CN1407746A

CN1407746A - 一种调制编码方案的自适应调整方法

Info

Publication number: CN1407746A
Application number: CN01142007A
Authority: CN
Inventors: 胡灏
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2001-09-06
Filing date: 2001-09-06
Publication date: 2003-04-02
Anticipated expiration: 2021-09-06
Also published as: CN1173502C

Abstract

本发明公开了一种调制编码方案的自适应调整方法，其至少包括以下的步骤：a.将所提供的调制编码方案分为一个以上的大级别，每个大级别中包含一个以上小级别；b.基站计算接收数据的信干比值SIR_est，同时接收移动站返回的循环冗余校验(CRC)结果；c.基站根据SIR_est值与CRC校验结果对编码级别进行粗调或细调。其中，粗调是指依据基站收到的数据传输CRC校验结果调整调制编码大级别；细调是指依据接收数据信干比值SIR_est与基准信干比参考值SIR_target的比较结果对编码小级别进行调整。使用本发明的方法可根据传输情况实时调整调制编码方案，进而提高信号适应信道的能力及信号传输的可靠性，且可避免发生错误的调整。

Description

一种调制编码方案的自适应调整方法

技术领域

本发明涉及编码级别自适应调整技术，尤指一种利用实时得到的信干比参数及数据传输校验结果随时对编码方案进行适应性调整的方法。

发明背景

目前，在第三代移动通信系统的增强技术中，提出了一种自适应改变调制编码方案(AMC)的方法，该方法是将调制编码的级别分为八级，如表一所示，当信道条件发生改变时，调制编码级数(MCS)的级别也将根据信道条件的好坏向上或向下自动进行调整，以保证信号的传输性能良好。表一给出了八级可供选择的调制编码方案：

编码级别	调制方案	编码方案(信息比特/总比特)
编码级别	调制方案	编码方案(信息比特/总比特)	1	四相移相键控(QPSK)	1/4
2	四相移相键控(QPSK)	1/2	1	四相移相键控(QPSK)	1/4
2	四相移相键控(QPSK)	1/2	3	四相移相键控(QPSK)	3/4
4	8相移键控(8PSK)	3/4	3	四相移相键控(QPSK)	3/4
4	8相移键控(8PSK)	3/4	5	16阶正交振幅调制(16QAM)	1/2
6	16阶正交振幅调制(16QAM)	3/4	5	16阶正交振幅调制(16QAM)	1/2
6	16阶正交振幅调制(16QAM)	3/4	7	64阶正交振幅调制(64QAM)	1/2
8	64阶正交振幅调制(64QAM)	3/4	7	64阶正交振幅调制(64QAM)	1/2

表一调制编码方案

表一编码方案中的数字“1/4”是表示总共传输4比特，其中1比特为信息比特，其余3比特为冗余比特；同理，“1/2”表示总共传输2比特，1比特为信息比特，1比特为冗余比特；其它均以此类推。

但是在实际应用中，具体应该根据什么标准以及如何进行编码方案之间的调整，也就是说，当信道处于什么条件或信号传输质量处于什么状态时，编码级别应该上调，什么情况下编码级别应该下调，调几级，至今都没有确定的实现方式。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种调制编码方案的自适应调整方法，其可根据传输情况实时调整调制编码方案，进而提高信号适应信道的能力及信号传输的可靠性，且可避免发生错误的调整。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

一种调制编码方案的自适应调整方法，至少包括以下的步骤：

a.将所提供的调制编码方案分为一个以上的大级别，每个大级别中包含一个以上小级别；

b.基站计算接收数据的信干比值SIR_est，同时接收移动站返回的循环冗余校验(CRC)结果；

c.基站根据SIR_est值与CRC校验结果对编码级别进行粗调或细调。

其中，粗调是指依据基站收到的数据传输CRC校验结果调整调制编码大级别，该CRC校验结果包括数据传输成功应答(ACK)或数据传输失败应答(NACK)；细调是指依据接收数据信干比值SIR_est与基准信干比参考值SIR_target的比较结果对编码小级别进行调整。

