什么是链路自适应

前言

  无线通信与有线通信的一个区别是无线通信的信道环境变化是随机的，具有很大的不确定型，尽管目前有各种模型对复杂的信道进行有效模拟，例如双线模型，刃型模型等，而有线通信的信道环境更加稳定。一条数据线无论怎么打结，都可以准确完成信息传输的工作，但以前的天线电视信号的好坏就需要看当地的天气还有你天线的摆放位置以及角度。虽然有线通信的方式更加稳定，但完成信道搭建的成本很高，并且检修困难。因此无线通信技术在社会生活中获得越来越多的使用。
  为了无论在什么时候，都能够确保收到准确的信息，我们在设计编码和调制方式以及发射功率时，都会以最差的信道条件进行设计。我们在学习信号与系统时，也会默认0、1等概出现，这就是一种最差的信道条件。虽然这种方式在信道状况恶劣时，例如阴雨雷暴，太阳风暴，可以在一定程度上保证信号的准确传输，但在万里无云的时候，这种传输方式无疑是对信道资源以及能量的浪费。而链路自适应技术可以很好的解决这个问题，从而重复利用信道资源，节省节点的能源开支。

概述

  链路自适应技术是指通信系统根据无线信道在时间、频率和空间等维度上的变化，动态调整发射机和接收机的传输参数，从而使系统在保证Qos（Quality of Service）的同时，进一步提高系统的频带利用率，使有限的无线信道资源得到最大程度的利用。
链路自适应分为下行链路自适应和上行链路自适应。其中下行链路自适应主要指自适应编码调制（ACM：adaptive coding and modulation），通过各种不同的调制方式（PSK，QPSK，16QAM，64QAM等）和不同的信道编码方式（汉明码，重复码，卷积码，LDPC码等）来实现。
上行链路自适应主要包括三种链路自适应方法：

1. 自适应发射带宽
2. 发射功率控制（最早的一种自适应技术）
3. 自适应调制和信道编码率

  在这些技术当中，每一项都很重要，但最为核心的是自适应编码调制技术。ACM可以根据接收端反馈的接受信道状况，动态调整发射端的编码速率和调制方式。随着人们对香农限的不断追求，各种实用的码型不断出现，例如LDPC(低密度奇偶校验码)、Turbo码、Polar码等。对于这些码型，也催生出了Turbo码自适应编码调制技术和LDPC码自适应编码调制技术。

实现

  自适应技术的实现通常包括3个步骤：

1. 对信道参数的测量和估计
   发射机需要从当前时隙中获得的信道质量对下一个时隙的信道质量进行估计，这是自适应调制的前提，因此自适应调制系统只能在信道条件相对缓慢的情况下才能发挥比较好的效果。
2. 最佳参数的选择
   这里的参数包括调制方式、编码方式、发射功率等。经相关研究发现，调制方式的改变，比发射功率的改变更加有效。最佳参数的选择就是在给定的环境条件下，使目标函数得到最优，如在速率一定的前提下，误码率最小，或者在保证一定误码率的条件下，传输速率最高。
3. 自适应参数的发送

  发射机和接收机进行参数交流，完成自适应的过程，一般可分为开环信令传输、闭环信令传输以及盲检测的参数发送模式三类。

• 开环模式
  发射机和接收机根据自己测量的信道质量，决定自己的发射模式，并通知对方，以便解码的顺利进行
  

• 闭环模式
  发射机和接收机根据自己测量的信道质量，决定对方的发射方式
  

• 盲检测的参数发送模式
  在开环模式的基础上，加上了一个估计对方发射模式的步骤，从而省去了通知对方自己的发射模式的信令。
  

总结

  通过链路自适应技术，可以实现最大限度的用户数据传输，改进系统容量，提高系统利用率。

参考文献

何晓明，胡燏，张琦主编. 移动通信技术[M]. 2017
李晖，王萍，陈敏编著. 卫星通信与卫星网络[M]. 2018
杜庆伟. 无线通信中的移动计算[M]. 2016

最后

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