專利名稱：一種自適應(yīng)正交頻分復(fù)用(ofdm)系統(tǒng)中的反饋信息傳輸方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自適應(yīng)正交頻分復(fù)用(OFDM)系統(tǒng)，尤其涉及自適應(yīng)OFDM系統(tǒng)中反饋信息傳輸方法。
背景技術(shù)：
在OFDM系統(tǒng)中使用自適應(yīng)調(diào)制編碼(AMC)，信道質(zhì)量指示符(CQI)需被反饋給發(fā)信端以選擇合適的調(diào)制編碼方案(MCS)。在高級(jí)OFDM系統(tǒng)，具有鏈路自適應(yīng)技術(shù)，例如自適應(yīng)調(diào)制和編碼(AMC)、混合自動(dòng)重傳(HARQ)和動(dòng)態(tài)資源分配(DRA)。
應(yīng)注意的是，在快衰落環(huán)境中，由于移動(dòng)臺(tái)的高速移動(dòng)引起相干時(shí)間較小，因而AMC在快衰落環(huán)境中不能有效地工作。而HARQ對(duì)信道估計(jì)誤差也不是很敏感。因此，在鏈路自適應(yīng)系統(tǒng)中，AMC通常與HARQ結(jié)合，以改善系統(tǒng)誤比特率(BER)。在HARQ方法中，確認(rèn)/非確認(rèn)(ACK/NACK)信息需被反饋以提醒發(fā)信端需一個(gè)新的傳輸幀或重復(fù)幀。目前，類型II的HARQ比類型III的HARQ更普遍。因?yàn)镮II型雖然靈活，但需要相當(dāng)大的信令開銷。一般說AMC和HARQ結(jié)合，通常指的是AMC和類型II的HARQ工作在一起，此時(shí)發(fā)端數(shù)據(jù)的編碼調(diào)制方式在一個(gè)HARQ的重傳過程中保持不變，HARQ工作在“Chase合并模式”或“步進(jìn)冗余模式”。
在現(xiàn)有的使用AMC和HARQ的移動(dòng)系統(tǒng)中，信道質(zhì)量信息和ACK/NACK信息被分別反饋給發(fā)信端。根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，對(duì)AMC，子信道使用的CQIs通過上行控制信道被反饋；對(duì)HARQ，ACK/NACK信息通過唯一的或獨(dú)立的上行控制信道被返回。如果應(yīng)用了DRA，對(duì)每個(gè)用戶，所有子信道上的CQIs都要發(fā)送給發(fā)信端。


圖1顯示了傳統(tǒng)的OFDM系統(tǒng)中AMC和HARQ結(jié)合的反饋機(jī)制。當(dāng)移動(dòng)終端(MT)正確接收接入點(diǎn)(AP)發(fā)出的數(shù)據(jù)后，向接入點(diǎn)反饋ACK/NACK信息和CQI信息。在這樣的反饋機(jī)制中，ACK/NACK信息和CQI信息總是被捆綁傳輸?shù)?，?dǎo)致信令開銷增大。而且，接入點(diǎn)(AP)是根據(jù)上報(bào)的CQI來判斷是否需要改變調(diào)制編碼方案的。如果接收到的CQI沒有變化或變化不大，則接入點(diǎn)(AP)的調(diào)制編碼方案不會(huì)改變，那么每次都反饋CQI信息必將使信令開銷無(wú)端增大，浪費(fèi)系統(tǒng)資源。
圖2顯示了傳統(tǒng)的OFDM系統(tǒng)的AMC、HARQ和DRA結(jié)合的反饋機(jī)制。在AMC周期，反饋情況與圖1所示相同。在一個(gè)DRA周期的末尾，每個(gè)用戶(移動(dòng)終端)向接入點(diǎn)上傳所有子信道上的CQI信息。如果我們直接反饋前面提到的子信道上的信令信息，那么信令量太大了，尤其是當(dāng)OFDM系統(tǒng)中的子信道的數(shù)目相當(dāng)大的時(shí)候，如512或1024。

發(fā)明內(nèi)容
由于太多信令信息將導(dǎo)致系統(tǒng)效率降低以及上行鏈路干擾加強(qiáng)，本發(fā)明提出了OFDM系統(tǒng)中可變速率反饋信息傳輸方法，能夠降低反饋信令開銷，由此降低在自適應(yīng)OFDM系統(tǒng)中的上行鏈路干擾，提高系統(tǒng)效率。
