專(zhuān)利名稱(chēng)：適應(yīng)于移動(dòng)組播系統(tǒng)的自適應(yīng)調(diào)制編碼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于移動(dòng)組播系統(tǒng)的自適應(yīng)調(diào)制編碼方法，屬于無(wú)線(xiàn)通信領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
現(xiàn)代移動(dòng)通信需要更高的傳輸速率和頻譜利用率實(shí)現(xiàn)多媒體業(yè)務(wù)傳輸，鏈路自適應(yīng)技術(shù)能夠有效地提高數(shù)據(jù)傳輸速率和頻譜利用率，是目前和未來(lái)移動(dòng)通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，而自適應(yīng)調(diào)制編碼是一種主要的鏈路自適應(yīng)技術(shù)。在以組播方式傳輸?shù)南滦蠴FDM系統(tǒng)中，引入自適應(yīng)調(diào)制編碼技術(shù)可以在保證一定的誤碼率條件下使系統(tǒng)整體性能得到很大改善，這在多媒體廣播多播，無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)等系統(tǒng)中有廣泛的應(yīng)用前景。
目前提出的自適應(yīng)調(diào)制編碼方案主要集中于單播系統(tǒng)。參考文獻(xiàn)“Yang J，Tin N，Khandani A K.Adaptive modulation and coding in3G wireless systems，VTC 2002 Fall.Vancouver，2002544-548”基于固定門(mén)限對(duì)調(diào)制編碼方式進(jìn)行選擇，其門(mén)限值與信道類(lèi)型密切相關(guān)；參考文獻(xiàn)“Choi J，Lee Y H.Improved AMC using adaptive SIR thresholds inOFDM based wireless systems，IEEE WCNC 2006，1289-1292”提出一種OFDM系統(tǒng)中的改進(jìn)自適應(yīng)調(diào)制編碼方案，該方案可以自適應(yīng)地調(diào)整信干噪比門(mén)限，這與固定門(mén)限自適應(yīng)調(diào)制編碼方案相比，系統(tǒng)性能獲得很大的提高，但信干噪比門(mén)限的調(diào)整比較復(fù)雜；參考文獻(xiàn)“Feng H，F(xiàn)an C，Lv T.A threshold optimizing method based on Markov in AMCcombined with HARQ，WiCOM 2006，1-5”提出一種適用于帶HARQ的通信系統(tǒng)的自適應(yīng)調(diào)制編碼方案，該方案將無(wú)線(xiàn)信道建模成一階Markov過(guò)程，利用Markov過(guò)程確定每種調(diào)制編碼方式的信干噪比門(mén)限，理論分析和數(shù)值仿真都取得較好的效果；參考文獻(xiàn)“Diaz J，Bar-Ness Y，YeHoon Lee.A new approach to joint AMC and power allocation forMIMO-OFDM，Telecommunications 2006 International Conference on Internet and WebApplications and Services/Advanced International Conference on，38-42”提出一種新的自適應(yīng)調(diào)制編碼方法，該方法利用信道反饋的不完全信息將信道歸為不同的調(diào)制類(lèi)型，并在此基礎(chǔ)上提出一種新的功率分配方法，收到較好的效果；參考文獻(xiàn)“Hwang C S，Kim Y.An adaptive modulation method for multicast communications of hierarchical data