第十二章 鏈路自適應技術

第十二章

鏈路自適應技術

§12.1引言12.1.1自適應傳輸?shù)谋匾员M管有很多信號處理技術，但是信道是時變的，需要采取一些自適應的方法（自適應均衡）提高無線資源的最優(yōu)配置歸根結底：注水定理（waterfilling）傳播環(huán)境和信道特性兩個主要特點：慢時變性與傳播環(huán)境的差異性。1.慢時變性移動信道的慢時變特性可分為兩個層次慢陰影衰落:受到大型建筑物和相應障礙物阻擋造成的“陰影”效應而引起的衰落現(xiàn)象，統(tǒng)計特性服從對數(shù)正態(tài)分布模型慢平坦衰落:2

(2)慢平坦衰落：由于傳播中的多徑，亦即由于收、發(fā)天線的角度擴散，引入多徑傳輸形成的空間選擇性衰落，然而在時、頻域上是平坦的，特別是在時域上是慢變化的。若多徑傳播模型中無直達路徑，幅度服從Rayleigh分布；若存在一個主要直達路徑，則信號衰落幅度遵從Rician分布。3

2.傳播環(huán)境的差異性上行(反向)鏈路的“遠近”效應，在上行鏈路中，若小區(qū)內(nèi)各用戶發(fā)射功率相同，則到達基站后信號強度不一樣，離基站近的用戶比離基站遠的用戶信號強，這樣在基站接收端將會產(chǎn)生以強壓弱的現(xiàn)象，同時由于通信系統(tǒng)中的非線性將進一步加強這一過程，這就是所謂的“遠近”效應。下行(前向)鏈路的“角”效應，在下行鏈路中，當用戶移動臺位于小區(qū)邊緣交界處，它接收到所屬基站的信號比較弱，但同時還會受到鄰近小區(qū)基站信號的較強干擾，特別是在六角形拐角邊緣地區(qū)尤為嚴重，故稱它為“角”效應。4

12.1.2克服慢時變與傳輸信道差異性的主要措施最有效的措施是采用自適應傳輸技術，但是它必須具備兩個附加條件：一是準確的信道估計，以掌握信道狀態(tài)信息；二是具有反饋信道及時傳送信道狀態(tài)信息。根據(jù)不同類型的業(yè)務需求，自適應技術可以分為兩大類型。適應于電路交換型業(yè)務，特別是話音業(yè)務的功率自適應的功率控制技術。適應于分組交換型業(yè)務，特別是數(shù)據(jù)業(yè)務的速率自適應技術。

因為voice和data業(yè)務本質(zhì)的不同自適應：功率控制、速率控制、調(diào)制與編碼方式自適應等5自適應傳輸?shù)奈锢砟Ｐ?§12.2功率控制原理

12.2.1引入功率控制的必要性

引入功率控制的目的主要有：1、克服“陰影”效應帶來的慢衰落；2、克服由于多徑傳播、空間選擇性衰落而引入的慢平坦衰落，它也可以稱為窄帶多徑干擾；3、克服上行鏈路中“遠近”效應；4、克服下行鏈路中“角”效應；12.2.2功率控制準則

所謂功率控制是指在移動通信系統(tǒng)中根據(jù)信道變化情況以及接收到的信號電平通過反饋信道，按照一定準則控制，調(diào)節(jié)發(fā)射信號電平。功率控制準則從原理上看，可以大致分為：功率平衡準則、信噪比平衡準則、混合平衡準則以及誤碼率平衡準則。7

1、功率平衡準則功率平衡是指在接收端，對各用戶收到的信號功率應相等。2、信號干擾比SIR平衡準則SIR平衡是指接收到的信號干擾比SIR應相等。3、功率平衡和SIR平衡混合體制為了克服SIR的正反饋而帶來的系統(tǒng)不穩(wěn)定性，將功率平衡與SIR平衡相結合的混合體制準則。4、誤碼率BER平衡準則以誤碼率BER平衡作為功控準則，但是具體實現(xiàn)存在下列困難：BER與SIR或信號功率之間不存在簡單的線性對應關系，且與信道性質(zhì)有關，所以很難建立具體分析模型；存在一定時延，與求BER平均值的時間段是相互矛盾的。8