本發(fā)明是通過下述方法實(shí)現(xiàn)的一種自適應(yīng)正交頻分復(fù)用(OFDM)系統(tǒng)中的反饋信息傳輸方法，在OFDM系統(tǒng)中結(jié)合自適應(yīng)調(diào)制和編碼(AMC)技術(shù)和混合自動(dòng)重傳(HARQ)技術(shù)，包括以下步驟a、移動(dòng)終端接收到接入點(diǎn)發(fā)出的數(shù)據(jù)后，向所述接入點(diǎn)發(fā)送確認(rèn)/非確認(rèn)(ACK/NACK)信息，同時(shí)測(cè)量信道的信道質(zhì)量并得到信道質(zhì)量指示符(CQI)；b、所述移動(dòng)終端判斷一段時(shí)間內(nèi)測(cè)量到的CQI是否為好的信道質(zhì)量，如果是，則向接入點(diǎn)發(fā)送所述CQI，如果否，則不發(fā)送所述CQI。
步驟b中，如果CQI超過一個(gè)預(yù)定閾值，則表示好的信道質(zhì)量。判斷一段時(shí)間內(nèi)測(cè)量到的CQI是否為好的信道質(zhì)量包括在移動(dòng)終端設(shè)置一個(gè)計(jì)數(shù)器，當(dāng)測(cè)量到的CQI不小于所述預(yù)定值，則計(jì)數(shù)器加一，當(dāng)測(cè)量到的CQI小于所述預(yù)定閾值，則計(jì)數(shù)器減一，如果計(jì)數(shù)器在一段時(shí)間內(nèi)累計(jì)的的值不小于一個(gè)設(shè)定值，則表示在該一段時(shí)間內(nèi)信道質(zhì)量是好的。
如果在OFDM系統(tǒng)中再結(jié)合動(dòng)態(tài)資源分配(DRA)技術(shù)，則在一個(gè)DRA周期末期，接收端把信道質(zhì)量好的子信道上的CQI發(fā)送給接入點(diǎn)。接收端選出一部分CQI較好的子信道的方法，可通過降序排列所有子信道上的CQI，并提取前L個(gè)CQI。所述L的大小由用戶的速率要求和平均系統(tǒng)傳輸能力決定。
通過本發(fā)明方法，可以在OFDM系統(tǒng)中降低反饋信令的開銷，由此降低在自適應(yīng)OFDM系統(tǒng)中的上行鏈路干擾，提高系統(tǒng)效率。其它具體的效果可從實(shí)施例中得到。
附圖簡(jiǎn)要說明圖1是傳統(tǒng)的OFDM系統(tǒng)中結(jié)合AMC和HARQ的反饋機(jī)制；圖2是傳統(tǒng)的OFDM系統(tǒng)中結(jié)合AMC、HARQ和DRA的反饋機(jī)制；圖3是根據(jù)本發(fā)明的OFDM系統(tǒng)中結(jié)合AMC和HARQ的例子；圖4是根據(jù)本發(fā)明的OFDM系統(tǒng)中結(jié)合AMC、HARQ和DRA的例子。
具體實(shí)施例方式
在OFDM系統(tǒng)的鏈路自適應(yīng)技術(shù)中，我們可以把鏈路自適應(yīng)技術(shù)定義為3個(gè)等級(jí)。最高的等級(jí)為DRA，其可以提高整個(gè)系統(tǒng)的吞吐量，即提高單位時(shí)間內(nèi)正確接收的信息量；第二級(jí)是AMC，其可以在信道質(zhì)量變化的情況下，達(dá)到目標(biāo)BER并能節(jié)約消耗的功率；第三等級(jí)是最低的等級(jí)HARQ，其能通過重發(fā)源數(shù)據(jù)改善BER。當(dāng)AMC，HARQ和DRA結(jié)合在自適應(yīng)OFDM系統(tǒng)中時(shí)，每種技術(shù)的一個(gè)過程所用的時(shí)間大小關(guān)系如下Tdra≥Tamc≥Tharq在自適應(yīng)OFDM系統(tǒng)中，DRA的一個(gè)主要功能之一是把合適的時(shí)頻單元(TFU)分配給不同的用戶，而AMC負(fù)責(zé)根據(jù)預(yù)知的信道質(zhì)量選擇合適的MCS。假設(shè)一個(gè)DRA過程所用的時(shí)間是Tdra，一個(gè)AMC過程所用的時(shí)間是Tamc，則Tdra為Tamc的整數(shù)倍。如果信道時(shí)變比AMC過程快，其中AMC甚至已經(jīng)使用業(yè)務(wù)許可的最低階MCS，還是可能由于反饋時(shí)延而對(duì)下一幀傳輸為無(wú)效，因而需在OFDM系統(tǒng)中結(jié)合HARQ來改善BER。
下面是在OFDM系統(tǒng)中同時(shí)結(jié)合AMC和HARQ的實(shí)施例，如圖3所示。
在OFDM系統(tǒng)中，假定當(dāng)前MCS在第二等級(jí)鏈路自適應(yīng)技術(shù)AMC。系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前誤碼率/誤比特率(PER/BER)或來自高層的指示符判斷是否需要應(yīng)用第三等級(jí)鏈路自適應(yīng)技術(shù)HARQ。當(dāng)需要時(shí)，除AMC外還應(yīng)用II類型的HARQ，并為信道的CQI測(cè)量初始化計(jì)數(shù)器。
