自适应编码调制(AMC)
介绍
自适应编码调制(Adaptive Modulation and Coding)技术是一种自适应技术,其能够根据信道状态自适应地调节的传输参数是调制方式、信道编码方式和码率,系统根据当前的信道条件,在保证一定系统性能的前提下(如保证BLER小于某个门限值)来确定发射端各路数据流应使用的调制编码方式,从而提高系统的吞吐率。
信道编码
- 由于信道有干扰和衰落,为增强抗干扰能力。要对传输的信息进行的纠检错、编码就是信道编码。
- 信道编码引入的冗余信息越多,纠错能力越强。
- 码率(R) = 输入比特数/输出比特数。
卷积码
卷积码一般表示为(n,k,m),k为信息组的长度,n表示每组信息对应输出的码长度,m表示与此前输出的m个信息关联。下图为R=1/2的卷积码(2,1,2)编码器框图m1,m2是移位寄存器,加号是模2加法器,如输入数据(8位)D=[11010000]此编码器就会输出码字(16位)C=[1101010010110000]
调制
调制一般是控制载波符号的初相和振幅,来表示不同的比特信息,不同的调制方式传输比特的速度是不一样的(高阶调制传的更快)。这里不做过多介绍。
- Bpsk 一个符号可以表示一个比特。
- Qpsk 一个符号可以表示两个比特。
- 16QAM 一个符号可以表示四个比特。
仿真
- 仿真环境 :matlab2014a win7
- 编码:卷积码(R = 1/2 ,R = 1/3)
- 调制:(Bpsk,Qpsk,16QAM)
- 信道:高斯信道
- 块大小: 100比特
针对不同编码速率不同调制格式在五种情况下做了仿真,结果如上图。
其中R=1/3 Bpsk(绿色)调制的误码率最低,R=1/2 16QAM调制(蓝色)的误码率最高。比较可以看出,同样的信噪比条件下,高的编码速率和高阶调制抗干扰能力越弱,误码率越高。
由于实际通信中编码以比特块进行的(比如统一以100个比特为一块进行编码传送),所以误块率更具有参考价值。
同样,高阶调制,高的编码速率误块率越高,抗干扰能力差。
在码元速率一样的前提下,以 r=1/3 Bpsk的最大传输速率为基准,计算每种方式的吞吐量(传输速率)
可以看出,虽然R=1/2 16QAM调制(蓝色)的最大传输速率是R = 1/3 BPSK调制(绿色)的6倍,但是在信道条件不好(信噪比较低)的情况下,R = 1/3 BPSK调制的吞吐量还是比R=1/2 16QAM调制的高的。
结论
为提高信息传输速率,可以检测信道的条件,利用amc技术,在信道条件好的情况下(小区中心),可以采用高的编码速率和高阶调制,得到高的传输速率。在信道条件差的情况下(小区边缘)采用低的编码速率和低阶调制方式,来保证通信质量。
ps:这个是我的宽带无线通信的大作业,希望好多年以后再看这篇文章我能看懂吧,虽然以后可能用不到学的通信知识了。