2.3.6 Методы адаптивной модуляции

Адаптивная модуляция подходит только для двусторонней связи между двумя станциями, так как параметры передачи должны быть адаптированы к использованию некоторой формы двусторонней передачи, для того, чтобы позволить измерить канал и взять сигнализацию. Адаптация параметра передачи - это отклик передатчика от изменяющихся во времени условий канала. Для того, чтобы эффективно реагировать на изменения в качестве канала, должно быть предпринято несколько шагов:

• Оценка качества канала: необходимо надлежащим образом выбрать параметры, чтобы они могли быть использованы для следующей передачи. Также нужно надежно оценить канал с функцией передачи в течение следующего активного интервала. Это происходит в приемнике, и информация о качестве канала направляется на передатчик для следующей передачи по каналу обратной связи.

• Выбор соответствующих параметров для следующей передачи: на основе прогнозирования состояния канала для следующего временного интервала передатчик должен выбрать соответствующие режимы модуляции для поднесущих.

• Сигнализация используемых параметров: приемник должен быть информирован о том, какие параметры демодулятора используются для принятия пакета.

2.3.7 Модель модуляции для когнитивного радио

В сценарии, где условия канала колеблются динамически, системы на основе схемы фиксированных модуляций не работают правильно, поскольку они не могут учитывать разницу в условиях канала. В такой ситуации система, которая приспосабливается к худшему сценарию, должна быть построена так, чтобы предложить приемлемую скорость битовых ошибок. Для достижения надежной и спектрально эффективной коммуникации используются замирание канала и адаптивная модуляция, которая позволяет адаптировать схему передачи с текущими характеристиками канала. Адаптивная модуляция основных систем изменяет такие параметры передачи, как мощность, скорость передачи данных, кодирование и схемы модуляции, или любую их комбинацию в соответствии с состоянием канала.

Если канал может быть оценен, то передатчик может легко адаптироваться к текущим условиям канала путем изменения схемы модуляции при сохранении постоянной вероятности битовой ошибки (BER). Это, как правило, выполняется посредством оценки канала в приемнике и передачи этой оценки обратно в передатчик. Адаптивная модуляция и высокая спектральная эффективность могут быть достигнуты при заданном BER при хороших условиях канала, в то время как снижение пропускной способности имеет место при пониженных канальных условиях.

Основная блок-схема адаптивной модуляции на основе когнитивной системы радио показана на рис.2.11. . Блок-схема обеспечивает подробный вид всей адаптивной системы модуляции со всеми необходимыми путями обратной связи.

Рис.2.10 - Базовая блок-схема на основе модуляции когнитивной радиосистемы

Предполагается, что передатчик имеет полное представление о канале и оценке канала в приемнике без ошибок и без времени задержки. Приемник использует когерентные методы обнаружения сигнала: адаптивная модуляция, PSK, M-QAM и М-схемы с разными режимами для разных условий в передатчике. Исходя из предположения, что оценка канала идеально подходит для каждой передачи, режим регулируется для максимальной пропускной способности при среднем BER ограничении, основанном на мгновенной SNR канала. Основываясь на идеальном знании об информации о состоянии канала во все моменты времени, режимы настроены на максимальную скорость передачи данных при среднем BER ограничении.

Поток данных, b(t), модулируется с использованием схемы модуляции, данная вероятность выбора k-режима модуляции от k схем модуляции может быть доступна в передатчике, который является функцией, оцененной ОСШ канала. Здесь h(t) - замирание канала, W (t) - AWGN канала. В приемнике сигнал можно моделировать так:

y(t) = h(t)x(t) + w(t)

Здесь y(t) - принятый сигнал, h(t) - замирание импульсной характеристики канала, w(t) - аддитивный белый Гауссовский шум (AWGN). По оценкам текущая информация канала возвращается к передатчику, чтобы решить следующую схему модуляции. Информация о состоянии канала, , также передается в блок детектирования, чтобы получить обнаруженный поток данных [15].