该方法的步骤c进一步包括以下的步骤：

c1.基站比较接收数据信干比值SIR_est与基准信干比参考值SIR_target；

c2.如果SIR_est＞SIR_target，则小级别m加1，如果m已达到该大级别中小级别的最大值，则基站对当前CRC校验所产生的ACK循环计数，并判断ACK是否大于ACK保持次数阈值，如果是大于，则大级别加1；如果是小于，则保持现有编码方案级别；否则，判断是否收到NACK，如果是，则小级别m减1，返回步骤c1；

c3.如果SIR_est＜SIR_target，则判断当前编码级别是否已为最低大级别的最低小级别？如果是，则保持现有编码级别，并结束本次调整；否则，小级别m减1；当编码的小级别处于本大级别的最低级时，循环记录处于最低级的次数，如果大于最低级保持次数阈值，则大级别减1；否则，保持现有级别，最低级保持次数阈值计数器加1；返回步骤c1。

该方法进一步包括：预先计算基准信干比参考值SIR_target，该值是由无线网络控制器(RNC)对其所管辖的各个基站计算所得到的CRC校验结果进行宏分集合并而得出的。另外，要预先设定ACK保持次数阈值和最低级保持次数阈值，该ACK保持次数阈值和最低级保持次数阈值是根据实际工程中ACK或NACK的反馈时间与信道变化的速率进行比较而获得的。

本发明方法的关键在于：将调制编码方案分为大级别和小级别，在大级别间采用准确度高但实时性略差的CRC校验结果作为粗调准则，在小级别间采用实时性强但准确度略低的SIR估值比较结果作为细调准则进行调整。

故此，本发明通过对调制编码方案进行大级别和小级别的划分，并采用不同的判决准则对不同的调制级别进行粗调和细调，使其保证数据传输时对MCS的调整能更准确地根据信道变化选取合适的调制编码方案，从而提高系统的性能和信号的传输质量。通过这些调整达到在传输中提高信号适应信道的能力，避免发生错误的调整。

附图说明

图1为本发明实现机制在系统中所处位置的示意图；

图2为本发明方法实现的流程图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。

本发明所采用的方法是：首先将现有可供选择的八级调制编码方案分为N个大级别，每个大级别又包括m个小级别，然后根据实际的信道条件或信号质量的好坏，在大级别或小级别之间进行调整。大级别之间选择编码方案所采用的准则，本发明称之为粗调；小级别间选择编码方案所采用的准则，本发明称之为细调。实现本发明的MCS控制调整机制在整个系统中的位置如图1所示，它是在确保信道条件确实发生变化的情况下，再进行级别之间的调整，从而保证MCS选择的正确性。

参见图2所示，以将MCS分为三个大级别，即N＝3为例，具体说明本发明的方法。一般，当总编码方案为8时，N选3为最佳。

假定通信系统采用多调制编码方案，且采用循环冗余校验(CRC)作为粗调准则，信干比(SIR)测量作为细调准则。本发明方法中涉及到的参数：SIR_est是信干比估计值，在频分双工(FDD)系统中该值是对导频信道(IPCH)的信干比估计值，而对于时分双工(TDD)系统该值则是对Midamble码进行估计而得出的信干比估计值；SIR_target是外环功控形成的信干比估计值，该值是由无线网络控制器(RNC)对其所管辖的各个基站计算所得到的CRC校验结果进行宏分集合并而得出的，由于该值变化很慢，可以作为基准信干比参考值，所谓外环是指基站与移动交换中心之间的信令环路；N为大级别数；m为小级别数；n为数据成功传输(ACK)的保持次数，n是根据具体工程上的ACK/NACK反馈时间与信道变化的速率进行比较而获得的。比如：当信道变化速率较慢大约等于3倍的ACK/NACK反馈时间则n＝3；当信道变化速率较快小于等于ACK/NACK反馈时间，则n＝1。在本实施例中设定n＝3。则八级编码方案分为三个大级别的MCS分级表如表二～四所示：

编码级别	调制方案	编码方案(信息比特/总比特)
编码级别	调制方案	编码方案(信息比特/总比特)	1	QPSK	1/4
2	QPSK	1/2	1	QPSK	1/4
2	QPSK	1/2	3	QPSK	3/4

表二大级别N＝1时调制编码方案

编码级别	调制方案	编码方案(信息比特/总比特)
编码级别	调制方案	编码方案(信息比特/总比特)	1	8PSK	3/4
2	16QAM	1/2	1	8PSK	3/4
2	16QAM	1/2	3	16QAM	3/4

表三大级别N＝2时调制编码方案

编码级别	调制方案	编码方案(信息比特/总比特)
编码级别	调制方案	编码方案(信息比特/总比特)	1	64QAM	1/2
2	64QAM	3/4	1	64QAM	1/2

