CN1567759A - 一种自适应正交频分复用(ofdm)***中的反馈信息传输方法 - Google Patents

一种自适应正交频分复用(ofdm)***中的反馈信息传输方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种自适应正交频分复用(OFDM)***中的反馈信息传输方法，在OFDM***中结合自适应调制和编码(AMC)技术和混合自动重传(HARQ)技术，包括以下步骤：a.移动终端接收到接入点发出的数据后，向所述接入点发送确认/非确认(ACK/NACK)信息，同时测量信道的信道质量并得到信道质量指示符(CQI)；b.所述移动终端判断一段时间内测量到的CQI是否为好的信道质量，如果是，则向接入点发送所述CQI，如果否，则不发送所述CQI。通过本发明方法，能够降低反馈信令开销，由此降低在自适应OFDM***中的上行链路干扰，提高***效率。

Description

一种自适应正交频分复用(OFDM)***中的反馈信息传输方法
                           技术领域
本发明涉及自适应正交频分复用(OFDM)***，尤其涉及自适应OFDM***中反馈信息传输方法。
                           背景技术
在OFDM***中使用自适应调制编码(AMC)，信道质量指示符(CQI)需被反馈给发信端以选择合适的调制编码方案(MCS)。在高级OFDM***，具有链路自适应技术，例如自适应调制和编码(AMC)、混合自动重传(HARQ)和动态资源分配(DRA)。
应注意的是，在快衰落环境中，由于移动台的高速移动引起相干时间较小，因而AMC在快衰落环境中不能有效地工作。而HARQ对信道估计误差也不是很敏感。因此，在链路自适应***中，AMC通常与HARQ结合，以改善***误比特率(BER)。在HARQ方法中，确认/非确认(ACK/NACK)信息需被反馈以提醒发信端需一个新的传输帧或重复帧。目前，类型II的HARQ比类型III的HARQ更普遍。因为III型虽然灵活，但需要相当大的信令开销。一般说AMC和HARQ结合，通常指的是AMC和类型II的HARQ工作在一起，此时发端数据的编码调制方式在一个HARQ的重传过程中保持不变，HARQ工作在“Chase合并模式”或“步进冗余模式”。
在现有的使用AMC和HARQ的移动***中，信道质量信息和ACK/NACK信息被分别反馈给发信端。根据***结构，对AMC，子信道使用的CQIs通过上行控制信道被反馈；对HARQ，ACK/NACK信息通过唯一的或独立的上行控制信道被返回。如果应用了DRA，对每个用户，所有子信道上的CQIs都要发送给发信端。
图1显示了传统的OFDM***中AMC和HARQ结合的反馈机制。当移动终端(MT)正确接收接入点(AP)发出的数据后，向接入点反馈ACK/NACK信息和CQI信息。在这样的反馈机制中，ACK/NACK信息和CQI信息总是被捆绑传输的，导致信令开销增大。而且，接入点(AP)是根据上报的CQI来判断是否需要改变调制编码方案的。如果接收到的CQI没有变化或变化不大，则接入点(AP)的调制编码方案不会改变，那么每次都反馈CQI信息必将使信令开销无端增大，浪费***资源。
图2显示了传统的OFDM***的AMC、HARQ和DRA结合的反馈机制。在AMC周期，反馈情况与图1所示相同。在一个DRA周期的末尾，每个用户(移动终端)向接入点上传所有子信道上的CQI信息。如果我们直接反馈前面提到的子信道上的信令信息，那么信令量太大了，尤其是当OFDM***中的子信道的数目相当大的时候，如512或1024。
                           发明内容
由于太多信令信息将导致***效率降低以及上行链路干扰加强，本发明提出了OFDM***中可变速率反馈信息传输方法，能够降低反馈信令开销，由此降低在自适应OFDM***中的上行链路干扰，提高***效率。
本发明是通过下述方法实现的：
一种自适应正交频分复用(OFDM)***中的反馈信息传输方法，在OFDM***中结合自适应调制和编码(AMC)技术和混合自动重传(HARQ)技术，包括以下步骤：
a、移动终端接收到接入点发出的数据后，向所述接入点发送确认/非确认(ACK/NACK)信息，同时测量信道的信道质量并得到信道质量指示符(CQI)；
b、所述移动终端判断一段时间内测量到的CQI是否为好的信道质量，如果是，则向接入点发送所述CQI，如果否，则不发送所述CQI。
步骤b中，如果CQI超过一个预定阈值，则表示好的信道质量。判断一段时间内测量到的CQI是否为好的信道质量包括：在移动终端设置一个计数器，当测量到的CQI不小于所述预定值，则计数器加一，当测量到的CQI小于所述预定阈值，则计数器减一，如果计数器在一段时间内累计的的值不小于一个设定值，则表示在该一段时间内信道质量是好的。
如果在OFDM***中再结合动态资源分配(DRA)技术，则在一个DRA周期末期，接收端把信道质量好的子信道上的CQI发送给接入点。接收端选出一部分CQI较好的子信道的方法，可通过降序排列所有子信道上的CQI，并提取前L个CQI。所述L的大小由用户的速率要求和平均***传输能力决定。
