一种自适应调制编码方法及装置制造方法
【专利摘要】一种自适应调制编码方法及装置，根据UE当前的AMC状态，如果为正常状态，则执行正常流程，否则执行异常流程；正常流程包括判定是否需要对MCS进行快速调整，不需要则根据当前信道状态信息相应的MCS基准值MCSinit，以及MCS调整值ΔMCS，确定MCS=MCSinit-ΔMCS；异常流程包括判定是否需要对MCS进行快速调整，不需要则根据大滑动窗口统计的误块率BLER2，当BLER2大于BLER2max时确定MCS=MCS-1，当BLER2小于BLER2min时确定MCS=MCS+1，其他情况下MCS不变，最后退出流程。并且判断AMC状态是否需要切换，以选择最合适的计算方式来确定MCS。
【专利说明】—种自适应调制编码方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及到无线通信系统，更具体地，特别涉及一种自适应调制编码方法及装置。
【背景技术】
[0002]在无线通信系统中，衡量系统性能好坏的一个重要标准就是系统吞吐量。而决定系统吞吐量的因素包括:时频资源，信道质量，以及调制编码方式等。众所周知，无线通信发展到现在，时频资源已经非常有限。因此，要发展满足高数据速率要求，并且保证服务质量的通信系统，对时频资源的有效利用显得尤为重要。而选择合适的调制编码方式，是提高时频资源利用率的最直接方式。
[0003]自适应调制编码(Adaptive Modulation and Coding, AMC)的作用就是自适应地选择合适的调制编码方式。AMC的实现原理可以简单描述为:根据信道质量，传输性能等会影响系统吞吐量的因素，来自适应地调整调制编码方式(Modulation and Coding Scheme,MCS)。我们希望AMC能够达到的效果为，当信道状态稳定时，MCS能够稳定，使得系统吞吐量达到能达到的最大值。当信道状态发送变化时，MCS能够根据信道状态信息的变化频率而改变。
[0004]在估计的信道质量非常准确的理想状态下，只根据信道状态信息就能很好地进行MCS调整。然而，在实际传输中，并没有办法获得非常准确的信道状态信息。实际估计的信道状态信息是存在时延的，在信道状态快速变化的情况下，这样估计的信道状态信息是不能够保证选择的MCS最合适。因此，还需要结合能够直接反映传输性能的误块率(BlockError Rat i ο，BLER )，来共同确定 MCS。
[0005]现有的AMC方法主要分为三类:1.只根据估计的信道状态信息来确定MCS ；2.根据估计的信道状态信息和BLER共同确定MCS调整；3.只根据BLER进行MCS调整。
[0006]第一种方法实现起来比较简单，只需要知道估计的信道状态信息就可以确定MCS，但是由于估计的信道状态信息存在时延并且精度受到限制，估计的信道状态信息的准确度是不能够得到保证的。然而，MCS对信道状态信息非常敏感，在实际实现中一般不会采用这种对信道估计高度依赖的方法。
[0007]第二种方法的出现就是为了解决第一种方法存在的信道状态信息准确度有限的问题。通过引入BLER，由BLER和信道状态信息来共同确定MCS，这样可以从一定程度上补偿估计的信道状态信息的偏差。信道状态信息的作用与第一种方法相同，而BLER的作用就是对根据信道状态信息确定的MCS进行调整。这样如何采用BLER对MCS进行调整也是一个非常重要的问题，目前较为多见的方法为，确定BLER的上下两个门限，根据BLER与门限值的比较，直接对MCS进行调整。第二种方法比第一种性能更好，但是也存在一个问题，由于BLER是一个统计量，这样直接的调整可能会引起短时间内吞吐量不必要的波动，而且对信道状态信息还是有较大的依赖性。
[0008]第三种方法则完全不依赖于估计的信道状态信息，而是只通过BLER进行MCS调整。这种方式完全去掉了 AMC对于信道状态估计的依赖性，实现起来比较简单。在UE数量较少，每个UE被频繁调度时，BLER和MCS相互作用，这种方法能够根据由于信道变化而导致的传输性能的影响，非常直接地进行MCS调整。但是在用户设备(User Equipment，UE)数量较多的情况下，UE被调度的时间间隔过长，就会导致BLER不能及时地反映信道变化对于传输性能的影响，这样进行的MCS调整会不及时，并且UE数目越多这种现象会越明显。
[0009]综上所述，上述方法一由于本身的缺陷，在实现中不能采用，方法二和方法三虽然都有各自的优点，但是也存在一些弊端。因此，亟需提出一种性能更好的AMC方法，能够克服这些问题对系统性能带来的影响，保证系统时频资源利用率的方法，以提高系统吞吐量。
