單載波頻分多址鏈路自適應裝置及其實現方法制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種單載波頻分多址鏈路自適應裝置，包括：傳輸模式控制裝置，根據系統反饋的各子帶有效信干噪比SINRI_k，選擇系統將要采用的編碼調制方式和正交變換模式。編碼調制裝置，受傳輸模式控制裝置的控制進行各子帶統一編碼調制或各子帶獨立的編碼調制。K點正交變換裝置，受傳輸模式控制裝置的控制進入F模式或I模式。本發明專利技術還公開了所述單載波頻分多址鏈路自適應裝置的實現方法。本發明專利技術通過變更收發兩端的正交變換模式和編碼調制方式，既能夠滿足系統覆蓋和小區邊緣用戶性能，又能提高小區內用戶的頻譜效率，在同等條件下本方案能取得明顯優于單一傳輸模式的吞吐量結果。

【技術實現步驟摘要】
單載波頻分多址鏈路自適應裝置及其實現方法
本專利技術涉及一種無線通信領域中鏈路自適應傳輸技術。
技術介紹
隨著移動產業的發展，人們對移動數據業務的需求不斷增長，對移動通信的速率保證要求也越來越高。于是在3G(第三代移動通信)還沒有大規模商用之前，就已經開始了對下一代移動通信系統的研究和開發工作。其中比較典型的是3GPP(3rdGenerationPartnershipProject，第三代合作伙伴計劃)啟動的LTE(LongTermEvolution，長期演進)項目。經過廣泛討論，LTE項目決定采用SC-FDMA(Single-carrierFDMA，單載波頻分多址)技術作為上行鏈路的多址接入(multipleaccess)技術。上行SC-FDMA信號可以用“頻域”和“時域”兩種方法生成，頻域生成方法稱為DFT-S-OFDM(DFT-SpreadOFDM，離散傅立葉變換擴展正交頻分復用)技術；時域生成方法稱為IFDMA(interleavedFDMA，交織頻分多址)技術。LTE-A(LTE-Advanced)項目是LTE項目的演進，也是4G(第四代移動通信)標準的一個候選方案。考慮到與LTE項目的兼容性，LTE-A項目采用的上行鏈路的多址接入技術的候選方案有clusteredDFT-SOFDM(分簇離散傅立葉變換擴展正交頻分復用，也稱clusteredSC-FDMA，分簇單載波頻分多址)和NxSC-FDMA(多離散傅立葉變換的單載波頻分多址)等，這兩種技術都是DFT-S-OFDM技術的衍生。與NxSC-FDMA技術相比，clusteredDFT-SOFDM技術由于其靈活的資源分配方式能獲得更高的平均吞吐量，但其不允許對各簇(Cluster)的數據進行獨立的鏈路自適應。而NxSC-FDMA技術雖然允許對單個用戶占用的多個子頻帶分別采用獨立的鏈路自適應、混合重傳機制和多天線增強技術提高小區內用戶的頻譜效率，但是其峰均比(PAPR，PeaktoAveragepowerratio，峰值平均功率比)較高又在一定程度上降低了它的優勢。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供一種單載波頻分多址鏈路自適應的裝置，以最大化頻譜效率為目標。為此，本專利技術還要提供所述單載波頻分多址鏈路自適應的裝置的實現方法。為解決上述技術問題，本專利技術單載波頻分多址鏈路自適應裝置包括：——傳輸模式控制裝置，根據系統反饋的各子帶有效信干噪比SINRI_k(k＝1，2，......，K，K為子帶的數目)，選擇系統將要采用的編碼調制方式和正交變換模式；所述編碼調制方式和正交變換模式分為兩種：F模式和I模式；——編碼調制裝置，受傳輸模式控制裝置的控制進入F模式或I模式，從而對傳輸信息進行不同的處理；在F模式下，編碼調制裝置對各子帶的數據進行統一的信道編碼，并且進行統一的星座調制；在I模式下，編碼調制裝置對各子帶的數據分別進行獨立的信道編碼，并且進行獨立的星座調制；——K點正交變換裝置，受傳輸模式控制裝置的控制進入F模式或I模式；在F模式下，K點正交變換裝置執行離散傅立葉變換；在I模式下，K點正交變換裝置執行恒等變換，即對K點輸入不做任何處理原樣輸出。所述單載波頻分多址鏈路自適應裝置的實現方法包括下列步驟：第1步，傳輸模式控制裝置根據系統反饋的各子帶有效信干噪比SINRI_k(k＝1，2，......，K，K為子帶的數目)，計算F模式下的總體有效信干噪比SINRF，計算式為第2步，依據SINRI_k選取滿足FER＜10-1的I模式下第k個子帶的最優調制和編碼方式MCSI_k_OPT，計算式為依據SINRF選取滿足FER＜10-1的F模式下的最優調制和編碼方式MCSF_OPT，計算式為其中，函數表示當f(x)取得最大值時x的取值，MCSF_m是F模式下滿足FER＜10-1的M1種調制和編碼方式的集合，MCSI_k_m(k＝1，2，......，K)是I模式下第k個子帶滿足FER＜10-1的M2種調制和編碼方式的集合，M1、M2均為自然數；MF_m為F模式下對應于MCSF_m所承載的信息比特數目，MI_k_m為I模式下第k個子帶對應于MCSI_k_m所承載的信息比特數目；進一步確定F模式下最優調制編碼方式MCSF_OPT所對應的誤幀率FERF，I模式下第k個子帶的最優調制和編碼方式MCSI_k_OPT(k＝1，2，……，K)所對應的誤幀率FERI_k(k＝1，2，……，K)；第3步，分別計算F模式下的頻譜效率EF和I模式下的頻譜效率EI，計算式為EF＝MF_OPT×(1-FERF)當EF≥EI時選擇F模式，當EF＜EI時選擇I模式；其中，MF_OPT為F模式下最優調制編碼方式MCSF_OPT所承載的信息比特數目。