專利名稱：鏈路質(zhì)量估計(jì)方法和裝置以及鏈路自適應(yīng)方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，更具體而言，涉及一種用于寬帶無線通信系統(tǒng)的鏈路 質(zhì)量估計(jì)方法和裝置以及鏈路自適應(yīng)方法和裝置。
背景技術(shù)：
鏈路自適應(yīng)技術(shù)，也即自適應(yīng)調(diào)制編碼技術(shù)(AMC，adaptive modulation and coding)，被廣泛的應(yīng)用于無線通信系統(tǒng)中，以提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院屯掏铝俊Ｔ谝粋€(gè)無 線通信系統(tǒng)中，鏈路自適應(yīng)是指基于對傳輸信道的檢測來自動地為發(fā)射鏈路選擇合適的傳 輸配置參數(shù)，如調(diào)制編碼方案(MCS，modulation and coding scheme)、發(fā)射功率等，以適應(yīng) 實(shí)時(shí)變化的信道。其中，信道質(zhì)量的檢測對鏈路自適應(yīng)技術(shù)來說尤為重要，它的精度直接影 響著整個(gè)系統(tǒng)的性能。這里，鏈路指具有一定帶寬的無線通信通道，由多個(gè)子載波組成。在 本說明書的上下文中，術(shù)語信道和鏈路具有相同的含義，但是考慮到本領(lǐng)域技術(shù)人員的表 達(dá)習(xí)慣，在不同的地方可能會使用術(shù)語信道或鏈路。在窄帶無線通信系統(tǒng)中，信道中的多個(gè)子載波的平均質(zhì)量，即平均的信道質(zhì)量， 被用來作為發(fā)射端的傳輸配置參數(shù)選擇的依據(jù)。通常，物理信干噪比(PSINR，physical signal to interference and noise ratio)或平均信干噪比被用來作為衡量信道質(zhì)量的 指標(biāo)。這種方法具有計(jì)算簡單的優(yōu)點(diǎn)。而在寬帶無線通信系統(tǒng)，如正交頻分復(fù)用(0FDM，orthogonal frequency division multiplexing)系統(tǒng)中，信道的有效信干噪比(ESINR, effective SINR)或有效 信噪比(ESNR, effective signal to noise ratio)常被作為信道的質(zhì)量指標(biāo)(也稱為信 道的有效質(zhì)量指標(biāo))，用來克服由于多徑產(chǎn)生的頻率選擇性所帶來的影響。

圖1為一種典型的采用鏈路自適應(yīng)技術(shù)的閉環(huán)OFDM系統(tǒng)的框圖。所述OFDM系統(tǒng) 包括發(fā)射端和接收端。發(fā)射端作為發(fā)射機(jī)，包括天線、射頻單元105、逆快速傅立葉變換器 (IFFT) 104、子載波映射單元103、調(diào)制器102、信道編碼器101和發(fā)射端控制器106等。接 收端作為接收機(jī)，包括天線、射頻單元107、快速傅立葉變換器(FFT) 108、子載波解映射單 元109、信道估計(jì)單元113、均衡單元110、解調(diào)器111、信道解碼器112和接收端選擇器114等。如圖1所示，在發(fā)射端，發(fā)射端控制器106對發(fā)射參數(shù)比如鏈路的編碼調(diào)制方案進(jìn) 行配置，其中編碼調(diào)制方案是編碼速率(cs，coding scheme)和調(diào)制模式(MD，modulation mode)的組合。待發(fā)射的數(shù)據(jù)流經(jīng)配置好的信道編碼器101和調(diào)制器102、子載波映射單元 103以及逆快速傅立葉變換器104處理后，經(jīng)射頻單元105處理后通過天線發(fā)射出去。經(jīng) 無線信道傳輸后，在接收端，在射頻單元107對接收信號進(jìn)行射頻處理，然后將得到的基帶 數(shù)字信號送入快速傅立葉變換器108?？焖俑盗⑷~變換器108輸出的數(shù)據(jù)一方面被發(fā)送到 子載波解映射單元109用于子載波解映射，另一方面還被發(fā)送到信道估計(jì)單元113用于進(jìn) 行信道估計(jì)。在均衡單元110利用信道估計(jì)單元113輸出的信道估計(jì)值對子載波解映射單 元109輸出的信號進(jìn)行均衡后，分別在解調(diào)單元111和信道解碼單元112對均衡后的信號進(jìn)行解調(diào)和解碼。信道估計(jì)單元113輸出的信道估計(jì)值也被送到接收端選擇器114中，用 于計(jì)算信道的有效質(zhì)量指標(biāo)比如有效信干噪比ESINR或有效信噪比ESNR并進(jìn)行下一次傳 輸參數(shù)的選擇，并且將選擇結(jié)果反饋到發(fā)送端控制器106。 這里，有效信干噪比是接收端的輸入信號中的各子載波的信干噪比的組合。在實(shí) 際計(jì)算中，各子載波的信干噪比指的是各子載波的處理后信干噪比(也稱為瞬時(shí)信干噪 比)，其組成瞬時(shí)信干噪比矢量。如果用YnOi=I N)表示基于估計(jì)信道值而得到的瞬 時(shí)信干噪比，其中N為系統(tǒng)使用的有效子載波的數(shù)目，則信道的有效信干噪比Yeff可表示 為
