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一種MIMO模式下的信號傳輸方法及裝置.pdf

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一種 MIMO 模式 信號 傳輸 方法 裝置
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摘要
申請專利號:

CN201010586810.1

申請日:

2010.12.13

公開號:

CN102545980B

公開日:

2014.10.29

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||公開
IPC分類號: H04B7/06; H04B7/08; H04L1/06 主分類號: H04B7/06
申請人: 中興通訊股份有限公司
發明人: 劉廣
地址: 518057 廣東省深圳市南山區高新技術產業園科技南路中興通訊大廈法務部
優先權:
專利代理機構: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291 代理人: 黃志華
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201010586810.1

授權公告號:

102545980B|||

法律狀態公告日:

2014.10.29|||2012.07.04

法律狀態類型:

授權|||公開

摘要

本發明公開了一種MIMO模式下的信號傳輸方法,用于在保證通信質量的基礎上提高系統吞吐量。所述方法包括:判斷信道相關性條件數的值是否大于預設的信道相關性條件數門限值;當信道相關性條件數的值大于預設的信道相關性條件數門限值時,采用分集STC模式進行信號傳輸;當信道相關性條件數的值不大于預設的信道相關性條件數門限值時,采用SM模式進行信號傳輸。本發明還公開了用于實現所述方法的裝置。

