專利名稱：應(yīng)用于不同長度包信號的調(diào)制及編碼方案的選擇方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種選擇通信系統(tǒng)的調(diào)制及編碼方案的方法，明確地說涉及一種應(yīng)用 于不同長度包信號的調(diào)制及編碼方案的選擇方法。
背景技術(shù)：
在無線局域網(wǎng)Wi-Fi的應(yīng)用中，例如應(yīng)用電氣和電子工程師學會(Institute ofElectrical and Electronics Engineers, IEEE)所規(guī)范的 802. Iln 系統(tǒng)中，要求接收端 根據(jù)傳輸環(huán)境而建議發(fā)送端的調(diào)制及編碼方案(Modulation and Coding Scheme，MCS)，并 根據(jù)傳輸環(huán)境變化實時調(diào)整所述調(diào)制及編碼方案以達到最大的吞吐量(throughput)。在各種調(diào)制及編碼方案的調(diào)整方法中，自動式速率后退(Automatic Rate Fallback, ARF)算法實際上是目前相當普遍的一種算法，其將所應(yīng)用通信系統(tǒng)的各種調(diào)制 及編碼方案訂立優(yōu)先順序，并于接收端觀察固定時間內(nèi)的包錯誤率(Packet Error Rate, PER)。如果在所述固定時間內(nèi)所述接收端的包錯誤率高于某一上臨界值，那么根據(jù)所述優(yōu) 先順序調(diào)整到較低數(shù)據(jù)速率(data rate)的調(diào)制及編碼方案。如果在所述固定時間內(nèi)所述 接收端的包錯誤率低于某一下臨界值，那么根據(jù)所述優(yōu)先順序調(diào)整到較高數(shù)據(jù)速率的調(diào)制 及編碼方案。另一種較為常見的調(diào)整方法則根據(jù)傳輸環(huán)境，即以信噪比來調(diào)整發(fā)送端的調(diào)制及 編碼方案。圖1顯示在IEEE的802. Iln系統(tǒng)下，根據(jù)不同信噪比的最佳調(diào)制及編碼方案 進行實驗所得的測量圖。如圖1所示，其實驗環(huán)境是應(yīng)用于例如具有至少兩個天線的多天 線系統(tǒng)的傳輸架構(gòu)，在實驗中還包括雙發(fā)送天線及雙接收天線，并共有16種調(diào)制及編碼方 案，其中0 7為單空間流(single spatial stream)的調(diào)制及編碼方案，而8 15則為 雙空間流的調(diào)制及編碼方案。接收端將圖1的測量圖以表格方式存儲，并根據(jù)所述表格調(diào) 整發(fā)送端的調(diào)制及編碼方案。理論上，發(fā)送信號的包長度越長，其包錯誤率越高。圖2即顯示以不同調(diào)制及編 碼方案及不同包長度發(fā)送信號對應(yīng)各信噪比的包正確率。如圖2所示，在相同傳輸環(huán)境 下，例如信噪比等于2時，以長度L，調(diào)制及編碼方案MCSi及以長度16L，調(diào)制及編碼方案 MCS(i+1)所發(fā)送的信號，其具有類似的包正確率。另一方面，在相同傳輸環(huán)境及相同長度 下，例如信噪比等于2及長度等于L時，與以調(diào)制及編碼方案MCS (i)所發(fā)送的信號相比，以 調(diào)制及編碼方案MCS (i+Ι)所發(fā)送的信號具有較高的包正確率。然而，上述的調(diào)整方法均未針對發(fā)送信號的包長度進行調(diào)整。因此，如果應(yīng)用于 具有不同包長度的通信系統(tǒng)，那么有必要針對包長度調(diào)整調(diào)制及編碼方案。在IEEE的 802. Iln系統(tǒng)下，發(fā)送信號的包長度范圍最長可達64KB。即使以相同的調(diào)制及編碼方案發(fā) 送信號，對應(yīng)不同的包長度，也會有不同的包錯誤率。然而，如果針對所有包長度及所有調(diào) 制及編碼方案的各種組合發(fā)送信號以分別統(tǒng)計其包錯誤率，進而決定發(fā)送信號的調(diào)制及編 碼方案，將耗費大量的測試時間而無法實際應(yīng)用于業(yè)界。因此，有必要針對具有不同包長度的通信系統(tǒng)設(shè)計一種快速且易于實現(xiàn)的調(diào)制及編碼方案的選擇方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的應(yīng)用于不同長度包信號的調(diào)制及編碼方案的決定方法是根據(jù)不同的包 長度分別統(tǒng)計各調(diào)制及編碼方案的權(quán)重，并根據(jù)發(fā)送信號的接收質(zhì)量更新各包長度的各調(diào) 制及編碼方案的權(quán)重。