CN101595749B - 在无线通信系统中选择调制和编码方案（mcs）索引的方法及其实现装置 - Google Patents

Abstract

公开了一种在无线通信系统中选择调制和编码方案(MCS)的方法。更具体地，该方法包括：如果传送端的资源分配方案采用局部资源分配方案，则选择具有大于指定编码率阈值的编码率的MCS索引；以及如果传送端的资源分配方案采用分布式资源分配方案，则选择具有小于该指定编码率阈值的编码率的MCS索引。

Description

在无线通信系统中选择调制和编码方案(MCS)索引的方法及其实现装置

技术领域

本发明涉及选择方案的方法，并且更具体地，涉及在无线通信系统中选择调制和编码方案(MCS)索引的方法及其实现装置。

背景技术

下一代移动无线通信系统通常提供高速多媒体服务。随着多媒体服务的使用正在变得更普遍，无线通信用户对更快、更可靠和更好的多媒体的要求和需要日益增长。

为了适应这样的日益增长的需求，正在进行提供更有效和改进的服务的研究。换句话说，正在研究改进数据传送的各种方法，并且具体地，正在探索改进频率资源的使用的方法。

随着多媒体和通信服务的快速增长的使用和普及，对更快和更可靠的无线通信服务的需求也快速增加。为了适应这样变化的需求，也需要改进无线通信系统的容量。为此，可以通过更好地利用和增加现有有限无线资源的效率来改进容量。

发明内容

因此，本发明针对在无线通信系统中选择调制和编码方案(MCS)索引的方法及其实现装置，其基本上避免了由于相关技术的限制和缺点造成的一个或多个问题。

本发明的目的是提供一种在无线通信系统中选择调制和编码方案(MCS)的方法。

本发明的另一目的是提供一种在具有由具有相同频率效率的MCS索引构成的MCS索引集合的无线通信系统中选择调制和编码方案(MCS)的方法。

本发明的进一步的目的是提供一种用于在无线通信系统中选择调制和编码方案(MCS)的装置。

本发明的另外的优点、目的和特征将在下面的说明书中部分地阐述，并且部分在下面的检查之后将对本领域的技术人员变得显而易见，或者可以从本发明的实践获知。可以通过在书面说明书及其权利要求以及附图中特别指出的结构来实现和获得本发明的目的和其它优点。

为了实现这些目的和其他优点并且根据本发明的目的，如在此体现和广义描述的，一种在无线通信系统中选择调制和编码方案(MCS)的方法包括：如果传送端的资源分配方案采用局部资源分配方案，则选择具有大于指定编码率阈值的编码率的MCS索引；以及如果传送端的资源分配方案采用分布式资源分配方案，则选择具有小于该指定编码率阈值的编码率的MCS索引。

在本发明的另一方面中，一种在无线通信系统中选择调制和编码方案(MCS)的方法包括：如果所选择的MCS索引具有大于指定编码率阈值的编码率，则由传送端将资源分配方案选择局部资源分配方案；以及如果所选择的MCS索引具有小于指定编码率阈值的编码率，则由传送端将资源分配方案选择为分布式资源分配方案。

在本发明的进一步的方面中，一种在无线通信系统中选择调制和编码方案(MCS)的方法包括：接收包括接收信道的频率选择性的反馈信息；如果频率选择性大于指定频率选择性阈值，则选择局部资源分配方案；以及如果频率选择性小于指定频率选择性阈值，则选择分布式资源分配方案。

另外，在本发明的另一方面中，一种在具有由具有相同频率效率的MCS索引构成的MCS索引集合的无线通信系统中选择调制和编码方案(MCS)的方法包括：如果第一MCS索引包括在MCS索引集合中，则确定传送端的资源分配方案，其中所述第一MCS索引是基于接收信道的信噪比(SNR)而确定的；如果所述传送端的资源分配方案是局部资源分配方案，则选择具有大于指定编码率阈值的编码率的第二MCS索引；以及如果所述传送端的资源分配方案是分布式资源分配方案，则选择具有小于指定编码率阈值的编码率的第二MCS索引。

在本发明的另一方面中，一种在具有由具有相同频率效率的MCS索引构成的MCS索引集合的无线通信系统中选择调制和编码方案(MCS)的方法包括：如果基于接收信道的信噪比(SNR)确定的所述MCS索引包括在所述MCS索引集合中，则确定所述MCS索引的编码率是否大于或等于指定编码率阈值；如果所述MCS索引的编码率大于所述指定编码率阈值，则选择局部资源分配方案；以及如果所述MCS索引的编码率小于所述指定编码率阈值，则选择分布式资源分配方案。

在本发明的另一方面中，一种在无线通信系统中选择调制和编码方案(MCS)的方法包括：从接收端接收包括第一MCS索引的信息；确定所述第一MCS索引是否包括在MCS索引集合中；如果所述第一MCS索引没有包括在所述MCS索引集合中，则保持所述第一MCS索引；进一步确定所述第一MCS索引是否具有大于或等于指定编码率阈值的编码率；如果所述第一MCS索引具有大于或等于所述指定编码率阈值的编码率，则从所述MCS索引集合中选择具有低编码率的第二MCS索引以取代所述第一MCS索引；如果所述第一MCS索引具有小于所述指定编码率阈值的编码率，则从所述MCS索引集合中选择具有高编码率的第二MCS索引以取代所述第一MCS索引。

在本发明的进一步的方面中，一种用于在无线通信系统中选择调制和编码方案(MCS)的装置包括：传送端，所述传送端包括资源分配模块以及MCS选择控制器，所述资源分配模块被配置成使用自适应资源分配方案或非自适应资源分配方案，其中所述资源分配方案包括局部资源分配方案、分布式资源分配方案以及作为局部和分布式资源分配方案的组合的方案，所述MCS选择控制器被配置成：如果所述资源分配方案是局部资源分配方案，则选择具有大于或等于指定编码率阈值的编码率的MCS索引，并且如果所述资源分配方案是分布式资源分配方案，则选择具有小于所述指定编码率阈值的编码率的MCS索引；以及接收端，所述接收端包括资源解分配模块，所述资源解分配模块被配置成收集被分配到时频域的符号的信息。

