CN101651516B

CN101651516B - 编码调制方法和系统

Info

Publication number: CN101651516B
Application number: CN 200810130811
Authority: CN
Inventors: 许进; 徐俊; 胡留军
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2008-08-13
Filing date: 2008-08-13
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2028-08-13
Also published as: CN101651516A

Abstract

本发明公开了一种编码调制方法和系统，该方法包括：收发机根据其获取的信道质量信息确定频谱效率及传输的编码包长度；收发机根据频谱效率确定调制方式，根据频谱效率和传输的编码包长度确定可使用的物理信道资源，并根据传输的编码包长度、确定的调制方式和确定的可使用的物理信道资源确定编码码率。通过本发明，合理地选择频谱效率和传输块大小确定调制方式和编码码率，并通过确定的调制方式和编码码率进行数据的传输，能够有效地利用物理信道资源，节省信令开销。

Description

编码调制方法和系统

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种编码调制方法和系统。

背景技术

第三代合作伙伴(3rd Generation Partnership Project，简称为3GPP)的(Long Term Evolution，简称为LTE)系统以及WIMAX等系统通过使用自适应编码调制(Adaptive Modulation and Coding，简称为AMC)方案来代替功率控制(Power Control，简称为PC)，充分地利用了基站的发射功率，这样，处于有利位置的用户和信道条件好时，能够充分利用系统资源，提高传输速率，而在信道条件差时，不会提高功率，不会增加对其他用户和小区的干扰。

其中，AMC的基本原理是根据无线信道的变化选择合适的调制和编码集(Modulation and Coding Scheme，简称为MCS)，网络侧根据用户的瞬时信道质量状况和目前的资源来选择最合适的下行链路调制和编码方式，AMC利用衰落信道在相关衰落之间的信道特性不变，通过对当前信道质量的测量，实时改变系统的编码调制方式使系统的吞吐量达到最大。

图1示出了完整的AMC过程，如图1所示，首先，基站A向移动台B发射一个用于信道测量的信号，移动台B根据接收到的信号测算出当前时刻的信道质量；然后，移动台B根据预定的方式将当前时刻的信道质量报告上报给基站A；最后，基站A根据该信道质量报告选择合适的编码调制方式向移动台B发送数据。其中，频谱效率，即调制阶数码率积(Modulation order Product code Rate，简称为MPR)是由信道质量决定的，信道质量越好，MPR值越高，信道质量越差，MPR值越低。

在3GPP LTE系统中，基站通过移动台反馈的信道质量指示(Channel Quality Indicator，简称为CQI)，确定合适的MCS(即MPR)，然后根据可供使用的物理资源块(Physical Resource Block，简称为PRB)数目，查表得到当前时刻传输块的大小(Transfer BlockSize，简称为TBS)，基站将MCS和PRB以信令的方式通知移动台，并向移动台发送业务数据，移动台获得基站发送的MCS和PRB信令后，可通过查表获得当前的TBS，并正确接收数据。但每一种TBS对应的调制编码方式是有限的，使得其对自适应的HARQ支持较差，且当可供使用的物理资源块数目较多时，系统的信令开销会比较大。

在Wimax系统中，基站向移动台发送的信令是当前业务可使用的编码块大小N_EP和可使用的子信道数目N_SCH，并通过N_EP和N_SCH确定MPR，然后根据MPR的取值范围确定调制方式，进而确定编码码率；移动台获得N_EP和N_SCH信令后，通过同样的方式获得相应的调制方式和编码码率。但这种方法不能直观地反映出信道的条件，MPR也会出现颗粒度不均匀的情况，同时缺乏MCS等级的调整等价功率调整(或者信噪比调整)的明显对应关系，不利于链路自适应多种策略的结合，从而会降低数据传输的效率和链路的吞吐量。

发明内容

考虑到相关技术中存在的现有的调制编码方式不利于链路自适应多种策略的结合，降低数据传输的效率和链路的吞吐量的问题而提出本发明，为此，本发明的主要目的在于提供一种编码调制方法及系统，以解决上述问题。

