根据反馈的冲激响应，在每次分配一个比例功率到功率代价最小的载波，进行自适应调制，使系统在比特率一定的条件下发射功率达到最小。

目前自适应调制方式，由于使用贪婪算法进行比特功率分配时，需要对反馈的每个冲激响应进行量化，当载波数量较大时，量化的速度会非常慢，从而会导致功率分配的实时性差；而且把载波的信道状态由接收端反馈到发射端时，如果载波数量较大，会占用较多的反向信道的带宽资源。

发明内容

本发明的目的在于提供面向LTE下行链路的自适应调制方法和装置，以解决现有技术中当载波数量较大时，量化的速度会非常慢，导致其实时性差；而且把载波的信道状态由接收端反馈到发射端，在载波数量较大时，占用较多的反向信道的带宽资源的问题。

本发明是这样实现的，面向LTE下行链路的自适应调制方法，所述方法包括：

根据载波在接收端的冲激响应、载波的信号和载波的噪声，建立载波在LTE下行链路中闭环OFDM系统的响应模型；

根据载波信道的相关性对所述载波分成多个载波簇，获取每个载波簇中样本的冲激响应，对所述载波簇中样本的冲激响应进行量化处理，反馈得到发射端的部分载波冲激响应，进行插值得到发射端的信道状态信息CSI；

根据所述信道状态信息CSI以及所述载波的响应模型，利用注水定理对每个载波的功率进行分配，以及根据预设的服务质量QoS确定载波的调制方式。

本发明的另一目的在于提供一种面向LTE下行链路的自适应调制装置，所述装置包括：

响应模型建立单元，用于根据载波在接收端的冲激响应、载波的信号和载波的噪声，建立载波在LTE下行链路中闭环OFDM系统的响应模型；

信道状态信息获取单元，用于根据载波信道的相关性对所述载波分成多个载波簇，获取每个载波簇中样本的冲激响应，对所述载波簇中样本的冲激响应进行量化处理，反馈得到发射端的部分载波冲激响应，进行插值得到发射端的信道状态信息CSI；

自适应调整单元，用于根据所述信道状态信息CSI以及所述载波的响应模型，利用注水定理对每个载波的功率进行分配，以及根据预设的服务质量QoS确定载波的调制方式。

在本发明中，根据建立的载波在LTE下行链路中闭环系统的响应模型以及发射端的信道状态信息CSI，利用注水定理进行每个载波的功率分配，以及根据预设的服务质量QoS确定载波的调制方式，由于本发明通过对所述载波根据信道的相关性，分成多个载波簇，只需要获取每个载波簇中的样本的冲激响应，并根据所述样本的冲激响应进行插值即可快速有效的得到发射端的信道状态信息，而且从接收端回传的冲激响应的个数可以远远小于载波个数，可以大大减少反向信道的带宽资源的占用，而且仅需要对少量的冲激响应进行量化，有利于提高系统实时性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的面向LTE下行链路的自适应调制方法的实现流程图；

图2是本发明实施例提供的得到发射端的信道状态信息CSI的实现流程图；

图3是本发明实施例提供的利用注水定理分配每个载波的功率的实现流程图；

图4为本发明实施例提供的面向LTE下行链路的自适应调制装置的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的在四种类型信道下得到的归一化比特速率与发射信噪比的关系示意图；

图6为本发明实施例提供的在图5对应的信噪比和比特速率时，系统的误码率曲线示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明中，OFDM自适应调制方法是依托于LTE下行物理共享信道链路。LTE下行链路主要包括LTE下行共享物理信道的发送端、接收端以及无线信道。

在发送端，用户数据首先经过信道编码形成码字流，然后对将要传输的每一个码字比特进行加扰，再对加扰后的比特进行调制，产生复值调制符号。将复值调制符号映射到一个或多个传输层，然后将每层上的复值调制符号进行预编码，用于天线端口上的传输，再将每一个天线端口上的复值调制符号映射到资源粒子上，最后为每一个天线端口产生复值的时域OFDM信号，发送出去。在接收端，首先将接收到的信号进行解OFDM，然后提取导频信号进行信道估计，再将信道估计的信道响应对接收到的数据信号进行均衡。对均衡后的符号进行解调得到数据比特流，然后对比特流进行解扰，最后经过信道解码得到传输过来的用户数据。