应当理解，本发明的前面的一般描述和下面的详细描述是示例性和解释性的，并且意在提供对所请求保护的本发明的进一步的解释。

附图说明

附图被包括以提供对本发明的进一步的理解并且被并入和构成本申请的一部分，附图图示了本发明的实施例并且与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：

图1是图示包括正交频分复用(OFDM)系统的传送端和接收端的结构的示例性示图；

图2是图示在OFDM系统中的可调节资源分配方案的结构的示例性示图；

图3A至3C是图示在OFDM系统中的资源分配方案的示例性示图；

图4是图示使用AMC方案的OFDM系统的示例性示图；

图5是图示根据在具有不同频率选择性的信道环境中的调制和编码方案(MCS)的性能比较的示例性曲线图；

图6是图示根据在具有不同频率选择性的信道环境中的调制和编码方案(MCS)的性能比较的另一示例性曲线图；

图7是图示根据传送端的资源分配方案进行编码率选择的示例性示图；

图8是图示根据所选择的MCS索引的编码率来选择资源分配方案的示例性示图；

图9是图示当接收信道的频率选择性大时各种MCS的性能的比较的示例性曲线图；

图10是图示根据接收信道的频率选择性的资源分配方案的示例性示图；

图11是图示与MCS索引选择相关联的处理的示例性示图；

图12是图示与资源分配方案的选择相关联的处理的示例性示图；

图13是图示与MCS索引的重新选择相关联的处理的示例性示图；

图14A-14C是图示根据在具有小频率选择性的信道环境中所应用的码率的系统性能的示例性曲线图；

图15A-15C是图示根据在具有大频率选择性的信道环境中所应用的码率的系统性能的示例性曲线图；

图16是图示包括用于根据传送端的传送方案控制MCS索引的MCS选择控制器的传送端和接收端的示例性示图；以及

图17是图示包括MCS和资源分配选择控制器的传送端和接收端的示例性示图。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的优选实施例，在附图中图示了本发明的优选实施例的示例。尽可能地，在各个附图中将使用相同的附图标记来表示相同或相似的部件。

图1是图示包括正交频分复用(OFDM)系统的传送端和接收端的结构的示例性示图。参考图1，OFDM系统主要包括传送端100和接收端200。传送端100包括编码器101、信道交织器102、映射器103、资源分配模块104以及反向快速傅立叶变换(IFFT)模块105。

在操作中，编码器101可以被配置成减少编码数据位的影响和/或噪声的影响。信道交织器102可以被配置成置乱(shuffle)所编码的位，使得信道的突发错误可以是分布的。另外，映射器103可以被配置成将从信道交织器102输出的位转换成符号。资源分配模块104可以被配置成将符号分配到传送信道的时频域的资源块。随后，IFFT模块105可以被配置成将符号调制成OFDM符号并且经由信道发送它们。

接收端200包括快速傅立叶变换(FFT)模块201、资源解分配模块202、解映射器203、信道解交织器204以及解码器205。更具体地，FFT模块201可以被配置成将由IFFT模块104转换的OFDM符号转换回符号。资源解分配模块202可以被配置成收集分配到时频域的符号的信息。解映射器203可以被配置成将符号转换成位。此后，解交织器204可以被配置成将所置乱的位排列(或重新排序)成原始排列或顺序。此外，信道解码器205可以被配置成输出所处理(或估计)的数据位。

参考图1的传送端100，它图示了被配置成使用固定方案分配资源的资源分配模块104。然而，OFDM系统并不限于使用用于分配资源的固定方案，而是可以使用基于信道情况应用的可变方案。

图2是图示在OFDM系统中的可调节资源分配方案的结构的示例性示图。参考图2，传送端100从接收端200接收反馈信息。反馈信息可以与信道情况或信道状态相关联。在接收到反馈信息之后，传送端100可以将反馈信息存储在反馈信息存储缓冲器110中。此后，传送端100可以通过在比较模块111中将所存储的反馈信息与指定标准值相比较来确定使用哪个资源分配方案。基于该比较，资源分配确定模块112可以确定可应用的资源分配方案。然后，图1的资源分配模块104可以使用所确定的资源分配方案来将传送信息分配到时频域。

图3A-3C是图示在OFDM系统中的资源分配方案的示例性示图。在OFDM系统中，数据符号可以被分配或映射到物理信道的每个子载波以供传送。这里，存在可以用于将数据分配到子载波的各种方案。

在图3A中，图示了局部分配方案。局部分配方案是顺次地或以连续方式将数据分配到子载波的方案。在图3B中，图示了分布式分配方案。分布式分配方案是以非局部、非顺次或非连续方式将数据分配到子载波的方案。

此外，因为以连续的方式将数据分配到子载波，所以局部分配方案与信道相关。替代地，因为以分布方式将数据分配到子载波，所以利用分布式分配方案可以获得频率分集。

在图3C中，这里图示的方案是局部分配方案和分布式分配方案的混合或组合。例如，如果认为需要过度信令开销的用户的移动性是显著的，则可以使用该混合方案。根据该混合方案，可以在组中获得频率分集，导致减少分集增益，并且同时，可以相对减少信令开销。

下面的示例涉及具有自适应资源分配方案的通信系统。例如，如果用户的移动性显著，则信道情况相应地改变。也就是说，如果信道情况改变，则可能难以要求诸如自适应调制和编码(AMC)方案和信道相关调度方案的方案。

如果通信系统通过频率分集增益选择使用图1的资源分配方案，并且顺次地分配用于传送的数据(例如，采用局部分配方案的图3A的系统)，则系统性能可能由于信道情况的改变而经历严重的劣化。

