[发明专利]基于叠加编码调制的超奈奎斯特的自适应系统和方法

说明书

本发明公开了一种基于叠加编码调制的超奈奎斯特的自适应系统和方法，解决了已有技术使用高阶调制和多种码率带来的码率兼容和高复杂度问题。本发明通过改变叠加编码调制模块的层数和奈奎斯特调制模块加速因子实现自适应编码调制；具体步骤有：确定编码和调制方式；获得初步的传输方案组合；仿真单层超奈奎斯特信号得信噪比；初选初步传输方案组合；仿真并确定最终的多组可供选择的传输方案组合；用于通信中实现自适应传输。本发明根据理论信噪比对传输方案初次筛选，减少了仿真工作量，提高了效率，本发明支持大的频谱效率范围，满足通信对频谱效率的要求，本发明复杂度低，且灵活性高，用于地面、卫星等无线通信系统。

技术领域

本发明属于通信技术领域，更进一步涉及超奈奎斯特系统的自适应传输，具体是一种基于叠加编码调制的超奈奎斯特的自适应系统和方法，可用于地面、卫星等无线通信系统。

背景技术

随着无线通信技术的发展，用户对无线通信业务的需求从单一的低速话音业务转向各种多媒体业务，未来的无线通信系统也更倾向于高的频谱利用率和高速的数据传输。但是，实际的无线通信信道是时变衰落信道，根据香农信道容量公式，在一定频谱上，信道容量取决于信道特性(衰落、噪声和干扰等)，要想获得较好的信道容量就需要根据信道的状态调整传输方案，链路自适应传输技术就应运而生。传统的系统设计采用固定的传输模式(调制方式、编码方式、编码速率和发射功率等固定)，为了保证在恶劣信道条件或平均信道条件下通信不会中断，必须要牺牲频谱利用率来换取通信的可靠性。但是，链路自适应与此不同，它动态跟踪信道变化，根据信道状态确定当前信道的容量，进而确定传输的信息符号速率、发送功率、编码速率和编码方式、调制的星座图尺寸和调制方式等参数，因此可以最大限度地发送信息，实现更低的误码率，并保持恒定发射功率，以减轻对其他用户的干扰，满足不同业务的需求，提高系统的整体吞吐量。

自适应编码调制技术是一种常用的链路自适应传输技术，其基本原理是根据信道状态信息，改变发送端的编码方式及调制阶数，选择一种在满足误码率要求的前提下具有更高频谱效率的传输方式。由于信道条件随时间变换，当信道条件恶劣时，发送端可以选择较低码率或较低调制阶数的编码调制方式来满足信息传输的误码率要求，保证信息传输的可靠性；当信道条件变好时，发送端可以选择较高码率或者较高调制阶数的编码调制方式来满足信息的误码率要求，但此时若发送参数不做变化，依然使用低码率发送方式，就相当于没有充分利用频谱资源，在一定程度上造成频谱资源的浪费。同样的，若只使用高码率、高调制阶数的编码调制方式，那么信道条件不好时，将无法满足误码率要求，因此需要根据信道状况自适应的调节发送端的码率和调制阶数，使得在任意时刻既能满足误码率要求，又能达到频谱效率最优。

目前，自适应编码调制技术广泛应用在无线通信中，例如3GPP-LTE，DVB-S2标准。但是，传统的自适应编码调制系统调节的参数主要是码率和调制阶数。当码率改变时对应的码设计也要随之改变，这就增加了对码设计的要求，增加了发送端和接收端的生成矩阵的存储量；同时，多种码率带来的码率兼容问题也为自适应编码调制系统的工程实现带来了一定的复杂度和难度；除此之外，当调制阶数升高时，发送端往往也需要更高的信噪比来达到误码率要求，整体为系统提出了更高的功率要求。