在发射端对比特进行调制时，会产生信道状态信息的获取对回传的信道资源占用过大，以及对载波的量化的计算量过大，在载波数量较大时，导致调制速度慢，实时性差的问题。

图1示出了本发明实施例提供的面向LTE下行链路的自适应调制方法的实现流程，详述如下：

在步骤S101中，根据载波在接收端的冲激响应、载波的信号和载波的噪声，建立载波在LTE下行链路中闭环OFDM系统的响应模型。

具体的，根据载波在接收端的冲激响应、载波的信号和载波的噪声，建立载波在LTE下行链路中闭环OFDM系统的响应模型为y＝HAx+w，

其中，y＝(y₁,y₂,…,y_N)^T和x＝(x₁,x₂,…,x_N)^T分别为N维矢量的收发OFDM符号，w＝(w₁,w₂,…,w_N)^T为N维噪声矢量，H＝diag(h₁,h₂,…,h_N)和A＝diag(a₁,a₂,…,a_N)均为对角阵，a_n为第n个载波上功率分配系数，N为OFDM载波数，h_n为第n个载波上的冲激响应，x_n为第n个载波的信号，且E(|x_n|²)＝E_s，w_n～CN(0,N₀)，E_s为总发射功率，w_n为第n个载波的噪声。上式中，w_n～CN(0,N₀)，表示w_n服从参数为0和N₀的复正态分布。

为了满足总发射功率的限制条件：我们令： $\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\left|a_n\right|}^2=1.$

在步骤S102中，根据载波信道的相关性对所述载波分成多个载波簇，获取每个载波簇中样本的冲激响应，对所述载波簇中样本的冲激响应进行量化处理，反馈得到发射端的部分载波冲激响应，进行插值得到发射端的信道状态信息CSI。

具体的，对于接收端的信道状态信息CSI，一般可由信道估计获得。

假设接收端具有理想的CSI。无线信道中，受频谱资源的限制，OFDM系统循环前缀(CP)不可能很长，所以载波之间不可避免的具有一定的相关性。利用计算机仿真可以得到不同类型信道下，OFDM载波之间的相关性曲线。而且，相近的载波之间具有比较大的相关性。也就是说，在一定载波间隔内，载波的信道特性可以认为是具有强相关性的，载波间隔的数目取决于信道的特性，具有直射路径的RA(远郊地区)信道几十个载波之间都有很大的相关性，而延迟扩展较大的BU(恶劣城区)和HT(丘陵地区)信道间隔十几个载波相关性就很小了。利用载波之间的这种相关性，我们建立发射端部分CSI模型，具体步骤如图2所示，包括以下步骤：

在步骤S201中，根据载波信道的相关性对N个载波分成r个载波簇，每个载波簇的载波数为m＝N/r。

其中，对N个载波的划分，一般选N能被r整除为宜，如果不能带除，则可对未能整除的部分信道单独进行抽样处理，或者也可不进行抽样处理。

在步骤S202中，对于第i个载波簇，将其中的第[m/2]⁺个载波的冲激响应经比特量化后反馈到发射端，其中[m/2]⁺表示不小于m/2的整数。

其中，所述冲激响应量化时，可以采用8比特量化后反馈，当然还可以采用其它数量的比特进行量化，在此不作具体限定。对于第i个载波簇中所选中的冲激响应的载波，其在整个载波中对应的序号为(i-1)m+[m/2]⁺。

其中[m/2]⁺表示不小于m/2的整数，举例来说，假如m为17，则m/2为8.5，那么[17/2]⁺为表示不小于8.5的正整数，即可以为9。当然，此处一般选择不小于m/2的最小正整数为宜。