12.2.3功率控制的分類與方法

功率控制一般可以按照上、下行鏈路來分類，若從功控的方法看，可以分為開環(huán)、閉環(huán)和外環(huán)控制。1.上行(反向)功控 在移動通信中，上行(反向)功控是指控制用戶(移動臺)的發(fā)射頻率，使得基站接收到的小區(qū)內(nèi)所有用戶(移動臺)發(fā)射至基站的信號功率或信號干擾比SIR基本相等，它可克服“陰影”效應。

2.下行(前向)功控 下行鏈路中的功控實質(zhì)上是根據(jù)接收不同用戶(移動臺)導頻信號的強弱，對基站發(fā)射機功率的再分配，即為自適應(慢變化)功率分配。 下行(前向)功控是根據(jù)信道，慢變化自適應的分配各業(yè)務信道的功率份額，使小區(qū)中所有用戶(移動臺)收到的導頻信號功率或信號干擾比SIR基本相等。9

3.開環(huán)功率控制用戶移動臺(或基站)根據(jù)下行(或上行)鏈路接收到的信號強度或者SIR，對信道的衰落情況進行實時估計。開環(huán)功率控制的主要優(yōu)點是簡單易行，對付由于“陰影”效應引起的慢衰落很有效；主要缺點是對于由于空間選擇性衰落即多徑傳播引起的慢平坦衰落一般性能很差。

4.閉環(huán)功率控制利用上行基站收通過一個反饋閉合環(huán)路送至移動臺控制移動臺上行發(fā)送(反饋回路傳輸時延很小可忽略)，實現(xiàn)精確的功率控制。閉環(huán)功控主要優(yōu)點是精確度高，主要缺點是閉環(huán)功控比開環(huán)功控要復雜得多，且開銷大，若用于小區(qū)間硬切換時，易于產(chǎn)生“乒乓”式控制。

10§12.3功率控制在移動通信系統(tǒng)中的應用12.3.1IS-95系統(tǒng)中的功率控制IS-95中采用的功率控制方案，按方向可分為上行(反向)和下行(前向)功控，若按在功控過程中基站和移動臺是否同時參與，又可分為開環(huán)(不同時參與)與閉環(huán)(同時參與)兩類。在IS-95中下行(前向)鏈路優(yōu)于上行(反向)鏈路，這是由于下行采用同步碼分體制，而上行采用的是異步碼分體制。在IS-95中下行(前向)鏈路的功率控制是非重點，它可以采用較簡單的慢速閉環(huán)功率控制方案。下行功控實質(zhì)上是對下行功率的最優(yōu)分配。11

在IS-95中由于上行(反向)采用的是異步碼分體制，其性能比同步碼分的差，所以在功控要求方面要高一點；上行(反向)功率控制方案由初控、精控與外環(huán)控制三個基本部分組成。(1)初控：由移動臺完成開環(huán)入網(wǎng)功率控制以實現(xiàn)初控功能；(2)精控：由移動臺與基站之間相互配合共同完成閉環(huán)功率修正的精控功能，采用精控是由于IS-95是CDMA/FDD體制，其上、下行頻段相差45MHz，遠遠大于800MHz頻段上的相干帶寬200kHz，因此上，下行鏈路衰落是不相關的，僅僅采用單向開環(huán)是實現(xiàn)不了精確功率控制功能的；(3)外環(huán)控制：利用外環(huán)傳送在一定誤幀率質(zhì)量指標下，閉環(huán)精控中的門限閾值。

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1.開環(huán)功率控制算法確切地說開環(huán)功控主要是完成入網(wǎng)信道的功率初控，每次用戶移動臺入網(wǎng)嘗試都要通過多次入網(wǎng)探測，每次根據(jù)額定開環(huán)功率步長增加發(fā)射功率，一直到用戶移動臺接收到基站發(fā)送認可消息探測序列才結束發(fā)送。開環(huán)功控有兩個主要功能：其一是調(diào)整移動臺初始接入時發(fā)射功率，其二是補償和彌補由于路徑慢時變損耗包含“陰影”與“遠近”效應引入的衰耗。開環(huán)入網(wǎng)功控主要由移動臺完成，為了能補償上行傳播中的“陰影”效應和“遠近”效應，開環(huán)需要有較大的動態(tài)范圍：大約。