根据本发明的一个方面，提供一种编码调制方法。

根据本发明的编码调制方法包括：收发机根据其获取的信道质量信息确定频谱效率及传输的编码包长度；收发机根据频谱效率确定调制方式，根据频谱效率和传输的编码包长度确定可使用的物理信道资源，并根据传输的编码包长度、确定的调制方式和确定的可使用的物理信道资源确定编码码率。

其中，上述收发机根据频谱效率确定调制方式具体包括：收发机根据预定的分段节点将频谱效率的取值范围分为三段，其中，当0＜MPR＜a时，采用的调制方式为调制阶数MOD＝2的QPSK调制，当a≤MPR＜b时，采用的调制方式为调制阶数MOD＝4的16QAM调制，当b≤MPR＜c时，采用的调制方式为调制阶数MOD＝6的64QAM调制，其中，MPR表示频谱效率，a，b，c为分段节点，a，b，c取值为正实数，且a＜b＜c。

优选地，根据频谱效率和传输的编码包长度确定可使用的物理信道资源具体包括：对数据符号数、频谱效率、传输的编码包长度进行取整，确定可使用的物理信道资源。

优选地，可以根据以下公式确定物理信道资源：N＝ceil(N_EP/(N_data*MPR))，其中，N表示可使用的物理信道资源，ceil表示向上取整，N_EP表示传输的编码包长度，N_data表示数据符号数，MPR表示频谱效率。

优选地，根据传输的编码包长度、确定的调制方式和确定的可使用的物理信道资源确定编码码率具体包括：编码码率通过公式Rate＝N_EP/(N_data*N*MOD)确定，其中，Rate表示编码码率，N_EP 表示传输的编码包长度，N表示确定的可使用的物理信道资源，MOD表示确定的调制方式。

进一步地，该方法还包括：收发机根据确定的调制方式、确定的可使用的物理信道资源、确定的编码码率向其他收发机发送数据，或接收来自其他收发机的数据。

根据本发明的一个方面，提供一种编码调制方法。

根据本发明的编码调制方法包括：收发机根据其获取的信道质量信息确定频谱效率及传输的编码包长度，并通知给其他收发机；其他收发机根据频谱效率确定调制方式，根据频谱效率和传输的编码包长度确定可使用的物理信道资源，并根据传输的编码包长度、确定的调制方式和确定的可使用的物理信道资源确定编码码率。

根据本发明的一个方面，提供一种编码调制系统。

根据本发明的编码调制系统包括：收发机，用于根据其获取的信道质量确定频谱效率及传输的编码包长度，或进一步将频谱效率及传输的编码包长度通知给其他收发机；其他收发机，用于根据收发机对其通知的频谱效率及传输的编码包长度确定调制方式、可使用的物理信道资源和编码码率。

其中，其他收发机根据来自收发机的频谱效率及传输的编码包长度以及预定信息表确定调制方式、可使用的物理信道资源和编码码率。

另外，收发机还用于根据确定的调制方式、确定的可使用的物理信道资源、确定的编码码率向其他收发机发送数据，或接收来自其他收发机的数据。

优选地，收发机还用于根据频谱效率及传输的编码包长度通过查表的方式确定调制方式、可使用的物理信道资源和编码码率。

通过本发明的上述至少一个技术方案，本发明通过合理地选择频谱效率和传输块大小确定调制方式和编码码率，并通过确定的调制方式和编码码率进行数据的传输，能够有效地利用物理信道资源，节省信令开销。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据相关技术的AMC过程的示意图；

图2是根据本发明方法实施例一的编码调制方法的流程图；

图3是根据本发明方法实施例二的编码调制方法的流程图；

图4是根据本发明系统实施例的编码调制系统的结构框架图。

具体实施方式

下面将结合附图详细描述本发明。

方法实施例一

根据本发明实施例，提供了一种编码调制方法。

图2是根据本发明实施例的编码调制方法的流程图，如图2所示，该方法包括以下步骤：

步骤S202，收发机根据其获取的信道质量确定频谱效率及传输的编码包长度；

步骤S204，上述收发机根据频谱效率确定调制方式，根据频谱效率和传输的编码包长度确定可使用的物理信道资源，并根据传输的编码包长度、确定的调制方式和确定的可使用的物理信道资源确定编码码率，收发机根据确定的调制方式、确定的可使用的物理信道资源、确定的编码码率向其他收发机发送数据，或接收来自其他收发机的数据。