在步骤S203中，发射端得到冲激响应1≤i≤r，共r个载波的冲激响应，根据插值法，得到所有载波的冲激响应。

具体的，可以根据公式 ${\hat{h}}_{M((i-1)m+{[m/2]}^{+}s,N)}=(1-\mathrm{\β}){\stackrel{\‾}{h}}_{M((i-1)m+{[m/2]}^{+},N)}+\mathrm{\β}{\stackrel{\‾}{h}}_{M(\mathrm{im}+{[m/2]}^{+},N)},$ 1≤i≤r计算得到所有载波的冲激响应，其中：[m/2]⁺表示不小于m/2的整数，Μ(x,N)表示对x取模N，β＝s/m，0≤s≤m-1，为发射端恢复的第n个载波的冲激响应。这样，我们可以根据接收的r个载波的冲激响应，恢复得到N个载波的冲激响应。

本发明利用信道的强相关性，对信道进行分簇，并采集每个簇中的样本的冲击信息，根据插值法进行还原，可以很好的减少接收端的载波上的信道状态反馈到发射端的反向信道资源占用的缺陷，而且只需要计算少量的冲激响应，即可通过插值法得到其它信道的冲激响应，计算速度快，实时性更好。

在步骤S103中，根据所述信道状态信息CSI以及所述载波的响应模型，利用注水定理对每个载波的功率进行分配，以及根据预设的服务质量QoS确定载波的调制方式。

具体的，对于在发射端得到信道冲激响应根据容量最大化准则，利用注水定理，将总发射功率分配到载波上。载波在LTE下行链路中闭环OFDM系统的响应模型y＝HAx+w中的HA可视为等效的信道响应矩阵，每个子载波上的等效信道响应为相对应的对角线上的元素。

所述利用注水定理分配每个载波的功率步骤具体包括如图3所述的下述步骤：

在步骤S301中，基于容量最大化准则以及功率约束条件得到功率分配系数其中，C为系统的总容量，N为载波个数，E_s为总发射功率，为发射端恢复的第n个载波的冲激响应，a_n为信道n功率分配系数，N₀为噪声的方差，μ为注水限常数；

具体的，发射端对每个载波上信噪比的估计为：

${\mathrm{\γ}}_n=\frac{E_s{\left|{\hat{h}}_n{a}_n\right|}^2}{N_0}$

系统的总容量为：

$C=\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\log }_2(1+{\mathrm{\γ}}_n)$

基于容量最大化准则的功率分配问题数学上可表述为：

$\max \left\{C\right\}=\max \left\{\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\log }_2(1+{\mathrm{\γ}}_n)\right\}$

$\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\left|a_n\right|}^2=1$

这是一个条件拉各朗日极值问题，经过数学求解之后，即可获得最优功率分配结果：

$a_n=\sqrt{\max (0,\mathrm{\μ}-\frac{N_0}{E_s{\left|{\hat{h}}_n\right|}^2})}$

在步骤S302中，判断设定的注水限常数μ使得所有得到注水限常数计算公式为：相应载波上的功率分配系数计算公式为： $a_n^2=\frac{1}{N}+\frac{N_0}{E_s}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\left|{\hat{h}}_i\right|}^{-2}-\frac{N_0}{E_s}{\left|{\hat{h}}_n\right|}^{-2};$

具体的，假设选定的某个μ值，使所有则由功率约束条件可得到： $\mathrm{\μ}=\frac{1}{N}+\frac{N_0}{E_s}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\left|{\hat{h}}_i\right|}^{-2},$ 相应载波上的功率系数为： $a_n^2=\frac{1}{N}+\frac{N_0}{E_s}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\left|{\hat{h}}_i\right|}^{-2}-\frac{N_0}{E_s}{\left|{\hat{h}}_n\right|}^{-2}.$

在步骤S303中，令的N^*个载波的信道响应形成一个的集合为如果N^*＝N，则为全部载波信道响应的一个子集，子集中载波的功率分配系数为 $a_n^2=\frac{1}{N}+\frac{N_0}{E_s}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\left|{\hat{h}}_i\right|}^{-2}-\frac{N_0}{E_s}{\left|{\hat{h}}_n\right|}^{-2},$ 注水限常数 $\mathrm{\μ}=\frac{1}{N}+\frac{N_0}{E_s}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\left|{\hat{h}}_i\right|}^{-2};$

