自适应调制编码方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通信技术，尤其涉及一种自适应调制编码方法。
【背景技术】
[0002] 在数字通信系统中，由于信道的衰落和时变特性，使得通信过程中存在很多的不 确定性。为了提高通信系统的吞吐率，通常采用高阶调制方式和小冗余的纠错码进行通信， 采用高阶调制方式在信道的信噪比理想时能够提高通信系统的吞吐率，但是，当信道处于 深度衰落时则无法保证通信的可靠性。为了保证通信的可靠性，可以采用低阶调制方式和 大冗余的纠错码进行通信，低阶调制方式的传输速率较低，制约了通信系统吞吐率的提高， 从而造成了频谱资源的浪费。
[0003] 自适应调制编码（Adaptive Coding and Modulation,简称ACM)技术能够在保证 通信系统可靠性的前提下，又能够提高通信系统的吞吐率，得到了广泛的应用。现有技术 中，应用于无线通信系统的ACM技术主要是根据信道的时变性选择调制参数，常用的方法 有频率特定ACM和频率统一 ACM，频率特定ACM中，每个子载波采用与信道质量相匹配的调 制方式，每个信道的频谱利用率都达到最高，通信系统的吞吐率也最高。频率统一 ACM中， 所有子载波采用统一的调制方式，发射机与接收机之间的不需要传递调制参数，减少传输 信令开销。但是，基于无线通信系统的ACM技术并不适用于基于同轴电缆的宽带OFDM通信 系统，基于同轴电缆的宽带OFDM通信系统具有信道带宽大、子载波数多且信道具有选择性 衰落的特性，若采用频率特定ACM方法，接收机需要向发射机反馈每一个子载波的信道质 量，且发射机需要告之接收机每一个子载波的调制方式，这些信息的反馈和传递需要占用 通信系统的信令帧通道，导致信令开销较大，若采用频率统一 ACM方法则不能完全适应信 道的选择性衰落特性，无法充分利用信道资源提高吞吐量。
【发明内容】
[0004] 本发明实施例提供一种自适应调制编码方法，不仅能够提高通信系统的吞吐率， 还能够减少信令开销。
[0005] 本发明提供一种用于有线信道的自适应调制编码方法，包括：
[0006] 发射机接收接收机发送的信道估计结果，所述信道估计结果中包括N个子载波的 信噪比，其中，N为正整数，所述N个子载波被划分为多个载波组，所述每个载波组包括至少 两个子载波；
[0007] 所述发射机根据所述各子载波的信噪比确定所述每个载波组的最优调制阶数；
[0008] 所述发射机将所述每个载波组的最优调制阶数设置为所述每个载波组的当前调 制阶数，并将所述每个载波组的当前调制阶数发送给所述接收机，以使所述接收机根据所 述当前调制阶数解调数据。
[0009] 如上所述的方法，其中，所述发射机根据所述各子载波的信噪比确定所述每个载 波组的最优调制阶数，包括：
[0010] 所述发射机根据所述各子载波的信噪比确定所述每个载波组内的各子载波的调 制阶数；
[0011] 所述发射机根据所述每个载波组内的各子载波的调制阶数确定所述每个载波组 内调制阶数被使用次数最多的调制阶数；
[0012] 所述发射机将所述每个载波组内调制阶数被使用次数最多的调制阶数作为所述 每个载波组的最优调制阶数。
[0013] 如上所述的方法，其中，所述发射机根据所述各子载波的信噪比确定所述每个载 波组的最优调制阶数，包括：
[0014] 所述发射机根据所述各子载波的信噪比确定所述每个载波组内的各子载波的调 制阶数；
[0015] 所述发射机根据所述每个载波组内的各子载波的调制阶数计算所述每个载波组 的平均调制阶数；
[0016] 所述发射机对所述每个载波组的平均调制阶数向上取整或向下取整得到所述每 个载波组的最优调制阶数。
[0017] 如上所述的方法，其中，所述发射机根据所述各子载波的信噪比确定所述每个载 波组内的各子载波的调制阶数，包括：
[0018] 所述发射机根据所述各子载波的信噪比和各调制阶数对应的信噪比门限值范围 确定所述每个载波组内的各子载波的调制阶数。
[0019] 如上所述的方法，其中，发射机接收接收机发送的信道估计结果之前，所述方法还 包括：
[0020] 所述发射机将所述N个子载波划分为所述多个载波组。
[0021] 如上所述的方法，其中，所述每个载波组包含的子载波的个数相等。
[0022] 如上所述的方法，其中，所述每个载波组包含的子载波的个数不相等，所述方法还 包括：
[0023] 所述发射机向所述接收机同步所述每个载波组的分组信息。