in wirelessnetworks.IEEE ICC，vol 2，2002896-900”研究組播系統(tǒng)中的自適應(yīng)調(diào)制編碼，將自適應(yīng)調(diào)制編碼與子載波分組分配相結(jié)合，基于固定門(mén)限分析了系統(tǒng)整體吞吐量；參考文獻(xiàn)“SungK K，Chung G K.Throughput analysis of band AMC scheme in broadband wireless OFDMsystem.Wireless Communications and Networking Conference，2006”研究組播系統(tǒng)中的自適應(yīng)調(diào)制；參考文獻(xiàn)“范晨，陳美婭，蘇麗君等，自適應(yīng)調(diào)制編碼系統(tǒng)門(mén)限調(diào)整算法研究，北京郵電大學(xué)學(xué)報(bào).第29卷4期.2006.849-53”將AR預(yù)測(cè)模型引入到導(dǎo)頻的預(yù)測(cè)中，并分析了在不同時(shí)延情況下瞬時(shí)值預(yù)測(cè)和AR模型預(yù)測(cè)對(duì)系統(tǒng)性能的影響，但以上的自適應(yīng)調(diào)制編碼方法都要求反饋用戶(hù)的信干噪比，這樣會(huì)消耗很多的反向信道容量。


發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題針對(duì)移動(dòng)組播系統(tǒng)中的自適應(yīng)傳輸問(wèn)題，本發(fā)明提出一種簡(jiǎn)單可行的適應(yīng)于移動(dòng)組播系統(tǒng)的自適應(yīng)調(diào)制編碼方法，該方法能夠有效提高系統(tǒng)頻譜利用率。
技術(shù)方案本發(fā)明提出一種適應(yīng)于移動(dòng)組播系統(tǒng)的自適應(yīng)調(diào)制編碼方法，在該方法中，基站將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分組后進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)制編碼，經(jīng)過(guò)功率控制器后發(fā)送數(shù)據(jù)；用戶(hù)將接收到的信息進(jìn)行譯碼解調(diào)，一方面將譯碼解調(diào)結(jié)果分組輸出，另一方面進(jìn)行信道估計(jì)，并將信道估計(jì)獲得的反饋信息通過(guò)反饋信道反饋到基站，基站根據(jù)反饋信息進(jìn)行信道預(yù)測(cè)，然后根據(jù)信道預(yù)測(cè)結(jié)果在每個(gè)調(diào)度周期更新調(diào)制編碼方式。在本發(fā)明所提的自適應(yīng)調(diào)制編碼方法中，用戶(hù)進(jìn)行信道估計(jì)后，提取信干噪比區(qū)間序號(hào)，并將提取的區(qū)間序號(hào)反饋給基站，區(qū)間序號(hào)的預(yù)測(cè)方法是根據(jù)移動(dòng)用戶(hù)前20個(gè)調(diào)度周期反饋的信干噪比區(qū)間序號(hào)建立Markov模型預(yù)測(cè)下一調(diào)度周期用戶(hù)的信干噪比區(qū)間序號(hào)，組播組調(diào)制編碼方式的確定方法是根據(jù)組播組頻譜利用率最大化原則為每個(gè)組播組選擇調(diào)制編碼方式。對(duì)于每個(gè)組播組，該方法的實(shí)現(xiàn)步驟為 第一步用戶(hù)根據(jù)信道估計(jì)所獲得的信干噪比值，與每種調(diào)制編碼方式的最低信干噪比值進(jìn)行比較，從而得出該用戶(hù)的信干噪比區(qū)間序號(hào)，然后通過(guò)專(zhuān)用反饋鏈路將該區(qū)間序號(hào)反饋給基站； 第二步基站以組播組中每個(gè)用戶(hù)前20個(gè)調(diào)度周期反饋的信干噪比區(qū)間序號(hào)為預(yù)測(cè)序列，建立Markov預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)下一調(diào)度周期用戶(hù)的信干噪比區(qū)間序號(hào)； 第三步基站根據(jù)組播組中每個(gè)用戶(hù)的信干噪比區(qū)間序號(hào)預(yù)測(cè)值以系統(tǒng)吞吐量最大為目標(biāo)為該組播組選擇調(diào)制編碼方式。