權利要求書

1: 一種多輸入多輸出 MIMO 模式下的信號傳輸方法, 其特征在于, 包括以下步驟 : 判斷信道相關性條件數的值是否大于預設的信道相關性條件數門限值 ; 當信道相關性條件數的值大于預設的信道相關性條件數門限值時, 采用分集空時編碼 STC 模式進行信號傳輸 ; 當信道相關性條件數的值不大于預設的信道相關性條件數門限值時, 采用空間復用 SM 模式進行信號傳輸。
2: 如權利要求 1 所述的方法, 其特征在于, 當前 MIMO 模式為分集 STC 模式時, 且當信道 相關性條件數的值不大于預設的信道相關性條件數門限值時, 將當前的分集 STC 模式切換 為 SM 模式, 并采用 SM 模式進行信號傳輸 ; 當前 MIMO 模式為 SM 模式時, 且當信道相關性條件數的值不大于預設的信道相關性條 件數門限值時, 將當前的 SM 模式切換為分集 STC 模式, 并采用分集 STC 模式進行信號傳輸。
3: 如權利要求 1 所述的方法, 其特征在于, 在采用分集空時編碼 STC 模式進行信號傳輸 之后還包括步驟 : 判斷分集 STC 模式下的誤包率是否大于分集 STC 模式下的誤包率門限值, 如果分集 STC 模式下的誤包率大于分集 STC 模式下的誤包率門限值, 選擇分集 STC 模式, 并 繼續采用分集 STC 模式進行信號傳輸, 如果分集 STC 模式下的誤包率不大于誤包率門限值, 將當前的分集 STC 模式切換為 SM 模式, 并采用 SM 模式進行信號傳輸。
4: 如權利要求 3 所述的方法, 其特征在于, 在將當前的分集 STC 模式切換為 SM 模式, 采 用 SM 模式進行信號傳輸之后還包括步驟 : 繼續判斷 SM 模式下的誤包率是否大于 SM 模式下 的誤包率門限值, 如果 SM 模式下的誤包率大于 SM 模式下的誤包率門限值, 將當前的 SM 模 式切換為分集 STC 模式, 并采用分集 STC 模式進行信號傳輸, 如果 SM 模式下的誤包率不大 于 SM 模式下的誤包率門限值, 選擇 SM 模式, 并采用 SM 模式進行信號傳輸。
5: 如權利要求 4 所述的方法, 其特征在于, 如果 SM 模式下的誤包率不大于 SM 模式下的 誤包率門限值, 將記錄的所述分集 STC 模式下的信道相關性條件數設置為分集 STC 模式下 的信道相關性條件數門限值。
6: 如權利要求 1 所述的方法, 其特征在于, 在采用空間復用 SM 模式進行信號傳輸之后 還包括步驟 : 判斷 SM 模式下的誤包率是否大于 SM 模式下的誤包率門限值, 如果 SM 模式下 的誤包率不大于 SM 模式下的誤包率門限值, 選擇 SM 模式, 并繼續采用 SM 模式進行信號傳 輸, 如果 SM 模式下的誤包率大于 SM 模式下的誤包率門限值, 將當前的 SM 模式切換為分集 STC 模式, 并采用分集 STC 模式進行信號傳輸。
7: 如權利要求 6 所述的方法, 其特征在于, 如果 SM 模式下的誤包率大于 SM 模式下的誤 包率門限值, 將所述 SM 模式下的信道相關性條件數設置為 SM 模式下的信道相關性條件數 門限值。
8: 如權利要求 1-7 任意一項所述的方法, 其特征在于, 所述信道相關性條件數為根據 上行信號確定的上行信道相關性條件數。
9: 一種 MIMO 模式下的信號傳輸裝置, 其特征在于, 包括 : 判斷模塊, 用于判斷信道相關性條件數的值是否大于預設的信道相關性條件數門限 值; 接口模塊, 用于當信道相關性條件數的值大于預設的信道相關性條件數門限值時, 采 用分集空時編碼 STC 模式進行信號傳輸 ; 當信道相關性條件數的值不大于預設的信道相關 2 性條件數門限值時, 采用空間復用 SM 模式進行信號傳輸。