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2.閉環(huán)功率控制算法與調(diào)節(jié)步驟

閉環(huán)功控是對開環(huán)功控提供一個快速精確校正以實現(xiàn)系統(tǒng)功率自適應。閉環(huán)功控核心思路為收端提取信道估計信息并進行判斷給出功控指令，通過反饋信道傳送功控指令至發(fā)端，發(fā)端執(zhí)行并調(diào)整發(fā)送功率。對于閉環(huán)功控IS-95中僅定義了以下兩點：第一點定義了控制比特的含義：“0”表示增加功率，“1”表示減少功率；第二點控制比特速率為，其中,閉環(huán)功率控制范圍小于開環(huán)動態(tài)范圍為：。

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Qualcomm功控方案原理

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上行(反向)功率控制比特傳輸?shù)脑硎疽鈭D16

12.3.2CDMA2000中的功率控制

CDMA20001x中，上、下行RC1與RC2由于與IS-95相互兼容，所以功控方案基本上一致。與IS-95不同的是，CDMA2000中的800bps的快速功率控制不僅可以用于上行(反向)鏈路，也可以用下行(前向)鏈路中，這樣上、下行兩個方向上的功率控制速率都可以達到快速的800bps。

當上行(反向)鏈路采用門控發(fā)射技術時，上、下行功控速率均可減少到400bps和200bps，而且上行(反向)功率控制子信道還可以分成兩條獨立的控制流，其速率可以分別為400bps或者一條600bps另一條200bps，這樣在不同切換配置中，下行(前向)信道可以有各自獨立的功控。

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在CDMA2000中與IS-95兼容的無線配置為RC1、RC2，這種配置的基站是通過檢測用戶移動臺發(fā)送的連續(xù)6個Walsh函數(shù)來估計平均功率，或者信噪比值。若是RC3、RC4，這時基站則根據(jù)反向?qū)ьl信道R－PICH來估計或者信噪比值。CDMA2000信道結構比IS-95復雜得多，在CDMA2000中的功率具體執(zhí)行可分為兩大類型：公用信道上的功率控制和專用信道上的功率控制。前者又可分為：下行(前向)公用信道上的功率控制和上行(反向)公用信道上的功率控制。后者也可以分為：下行(前向)專用信道上的功率控制和上行(反向)專用信道上的功率控制。在CDMA2000中，上行(反向)鏈路的功控是由下行(前向)鏈路中基本信道或?qū)Ｓ眯诺浪南滦?前向)功率子信道執(zhí)行的。下行(前向)鏈路的功控則是由上行(反向)導頻信道所包含的上行(反向)功率控制子信道執(zhí)行的。

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上行(反向)導頻信道(R-PICH)功控子信道結構

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F/R-PCSUCH之間定時關系

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12.3.3WCDMA中的功率控制

WCDMA與IS-95以及CDMA2000系列在功率控制方面主要不同有：WCDMA功控方式包含兩種類型：非壓縮模式與壓縮模式，其中壓縮模式前面未討論過，WCDMA中功控速率由CDMA2000的800bps提高至1500bps，其抗平坦衰落能力顯著提高。WCDMA中，高層網(wǎng)絡更多的參與了功控過程。1.WCDMA的上行功率控制在WCDMA上行鏈路中僅有物理隨機接入信道(PRACH)以及上行公共分組信道(CPCH)采用開環(huán)功率控制，其余信道采用閉環(huán)功率控制。上行閉環(huán)功控同時控制一個專用物理控制信道(DPCCH)和與其相關的若干個專用物理數(shù)據(jù)信道(DPDCHs)。21