在上述適應(yīng)于移動(dòng)組播系統(tǒng)的自適應(yīng)調(diào)制編碼方法中，第二步驟中的下一調(diào)度周期用戶(hù)的信干噪比區(qū)間序號(hào)的預(yù)測(cè)是通過(guò)加權(quán)Markov預(yù)測(cè)方法進(jìn)行的，其具體步驟包括 ①將每個(gè)用戶(hù)的預(yù)測(cè)序列s1，s2，…，s20，即該用戶(hù)前20個(gè)調(diào)度周期反饋的區(qū)間序號(hào)值看作一個(gè)以{1，2，…，N}為其狀態(tài)的一階Markov鏈，N為系統(tǒng)所支持的調(diào)制編碼方式的種數(shù)，統(tǒng)計(jì)從第i狀態(tài)經(jīng)r步轉(zhuǎn)移到第j狀態(tài)的次數(shù)，用該次數(shù)統(tǒng)計(jì)值與預(yù)測(cè)序列中第i狀態(tài)出現(xiàn)的總次數(shù)的比值作為第i狀態(tài)經(jīng)r步轉(zhuǎn)移到第i狀態(tài)的轉(zhuǎn)移概率

以轉(zhuǎn)移概率

為元素組成r步狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣其中i，j∈{1，2，…，N}，r＝1，2，…，6； ②求①中Markov鏈的r步記憶系數(shù)ωr； ③根據(jù)用戶(hù)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣，以區(qū)間序號(hào)預(yù)測(cè)值作為下一個(gè)調(diào)度周期該用戶(hù)信干噪比區(qū)間序號(hào)的預(yù)測(cè)值； 在上述適應(yīng)于移動(dòng)組播系統(tǒng)的自適應(yīng)調(diào)制編碼方法中，其實(shí)現(xiàn)步驟中的第三步組播組調(diào)制編碼方式的選擇方法包括以下步驟 ①基站根據(jù)組播組中每個(gè)用戶(hù)信干噪比區(qū)間序號(hào)的預(yù)測(cè)值，得到對(duì)應(yīng)的頻譜利用率； ②計(jì)算每個(gè)組播組采用第n種調(diào)制編碼方式時(shí)的頻譜利用率Rn為每個(gè)用戶(hù)選擇第n種調(diào)制編碼方式時(shí)的頻譜利用率，mi′為組播組所有用戶(hù)中區(qū)間序號(hào)預(yù)測(cè)值為i′的用戶(hù)數(shù)， ③基站選擇R(1)，R(2)，…，R(N)中最大者對(duì)應(yīng)的調(diào)制編碼方式作為下一個(gè)調(diào)度周期該組播組的調(diào)制編碼方式。
在上述適應(yīng)于移動(dòng)組播系統(tǒng)的自適應(yīng)調(diào)制編碼方法中，計(jì)算Markov鏈的r步記憶系數(shù)ωr的方法是 1)計(jì)算預(yù)測(cè)序列s1，s2，…，s20的均值方差 2)計(jì)算r步自相關(guān)系數(shù) 3)將r步自相關(guān)系數(shù)規(guī)范化，得到記憶系數(shù) 有益效果與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提出的信干噪比區(qū)間序號(hào)預(yù)測(cè)方法步驟簡(jiǎn)單明了，易于實(shí)現(xiàn)，并且只將用戶(hù)的信干噪比區(qū)間序號(hào)反饋給基站，不需要用戶(hù)反饋信道的信干噪比值，這大大節(jié)省了反饋信道的信道容量；應(yīng)用Markov方法預(yù)測(cè)每個(gè)用戶(hù)的信干噪比區(qū)間信號(hào)，不需要太長(zhǎng)的預(yù)測(cè)序列就能收到滿(mǎn)意的結(jié)果；由于采用頻譜利用率最大化原則為系統(tǒng)中的組播組選擇調(diào)制編碼方式，因此系統(tǒng)采用本發(fā)明所提的自適應(yīng)調(diào)制編碼方法，可以有效提高系統(tǒng)頻譜利用率；此外，本發(fā)明所提的自適應(yīng)調(diào)制編碼方法適用于一般的單播系統(tǒng)，具有廣闊的應(yīng)用空間。