MI_k_OPT(k＝1，2，......，K)I模式下第k個子帶的最優調制和編碼方式MCSI_k_OPT(k＝1，2，......，K)所承載的信息比特數目。本專利技術提出一種基于正交變換模式和調制編碼方式聯合切換的鏈路自適應傳輸方案。該方案以最大化頻譜效率為目標，依據信道有效信干噪比改變正交變換模式和調制編碼方式。與現有的clusteredDFT-SOFDM和NxSC-FDMA技術相比，本專利技術通過變更收發兩端的正交變換模式，既能夠滿足系統覆蓋和小區邊緣用戶性能，又能提高小區內用戶的頻譜效率，在同等條件下本方案能取得明顯優于單一傳輸模式的吞吐量結果。當正交變換采用離散傅里葉變換時，特別是采用頻域頻譜成型處理后，發射端能夠有效地降低發射信號的峰均比，有利于提高發射端的功放效率，同時還可以保持clusteredDFT-SOFDM技術的非連續資源靈活分配優勢，從而提高系統覆蓋和小區邊緣用戶性能。當正交變換采用恒等變換時，允許系統對單個用戶占用的多個子帶分別采用獨立的鏈路自適應，混合重傳機制和多天線增強技術提高小區內用戶的頻譜效率。附圖說明圖1是本專利技術單載波頻分多址鏈路自適應裝置的應用示意圖；圖2是F模式下編碼調制裝置的等效示意圖；圖3是I模式下編碼調制裝置的等效示意圖；圖4是本專利技術與類似方案的吞吐量比較示意圖。圖中附圖標記說明：01為傳輸模式控制裝置；02為編碼調制裝置；021、0211、0212為信道編碼模塊；022、0221、0222為符號映射模塊；023為串并轉換模塊；03為K點正交交換裝置；041、042為串并轉換模塊；051、052為D點DFT模塊；06為子載波映射模塊；07為N點IFFT模塊。具體實施方式請參閱圖1，本專利技術單載波頻分多址鏈路自適應的裝置包括：傳輸模式控制裝置01，根據系統反饋的各子帶有效信干噪比(SignaltoInterferenceplusNoiseRatio，信號與干擾加噪聲比，簡稱為信干噪比或信擾噪比)SINRI_k(k＝1，2，......，K，K為子帶的數目)，選擇系統將要采用的編碼調制方式和正交變換模式。所述編碼調制方式和正交變換模式分為兩種：F模式和I模式。通信系統包括發射端和接收端兩部分，本專利技術單載波頻分多址鏈路自適應的裝置應用于發射端，而各子帶有效信干噪比SINRI_k可由接收端得到，并反饋給發射端。編碼調制裝置02，受傳輸模式控制裝置01的控制進入F模式或I模式，從而對傳輸信息進行不同的處理：在本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種單載波頻分多址鏈路自適應裝置，其特征是，包括：——傳輸模式控制裝置，根據系統反饋的各子帶有效信干噪比SINRI_k，選擇系統將要采用的編碼調制方式和正交變換模式；所述編碼調制方式和正交變換模式分為兩種：F模式和I模式；所述k取小于或等于K的自然數，K為子帶的數目；——編碼調制裝置，受傳輸模式控制裝置的控制進入F模式或I模式，從而對傳輸信息進行不同的處理；在F模式下，編碼調制裝置對各子帶的數據進行統一的信道編碼，并且進行統一的星座調制；在I模式下，編碼調制裝置對各子帶的數據分別進行獨立的信道編碼，并且進行獨立的星座調制；——K點正交變換裝置，受傳輸模式控制裝置的控制進入F模式或I模式；在F模式下，K點正交變換裝置執行離散傅立葉變換；在I模式下，K點正交變換裝置執行恒等變換，即對K點輸入不做任何處理原樣輸出。

【技術特征摘要】
1.一種單載波頻分多址鏈路自適應裝置，其特征是，包括：——傳輸模式控制裝置，根據系統反饋的各子帶有效信干噪比SINRI_k，選擇系統將要采用的編碼調制方式和正交變換模式；所述編碼調制方式和正交變換模式分為兩種：F模式和I模式；所述k取小于或等于K的自然數，K為子帶的數目；——編碼調制裝置，受傳輸模式控制裝置的控制進入F模式或I模式，從而對傳輸信息進行不同的處理；在F模式下，編碼調制裝置對各子帶的數據進行統一的信道編碼，并且進行統一的星座調制；在I模式下，編碼調制裝置對各子帶的數據分別進行獨立的信道編碼，并且進行獨立的星座調制；——K點正交變換裝置，受傳輸模式控制裝置的控制進入F模式或I模式；在F模式下，K點正交變換裝置執行離散傅立葉變換；在I模式下，K點正交變換裝置執行恒等變換，即對K點輸入不做任何處理原樣輸出。2.如權利要求1所述的單載波頻分多址鏈路自適應裝置的實現方法，其特征是，包括下列步驟：第1步，傳輸模式控制裝置根據系統反饋的各子帶有效信干噪比SINRI_k，計算F模式下的總體有效信干噪比SINRF，計算式為第2步，依據SINRI_k選取滿足FER＜10-1的I模式下第k個子帶的最優調制和編碼方式MCSI_...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李明齊，田攀，田金鳳，彭緋，
申請(專利權)人：上海中科高等研究院，
類型：發明
國別省市：