Adaptative modulation and coding
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Théorie de la technique AMC
Introduction
L'Adaptive Modulation and Coding (AMC) est une technique de modulation/codage de l'information adaptative utilisée notamment en WiMAX , en UMTS et depuis 2012 sur les faisceaux hertziens. Elle consiste à adapter les codes correcteurs et modulations utilisés en fonction de la qualité du signal.
Par exemple, si les modulations disponibles sont le QPSK et le 16-QAM, dans le cas où le canal est marqué comme bon, on utilisera la modulation 16-QAM, qui offre un meilleur débit mais une plus faible robustesse. Par contre, si le canal est marqué comme dégradé, on utilisera la modulation QPSK, plus robuste.
Dans les faisceaux hertziens cette technique est associée aux mécanismes de QOS (Quality of Service) d'Ethernet. Lorsque la transmission dans l'air se dégrade, la modulation bascule au niveau inférieur, au détriment de la bande passante. Les flux ethernet sont alors écrêtés en commençant par les flux les moins priritaires. En 2013, les technologies permettent des modulations de 1024 QAM à 16 QAM.
Mécanismes
La croissance des services pour les dispositifs sans fil a conduit à l’amélioration de l'efficacité spectrale pour des taux élevés d'informations. Dans les systèmes de communication traditionnels, la transmission est conçue pour un scénario faisant face aux variations du canal, pour fournir un taux d'erreur au-dessous d'une limite spécifique. Des méthodes adaptatives de transmission, ont été élaborées pour rechercher une bonne qualité du canal par l'adaptation de son rendement, afin de tirer profit de sa variabilité dans le temps en ajustant le niveau de puissance transmis, le taux de symbole, la méthode de codage, la taille de la constellation, ou n'importe quelle combinaison de ces paramètres, pour optimiser l'efficacité spectrale moyenne du lien. Ceci se traduit par le nombre de bits d'information transmis par seconde par bande passante et par fréquence utilisées.
Comme la technique AMC représente un outil prometteur, pour augmenter l'efficacité spectrale des canaux sans fil variable dans le temps tout en maintenant un TEB prévisible , l'ordre de modulation ainsi que le FEC sont changés par ajustement de leur taux de codage sur les variations du canal de transmission. Dans le cas d'un évanouissement élevé par exemple, soit un SNR faible, la taille de la constellation du signal est réduite afin d'améliorer la fidélité donc une transmission plus robuste pour un SNR efficace. Réciproquement, en période d'évanouissement faible ou d'un gain élevé, la taille de la constellation du signal est augmentée afin de permettre d’importants débits de modulation avec une faible probabilité d'erreur, ce qui sanctionne instantanément le SNR.
Un exemple général d'utilisation de la méthode AMC est illustré dans la figure ci-après, traduisant le cas d’une augmentation de la gamme lorsque le système évolue vers le bas par une modulation inférieure. Or, au plus près de la station de base, des modulations d'ordre supérieures peuvent être employées pour un rendement accru.