通过本发明实施例提供的技术方案，本发明通过合理地选择频谱效率和传输块大小确定调制方式和编码码率，并通过确定的调制方式和编码码率进行数据的传输，能够有效地利用物理信道资源，节省信令开销。

其中，在步骤S204中，收发机根据频谱效率确定调制方式具体包括：收发机可以根据预定的分段节点将所述频谱效率的取值范围分为三段，其中，当0＜MPR＜a时，采用的调制方式为调制阶数MOD＝2的QPSK调制，当a≤MPR＜b时，采用的调制方式为调制阶数MOD＝4的16QAM调制，当b≤MPR＜c时，采用的调制方式为调制阶数MOD＝6的64QAM调制，其中，MPR表示所述频谱效率，a，b，c为所述分段节点，a，b，c取值为正实数，且a＜b＜c。

例如，可以令当0＜MPR＜1.5时，采用的调制方式为调制阶数MOD＝2的QPSK调制，当1.5≤MPR＜3.0时，采用的调制方式为调制阶数MOD＝4的16QAM调制，当3.0≤MPR＜5.6时，采用的调制方式为调制阶数MOD＝6的64QAM调制，其中，MPR表示频谱效率。

其中，在步骤S204中，根据频谱效率和传输的编码包长度确定可使用的物理信道资源具体包括：N＝ceil(N_EP/(N_data*MPR))，其中，N表示可使用的物理信道资源，ceil表示向上取整，N_EP表示传输的编码包长度，N_data表示数据符号数，MPR表示频谱效率。

其中，在步骤S204中，根据传输的编码包长度、确定的调制方式和确定的可使用的物理信道资源确定编码码率具体包括：Rate＝N_EP/(N_data*N*MOD)，其中，Rate表示编码码率，N_EP表示传输的编码包长度，N表示确定的可使用的物理信道资源，MOD表示确定的调制方式。

下面对根据本发明方法实施例的编码调制方法进行详细说明，该实例以Wimax的后续演进版本，即IEEE 802.16m的标准为例进行说明：

在IEEE 802.16m标准中，物理资源分配是以资源单元(Resource Unit，简称为RU)为单位的，其中，一个RU是由频域上的P_sc个子载波和时域上的N_sym个OFDM符号组成的，设一个RU中可承载的数据符号数为N_data；

基站(即，上文所述的收发机)向手机(即，上文所述的其他收发机)发送用于信道测量的信号，手机根据接收到信号的强度测算当前时刻下行链路的信道质量，并将该当前时刻下行链路的信道质量反馈给基站；

基站接收到反馈信息后，确定当前时刻的Target MPR及本次传输的媒体接入控制(Media Access Control，MAC)层协议数据单元(Protocol Data Units，PDU)的大小，并利用Target MPR和PDU确定MOD(调制方式)、N_RU(物理信道资源)、Rate(编码码率)，例如，可以利用下述方法确定MOD、N_RU、Rate的值：

当0<MPR<1.5时，采用调制阶数MOD＝2的QPSK调制；当1.5≤MPR<3.0时，采用调制阶数MOD＝4的16QAM调制；当3.0≤MPR<5.6时，采用调制阶数MOD＝6的64QAM调制，并根据该MPR值确定RU数N_RU＝ceil(N_EP/(N_data*MPR))，其中ceil表示向上取整；编码码率Rate＝N_EP/(N_data*N_RU*MOD)，基站根据确定的MOD、N_RU、Rate向手机发送数据。

基站接收手机到反馈信息后，确定当前时刻的目标MPR(TargetMPR)及本次传输PDU，例如，当前的MPR为1.92，PDU大小为2800比特，基站根据MPR和MAC PDU的大小查表1，该MPR所对应的索引值为8，用二进制可表示为1000，该PDU所对应的索引为7，用二进制表示为0111，并通过该MPR和PDU确定MOD、N_RU、Rate；基站可以将MPR和PDU对应的索引通过信令发送给手机，并根据确定的MOD、N_RU、Rate向手机发送数据；手机接收到基站发来的信令(MPR和编码块大小的索引)后，查表得到PDU大小和MPR值，并根据该MPR值确定MOD、N_RU、Rate，并根据确定的MOD、N_RU、Rate接收基站发来的数据。