相反，如果通信系统将数据分布到整个频率带宽，并且将它们分配到子载波使得可以获得频率分集增益(例如，采用分布式分配方案的图3B的系统)，则如果用户的移动性与当使用AMC方案或调度方案时相比较小，则可能降低系统性能。

如关于图1所描述的，使用固定分配方案可能难以优化系统性能。重要的是确定关于用户的移动性的信道情况。此后，如图2所示，如果所确定的信道情况然后可以被发送或反馈回传送端并且被自适应地使用，那么系统性能可以保持最优水平，而与用户的移动性无关。

在OFDM系统中，可以应用AMC方案，以便自适应地控制编码器101的编码率和映射器103的调制方案。这可以使用下面的附图来图示。

图4是图示使用AMC方案的OFDM系统的示例性示图。参考图4，AMC方案可以被配置成在接收端处测量所有子载波的平均SNR。此后，可以确定和选择用于优化数据的传送速率的码率(或编码率)和/或调制尺寸。这里，该选择可以通过服务质量(QoS)的规定级别来引导或限制。然后，可以选择与所选择的编码率和/或调制尺寸相对应的MCS索引，并且可以仅将MCS索引传送到传送端。

更具体地，接收端200使用反馈信息或信道响应，以计算所有子载波的平均SNR(S201)。这里，SNR可以根据下面的公式来计算。

[公式1]

$\mathrm{SNR}=\frac{1}{N}\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}({\left|H_n\right|}^2{E}_s/{{\mathrm{\σ}}_n}^2)$

参考公式1，N表示子载波的总数目，H_n表示信道响应的第n个子载波，E_s表示平均信号能量，并且σ_n ²表示噪声能量。

在后续步骤(S202和S203)中，根据S201所测量的SNR可以用于鉴于预先确定的误帧率(FER)来选择(或确定)MCS索引，该MCS索引表示优化的数据率。更具体地，在S202中，将所测量的SNR与针对包括在MCS查找表105中的链路曲线表的每个级别的SNR阈值相比较。MCS查找表105包括链路曲线表，链路曲线表表示满足预定FER级别的SNR阈值。可以通过使用根据由OFDM系统使用的所有调制尺寸和编码率的仿真结果来确定SNR阈值。可以有各种类型的MCS查找表，并且下面的表表示MCS查找表的示例。

表1

级别	调制	码率
			1	QPSK	1/3
2	QPSK	1/2
			3	QPSK	2/3
4	QPSK	3/4
			5	16QAM	1/3
6	16QAM	1/2
			7	16QAM	2/3
8	16QAM	3/4
			9	64QAM	1/3
10	64QAM	1/2
			11	64QAM	2/3
12	64QAM	3/4

表2

级别	调制	码率
			1	QPSK	1/3
2	QPSK	5/12
			3	QPSK	1/2
4	QPSK	2/3
			5	QPSK	3/4
6	QPSK	5/6
			7	16QAM	1/3
8	16QAM	5/12
			9	16QAM	1/2
10	16QAM	2/3
			11	16QAM	3/4
12	16QAM	5/6
			13	64QAM	1/3
14	64QAM	5/12
			15	64QAM	1/2
16	64QAM	2/3
			17	64QAM	3/4
18	64QAM	5/6

如上所讨论的，表1和2是MCS查找表的示例。这里，没有示出具有与每个MCS索引相对应的SNR阈值的链路曲线表的指示。在步骤S202中，MCS查找表的链路曲线表可以用于确定满足在步骤S201中测量的SNR的最大级别的SNR阈值。

此后，在步骤S203中，所测量的SNR可以用于从MCS查找表中选择MCS索引，该MCS索引指示来自链路曲线表的最大SNR阈值。然后，可以将MCS索引作为反馈信息传送到传送端100。

在从接收端200接收到反馈信息之后，传送端100可以使用MCS索引(也被称为“MCS级别索引”)来确定用于数据传送的调制率和编码率。换句话说，MCS查找表可以用于确定用于数据传送的调制率和编码率。通常，所确定的调制率和编码率还可以统一应用于所有子载波。

尽管就系统性能而言资源分配方案和AMC方案紧密相关，但是在这两个方案之间的信息并没有很好地使用。例如，即使使用了图2的自适应资源分配方案，也仅考虑了关于用户的移动级别的信道情况的改变，并且没有考虑与根据AMC方案的编码率以及根据资源分配方案的频率分集增益的关系。

相反，关于AMC方案或MCS索引的选择，仅考虑了所接收到的信号的SNR，并且没有考虑关于在传送端可以将哪个方案用于资源分配方案。另外，AMC方案和MCS索引选择方案未能充分考虑各种(和动态)信道情况，包括接收信道的信道选择性。

然而，在OFDM系统中，根据信道编码的频率分集获取的程度或级别可以不同。如果根据上述方案从SNR测量获得MCS级别，则基于信道编码的频率分集可能没有充分地利用，因此没有优化FER性能和/或传送速率。此外，可以考虑关于在传送端的资源分配方案和AMC方案的MCS索引之间的关系的改变程度以及根据相应的MCS索引的编码率。基于此，可以选择MCS索引和/或可以选择资源分配方案。

图5和图6是图示根据在具有不同频率选择性的信道环境中的调制和编码方案(MCS)的性能比较的示例性曲线图。

参考图5和6，示出了应用具有相同频谱效率的两(2)个MCS索引(或MCS级别索引)的OFDM系统的性能结果。这里，“局部”表示局部资源分配方案，并且“分布式”表示分布式资源分配方案。此外，TU代表“典型城市”并且表示具有相对更大频率选择性的信道环境。PEDA代表“行人A”并且表示具有相对更小频率选择性的信道环境。对于这两者，假定3km/h的比较慢的移动速度，并且存在两(2)个接收天线以实现天线分集。基于这些设置和假定(多个)，作了仿真，并且在这些图中示出了结果。