圖1為自適應(yīng)調(diào)制編碼系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為移動(dòng)用戶(hù)信干噪比與頻譜利用率關(guān)系圖。
圖3為組播組選擇調(diào)制編碼方式的流程圖。
圖4為移動(dòng)用戶(hù)信干噪比區(qū)間序號(hào)預(yù)測(cè)流程圖。

具體實(shí)施例方式 本發(fā)明提出一種適應(yīng)于移動(dòng)組播系統(tǒng)的自適應(yīng)調(diào)制編碼方法，在該方法中，基站將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分組后進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)制編碼，經(jīng)過(guò)功率控制器后發(fā)送數(shù)據(jù)；用戶(hù)將接收到的信息進(jìn)行譯碼解調(diào)，一方面將譯碼解調(diào)結(jié)果分組輸出，另一方面進(jìn)行信道估計(jì)，并將信道估計(jì)獲得的反饋信息通過(guò)反饋信道反饋到基站，基站根據(jù)反饋信息進(jìn)行信道預(yù)測(cè)，然后根據(jù)信道預(yù)測(cè)結(jié)果在每個(gè)調(diào)度周期更新調(diào)制編碼方式。在本發(fā)明所提的自適應(yīng)調(diào)制編碼方法中，用戶(hù)進(jìn)行信道估計(jì)后，提取信干噪比區(qū)間序號(hào)，并將提取的區(qū)間序號(hào)反饋給基站，區(qū)間序號(hào)的預(yù)測(cè)方法是根據(jù)移動(dòng)用戶(hù)前20個(gè)調(diào)度周期反饋的信干噪比區(qū)間序號(hào)建立Markov模型預(yù)測(cè)下一調(diào)度周期用戶(hù)的信干噪比區(qū)間序號(hào)，組播組調(diào)制編碼方式的確定方法是根據(jù)組播組頻譜利用率最大化原則為每個(gè)組播組選擇調(diào)制編碼方式。對(duì)于每個(gè)組播組，該方法的實(shí)現(xiàn)步驟為 第一步用戶(hù)根據(jù)信道估計(jì)所獲得的信干噪比值，與每種調(diào)制編碼方式的最低信干噪比值進(jìn)行比較，從而得出該用戶(hù)的信干噪比區(qū)間序號(hào)，然后通過(guò)專(zhuān)用反饋鏈路將該區(qū)間序號(hào)反饋給基站； 第二步基站以組播組中每個(gè)用戶(hù)前20個(gè)調(diào)度周期反饋的信干噪比區(qū)間序號(hào)為預(yù)測(cè)序列，建立Markov預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)下一調(diào)度周期用戶(hù)的信干噪比區(qū)間序號(hào)； 第三步基站根據(jù)組播組中每個(gè)用戶(hù)的信干噪比區(qū)間序號(hào)預(yù)測(cè)值以系統(tǒng)吞吐量最大為目標(biāo)為該組播組選擇調(diào)制編碼方式。
在上述適應(yīng)于移動(dòng)組播系統(tǒng)的自適應(yīng)調(diào)制編碼方法中，第二步驟中的下一調(diào)度周期用戶(hù)的信干噪比區(qū)間序號(hào)的預(yù)測(cè)是通過(guò)加權(quán)Markov預(yù)測(cè)方法進(jìn)行的，其具體步驟包括 ①將每個(gè)用戶(hù)的預(yù)測(cè)序列s1，s2，…，s20，即該用戶(hù)前20個(gè)調(diào)度周期反饋的區(qū)間序號(hào)值看作一個(gè)以{1，2，…，N}為其狀態(tài)的一階Markov鏈，N為系統(tǒng)所支持的調(diào)制編碼方式的種數(shù)，統(tǒng)計(jì)從第狀態(tài)經(jīng)r步轉(zhuǎn)移到第j狀態(tài)的次數(shù)，用該次數(shù)統(tǒng)計(jì)值與預(yù)測(cè)序列中第i狀態(tài)出現(xiàn)的總次數(shù)的比值作為第i狀態(tài)經(jīng)r步轉(zhuǎn)移到第i狀態(tài)的轉(zhuǎn)移概率

