- Адаптивна модуляція і Кодування (ADAPTIVE MODULATION AND CODING) Бездротові системи зв'язку використовують...
- Індикатора Якості Каналу (CQI)
Адаптивна модуляція і Кодування (ADAPTIVE MODULATION AND CODING)
Бездротові системи зв'язку використовують такі сучасні рішення адаптивну модуляцію і кодування. Гібридний Автоматичний Повторний Запит (HARQ -Hybrid Automatic Repeat Request) і Індикатор Якості Каналу (CQI -Channel Quality Indicator) щоб враховувати зміни в каналі і пристосовувати його до поточного стану.
Адаптивна модуляція в OFDMA. В системі OFDMA, кожному користувачеві розподілений блок піднесуть частот, кожна з яких має різний набір SNR (Signal to Noise Ratio - відношення сигнал-шум). Тому, треба звернути увагу, щоб набір сукупності модуляції / і швидкості кодування були обрані з урахуванням мінливих SNR піднесуть частот.
Основна ідея дуже проста: застосовувати методи модуляції і кодування, розраховані на передачу даних як можна на більш високій швидкості, коли канал в хорошому стані, і передавати на більш низькій швидкості, коли канал поганий, щоб уникнути надмірного числа забракованих пакетів. Нижчі швидкості передачі даних виходять, в разі застосування сукупності засобів - "сузір'їв" (constellation) з малою виправляє здатністю.
Мобільний широкосмуговий системи зв'язку підтримують різні види модуляції. Для напряму "вниз" (DL) обов'язковою є підтримка QPSK (Quadrature Shift Keying - квадратурного-фазова маніпуляція), 16QAM і 64QAM (Quadrature Amplitude Modulation квадратурного амплітудна модуляція).
У напрямку "вгору" (UL) може застосовуватися 64QAM. Для кодування можуть застосовуватися:
- сверточное кодування (CC- Convolution Coding);
- сверточное турбо - кодування (CTC Convolution Turbo Coding) зі змінною швидкістю коду і повторним кодуванням;
- блочне турбо - кодування (BTC- Block Turbo Code)
- кодування низької щільності з перевіркою на парність (LDPC -Low Density Parity Check Coding);
В цілому, в даний час можна застосувати понад п'ятдесят різних конфігурацій типу модуляції і кодують і швидкостей, з безлічі реалізацій будуть застосовуватися в широкосмугових системах тільки частина з них. Ці зміни називаються профілі пакета, і перераховані в табл. 8.5 (Принципи модуляції див. Розділ 4).
таблиця 8.5 .
Таблиця 8.5. Застосовувані коди і модуляції Модуляція Вниз Вгору QPSK, 16QAM, 64QAM QPSK, 16QAM, 64QAM Кодування сверточное 1/2, 2/3, 3/4, 5/6 1/2, 2/3, 5/6 турбокоди 1/2, 2/3, 3/4, 5/6 1/2, 2/3, 5/6 Повторення x2, x4, x6 x2, x4, x6
Блок-схема системи AMC наведені на Мал. 8.12 .
Мал.8.12.
Блок - схема адаптивної модуляції і кодування
Для простоти, ми спочатку розглянемо тільки єдину призначену для користувача систему, яка намагається передати інформацію наскільки можливо швидко через канал зі змінним відношенням SNR - Signal to Noise Ratio, наприклад через замираний. Мета передавача полягає в тому, щоб передати дані так, щоб вони були надійно демодулювати і декодовані в приймальнику.
Мал.8.13.
В результаті порівняння продуктивності і поточного SNR передбачається найкраща система засобів і конфігурація кодування обрана для кожного значення SNR. На цьому малюнку показані тільки 6 конфігурацій і турбо декодерів з максимальним 8 -ми кратним повторенням передачі інформації
Мал. 8.13 показує, що, використовуючи шість з типів модуляції і кодування з можливих профілів можна досягти великого діапазону спектра. Це дозволяє збільшити продуктивність при збільшенні SNR відповідно до формули Шеннона:
В цьому випадку, найнижча запропонована швидкість даних використовує модуляцію - QPSK і швидкість кодування 1/2 Турбо кодом, в той час як найвища швидкість даних використовує - 64QAM і швидкість кодування 3/4 Турбо кодом. Досягнута продуктивність, нормалізована до ширини смуги частот визначаться [Jeffrey Andrew]
де
наприклад, 
) Зі швидкістю кодування 
, Досягає максимальної продуктивності 4,5 бітів в сек / Гц (при BLER = 0), в той час як 
зі швидкістю кодування 1/2, досягає максимальної продуктивності 1 біт в сек / Гц.
Налаштування Адаптивної Модуляції і управління кодуванням.
Ключова проблема, що AMC повинна ефективно управляти трьома різними величинами відразу: потужність передачі, швидкість передачі (сукупність), і швидкість кодування. Це відповідає розвитку відповідної стратегії для контролера AMC, показаного на Мал. 8.12 .
На малюнку управління модуляцією відбувається шляхом вибору:
- кодів:
- вибору форми перетворення символів
- вибору потужності передачі.
Ці процеси відбуваються в залежності від даних, що надходять по каналу індикатора якості. Хоча розумні рекомендації можуть бути розроблені, виходячи з теоретичного вивчення адаптивної модуляції. На практиці системний інженер повинен розробити алгоритм точного налаштування, заснований на великому числі дослідів моделювання, тому що робочі характеристики залежать від багатьох факторів. Нижче ми перерахуємо і розглянемо кілька з них, які ні в якому разі не вичерпують всі випадки.
Індикатора Якості Каналу (CQI)
Інформація зворотного зв'язку є дуже важливою для модуляції і кодування: передавач повинен знати "ставлення вхідного сигналу до шуму" - SNR для даного каналу, 
- який визначається як отриманий 
розділений на потужність передачі 
(Яка є зазвичай функцією ). отриманий 
- таким чином, дорівнює
Індикатора Якості Каналу (CQI) використовується для того, щоб забезпечити передачу інформації про стан каналу від користувальницьких терміналів до програми - планувальником базової станції. Інформація про стан, що передається по каналу CQICH може включати в себе: оцінку інтерференції і коефіцієнта сигнал / шум, вибір частоти і способу роботи антен (MIMO) для окремого каналу. При дуплексному режимі з тимчасовим поділом для адаптації каналів може використовуватися процедура більш точного вимірювання стану каналів (періодичне зондування стану каналів.).
При використанні цього старт стопного методу, після відправки кадру передавач робить паузу, протягом якої очікується прийом підтвердження. Залежно від типу підтвердження (позитивне - ACK або негативне - NAK) джерело передає наступний кадр або повторює попередній. Багатоканальний стартстопний режим з невеликим числом каналів - ефективний, простий протокол, який мінімізує пам'ять.
Іноді застосовується сигналізація, що дозволяє роботу в асинхронному режимі, що забезпечує стійкість роботи в умовах змінної затримки. При ретрансляції сигналів це дає більше гнучкості програмі - планувальником, але вимагає розміщення зайвої інформації в заголовку при кожній ретрансляції.
Гібридний Автоматичний Повторний Запит (HARQ) разом з Каналом Індикатора Якості Каналу (CQICH) і адаптивної модуляцією і кодуванням забезпечує (AMC - Adaptive Modulation and Coding) забезпечує стійкість перед перешкодами лінію зв'язку. Ця лінія з великим енергетичним запасом, що забезпечує мобільний зв'язок в різної навколишньому середовищу при швидкості пересування понад 120 км / год.