移動(dòng)終端一旦接收到接入點(diǎn)發(fā)出的數(shù)據(jù)，就計(jì)算信道的CQI并將其與預(yù)定義的閾值Гh進(jìn)行比較。如果CQI＞Гh，則表示當(dāng)前信道質(zhì)量好，計(jì)數(shù)器加1，否則表示當(dāng)前信道質(zhì)量不夠好，計(jì)數(shù)器減1。接著移動(dòng)終端將計(jì)數(shù)器值與一個(gè)確定的值k比較。設(shè)置k的目的是這樣的如果計(jì)數(shù)器連續(xù)加1，則表示在一段時(shí)間內(nèi)信道質(zhì)量都是好的，當(dāng)累積到一定的時(shí)間長(zhǎng)度后，就可以向接入點(diǎn)發(fā)送CQI，告知接入點(diǎn)端，信道質(zhì)量在一段時(shí)間內(nèi)都很好。當(dāng)然，如果計(jì)數(shù)器的值一直未能超過設(shè)定的值，則表示在一段時(shí)間內(nèi)信道質(zhì)量是時(shí)好時(shí)差的，就沒有必要向接入點(diǎn)發(fā)送CQI。
那么如果計(jì)數(shù)器值＜＝k，則移動(dòng)終端解碼接收到的數(shù)據(jù)后根據(jù)HARQ協(xié)議僅向接入點(diǎn)返回ACK/NACK信息。如果計(jì)數(shù)器值＞＝k，表明子信道的信道質(zhì)量在k時(shí)段很好，則通過上行鏈路控制信道返回CQI信息和ACK信息。根據(jù)系統(tǒng)情況，接入點(diǎn)將原來的調(diào)制編碼方案(MCS)更新為MCS’，并返回到本實(shí)施例的開頭，在OFDM系統(tǒng)中，當(dāng)前MCS在第二等級(jí)鏈路自適應(yīng)技術(shù)MCS’，繼續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)送。
閾值Гh和k的具體選取原則是這樣的根據(jù)本發(fā)明的方法建立仿真模型并提取Гh和k兩個(gè)參數(shù)，對(duì)兩個(gè)參數(shù)在不同取值的情況下，測(cè)量仿真系統(tǒng)的性能。在得到的該組系統(tǒng)性能當(dāng)中，選取能夠使系統(tǒng)吞吐量和BER最好的一組參數(shù)，即可確定Гh和k的值。
另外，OFDM系統(tǒng)除了應(yīng)用AMC、HARQ外，還結(jié)合DRA。DRA的主要功能是把用戶認(rèn)為最好的子信道分配給每個(gè)用戶。為此用戶(即移動(dòng)終端)需要在一個(gè)DRA周期向接入點(diǎn)上報(bào)所有子信道上的CQIs，接入點(diǎn)選擇CQI最高即信道質(zhì)量最好的子信道，將其分配給用戶。當(dāng)有大量子信道時(shí)，信令量無(wú)疑是很大的。因此，為每個(gè)用戶上報(bào)每個(gè)DRA周期所有子信道上的CQIS是沒必要的，只要將較好的信道質(zhì)量上報(bào)給接入點(diǎn)就可以了。如圖3所示為OFDM系統(tǒng)除了應(yīng)用AMC、HARQ外，還結(jié)合DRA的例子。首先，在DRA過程末期，移動(dòng)終端計(jì)算系統(tǒng)中所有子信道上的CQI，并按CQI值的大小進(jìn)行降序排列；然后，移動(dòng)終端選擇前L個(gè)子信道和當(dāng)前子信道的CQI并返回給接入點(diǎn)。L是用戶認(rèn)為具有較好信道質(zhì)量的子信道數(shù)量。L由用戶的速率要求和平均系統(tǒng)傳輸能力決定。假定一個(gè)OFDM系統(tǒng)中有128個(gè)子信道，且系統(tǒng)總的傳輸能力是20Mbps，那么每個(gè)子信道的平均傳輸能力為(20/128)Mbps，假設(shè)某個(gè)用戶的速率請(qǐng)求為2Mbps，則該用戶最少需要傳遞2/(20/128)＝12.8個(gè)(約為13個(gè))子信道，假定該用戶目前占用了10個(gè)子信道且不與按降序排列的前13個(gè)子信道重合，那么該用戶最多只需重傳L＝10+13＝23個(gè)子信道的CQI信息。這樣，該用戶只需傳遞原信令開銷的23/128＝17.9％。過此方法，即使當(dāng)有大量的子信道時(shí)，仍可以降低反饋信令開銷。
總體看來，CQIS的反饋降低可能引起輕微的系統(tǒng)性能降低，但是與從鏈路自適應(yīng)得到的巨大增益相比系統(tǒng)性能的微小損失是可以被忽略的。