10: 如權利要求 9 所述的裝置, 其特征在于, 所述判斷模塊還用于當前 MIMO 模式為分 集 STC 模式時, 判斷分集 STC 模式下的信道相關性條件數是否大于分集 STC 模式下的信道 相關性條件數門限值 ; 當前 MIMO 模式為 SM 模式時, 判斷 SM 模式下的信道相關性條件數是 否大于 SM 模式下的信道相關性條件數門限值 ; 所述裝置還包括 : 選擇模塊, 用于當分集 STC 模式下的信道相關性條件數不大于分集 STC 模式下的信道相關性條件數門限值時, 將當前的分集 STC 模式切換為 SM 模式 ; 當 SM 模 式下的信道相關性條件數大于 SM 模式下的信道相關性條件數門限值時, 將當前的 SM 模式 切換為分集 STC 模式 ; 所述接口模塊還用于當選擇 SM 模式時, 采用 SM 模式進行信號傳輸 ; 當選擇分集 STC 模 式時, 采用分集 STC 模式進行信號傳輸。
11: 如權利要求 9 所述的裝置, 其特征在于, 所述判斷模塊還用于判斷分集 STC 模式下的誤包率是否大于分集 STC 模式下的誤包率 門限值 ; 所述選擇模塊還用于如果分集 STC 模式下的誤包率大于分集 STC 模式下的誤包率門限 值, 選擇分集 STC 模式, 如果分集 STC 模式下的誤包率不大于誤包率門限值, 將當前的分集 STC 模式切換為 SM 模式, 選擇 SM 模式 ; 所述接口模塊還用于當選擇分集 STC 模式時, 采用分集 STC 模式進行信號傳輸, 當選擇 SM 模式時, 采用 SM 模式進行信號傳輸。
12: 如權利要求 11 所述的裝置, 其特征在于, 所述判斷模塊還用于繼續判斷 SM 模式下 的誤包率是否大于 SM 模式下的誤包率門限值 ; 所述選擇模塊還用于如果 SM 模式下的誤包率大于 SM 模式下的誤包率門限值, 將當前 的 SM 模式切換為分集 STC 模式, 如果 SM 模式下的誤包率不大于 SM 模式下的誤包率門限值, 選擇 SM 模式 ; 所述接口模塊還用于當選擇分集 STC 模式時, 采用分集 STC 模式進行信號傳輸, 當選擇 SM 模式時, 采用 SM 模式進行信號傳輸。
13: 如權利要求 12 所述的裝置, 其特征在于, 還包括 : 修正模塊, 用于如果 SM 模式下的 誤包率不大于 SM 模式下的誤包率門限值, 將記錄的所述分集 STC 模式下的信道相關性條件 數設置為分集 STC 模式下的信道相關性條件數門限值。
14: 如權利要求 9 所述的裝置, 其特征在于, 所述判斷模塊還用于判斷 SM 模式下的誤包率是否大于 SM 模式下的誤包率門限值 ; 所述選擇模塊還用于如果 SM 模式下的誤包率不大于 SM 模式下的誤包率門限值, 選擇 SM 模式, 如果 SM 模式下的誤包率大于 SM 模式下的誤包率門限值, 將當前的 SM 模式切換為 分集 STC 模式, 選擇分集 STC 模式 ; 所述接口模塊還用于當選擇分集 STC 模式時, 采用分集 STC 模式進行信號傳輸, 當選擇 SM 模式時, 采用 SM 模式進行信號傳輸。
15: 如權利要求 14 所述的裝置, 其特征在于, 還包括 : 修正模塊, 用于如果 SM 模式下的 誤包率大于 SM 模式下的誤包率門限值, 將所述 SM 模式下的信道相關性條件數設置為 SM 模 式下的信道相關性條件數門限值。 3
16: 如權利要求 9-15 任意一項所述的裝置, 其特征在于, 所述信道相關性條件數為根 據上行信號確定的上行信道相關性條件數。

