作為3G的長期演進,，LTE系統(tǒng)采用將OFDM與多天線技術(shù)(MIMO)相結(jié)合的方案,，在20 MHz帶寬下能夠達到上行50 Mb/s,下行100 Mb/s的數(shù)據(jù)傳輸速率，改善了小區(qū)邊緣用戶的性能,，達到了提高小區(qū)容量和降低系統(tǒng)延遲的目標[1],。在無線通信系統(tǒng)中，為保證通信的有效性和可靠性同時能滿足系統(tǒng)要求,，有限頻譜資源以及開放的無線傳播環(huán)境導(dǎo)致干擾成為無線通信系統(tǒng)考慮的首要元素之一,，自適應(yīng)調(diào)制編碼技術(shù)(AMC)根據(jù)信道環(huán)境質(zhì)量適當?shù)卣{(diào)節(jié)傳輸?shù)恼{(diào)制編碼方式，使得系統(tǒng)適應(yīng)信道環(huán)境變化,，即在保證可靠性的同時,，吞吐量達到最大[2]。

    LTE系統(tǒng)中自適應(yīng)調(diào)制編碼技術(shù)能夠在保證可靠性的前提下提高系統(tǒng)頻譜利用率和系統(tǒng)容量,，盡量避免開放的信道環(huán)境對接收信號的影響,。接收端采用怎樣的方案將當前信道質(zhì)量反饋給發(fā)送端是LTE-AMC系統(tǒng)的研究熱點。這些AMC大多都是在接收端計算信道質(zhì)量,，并得出保證BLER達到系統(tǒng)要求的最大MCS,，然后以CQI的形式反饋給發(fā)送端，發(fā)送端將其作為下次傳輸?shù)恼{(diào)制編碼方式的參考,。在AMC技術(shù)中存在CQI計算復(fù)雜度較高和傳輸延時的問題,，而且AMC技術(shù)本身對信道變化較為敏感。當SNR隨著時間變化較快而導(dǎo)致BLER較高時,，這會導(dǎo)致AMC性能有很大程度的下降,，進而影響系統(tǒng)性能,。
    針對這種情況，本文介紹了一種在使用相同RB對數(shù)下選擇最低CQI等級的AMC方案,，使LTE-AMC系統(tǒng)適應(yīng)了信道SNR 隨時間變化較快的情況,。理論和仿真分析結(jié)果表明，該方案降低了傳輸時延帶來的影響,提高了系統(tǒng)吞吐量,。
1 LTE系統(tǒng)AMC概述
1.1 LTE系統(tǒng)中AMC結(jié)構(gòu)
    LTE系統(tǒng)中AMC結(jié)構(gòu)如圖1,，發(fā)送端發(fā)送的數(shù)據(jù)經(jīng)過加擾碼、信道編碼,、調(diào)制,、層映射、預(yù)編碼,、資源映射以及IFFT產(chǎn)生OFDM符號[3]之后經(jīng)過中頻,、射頻、發(fā)射出去,。接收端經(jīng)過發(fā)送端的逆過程,，即對于某個資源塊(可以稱為自適應(yīng)塊)的數(shù)據(jù)，根據(jù)上次SNR估計和信道估計得出對應(yīng)的MCS,，進行相應(yīng)的解調(diào),、譯碼，恢復(fù)原始信號,。鏈路自適應(yīng)通過估算系統(tǒng)下行鏈路的信道質(zhì)量,，將其映射成CQI并反饋給發(fā)送端，建議發(fā)送端將其作為下次傳輸?shù)恼{(diào)制編碼方式,。要選擇不同的自適應(yīng)調(diào)制方式,，對系統(tǒng)性能的影響有至關(guān)重要的作用。

1.2 LTE-AMC實現(xiàn)過程
    AMC實現(xiàn)的過程是：接收端先獲得鏈路級信噪比,，通過建立的SNR與MCS的映射關(guān)系,，得出MCS，然后以CQI的形式反饋給發(fā)送端[4],。SNR與MCS的映射理論依據(jù)是在滿足規(guī)定的系統(tǒng)誤塊率(一般BLER≤0.1)要求下,，選擇使鏈路吞吐量最大的MCS，公式如下：
  
2 本文提出的MCS方案
2.1理論依據(jù)
     在LTE-AMC技術(shù)中,，發(fā)送端根據(jù)接收端反饋的CQI調(diào)節(jié)下次傳輸?shù)恼{(diào)制編碼方式,，其中CQ是無線信道質(zhì)量指示，當SNR較大時,，CQI等級也較高,，對應(yīng)較高的調(diào)制編碼方式，即對應(yīng)更高的碼率和效率。此時,，傳輸相同負荷所用的資源塊(RB)對數(shù)越少,。同時，BLER越高,，系統(tǒng)丟包率增加,，因此選擇的調(diào)制編碼方式要兼顧RB和BLER。傳統(tǒng)的AMC技術(shù)是接收端根據(jù)不同CQI等級對應(yīng)的SNR-BLER曲線,找出BLER=0.1得出最大CQ反饋給發(fā)送端,，即計算的一定范圍的SNR對應(yīng)一個CQI等級,。在實際資源調(diào)度時，傳輸資源塊RB對數(shù)是一個向上取整值,，所以對應(yīng)于相同業(yè)務(wù)幀長度時,，相鄰若干個CQI可能對應(yīng)于同一個RB對數(shù)。因此本方案采用在相同資源RB對數(shù)情況下,，使用最低的CQI,以抵抗SNR隨時間變化較快的情況,。
2.2 方案實現(xiàn)步驟
    (1)接收端測量信道質(zhì)量SNR
    信噪比估計對于AMC至關(guān)重要，決定著AMC的性能,。LTE系統(tǒng)中有對接收端已知的參考信號RS,，可以利用子載波的參考信號RS進行SNR估計。接收的參考信號可以表示為：