通过本发明方法，可以在OFDM***中降低反馈信令的开销，由此降低在自适应OFDM***中的上行链路干扰，提高***效率。其它具体的效果可从实施例中得到。
                       附图简要说明
图1是传统的OFDM***中结合AMC和HARQ的反馈机制；
图2是传统的OFDM***中结合AMC、HARQ和DRA的反馈机制；
图3是根据本发明的OFDM***中结合AMC和HARQ的例子；
图4是根据本发明的OFDM***中结合AMC、HARQ和DRA的例子。
                       具体实施方式
在OFDM***的链路自适应技术中，我们可以把链路自适应技术定义为3个等级。最高的等级为DRA，其可以提高整个***的吞吐量，即提高单位时间内正确接收的信息量；第二级是AMC，其可以在信道质量变化的情况下，达到目标BER并能节约消耗的功率；第三等级是最低的等级HARQ，其能通过重发源数据改善BER。当AMC，HARQ和DRA结合在自适应OFDM***中时，每种技术的一个过程所用的时间大小关系如下：
Tdra≥Tamc≥Tharq
在自适应OFDM***中，DRA的一个主要功能之一是把合适的时频单元(TFU)分配给不同的用户，而AMC负责根据预知的信道质量选择合适的MCS。假设一个DRA过程所用的时间是Tdra，一个AMC过程所用的时间是Tamc，则Tdra为Tamc的整数倍。如果信道时变比AMC过程快，其中AMC甚至已经使用业务许可的最低阶MCS，还是可能由于反馈时延而对下一帧传输为无效，因而需在OFDM***中结合HARQ来改善BER。
下面是在OFDM***中同时结合AMC和HARQ的实施例，如图3所示。
在OFDM***中，假定当前MCS在第二等级链路自适应技术AMC。***根据当前误码率/误比特率(PER/BER)或来自高层的指示符判断是否需要应用第三等级链路自适应技术HARQ。当需要时，除AMC外还应用II类型的HARQ，并为信道的CQI测量初始化计数器。
移动终端一旦接收到接入点发出的数据，就计算信道的CQI并将其与预定义的阈值Гh进行比较。如果CQI＞Гh，则表示当前信道质量好，计数器加1，否则表示当前信道质量不够好，计数器减1。接着移动终端将计数器值与一个确定的值k比较。设置k的目的是这样的：如果计数器连续加1，则表示在一段时间内信道质量都是好的，当累积到一定的时间长度后，就可以向接入点发送CQI，告知接入点端，信道质量在一段时间内都很好。当然，如果计数器的值一直未能超过设定的值，则表示在一段时间内信道质量是时好时差的，就没有必要向接入点发送CQI。
那么如果计数器值＜＝k，则移动终端解码接收到的数据后根据HARQ协议仅向接入点返回ACK/NACK信息。如果计数器值＞＝k，表明子信道的信道质量在k时段很好，则通过上行链路控制信道返回CQI信息和ACK信息。根据***情况，接入点将原来的调制编码方案(MCS)更新为MCS’，并返回到本实施例的开头，在OFDM***中，当前MCS在第二等级链路自适应技术MCS’，继续数据发送。
阈值Гh和k的具体选取原则是这样的：根据本发明的方法建立仿真模型并提取Гh和k两个参数，对两个参数在不同取值的情况下，测量仿真***的性能。在得到的该组***性能当中，选取能够使***吞吐量和BER最好的一组参数，即可确定Гh和k的值。
另外，OFDM***除了应用AMC、HARQ外，还结合DRA。DRA的主要功能是把用户认为最好的子信道分配给每个用户。为此用户(即移动终端)需要在一个DRA周期向接入点上报所有子信道上的CQIs，接入点选择CQI最高即信道质量最好的子信道，将其分配给用户。当有大量子信道时，信令量无疑是很大的。因此，为每个用户上报每个DRA周期所有子信道上的CQIS是没必要的，只要将较好的信道质量上报给接入点就可以了。如图3所示为OFDM***除了应用AMC、HARQ外，还结合DRA的例子。首先，在DRA过程末期，移动终端计算***中所有子信道上的CQI，并按CQI值的大小进行降序排列；然后，移动终端选择前L个子信道和当前子信道的CQI并返回给接入点。L是用户认为具有较好信道质量的子信道数量。L由用户的速率要求和平均***传输能力决定。假定一个OFDM***中有128个子信道，且***总的传输能力是20Mbps，那么每个子信道的平均传输能力为(20/128)Mbps，假设某个用户的速率请求为2Mbps，则该用户最少需要传递2/(20/128)＝12.8个(约为13个)子信道，假定该用户目前占用了10个子信道且不与按降序排列的前13个子信道重合，那么该用户最多只需重传L＝10+13＝23个子信道的CQI信息。这样，该用户只需传递原信令开销的23/128＝17.9％。过此方法，即使当有大量的子信道时，仍可以降低反馈信令开销。
总体看来，CQIS的反馈降低可能引起轻微的***性能降低，但是与从链路自适应得到的巨大增益相比***性能的微小损失是可以被忽略的。