在步骤S304中，如果N^*<N，则将N的值赋值为N^*，并返回步骤S302。

采用本发明所述的搜索注水限常数μ的方法避免了对μ的迭代求解，没有迭代误差，搜索速度快，循环次数远小于载波数N，当N＝256时，循环次数约为5到7次，可以大大提高搜索效率。

在确定了载波上的发射功率后，需要确定载波的调制方式。

通信系统都有服务质量(QoS)的要求，即系统误码率的上限，可视为系统的固定参数，这里假设为p_e，自适应调制要在满足系统QoS要求的基础上进行。为了保证系统QoS，我们可以设定一个保护裕量Δp_e，则目标QoS变为Δp_e的取值如果过大，会降低系统的容量；如果过小，会使QoS得不到保证，可根据系统实际情况来设定一个最佳值。

载波上的调制比特数集合为{0,1,2,3,4,5,6,…}，对应的调制方式为{不使用，BPSK，QPSK，8PSK，16QAM，32QAM，64QAM，…}。在给定QoS要求条件下，信噪比γ与调制比特c的关系记为按照PSK和QAM的误码率公式，经过推导可得出如下的关系式：

对于PSK调制方式，

$\mathrm{\&gamma;}=\left\{\begin{array}{cc}0,& c=0\\ \frac{1}{2}{\left[Q^{-1}\left(p_e^{*}\right)\right]}^2,& c=1\\ \frac{1}{2}{\left[Q^{-1}(1-\sqrt{1-p_e^{*}})\right]}^2& c=2\\ \frac{1}{2}{\left[\frac{Q^{-1}(p_e^{*}/2)}{\sin (\mathrm{\&pi;}/2^c)}\right]}^2& c\&GreaterEqual;3\end{array}\right.$

对于QAM调制方式，

$\mathrm{\&gamma;}=\frac{1}{3}{\left[Q^{-1}\left(\frac{p_e^{*}}{4}\right)\right]}^2(2^c-1)$

对于某个给定的可以计算出相对应的调制比特所需的最小信噪比，用集合表示，载波上的调制比特数按下式来确定：

$c_n=\arg \underset{i}{\min }\left\{({\mathrm{\&gamma;}}_n-{\mathrm{\&gamma;}}_i^{*}){|}_{{\mathrm{\&gamma;}}_i^{*}\&le;{\mathrm{\&gamma;}}_n}\right\}$

系统总的比特速率为子载波上调制比特数的总和：

$R=\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{c}_n$

通过以上的功率分配和自适应调制方案，每个载波上的发射功率根据注水定理确定，在保证QoS的前提下，调制比特数根据功率分配结果自适应确定，使系统比特速率达到最大。

本发明通过系统实际情况设定一个保护裕量Δp_e，可以充分保护系统的服务质量和系统容量。

另外，本发明还提供了一种面向LTE下行链路的自适应调制装置，如图4所示，本发明实施例所述装置包括：

响应模型建立单元401，用于根据载波在接收端的冲激响应、载波的信号和载波的噪声，建立载波在LTE下行链路中闭环OFDM系统的响应模型；

信道状态信息获取单元402，用于根据载波信道的相关性对所述载波分成多个载波簇，获取每个载波簇中样本的冲激响应，对所述载波簇中样本的冲激响应进行量化处理，反馈得到发射端的部分载波冲激响应，进行插值得到发射端的信道状态信息CSI；

自适应调整单元403，用于根据所述信道状态信息CSI以及所述载波的响应模型，利用注水定理对每个载波的功率进行分配，以及根据预设的服务质量QoS确定载波的调制方式。