[0024] 如上所述的方法，其中，所述每个载波组包含的子载波的个数满足以下条件： p 其中，P为载波组内包含的子载波的个数，Bc为所述各子载波对应的信道的相干 带宽，fc子载波间隔。
[0025] 本发明的方法，发射机通过将系统的子载波划分为多个载波组，根据各子载波的 信噪比确定每个载波组的最优调制阶数，将所述每个载波组的最优调制阶数设置为所述每 个载波组的当前调制阶数，下次发送数据时使用该最优调制方式对信号进行调制，并将每 个载波组的当前调制阶数发送给接收机，以使接收机根据当前调制阶数解调数据。由于每 个载波组的最优调制方式都是根据该载波组的子载波的信噪比确定的，因此，能够针对不 同的信道采用合适的调制方式，从而提高了整个系统的吞吐率，另外，本发明中发射机只需 要通知每个载波组的调制阶数，从而能够减少发射机和接收机之间的信令开销。
【附图说明】
[0026] 图1为OFDM系统的结构示意图；
[0027] 图2为本发明提供的一种自适应调制编码方法的流程图；
【具体实施方式】
[0028] 本发明的方法可以应用在宽带正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，简称OFDM)系统中，如图1所示，图1为OFDM系统的结构示意图，该OFDM系 统的工作流程如下：发射机采用OFDM技术发射信号，信号经过信道到达接收机，本发明中 发送机和接收机直接的信道为有线信道，例如同轴电缆。接收机接收到的信号受到了多径 和噪声的影响，接收机完成信号的解调并根据接收的信号进行信道估计，接收机向发射机 反馈的各子载波的信道估计结果，信道估计结果包括各子载波的信噪比。本发明中，发射机 将OFDM系统的子载波划分为多个载波组，根据接收机返回的各子载波的信噪比确定每个 载波组的最优调制阶数，将该最优调制阶数作为下一次数据发送时的调制阶数，并且需要 在下一次数据发送之前将该最优调制阶数通知接收机，以使接收机在接收到发射机发送的 下一次数据时根据该最优调制阶数解调数据。以下将通过具体实施例对本发明的方案进行 详细说明。
[0029] 图2为本发明提供的一种自适应调制编码方法的流程图，如图2所示，本实施例的 方法可以包括以下步骤：
[0030] 步骤101、发射机接收接收机发送的信道估计结果，信道估计结果中包括N个子载 波的信噪比，其中，N为正整数，N个子载波被划分为多个载波组，每个载波组包括至少两个 子载波。
[0031] 宽带OFDM系统总共包含N个子载波，发射机将N个子载波划分为多个载波组，每 个载波组包括至少两个子载波，可选地，每个载波组包含的子载波的个数可以相等，也可以 不相等，本发明并不对此进行限制。当每个载波组的个数不相等时，发射机在将N个子载波 划分为多个载波组后，还需要向接收机同步每个载波组的分组信息，分组信息包括每个载 波组包含的子载波的个数，以及每个载波组包含的子载波的频率等。当每个载波组包含的 子载波的个数相等时，发射机不需要向接收机同步各载波组的分组信息，在发射机和接收 机端可以预先约定好每个载波组的个数，可以减少发射机和接收机之间的信令开销。
[0032] 发射机接收接收机发送的信道估计结果，该信道估计结果包括各子载波的信噪 t匕，信道估计结果是接收机在各子载波上发送的信号估计得到的，信道估计可以采用现有 的任意一种信道估计方法，这里不再一一列举。
[0033] 需说明的是，本发明中，每个载波组内包含的子载波的个数需满足以下条件： p < Bc/fc，其中，P为载波组内包含的子载波的个数，Bc为信道的相干带宽，fc子载波间 隔。也就是说，本发明中每个载波组内包括的各子载波对应的信道的带宽之和不大于OFDM 系统所使用的有线信道的相干带宽。本发发明中，Bc主要是指有线信道的相干带宽。
[0034] 步骤102、发射机根据各子载波的信噪比确定每个载波组的最优调制阶数。
[0035] 发射机具体可以通过以下三种方式确定每个载波组的最优调制阶数：
[0036] 第一种方式、首先，发射机根据各子载波的信噪比确定每个载波组内的各子载波 的调制阶数；首先，发射机根据每个载波组内的各子载波的调制阶数确定每个载波组内调 制阶数被使用次数最多的调制阶数；最后，发射机将每个载波组内调制阶数被使用次数最 多的调制阶数作为每个载波组的最优调制阶数。
[0037] 第二种方式、首先，发射机根据各子载波的信噪比确定每个载波组内的各子载波 的调制阶数；然后，发射机根据每个载波组内的各子载波的调制阶数计算每个载波组的平 均调制阶数；最后，发射机对每个载波组的平均调制阶数向下取整