リンク適応は、適応符号化変調（ACM）とその他（電力制御など）から成り、無線通信において変調、符号化、その他の信号およびプロトコルパラメータを無線リンクの状態（パスロス、他の送信機からの信号による干渉、受信機の感度、利用可能な送信機電力マージンなど）に適合させることを意味する用語である。例えば、WiMAXは、無線チャネルの品質、ひいてはデータ伝送のビットレートと堅牢性に応じて変調符号化方式（MCS）を適応させるレート適応アルゴリズムを使用する。[ 1 ]リンク適応のプロセスは動的であり、信号およびプロトコルパラメータは無線リンクの状態が変化すると変化する。例えば、ユニバーサルモバイルテレコミュニケーションシステム（UMTS）の高速ダウンリンクパケットアクセス（HSDPA）では、これは2ミリ秒ごとに発生することがある。[2]

適応変調システムは、送信機において何らかのチャネル状態情報を必ず必要とする。時分割複信システムにおいては、送信機から受信機へのチャネルが受信機から送信機へのチャネルとほぼ同一であると仮定することで、この情報を取得できる。あるいは、チャネル情報を受信機で直接測定し、送信機にフィードバックすることもできる。適応変調システムは、送信機に存在するチャネル状態情報を活用することで、伝送速度やビット誤り率を向上させる。特に、無線伝搬環境をモデル化したフェーディングチャネルにおいては、適応変調システムは送信機におけるチャネル状態情報を活用しないシステムと比較して、大幅な性能向上を示す。[3]

例

HSDPA では、リンク適応は次のように実行されます。

  • 変調方式の選択：リンクは、ノイズの多いチャネルにはQPSK 、よりクリアなチャネルには16QAMを採用できます。前者はより堅牢で、より高いレベルの干渉にも耐えられますが、スペクトル効率が低いため、特定の帯域幅では低いビットレートで伝送される可能性があります。後者はスペクトル効率が2倍になりますが、干渉やノイズによるエラーが発生しやすくなるため、より強力な前方誤り訂正（FEC）符号化が必要となり、結果として冗長ビットが増加し、情報ビットレートが低下します。
  • FECコードレートの選択— 使用されるFECコードのレートは1/3ですが、ビットパンクチャリングと増分冗長性を備えたハイブリッド自動再送要求（HARQ）によって効果的に変更できます。無線リンクの状態が良好な場合、より多くのビットがパンクチャリングされ、情報ビットレートが増加します。リンク状態が悪い場合は、すべての冗長ビットが送信され、情報ビットレートが低下します。リンク状態が非常に悪い場合は、 HARQによって再送が発生し、送信された情報が正しく受信されることが保証されますが、ビットレートはさらに低下します。

HSDPAは、クリアなチャネルでは16QAMとほぼ1/1の符号化率を用いて14Mbps程度の非常に高いビットレートを実現するように適応します。ノイズの多いチャネルでは、QPSKと1/3の符号化率を用いて信頼性の高い通信を提供しますが、情報ビットレートは約2.4Mbpsに低下します。この適応は1秒間に最大500回実行されます。

参照

参考文献

  1. ^ シャミ, アブダラ; マイヤー, マーティン; アッシ, チャディ (2010-01-23). ブロードバンド・アクセス・ネットワーク：技術と展開. シュプリンガー・サイエンス＆ビジネス・メディア. p. 100. ISBN 9780387921310。
  2. ^ Sauter, Martin (2010-12-30). GSMからLTEへ：モバイルネットワークとモバイルブロードバンド入門. John Wiley & Sons. p. 177. ISBN 9780470978221。
  3. ^ Guowang Miao ; Guocong Song (2014).エネルギーとスペクトル効率に優れた無線ネットワーク設計. Cambridge University Press . ISBN 978-1107039889。