WCDMA上行功控原理

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在WCDMA中DPCCH/DPDCHs具體實現(xiàn)的功控方式含有兩種類型：非壓縮模式功率控制和壓縮模式功率控制。(1)DPCCH/DPDCHs非壓縮模式下的功控閉環(huán)控制過程原理圖如圖WCDMA上行功控原理所示小區(qū)每隔一段時隙的周期0.667ms，可以根據(jù)以下原則產(chǎn)生一組傳輸功率控制指令TPC，并通過下行鏈路傳送至移動臺。當SIRi<SIR0(j)時，TPC=1；當SIRi>SIR0(j)時，TPC=0；移動臺收到TPC指令后，調(diào)節(jié)其上行專用物理信道DPCH(含DPCCH和DPDCHs)的功率變化步長，如果TPC=1則增大，反之TPC=0則減少，而步長大小是由高層網(wǎng)絡決定。23

用戶移動臺在一個時隙0.667ms中會接收到一個或多個TPC指令，當用戶不處于軟切換處，移動臺在一個時隙中只會接收一個TPC指令，當用戶處于軟切換區(qū)且在更軟切換或接收機分集情況下，移動臺在一個時隙0.667ms中會接收到多個相同的TPC指令(來自同一小區(qū)指令)。

當用戶處于軟切換區(qū)的不同小區(qū)交界區(qū)域，移動臺在一個時隙0.667ms中會接收到來自不同小區(qū)并不相同的TPC指令，如果在一個時隙0.667ms中收到多個TPC指令，用戶移動臺可以將多個TPC指令合并成一個TPC－CMD指令。具體合并得到TPC－CMD算法包含兩種類型，采用那種類型是由用戶的特征參數(shù)決定的，并且由網(wǎng)絡設置。

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(2)DPCCH/DPDCHs壓縮模式下的功控

在WCDMA中為了在功控和切換時獲得更準確的信道狀態(tài)信息，特別是對不同的頻點需要進行實時的信道測量。

實現(xiàn)實時信道測量主要有兩種手段：一種是采用雙接收機方案，即信息通信與信道測量各采用一套接收機，它太復雜且不經(jīng)濟；另一種方案就是采用時隙化的壓縮模式，即在傳送信息的某一段時隙將信息位時間上壓縮，功率上擴展，以空出一時段供作對其它頻點進行測量用。

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上行鏈路中幀結構的壓縮傳輸

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在壓縮模式中為了保證壓縮后的質(zhì)量(EBR、FBR等)，需要增大壓縮時隙的功率，且功率增大數(shù)量與傳輸時間壓縮減少量相對應。何時需要進行數(shù)據(jù)幀的壓縮取決于網(wǎng)絡。在壓縮模式傳輸中可能有幾個時隙內(nèi)停止發(fā)送TPC指令，所以在壓縮模式下功率控制的目標是在經(jīng)過一段發(fā)射間隔之后，盡可能恢復信噪比SIR，使其接近目標信噪比SIR。在下行壓縮模式中，由于壓縮期間不發(fā)送TPC指令，發(fā)射間隔中就不存在功控，所以上行DPCCH/DPDCHs的發(fā)射功率在發(fā)射間隔中保持不變。當上、下行壓縮模式同時發(fā)生時，上行DPCCH/DPDCHs發(fā)射在發(fā)射間隔中產(chǎn)生中斷。

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在每個發(fā)射間隔之后，壓縮模式下的功率控制算法有兩種可能，采用哪種由高層信令通知。第一種算法，步長不變，且在壓縮模式中仍然采用通常的發(fā)射功率控制。第二種算法在每個發(fā)射間隔后的一個或多個時隙(稱為恢復周期)中仍采用通常功控算法，但采用恢復功率控制步長而不是，取為3dB與2之間的較小值，一旦恢復周期后，就執(zhí)行以為步長的通常功率控制算法。28

2.WCDMA中的下行功率控制

下行主/輔公共物理信道P/SCCPCH不進行功率控制。它們功率慢變化是由網(wǎng)絡設定的。因此下行功控與上行一樣主要是針對DPCCH/DPDCHs。它們功控原理與上行一樣采用三環(huán)：開環(huán)、閉環(huán)、外環(huán)控制。29