如图5所示，两(2)个MCS索引具有相同的频率效率，其中第一个通过具有应用了2/3编码率的正交相移键控(QPSK)来表示，并且第二通过具有应用了1/3编码率的16正交幅度调制(16QAM)来表示。在应用了局部分配方案以便获得调度增益的信道环境中，应用低调制率和高编码率(例如，QPSK、2/3编码率)的FER性能(或FER结果)成绩优于应用高调制率和低编码率(16QAM、1/3编码率)的另一情形。

替代地，在应用了分布式分配方案以便获得频率分集增益的信道环境中，应用高调制率和低编码率(例如，16QAM、1/3编码率)的FER性能(或FER结果)成绩优于应用低调制率和高编码率(例如，QPSK、2/3编码率)的另一情形。

如果频率分集增益小，则从OFDM系统中的信道编码实现的增益相对小，并且相反，如果频率分集增益大，则从OFDM系统中的信道编码实现的增益相对更大。更具体地，信道编码的性能(或结果)取决于在OFDM系统中经历由于执行信道编码造成的深度衰落的子载波的补偿的量或级别。这里，从信道编码获得的频率分集与频率选择性的大小直接成比例。换句话说，如果频率选择性大，则从信道编码获得的频率分集也增加。因此，应用强信道编码(或低编码率)是有利的。相反，如果频率分集小(例如，小频率选择性)，则使用高编码率传送更有利，因为可以从信道编码实现的增益相对更小。

参考图6，两(2)个MCS索引具有相同的频率效率，其中第一个通过具有应用了5/6编码率的QPSK来表示，并且第二个通过具有应用了5/12编码率的16QAM来表示。在应用了分布式资源分配方案以便实现相对高频率分集增益的信道环境中，在应用相比更低编码率(例如，16QAM、5/12编码率)情形下的FER性能(或FER结果)好于在应用相比更大编码率(例如，QPSK、5/6编码率)的情形。此外，相比于图5，由于编码率的不同(例如，QPSK、5/6编码率相对于16QAM、5/12编码率)，性能优于图5的性能。关于图5，性能接近饱和，因为应用了强信道编码。然而，应用了相对较弱的信道编码，并且因此，在相比于图5应用了相对更弱的信道编码的图6中可以实现频率分集增益的更大差异。

在图5和6中，仿真结果基于两(2)个接收天线。如果仿真在单个接收天线上运行，则差异将很可能更大。此外，如果信道环境不同(例如，具有更高频率选择性的信道或具有更低频率选择性的信道)，则性能差异将显著不同。

如上所讨论的，系统的性能可以根据信道环境而变化，并且因此，考虑不同和/或变化的信道情况是重要的。在没有这样的考虑的情况下，对其使用固定MCS索引和应用AMC方案将很可能导致低于最优的系统性能。

图7是图示根据传送端的资源分配方案进行编码率选择的示例性示图。参考图7，可以确定传送端的资源分配方案(S701)。这里，传送端的资源分配方案可以是图3A的局部资源分配方案、图3B的分布式资源分配方案或图3C的局部/分布式资源分配方案的混合(或组合)中的任何一个。

此后，可以做出关于传送端的资源分配方案是否是局部资源分配方案或分布式资源分配方案的确定(S702)。

如果确定传送端使用局部资源分配方案，则可以根据AMC方案选择相对高的编码率(S703)。也就是说，可以从其中MCS索引具有相同频率效率的MCS索引集合中选择具有相对高编码率的MCS索引、或选择编码率大于或等于阈值编码率的MCS索引。

替代地，如果确定传送端使用分布式资源分配方案，则可以根据AMC方案选择相对低的编码率(S704)。

如图7所讨论的MCS索引选择方案可以应用于采用自适应资源分配方案的系统中以及采用固定资源分配方案的系统中。

图8是图示根据所选择的MCS索引的编码率来选择资源分配方案的示例性示图。参考图8，接收到了与MCS索引相关联的信息(S801)。接收端或传送端可以基于反馈信息来选择MCS索引。使用所选择的MCS索引，可以确定用于信道编码和调制的MCS。

此后，可以做出关于所选择的MCS索引的编码率是否大于(或等于)指定编码率阈值(CR_T)的确定(S802)。如果MCS索引大于(或等于)所指定的编码率阈值(CR_T)，则可以在传送端中选择局部资源分配方案(S803)。替代地，如果MCS索引小于所指定的编码率阈值(CR_T)，则可以在传送端中选择分布式资源分配方案(S804)。

根据如图8中所讨论的所选择的资源分配方案的资源分配方案可以应用于采用自适应资源分配方案的系统中。

如关于图7和8所讨论的关于基于资源分配方案和AMC方案的MCS索引选择之间的关系来在两者之间选择性地确定，可以增强系统的链路性能和处理速率。

图9是图示当接收信道的频率选择性大时各种MCS的性能的比较的示例性曲线图。关于图9，不同于其中没有考虑频率选择性的图7和8的示例，在确定资源分配方案以便进一步改进系统的性能的过程中考虑了诸如接收信道的频率选择性的因素。

参考图9，相比于图5和6，存在相对大数目的信道的多路径以及相对更短的相干带宽。换句话说，图9图示了在TU环境中的系统性能，其中接收信道的频率选择性大，并且应用了与图6的MCS索引相同的MCS索引。

更具体地，相比于在其中频率选择性相对更小的图6中讨论的两种类型的分布式资源分配方案，关于其中接收信道的频率选择性大的图9所讨论的这两个示例或实施例可以获得更好的FER性能。更好的性能的原因是当使用分布式资源分配方案时频率分集增益成比例地增加频率选择性的大小。

在图9中，在假定频率效率一致时，低信道编码率(例如，16QAM、5/12编码率)的应用提供了比高信道编码率(例如，QPSK、5/6编码率)相对更好的FER性能。这里，相比于图6的结果，显而易见的是图9的结果相对显著。这里的差异可以归于关于信道的多路径数目和/或相干带宽的频率分集的改变。换句话说，如果多路径的数目增加和/或相干带宽变得更短(即，接收信道的更大频率选择性)，则为了更高的增益可以使用MCS索引的低编码率。替代地，如果多路径的数目降低和/或相干带宽变得更长(即，接收信道的更小的频率选择性)，则为了更高的增益可以使用MCS索引的高编码率。

