自适应编码调制

大作业

西安电子科技大学

宽带无线接入与无线IP技术

课程作业

题目：自适应编码调制技术

学院：通信工程学院

姓名：

2015年4月28日

摘要

摘要

本文主要介绍了自适应编码调制技术的基本原理，讨论了所用到的信道编码和调制技术，最后对自适应编码调制技术进行了简单的仿真。

关键字：自适应编码仿真

ABSTRACT

ABSTRACT

This paper begins with an introduction to the basic principle of Adaptive Modulation and Coding(AMC), followed by a presentation of Channel coding and Modulation technology and concludes with a simple simulation for the adaptive modulation and coding technology.

Keywords：Adaptive Modulation and Coding simulation

目录i

目录

第一章引言 (1)

第二章基本原理 (3)

2.1 AMC基本原理 (3)

2.2信道编码 (4)

2.3调制 (4)

2.3.1 BPSK和QPSK调制 (4)

2.3.2 16QAM调制 (5)

第三章仿真分析 (7)

3.1误码率分析 (7)

3.2误块率分析 (7)

3.3 信息传输速率分析 (8)

3.4结论 (9)

参考文献 (11)

附录 (12)

ii 目录

第一章引言1

第一章引言

随着现代无线通信技术的飞速发展以及人们对无线数据业务需求的快速增长, 高速无线数据传输迫切需要开发出能够有效抗信道衰落的高频谱利用率、高可靠性和智能化的通信技术。其中如何提高系统在衰落信道中的频谱利用率, 逐渐成为无线通信技术的研究热点。而自适应编码调制技术正是以其智能化的传输机制、高效的频谱利用率得到了业界的广泛关注与研究, 从而成为目前和未来无线通信系统的关键技术之一。

对于现在的无线通信系统, 假如以最优信道状态来设计系统, 传输将是不稳定的, 因而无法实现要求连续传输的业务, 另一方面, 如果以最差信道状态为基准, 对于较为理想的信道则会造成浪费。针对这种情况, 人们设计了自适应编码调制技术, 在自适应无线通信系统中, 接收端估计信道状态, 并通过反馈信道传回发射端, 针对当前的信道状态, 设计合适的发射功率、调制模式、编码形式等从而使系统的整体传输性能达到最优, 满足高效可靠传输的目的。

2 自适应编码调制技术

第二章基本原理3

第二章基本原理

2.1 AMC基本原理

AMC的基本原理是通过信道估计，获得信道的瞬时状态信息，根据无线信道变化选择合适的调制和编码方式。网络侧根据用户瞬时信道质量状况和目前无线资源，选择最合适的下行链路调制和编码方式，从而提高频带利用效率，使用户达到尽量高的数据吞吐率。当用户处于有利的通信地点时(如靠近基站或存在视距链路)，用户数据发送可以采用高阶调制和高速率的信道编码方式，例如：

16QAM和3／4编码速率，从而得到高的峰值速率；而当用户处于不利的通信地点时(如位于小区边缘或者信道深衰落)，网络侧则选取低阶调制方式和低速率的信

如图2.1，在OFDM系统中发射端，输入的信号经过编码、调制、OFDM信号的产生，然后发射出去，经过时变信道后，在接收端，经过OFDM信号的接收、解调、译码，最后得到所需要的数据。其中的编码采用的是卷积码，调制方式采用的是QPSK或16QAM。

当前的信道状态信息可以通过信道估计得到，然后通过一定的自适应算法来控制输入端的编码和调制以及接收端相应的解调和译码。其中编码和译码的自适应调节参数是信道编码的码率，码率根据信道状态来自适应地调整。同样调制和解调的方式也是根据信道状态来确定选择QPSK和16QAM两种中的一种。

4 自适应编码调制技术

2.2信道编码

由于移动通信存在干扰和衰落，在信号传输过程中将出现差错，故对数字信号必须采用纠、检错技术，即纠、检错编码技术，以增强数据在信道中传输时抵御各种干扰的能力，提高系统的可靠性。对要在信道中传送的数字信号进行的

2.3调制

2.3.1 BPSK 和QPSK调制

在二进制数字调制中，当正弦载波的相位随二进制数字基带信号离散变化时，则产生BPSK（Binary Phase Shift Keying）信号。通常用以调信号载波的0度和180度分别表示数字基带信号的1和0。一个BPSK符号表示一个比特。

QPSK则是用载波的四个相位分别表示00、01、10和11。一个QPSK符号可以表示二个比特。

第二章 基本原理 5

下图2.3是QPSK 的星座图，

图2.3 QPSK 的星座图

2.3.2 16QAM 调制

16QAM 一个符号可以表示4个比特，如下是16QAM 的星座图。QAM 调制星座图中的点不再位于单位圆上，而是分布在复平面的一定范围内，各点如果模相同，则相位必不相同，如果相位相同则模必不相同。

图2.4 16QAM 星座图

1

2

3

Q u a d r a t u r e

In-Phase

16QAM 星座图

6 自适应编码调制技术

第三章 仿真分析 7

第三章 仿真分析

3.1误码率分析

图3.1 误码率分析

本文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3.1。 其中R=1/3 Bpsk 调制的误码率最低，R=1/2 16QAM 调制的误码率最高。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。

3.2误块率分析

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。

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SNR/db

B E R

AMC 分析-误码率