CN1667986A

CN1667986A - 自适应调制解调控制装置和方法

Info

Publication number: CN1667986A
Application number: CN 200410006193
Authority: CN
Inventors: 赵继安; 孙勇; 王思业
Original assignee: INFORMATION TECHNOLOGY LABORATORY
Current assignee: INFORMATION TECHNOLOGY LABORATORY
Priority date: 2004-03-08
Filing date: 2004-03-08
Publication date: 2005-09-14

Abstract

本发明针对无线通信系统，尤其是正交频分复用(OFDM)通信系统提出了一种在不同的信噪比的信道中调整各子载波的调制模式，保障数据通信的自适应调制解调控制装置及其实现方法。所述的自适应调制解调控制装置包括一个信号误差估计器，一个前向检错判决器和一个自适应调制解调判决器。所述的自适应调制解调控制装置能够在信道质量好的时候采用高阶的调制模式，提高信道传输数据率；在信道质量恶劣的时候采用低阶的调制模式，保证通信不中断。

Description

自适应调制解调控制装置和方法

技术领域

本发明涉及一种数字无线通信的方法和系统，特别是一种正交频分复用(OFDM)通信系统中通信质量的自适应调制解调控制方法，以及采用这种方法进行通信的无线通信装置。

背景技术

在一般通信系统中，使用固定的调制模式，在信道条件符合传输要求的时候，能够保证数据正确传输，但是在信道质量恶化的时候，由于误码太大而使得传输中断；现有的自适应的调制解调方案，根据信道质量选择合适的调制模式，但是在信道质量进行评估的时候算法过于复杂，不利于系统实现。

发明内容

本发明的目的是提供一种结合信号特征和误码检错的信道质量联合评估方法，可以利用基带处理的同步电路以及前向检错控制电路的功能，实现电路简单，有利于算法的硬件实现。

本发明的另一个目的是提供一种结合信号特征和误码检错控制的自适应调制解调控制装置，能够在信道质量恶化或改善之前提前降低或者升高调制模式，充分利用信道的带宽，且结构简单，易于在现场可编程逻辑阵列(FPGA)中实现。

本发明的一个方面提供了一种适用于无线通信系统，特别是正交频分复用(OFDM)通信系统的自适应调制解调控制装置，包括信号误差估计器，用于判断实际信号和判决信号的误差；前向检错判决器，用于判断信道的恶劣程度或误码率的高低；自适应调制解调判决器，用于控制数据通信发送方的调制模式。

本发明所述的自适应调制解调控制装置中信号误差估计器包括两个星座点判决器，分别用于对实际信号的实部和虚部进行星座点判决；两个符号提取器，分别用于提取实际信号的实部和虚部的符号；三个减法器，其中前两个减法器分别用于将实际信号的实部和虚部与判决信号的实部和虚部相减；两个乘法器，分别用于将实部相减结果与实际信号的虚部符号相乘，以及将虚部相减结果与实际信号的实部符号相乘；第三个减法器用于将两个乘法器所得的结果相减。

本发明所述的自适应调制解调控制装置中前向检错判决器可以采用一个CRC校验电路，用于检查解码后的比特流是否存在CRC校验错误。

本发明所述的自适应调制解调控制装置中自适应调制解调判决器包括三个门限判决器，其中第一个门限判决器用于判断信号误差是否大于设定的阈值；一个错误检查器，用于检查前向检错器的校验结果是否表明解码后的比特流中存在错误；两个计数器，分别用于对第一个门限判决器和错误检查器的结果进行计数；后两个门限判决器分别用于检查两个计数器的计数值是否大于设定的阈值；一个逻辑或门，用于将后两个门限判决器的结果进行逻辑或运算；一个调制控制器，用于产生控制数据通信发送方调制模式的信号。

另一方面，本发明还提供一种正交频分复用(OFDM)通信系统中通信质量的自适应调制解调控制方法，包括如下步骤：

1)信号误差估计器计算判决信号与实际信号之间的误差；

2)同时，前向检错判决器检查解码后的比特流是否存在校验错误；

3)自适应调制解调判决器根据信号误差，前向检错校验结果，以及当前调制模式决定数据通信发送方的调制模式。

附图说明

图1是本发明所述的自适应调制解调控制装置的结构示意图。

图2是本发明所述的信号误差估计器结构示意图。

图3是本发明所述的自适应调制解调判决器结构示意图。

图4是本发明所述的自适应调制解调控制装置的工作流程图。

图5是本发明所述的信号误差估计器的工作流程图。

图6是本发明所述的自适应调制解调判决器的工作流程图。

具体实施方式

通过下面结合附图对本发明所述的自适应调制解调控制装置及其实现方法的实施例进行的详细描述，可以更好地理解本发明的其它目的、特性和优点。

参见图1描述本发明所述的自适应调制解调控制装置的结构。如图1所示，所述的自适应调制解调控制装置由信号误差估计器101，前向检错判决器102，以及自适应调制解调判决器103组成。其中，信号误差估计器101用于估算实际信号与判决信号的误差；前向检错判决器102用于检查解码后的比特流是否存在错误；自适应调制解调判决器103则根据信号误差，前向检错的校验结果，以及当前调制模式来控制数据通信发送方的调制模式。

