專利名稱：一種自適應正交頻分復用(ofdm)系統(tǒng)中的反饋信息傳輸方法
技術領域：
本發(fā)明涉及自適應正交頻分復用(OFDM)系統(tǒng)，尤其涉及自適應OFDM系統(tǒng)中反饋信息傳輸方法。
背景技術：
在OFDM系統(tǒng)中使用自適應調制編碼(AMC)，信道質量指示符(CQI)需被反饋給發(fā)信端以選擇合適的調制編碼方案(MCS)。在高級OFDM系統(tǒng)，具有鏈路自適應技術，例如自適應調制和編碼(AMC)、混合自動重傳(HARQ)和動態(tài)資源分配(DRA)。
應注意的是，在快衰落環(huán)境中，由于移動臺的高速移動引起相干時間較小，因而AMC在快衰落環(huán)境中不能有效地工作。而HARQ對信道估計誤差也不是很敏感。因此，在鏈路自適應系統(tǒng)中，AMC通常與HARQ結合，以改善系統(tǒng)誤比特率(BER)。在HARQ方法中，確認/非確認(ACK/NACK)信息需被反饋以提醒發(fā)信端需一個新的傳輸幀或重復幀。目前，類型II的HARQ比類型III的HARQ更普遍。因為III型雖然靈活，但需要相當大的信令開銷。一般說AMC和HARQ結合，通常指的是AMC和類型II的HARQ工作在一起，此時發(fā)端數(shù)據(jù)的編碼調制方式在一個HARQ的重傳過程中保持不變，HARQ工作在“Chase合并模式”或“步進冗余模式”。
在現(xiàn)有的使用AMC和HARQ的移動系統(tǒng)中，信道質量信息和ACK/NACK信息被分別反饋給發(fā)信端。根據(jù)系統(tǒng)結構，對AMC，子信道使用的CQIs通過上行控制信道被反饋；對HARQ，ACK/NACK信息通過唯一的或獨立的上行控制信道被返回。如果應用了DRA，對每個用戶，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結合的反饋機制。當移動終端(MT)正確接收接入點(AP)發(fā)出的數(shù)據(jù)后，向接入點反饋ACK/NACK信息和CQI信息。在這樣的反饋機制中，ACK/NACK信息和CQI信息總是被捆綁傳輸?shù)?，導致信令開銷增大。而且，接入點(AP)是根據(jù)上報的CQI來判斷是否需要改變調制編碼方案的。如果接收到的CQI沒有變化或變化不大，則接入點(AP)的調制編碼方案不會改變，那么每次都反饋CQI信息必將使信令開銷無端增大，浪費系統(tǒng)資源。
圖2顯示了傳統(tǒng)的OFDM系統(tǒng)的AMC、HARQ和DRA結合的反饋機制。在AMC周期，反饋情況與圖1所示相同。在一個DRA周期的末尾，每個用戶(移動終端)向接入點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OFDM系統(tǒng)中的子信道的數(shù)目相當大的時候，如512或1024。
發(fā)明內容
由于太多信令信息將導致系統(tǒng)效率降低以及上行鏈路干擾加強，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現(xiàn)的一種自適應正交頻分復用(OFDM)系統(tǒng)中的反饋信息傳輸方法，在OFDM系統(tǒng)中結合自適應調制和編碼(AMC)技術和混合自動重傳(HARQ)技術，包括以下步驟a、移動終端接收到接入點發(fā)出的數(shù)據(jù)后，向所述接入點發(fā)送確認/非確認(ACK/NACK)信息，同時測量信道的信道質量并得到信道質量指示符(CQI)；b、所述移動終端判斷一段時間內測量到的CQI是否為好的信道質量，如果是，則向接入點發(fā)送所述CQI，如果否，則不發(fā)送所述CQI。
步驟b中，如果CQI超過一個預定閾值，則表示好的信道質量。判斷一段時間內測量到的CQI是否為好的信道質量包括在移動終端設置一個計數(shù)器，當測量到的CQI不小于所述預定值，則計數(shù)器加一，當測量到的CQI小于所述預定閾值，則計數(shù)器減一，如果計數(shù)器在一段時間內累計的的值不小于一個設定值，則表示在該一段時間內信道質量是好的。