WCDMA下行功控原理圖

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下行功控一般采用快速閉環(huán)功控與慢速功控交替進行，決定兩者之間的主要參量是功控搜控速率與慢功控周期即上行鏈路發(fā)射掛起時間，它們都是通過網(wǎng)絡高層信令來設置的。站址選擇分集發(fā)射功率控制SSDT，它是在軟切換模式下一種可以選擇的宏分集方法。用戶從激活集合中選擇一個區(qū)作為“基本小區(qū)”，其它小區(qū)均為“非基本小區(qū)”，SSDT首要目標是在下行鏈路中從最好的小區(qū)中發(fā)射信號以減少軟切換時多路發(fā)射引入的干擾，其次是在沒有網(wǎng)絡干預情況下實現(xiàn)快速站址選擇，以保證軟切換的優(yōu)點。

31§12.4無線資源的最優(yōu)分配

現(xiàn)代移動通信系統(tǒng)的無線資源分類1、能量資源；2、時間資源；3、頻率資源；4、空間資源；容量、覆蓋與干擾之間的矛盾關系單個利益最大化和系統(tǒng)總的利益最大化是否統(tǒng)一？32

對于迭加性、高斯白噪聲限頻信道，令高斯噪聲的功率譜為，則噪聲總功率為，其中是信道帶寬。又令輸入信號功率譜為，信號總功率受限，即為。只有當信號功率譜與噪聲功率譜之和為常數(shù)條件時，才能達到總信道容量最大要求。物理含義：在總功率受限的情況下，噪聲較大的地方，盡量不分配功率，分配也不能帶來多大的容量。在噪聲較小的地方，盡可能分配大的功率，帶來更大的容量。充分利用功率（能者多勞，效率優(yōu)先）12.4.1注水定理33

(1)若，即，則有(2)若，即，則必須將這部分頻段剔除。（超出水面）

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假設系統(tǒng)有個子載波，每個子信道都是加性高斯信道，第個信道的信號功率為，噪聲功率，對應的子信道容量為：。則總信道容量為：

滿足總信號功率受限條件：，采用拉格朗日乘子法可以使信道總容量達到最大，得到：

這是注水定理的離散化表示，也是多載波最優(yōu)功率分配方法12.4.2多載波信道下的最優(yōu)功率分配

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令功率約束條件為：

歸一化信道容量引入函數(shù)：

對函數(shù)取偏微分可得：

也是注水定理12.4.2多天線信道下的最優(yōu)功率分配36

基站接收信號可以表示為：如果是常數(shù)，則上述信道為高斯多用戶信道，其容量為：在平坦衰落信道下，可以假設服從Rayleigh分布，由此可知信噪比服從指數(shù)分布：為了補償衰落，調(diào)整發(fā)射功率。

12.4.3多用戶分集37

理想功率控制算法為Rayleigh衰落信道下功率控制的均值為：此時系統(tǒng)總容量為：

對于沒有功率控制的系統(tǒng)而言，則總容量為：是所有功率分布的平均只有當所有用戶的平均接收功率相等，當用戶數(shù)=無窮，Cg=Cnpc理想功控情形12.4.3多用戶分集38

理想功控的缺陷：平均功率無窮大歸一化約束條件：，在此約束下和條件下的信道容量為：

利用拉格朗日乘子法，可以構造如下函數(shù)：

對上式求偏微分，交換求導與積分的順序可得，

，如果假設，從而可得：12.4.3多用戶分集39

功率控制算法：這一算法可以描述為，當一個用戶的信道條件好時，就給它分配更多的功率，而其信道條件差時，就少分配功率，這就是多用戶分集的思想。這種方法與傳統(tǒng)的功率控制思路完全相反。對于話音業(yè)務，由于信道接入時間不確定，這種功率分配方法不適合。但對于突發(fā)性數(shù)據(jù)業(yè)務，可以這一方法功率分配。12.4.2多載波信道下的最優(yōu)功率分配

40§12.5速率自適應

目的：為了優(yōu)化在鏈路中傳送業(yè)務的容量(數(shù)量)與質(zhì)量。主要特點：業(yè)務具有突發(fā)性的不連續(xù)傳輸，上、下信道不對稱，以及對時延和時延抖動不敏感而對差錯率要求較高的非實時性業(yè)務。速率自適應實現(xiàn)的基本原理圖41