下面参考图2描述本发明所述的信号误差估计器的一种实现方式。如图2所示，所述的信号误差估计器由两个星座点判决器201a、201b，两个符号提取器202a、202b，三个减法器203a、203b、203c，两个乘法器204a、204b组成。其中，星座点判决器201a、201b分别用于对实际信号的实部和虚部进行星座点判决；符号提取器202a、202b分别用于提取实际信号的实部和虚部的符号；减法器203a、203b分别用于将实际信号的实部和虚部与判决信号的实部和虚部相减；乘法器204a、204b分别用于将实部相减结果(即203a的输出结果)与实际信号的虚部符号(即202b的输出结果)相乘，以及将虚部相减结果(即203b的输出结果)与实际信号的实部符号(即202a的输出结果)相乘；减法器203c用于将两个乘法器204a、204b所得的结果相减，得到信号误差的估计值。

下面参考图3描述本发明所述的自适应调制解调判决器一种实现方式。如图3所示，所述的自适应调制解调判决器由三个门限判决器301a、301b、301c，一个错误检查器302，两个计数器303a、303b，一个逻辑或门304，以及一个调制控制器305组成。其中，门限判决器301a用于判断信号误差是否大于设定的阈值；错误检查器302用于检查前向检错器102(参见图1)的校验结果是否表明解码后的比特流中存在错误；计数器303a、303b分别用于对门限判决器301a和错误检查器302的输出结果进行计数；门限判决器301b、301c分别用于检查计数器303a、303b的计数值是否大于设定的阈值；逻辑或门304用于将门限判决器301b、301c的判决结果进行逻辑或运算；调制控制器305根据逻辑或门304的运算结果，以及当前调制模式产生用于控制数据通信发送方调制模式的信号。

下面参见图4描述本发明所述的自适应调制解调控制装置的工作流程。如图4所示，在步骤S401中，信号误差估计器101(参见图1)对实际信号进行星座点判决，得到判决信号，并由判决信号和实际信号估算信号的误差值；同时，在步骤S402中，前向检错判决器102(参见图1)对解码后的比特流进行校验，检查解码后的比特流是否存在校验错误；然后，在步骤S403中，自适应调制解调判决器103(参见图1)根据信号的估算误差，前向检错的校验结果，以及当前调制模式来决定数据通信发送方的调制模式。

下面参见图5描述本发明所述的信号误差估计器的工作流程。如图5所示，在步骤S501a中，星座点判决器201a(参见图2)对实际信号的实部进行判决；同时，在步骤S502a中，符号提取器202b(参见图2)提取实际信号的虚部符号；接着，在步骤S503a中，减法器203a(参见图2)计算星座点的实部误差；然后，乘法器204a(参见图2)将实部误差与虚部符号相乘。与以上步骤类似进行的是，在步骤S501b中，星座点判决器201b(参见图2)对实际信号的虚部进行判决；同时，在步骤S502b中，符号提取器202a(参见图2)提取实际信号的实部符号；接着，在步骤S503b中，减法器203b(参见图2)计算星座点的虚部误差；然后，乘法器204b(参见图2)将虚部误差与实部符号相乘。最后，在步骤S505中，减法器203c(参见图2)将乘法器204a、204b的结果相减，得到信号误差的估计值。

下面参见图6描述本发明所述的自适应调制解调判决器的工作流程。如图6所示，在步骤S601a中，门限判决器301a(参见图3)判断信号误差是否大于设定的阈值；若大于设定的阈值，则在步骤S603a中，计数器303a(参见图3)加一；否则，在步骤S602b中，计数器303a清零；接着，在步骤S604a中，门限判决器301b判断计数器303a的计数值是否大于设定的阈值。与以上步骤类似进行的是，在步骤S601b中，错误检查器302(参见图3)判断前向检错判决器102(参见图1)的校验结果是否表明解码后的比特流中存在错误；若存在错误，则在步骤S603b中，计数器303b(参见图3)加一；否则，在步骤S602b中，计数器303b清零；接着，在步骤S604b中，门限判决器301c判断计数器303b的计数值是否大于设定的阈值。然后，在步骤S605中，逻辑或门304(参见图3)对门限判决器301b、301c的判决结果进行逻辑或运算；最后，在步骤S606中，调制控制器305(参见图3)检查逻辑或运算结果是否为真；若逻辑或运算结果为真，则在步骤S607a中，调制控制器305降低数据通信发送方的调制模式；若逻辑或运算结果为假，则在步骤S607b中，调制控制器305保持或者提高数据通信发送方的调制模式。

