摘要：從系統(tǒng)實現(xiàn)的角度考慮,選擇了在無線信道中采用變速率的

1、摘要：從系統(tǒng)實現(xiàn)的角度考慮，選擇了在無線信道中采用變速率的QAM調(diào)制方式；m-QAM是一種高頻帶利用率的調(diào)制技術(shù)，對高容量，高速率傳輸?shù)牡谌苿油ㄐ畔到y(tǒng)具有廣闊的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：離散變速度QAM；移動通信；自適應(yīng)調(diào)制技術(shù)1自適應(yīng)通信系統(tǒng)模型圖1表示自適應(yīng)通信系統(tǒng)的功能框圖，指示信號是發(fā)送端發(fā)送的用來便于接收端信道估計的信號，這樣信道的衰減參數(shù)a和功能夠在信道的估計單元恰當(dāng)?shù)墓烙嫵鰜?。根?jù)信道的估計值a，判決單元選擇傳輸?shù)墓β屎退俾?，然后將選擇好的參數(shù)來配置解調(diào)單元和通過反饋回路傳送給發(fā)送單元。另外我們假設(shè)通信系統(tǒng)保持系統(tǒng)配置的時間為 is。2自適應(yīng)M-QAM調(diào)制在AWGN信道上采用M-QA

2、M調(diào)制方案，并且采用格雷編碼方案，這樣系統(tǒng)的誤碼率BER近似為：需要注意的是在M4和BER10-2時，近似BER是精確誤碼率的上限。在接下來的分析中，我們將會經(jīng)常用到這個近似式，這是由于便于把M-QAM調(diào)制后的信道容量表示為載干比CNR和誤碼率BER。假設(shè)系統(tǒng)中具有理想的Nyquist脈沖和給定的載干比和BER，我們便得到連續(xù)速率的M-QAM調(diào)制的頻譜利用率近似的反變換：K0=In(5BER0)。自適應(yīng)連續(xù)(ACR)M-QAM調(diào)制方案來改變每個符號所代表的比特數(shù)目以用來適應(yīng)信道的實時變化，很明顯看出符號所代表的比特數(shù)目并不一定是整數(shù)。盡管連續(xù)調(diào)制是可能的，當(dāng)實踐證明研究自適應(yīng)離散(ADR)M-

3、QAM調(diào)制方案更有實用意義，即將星座圖尺寸M，限制與2 n(n是正整數(shù))。后面提到的方案的主要思想是通過改變調(diào)制星座圖尺寸的大小來適應(yīng)信道的變化特性。具體的分配方法如下：接收端載干比分成N+1個區(qū)域，星座圖尺寸Mn也分配到第n個區(qū)域(n=0，1，N)。當(dāng)接收端的載干比CNR的估計值落在第n區(qū)域中時，系統(tǒng)采用星座圖尺寸Mn的調(diào)制方案來傳輸信號?？梢缘玫絅MF信道上的ACRM-QAM調(diào)制方案的頻譜利用率而NMF信道上采用ADRM-QAM調(diào)制方案的頻帶利用率( ard，/W)是N+l個區(qū)域一上的數(shù)據(jù)速率(log2Mn=n)加權(quán)之后的和。圖2表示出ADRMQAM和ACR-MQAM這兩種調(diào)制方案在目標(biāo)誤

4、碼率為BER0=10-3時對于m=2情況的分析結(jié)果。另外圖中還顯示出其他兩種情況：功率固定而速率變化導(dǎo)致的單位帶寬上的信道容量和在原始信道上僅采用非自適應(yīng)方案，即為2-QAM(BPSK)所帶來的頻帶利用率。在NMF信道上采用2-QAM(BPSK)時，系統(tǒng)的頻帶利用率將會由上式所推導(dǎo)。從圖中可以看出ACR-MOAM所帶來的頻帶利用率跟單位帶寬仙農(nóng)容量相差在5dB之間，ADR-MQAM所帶來的頻帶利用率比之將僅會嚴(yán)重1。2dB左右，然而采用BPSK這種方案時，系統(tǒng)的頻譜利用率將會受到非常嚴(yán)重的損失。3自適應(yīng)調(diào)制技術(shù)在衰落信道中的應(yīng)用本系統(tǒng)利用自適應(yīng)調(diào)制方案來解決信道的時變性所帶來的問題。該系統(tǒng)利用