Claims (6)

1、一种自适应正交频分复用(OFDM)***中的反馈信息传输方法，在OFDM***中结合自适应调制和编码(AMC)技术和混合自动重传(HARQ)技术，其特征在于，包括以下步骤：
a、移动终端接收到接入点发出的数据后，向所述接入点发送确认/非确认(ACK/NACK)信息，同时测量信道的信道质量并得到信道质量指示符(CQI)；
b、所述移动终端判断一段时间内测量到的CQI是否为好的信道质量，如果是，则向接入点发送所述CQI，如果否，则不发送所述CQI。
2、如权利要求1所述的一种自适应正交频分复用(OFDM)***中的反馈信息传输方法，其特征在于，步骤b中，如果CQI超过一个预定阈值，则表示好的信道质量。
3、如权利要求1所述的一种自适应正交频分复用(OFDM)***中的反馈信息传输方法，其特征在于，步骤b中，判断一段时间内测量到的CQI是否为好的信道质量包括：在移动终端设置一个计数器，当测量到的CQI不小于所述预定值，则计数器加一，当测量到的CQI小于所述预定阈值，则计数器减一，如果计数器在一段时间内累计的的值不小于一个设定值，则表示在该一段时间内信道质量是好的。
4、如权利要求1，2或3中的任一项所述的一种自适应正交频分复用(OFDM)***中的反馈信息传输方法，其特征在于，如果在OFDM***中再结合动态资源分配(DRA)技术，则在一个DRA周期末期，接收端把信道质量好的子信道上的CQI发送给接入点。
5、如权利要求4所述的一种自适应正交频分复用(OFDM)***中的反馈信息传输方法，其特征在于，接收端选出一部分CQI较好的子信道，可通过降序排列所有子信道上的CQI，并提取前L个CQI。
6、如权利要求5所述的一种自适应正交频分复用(OFDM)***中的反馈信息传输方法，其特征在于，所述L的大小由用户的速率要求和平均***传输能力决定。
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