如果在OFDM系統(tǒng)中再結合動態(tài)資源分配(DRA)技術，則在一個DRA周期末期，接收端把信道質量好的子信道上的CQI發(fā)送給接入點。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施例中得到。
附圖簡要說明圖1是傳統(tǒng)的OFDM系統(tǒng)中結合AMC和HARQ的反饋機制；圖2是傳統(tǒng)的OFDM系統(tǒng)中結合AMC、HARQ和DRA的反饋機制；圖3是根據(jù)本發(fā)明的OFDM系統(tǒng)中結合AMC和HARQ的例子；圖4是根據(jù)本發(fā)明的OFDM系統(tǒng)中結合AMC、HARQ和DRA的例子。
具體實施例方式
在OFDM系統(tǒng)的鏈路自適應技術中，我們可以把鏈路自適應技術定義為3個等級。最高的等級為DRA，其可以提高整個系統(tǒng)的吞吐量，即提高單位時間內正確接收的信息量；第二級是AMC，其可以在信道質量變化的情況下，達到目標BER并能節(jié)約消耗的功率；第三等級是最低的等級HARQ，其能通過重發(fā)源數(shù)據(jù)改善BER。當AMC，HARQ和DRA結合在自適應OFDM系統(tǒng)中時，每種技術的一個過程所用的時間大小關系如下Tdra≥Tamc≥Tharq在自適應OFDM系統(tǒng)中，DRA的一個主要功能之一是把合適的時頻單元(TFU)分配給不同的用戶，而AMC負責根據(jù)預知的信道質量選擇合適的MCS。假設一個DRA過程所用的時間是Tdra，一個AMC過程所用的時間是Tamc，則Tdra為Tamc的整數(shù)倍。如果信道時變比AMC過程快，其中AMC甚至已經(jīng)使用業(yè)務許可的最低階MCS，還是可能由于反饋時延而對下一幀傳輸為無效，因而需在OFDM系統(tǒng)中結合HARQ來改善BER。
下面是在OFDM系統(tǒng)中同時結合AMC和HARQ的實施例，如圖3所示。
在OFDM系統(tǒng)中，假定當前MCS在第二等級鏈路自適應技術AMC。系統(tǒng)根據(jù)當前誤碼率/誤比特率(PER/BER)或來自高層的指示符判斷是否需要應用第三等級鏈路自適應技術HARQ。當需要時，除AMC外還應用II類型的HARQ，并為信道的CQI測量初始化計數(shù)器。
移動終端一旦接收到接入點發(fā)出的數(shù)據(jù)，就計算信道的CQI并將其與預定義的閾值Гh進行比較。如果CQI＞Гh，則表示當前信道質量好，計數(shù)器加1，否則表示當前信道質量不夠好，計數(shù)器減1。接著移動終端將計數(shù)器值與一個確定的值k比較。設置k的目的是這樣的如果計數(shù)器連續(xù)加1，則表示在一段時間內信道質量都是好的，當累積到一定的時間長度后，就可以向接入點發(fā)送CQI，告知接入點端，信道質量在一段時間內都很好。當然，如果計數(shù)器的值一直未能超過設定的值，則表示在一段時間內信道質量是時好時差的，就沒有必要向接入點發(fā)送CQI。
那么如果計數(shù)器值＜＝k，則移動終端解碼接收到的數(shù)據(jù)后根據(jù)HARQ協(xié)議僅向接入點返回ACK/NACK信息。如果計數(shù)器值＞＝k，表明子信道的信道質量在k時段很好，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，接入點將原來的調制編碼方案(MCS)更新為MCS’，并返回到本實施例的開頭，在OFDM系統(tǒng)中，當前MCS在第二等級鏈路自適應技術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兩個參數(shù)，對兩個參數(shù)在不同取值的情況下，測量仿真系統(tǒng)的性能。在得到的該組系統(tǒng)性能當中，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)除了應用AMC、HARQ外，還結合DRA。DRA的主要功能是把用戶認為最好的子信道分配給每個用戶。為此用戶(即移動終端)需要在一個DRA周期向接入點上報所有子信道上的CQIs，接入點選擇CQI最高即信道質量最好的子信道，將其分配給用戶。當有大量子信道時，信令量無疑是很大的。因此，為每個用戶上報每個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量上報給接入點就可以了。