以轉(zhuǎn)移概率

為元素組成r步狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣其中i，j∈{1，2，…，N}，r＝1，2，…，6； ②求①中Markov鏈的r步記憶系數(shù)ωr； ③根據(jù)用戶(hù)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣，以區(qū)間序號(hào)預(yù)測(cè)值作為下一個(gè)調(diào)度周期該用戶(hù)信干噪比區(qū)間序號(hào)的預(yù)測(cè)值； 在上述適應(yīng)于移動(dòng)組播系統(tǒng)的自適應(yīng)調(diào)制編碼方法中，其實(shí)現(xiàn)步驟中的第三步組播組調(diào)制編碼方式的選擇方法包括以下步驟 ①基站根據(jù)組播組中每個(gè)用戶(hù)信干噪比區(qū)間序號(hào)的預(yù)測(cè)值，得到對(duì)應(yīng)的頻譜利用率； ②計(jì)算每個(gè)組播組采用第n種調(diào)制編碼方式時(shí)的頻譜利用率Rn為每個(gè)用戶(hù)選擇第n種調(diào)制編碼方式時(shí)的頻譜利用率，mi′為組播組所有用戶(hù)中區(qū)間序號(hào)預(yù)測(cè)值為i′的用戶(hù)數(shù)，i′∈{1，2，…，N}； ③基站選擇R(1)，R(2)，…，R(N)中最大者對(duì)應(yīng)的調(diào)制編碼方式作為下一個(gè)調(diào)度周期該組播組的調(diào)制編碼方式。
在上述適應(yīng)于移動(dòng)組播系統(tǒng)的自適應(yīng)調(diào)制編碼方法中，計(jì)算Markov鏈的r步記憶系數(shù)ωr的方法是 4)計(jì)算預(yù)測(cè)序列s1，s2，…，s20的均值方差 5)計(jì)算r步自相關(guān)系數(shù) 6)將r步自相關(guān)系數(shù)規(guī)范化，得到記憶系數(shù) 下面參照附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方案作出更為詳細(xì)地說(shuō)明。
考慮蜂窩移動(dòng)通信單小區(qū)以組播方式傳輸?shù)南滦蠴FDM系統(tǒng)，基站向用戶(hù)傳輸非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，假設(shè)小區(qū)中分布若干移動(dòng)用戶(hù)，具有相同業(yè)務(wù)要求的用戶(hù)組成組播組，每個(gè)組播組中的用戶(hù)使用同一子信道同時(shí)接收基站下傳的相同業(yè)務(wù)，設(shè)信道狀況在每個(gè)傳輸時(shí)間間隔(TTI)內(nèi)保持不變?；静捎米赃m應(yīng)調(diào)制編碼(AMC)技術(shù)在每個(gè)TTI根據(jù)子載波的信道狀態(tài)信息(CSI)實(shí)現(xiàn)組播組調(diào)制編碼方式(MCS)的更新，以提高系統(tǒng)頻譜利用率。
自適應(yīng)調(diào)制編碼基帶傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示，基站將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分組后進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)制編碼，經(jīng)過(guò)功率控制器后發(fā)送數(shù)據(jù)；用戶(hù)將接收到的信息進(jìn)行譯碼解調(diào)，然后進(jìn)行信道估計(jì)，并將信道估計(jì)的結(jié)果通過(guò)反饋信道反饋到基站，基站根據(jù)反饋信息進(jìn)行信道預(yù)測(cè)，然后根據(jù)信道預(yù)測(cè)結(jié)果在每個(gè)TTI為組播組更新MCS。