优选的，所述信道状态信息获取单元具体用于：

根据载波信道的相关性对N个载波分成r个载波簇，每个载波簇的载波数为m＝N/r；

对于第i个载波簇，将其中的第[m/2]⁺个载波的冲激响应经比特量化后反馈到发射端，其中[m/2]⁺表示不小于m/2的整数；

发射端得到冲激响应1≤i≤r，共r个载波的冲激响应，根据插值法，得到所有载波的冲激响应。

优选的，所述自适应调整单元具体用于：

a)、基于容量最大化准则以及功率约束条件得到功率分配系数其中，C为系统的总容量，N为载波个数，E_s为总发射功率，为发射端恢复的第n个载波的冲激响应，a_n为信道n功率分配系数，N₀为噪声的方差，μ为注水限常数；

b)、判断设定的注水限常数μ使得所有得到注水限常数计算公式为：相应载波上的功率分配系数计算公式为： $a_n^2=\frac{1}{N}+\frac{N_0}{E_s}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\left|{\hat{h}}_i\right|}^{-2}-\frac{N_0}{E_s}{\left|{\hat{h}}_n\right|}^{-2};$

c)、令的N^*个载波的信道响应形成一个的集合为如果N^*＝N，则为全部载波信道响应的一个子集，子集中载波的功率分配系数为 $a_n^2=\frac{1}{N}+\frac{N_0}{E_s}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\left|{\hat{h}}_i\right|}^{-2}-\frac{N_0}{E_s}{\left|{\hat{h}}_n\right|}^{-2},$ 注水限常数 $\mathrm{\&mu;}=\frac{1}{N}+\frac{N_0}{E_s}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\left|{\hat{h}}_i\right|}^{-2};$

d)、如果N^*<N，则将N的值赋值为N^*，并返回步骤b)。

本发明实施例所述面向LTE下行链路的自适应调制装置与图1、图2、图3所示的面向LTE下行链路的自适应调制方法对应，在此不作重复赘述。

另外，为证明本发明实施例所述面向LTE下行链路的自适应调制方法的调制效果，我们通过仿真结果进行说明如下：

仿真中将本发明所述面向LTE下行链路的自适应调制方法与基于频域统计模型的功率与比特分配方案(图中记为Song方案)及发射端无CSI的平均分配功率和比特方案进行了对比。图5给出4种类型信道下，通过蒙特卡罗仿真得到的归一化比特速率与发射信噪比(定义为E_s/(NN₀))的关系，其中每种方案的比特速率分别用发射端具有理想CSI的最优方案的比特速率进行了归一化。可以看到，4种信道下，本发明方案的比特速率均比其它两种方案有不同程度的提高。在RA信道下最为明显，比基于频域统计模型的功率与比特分配方案和平均分配方案分别有6dB和12dB的性能改善。在小信噪比时，3种方案与理想CSI情况相差较大，随着信噪比的增大，差距逐渐缩小。理论上已经证明平均分配方案与理想CSI的注水方案在大信噪比时是渐进相等的，本发明方案与理想CSI在大信噪比时也是渐进相等的。图6给出了在图5对应的信噪比和比特速率时，系统的误码率曲线。可以看到，本文方案的误码率基本上可以满足系统的QoS要求，比基于频域统计模型的功率与比特分配方案(图中记为Song方案)和无CSI的平均分配方案要小；平均分配方案的误码率性能在小信噪比时较差，随着信噪比增大有所改善，最后维持在10^-4左右。

在LTE下行链路的OFDM系统中，发射端信号预处理与可获得的CSI密切相关，本发明利用载波相关性建立了新的发射端部分CSI模型，基于此模型给出了自适应调制方案。与现有方案相比，本发明方案可以达到更大的比特速率，却只需很小的反馈开销。本发明方案的性能与载波相关性有关，在载波相关性较大的RA信道下，其性能接近理想CSI；即使在相关性最小的HT信道，本发明方案依然比基于频域统计模型的功率与比特分配方案和无CSI的平均分配方案分别有5dB和9dB的改善。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种面向LTE下行链路的自适应调制方法，其特征在于，所述方法包括：