本發(fā)明的應(yīng)用于不同包長度信號的調(diào)制及編碼方案的選擇方法的一實施例包含 下列步驟將不同包長度的信號加以分組，其中各組別對應(yīng)的不同調(diào)制及編碼方案均具有 權(quán)重；以不同調(diào)制及編碼方案發(fā)送信號；根據(jù)所述發(fā)送信號的接收質(zhì)量調(diào)整對應(yīng)各包長度 組別的各調(diào)制及編碼方案的權(quán)重；以及根據(jù)所述權(quán)重及將發(fā)送信號的包長度決定調(diào)制及編 碼方案。本發(fā)明的另一實施例包含下列步驟將不同包長度的信號加以分組，其中各組別 對應(yīng)的不同調(diào)制及編碼方案均具有權(quán)重；以調(diào)制及編碼方案及包長度發(fā)送信號，并接收所 述發(fā)送信號的接收完成信號；如果所述發(fā)送信號的接收完成信號為1，那么增加包長度等 于所述發(fā)送信號的組別中數(shù)據(jù)速率大于等于所述調(diào)制及編碼方案的權(quán)重，并增加包長度小 于等于所述發(fā)送信號的組別中大于等于所述調(diào)制及編碼方案的權(quán)重，以及減少包長度等于 所述發(fā)送信號的組別中數(shù)據(jù)速率小于所述調(diào)制及編碼方案的權(quán)重；如果所述發(fā)送信號的接 收完成信號為0，那么減少包長度等于所述發(fā)送信號的組別中數(shù)據(jù)速率大于等于所述調(diào)制 及編碼方案的權(quán)重，并減少包長度大于等于所述發(fā)送信號的組別中大于等于所述調(diào)制及編 碼方案的權(quán)重，以及增加包長度等于所述發(fā)送信號的組別中數(shù)據(jù)速率小于所述調(diào)制及編碼 方案的權(quán)重；根據(jù)包長度及其對應(yīng)的調(diào)整后權(quán)重選擇調(diào)制及編碼方案，并重復(fù)所述發(fā)送步 驟；以及根據(jù)所述權(quán)重及將發(fā)送信號的包長度決定調(diào)制及編碼方案。


圖1顯示根據(jù)不同信噪比的最佳調(diào)制及編碼方案的測量圖；圖2顯示不同調(diào)制及編碼方案及不同包長度發(fā)送信號對應(yīng)的各信噪比的包正確 率；以及圖3顯示本發(fā)明的應(yīng)用于不同長度包信號的調(diào)制及編碼方案的決定方法的實施 例的流程圖。
具體實施例方式在本發(fā)明的應(yīng)用于IEEE的802. Iln系統(tǒng)的實施范例中，針對不同包長度的信號分 別統(tǒng)計其對應(yīng)的不同調(diào)制及編碼方案的接收質(zhì)量。所述統(tǒng)計不限于個別地對每種包長度的 信號均分別統(tǒng)計，而可將相近包長度的信號一起統(tǒng)計以加快所述決定過程的收斂速度，例 如可以16KB為準，將各長度信號依照OKB 4KB、4KB 8KB至60KB 64KB分成16個組。 理論上，分類粗略的分組擁有較快的收斂速度，而分類較細的分組則更準確。圖3顯示本發(fā)明的應(yīng)用于不同長度包信號的調(diào)制及編碼方案的選擇方法的實施 例的流程圖。在步驟301，將不同包長度的信號加以分組，其中各組別對應(yīng)的不同調(diào)制及編 碼方案均具有權(quán)重，并進入步驟302。在步驟302，設(shè)定初始包長度和調(diào)制及編碼方案，并進入步驟303。在步驟303，根據(jù)選定的包長度和調(diào)制及編碼方案發(fā)送信號，接收所述發(fā)送信 號的接收完成信號，并進入步驟304。在步驟304，判斷所述接收完成信號的值。如果所述接 收完成信號為1，那么進入步驟305，反之則進入步驟306。在步驟305，增加包長度等于所 述發(fā)送信號的組別中數(shù)據(jù)速率大于等于所述調(diào)制及編碼方案的權(quán)重，增加包長度小于等于 所述發(fā)送信號的組別中大于等于所述調(diào)制及編碼方案的權(quán)重，以及減少包長度等于所述發(fā) 送信號的組別中數(shù)據(jù)速率小于所述調(diào)制及編碼方案的權(quán)重，并進入步驟307。在步驟306， 減少包長度等于所述發(fā)送信號的組別中數(shù)據(jù)速率大于等于所述調(diào)制及編碼方案的權(quán)重，減 少包長度大于等于所述發(fā)送信號的組別中大于等于所述調(diào)制及編碼方案的權(quán)重，以及增加 包長度等于所述發(fā)送信號的組別中數(shù)據(jù)速率小于所述調(diào)制及編碼方案的權(quán)重，并進入步驟 307。