12.5.1速率自適應在2G/2.5G移動通信系統(tǒng)中的應用

GPRS中無線分組數(shù)據(jù)塊信道編碼方案

信道編碼方案碼率數(shù)據(jù)速率(Kbps)

(8時隙)總數(shù)據(jù)率(Kbps)CS-11/29.0572.4CS-2≈2/312.4107.2CS-3≈3/415.6124.8CS-4121.4171.242

GPRS系統(tǒng)根據(jù)信道狀況和業(yè)務需求動態(tài)選擇編碼類型。

EDGE(EuhancedDataRatesForGSMEvolution)是Ericsson公司提出的一種GPRS的增強型技術。它不同于GPRS，在鏈路自適應中不僅編碼方式可以選擇，而且調(diào)制方式還采用了移相8PSK調(diào)制。EDGE系統(tǒng)周期性的對下行鏈路進行測量并及時報告(反饋)給基站，根據(jù)鏈路的信道狀態(tài)，從兩種調(diào)制方式和幾種編碼方式組成的九種傳輸模式中，選擇最為適合的一種模式。傳輸模式調(diào)制方式GMSKGMSKGMSKGMSK8PSK8PSK8PSK8PSK8PSK編碼率0.530.660.81.00.370.490.760.921.043

12.5.2速率自適應的典型實例——HDR在3GPP2發(fā)布的相關標準中HDR被稱為CDMA20001xEV-DO，其中EV表示“Evolution”，即改進型，含義為性能改善且后向兼容，而DO(DataOnly，后改為DataOptimized)。CDMA20001xEV-DO與IS-95/CDMA20001x具有相同的射頻RF特性和鏈路預算，但具有獨立的1.25MHz的載波頻段。提出CDMA20001xEV-DO主要原因在于數(shù)據(jù)業(yè)務與話音業(yè)務很多方面差異很大。44

下行(前向)鏈路的自適應速率控制的實現(xiàn)可以分為下列三步：1、對不同時段(針對慢衰落、平坦衰落而言)選擇最佳服務小區(qū)，即移動臺接收來自其附近各小區(qū)發(fā)送的廣播信號，并測量和比較其信干比，移動臺選取具有最大信干比的小區(qū)作為最佳服務小區(qū)。在時段的最佳服務小區(qū)內(nèi)，對每個不同用戶選擇在不同時隙。2、在最佳服務小區(qū)內(nèi)每個用戶均同時進行上述操作。3、確定在時隙內(nèi)最佳小區(qū)向服務區(qū)內(nèi)各用戶發(fā)送分組信息

CDMA2000-1x-EV-DO系統(tǒng)的下行(前向)信道由四部分組成：導頻信道、媒介接入控制MAC信道、控制信道和業(yè)務信道。另外，MAC有兩個子信道，即反向激活RA信道和反向功率控制信道。

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下行(前向)鏈路時分幀結構

46HSDPA在WCDMA中增加了一個高速下行共享信道HS-DSCH，它與原來WCDMA中的下行共享信道DSCH相比有如下技術特點：

可變擴頻因子與快速功率控制在HSDPA中已不再采用。取而代之是采用自適應編碼調(diào)和快速混合ARQ。這個高速下行共享信道HS-DSCH就相當于3GPP2的CDMA2000CDMA20001xEV-DV中前向分組數(shù)據(jù)信道F-PDCH，用來傳送高速分組數(shù)據(jù)業(yè)務。

可變擴頻因子快速功率控制自適應編碼調(diào)制多擴頻碼操作快速混合ARQDSCH√√×√×HS－DSCH××√√√12.5.3WCDMA中增強型技術——高速下行分組接入HSDPA47

同樣為了支持該信道的正常工作又引入了：1、高速共享控制信道HS-SCCH；2、負責傳送CRC校驗結果指示信息ACK/NACK；HSDPA物理層結構

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HSDPA的基本原則是根據(jù)信道的當前狀況選擇最合適的編碼和調(diào)制方式以達到最大化系統(tǒng)吞吐量。下面給出用戶支持15個擴頻碼(用戶可支持擴頻碼數(shù)目為5/10/15)時最大吞吐量。頻譜資源與碼資源對于移動通信系統(tǒng)是非常珍貴的，鏈路自適應技術在HSDPA的應用大大提高了頻譜與擴頻碼的利用效率。