下面对根据本发明方法实施例的编码调制方法进行详细说明，该实例以Wimax系统的下行传输中采用本发明实施例为例进行说明：

在Wimax系统中物理资源的分配是以子信道(Sub-channel，简称SCH)为单位，一个SCH中可承载48个数据符号。

基站向手机发送一个用于信道测量的信号，手机根据接收到信号的强度测算当前时刻下行链路的信道质量，并反馈给基站；

基站接收到反馈信息后，确定当前时刻的Target MPR及本次传输的MAC层协议PDU的大小，并利用Target MPR和PDU确定MOD(调制方式)、N_SCH(子信道数)、Rate(编码码率)，例如，可以利用下述方法确定MOD、N_SCH、Rate的值：

当0<MPR<1.5时，采用调制阶数MOD＝2的QPSK调制；当1.5≤MPR<3.0时，采用调制阶数MOD＝4的16QAM调制；当3.0≤MPR<5.6时，采用调制阶数MOD＝6的64QAM调制，并根据该MPR值确定子信道数N_SCH＝ceil(N_EP/(48*MPR))，其中ceil表示向上取整；编码码率Rate＝N_EP/(48*N_SCH*MOD)，基站根据确定的MOD、N_SCH、Rate向手机发送数据。

基站接收手机到反馈信息后，确定当前时刻的Target MPR及本次传输PDU，例如，当前的MPR为1.92，PDU大小为2800比特，基站根据MPR和MAC PDU的大小查表1，该MPR所对应的索引值为8，用二进制可表示为1000，该PDU所对应的索引为7，用二进制表示为0111，并通过该MPR和PDU确定MOD、N_SCH、Rate；基站可以将MPR和PDU对应的索引通过信令发送给手机，并根据确定的MOD、N_SCH、Rate向手机发送数据；手机接收到基站发来的信令(MPR和编码块大小的索引)后，查表得到PDU大小和MPR值，并根据该MPR值确定MOD、N_SCH、Rate，并根据确定的MOD、N_SCH、Rate接收基站发来的数据。

同样，在3GPP LTE系统中也可以采用本发明所述的编码调制方法，所不同的是LTE中信道资源是以PRB为单位的，PRB的数目PRBS＝ceil(TBS/(N_Symbol*MPR))，其中N_Symbol表示每个PRB中用于承载数据业务的RE(Resource Element)数。

需要说明的是，本发明实施例以收发机为基站、其他收发机为终端设备的下行传输为例进行说明，但并不限于此，收发机为基站、其他收发机为终端设备的上行传输同样受到本发明的保护，其具体实施过程与本发明实施例雷同，这里不再赘述。

方法实施例二

根据本发明实施例，提供了一种编码调制方法。

图3是根据本发明实施例的编码调制方法的流程图，如图3所示，该方法包括以下步骤：

步骤S302，收发机根据其获取的信道质量信息确定频谱效率及传输的编码包长度，并通知给其他收发机；

步骤S304，上述其他收发机根据频谱效率确定调制方式，根据频谱效率和传输的编码包长度确定可使用的物理信道资源，并根据传输的编码包长度、确定的调制方式和确定的可使用的物理信道资源确定编码码率。

系统实施例

图4示出了根据本发明实施例的编码调制系统的结构框架图，如图4所示，该系统包括：

收发机10，用于根据其获取的信道质量确定频谱效率及传输的编码包长度，或进一步将频谱效率及传输的编码包长度通知给其他收发机；

其他收发机20，用于根据收发机对其通知的频谱效率及传输的编码包长度确定调制方式、可使用的物理信道资源和编码码率。

其中，收发机10还可以用于根据确定的调制方式、确定的可使用的物理信道资源、确定的编码码率向其他收发机发送数据，或接收来自其他收发机的数据，而且，收发机10还可以用于根据频谱效率及传输的编码包长度通过查表的方式确定调制方式、可使用的物理信道资源和编码码率。

