[发明专利]快时变信道下非数据辅助的误差矢量幅度自适应调制方法

说明书

本发明提供的快时变信道下非数据辅助的误差矢量幅度自适应调制方法，首先采用QAM进行调制，然后接收端估算信道的相干时间，统计相干时间内发送的符号数；其次根据当前调制阶数的数据符号计算出所有调制阶数的NDA‑EVM值，以及当前信道下各调制阶数的NDA‑EVM对应的误码率；最后在指定误码率的条件下，选择当前最优调制阶数，返回执行下一轮的调制阶数调整。该方法与SNR‑AM和DA‑EVM‑AM相比，NDA‑EVM‑AM可提高信道质量评估与调制阶数选择的实时性和准确性，进而提升系统的频谱利用率，最高可提升0.82bit/s/Hz和0.53bit/s/Hz。

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体涉及快时变信道下非数据辅助的误差矢量幅度自适应调制方法。

背景技术

通信终端高速移动使无线信道呈现出快时变特性，造成通信系统的频谱利用率急剧下降，甚至不能正常通信。自适应调制具有增强传输可靠性并提高频谱利用率的特点，是解决该问题的有效途径。自适应调制的基本思想是在接收端对信道质量进行评估，将估计结果反馈回发送端，发送端据此调整发送数据的调制阶数；其关键问题为如何确定准确反映信道实时变化的物理量并设计适配信道质量的调制阶数选择机制。传统自适应调制常选用接收符号的信噪比(SNR，Signal to Noise Ratio)反映信道质量，采用固定间隔的前导或导频作为辅助数据完成SNR的估计，发端将预期的误码率换算为对应的SNR完成调制阶数的选择。这类自适应调制简称为SNR-AM(Signal to Noise Ratio based-AdaptiveModulation)，具有准确性高和算法复杂度低等优点，研究领域集中于最佳信噪比门限的确定，调制方式、编码方式、发送功率等参数对频谱利用率的影响和调制阶数选择策略的优化。上述方法可有效保证时不变信道或慢时变信道下系统的频谱利用率，但应用于快时变信道时仍存在以下问题：1)固定时间间隔统计的SNR不能实时并准确的反映信道变化，引起调制阶数选择错误；2)为保证SNR统计精度，需要大量使用辅助数据，降低了频谱利用率；3)需要频繁调整发射功率补偿信道衰落带来的SNR损失，频繁的功率调整会引起同信道干扰，影响系统稳定性。因此，研究快时变信道下的自适应调制具有重要的理论价值和工程意义。

误差矢量幅度(EVM，Error Vector Magnitude)定义为接收符号星座点与发送符号星座点误差的均方根，可以直接、快速反映信道变化对数据接收产生的误差，是反映信道质量的重要特征参量。目前将EVM应用于自适应调制的研究尚处于起步阶段，有限的研究集中于DA-EVM-AM(Data Aided Error Vector Magnitude based-Adaptive Modulation)的仿真模拟。现有文献证明了在误码率约束下的自适应调制中，DA-EVM的调整阈值较SNR有更好的有效性，有些文献提出利用“接收星座的离散程度(EVM)与传输速率的关系”提高时变信道下传输速率选择的准确性，还有些文献证明DA-EVM-AM在STBC-OFDM(Space-TimeBlock Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing)系统中较SNR-AM有更好的频谱利用率。然而DA-EVM-AM依然无法解决大量使用辅助数据导致频谱利用率降低的问题，更重要的是上述文献均没有给出有效的工程实现方案。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供快时变信道下非数据辅助的误差矢量幅度的自适应调制方法，提高信道质量评估与调制阶数选择的实时性和准确性，提高频谱利用率。

快时变信道下非数据辅助的误差矢量幅度自适应调制方法，包括以下步骤：

S1：设置自适应调制的调制阶数为M₁＝q(1)，即采用QAM进行调制，其中M_n＝q(n)∈{2²ⁿ，n＝1，2，…，m}表示调制阶数；

S2：接收端估算信道的相干时间T_C，确定单位符号的发送时间为T_symbol，按照统计相干时间内发送的符号数N；