LTE链路适配Link Adaptation.docx

LTE链路适配(Link Adaptation)1，LTE链路适配和CDMA链路适配的区别 在设计无线接口时，确定无线链路适配(Link Adaptation)的基本原则是非常重要的。CDMA IS95或者WCDMA的早期版本用快速闭环功率控制技术来帮助电路交换语音业务获得大致固定的信息传输速率，但LTE（以及之前的HSPA）的思路与之截然不同。LTE是一个以分组交换为基础的多业务系统，不再支持电路交换业务。LTE根据每个用户获得无线信道容量来动态改变调制方法(modulation scheme)和信道编码(channel coding)速率，从而调整信息传输速率（参见图1）。信道编码不同，信道的检错和纠错能力也不同，相应地系统开销也不同。链路适配原则和信道编码方法有密切的联系。2，下行链路适配原则和CQI反馈 在下行信道上，eNodeB根据对下行信道质量状况的预测，选择适当的调制方法和信道编码速率。在这个选择过程中，CQI是非常重要的一个输入参数。CQI是Channel Quality Indicator（信道质量指标）的缩写，它是UE通过上行信道反馈给eNodeB的。CQI反馈告诉eNodeB，下行信道能够支持的数据传输速率。CQI做出这个判断时，综合考虑了系统的信噪比指标和UE接收器的能力。eNodeB决定UE上报的CQI模式，以便在上行信道开销和下行信道适配效率之间达到平衡。 根据收到的CQI反馈，eNodeB可以选择不同的调制方法，比如QPSK、16-QAM和64-QAM，以及一系列信道编码速率。不同的调制方法和信道编码速率构成不同的组合，从一个组合切换到另一个组合取决于许多因素，比如业务质量要求和小区吞吐量。 信道编码方法决定了通信系统的检错和纠错能力，LTE通信系统中可以使用的信道编码方法包括：卷积码（Convolutional codes）、具有迭代译码能力的Turbo码和LDPC（Low Density Parity Check），其中turbo码能够实现接近香农极限的性能表现。3，上行链路适配原则不需要CQI反馈 LTE上行链路的适配过程与下行链路相似，也是在eNodeB的控制，选择不同的调制方法和信道编码速率。上行链路能够选择的信道编码方法和速率和下行链路一样，而在调制方法方面，除了CAT 6的UE可以使用640QAM之外，其余UE的上行链路使用QPSK和16-QAM。和下行链路适配依靠CQI反馈不同，eNodeB可以通过探测参考消息(SRS)等信息独立完成对上行链路状况的判断，做出链路适配决定。4，链路适配机制和多用户调度机制的结合 还有一点是不能忽略的，即链路适配机制可以和多用户调度机制相结合，其结果是能够根据不同用户的无线信道状况分配不同的时间和频率资源，从而提高资源利用效率。这样，CQI不仅让调制方法和信道编码速率随信道条件而变化，而且能用于指导时间/频率资源的选择性调度和跨小区的干扰协调。5，链路适配的基本策略 所谓链路适配就是根据无线信道上信号的强弱，动态调整信息数据的传输速率（Link adaptation is to matching information data rate to the variations in signal quality）。链路适配也被称为AMC（Adaptive Modulation and Coding），因为链路适配是通过改变调制方法(Modulation Scheme)和信道编码（Coding）速率来实现的。 链路适配的方法可以是改变调制方法、改变信道编码速率，或者两个方法的结合。 链路适配要根据无线信道的质量状况选择合适的调制方法。低阶的调制方法意味着一个调制符号代表较少的比特（比如QPSK）。低阶调制方法更强壮，更能抵御干扰影响，但是低阶调制方法的数据传输速率比较低。高阶调制方法（每个调制符号代表较多的比特）能获得较高的数据传输速率，但是因为高阶调制方法对干扰、噪声和信道估计失误更加敏感，因此更容易出错。 链路适配同样要根据无线信道的质量状况选择适当的编码速率。如果无线信道的信噪比比较差，就选择较低的编码速率；如果SINR比较好，就选择较高的编码速率。编码速率的调整是通过对码序列执行puncturing操作或者repetition操作来实现的。 无线信道存在频率选择性的特点，理论上应该为不同的频率（或者资源块）选择不同的MCS。但是在LTE网络实际应用中发现，与所有资源块使用相同的MCS相比，为不同的资源块选择不同的MCS的好处并不大，而相应的信令开销则大大增加，显然这是一个得不偿失的选择。因此在为一个用户分配的所有频率资源中，所有的MCS都是相同的。LTE使用的是基于时间选择性的MCS策略。另外，当在一个子帧中向一个用户传送不止一个传输块（借助MIMO技术）时，不同传输块的MCS选择是彼此独立的。 UE上报的CQI能够辅助eNodeB为下行信道选择适当的MCS。CQI主要是通过测量下行信道上的参考信号而获得。CQI的数值并不代表SINR，而是表示UE在当前的信道条件下、且传输块误码率BLER不超过一定上限的情况下能够执行的最高MCS。也就是说，CQI中不仅包含了下行信道的信噪比状态，还包含了UE接收器的能力信息。因此在