专利名称：链路质量估计方法和装置以及链路自适应方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信领域，更具体而言，涉及一种用于宽带无线通信系统的链路 质量估计方法和装置以及链路自适应方法和装置。
背景技术：
链路自适应技术，也即自适应调制编码技术(AMC，adaptive modulation and coding)，被广泛的应用于无线通信系统中，以提高数据传输的可靠性和吞吐量。在一个无 线通信系统中，链路自适应是指基于对传输信道的检测来自动地为发射链路选择合适的传 输配置参数，如调制编码方案(MCS，modulation and coding scheme)、发射功率等，以适应 实时变化的信道。其中，信道质量的检测对链路自适应技术来说尤为重要，它的精度直接影 响着整个系统的性能。这里，链路指具有一定带宽的无线通信通道，由多个子载波组成。在 本说明书的上下文中，术语信道和链路具有相同的含义，但是考虑到本领域技术人员的表 达习惯，在不同的地方可能会使用术语信道或链路。在窄带无线通信系统中，信道中的多个子载波的平均质量，即平均的信道质量， 被用来作为发射端的传输配置参数选择的依据。通常，物理信干噪比(PSINR，physical signal to interference and noise ratio)或平均信干噪比被用来作为衡量信道质量的 指标。这种方法具有计算简单的优点。而在宽带无线通信系统，如正交频分复用(0FDM，orthogonal frequency division multiplexing)系统中，信道的有效信干噪比(ESINR, effective SINR)或有效 信噪比(ESNR, effective signal to noise ratio)常被作为信道的质量指标(也称为信 道的有效质量指标)，用来克服由于多径产生的频率选择性所带来的影响。
图1为一种典型的采用链路自适应技术的闭环OFDM系统的框图。所述OFDM系统 包括发射端和接收端。发射端作为发射机，包括天线、射频单元105、逆快速傅立叶变换器 (IFFT) 104、子载波映射单元103、调制器102、信道编码器101和发射端控制器106等。接 收端作为接收机，包括天线、射频单元107、快速傅立叶变换器(FFT) 108、子载波解映射单 元109、信道估计单元113、均衡单元110、解调器111、信道解码器112和接收端选择器114等。如图1所示，在发射端，发射端控制器106对发射参数比如链路的编码调制方案进 行配置，其中编码调制方案是编码速率(cs，coding scheme)和调制模式(MD，modulation mode)的组合。待发射的数据流经配置好的信道编码器101和调制器102、子载波映射单元 103以及逆快速傅立叶变换器104处理后，经射频单元105处理后通过天线发射出去。经 无线信道传输后，在接收端，在射频单元107对接收信号进行射频处理，然后将得到的基带 数字信号送入快速傅立叶变换器108。快速傅立叶变换器108输出的数据一方面被发送到 子载波解映射单元109用于子载波解映射，另一方面还被发送到信道估计单元113用于进 行信道估计。在均衡单元110利用信道估计单元113输出的信道估计值对子载波解映射单 元109输出的信号进行均衡后，分别在解调单元111和信道解码单元112对均衡后的信号进行解调和解码。信道估计单元113输出的信道估计值也被送到接收端选择器114中，用 于计算信道的有效质量指标比如有效信干噪比ESINR或有效信噪比ESNR并进行下一次传 输参数的选择，并且将选择结果反馈到发送端控制器106。 这里，有效信干噪比是接收端的输入信号中的各子载波的信干噪比的组合。在实 际计算中，各子载波的信干噪比指的是各子载波的处理后信干噪比(也称为瞬时信干噪 比)，其组成瞬时信干噪比矢量。如果用YnOi=I N)表示基于估计信道值而得到的瞬 时信干噪比，其中N为系统使用的有效子载波的数目，则信道的有效信干噪比Yeff可表示 为
Yeff=f( Y 1 ， Y 2 ，…， YN/(1)通常，将等式(1)的映射过程称为有效信干噪比映射(ESM effective SINR mapping)。传统的ESM方法主要包括互信息-有效信干噪比映射(MI-ESM :mutual information-ESM)、指数有效信干噪比映射(EESM exponential ESM)和容量有效信干噪 比映射(CESM capacity ESM)等。它们都可以由等式(2)表示
权利要求
1.一种用于宽带无线通信系统的链路质量估计方法，包括计算所述系统中的接收机的输入信号中的各子载波的质量指标；对各子载波的质量指标进行削顶；以及对削顶后的各子载波的质量指标求平均以得到平均值，作为所述链路的有效质量指标 的估计结果。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述对各子载波的质量指标进行削顶的步骤进一步 包括基于所述系统的给定候选调制模式的预定有效工作区的上门限和下门限对各子载波 的质量指标进行削顶，以使得削顶后的各子载波的质量指标处于所述预定有效工作区的范 围内。