以上所描述的仅仅是本发明的部分应用实例，不应该被视为对本发明的局限。本领域的普通技术人员可以根据权利要求，在不脱离本发明实质和范围的情况下，设计出其他类似的实施方案。

Claims

1.一种自适应调制解调控制装置，其特征在于，所述装置包括：

一个信号误差估计器(101)，用于判断实际信号和判决信号的误差；

一个前向检错判决器(102)，用于判断信道的恶劣程度或误码率的高低；

一个自适应调制解调判决器(103)，用于控制数据通信发送方的调制模式。

2.如权利要求1所述的自适应调制解调控制装置，其特征在于，所述的信号误差估计器包括：

两个星座点判决器(201a)、(201b)，分别用于对实际信号的实部和虚部进行星座点判决；

两个符号提取器(202a)、(202b)，分别用于提取实际信号的实部和虚部的符号；

三个减法器，其中前两个减法器(203a)、(203b)分别用于将实际信号的实部和虚部与判决信号的实部和虚部相减，第三个减法器(203c)用于将两个乘法器所得的结果相减；

两个乘法器(204a)、(204b)，分别用于将实部相减结果与实际信号的虚部符号相乘，以及将虚部相减结果与实际信号的实部符号相乘。

3.如权利要求1所述的自适应调制解调控制装置，其特征在于，所述的前向检错判决器包含一个CRC校验电路，用于检查解码后的比特流是否存在CRC校验错误。

4.如权利要求1所述的自适应调制解调控制装置，其特征在于，所述的自适应调制解调判决器包括：

一个错误检查器(302)，用于检查前向检错器的校验结果是否表明解码后的比特流中存在错误；

三个门限判决器，其中第一个门限判决器(301a)用于判断信号误差是否大于设定的阈值，后两个门限判决器(301b)、(301c)分别用于检查两个计数器的计数值是否大于设定的阈值；

两个计数器(303a)、(303b)，分别用于对第一个门限判决器和错误检查器的结果进行计数；

一个逻辑或门(304)，用于将后门限判决器(301b)、(301c)的判决结果进行逻辑或运算；

一个调制控制器(305)，用于控制数据通信发送方的调制模式。

5.一种正交频分复用(OFDM)通信系统中通信质量的自适应调制解调控制方法，其特征在于，包含以下步骤：

1)信号误差估计器(101)计算判决信号与实际信号之间的误差；

2)同时，前向检错判决器(102)检查解码后的比特流是否存在校验错误；

3)自适应调制解调判决器(103)根据信号误差，前向检错校验结果，以及当前调制模式决定数据通信发送方的调制模式。

6.如权利要求5所述的自适应调制解调控制方法，其特征在于，所述信号误差估计器计算误差的方法包含以下步骤：

1)星座点判决器(201a)对实际信号的实部进行判决；

2)同时，符号提取器(202b)提取实际信号的虚部符号；

3)接着，减法器(203a)计算星座点的实部误差；

4)然后，乘法器(204a)将实部误差与虚部符号相乘；

5)星座点判决器(201b)对实际信号的虚部进行判决；

6)同时，符号提取器(202a)提取实际信号的实部符号；

7)接着，减法器(203b)计算星座点的虚部误差；

8)然后，乘法器(204b)将虚部误差与实部符号相乘；

9)最后，减法器(203c)将步骤4)和步骤8)的乘法结果相减，得到信号误差的估计值。

7.如权利要求5所述的自适应调制解调控制方法，其特征在于，所述自适应调制解调判决器决定数据通信发送方的调制模式的方法包含以下步骤：

1)门限判决器(301a)判断信号误差是否大于设定的阈值；

2)若大于设定的阈值，计数器(303a)加一；

3)否则，计数器(303a)清零；

4)门限判决器(301b)判断计数器(303a)的计数值是否大于设定的阈值；

5)错误检查器(302)判断前向检错判决器的校验结果是否表明解码后的比特流中存在错误；

6)若存在错误，计数器(303b)加一；

7)否则，计数器(303b)清零；

8)接着，门限判决器(301c)判断计数器(303b)的计数值是否大于设定的阈值；

9)然后，逻辑或门(304)对步骤4)和步骤8)的判决结果进行逻辑或运算；

10)最后，调制控制器(305)检查步骤9)的逻辑或运算结果是否为真；

11)若步骤10)的逻辑或运算结果为真，调制控制器(305)降低数据通信发送方的调制模式；

12)若步骤10)的逻辑或运算结果为假，调制控制器(305)保持或提高数据通信发送方的调制模式。