[发明专利]自适应调制方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及适用于高速无线通信系统的自适应调制方法及装置。

背景技术

多输入多输出(MIMO，Multiple-Input Multiple-Output)技术能大幅度提高无线通信系统的频谱效率。正交频分复用(OFDM，Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing)技术通过增加一定的循环前缀，把频率选择性信道转化为平坦衰落信道，从而能够有效地对抗多径时延。结合MIMO和OFDM两种技术的优势而提出的MIMO-OFDM系统作为一种高速无线通信系统已受到广泛关注。

相对于非自适应系统而言，自适应调制技术能够根据当前的信道状态信息合理调整发送参数，从而显著提高系统性能。在MIMO-OFDM系统中使用自适应调制技术，根据MIMO-OFDM信道状况合理调整调制模式可以达到提高频谱利用率、保证通信质量的目的。

传统的自适应调制方法一般是在假设通过信道估计或预测可以精确得到信道状态信息的情况下进行的。但是，直接利用接收端信道状态信息估计值进行自适应调制的方法只适用于信道衰落变化足够慢的情况，当多普勒频率较高时，信道变化过快，该方法将会产生较大的性能损失，甚至由于误比特率太高而导致自适应调制方法不可用。为了对抗信道快速变化带来的性能损失，可以在自适应调制系统中引入信道预测器对信道变化进行预测。然而，这种通过预测获得信道状态信息的方法只能在一定程度上减轻信道快速变化带来的性能损失。随着多普勒频率的提高，信道预测误差将增大，自适应调制算法的误比特率性能将显著恶化。在实际系统中，一旦误比特率超过系统所能容忍的最大值，信息传输将变为无效传输，从而限制了这种自适应调制方法的应用。

由此可见，当多普勒频率较高造成信道状态信息质量下降到一定程度后，现有自适应调制方法基本都无法满足系统误比特率要求，从而限制了自适应调制技术在实际通信系统中的应用。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种自适应调制方法及装置，使得即使在多普勒频率较高的情况下，仍可满足系统误比特率要求。

本发明实施例所述的自适应调制方法，包括：

根据单输入单输出信道的马尔可夫模型确定模式选择矩阵，所述模式选择矩阵给出了对应每个马尔可夫状态的单输入单输出信道在下一时刻采用的调制模式；

在信息符号传输过程中，根据所述单输入单输出信道当前所处的马尔可夫状态查询所述模式选择矩阵，确定所述单输入单输出信道在下一时刻采用的调制模式。

本发明实施例所述的MIMO-OFDM的自适应调制方法，包括：

为所述MIMO-OFDM系统信道等效的K组，每组N_T个单输入单输出并行子信道，建立N_T个马尔可夫模型，每组N_T个单输入单输出并行子信道分别对应一个马尔可夫模型，其中，K为系统的子载波数，N_T为MIMO-OFDM系统发送天线的数目；

根据每个单输入单输出并行子信道的马尔可夫模型确定模式选择矩阵，其中，所述模式选择矩阵给出了对应每个马尔可夫状态，每个单输入单输出并行子信道在下一时刻采用的调制模式；

在信息符号传输过程中，分别根据每个单输入单输出并行子信道当前所处的马尔可夫状态查询所述模式选择矩阵，确定每个单输入单输出并行子信道在下一时刻采用的调制模式。

本发明实施例所述的自适应调制装置，包括：

模式矩阵生成单元，用于根据单输入单输出信道的马尔可夫模型确定模式选择矩阵；所述模式选择矩阵给出了所述单输入单输出信道对应每个马尔可夫状态在下一时刻采用的调制模式；

调制模式选择单元，用于在信息符号的传输过程中，根据所述单输入单输出信道当前所处的马尔可夫状态查询所述模式选择矩阵，确定所述单输入单输出信道选择下一时刻采用的调制模式。

通过本发明所述的自适应调制方法和装置可以看出，即使在信道多普勒频率较高造成信道状态信息质量恶化的情况下，本发明实施例所提供的自适应调制方法和装置仍然能够满足系统误比特率的要求，并且经过实验证明，本发明实施例给出的自适应调制方法和装置的实现复杂度明显低于传统的利用信道预测器的自适应调制方法。