3.如权利要求2所述的方法，其中以以下质量指标区域作为所述系统的给定候选调制 模式的预定有效工作区，所述质量指标区域为在加性高斯白噪声信道下的性能衡量结果 中，所述系统所能接受的最差性能所要求的质量指标到所述给定候选调制模式所对应的调 制编码方案(MCQ的预定有效工作区的上门限中的最大值之间的质量指标区域；并且以以下质量指标区域作为所述MCS的预定有效工作区，所述质量指标区域为在加性 高斯白噪声信道下的性能衡量结果中，所述系统采用该MCS能够达到系统目标性能要求且 最节省传输资源的质量指标区域。
4.一种用于宽带无线通信系统的链路质量估计装置，包括子载波质量指标计算单元，配置用于计算所述系统中的接收机的输入信号中的各子载 波的质量指标；子载波质量指标削顶单元，配置用于对各子载波的质量指标进行削顶；以及链路有效质量指标估计单元，配置用于对削顶后的各子载波的质量指标求平均以得到 平均值，作为所述链路的有效质量指标的估计结果。
5.一种用于宽带无线通信系统的链路自适应方法，包括计算所述系统中的接收机的输入信号中的各子载波的质量指标；对各子载波的质量指标进行削顶；对削顶后的各子载波的质量指标求平均以得到平均值；以及基于所得到的平均值，确定将要返回给所述系统中的发射机的链路的有效质量指标的 估计结果以及调制模式和编码速率的选择结果。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述对各子载波的质量指标进行削顶的步骤进一步 包括基于所述系统的当前候选调制模式的预定有效工作区的上门限和下门限对各子载波 的质量指标进行削顶，以使得削顶后的各子载波的质量指标处于所述预定有效工作区的范 围内。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述确定将要返回给所述系统中的发射机的调制模 式和编码速率的选择结果的步骤进一步包括如果所得到的平均值大于或等于比所述当前候选调制模式低一等级的候选调制模式 的预定有效工作区的上门限，或者所述当前候选调制模式为所述系统的候选调制模式中的 最低等级的调制模式，则确定所得到的平均值和所述当前候选调制模式分别为将要返回给所述系统中的发射机的链路的有效质量指标的估计结果和调制模式选择结果；以及基于所确定的调制模式所对应的各MCS的预定有效工作区，确定所述平均值所处于的 MCS的预定有效工作区，从而确定该MCS所对应的编码速率为将要返回给所述系统中的发 射机的编码速率选择结果。
8.如权利要求7所述的方法，进一步包括如果所得到的平均值小于比所述当前候选调制模式低一等级的候选调制模式的预定 有效工作区的上门限，并且所述当前候选调制模式不是所述系统的候选调制模式中的最低 等级的调制模式，则从所述系统的候选调制模式中选择比所述当前候选调制模式低一等级 的候选调制模式作为新的当前候选调制模式；以及重复所述对各子载波的质量指标进行削顶的步骤、对削顶后的各子载波的质量指标求 平均的步骤以及确定将要返回给所述系统中的发射机的链路的有效质量指标的估计结果 以及调制模式和编码速率的选择结果步骤。
9.如权利要求6所述的方法，进一步包括基于所述系统的各候选调制模式的预定有效工作区，分别对各子载波的质量指标进行 削顶并对削顶后的各子载波的质量指标求平均，以得到对应于所述系统的各候选调制模式 的预定有效工作区的平均值；选择满足以下条件的平均值和所述平均值所对应的候选调制模式分别作为将要返回 给所述系统中的发射机的链路的有效质量指标的估计结果和调制模式选择结果，所述条件 为所述平均值大于或等于比所述平均值所对应的候选调制模式低一等级的候选调制模式 的预定有效工作区的上门限，或者所述平均值所对应的候选调制模式为所述系统的候选调 制模式中的最低等级的调制模式；以及基于所选择的调制模式所对应的各MCS的预定有效工作区，确定所述平均值所处于的 MCS的预定有效工作区，从而确定该MCS所对应的编码速率为将要返回给所述系统中的发 射机的编码速率选择结果。
10.一种用于宽带无线通信系统的链路自适应装置，包括子载波质量指标计算单元，配置用于计算所述系统中的接收机的输入信号中的各子载 波的质量指标；子载波质量指标削顶单元，配置用于对各子载波的质量指标进行削顶；子载波质量指标平均单元，配置用于对削顶后的各子载波的质量指标求平均以得到平 均值；以及系统参数选择单元，配置用于基于所得到的平均值，确定将要返回给所述系统中的发 射机的链路的有效质量指标的估计结果以及调制模式和编码速率的选择结果。
全文摘要
本发明公开了一种用于宽带无线通信系统的链路质量估计方法，包括计算所述系统中的接收机的输入信号中的各子载波的质量指标；对各子载波的质量指标进行削顶；以及对削顶后的各子载波的质量指标求平均以得到平均值，作为所述链路的有效质量指标的估计结果。本申请还公开了一种用于宽带无线通信系统的链路质量估计装置以及一种用于宽带无线通信系统的链路自适应方法和装置。本发明的方法和装置能够实现较低的运算复杂度和较高的精度。
文档编号H04L27/26GK102075461SQ20091022610
公开日2011年5月25日 申请日期2009年11月20日 优先权日2009年11月20日
发明者渡边真弘, 王昕 , 王晓琴, 近藤泰二 申请人:富士通株式会社