自適應(yīng)調(diào)制編碼方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及通信技術(shù)，尤其涉及一種自適應(yīng)調(diào)制編碼方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在數(shù)字通信系統(tǒng)中，由于信道的衰落和時(shí)變特性，使得通信過程中存在很多的不 確定性。為了提高通信系統(tǒng)的吞吐率，通常采用高階調(diào)制方式和小冗余的糾錯(cuò)碼進(jìn)行通信， 采用高階調(diào)制方式在信道的信噪比理想時(shí)能夠提高通信系統(tǒng)的吞吐率，但是，當(dāng)信道處于 深度衰落時(shí)則無法保證通信的可靠性。為了保證通信的可靠性，可以采用低階調(diào)制方式和 大冗余的糾錯(cuò)碼進(jìn)行通信，低階調(diào)制方式的傳輸速率較低，制約了通信系統(tǒng)吞吐率的提高， 從而造成了頻譜資源的浪費(fèi)。
[0003] 自適應(yīng)調(diào)制編碼（Adaptive Coding and Modulation,簡稱ACM)技術(shù)能夠在保證 通信系統(tǒng)可靠性的前提下，又能夠提高通信系統(tǒng)的吞吐率，得到了廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)有技術(shù) 中，應(yīng)用于無線通信系統(tǒng)的ACM技術(shù)主要是根據(jù)信道的時(shí)變性選擇調(diào)制參數(shù)，常用的方法 有頻率特定ACM和頻率統(tǒng)一 ACM，頻率特定ACM中，每個(gè)子載波采用與信道質(zhì)量相匹配的調(diào) 制方式，每個(gè)信道的頻譜利用率都達(dá)到最高，通信系統(tǒng)的吞吐率也最高。頻率統(tǒng)一 ACM中， 所有子載波采用統(tǒng)一的調(diào)制方式，發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間的不需要傳遞調(diào)制參數(shù)，減少傳輸 信令開銷。但是，基于無線通信系統(tǒng)的ACM技術(shù)并不適用于基于同軸電纜的寬帶OFDM通信 系統(tǒng)，基于同軸電纜的寬帶OFDM通信系統(tǒng)具有信道帶寬大、子載波數(shù)多且信道具有選擇性 衰落的特性，若采用頻率特定ACM方法，接收機(jī)需要向發(fā)射機(jī)反饋每一個(gè)子載波的信道質(zhì) 量，且發(fā)射機(jī)需要告之接收機(jī)每一個(gè)子載波的調(diào)制方式，這些信息的反饋和傳遞需要占用 通信系統(tǒng)的信令幀通道，導(dǎo)致信令開銷較大，若采用頻率統(tǒng)一 ACM方法則不能完全適應(yīng)信 道的選擇性衰落特性，無法充分利用信道資源提高吞吐量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種自適應(yīng)調(diào)制編碼方法，不僅能夠提高通信系統(tǒng)的吞吐率， 還能夠減少信令開銷。
[0005] 本發(fā)明提供一種用于有線信道的自適應(yīng)調(diào)制編碼方法，包括：
[0006] 發(fā)射機(jī)接收接收機(jī)發(fā)送的信道估計(jì)結(jié)果，所述信道估計(jì)結(jié)果中包括N個(gè)子載波的 信噪比，其中，N為正整數(shù)，所述N個(gè)子載波被劃分為多個(gè)載波組，所述每個(gè)載波組包括至少 兩個(gè)子載波；
[0007] 所述發(fā)射機(jī)根據(jù)所述各子載波的信噪比確定所述每個(gè)載波組的最優(yōu)調(diào)制階數(shù)；
[0008] 所述發(fā)射機(jī)將所述每個(gè)載波組的最優(yōu)調(diào)制階數(shù)設(shè)置為所述每個(gè)載波組的當(dāng)前調(diào) 制階數(shù)，并將所述每個(gè)載波組的當(dāng)前調(diào)制階數(shù)發(fā)送給所述接收機(jī)，以使所述接收機(jī)根據(jù)所 述當(dāng)前調(diào)制階數(shù)解調(diào)數(shù)據(jù)。
[0009] 如上所述的方法，其中，所述發(fā)射機(jī)根據(jù)所述各子載波的信噪比確定所述每個(gè)載 波組的最優(yōu)調(diào)制階數(shù)，包括：
[0010] 所述發(fā)射機(jī)根據(jù)所述各子載波的信噪比確定所述每個(gè)載波組內(nèi)的各子載波的調(diào) 制階數(shù)；
[0011] 所述發(fā)射機(jī)根據(jù)所述每個(gè)載波組內(nèi)的各子載波的調(diào)制階數(shù)確定所述每個(gè)載波組 內(nèi)調(diào)制階數(shù)被使用次數(shù)最多的調(diào)制階數(shù)；
[0012] 所述發(fā)射機(jī)將所述每個(gè)載波組內(nèi)調(diào)制階數(shù)被使用次數(shù)最多的調(diào)制階數(shù)作為所述 每個(gè)載波組的最優(yōu)調(diào)制階數(shù)。