【发明内容】
[0010]本发明目的为提出一种AMC方法，能够提高时频资源利用率，以提高系统吞吐量。
[0011]本发明的技术方案提供了一种自适应调制编码方法，通过以下步骤确定MCS，
[0012]步骤I，根据UE当前的AMC状态，如果为正常状态，则进入步骤2执行正常流程，否则进入步骤4执行异常流程；
[0013]步骤2，根据小滑动窗口统计的误块率BLERl，比较BLERl与相应最大值BLERlmax大小，如果统计的BLERl大于BLERlmax,则判定需要对MCS进行快速调整，快速调整方式为，如果MCS不是最小值，则将MCS调整为MCS-1，并退出流程；否则，进入步骤3 ;
[0014]步骤3，根据当前信道状态信息相应的MCS基准值MCSinit,以及MCS调整值AMCS，确定MCS=MCSinit- Δ MCS,并退出流程；
[0015]步骤4，根据小滑动窗口统计的误块率BLERl，比较BLERl与相应最大值BLERlmax大小，如果统计的BLERl大于BLERlmax,则判定需要对MCS进行快速调整，快速调整方式为，如果MCS不是最小值，则将MCS调整为MCS-1，并退出流程；否则，进入步骤5 ;
[0016]步骤5，根据大滑动窗口统计的误块率BLER2，将BLER2与相应最大值BLER2max和最小值BLER2nin进行比较，当BLER2大于BLER2_时确定MCS=MCS-1，当BLER2小于BLEI^niin时确定MCS=MCS+1，其他情况下MCS不变，最后退出流程。
[0017]而且，所述AMC状态确定方式如下，
[0018]UE的AMC状态初始化时，默认是正常状态；
[0019]UE的AMC状态为正常状态时，由MCS调整值AMCS更新触发正常状态到异常状态的切换判断，判断方式为，当更新之后的MCS调整值AMCS大于设定的门限值时，则由正常状态切换到异常状态，否则保持正常状态；
[0020]UE的AMC状态为异常时，由信道状态信息更新触发异常状态到正常状态的切换判断，判断方式为，当更新之后的信道状态信息对应的MCS基准值MCSinit与异常流程所得的MCS的差值小于设定的相应门限值时，则由异常状态切换到正常状态，否则保持异常状态。
[0021]而且，所述小滑动窗口统计的误块率BLERl和大滑动窗口统计的误块率BLER2分别的滑动窗口长度为LI，L2，L1〈L2，遗忘因子β 1，β 2与滑动窗口长度的关系为Ll=i3 I/(1-β I)，L2= β 2/ (1-β 2)，BLERl 和 BLER2 由收至Ij UE 对应的 ACK/NACK 触发更新，ACK/NACK
表示肯定确认或否定确认，更新根据如下公式进行，
[0022]
【权利要求】
1.一种自适应调制编码方法，其特征在于:通过以下步骤确定MCS， 步骤I，根据UE当前的AMC状态，如果为正常状态，则进入步骤2执行正常流程，否则进入步骤4执行异常流程； 步骤2，根据小滑动窗口统计的误块率BLER1，比较BLERl与相应最大值BLERlmax大小，如果统计的BLERl大于BLERlmax,则判定需要对MCS进行快速调整，快速调整方式为，如果MCS不是最小值，则将MCS调整为MCS-1，并退出流程；否则，进入步骤3 ； 步骤3，根据当前信道状态信息相应的MCS基准值MCSinit,以及MCS调整值AMCS，确定MCS=MCSinit- Δ MCS，并退出流程； 步骤4，根据小滑动窗口统计的误块率BLER1，比较BLERl与相应最大值BLERlmax大小，如果统计的BLERl大于BLERlmax,则判定需要对MCS进行快速调整，快速调整方式为，如果MCS不是最小值，则将MCS调整为MCS-1，并退出流程；否则，进入步骤5 ； 步骤5，根据大滑动窗口统计的误块率BLER2，将BLER2与相应最大值BLER2max和最小值BLER2nin进行比较，当BLER2大于BLER2_时确定MCS=MCS-1,当BLER2小于BLER2nin时确定MCS=MCS+1，其他情况下MCS不变，最后退出流程。
2.如权利要求1所述的自适应调制编码方法，其特征在于:所述AMC状态确定方式如下，UE的AMC状态初始化时，默认是正常状态； UE的AMC状态为正常状态时，由MCS调整值AMCS更新触发正常状态到异常状态的切换判断，判断方式为，当更新之后的MCS调整值AMCS大于设定的门限值时，则由正常状态切换到异常状态，否则保持正常状态； UE的AMC状态为异常时，由信道状态信息更新触发异常状态到正常状态的切换判断，判断方式为，当更新之后的信道状态信息对应的MCS基准值MCSinit与异常流程所得的MCS的差值小于设定的相应门限值时，则由异常状态切换到正常状态，否则保持异常状态。