假設(shè)系統(tǒng)支持N個(gè)MCS，按速率由低到高依次為MCS1，MCS2，…，MCSN，對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸速率分別為R1，R2，…，RN，這N個(gè)MCS對(duì)應(yīng)的最低信干噪比值為T(mén)1，T2，…，TN，設(shè)所有用戶(hù)的信干噪比值均不低于T1，分別用1，2，…，N對(duì)區(qū)間[T1，T2)，[T2，T3)…，[TN，∞)進(jìn)行標(biāo)號(hào)，如圖2所示。在每個(gè)TTI，小區(qū)中的移動(dòng)用戶(hù)將自身信干噪比值所處的區(qū)間序號(hào)用|log2(N)|+1比特信息反饋到基站，其中|x|表示不超過(guò)|x|的最大整數(shù)；基站以組播組中每個(gè)用戶(hù)前20個(gè)調(diào)度周期反饋的信干噪比區(qū)間序號(hào)為預(yù)測(cè)序列，建立Markov預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)下一調(diào)度周期用戶(hù)的信干噪比區(qū)間序號(hào)；然后根據(jù)組播組中每個(gè)用戶(hù)的信干噪比區(qū)間序號(hào)預(yù)測(cè)值以系統(tǒng)吞吐量最大為目標(biāo)為該組播組選擇調(diào)制編碼方式。基站為組播組選擇調(diào)制編碼方式的過(guò)程如圖3所示，其中Markov區(qū)間序號(hào)預(yù)測(cè)過(guò)程如圖4所示。
有關(guān)文獻(xiàn)指出，用一階Markov模型對(duì)信道建模可以獲得足夠精確的結(jié)果，因此我們考慮一階Markov過(guò)程。移動(dòng)臺(tái)的信干噪比區(qū)間序號(hào)有N個(gè)取值，從一個(gè)取值轉(zhuǎn)移到另一個(gè)取值的過(guò)程是隨機(jī)的，并且具有狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率，因此可以建立一條有N個(gè)狀態(tài){1，2，…，N}的Markov鏈。假設(shè)統(tǒng)計(jì)資料有連續(xù)20個(gè)TTI信干噪比區(qū)間序號(hào)的值，取值分別為s1，s2，…，s20∈{1，2，…，N}，定義

為第i狀態(tài)經(jīng)r步轉(zhuǎn)移到第j狀態(tài)的概率，則 其中

表示在狀態(tài)轉(zhuǎn)移序列s1，s2，…，s20中出現(xiàn)第i狀態(tài)經(jīng)r步轉(zhuǎn)移到第j狀態(tài)的次數(shù)，Ni表示在該狀態(tài)轉(zhuǎn)移序列中第i狀態(tài)出現(xiàn)的次數(shù)，進(jìn)而該Markov鏈的r步狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣為 本發(fā)明使用6步Markov預(yù)測(cè)，則經(jīng)Markov鏈預(yù)測(cè)的移動(dòng)用戶(hù)下一個(gè)TTI信干噪比區(qū)間序號(hào)為 其中ω1，ω2，…，ω6是記憶系數(shù)，與Markov鏈的狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率密切相關(guān)。一般地，后來(lái)數(shù)據(jù)比先前數(shù)據(jù)對(duì)預(yù)測(cè)值的貢獻(xiàn)大，因此本發(fā)明用預(yù)測(cè)序列的相關(guān)性確定記憶系數(shù)。確定記憶系數(shù)ω1，ω2，…，ω6的步驟如下 (1)計(jì)算序列s1，s2，…，s20的均值s和標(biāo)準(zhǔn)差σ，其中均值方差 (2)計(jì)算各階自相關(guān)系數(shù)λr，其中 (3)對(duì)各階自相關(guān)系數(shù)λr規(guī)范化，得到記憶系數(shù) 基站根據(jù)組播組中所有移動(dòng)臺(tái)反饋的信干噪比區(qū)間序號(hào)為該組播組選擇MCS。設(shè)某個(gè)組播組有K個(gè)用戶(hù)，這K個(gè)用戶(hù)在某個(gè)TTI的信干噪比區(qū)間序號(hào)預(yù)測(cè)值分別為