如圖3所示為OFDM系統(tǒng)除了應用AMC、HARQ外，還結合DRA的例子。首先，在DRA過程末期，移動終端計算系統(tǒng)中所有子信道上的CQI，并按CQI值的大小進行降序排列；然后，移動終端選擇前L個子信道和當前子信道的CQI并返回給接入點。L是用戶認為具有較好信道質量的子信道數(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OFDM系統(tǒng)中有128個子信道，且系統(tǒng)總的傳輸能力是20Mbps，那么每個子信道的平均傳輸能力為(20/128)Mbps，假設某個用戶的速率請求為2Mbps，則該用戶最少需要傳遞2/(20/128)＝12.8個(約為13個)子信道，假定該用戶目前占用了10個子信道且不與按降序排列的前13個子信道重合，那么該用戶最多只需重傳L＝10+13＝23個子信道的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，即使當有大量的子信道時，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。
權利要求
1.一種自適應正交頻分復用(OFDM)系統(tǒng)中的反饋信息傳輸方法，在OFDM系統(tǒng)中結合自適應調制和編碼(AMC)技術和混合自動重傳(HARQ)技術，其特征在于，包括以下步驟a、移動終端接收到接入點發(fā)出的數(shù)據(jù)后，向所述接入點發(fā)送確認/非確認(ACK/NACK)信息，同時測量信道的信道質量并得到信道質量指示符(CQI)；b、所述移動終端判斷一段時間內測量到的CQI是否為好的信道質量，如果是，則向接入點發(fā)送所述CQI，如果否，則不發(fā)送所述CQI。
2.如權利要求1所述的一種自適應正交頻分復用(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超過一個預定閾值，則表示好的信道質量。
3.如權利要求1所述的一種自適應正交頻分復用(OFDM)系統(tǒng)中的反饋信息傳輸方法，其特征在于，步驟b中，判斷一段時間內測量到的CQI是否為好的信道質量包括在移動終端設置一個計數(shù)器，當測量到的CQI不小于所述預定值，則計數(shù)器加一，當測量到的CQI小于所述預定閾值，則計數(shù)器減一，如果計數(shù)器在一段時間內累計的的值不小于一個設定值，則表示在該一段時間內信道質量是好的。
4.如權利要求1，2或3中的任一項所述的一種自適應正交頻分復用(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)中再結合動態(tài)資源分配(DRA)技術，則在一個DRA周期末期，接收端把信道質量好的子信道上的CQI發(fā)送給接入點。
5.如權利要求4所述的一種自適應正交頻分復用(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CQI。
6.如權利要求5所述的一種自適應正交頻分復用(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正交頻分復用(OFDM)系統(tǒng)中的反饋信息傳輸方法，在OFDM系統(tǒng)中結合自適應調制和編碼(AMC)技術和混合自動重傳(HARQ)技術，包括以下步驟a.移動終端接收到接入點發(fā)出的數(shù)據(jù)后，向所述接入點發(fā)送確認/非確認(ACK/NACK)信息，同時測量信道的信道質量并得到信道質量指示符(CQI)；b.所述移動終端判斷一段時間內測量到的CQI是否為好的信道質量，如果是，則向接入點發(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OFDM系統(tǒng)中的上行鏈路干擾，提高系統(tǒng)效率。
文檔編號H04L1/18GK1567759SQ0312957
公開日2005年1月19日 申請日期2003年6月27日 優(yōu)先權日2003年6月27日
發(fā)明者宋鵬鵬, 黎光潔, 李棟 申請人:上海貝爾阿爾卡特股份有限公司