因此，传送端必须基于接收信道的频率选择性来选择资源分配方案和MCS索引。

图10是图示根据接收信道的频率选择性的资源分配方案的示例性示图。参考图10，首先，由传送端接收到包括信道的频率选择性的反馈信息(S1001)。为了在接收端测量反馈信息，可以使用各种方案或方法，包括使用多路径延迟谱和/或相干带宽来测量频率选择性。此外，还可以使用每个子载波的功率倾斜度和/或功率分布值。

为了测量信道的频率选择性，可以使用相关器来测量在每个子载波之间的相关的级别(或程度)。在难以测量多路径延迟值或相干带宽值时可以使用相关器。同时，相关器可以用于测量在每个OFDM子载波之间的相关级别或程度，并且确定信道的频率选择性。下面的公式可以用于测量在OFDM子载波之间的相关的级别或程度。

[公式2]

$\mathrm{\σ}=\frac{1}{N}\underset{n=1}{\overset{N-m}{\mathrm{\Σ}}}{h}_n{h}_{n+m}^{*}$

这里，σ表示在每个子载波之间的相关值，N表示子载波的总数目，n和m表示子载波索引，并且h_n表示第n子载波的信道响应。

在通过使用诸如公式2的公式来计算相关值之后，可以将相关值与指定阈值相比较。如果所计算的相关值大于(或等于)所指定的阈值，则可以确定信道的频率选择性高，并且相反，如果所计算的相关值小于所指定的阈值，则可以确定信道的频率选择性低。这里，可以使用在数据传送期间同时传送的导频符号和/或前同步码来计算正在使用的信道响应。

如果接收信道的频率选择性大，则在子载波信道之间的相关程度相应地大。使用该原则，可以估计在每个子载波信道之间的功率相关的程度(或量)用于频率选择性。可以使用下面的公式来估计相关器。

[公式3]

$w_1\left(\right|\frac{{\left|h_m\right|}^2-{\left|h_1\right|}^2}{m-1}\left|\right)+w_2\left(\right|\frac{{\left|h_{m+1}\right|}^2-{\left|h_2\right|}^2}{m-1}\left|\right)+w_3\left|\frac{{\left|h_{m+2}\right|}^2-{\left|h_3\right|}^2}{m-1}\right|+...+W_{N-m+1}\left|\frac{{\left|h_N\right|}^2-{\left|h_{N+m+1}\right|}^2}{m-1}\right|$

参考公式3，下标表示子载波索引，并且W₁-W_N-m+1的总和等于1。使用该公式，可以获得相关值。如果所获得的相关值大于(或等于)指定阈值，则确定信道的频率选择性大。相反，如果所获得的相关值小于指定阈值，那么确定信道的频率选择性小。

此外，如本发明的另一实施例，在每个子载波索引之间的功率分布值可以用于测量信道的频率选择性。如果接收信道的频率选择性大，则相应信道的每个子载波的功率分布也大，并且使用该功率分布，可以估计或测量频率选择性。可以使用下面的公式来测量每个子载波的功率分布值。

[公式4]

$E[{({\left|h_n\right|}^2-M)}^2=\frac{{({\left|h_1\right|}^2-M)}^2}{N}+\frac{{({\left|h_2\right|}^2-M)}^2}{N}+...+\frac{{({\left|h_N\right|}^2-M)}^2}{N}$

参考公式4，M表示信道功率的平均值，N表示子载波的总数目，并且h_n表示第n子载波的信道响应。

如果所测量的子载波的功率分布值大于(或等于)指定值，则可以确定信道的频率选择性大。然而，如果所测量的子载波的功率分布值小于该指定值，则可以确定信道的频率选择性小。

如所讨论的，信道的频率选择性的测量并不限于以上讨论，并且可以使用其他手段和方法来应用或实现。

参考图10，在确定接收信道的频率选择性(S1001)之后，做出关于频率选择性的程度(级别)是否大于或等于指定频率选择性阈值(T_s)的确定(S1002)。这里，可以根据用于测量频率选择性的方法(或方案)不同地确定指定频率选择性阈值(T_s)。

如果在S1002中确定信道的频率选择性大于(或等于)所预先确定的指定频率选择性阈值(T_s)，则可以选择分布式资源分配方案(S1003)。替代地，如果在S1002中确定信道的频率选择性小于所预先确定的指定频率选择性阈值(T_s)，则可以选择局部资源分配方案(S1004)。

如关于图9所讨论的，可以通过基于接收信道的频率选择性而选择资源分配方案来改进系统的FER性能。此外，如关于图10所讨论的，如果选择了传送端的资源分配方案，则可以通过选择用于应用到AMC方案的MCS索引来进一步增强系统性能。

随后，在选择了分布式资源分配方案之后，可以选择具有低编码率的MCS索引(S1005)。替代地，在选择了局部资源分配方案之后，可以选择具有高编码率的MCS索引(S1006)。

在S1105和S1106中，低编码率或高编码率的选择涉及预先确定的MCS查找表。也就是说，可以从MCS查找表中选择具有相同频率效率的编码率和调制率。此外，可以选择具有低编码率和高调制率的MCS索引或具有高编码率和低调制率的MCS索引。然而，系统可以通过好的FER要求更高的总体吞吐量。在这样的情况下，不是使用预先确定的MCS索引集合，而是可以优化MCS级别选择以便增加系统吞吐量。

此后，将讨论MCS索引集合的更详细的描述，如MCS索引集合涉及预先确定该集合。如所讨论的，MCS索引集合包括在MCS查找表中具有相同频率效率的MCS索引。

如关于表3和表4所描述的，MCS查找表可以包括具有相同频率效率的MCS级别集合。例如，具有索引QPSK、2/3编码率的表3的MCS级别集合3具有与具有索引16QAM、1/3编码率的表3的MCS级别集合5相同的频率效率。此外，具有索引16QAM、1/2编码率的表3的MCS级别集合6具有与具有索引64QAM、1/3编码率的MCS级别集合9相同的频率效率。