基站統(tǒng)計(jì)這K個(gè)信干噪比區(qū)間序號(hào)的取值，設(shè)這K個(gè)信干噪比區(qū)間序號(hào)取值為1，2，…，N的個(gè)數(shù)分別為m1，m2，…，mN，則顯然有下式成立 此時(shí)，若選擇MCSn作為該組播組下行傳輸?shù)腗CS，則該組播組下行頻譜利用率為 將該組播組下行頻譜利用率R(1)，R(2)，…，R(N)進(jìn)行比較，選擇最大者對(duì)應(yīng)的調(diào)制編碼方式作為下一個(gè)調(diào)度周期該組播組的調(diào)制編碼方式，也即
權(quán)利要求
1.適應(yīng)于移動(dòng)組播系統(tǒng)的自適應(yīng)調(diào)制編碼方法，在該方法中，基站將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分組后進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)制編碼，經(jīng)過(guò)功率控制器后發(fā)送數(shù)據(jù)；用戶(hù)將接收到的信息進(jìn)行譯碼解調(diào)，一方面將譯碼解調(diào)結(jié)果分組輸出，另一方面進(jìn)行信道估計(jì)，并將信道估計(jì)獲得的反饋信息通過(guò)反饋信道反饋到基站，基站根據(jù)反饋信息進(jìn)行信道預(yù)測(cè)，然后根據(jù)信道預(yù)測(cè)結(jié)果在每個(gè)調(diào)度周期更新調(diào)制編碼方式。其特征在于，用戶(hù)進(jìn)行信道估計(jì)后，提取信干噪比區(qū)間序號(hào)，并將提取的區(qū)間序號(hào)反饋給基站，區(qū)間序號(hào)的預(yù)測(cè)方法是根據(jù)移動(dòng)用戶(hù)前20個(gè)調(diào)度周期反饋的信干噪比區(qū)間序號(hào)建立Markov模型預(yù)測(cè)下一調(diào)度周期用戶(hù)的信干噪比區(qū)間序號(hào)，組播組調(diào)制編碼方式的確定方法是根據(jù)組播組頻譜利用率最大化原則為每個(gè)組播組選擇調(diào)制編碼方式。對(duì)于每個(gè)組播組，該方法的實(shí)現(xiàn)步驟為
第一步用戶(hù)根據(jù)信道估計(jì)所獲得的信干噪比值，與每種調(diào)制編碼方式的最低信干噪比值進(jìn)行比較，從而得出該用戶(hù)的信干噪比區(qū)間序號(hào)，然后通過(guò)專(zhuān)用反饋鏈路將該區(qū)間序號(hào)反饋給基站；
第二步基站以組播組中每個(gè)用戶(hù)前20個(gè)調(diào)度周期反饋的信干噪比區(qū)間序號(hào)為預(yù)測(cè)序列，建立Markov預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)下一調(diào)度周期用戶(hù)的信干噪比區(qū)間序號(hào)；
第三步基站根據(jù)組播組中每個(gè)用戶(hù)的信干噪比區(qū)間序號(hào)預(yù)測(cè)值以系統(tǒng)吞吐量最大為目標(biāo)為該組播組選擇調(diào)制編碼方式。
2.如權(quán)利要求1所述的適應(yīng)于移動(dòng)組播系統(tǒng)的自適應(yīng)調(diào)制編碼方法，其特征在于，第二步驟中的下一調(diào)度周期用戶(hù)的信干噪比區(qū)間序號(hào)的預(yù)測(cè)是通過(guò)加權(quán)Markov預(yù)測(cè)方法進(jìn)行的，其具體步驟包括
①將每個(gè)用戶(hù)的預(yù)測(cè)序列s1，s2，…，s20，即該用戶(hù)前20個(gè)調(diào)度周期反饋的區(qū)間序號(hào)值看作一個(gè)以{1，2，…，N}為其狀態(tài)的一階Markov鏈，N為系統(tǒng)所支持的調(diào)制編碼方式的種數(shù)，統(tǒng)計(jì)從第i狀態(tài)經(jīng)r步轉(zhuǎn)移到第j狀態(tài)的次數(shù)，用該次數(shù)統(tǒng)計(jì)值與預(yù)測(cè)序列中第i狀態(tài)出現(xiàn)的總次數(shù)的比值作為第i狀態(tài)經(jīng)r步轉(zhuǎn)移到第i狀態(tài)的轉(zhuǎn)移概率
