自适应调制编码技术及其在移动通信中的应用

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1、自适应调制编码技术及其在移动通信中的应用

2、第12．1　探索类AMC技术　　比较成熟并已经应用到商业产品中的探索类自适应调制编码技术是自动传输率后退协议（AutoRateFallback，ARF）［1］。ARF算法已成功应用在朗讯科技的C技术，他不能够对信道的时变性作出快速的反应，转换调制编码方式往往滞后于信道的变化，因此采用ARF很难使系统吞吐量有较大的提高。另外在实现的过程中也存在如何决定计时器的时限（Timeout）问题。　　在ARF算法中，PHY传输模式升级有2个条件：累计成功传输的帧达到10

3、个，或预设的计时器超期。很明显，不同的时限值将影响系统的性能。文献［1］中并没有明确规定时限值，只能在使用时根据帧长、最大重传次数等因素决定。文献［2］表明该时限值在5～15之间取值比较合理，吞吐量提高较明显。2．2　基于信道估计的AMC算法　　探索类的AMC算法虽然实现起来较为简单，但并不能完全适应信道的变化，因为他没有进行信道估计，就不能充分利用信道的信息。基于信道估计的AMC算法的基本原理是：接收端在接收数据的同时，根据所接收数据信号的幅值变化以及错误率等因素来估计和预测下一数据帧传输时的信道

4、状况并将其反馈回发射端，发射端再根据反馈值决定下一帧所应该采用的调制编码方式，从而更好地适应信道的变化。发射端所采用的PHY模式转换方法不同对系统性能的影响也不同。常用的PHY模式转换方法有2种［3］。　　第1种是如图3所示的基于接收信号强度指示器（RSSI）的PHY模式转换方法。　　500)this.style.ouseg(this)">　　一个帧的基带信号的平均幅值可以成为无线信道的短期径损大小的标志。如果这个值降低了，则有2种可能性，信道处于深衰落或移动台到达小区的边缘了.第1种情况则降低PH

5、Y传输模式来保障通信的顺利进行；第2种情况则进行小区切换处理。同样道理，如果该值升高了，则可提升PHY传输模式级别。采用RSSI转换方法可以根据传输的业务不同采用2种准则：一是选择适当的PHY传输模式，保证数据包的比特差错率（BER）不变；二是同样选择适当的PHY传输模式，保证数据吞吐量不变。这种方法的优点是控制比较灵活，既能够控制数据包的BER又能控制系统的数据吞吐量；缺点是在接收端要对接收信号进行采样、量化处理，实现起来比较复杂。　　第2种常用的PHY模式转换方法是基于错误检测的方法，如图4所示

6、。500)this.style.ouseg(this)">　　该方法的原理是采用一种冗余小的纠错码如BCH（63，57，1），虽然他的纠错能力非常差，但他能够进行检错从而告知信道的质量。采用这种方法须增加一额外的纠错码来进行错误检测。研究表明，这种系统的性能比RSSI系统性能要差，这是因为在检测到错误后再改变下一帧的PHY模式往往显得滞后了。另外这种系统控制也不如前者灵活。　　总体来说，由于充分利用了信道的信息，基于信道估计的自适应调制编码技术要比纯探索类的性能要好，当然实现起来也相对复杂些。对于基

7、于信道估计的自适应调制编码技术影响其性能的因素有：信道估计误差、反馈信道中的噪声和时延等，这也是目前研究中要努力解决的问题。2．3　自适应调制编码技术的特点　　在移动通信系统中采用自适应调制编码技术不仅能够对抗信道的时变性，而且可以克服平均路径损耗、慢衰落和快衰落的影响。自适应调制编码技术具有以下的特点：　　（1）自适应调制编码技术随信道环境的变化而改变数据传输的速率，不能保证数据固定的速率和时延，因此不适用于需要固定数据率和延时的电路交换业务，如语音业务、可视业务，仅适用于对数据率和延时没有要求的

8、分组交换业务，如网页浏览和文件下载业务。　　（2）自适应调制编码技术保持发射功率恒定，信道条件好的用户拥有较高数据传输率，而信道条件差的用户只能采用低数据率进行通信，这样不仅避免了功率控制技术中的“远近效应”，而且也克服了1个用户对其他用户的干扰发生变化问题，降低了网络的干扰余量，解决了快速功率控制技术中的“噪声提升”效应，提高了系统的容量。3　自适应调制编码技术在移动通信中的应用前景　　自适应调制编码技术是一种较新的链路自适应技术，目前已被多种下一代无线通信系统写入标准中，例如：A的增强技术HSD

9、PA（高速下行分组接入技术）中采用自适应调制编码技术和混合重传技术（HARQ）作为其链路自适应技术［4］；IEEE802．11［5］，IEEE802．16［6］，HIPERLAN／2等无线数据传输网络均采用自适应调制编码技术来克服无线信道的时变性。总之，由于自适应调制编码技术的突出优点，实现也较为简单，在下一代移动通信中必将得到广泛的应用。