在下面的另一实施例的讨论中，MCS集合(或MCS级别集合)可以被称为MCS索引集合。这里，根据多个MCS级别索引，可以选择通过具有可接受编码率的两(2)个MCS级别索引表示的MCS集合。这两(2)个MCS级别索引基于频率选择性的程度(或级别)具有相同的频率效率。相应地，由表3和4限定的MCS索引集合可以分别如下表示。

[表3]

表4

图11是图示与MCS索引选择相关联的处理的示例性示图。更具体地，可以规定其中MCS索引具有相同频率效率的MCS索引集合。此外，如果所选择的MCS索引来自MCS索引集合，则可以根据资源分配方案从MCS索引集合中重新选择MCS索引。

参考图11，传送端可以从接收端接收包括与所选择的MCS索引和资源分配方案有关的信息的反馈信息(S1101)。随后，可以做出关于所选择的MCS索引是否来自(或包括在)MCS索引集合中的确定。如果确定所选择的MCS索引没有包括在MCS索引集合中或不是来自MCS索引集合，则可以保持所确定的MCS索引。

然而，如果确定所选择的MCS索引来自MCS索引集合，那么可以做出关于资源分配方案是否是局部资源分配方案的确定(S1104)。例如，如果现有MCS查找表与表1的MCS查找表相同，并且根据S1103所确定的MCS级别索引是3(QPSK、2/3编码率)，则由于这在预先确定的MCS索引集合的范围中，所以可以基于资源分配方案从MCS索引集合重新选择MCS索引。

在S1104中，确定资源分配方案是局部资源分配方案，可以重新选择MCS索引。也就是说，由于所选择的MCS索引可以具有导致低频率分集增益的编码率，所以可以利用具有高编码率的MCS索引从MCS索引集合中重新选择所选择的MCS索引。这里，如果所选择的MCS索引具有高编码率，那么可以使用所选择的MCS索引，但是如果所选择的MCS索引具有低编码率，那么可以从MCS索引集合中利用另一MCS索引重新选择所选择的MCS索引。

例如，假定表1被用作MCS查找表，表3被用作MCS索引集合，并且选择了MCS级别索引3(QPSK、2/3编码率)。如果确定使用了局部资源分配方案，那么这对应于在表3的MCS索引集合中的高编码率，并且因此，可以保持或继续使用所选择的MCS索引3。

然而，如果确定资源分配方案不是局部资源分配方案，那么可以从MCS索引集合中重新选择具有低编码率的MCS索引(S1106)。

图12是图示与资源分配方案的选择相关联的处理的示例性示图。更具体地，传送端例如经由反馈信息接收或获取与所选择的MCS索引相关联的信息(S1201)。此后，可以做出关于所选择的MCS索引是否包括在MCS索引集合中的确定(S1202)。如果确定所选择的MCS索引没有包括在MCS索引集合中，那么可以保持(或继续使用)当前或现有资源分配方案(S1203)。

然而，如果确定所选择的MCS索引包括在MCS索引集合中，那么可以做出关于所选择的MCS索引的编码率是否大于(或等于)指定编码率阈值(CR_T)的进一步的确定(S1204)。基于该确定，如果确定所选择的MCS索引的编码率大于(或等于)该指定编码率，那么可以选择局部资源分配方案(S1205)。在局部资源分配方案中，通常应用相对更弱的信道编码。替代地，如果确定所选择的MCS索引的编码率小于该指定编码率，那么可以选择分布式资源分配方案(S1206)。在分布式资源分配方案中，应用了相对更强的信道编码以便获得频率分集增益。

关于图12简言之，这里的资源分配方案可以应用于采用自适应资源分配方案的系统，其可以根据所选择的MCS索引的编码率来改变资源分配方案。此外，频率分集增益的程度或级别根据在OFDM系统中的编码率而变化。同样，如果使用了基于信噪比(SNR)选择的MCS索引，则可能没有充分地实现基于信道编码的频率分集增益。因此，可能难以优化FER性能和/或传送率。

考虑到上述可能的困难，为了更好地实现频率分集增益，可以根据所选择的MCS索引的编码率重新选择MCS索引。图13是图示与MCS索引的重新选择相关联的的示例性示图。参考图13，可以预先配置在集合上具有相同频率效率的MCS索引集合。在选择了MCS索引之后，并且如果确定MCS索引来自预先配置的MCS索引集合或是预先配置的MCS索引集合的一部分，那么可以自适应地重新选择MCS索引。

更具体地，可以例如经由反馈信息接收或获取涉及基于诸如接收信号的SNR的信息的所选择的MCS索引的信息(S1301)。随后，可以做出关于所选择的MCS索引是否来自(或包括在)MCS索引集合中的确定(S1302)。这里，MCS索引集合可以是具有MCS查找表的相同频率效率的MCS索引组。

如果确定所选择的MCS索引没有包括在MCS索引集合中，则可以保持所选择的MCS索引(S1303)。然而，如果确定所选择的MCS索引包括在MCS索引集合中，那么可以做出关于所选择的MCS索引的编码率是否大于或等于指定编码率阈值(CR_T’)的进一步的确定(S1304)。这里，该指定编码率阈值(CR_T’)可以针对每个系统而不同地配置，也就是说，它(CR_T’)可以利用可以提供信道的频率分集增益的编码率来配置，或者可以根据调制率来不同地配置。例如，为了实现频率分集增益，可以利用如果QPSK则2/3编码率并且如果16QAM则1/3编码率来设置指定编码率阈值(CR_T’)。