[0013] 如上所述的方法，其中，所述發(fā)射機(jī)根據(jù)所述各子載波的信噪比確定所述每個(gè)載 波組的最優(yōu)調(diào)制階數(shù)，包括：
[0014] 所述發(fā)射機(jī)根據(jù)所述各子載波的信噪比確定所述每個(gè)載波組內(nèi)的各子載波的調(diào) 制階數(shù)；
[0015] 所述發(fā)射機(jī)根據(jù)所述每個(gè)載波組內(nèi)的各子載波的調(diào)制階數(shù)計(jì)算所述每個(gè)載波組 的平均調(diào)制階數(shù)；
[0016] 所述發(fā)射機(jī)對所述每個(gè)載波組的平均調(diào)制階數(shù)向上取整或向下取整得到所述每 個(gè)載波組的最優(yōu)調(diào)制階數(shù)。
[0017] 如上所述的方法，其中，所述發(fā)射機(jī)根據(jù)所述各子載波的信噪比確定所述每個(gè)載 波組內(nèi)的各子載波的調(diào)制階數(shù)，包括：
[0018] 所述發(fā)射機(jī)根據(jù)所述各子載波的信噪比和各調(diào)制階數(shù)對應(yīng)的信噪比門限值范圍 確定所述每個(gè)載波組內(nèi)的各子載波的調(diào)制階數(shù)。
[0019] 如上所述的方法，其中，發(fā)射機(jī)接收接收機(jī)發(fā)送的信道估計(jì)結(jié)果之前，所述方法還 包括：
[0020] 所述發(fā)射機(jī)將所述N個(gè)子載波劃分為所述多個(gè)載波組。
[0021] 如上所述的方法，其中，所述每個(gè)載波組包含的子載波的個(gè)數(shù)相等。
[0022] 如上所述的方法，其中，所述每個(gè)載波組包含的子載波的個(gè)數(shù)不相等，所述方法還 包括：
[0023] 所述發(fā)射機(jī)向所述接收機(jī)同步所述每個(gè)載波組的分組信息。
[0024] 如上所述的方法，其中，所述每個(gè)載波組包含的子載波的個(gè)數(shù)滿足以下條件： p 其中，P為載波組內(nèi)包含的子載波的個(gè)數(shù)，Bc為所述各子載波對應(yīng)的信道的相干 帶寬，fc子載波間隔。
[0025] 本發(fā)明的方法，發(fā)射機(jī)通過將系統(tǒng)的子載波劃分為多個(gè)載波組，根據(jù)各子載波的 信噪比確定每個(gè)載波組的最優(yōu)調(diào)制階數(shù)，將所述每個(gè)載波組的最優(yōu)調(diào)制階數(shù)設(shè)置為所述每 個(gè)載波組的當(dāng)前調(diào)制階數(shù)，下次發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)使用該最優(yōu)調(diào)制方式對信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，并將每 個(gè)載波組的當(dāng)前調(diào)制階數(shù)發(fā)送給接收機(jī)，以使接收機(jī)根據(jù)當(dāng)前調(diào)制階數(shù)解調(diào)數(shù)據(jù)。由于每 個(gè)載波組的最優(yōu)調(diào)制方式都是根據(jù)該載波組的子載波的信噪比確定的，因此，能夠針對不 同的信道采用合適的調(diào)制方式，從而提高了整個(gè)系統(tǒng)的吞吐率，另外，本發(fā)明中發(fā)射機(jī)只需 要通知每個(gè)載波組的調(diào)制階數(shù)，從而能夠減少發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的信令開銷。
【附圖說明】
[0026] 圖1為OFDM系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖2為本發(fā)明提供的一種自適應(yīng)調(diào)制編碼方法的流程圖；
【具體實(shí)施方式】
[0028] 本發(fā)明的方法可以應(yīng)用在寬帶正交頻分復(fù)用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，簡稱OFDM)系統(tǒng)中，如圖1所示，圖1為OFDM系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，該OFDM系 統(tǒng)的工作流程如下：發(fā)射機(jī)采用OFDM技術(shù)發(fā)射信號(hào)，信號(hào)經(jīng)過信道到達(dá)接收機(jī)，本發(fā)明中 發(fā)送機(jī)和接收機(jī)直接的信道為有線信道，例如同軸電纜。接收機(jī)接收到的信號(hào)受到了多徑 和噪聲的影響，接收機(jī)完成信號(hào)的解調(diào)并根據(jù)接收的信號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)，接收機(jī)向發(fā)射機(jī) 反饋的各子載波的信道估計(jì)結(jié)果，信道估計(jì)結(jié)果包括各子載波的信噪比。