；以轉(zhuǎn)移概率
為元素組成r步狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣其中i，j∈{1，2，…，N}，r＝1，2，…，6；
②求①中Markov鏈的r步記憶系數(shù)ωr；
③根據(jù)用戶(hù)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣，以區(qū)間序號(hào)預(yù)測(cè)值作為下一個(gè)調(diào)度周期該用戶(hù)信干噪比區(qū)間序號(hào)的預(yù)測(cè)值。
3.如權(quán)利要求1所述的適應(yīng)于移動(dòng)組播系統(tǒng)的自適應(yīng)調(diào)制編碼方法，其特征在于，其實(shí)現(xiàn)步驟中的第三步組播組調(diào)制編碼方式的選擇方法包括以下步驟
①基站根據(jù)組播組中每個(gè)用戶(hù)信干噪比區(qū)間序號(hào)的預(yù)測(cè)值，得到對(duì)應(yīng)的頻譜利用率；
②計(jì)算每個(gè)組播組采用第n種調(diào)制編碼方式時(shí)的頻譜利用率Rn為每個(gè)用戶(hù)選擇第n種調(diào)制編碼方式時(shí)的頻譜利用率，
為組播組所有用戶(hù)中區(qū)間序號(hào)預(yù)測(cè)值為i′的用戶(hù)數(shù)，i′∈{1，2，…，N}；
③基站選擇R(1)，R(2)，…，R(N)中最大者對(duì)應(yīng)的調(diào)制編碼方式作為下一個(gè)調(diào)度周期該組播組的調(diào)制編碼方式。
4.如權(quán)利要求2所述的適應(yīng)于移動(dòng)組播系統(tǒng)的自適應(yīng)調(diào)制編碼方法，其特征在于，計(jì)算Markov鏈的r步記憶系數(shù)ωr的方法是
1)計(jì)算預(yù)測(cè)序列s1，s2，…，s20的均值，方差
2)計(jì)算r步自相關(guān)系數(shù)
3)將r步自相關(guān)系數(shù)規(guī)范化，得到記憶系數(shù)
全文摘要
適用于移動(dòng)組播系統(tǒng)的自適應(yīng)調(diào)制編碼方法涉及一種在移動(dòng)組播系統(tǒng)中為每個(gè)組播組選擇調(diào)制編碼方式的方法。在系統(tǒng)的每個(gè)調(diào)度周期，基站將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分組后進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)制編碼，經(jīng)過(guò)功率控制器后發(fā)送數(shù)據(jù)；用戶(hù)將接收到的信息進(jìn)行譯碼解調(diào)，一方面將譯碼解調(diào)結(jié)果分組輸出，另一方面從信道估計(jì)結(jié)果中提取的信干噪比區(qū)間序號(hào)反饋給基站，基站以每個(gè)用戶(hù)前20個(gè)調(diào)度周期反饋的信干噪比區(qū)間序號(hào)建立一階Markov鏈預(yù)測(cè)下一個(gè)調(diào)度周期每個(gè)用戶(hù)的信干噪比區(qū)間序號(hào)，然后根據(jù)系統(tǒng)頻譜利用率最大化原則為每個(gè)組播組選擇調(diào)制編碼方式。本發(fā)明的Markov區(qū)間序號(hào)預(yù)測(cè)方法可以大大節(jié)省反饋開(kāi)銷(xiāo)，能夠獲得較高的系統(tǒng)頻譜利用率。
文檔編號(hào)H04W28/18GK101415208SQ20081023619
公開(kāi)日2009年4月22日 申請(qǐng)日期2008年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月26日
發(fā)明者唐蘇文, 錢(qián)文玲, 明 陳 申請(qǐng)人:東南大學(xué)