如果确定所选择的MCS索引的编码率大于或等于该指定编码率阈值(CR_T’)，则可以从MCS索引集合中利用具有低编码的MCS索引重新选择MCS索引(S1305)。如果所选择的MCS索引对应于高调制率和低编码率，则MCS索引的重新选择可以通过重新选择(或保持)当前选择的MCS索引来进一步描述。然而，如果所选择的MCS索引对应于低调制率和高编码率，则可以利用具有该调制率和低编码率的MCS索引从MCS索引集合中重新选择MCS索引。

如果确定所选择的MCS索引的编码率小于该指定编码率阈值(CR_T’)，则可以保持当前或所选择的MCS索引(S1306)。也就是说，可以重新选择MCS索引，该MCS索引是具有高编码率的MCS索引。类似地，关于MCS索引的重新选择，可以重新选择相同的MCS索引或可以选择另一MCS索引。

基于所重新选择的MCS索引的调制率以及编码率，可以控制传送端的编码器和映射器。

下面的讨论涉及关于基于指定编码率阈值重新选择MCS索引的系统的性能。更具体地，可以将所测量的接收信号的SNR与链路曲线表的SNR阈值相比较。基于该比较，可以从MCS查找表中选择MCS索引。表5和6示出了MCS查找表的示例。

表5

索引	调制	码率
			1	QPSK	1/12
2	QPSK	2/12
			3	QPSK	3/12
4	QPSK	4/12
			5	QPSK	5/12
6	QPSK	6/12
			7	QPSK	7/12
8	QPSK	8/12
			9	QPSK	9/12
10	QPSK	10/12
			11	QPSK	11/12
12	16QAM	1/12
			13	16QAM	2/12
14	16QAM	3/12
			15	16QAM	4/12
16	16QAM	5/12
			17	16QAM	6/12

18	16QAM	7/12
			19	16QAM	8/12
20	16QAM	9/12
			21	16QAM	10/12
22	16QAM	11/12
			23	64QAM	1/12
24	64QAM	2/12
			25	64QAM	3/12
26	64QAM	4/12
			27	64QAM	5/12
28	64QAM	6/12
			29	64QAM	7/12
30	64QAM	8/12
			31	64QAM	9/12
32	64QAM	10/12
			33	64QAM	11/12

基于表5的MCS查找表，如果具有相同频率效率的MCS索引被分成一组(例如，MCS索引集合)，则它可以如表6所示表示。

表6

这里，关于表5，MCS索引2的QPSK、1/6码率以及MCS索引12的16QAM、1/12码率可以被分成一组作为具有相同频率效率的MCS索引集合。类似地，MCS索引8的QPSK、2/3码率以及MCS索引15的16QAM、1/3码率可以被分成一组作为MCS索引集合。此外，MCS索引10的QPSK、5/6码率以及MCS索引16的16QAM、5/12码率可以被分成一组作为MCS索引集合。

关于表6，可以基于在各种信道环境中所应用的码率来影响系统的性能。在下面的讨论中，下面的曲线图基于对于QPSK的2/3码率和对于16QAM的1/3码率。

图14A-14C是图示根据在具有小频率选择性的信道环境中所应用的码率的系统性能的示例性曲线图。

参考图14A，如果信道编码率小于编码率阈值(例如，对于QPSK1/6＜2/3，并且对于16QAM 1/12＜1/3)，则示出，如果使用了具有低调制率和高编码率的MCS索引，则FER性能更好，不管是使用局部还是分布式资源分配方案。关于图14B，由于用于测试的编码率类似于编码率阈值，所以系统性能没有太多差异。此外，由于用于测试的编码率大于编码率阈值，所以如果使用了具有高调制率和低编码率的MCS索引，则FER性能更好。这里，因为缺少实现频率分集增益的局部资源分配方案无法补偿具有低频率选择性的信道环境，所以性能增益最小。同样，优选的是，在具有低频率选择性的信道环境中使用分布式资源分配方案。

图15A-15C是图示根据在具有大频率选择性的信道环境中所应用的编码率的系统性能的示例性曲线图。类似地，表6的MCS索引集合也用于图15A-15C的讨论中。此外，图15A-15C的曲线图基于对于QPSK的2/3码率以及对于16QAM的1/3码率。

关于图15A-15C，如关于图14A-14C所讨论的，如果所应用的编码率小于编码率阈值，则如果使用了具有低调制率和高编码率的MCS索引，则FER性能更好。此外，如果所应用的编码率大于编码率阈值，则如果使用了具有高调制率和低编码率的MCS索引，则FER性能更好。

另外，关于图15C，当由于利用具有高频率选择性的信道环境的高频率分集而使用了局部资源分配方案时，经历了性能增益，尽管局部资源分配方案不能利用频率分集。也就是说，通过重新选择MCS索引可以在OFDM系统中期望系统性能。

以上的讨论可以应用于单天线系统以及多天线系统，诸如多输入多输出(MIMO)系统。这里，用于与确定使用哪个资源分配方案相关联的模块以及与重新选择MCS相关联的模块的计算量可以根据在传送端和接收端处的天线数目而变化。

如果以上的实施例(或讨论)被应用于多天线系统中，则被认为与用于每个传送天线的资源分配方案的应用无关的MCS级别索引可以用于传送，并且因此可以优化来自多个传送天线的传送分集增益。

此外，以上的实施例可以直接应用于物理层以及更高层(例如，媒体访问控制层)。如果实施例应用于更高层，则可以结合其他处理(例如，AMC方案、多用户调度或功率控制)来使用这些实施例。

而且，关于其中使用预先确定的MCS索引集合的图11和12的讨论，如果认为增加整体处理速率比改进FER性能更重要，则可以省略MCS索引集合，而通过优化MCS级别索引来增加系统处理速率。

例如，假定应用了分布式资源分配方案并且关于图6，如果传送端接收到涉及QPSK、5/6编码率的信息，则不必将MCS级别索引改变成16QAM、1/2编码率。相反，如果存在具有更好频率效率同时具有相同调制速率(例如，16QAM)的MCS索引或MCS级别，则可以使用该MCS索引(例如，16QAM、1/2编码率)。这里，重要的是这样的修改还满足目标服务质量(QoS)。