    (4)獲得最低CQI等級
    由式(5)可知,，對于一定系統(tǒng)傳輸資源RB對數(shù)，可能對應(yīng)幾個相鄰的CQI等級,。因此,，對應(yīng)特定幀長度，計算相同RB對數(shù)下最低CQI等級步驟為：將步驟(2)獲得的CQI0減1得到CQI1,，并將L和CQI1代入式(5)得到對應(yīng)的RB對數(shù)RB1,。比較RB1和RB0，如果不相等,，則RB0對應(yīng)的CQI0為最低CQI等級,。否則，將CQI1繼續(xù)減1計算RB對數(shù),，直到RBn-1不等于RB0,，則將RBn-1對應(yīng)的CQIn-1作為最低CQI等級。
    (5)確定MCS
    LTE系統(tǒng)定義了16種CQI組合方式,，由CQI序號表示,，各個CQI序號所代表的調(diào)制編碼方式MCS如表1[8]所示。

3 仿真及結(jié)果
3.1仿真條件
    本文采用MATLBA 7.0對LTE系統(tǒng)下行鏈路進行仿真,，該仿真基于與LTE協(xié)議相符的鏈路級平臺,。為了便于分析，本文在有反饋時延的情景下進行，并在信道模型BLER變化較大時的ETU 70 Hz(如表1)條件下進行仿真,，基本仿真參數(shù)如表2所示,。

3.2 仿真結(jié)果與性能分析
    為了便于比較本文采用傳統(tǒng)的兩種固定的MCS;64QAM調(diào)制、3/4編碼速率(稱為MCS1)和QPSK調(diào)制,、1/4編碼速率(成為MCS2),。并采用兩種AMC，一種是傳統(tǒng)的利用鏈路層的BLER-SNR性能曲線曲線,，找到BLER=0.1的最大MCS(稱為AMC1),；另一種是本文提出的在同RB對數(shù)下選擇最低CQI等級的AMC方案(稱為AMC2)。
    從圖3和圖4是以MCS1和MCS2為例,，在3.1節(jié)所述信道環(huán)境下的仿真結(jié)果,。AMC1和AMC2都比固定的MCS1和MCS2吞吐量有明顯的提升。使用AMC1和AMC2在一定程度上比固定的MCS1和MCS2系統(tǒng)吞吐量有所增加,。當SNR較低時,，AMC1的性能很差，幾乎還不如MCS2的性能,這是由于在當前信道環(huán)境下,，SNR隨時間變化導(dǎo)致BLER變化較快,，同時系統(tǒng)分組傳輸?shù)臅r候存在時延，從而導(dǎo)致丟包率增加,，此時即使使用自適應(yīng)調(diào)制編碼方式AMC1,，也不能適應(yīng)BLER的快速變化，致使系統(tǒng)的吞吐量下降,。而AMC2利用一定的RB資源下最低的MCS適應(yīng)了BLER變化較大的情況,，吞吐量則可以得到很好的提高，在SNR只有5 dB時,，使用AMC2的吞吐量比使用MCS2提高了1.5 bit/symbol,，卻比AMC1提高了8.5 bit/symbol。

    本文提出了一種可靠性好的AMC方案,，該方案通過相同資源對數(shù)下選擇最小的CQI,，使得分組交換中各分組可承受的SNR變化范圍增大，避免了當前AMC技術(shù)在系統(tǒng)SNR變化較快而性能下降的情況,。通過仿真分析可知,，當SNR變化較大時，該方案方比現(xiàn)有的AMC技術(shù)的系統(tǒng)吞吐量大大提高了,。
參考文獻
[1] 沈嘉. 3GPP長期演進(LTE)技術(shù)原理與系統(tǒng)設(shè)計[M]. 北京：人民郵電出版社,，2008.
[2] SCHWARZ S, MEHLFHRER C, RUPP M. Calculation of  the spatial preprocessing and link adaption feedback for 3GPP UMTS/LTE. IEEE Wireless Advanced 2010. London,  UK. June 2010.
[3] 3GPP  TS 36.211 V9.1.0:Physical Channels and Modulation.(Release 9)[S].2010.03.
[4] 陳發(fā)堂，游杰,，楚楊.基于TD-LTE系統(tǒng)的新型SNR和CQI映射方案[J]. 電訊技術(shù),，2011,51(8):1-5.
[5] 張金寶，鄭洪明，談?wù)褫x. MIMO,，MLD物理層抽象技術(shù)[J]. 通信學(xué)報,，2009,30(11):1-7.
[6] 汪海明，艾薩.圖瑪拉.多載波通信系統(tǒng)仿真中的EESM 和MI-ESM方法[J].電訊技術(shù),，2006,46(1):26-30.
[7] 3GPP  TS 36.213 V9.1.0:Physical layer procedures(Release 9)[S].2010.03.
[8] GOLDSMITH A J, VARAIYA P P. Capacity of fading  channels with channel side information[J]. IEEE Translation Information Therory,1997,43(6):1986-11992.