本發(fā)明中，發(fā)射機(jī) 將OFDM系統(tǒng)的子載波劃分為多個(gè)載波組，根據(jù)接收機(jī)返回的各子載波的信噪比確定每個(gè) 載波組的最優(yōu)調(diào)制階數(shù)，將該最優(yōu)調(diào)制階數(shù)作為下一次數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)的調(diào)制階數(shù)，并且需要 在下一次數(shù)據(jù)發(fā)送之前將該最優(yōu)調(diào)制階數(shù)通知接收機(jī)，以使接收機(jī)在接收到發(fā)射機(jī)發(fā)送的 下一次數(shù)據(jù)時(shí)根據(jù)該最優(yōu)調(diào)制階數(shù)解調(diào)數(shù)據(jù)。以下將通過具體實(shí)施例對本發(fā)明的方案進(jìn)行 詳細(xì)說明。
[0029] 圖2為本發(fā)明提供的一種自適應(yīng)調(diào)制編碼方法的流程圖，如圖2所示，本實(shí)施例的 方法可以包括以下步驟：
[0030] 步驟101、發(fā)射機(jī)接收接收機(jī)發(fā)送的信道估計(jì)結(jié)果，信道估計(jì)結(jié)果中包括N個(gè)子載 波的信噪比，其中，N為正整數(shù)，N個(gè)子載波被劃分為多個(gè)載波組，每個(gè)載波組包括至少兩個(gè) 子載波。
[0031] 寬帶OFDM系統(tǒng)總共包含N個(gè)子載波，發(fā)射機(jī)將N個(gè)子載波劃分為多個(gè)載波組，每 個(gè)載波組包括至少兩個(gè)子載波，可選地，每個(gè)載波組包含的子載波的個(gè)數(shù)可以相等，也可以 不相等，本發(fā)明并不對此進(jìn)行限制。當(dāng)每個(gè)載波組的個(gè)數(shù)不相等時(shí)，發(fā)射機(jī)在將N個(gè)子載波 劃分為多個(gè)載波組后，還需要向接收機(jī)同步每個(gè)載波組的分組信息，分組信息包括每個(gè)載 波組包含的子載波的個(gè)數(shù)，以及每個(gè)載波組包含的子載波的頻率等。當(dāng)每個(gè)載波組包含的 子載波的個(gè)數(shù)相等時(shí)，發(fā)射機(jī)不需要向接收機(jī)同步各載波組的分組信息，在發(fā)射機(jī)和接收 機(jī)端可以預(yù)先約定好每個(gè)載波組的個(gè)數(shù)，可以減少發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的信令開銷。
[0032] 發(fā)射機(jī)接收接收機(jī)發(fā)送的信道估計(jì)結(jié)果，該信道估計(jì)結(jié)果包括各子載波的信噪 t匕，信道估計(jì)結(jié)果是接收機(jī)在各子載波上發(fā)送的信號(hào)估計(jì)得到的，信道估計(jì)可以采用現(xiàn)有 的任意一種信道估計(jì)方法，這里不再一一列舉。
[0033] 需說明的是，本發(fā)明中，每個(gè)載波組內(nèi)包含的子載波的個(gè)數(shù)需滿足以下條件： p < Bc/fc，其中，P為載波組內(nèi)包含的子載波的個(gè)數(shù)，Bc為信道的相干帶寬，fc子載波間 隔。也就是說，本發(fā)明中每個(gè)載波組內(nèi)包括的各子載波對應(yīng)的信道的帶寬之和不大于OFDM 系統(tǒng)所使用的有線信道的相干帶寬。本發(fā)發(fā)明中，Bc主要是指有線信道的相干帶寬。
[0034] 步驟102、發(fā)射機(jī)根據(jù)各子載波的信噪比確定每個(gè)載波組的最優(yōu)調(diào)制階數(shù)。
[0035] 發(fā)射機(jī)具體可以通過以下三種方式確定每個(gè)載波組的最優(yōu)調(diào)制階數(shù)：
[0036] 第一種方式、首先，發(fā)射機(jī)根據(jù)各子載波的信噪比確定每個(gè)載波組內(nèi)的各子載波 的調(diào)制階數(shù)；首先，發(fā)射機(jī)根據(jù)每個(gè)載波組內(nèi)的各子載波的調(diào)制階數(shù)確定每個(gè)載波組內(nèi)調(diào) 制階數(shù)被使用次數(shù)最多的調(diào)制階數(shù)；最后，發(fā)射機(jī)將每個(gè)載波組內(nèi)調(diào)制階數(shù)被使用次數(shù)最 多的調(diào)制階數(shù)作為每個(gè)載波組的最優(yōu)調(diào)制階數(shù)。
[0037] 第二種方式、首先，發(fā)射機(jī)根據(jù)各子載波的信噪比確定每個(gè)載波組內(nèi)的各子載波 的調(diào)制階數(shù)；然后，發(fā)射機(jī)根據(jù)每個(gè)載波組內(nèi)的各子載波的調(diào)制階數(shù)計(jì)算每個(gè)載波組的平 均調(diào)制階數(shù)；最后，發(fā)射機(jī)對每個(gè)載波組的平均調(diào)制階數(shù)向下取整