在步驟307，根據(jù)將發(fā)送信號的包長度，選擇目前權(quán)重最高的調(diào)制及編碼方案，并進入 步驟308。在步驟307中，如果有兩個以上權(quán)重最高的調(diào)制及編碼方案，那么選擇數(shù)據(jù)速率 最大的調(diào)制及編碼方案。在步驟308，判斷所述調(diào)制及編碼方案的權(quán)重是否已收斂。如果判 斷結(jié)果為是，那么進入步驟309，反之則回到步驟303。在步驟308，根據(jù)將發(fā)送信號的包長 度，選擇權(quán)重最高的調(diào)制及編碼方案作為發(fā)送端的調(diào)制及編碼方案。在本發(fā)明應(yīng)用于多天線系統(tǒng)的部分實施例中，步驟302先設(shè)定單空間流的調(diào)制及 編碼方案。待步驟308判斷目前調(diào)制及編碼方案的權(quán)重已收斂，則增加空間流的數(shù)目并重 新進行步驟301。以下例示本發(fā)明的應(yīng)用于IEEE的802. Iln通信系統(tǒng)的實施范例，其應(yīng)用于IEEE 的802. Iln系統(tǒng)。所述通信系統(tǒng)為具有至少兩個天線的系統(tǒng)，并有16種調(diào)制及編碼方案， 其中8種為單空間流的調(diào)制及編碼方案(MCS0 MCS7)，另外8種則為雙空間流的調(diào)制及編 碼方案(MCS8 MCS15)。所述通信系統(tǒng)發(fā)送信號的包長度為0 64KB。步驟301，將不同包長度的信號以4KB為準分成OKB 4KB、4KB 8KB至60KB 64KB共16個組，其中每組均包含初始值為0而長度為8的向量Vk，k等于1 16。所述向 量Vk存儲的值即代表調(diào)制及編碼方案MCSO至MCS7的權(quán)重，而MCSO至MCS7的排列順序則 依照數(shù)據(jù)速率從低排到高。在步驟302，先以單空間流的調(diào)制及編碼方案傳送信號，并設(shè)定初始包長度和調(diào)制 及編碼方案，例如長度為17KB，調(diào)制及編碼方案為MCS4。在步驟303，根據(jù)選定的調(diào)制及編 碼方案MCS4發(fā)送信號，并接收其接收完成信號。在步驟304，判斷所述接收完成信號的值為 1，并進入步驟305。步驟305和306的權(quán)重計算方式可根據(jù)下列虛擬代碼If(Ack==I)Vk[m] = Vk[m]+l ；for all m 彡 mcsVk[m] = Vk[m]-l ；for all m < mcsVi [m] = Vk[m]+1 ；for all m ^ mcs, i ^ kElseVk[m] = Vk[m]-l ；for all m 彡 mcsVk[m] = Vk[m]+l ；for all m < mcsVi [m] = Vk[m]-1 ；for all m ^ mcs, i ^ k其中Ack為發(fā)送信號的接收完成信號，m為0至7的正整數(shù)，k為所述發(fā)送信號對 應(yīng)的分組，而mcs為選定的調(diào)制及編碼方案。因此，在步驟305即增加V5 [4]至V5 [7]的值并減少V5
至V5 [3]的值，以及增加Vl至V4中第5至第8字段的值，因此Vl至V4均等 于
, V5 = [-1，-1，-1，-1，2，1，1，1]，而乂6至￥16均等于
。接著，在步驟307，根據(jù)將發(fā)送信號的包長度，選擇目前權(quán)重最高的調(diào)制及編碼方 案。如果將發(fā)送信號的包長度為64KB，那么參照向量V16的值，選擇目前權(quán)重最高的調(diào)制及 編碼方案。由于所有調(diào)制及編碼方案的權(quán)重均為0，因此選擇其中數(shù)據(jù)速率最高的MCS作為 選定的調(diào)制及編碼方案，即MCS7。在步驟308，判斷所述調(diào)制及編碼方案的權(quán)重尚未收斂， 因此繼續(xù)進行步驟303，以包長度為64KB及調(diào)制及編碼方案為MCS7發(fā)送信號。如果這次在步驟304，判斷所述接收完成信號的值為0，那么進入步驟306，減少 V16 [7]的值并增加V16
至V16 [6]的值，以及減少V16中第8字段的值，因此Vl至V4均 等于
, V5 = [-1，-1，-1，-1,2,1,1,1], V6 至 V15 均等于