5、64QAM作為最大的調(diào)制層數(shù)，當(dāng)信道條件滿足它所需要的要求時。在信道上將傳輸包含六個比特信息的符號流，而當(dāng)信道條件相當(dāng)惡劣時采用BPSK調(diào)制方式TDD系統(tǒng)用于上下行鏈路的同步傳輸，基站和移動臺使用相同的頻率，可以假定上下行鏈路之間的信道情況是相關(guān)的，而業(yè)務(wù)量主要集中下行鏈路中，為不對稱業(yè)務(wù)。由移動臺對下行鏈路的SNR進(jìn)行測量，并將測量結(jié)果輸入到預(yù)測器中。預(yù)測器進(jìn)行定期的預(yù)測，移動臺進(jìn)行相應(yīng)的判決。根據(jù)SNR選擇何種調(diào)制方式。這種判決為查表方式，即根據(jù)要求的BER和SNR選擇何種調(diào)制方式。移動臺的判決被存儲到緩存器中，然后借助上行控制鏈路將其發(fā)送到基站。最后由基站來決定下行鏈路的調(diào)制采用何種方式

6、，再將這一判決結(jié)果送到移動臺，移動臺據(jù)此準(zhǔn)備接收。由于采用TDD系統(tǒng)，下行鏈路的信道情況可以由上行鏈路的分析進(jìn)行測量。但由于上下行鏈路的業(yè)務(wù)是不對稱的，這就需要在上行鏈路中經(jīng)常傳輸導(dǎo)頻信號。所以，建議將下行鏈路的檢測和預(yù)測部分放在移動臺上。盡管由于上行鏈路的業(yè)務(wù)量不大，所需傳輸時間不長，但是必需要保證其傳輸質(zhì)量，因此上行鏈路的調(diào)制同樣要適應(yīng)信道情況變化。為了評估所建議的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，作者進(jìn)行了一些仿真實驗。仿真的對象是基站與一個移動臺的通信，在仿真中忽略了移動臺之間的相互影響，同時我們假設(shè)給定時刻之后的一定時間長度的信道條件己知。本次仿真結(jié)果適合于FDD與TDD方式的通信系統(tǒng)，適合的前提條件為信道

7、的預(yù)測是正確無誤的。對于接收機(jī)對SCR的預(yù)測問題，我們采用每次的調(diào)制層數(shù)的選擇是針對于512個連續(xù)的調(diào)制符號。這就意味著信道評估單元與預(yù)測單元是工作在BW/512這樣的速率下，BW是信道帶寬。這樣數(shù)據(jù)比特流被調(diào)制以及在噪聲信道中傳輸。方差變化的高斯白噪聲用來仿真信道條件的不同模型。信號的接收端將己調(diào)信號解調(diào)從而得到相應(yīng)的比特數(shù)據(jù)，并與原始數(shù)據(jù)相比較，得到誤比特數(shù)的相對值和絕對值。設(shè)計了七種仿真，前三種是采用不同誤差判決值的自適應(yīng)調(diào)制解調(diào)方案的情況，后四種分別是采用BPSK，4QAM，16QAM和64QAM的情況。每一種情況在時間上分成29個間隔，每個間隔又包含的48個時隙(每個時隙由512個符號組成)?；疑硎景l(fā)送的比特數(shù)，而黑色表示錯誤的比特數(shù)。BERmax：傳輸中最大的誤比特數(shù)(針對時隙而言)；BER：傳輸中平均誤比特數(shù)；BERmin：傳輸中最小的誤比特數(shù)(針對時隙而言)。根據(jù)仿真結(jié)果可以看出，采用自適應(yīng)調(diào)制技術(shù)使誤比特率保持在某個常量附近，相反采用一般調(diào)制方式在遇到信道衰落時產(chǎn)生誤比特率的大