[发明专利]带有非导频码元的自适应调制

说明书

技术领域

本发明涉及发送器和接收器之间的数据通信。可以将其具体应用于诸如移动通信系统或者卫星通信之类的、在时变(time-variant)或者频变(frequency-variant)信道上传送数字数据的通信系统。

背景技术

由于实际传送信道使得经调制的信号通过相位移动和衰减而失真，而且由于它们将噪声添加到信号中，所以在解调之后在所接收到的数据中发生错误。错误的概率通常随着增加的数据速率而增加，也就是随着调制状态的数量增加和码元持续时间的下降而增加。为了应对这种错误，可以将允许识别和校正错误数据的冗余添加到数据中。更加经济的方法是信道特性的评估和编码和/或调制方案对该信道特性的自适应。

“自适应位加载(adaptive bit loading)”算法通过评估用以确定关于传送的频谱效率哪个调制方案是最有效的信道状态信息，来将调制方案分配给资源。例如，处于深度衰落状态中的信道对于噪声错误来说非常脆弱，所以分配仅仅承载非常少的数据位的非常健壮的调制方案(例如BPSK或者QPSK)；另一方面，正在放大信号的信道对于噪声错误来说非常健壮，所以可以分配承载许多数据位的频谱效率高的调制方案(例如，16-QAM或者64-QAM)。这涉及下面描述的“自适应调制和编码”技术。

“判定反馈解调”是重复过程，其中使用第一大致信道估计(或者根本不使用任何信道估计)来解调数据码元。在解调之后，而且最好在解码之后，将所获得的信息反馈给信道估计器用于从数据码元中得出改进的估计。应该非常明显，该过程不仅导致延迟而且在重复步骤中需要大量计算，但是由于反馈循环的缘故，其还极大地依赖于第一大致信道估计的质量。

从例如Lutz H.-J.Lampe and Rober Scholer，“Iterative Decision-FeedbackDifferential Demodulation of Bit-Interleaved Coded MDPSK for Flat RayleighFading Channels”，IEEE Transactions on Communications.Vol.49，No.7，pp.1176-1184，July 2001中可以知道这种过程。

“自适应调制和编码”(AMC)改变用于将数据从发送器传递到接收器的编码和调制方案。自适应最好基于标准信道状态、所需要的位错误率和所需要的数据传送速率中的一个或多个。在通信系统中，传送通常基于块或者帧传送，其中信道状态例如是针对每个这种帧获得的值。因此，由这种信道状态信息的速率和粒度(granularity)来限制自适应速率。明显地，该自适应速率不能超过信道状态信息速率，其针对每个帧通常可用一次。

有线通信系统和无线通信系统之间的主要差异是在其上传送信息的物理信道的性态(behavior)。由于其自身的特性，无线或者移动信道根据时间和/或频率变化。为了在最现代的移动通信系统中达到良好的性能，在接收器中的数据码元的解调需要对信道的准确估计(也称为信道状态信息)，通常由信道系数进行测量，其包括关于功率、相位或者信道的两种特性的信息。为此，通常将某些种类的导频码元插入到具有预定非模糊幅度和/或相位值的数据码元流中，其可以被使用来确定信道系数。

通常不能将数据码元自身准确地用于信道估计，这是因为对于解码来说幅度和/或相位不能先验地知道。这种情况可以从图1中看出，而且被进一步在用于示出在不同数字调制方案中所涉及的模糊度数的表1中详细说明。