編碼速率調(diào)制方式最大數(shù)據(jù)吞吐量Mbps11/4QPSK1.821/2QPSK3.633/4QPSK5.341/216QAM7.253/416QAM10.74912.6OFDM鏈路自適應OFDM是多載波：每個載波的調(diào)制、編碼方式、功率分配都也可以不一樣有更多的自由度（載波選擇）不同的選擇，造就在每個子載波上的bit數(shù)不一樣，叫做bitload（比特裝載）5012.6.1自適應編碼調(diào)制

AMC:Adaptivemodulationandcoding假設信號帶寬為，衰落信道下的信噪比為，概率密度函數(shù)為，發(fā)射功率為，接收瞬時信噪比為則服從平均功率約束的衰落信道的信道容量如下。注水定理求解5112.6OFDM鏈路自適應12.6.1自適應編碼調(diào)制1.自適應調(diào)制模型MQAM調(diào)制下的容量界5212.6.1自適應編碼調(diào)制2.自適應編碼調(diào)制的實現(xiàn)自適應調(diào)制與信道編碼結合，分別有兩個階，組合起來就能更加精確的適配信道OFDM系統(tǒng)中，在BER性能保持近似不變的條件下，根據(jù)不同的MCS（modulationandcodingscheme）模式，將信噪比劃分為多個區(qū)間。發(fā)射端根據(jù)反饋的SINR測量值，判斷其位于哪個信噪比區(qū)間，然后選擇最優(yōu)的編碼調(diào)制方案。MCS是一個表，根據(jù)SINR的表5312.6OFDM鏈路自適應12.6.1自適應編碼調(diào)制2.自適應編碼調(diào)制的實現(xiàn)圖12.16WiMax系統(tǒng)中吞吐率與信噪比性能曲線

5412.6OFDM鏈路自適應12.6.1自適應編碼調(diào)制2.自適應編碼調(diào)制的實現(xiàn)歸一化頻譜效率總之，AMC需要有效控制三個關鍵參數(shù)：發(fā)射功率、調(diào)制階數(shù)/星座規(guī)模以及信道編碼碼率。因此需要采用合理策略對這些參數(shù)進行調(diào)整，工程實現(xiàn)中，往往需要在各種信道條件下，通過大量仿真，確定合理的精細調(diào)整算法。

5512.6OFDM鏈路自適應12.6.2HARQHARQ分為兩種，TypeI和TypeII。TypeIHARQ每次重傳相同編碼，接收端采用Chase合并方式，能夠有效獲得時間分集增益，但降低了傳輸效率。而TypeIIHARQ具有自適應特性，根據(jù)信道狀態(tài)，遞增發(fā)送碼字的冗余度，以增大正確譯碼概率，因此也稱為增量冗余(IR)方式。HARQ機制能夠進一步細化頻譜效率的調(diào)整精度，因此與AMC組合，可以獲得更精細的速率調(diào)整。5612.6OFDM鏈路自適應OFDM系統(tǒng)采用比特分配算法，根據(jù)子載波信道狀態(tài)自適應分配每個載波的比特數(shù)目；采用功率分配算法，自適應調(diào)整發(fā)射功率。但比特與功率分配具有緊密相關性，因此OFDM系統(tǒng)中，往往進行兩者的聯(lián)合分配，稱為自適應負載算法。5712.6OFDM鏈路自適應12.6.3比特與功率分配

Hughes-Hartogs提出了迭代分配算法5812.6OFDM鏈路自適應12.6.3比特與功率分配

59§12.7本章小結

本章我們介紹了鏈路自適應技術的各種類型，其中重點介紹了功率控制原理和它在2G/3G系統(tǒng)中的應用，速率自適應原理及其在3G系統(tǒng)中的應用，最后簡單介紹OFDM的鏈路自適應技術。鏈路自適應技術的理論基礎都是基于信息論中的注水定理。自適應技術的工程實現(xiàn)的目標之一就是在合理代價的前提下，盡可能的逼近理論最優(yōu)，從而最大限度的挖掘系統(tǒng)