3.如权利要求1所述的自适应调制编码方法，其特征在于:所述小滑动窗口统计的误块率BLERl和大滑动窗口统计的误块率BLER2分别的滑动窗口长度为LI，L2，L1〈L2，遗忘因子 β 1，β 2 与滑动窗口长度的关系为 LI= β 1/(1-β 1)，L2=3 2/(1-3 2)，BLER1 和 BLER2由收到UE对应的ACK/NACK触发更新，ACK/NACK表示肯定确认或否定确认，更新根据如下公式进行，
4.如权利要求1或2或3所述的自适应调制编码方法，其特征在于:所述信道状态信息由UE上报CQI触发，更新根据如下公式进行，
CQI = α.CQI+(1-a ) CQIrep 其中，CQIrep表示UE上报的信道状态信息，参数α取值范围为(O，I)。
5.一种自适应调制编码装置，其特征在于:包括MCS确定模块， 判断单元，用于根据UE当前的AMC状态，如果为正常状态，则由正常状态MCS计算单元执行正常流程，由异常状态MCS计算单元执行异常流程； 正常状态MCS计算单元，用于根据小滑动窗口统计的误块率BLERl，比较BLERl与相应最大值BLERlmax大小，如果统计的BLERl大于BLERlmax,则判定需要对MCS进行快速调整，快速调整方式为，如果MCS不是最小值，则将MCS调整为MCS-1，并结束MCS获取；否则，根据当前信道状态信息相应的MCS基准值MCSinit,以及MCS调整值Λ MCS,确定MCS=MCSinit- Δ MCS,并结束MCS获取； 异常状态MCS计算单元，用于根据小滑动窗口统计的误块率BLERl，比较BLERl与相应最大值BLERlmax大小，如果统计的BLERl大于BLERlmax,则判定需要对MCS进行快速调整，快速调整方式为，如果MCS不是最小值，则将MCS调整为MCS-1，并结束MCS获取；否则，根据大滑动窗口统计的误块率BLER2，将BLER2与相应最大值BLER2max和最小值BLER2min进行比较，当 BLER2 大于 BLER2mx 时确定 MCS=MCS-1,当 BLER2 小于 BLEI^niin 时确定 MCS=MCS+1，其他情况下MCS不变，最后并结束MCS获取。
6.如权利要求5所述的自适应调制编码装置，其特征在于:设有AMC状态切换判断和存储模块，用于执行AMC状态确定，方式如下， UE的AMC状态初始化时，默认是正常状态； UE的AMC状态为正常状态时，由MCS调整值AMCS更新触发正常状态到异常状态的切换判断，判断方式为，当更新之后的MCS调整值AMCS大于设定的相应门限值时，则由正常状态切换到异常状态，否则保持正常状态； UE的AMC状态为异常时，由信道状态信息更新触发异常状态到正常状态的切换判断，判断方式为，当更新之后的信道状态信息对应的MCS基准值MCSinit与异常流程所得的MCS的差值小于设定的相应门限值时，则由异常状态切换到正常状态，否则保持异常状态。
7.如权利要求5所述的自适应调制编码装置，其特征在于:设有BLER统计及MCS调整值更新模块，用于统计得到小滑动窗口统计的误块率BLERl和大滑动窗口统计的误块率BLER2，以及获取MCS调整值AMCS， 所述小滑动窗口统计的误块率BLERl和大滑动窗口统计的误块率BLER2分别的滑动窗口长度为LI，L2，L1〈L2，遗忘因子β 1，β 2与滑动窗口长度的关系为LI= β 1/(1-β I),L2= β 2/ (1- β 2), BLERl和BLER2由收到UE对应的ACK/NACK触发更新，ACK/NACK表示肯定确认或否定确认，更新根据如下公式进行， 如果收到ACK/NACK
8.如权利要求5或6或7所述的自适应调制编码装置，其特征在于:设有信道状态信息处理模块，用于根据UE上报的CQI更新信道状态信息，更新根据如下公式进行，
CQI = α.CQI+(1-a ) CQIrep 其中，CQIrep表示UE上报的信道状态信息，参数α取值范围为(0，I)。
【文档编号】H04L1/00GK103546244SQ201310532978
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年11月1日 优先权日:2013年11月1日
【发明者】俞锦, 张艳欢, 丁晓东 申请人:武汉邮电科学研究院