Yeff=f( Y 1 ， Y 2 ，…， YN/(1)通常，將等式(1)的映射過程稱為有效信干噪比映射(ESM effective SINR mapping)。傳統(tǒng)的ESM方法主要包括互信息-有效信干噪比映射(MI-ESM :mutual information-ESM)、指數(shù)有效信干噪比映射(EESM exponential ESM)和容量有效信干噪 比映射(CESM capacity ESM)等。它們都可以由等式(2)表示
權(quán)利要求
1.一種用于寬帶無線通信系統(tǒng)的鏈路質(zhì)量估計(jì)方法，包括計(jì)算所述系統(tǒng)中的接收機(jī)的輸入信號中的各子載波的質(zhì)量指標(biāo)；對各子載波的質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行削頂；以及對削頂后的各子載波的質(zhì)量指標(biāo)求平均以得到平均值，作為所述鏈路的有效質(zhì)量指標(biāo) 的估計(jì)結(jié)果。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述對各子載波的質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行削頂?shù)牟襟E進(jìn)一步 包括基于所述系統(tǒng)的給定候選調(diào)制模式的預(yù)定有效工作區(qū)的上門限和下門限對各子載波 的質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行削頂，以使得削頂后的各子載波的質(zhì)量指標(biāo)處于所述預(yù)定有效工作區(qū)的范 圍內(nèi)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中以以下質(zhì)量指標(biāo)區(qū)域作為所述系統(tǒng)的給定候選調(diào)制 模式的預(yù)定有效工作區(qū)，所述質(zhì)量指標(biāo)區(qū)域?yàn)樵诩有愿咚拱自肼曅诺老碌男阅芎饬拷Y(jié)果 中，所述系統(tǒng)所能接受的最差性能所要求的質(zhì)量指標(biāo)到所述給定候選調(diào)制模式所對應(yīng)的調(diào) 制編碼方案(MCQ的預(yù)定有效工作區(qū)的上門限中的最大值之間的質(zhì)量指標(biāo)區(qū)域；并且以以下質(zhì)量指標(biāo)區(qū)域作為所述MCS的預(yù)定有效工作區(qū)，所述質(zhì)量指標(biāo)區(qū)域?yàn)樵诩有?高斯白噪聲信道下的性能衡量結(jié)果中，所述系統(tǒng)采用該MCS能夠達(dá)到系統(tǒng)目標(biāo)性能要求且 最節(jié)省傳輸資源的質(zhì)量指標(biāo)區(qū)域。
4.一種用于寬帶無線通信系統(tǒng)的鏈路質(zhì)量估計(jì)裝置，包括子載波質(zhì)量指標(biāo)計(jì)算單元，配置用于計(jì)算所述系統(tǒng)中的接收機(jī)的輸入信號中的各子載 波的質(zhì)量指標(biāo)；子載波質(zhì)量指標(biāo)削頂單元，配置用于對各子載波的質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行削頂；以及鏈路有效質(zhì)量指標(biāo)估計(jì)單元，配置用于對削頂后的各子載波的質(zhì)量指標(biāo)求平均以得到 平均值，作為所述鏈路的有效質(zhì)量指標(biāo)的估計(jì)結(jié)果。
5.一種用于寬帶無線通信系統(tǒng)的鏈路自適應(yīng)方法，包括計(jì)算所述系統(tǒng)中的接收機(jī)的輸入信號中的各子載波的質(zhì)量指標(biāo)；對各子載波的質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行削頂；對削頂后的各子載波的質(zhì)量指標(biāo)求平均以得到平均值；以及基于所得到的平均值，確定將要返回給所述系統(tǒng)中的發(fā)射機(jī)的鏈路的有效質(zhì)量指標(biāo)的 估計(jì)結(jié)果以及調(diào)制模式和編碼速率的選擇結(jié)果。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述對各子載波的質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行削頂?shù)牟襟E進(jìn)一步 包括基于所述系統(tǒng)的當(dāng)前候選調(diào)制模式的預(yù)定有效工作區(qū)的上門限和下門限對各子載波 的質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行削頂，以使得削頂后的各子載波的質(zhì)量指標(biāo)處于所述預(yù)定有效工作區(qū)的范 圍內(nèi)。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述確定將要返回給所述系統(tǒng)中的發(fā)射機(jī)的調(diào)制模 式和編碼速率的選擇結(jié)果的步驟進(jìn)一步包括如果所得到的平均值大于或等于比所述當(dāng)前候選調(diào)制模式低一等級的候選調(diào)制模式 的預(yù)定有效工作區(qū)的上門限，或者所述當(dāng)前候選調(diào)制模式為所述系統(tǒng)的候選調(diào)制模式中的 最低等級的調(diào)制模式，則確定所得到的平均值和所述當(dāng)前候選調(diào)制模式分別為將要返回給所述系統(tǒng)中的發(fā)射機(jī)的鏈路的有效質(zhì)量指標(biāo)的估計(jì)結(jié)果和調(diào)制模式選擇結(jié)果；以及基于所確定的調(diào)制模式所對應(yīng)的各MCS的預(yù)定有效工作區(qū)，確定所述平均值所處于的 MCS的預(yù)定有效工作區(qū)，從而確定該MCS所對應(yīng)的編碼速率為將要返回給所述系統(tǒng)中的發(fā) 射機(jī)的編碼速率選擇結(jié)果。