另外，其他收发机20根据来自收发机的频谱效率及传输的编码包长度以及预定信息表确定调制方式、可使用的物理信道资源和编码码率。

需要说明的是，收发机10可以为基站，其他收发机20可以为终端；或者，收发机10为终端，其他收发机20为基站。

通过本发明实施例提供的编码调制系统，本发明通过合理地选择频谱效率和传输块大小确定调制方式和编码码率，并通过确定的调制方式和编码码率进行数据的传输，能够有效地利用物理信道资源，节省信令开销。

如上所述，借助于本发明提供的编码调制方法和/或系统，本发明通过合理地选择频谱效率和传输块大小确定调制方式和编码码率，并通过确定的调制方式和编码码率进行数据的传输，能够有效地利用物理信道资源，节省信令开销。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种编码调制方法，其特征在于，包括：

收发机根据其获取的信道质量信息确定频谱效率及传输的编码包长度；

所述收发机根据所述频谱效率确定调制方式，根据所述频谱效率和所述传输的编码包长度确定可使用的物理信道资源，并根据所述传输的编码包长度、所述确定的调制方式和所述确定的可使用的物理信道资源确定编码码率。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述收发机根据所述频谱效率确定调制方式具体包括：

所述收发机根据预定的分段节点将所述频谱效率的取值范围分为三段，其中，当0＜MPR＜a时，采用的调制方式为调制阶数MOD＝2的QPSK调制，当a≤MPR＜b时，采用的调制方式为调制阶数MOD＝4的16QAM调制，当b≤MPR＜c时，采用的调制方式为调制阶数MOD＝6的64QAM调制，其中，MPR表示所述频谱效率，a，b，c为所述分段节点，a，b，c取值为正实数，且a＜b＜c。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述频谱效率和所述传输的编码包长度确定可使用的物理信道资源具体包括：

对数据符号数、所述频谱效率、所述传输的编码包长度进行取整，确定所述可使用的物理信道资源。

4.根据权利要求3所述的方法，根据以下公式确定所述物理信道资源：

N＝ceil(N_EP/(N_data*MPR))，其中，N表示所述可使用的物理信道资源，ceil表示向上取整，N_EP表示所述传输的编码包长度，N_data表示所述数据符号数，MPR表示所述频谱效率。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述传输的编码包长度、所述确定的调制方式和所述确定的可使用的物理信道资源确定编码码率具体包括：

所述编码码率通过公式Rate＝N_EP/(N_data*N*MOD)确定，其中，Rate表示编码码率，N_EP表示所述传输的编码包长度，N_data表示所述数据符号数，N表示所述确定的可使用的物理信道资源，MOD表示所述确定的调制方式。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，进一步包括：

所述收发机根据所述确定的调制方式、所述确定的可使用的物理信道资源、所述确定的编码码率向其他收发机发送数据，或接收来自其他收发机的数据。

7.一种编码调制方法，其特征在于，包括：

收发机根据其获取的信道质量信息确定频谱效率及传输的编码包长度，并通知给其他收发机；

所述其他收发机根据所述频谱效率确定调制方式，根据所述频谱效率和所述传输的编码包长度确定可使用的物理信道资源，并根据所述传输的编码包长度、所述确定的调制方式和所述确定的可使用的物理信道资源确定编码码率。

8.一种编码调制系统，其特征在于，包括：

收发机，用于根据其获取的信道质量确定频谱效率及传输的编码包长度，或进一步将所述频谱效率及传输的编码包长度通知给其他收发机；

所述其他收发机，用于根据所述收发机对其通知的所述频谱效率及传输的编码包长度确定调制方式、可使用的物理信道资源和编码码率。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述其他收发机用于根据来自所述收发机的所述频谱效率及所述传输的编码包长度以及预定信息表确定所述调制方式、所述可使用的物理信道资源和所述编码码率。

10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述收发机还用于根据所述确定的调制方式、所述确定的可使用的物理信道资源、所述确定的编码码率向所述其他收发机发送数据，或接收来自所述其他收发机的数据。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的系统，其特征在于，所述收发机还用于根据所述频谱效率及传输的编码包长度通过查表的方式确定调制方式、可使用的物理信道资源和编码码率。