这里，从增加系统处理速率的视角看，如果在传送大量数据时FER性能可以满足目标QoS，则可以多得多地优化系统性能。为此，优选地，可以使用MCS查找表，并且可以使用可以比较或确定具有更好频率效率同时满足目标QoS的MCS级别(或MCS索引)的模块。

图16是图示包括用于根据传送端的传送方案控制MCS索引的MCS选择控制器的传送端和接收端的示例性示图。

参考图16，基本结构与图1的基本结构相同。然而，在传送端中，添加了MCS选择控制器106，并且将非自适应或自适应资源分配模块104’引入传送端100中。

根据本发明的实施例，传送端100可以接收涉及资源分配方案的信息。如果资源分配方案是局部资源分配方案，则可以选择编码率大于(或等于)指定编码率阈值的MCS索引。替代地，如果资源分配方案是分布式资源分配方案，则可以选择编码率小于该指定编码率阈值的MCS。通常由编码器101和映射器103执行的这些处理和操作可以由MCS选择控制器106来控制。

资源分配模块104’可以被配置成使用自适应资源分配方案或非自适应资源分配方案。换句话说，可以使用资源分配方案中的任何一个。

图17是图示包括MCS和资源分配选择控制器的传送端和接收端的示例性示图。MCS和资源分配选择控制器107可以被配置成控制与MCS索引有关的反馈信息、基于传送方案的MCS索引和/或传送方案。

参考图17，基本结构与图1的基本结构相同。进一步添加了MCS和资源分配选择控制器107，传送端包括自适应资源分配模块104″。

在操作中，传送端100可以接收涉及资源分配方案的信息。如果资源分配方案是局部资源分配方案，则可以选择编码率大于(或等于)指定编码率阈值的MCS。替代地，如果资源分配方案是分布式资源分配方案，则可以选择编码率小于该指定编码率阈值的MCS。可以将涉及这些选择的信息从MCS和资源分配选择控制器107发送到自适应资源分配模块104″。这里，MCS和资源分配选择控制器107并行地执行MCS索引选择和资源分配的选择。

优选地，资源分配模块是自适应资源分配模块104″，使得传送端100的MCS选择控制器106和/或MCS和资源分配选择控制器107可以基于信道情况而改变资源分配方案。

另外，MCS和资源分配选择控制器107可以接收涉及MCS索引以及所接收到的信道的频率选择性的信息。基于此，传送端100可以确定频率选择性是否大于(或等于)指定阈值。如果是，那么可以选择分布式分配方案。相反，如果频率选择性小于该指定阈值，那么可以选择局部分配方案。此外，如果选择了分布式分配方案，则可以利用具有低编码率的MCS索引来重新选择MCS索引。最后，如果选择了局部分配方案，则可以利用具有高编码率的MCS索引来重新选择MCS索引。

对本领域的技术人员将显而易见，在不背离本发明的精神或范围的情况下，在本发明中可以进行各种修改和变化。因此，本发明意在覆盖该发明的修改和变化，只要修改和变化处于随附权利要求及其等同物的范围之内。

Claims (10)

1.一种在无线通信系统中基于资源分配方案和调制和编码方案(MCS)索引的关系选择调制和编码方案(MCS)的方法，所述方法包括：

如果传送端的资源分配方案采用局部资源分配方案，则选择具有大于指定编码率阈值的编码率的MCS索引；以及

如果所述传送端的资源分配方案采用分布式资源分配方案，则选择具有小于所述指定编码率阈值的编码率的MCS索引，

其中所述分布式分配方案是以非连续方式将数据分配到子载波的方案，而所述局部分配方案是以连续方式将数据分配到子载波的方案。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：如果所述传送端的资源分配方案采用所述局部资源分配方案，则选择具有等于所述指定编码率阈值的编码率的MCS索引。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，如果至少指定数目的资源块在频域中被连续分配，则所述传送端的资源分配方案确定为所述局部资源分配方案；并且如果少于所述指定数目的资源块在频域中被连续分配，则所述传送端的资源分配方案确定为所述分布式资源分配方案。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述资源分配方案是自适应资源分配方案。

5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括接收包括所述MCS索引的反馈信息。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述MCS索引包括在MCS索引集合中，所述MCS索引集合包括全部具有相同频率效率的多个MCS索引。

7.一种在无线通信系统中基于资源分配方案和调制和编码方案(MCS)索引的关系选择资源分配方案的方法，所述方法包括：

如果所选择的MCS索引具有大于指定编码率阈值的编码率，则由传送端将资源分配方案选择为局部资源分配方案；以及

如果所选择的MCS索引具有小于指定编码率阈值的编码率，则由传送端将资源分配方案选择为分布式资源分配方案，

其中所述分布式分配方案是以非连续方式将数据分配到子载波的方案，而所述局部分配方案是以连续方式将数据分配到子载波的方案。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述资源分配方案是自适应资源分配方案。

9.根据权利要求7所述的方法，进一步包括接收包括所述MCS索引的反馈信息。

10.一种用于在无线通信系统中基于资源分配方案和调制和编码方案(MCS)索引的关系选择调制和编码方案(MCS)的装置，所述装置包括：

资源分配模块，所述资源分配模块被配置成使用自适应资源分配方案或非自适应资源分配方案，其中所述资源分配方案包括局部资源分配方案、分布式资源分配方案以及作为所述局部和所述分布式资源分配方案的组合的方案；以及

MCS选择控制器，所述MCS选择控制器被配置成：如果所述资源分配方案是所述局部资源分配方案，则选择具有大于或等于指定编码率阈值的编码率的MCS索引，并且如果所述资源分配方案是所述分布式资源分配方案，则选择具有小于所述指定编码率阈值的编码率的所述MCS索引，

其中所述分布式分配方案是以非连续方式将数据分配到子载波的方案，而所述局部分配方案是以连续方式将数据分配到子载波的方案。

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