，而乂16 等于[1,1,1,1,1,1,1, _2]。待判斷目前調(diào)制及編碼方案的權(quán)重已收斂，即各組別均已存在穩(wěn)定的最高權(quán)重的 調(diào)制及編碼方案，那么增加空間流的數(shù)目為2，并重新進行步驟301。根據(jù)實驗結(jié)果，與不考慮包長度而直接統(tǒng)計各調(diào)制及編碼方案的權(quán)重相比，本發(fā) 明的調(diào)制及編碼方案的決定方法具有顯著的功效增進。換句話說，由實驗結(jié)果所示，根據(jù)本 發(fā)明的調(diào)制及編碼方案的決定方法以發(fā)送信號具有較低的吞吐量損失。綜上所述，本發(fā)明的調(diào)制及編碼方案的決定方法不僅考慮不同的包長度，其還以 易于實現(xiàn)的方法，在發(fā)送信號后更新各包長度的調(diào)制及編碼方案權(quán)重。換句話說，本發(fā)明的 調(diào)制及編碼方案的決定方法僅稍微增加發(fā)送端的運算量而大幅降低吞吐量的損失。以上揭示了本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)特點，然而所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員仍可能基于 本發(fā)明的教示及揭示內(nèi)容而作種種不背離本發(fā)明精神的替換及修改。因此，本發(fā)明的保護 范圍應(yīng)不限于實施例所揭示的內(nèi)容，而應(yīng)包括各種不背離本發(fā)明的替換及修改，并為以上 權(quán)利要求書所涵蓋。
權(quán)利要求
一種調(diào)制及編碼方案的選擇方法，其特征在于其包含下列步驟將不同包長度的信號加以分組，其中各組別對應(yīng)的不同調(diào)制及編碼方案均具有權(quán)重；以不同調(diào)制及編碼方案發(fā)送信號；根據(jù)所述發(fā)送信號的接收質(zhì)量調(diào)整對應(yīng)各包長度組別的各調(diào)制及編碼方案的權(quán)重；以及根據(jù)所述權(quán)重及將發(fā)送信號的包長度決定調(diào)制及編碼方案。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的選擇方法，其特征在于其中所述發(fā)送信號的接收質(zhì)量即為所 述發(fā)送信號的接收完成信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的選擇方法，其特征在于其中所述調(diào)制及編碼方案均屬于同一 數(shù)量空間流的調(diào)制及編碼方案。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的選擇方法，其特征在于其進一步包含下列步驟 如果所述權(quán)重收斂，那么改變空間流的數(shù)目。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的選擇方法，其特征在于其應(yīng)用于具有至少兩個天線的系統(tǒng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的選擇方法，其特征在于其應(yīng)用于電氣和電子工程師學會所規(guī) 范的802. 1 In規(guī)范的系統(tǒng)。
7.一種調(diào)制及編碼方案的選擇方法，其特征在于其包含下列步驟將不同包長度的信號加以分組，其中各組別對應(yīng)的不同調(diào)制及編碼方案均具有權(quán)重； 以調(diào)制及編碼方案及包長度發(fā)送信號，并接收所述發(fā)送信號的接收完成信號； 如果所述發(fā)送信號的接收完成信號為1，那么增加包長度等于所述發(fā)送信號的組別中 數(shù)據(jù)速率大于等于所述調(diào)制及編碼方案的權(quán)重，并增加包長度小于等于所述發(fā)送信號的組 別中大于等于所述調(diào)制及編碼方案的權(quán)重，以及減少包長度等于所述發(fā)送信號的組別中數(shù) 據(jù)速率小于所述調(diào)制及編碼方案的權(quán)重；如果所述發(fā)送信號的接收完成信號為0，那么減少包長度等于所述發(fā)送信號的組別中 數(shù)據(jù)速率大于等于所述調(diào)制及編碼方案的權(quán)重，并減少包長度大于等于所述發(fā)送信號的組 別中大于等于所述調(diào)制及編碼方案的權(quán)重，以及增加包長度等于所述發(fā)送信號的組別中數(shù) 據(jù)速率小于所述調(diào)制及編碼方案的權(quán)重；根據(jù)包長度及其對應(yīng)的調(diào)整后權(quán)重選擇調(diào)制及編碼方案，并重復(fù)所述發(fā)送步驟；以及 根據(jù)所述權(quán)重及將發(fā)送信號的包長度決定調(diào)制及編碼方案。