自适应编码调制简介
移动通信系统要求数据传输速率高、误码率低、通信时延低,必须完美地处理好通信系统的有效性与可靠性这两大问题。
但不幸的是,无线信道是时变信道,不可避免地会产生深衰落及多普勒频移,同时,移动通信业务量的爆发性增长也造成了频谱资源的短缺。
在传统的通信系统中,为了保证通信传输的可靠性,传输模式通常依据比较差的信道条件来设计。在信道条件比较好的情况下,是对资源的一种极大浪费,大大影响了数据的传输速率。
自适应编码调制技术理论上可以解决这些问题,在所有情况理想的情况下,自适应编码调制技术可以使通信系统逼近衰落信道下的信道容量。
自适应编码调制技术的基本原理是:当信道状态较好时,发射机增大发射功率、符号传输速率、调制星座大小、编码速率等等以及改变这些参数的组合,以较高的速率进行数据通信;
而当信道质量恶化时,调整各种参数,降低数据传输速率,充分利用无线信道的时变性,在不牺牲有效性和可靠性的前提下,最大限度地提高系统的平均频谱利用率。
自适应传输的概念在60 年代末被首次提出,Hayes 提出通过在接收端和发射端建立一个精确的反馈信道来改善系统的传输效率。但由于当时反馈技术的局限性,这一成果没有引起广泛的关注。
直到二十世纪九十年代,无线通信的爆炸性发展吸引了大批学者的注意力,人们纷纷对自适应编码调制技术展开深入研究
主要总结为以下方面:
(1) 根据信道质量改变信号发射端的发射功率;
(2) 根据信道质量改变信号发射端的符号传输速率;
(3) 根据信道质量改变信号调制的星座大小;
(4) 根据信道质量改变编码器的码率;
(5) 根据信道质量改变以上多种参数的组合。
以上工作基本构成了自适应编码调制技术的主要框架,另外,部分学者继续对以上自适应技术进行了优化及进一步研究,从信息论的层面对自适应编码调制技术进行了重新审视,完善了自适应编码调制的理论基础。