根据载波在接收端的冲激响应、载波的信号和载波的噪声，建立载波在LTE下行链路中闭环OFDM系统的响应模型；

根据载波信道的相关性对所述载波分成多个载波簇，获取每个载波簇中样本的冲激响应，对所述载波簇中样本的冲激响应进行量化处理，反馈得到发射端的部分载波冲激响应，进行插值得到发射端的信道状态信息CSI；

根据所述信道状态信息CSI以及所述载波的响应模型，利用注水定理对每个载波的功率进行分配，以及根据预设的服务质量QoS确定载波的调制方式。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述根据载波在接收端的冲激响应、载波的信号和载波的噪声，建立载波在LTE下行链路中闭环OFDM系统的响应模型步骤包括：

根据载波在接收端的冲激响应、载波的信号和载波的噪声，建立载波在LTE下行链路中闭环OFDM系统的响应模型为y＝HAx+w，

其中，y＝(y₁,y₂,…,y_N)^T和x＝(x₁,x₂,…,x_N)^T分别为N维矢量的收发OFDM符号，w＝(w₁,w₂,…,w_N)^T为N维噪声矢量，H＝diag(h₁,h₂,…,h_N)和A＝diag(a₁,a₂,…,a_N)均为对角阵，a_n为第n个载波上功率分配系数，N为OFDM载波数，h_n为第n个载波上的冲激响应，x_n为第n个载波的信号，w_n为第n个载波的噪声。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述根据载波信道的相关性对所述载波分成多个载波簇，获取每个载波簇中样本的冲激响应，对所述载波簇中样本的冲激响应进行量化处理，反馈得到发射端的部分载波冲激响应，进行插值得到发射端的信道状态信息CSI步骤包括：

根据载波信道的相关性对N个载波分成r个载波簇，每个载波簇的载波数为m＝N/r；

对于第i个载波簇，将其中的第[m/2]⁺个载波的冲激响应经比特量化后反馈到发射端，其中[m/2]⁺表示不小于m/2的整数；

发射端得到冲激响应1≤i≤r，共r个载波的冲激响应，根据插值法，得到所有载波的冲激响应。

4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，所述发射端得到冲激响应1≤i≤r，共r个载波的冲激响应，根据插值法，得到所有载波的冲激响应为：

根据公式 ${\hat{h}}_{M((i-1)m+{[m/2]}^{+}s,N)}=(1-\mathrm{\&beta;}){\stackrel{\&OverBar;}{h}}_{M((i-1)m+{[m/2]}^{+},N)}+\mathrm{\&beta;}{\stackrel{\&OverBar;}{h}}_{M(\mathrm{im}+{[m/2]}^{+},N)},$ 1≤i≤r计算得到所有载波的冲激响应，其中：[m/2]⁺表示不小于m/2的整数，Μ(x,N)表示对x取模N，β＝s/m，0≤s≤m-1，为发射端恢复的第n个载波的冲激响应。

5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述利用注水定理分配每个载波的功率步骤具体包括：

a)、基于容量最大化准则以及功率约束条件得到功率分配系数其中，C为系统的总容量，N为载波个数，E_s为总发射功率，为发射端恢复的第n个载波的冲激响应，a_n为信道n功率分配系数，N₀为噪声的方差，μ为注水限常数；

b)、判断设定的注水限常数μ使得所有得到注水限常数计算公式为：相应载波上的功率分配系数计算公式为： $a_n^2=\frac{1}{N}+\frac{N_0}{E_s}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\left|{\hat{h}}_i\right|}^{-2}-\frac{N_0}{E_s}{\left|{\hat{h}}_n\right|}^{-2};$

c)、令的N^*个载波的信道响应形成一个的集合为如果N^*＝N，则为全部载波信道响应的一个子集，子集中载波的功率分配系数为 $a_n^2=\frac{1}{N}+\frac{N_0}{E_s}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\left|{\hat{h}}_i\right|}^{-2}-\frac{N_0}{E_s}{\left|{\hat{h}}_n\right|}^{-2},$ 注水限常数 $\mathrm{\&mu;}=\frac{1}{N}+\frac{N_0}{E_s}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\left|{\hat{h}}_i\right|}^{-2};$

d)、如果N^*<N，则将N的值赋值为N^*，并返回步骤b)。

6.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述根据预设的服务质量QoS确定载波的调制方式步骤包括：