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的選擇方法，其特征在于其中所述發(fā)送信號的接收質(zhì)量即為所 述發(fā)送信號的接收完成信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的選擇方法，其特征在于其中所述調(diào)制及編碼方案均屬于同一 數(shù)量空間流的調(diào)制及編碼方案。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的選擇方法，其特征在于其中所述根據(jù)包長度及其對應(yīng)的調(diào) 整后權(quán)重選擇調(diào)制及編碼方案的步驟是從所述調(diào)制及編碼方案中選擇目前權(quán)重最高的調(diào) 制及編碼方案來發(fā)送信號。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的選擇方法，其特征在于其中如果有兩個以上權(quán)重最高的調(diào) 制及編碼方案，那么選擇數(shù)據(jù)速率最大的調(diào)制及編碼方案。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的選擇方法，其特征在于其中所述決定調(diào)制及編碼方案的步 驟是選擇權(quán)重最高的調(diào)制及編碼方案。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的選擇方法，其特征在于其中如果所述發(fā)送信號的接收完成 信號為1，那么將包長度等于所述發(fā)送信號的組別中數(shù)據(jù)速率大于等于所述調(diào)制及編碼方 案的權(quán)重加1，并將包長度小于等于所述發(fā)送信號的組別中大于等于所述調(diào)制及編碼方案 的權(quán)重加1，以及將包長度等于所述發(fā)送信號的組別中數(shù)據(jù)速率小于所述調(diào)制及編碼方案 的權(quán)重減1。
14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的選擇方法，其特征在于其中如果所述發(fā)送信號的接收完成 信號為0，那么將包長度等于所述發(fā)送信號的組別中數(shù)據(jù)速率大于等于所述調(diào)制及編碼方 案的權(quán)重減1，并將包長度大于等于所述發(fā)送信號的組別中大于等于所述調(diào)制及編碼方案 的權(quán)重減1，以及將包長度等于所述發(fā)送信號的組別中數(shù)據(jù)速率小于所述調(diào)制及編碼方案 的權(quán)重加1。
15.根據(jù)權(quán)利要求7所述的選擇方法，其特征在于其中以向量形式記載所述調(diào)制及編 碼方案的權(quán)重。
16.根據(jù)權(quán)利要求7所述的選擇方法，其特征在于其進一步包含下列步驟如果所述權(quán)重收斂，那么改變空間流的數(shù)目。
17.根據(jù)權(quán)利要求7所述的選擇方法，其特征在于其應(yīng)用于具有至少兩個天線的系統(tǒng)。
18.根據(jù)權(quán)利要求7所述的選擇方法，其特征在于其應(yīng)用于電氣和電子工程師學會所 規(guī)范的802. 1 In規(guī)范的系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明的應(yīng)用于不同長度包信號的調(diào)制及編碼方案的選擇方法包含下列步驟將不同包長度的信號加以分組，其中各組別對應(yīng)的不同調(diào)制及編碼方案均具有權(quán)重；以不同調(diào)制及編碼方案發(fā)送信號；根據(jù)所述發(fā)送信號的接收質(zhì)量調(diào)整對應(yīng)各包長度組別的各調(diào)制及編碼方案的權(quán)重；以及根據(jù)所述權(quán)重及將發(fā)送信號的包長度決定調(diào)制及編碼方案。
文檔編號H04L1/06GK101873194SQ20091013723
公開日2010年10月27日 申請日期2009年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月27日
發(fā)明者吳承軒, 廖彥欽, 杜勇賜, 陳俊才 申請人:雷凌科技股份有限公司