表四大级别N＝3时调制编码方案

本发明在进行数据传输的过程中，第一次传输采用大级别N＝1且小级别m＝1时的编码方案QPSK1/4；之后，基站实时对用户数据信道的SIR进行计算、比较、判别，并实时检测所收到的CRC校验结果，根据判断结果及校验结果对编码级别进行实时调整，以保证信号传输质量，该调整过程至少包括以下步骤：

1)基站实时对用户数据信道的SIR进行计算，得到SIR_est。

2)对SIR_est和SIR_target进行比较，如果SIR_est＞SIR_target，说明根据当前信号质量状况可以考虑编码级别适当向上调整，则将小级别m加1，如果m已达到3，则考虑是否可将大级别向上调一级？此时，就以基站所收到的CRC校验结果为依据，基站对当前CRC校验所产生的ACK循环计数，并判断ACK是否大于3，如果ACK次数＞3，表示连续三次数据传输成功，说明当前信道条件好，则N加1，大级别调到N+1；如果ACK次数＜3，说明当前的信道条件不适合支持更高级别的编码方案，则保持现有编码方案级别；如果在ACK计数期间收到一个NACK，说明当前信道条件变差，则小级别m减1，降低一级。之后，返回步骤1)。

3)如果SIR_est＜SIR_target，说明当前信号质量较差，应适当降低编码方案的级别，则判断当前编码级别是否已为最低大级别的最低小级别？如果是，则保持现有编码级别，并结束本次调整；否则，m减1，将编码级别降低一级；当编码的小级别处于本大级别的最低级时，记录处于最低级的次数，如果大于三次，则N减1，将大级别降低一级；否则，保持现有级别，计数器加1。之后，返回步骤1)。

上述判断及调整过程可通过循环执行下列语句来实现：

      if  SIRest＞SIRtarget

      then

          {MCS+1；

          until MCS＝3并开始对CRC校验产生的ACK进行计数；

                {if ACK次数＞3

                 then    跳到级别N+1；

                 else if     ACK次数＜3

                      then   MCS级别保持；

                      else if   得到NACK

                           then  级别内部的MCS-1；

                }

          }

    else if   SIRest＜SIRtarget

         then

              {if MCS为QPSK1/4

               then  MCS保持不变，跳出本次循环；

               else  级别内部的MCS-1；

                     until本级别的最低级

                         {if处于本级别的最低级的次数＞3

                          then MCS的大级别数-1；
				
				<dp n="d6"/>
                             else{保持本级别的最低级；

                                  最低级计数器+1；

                                  }

                             }

               }

本实施例中所采用的两种判决准则是：以CRC校验结果为依据的粗调准则和以SIR估计值判别结果为依据的细调准则。其中，粗调是根据CRC校验产生的结果ACK或NACK来判断上调或下调编码级别，由于CRC校验结果的传输有几个数据块延时(TTI)，实时性不是很好，但其准确度较高，因此适用于对时延要求不高的调整。而细调是根据SIR测量值与基准值的比较结果对编码级别上调或下调，SIR测量的实时性较好，但准确度不如CRC高，适用于小级别间对信道质量估计准确度要求不高的调整。

本发明正是综合考虑了这两种判别准则优越之处的互补性，将调制编码级别分为大级别和小级别，分别采用不同的判决准则在大级别之间进行粗调或在小级别之间进行细调，从而使编码级别调整更能实时地适应信道变化，准确地选取合适的调制编码方案，避免了由于级别调整不当造成系统性能的损失，进而保证了信号传输质量。

Claims

1、一种调制编码方案的自适应调整方法，其特征在于该方法至少包括以下的步骤：

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的粗调是指依据基站收到的数据传输CRC校验结果调整调制编码大级别。

3、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述的CRC校验结果为数据传输成功应答(ACK)或数据传输失败应答(NACK)。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的细调是指依据接收数据信干比值SIR_est与基准信干比参考值SIR_target的比较结果对编码小级别进行调整。

5、根据权利要求1、2或4所述的方法，其特征在于步骤c进一步包括以下的步骤：

6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于该方法进一步包括：预先计算基准信干比参考值SIR_target，该值是由无线网络控制器(RNC)对其所管辖的各个基站计算所得到的CRC校验结果进行宏分集合并而得出的。

7、根据权利要求1所述的方法，其特征在于该方法进一步包括：预先设定ACK保持次数阈值和最低级保持次数阈值。

8、根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述的ACK保持次数阈值是根据实际ACK或NACK的反馈时间与信道变化的速率进行比较而获得的。

9、根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述的最低级保持次数阈值是根据实际ACK或NACK的反馈时间与信道变化的速率进行比较而获得的。