根据不同的调制方式中的信噪比γ与调制比特c的关系，得到给定的服务质量相对应的调制比例所需的最小信噪比的集合为对于载波上的调制比例数系统总的调制比特数的总和为

其中，不同的调制方式中的信噪比γ与调制比特c的关系为：对于PSK调制方式， $\mathrm{\&gamma;}=\left\{\begin{array}{cc}0,& c=0\\ \frac{1}{2}{\left[Q^{-1}\left(p_e^{*}\right)\right]}^2,& c=1\\ \frac{1}{2}{\left[Q^{-1}(1-\sqrt{1-p_e^{*}})\right]}^2& c=2\\ \frac{1}{2}{\left[\frac{Q^{-1}(p_e^{*}/2)}{\sin (\mathrm{\&pi;}/2^c)}\right]}^2& c\&GreaterEqual;3\end{array}\right.$ 对于QAM调制方式， $\mathrm{\&gamma;}=\frac{1}{3}{\left[Q^{-1}\left(\frac{p_e^{*}}{4}\right)\right]}^2(2^c-1),$ 为服务质量，Q^-1(·)为Q函数的逆函数，Q函数定义如下：

7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，所述给定的服务质量为设定了保护裕量的服务质量。

8.一种面向LTE下行链路的自适应调制装置，其特征在于，所述装置包括：

响应模型建立单元，用于根据载波在接收端的冲激响应、载波的信号和载波的噪声，建立载波在LTE下行链路中闭环OFDM系统的响应模型；

信道状态信息获取单元，用于根据载波信道的相关性对所述载波分成多个载波簇，获取每个载波簇中样本的冲激响应，对所述载波簇中样本的冲激响应进行量化处理，反馈得到发射端的部分载波冲激响应，进行插值得到发射端的信道状态信息CSI；

自适应调整单元，用于根据所述信道状态信息CSI以及所述载波的响应模型，利用注水定理对每个载波的功率进行分配，以及根据预设的服务质量QoS确定载波的调制方式。

9.根据权利要求8所述装置，其特征在于，所述信道状态信息获取单元具体用于：

根据载波信道的相关性对N个载波分成r个载波簇，每个载波簇的载波数为m＝N/r；

对于第i个载波簇，将其中的第[m/2]⁺个载波的冲激响应经比特量化后反馈到发射端，其中[m/2]⁺表示不小于m/2的整数；

发射端得到冲激响应1≤i≤r，共r个载波的冲激响应，根据插值法，得到所有载波的冲激响应。

10.根据权利要求8所述装置，其特征在于，所述自适应调整单元具体用于：

a)、基于容量最大化准则以及功率约束条件得到功率分配系数其中，C为系统的总容量，N为载波个数，E_s为总发射功率，为发射端恢复的第n个载波的冲激响应，a_n为信道n功率分配系数，N₀为噪声的方差，μ为注水限常数；

b)、判断设定的注水限常数μ使得所有得到注水限常数计算公式为：相应载波上的功率分配系数计算公式为： $a_n^2=\frac{1}{N}+\frac{N_0}{E_s}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\left|{\hat{h}}_i\right|}^{-2}-\frac{N_0}{E_s}{\left|{\hat{h}}_n\right|}^{-2};$

c)、令的N^*个载波的信道响应形成一个的集合为如果N^*＝N，则为全部载波信道响应的一个子集，子集中载波的功率分配系数为 $a_n^2=\frac{1}{N}+\frac{N_0}{E_s}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\left|{\hat{h}}_i\right|}^{-2}-\frac{N_0}{E_s}{\left|{\hat{h}}_n\right|}^{-2},$ 注水限常数 $\mathrm{\&mu;}=\frac{1}{N}+\frac{N_0}{E_s}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\left|{\hat{h}}_i\right|}^{-2};$

d)、如果N^*<N，则将N的值赋值为N^*，并返回步骤b)。