權(quán)利要求
1.一種自適應(yīng)正交頻分復(fù)用(OFDM)系統(tǒng)中的反饋信息傳輸方法，在OFDM系統(tǒng)中結(jié)合自適應(yīng)調(diào)制和編碼(AMC)技術(shù)和混合自動(dòng)重傳(HARQ)技術(shù)，其特征在于，包括以下步驟a、移動(dòng)終端接收到接入點(diǎn)發(fā)出的數(shù)據(jù)后，向所述接入點(diǎn)發(fā)送確認(rèn)/非確認(rèn)(ACK/NACK)信息，同時(shí)測(cè)量信道的信道質(zhì)量并得到信道質(zhì)量指示符(CQI)；b、所述移動(dòng)終端判斷一段時(shí)間內(nèi)測(cè)量到的CQI是否為好的信道質(zhì)量，如果是，則向接入點(diǎn)發(fā)送所述CQI，如果否，則不發(fā)送所述CQI。
2.如權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)正交頻分復(fù)用(OFDM)系統(tǒng)中的反饋信息傳輸方法，其特征在于，步驟b中，如果CQI超過一個(gè)預(yù)定閾值，則表示好的信道質(zhì)量。
3.如權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)正交頻分復(fù)用(OFDM)系統(tǒng)中的反饋信息傳輸方法，其特征在于，步驟b中，判斷一段時(shí)間內(nèi)測(cè)量到的CQI是否為好的信道質(zhì)量包括在移動(dòng)終端設(shè)置一個(gè)計(jì)數(shù)器，當(dāng)測(cè)量到的CQI不小于所述預(yù)定值，則計(jì)數(shù)器加一，當(dāng)測(cè)量到的CQI小于所述預(yù)定閾值，則計(jì)數(shù)器減一，如果計(jì)數(shù)器在一段時(shí)間內(nèi)累計(jì)的的值不小于一個(gè)設(shè)定值，則表示在該一段時(shí)間內(nèi)信道質(zhì)量是好的。
4.如權(quán)利要求1，2或3中的任一項(xiàng)所述的一種自適應(yīng)正交頻分復(fù)用(OFDM)系統(tǒng)中的反饋信息傳輸方法，其特征在于，如果在OFDM系統(tǒng)中再結(jié)合動(dòng)態(tài)資源分配(DRA)技術(shù)，則在一個(gè)DRA周期末期，接收端把信道質(zhì)量好的子信道上的CQI發(fā)送給接入點(diǎn)。
5.如權(quán)利要求4所述的一種自適應(yīng)正交頻分復(fù)用(OFDM)系統(tǒng)中的反饋信息傳輸方法，其特征在于，接收端選出一部分CQI較好的子信道，可通過降序排列所有子信道上的CQI，并提取前L個(gè)CQI。
6.如權(quán)利要求5所述的一種自適應(yīng)正交頻分復(fù)用(OFDM)系統(tǒng)中的反饋信息傳輸方法，其特征在于，所述L的大小由用戶的速率要求和平均系統(tǒng)傳輸能力決定。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種自適應(yīng)正交頻分復(fù)用(OFDM)系統(tǒng)中的反饋信息傳輸方法，在OFDM系統(tǒng)中結(jié)合自適應(yīng)調(diào)制和編碼(AMC)技術(shù)和混合自動(dòng)重傳(HARQ)技術(shù)，包括以下步驟a.移動(dòng)終端接收到接入點(diǎn)發(fā)出的數(shù)據(jù)后，向所述接入點(diǎn)發(fā)送確認(rèn)/非確認(rèn)(ACK/NACK)信息，同時(shí)測(cè)量信道的信道質(zhì)量并得到信道質(zhì)量指示符(CQI)；b.所述移動(dòng)終端判斷一段時(shí)間內(nèi)測(cè)量到的CQI是否為好的信道質(zhì)量，如果是，則向接入點(diǎn)發(fā)送所述CQI，如果否，則不發(fā)送所述CQI。通過本發(fā)明方法，能夠降低反饋信令開銷，由此降低在自適應(yīng)OFDM系統(tǒng)中的上行鏈路干擾，提高系統(tǒng)效率。
文檔編號(hào)H04L1/18GK1567759SQ0312957
公開日2005年1月19日 申請(qǐng)日期2003年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月27日
發(fā)明者宋鵬鵬, 黎光潔, 李棟 申請(qǐng)人:上海貝爾阿爾卡特股份有限公司