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，進(jìn)一步包括如果所得到的平均值小于比所述當(dāng)前候選調(diào)制模式低一等級的候選調(diào)制模式的預(yù)定 有效工作區(qū)的上門限，并且所述當(dāng)前候選調(diào)制模式不是所述系統(tǒng)的候選調(diào)制模式中的最低 等級的調(diào)制模式，則從所述系統(tǒng)的候選調(diào)制模式中選擇比所述當(dāng)前候選調(diào)制模式低一等級 的候選調(diào)制模式作為新的當(dāng)前候選調(diào)制模式；以及重復(fù)所述對各子載波的質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行削頂?shù)牟襟E、對削頂后的各子載波的質(zhì)量指標(biāo)求 平均的步驟以及確定將要返回給所述系統(tǒng)中的發(fā)射機(jī)的鏈路的有效質(zhì)量指標(biāo)的估計(jì)結(jié)果 以及調(diào)制模式和編碼速率的選擇結(jié)果步驟。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，進(jìn)一步包括基于所述系統(tǒng)的各候選調(diào)制模式的預(yù)定有效工作區(qū)，分別對各子載波的質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行 削頂并對削頂后的各子載波的質(zhì)量指標(biāo)求平均，以得到對應(yīng)于所述系統(tǒng)的各候選調(diào)制模式 的預(yù)定有效工作區(qū)的平均值；選擇滿足以下條件的平均值和所述平均值所對應(yīng)的候選調(diào)制模式分別作為將要返回 給所述系統(tǒng)中的發(fā)射機(jī)的鏈路的有效質(zhì)量指標(biāo)的估計(jì)結(jié)果和調(diào)制模式選擇結(jié)果，所述條件 為所述平均值大于或等于比所述平均值所對應(yīng)的候選調(diào)制模式低一等級的候選調(diào)制模式 的預(yù)定有效工作區(qū)的上門限，或者所述平均值所對應(yīng)的候選調(diào)制模式為所述系統(tǒng)的候選調(diào) 制模式中的最低等級的調(diào)制模式；以及基于所選擇的調(diào)制模式所對應(yīng)的各MCS的預(yù)定有效工作區(qū)，確定所述平均值所處于的 MCS的預(yù)定有效工作區(qū)，從而確定該MCS所對應(yīng)的編碼速率為將要返回給所述系統(tǒng)中的發(fā) 射機(jī)的編碼速率選擇結(jié)果。
10.一種用于寬帶無線通信系統(tǒng)的鏈路自適應(yīng)裝置，包括子載波質(zhì)量指標(biāo)計(jì)算單元，配置用于計(jì)算所述系統(tǒng)中的接收機(jī)的輸入信號中的各子載 波的質(zhì)量指標(biāo)；子載波質(zhì)量指標(biāo)削頂單元，配置用于對各子載波的質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行削頂；子載波質(zhì)量指標(biāo)平均單元，配置用于對削頂后的各子載波的質(zhì)量指標(biāo)求平均以得到平 均值；以及系統(tǒng)參數(shù)選擇單元，配置用于基于所得到的平均值，確定將要返回給所述系統(tǒng)中的發(fā) 射機(jī)的鏈路的有效質(zhì)量指標(biāo)的估計(jì)結(jié)果以及調(diào)制模式和編碼速率的選擇結(jié)果。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于寬帶無線通信系統(tǒng)的鏈路質(zhì)量估計(jì)方法，包括計(jì)算所述系統(tǒng)中的接收機(jī)的輸入信號中的各子載波的質(zhì)量指標(biāo)；對各子載波的質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行削頂；以及對削頂后的各子載波的質(zhì)量指標(biāo)求平均以得到平均值，作為所述鏈路的有效質(zhì)量指標(biāo)的估計(jì)結(jié)果。本申請還公開了一種用于寬帶無線通信系統(tǒng)的鏈路質(zhì)量估計(jì)裝置以及一種用于寬帶無線通信系統(tǒng)的鏈路自適應(yīng)方法和裝置。本發(fā)明的方法和裝置能夠?qū)崿F(xiàn)較低的運(yùn)算復(fù)雜度和較高的精度。
文檔編號H04L27/26GK102075461SQ20091022610
公開日2011年5月25日 申請日期2009年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月20日
發(fā)明者渡邊真弘, 王昕 , 王曉琴, 近藤泰二 申請人:富士通株式會社