說明書


一種 MIMO 模式下的信號傳輸方法及裝置

    【技術領域】
     本發明涉及通信領域, 特別涉及一種 MIMO 模式下的信號傳輸方法及裝置。背景技術 MIMO(Multiple-Input Multiple-Out-put, 多輸入多輸出 ) 是指在發射機 / 接收 機利用多天線發送 / 接收的技術, 是無線移動天線領域中多天線技術的研究熱點, 也是下 一代移動通信系統必須采用的關鍵技術之一。此技術利用多徑來抗擊信道的各種隨機衰 落, 有效的避免共道干擾, 改變信道質量, 從而改進網絡的可靠性以及通信服務質量 ; 通過 利用空間資源, 理論上可以在不消耗額外空口資源 ( 時間、 頻率 ) 的基礎上成倍的提高系統 容量和頻譜效率。
     MIMO 技術主要有兩種應用 : 分集 STC(Space-Time Coding, 空時編碼 ), 其中包括 發射分集和接收分集, 以及 SM( 空間復用 )。
     分集 STC 技術同時利用了時間和空間, 不提高系統容量, 但是提高分集和編碼增 益。空間復用 SM 技術利用了空間, 可以很大程度的提高系統吞吐量。
     由于無線信道實時變化, 在某些時刻使用分集 STC 可以得到更好的信道增益, 提 高鏈路傳輸可靠性 ; 在某些時刻采用空間復用 SM 技術可以提高信道傳輸速率, 從而提高信 道的吞吐量。單獨使用分集 STC 技術或者 SM 技術都不能最大限度的利用有限的頻帶資源。
     而在現有技術中, 沒有很好地利用分集 STC 技術及 SM 技術, 從而無法有效利用資 源, 不一定能同時保證通信質量及系統吞吐量。
     發明內容
     本發明實施例提供一種 MIMO 模式下的信號傳輸方法, 用于在保證通信質量的基 礎上提高系統吞吐量。
     一種 MIMO( 多輸入多輸出 ) 模式下的信號傳輸方法, 包括以下步驟 :
     判斷信道質量的值是否大于預設的門限值 ;
     當信道質量的值大于預設的門限值時, 采用分集 STC( 空時編碼 ) 模式進行信號傳 輸;
     當信道質量的值不大于預設的門限值時, 采用 SM( 空間復用 ) 模式進行信號傳輸。
     一種 MIMO 模式下的信號傳輸裝置, 包括 :
     判斷模塊, 用于判斷信道質量的值是否大于預設的門限值 ;
     選擇模塊, 用于當信道質量的值大于預設的門限值時, 選擇分集 STC 模式 ; 當信道 質量的值不大于預設的門限值時, 選擇空間復用 SM 模式 ;
     接口模塊, 用于當選擇分集空時編碼 STC 模式時, 采用分集 STC 模式進行信號傳 輸; 當選擇空間復用 SM 模式時, 采用 SM 模式進行信號傳輸。
     本發明實施例判斷信道質量的值是否大于預設的門限值 ; 當信道質量的值大于預 設的門限值時, 采用分集空時編碼 STC 模式進行信號傳輸 ; 當信道質量的值不大于預設的門限值時, 采用空間復用 SM 模式進行信號傳輸。在信道質量的值大于預設的門限值時, 說 明信道質量較差, 選擇分集 STC 模式, 降低系統的誤碼率, 保證系統可靠性 ; 在信道質量的 值不大于預設的門限值時, 說明信道質量較好, 選擇 SM 模式, 在保證信道質量的基礎上提 高系統吞吐量。 附圖說明 圖 1 為本發明實施例中 MIMO 模式下的信號傳輸裝置的主要結構圖 ;
     圖 2 為本發明實施例中 MIMO 模式下的信號傳輸裝置的詳細結構圖 ;
     圖 3 為本發明實施例中 MIMO 模式下的信號傳輸方法的主要流程圖 ;
     圖 4 為本發明實施例中只判斷信道相關性條件數 k 時, MIMO 模式下信號傳輸方法 的詳細流程圖 :
     圖 5 為本發明實施例中只判斷誤包率 P 時, MIMO 模式下信號傳輸方法的詳細流程 圖;
     圖 6A 為本發明實施例中當前為 MIMO A 模式, 判斷信道相關性條件數 k 及誤包率 P 時 MIMO 模式下信號傳輸方法的詳細流程圖 ;
     圖 6B 為本發明實施例中將當前的 MIMO A 模式切換為 MIMO B 模式后, 判斷信道相 關性條件數 k 及誤包率 P 時 MIMO 模式下信號傳輸方法的詳細流程圖 ;
     圖 7 為本發明實施例中當前為 MIMO B 模式, 判斷誤包率 PB 時 MIMO 模式下信號傳 輸方法的詳細流程圖。
     具體實施方式
     本發明實施例判斷信道質量的值是否大于預設的門限值 ; 當信道質量的值大于預 設的門限值時, 采用分集空時編碼 STC 模式進行信號傳輸 ; 當信道質量的值不大于預設的 門限值時, 采用空間復用 SM 模式進行信號傳輸。在信道質量的值大于預設的門限值時, 說 明信道質量較差, 選擇分集 STC 模式, 降低系統的誤碼率, 保證系統可靠性 ; 在信道質量的 值不大于預設的門限值時, 說明信道質量較好, 選擇 SM 模式, 在保證信道質量的基礎上提 高系統吞吐量。
     發明人發現, 信道相關性條件數反映的是不同信道之間的相關性。一般是指信道 矩陣 (H) 的條件數 (k), 其定義為 :
     k = λmax/λmin,
     其中, λmin 為信道矩陣 H 的最小特征值, λmax 為信道矩陣 H 的最大特征值, 其比值 k 即信道相關性條件數。k 值越小表明信道之間相關性越弱, 獨立性越強, 解調越容易 ; 反 之, k 值越大則表明信道相關性越強, 解調越復雜。
     以兩發送兩接收天線為例, 其信道矩陣可表示為 :
     發 射 信號 為 :接收信 號為 :則信號 接收流程可 表示 為 : y=H*x+n。其中矩陣 H 可以進行奇異值分解 : H = UDVH ; 其中 U 和 V 為酉矩陣 ; D 等于 diag(λ1λ2)( 取對角矩陣 ), 為 H*HH 的特征值 ; 則: H
     y = UDV *x+n,
     UHy = DVH*x+UHn,
     令 y′= UHy, D′= DVH, n′= UHn, 則: y′= D′ *x+n′。
     酉矩陣的行列式為 1, 不影響信號的能量。根據矩陣定義的條件數 : k = λmax/ λmin, 當 k 越接近 1 時, 各通道的信號能量越均衡, 適合使用 SM, 否則表示信號能量越集中在 某個通道中, 會影響對 SM 下信號的解調, 此時適合使用分集 STC。這樣, H*HH 的條件數在一 定程度上則表示了信道的相關性。
     誤碼率 / 誤包率 (P, 本發明實施例中統一稱為誤包率 ) 是指數據在傳輸過程中發 生錯誤的比率。
     信道對稱原理是指基站和終端進行通訊, 不論信號是從基站到終端, 還是從終端 到基站, 兩者所通過的信道是一致的。
     參見圖 1, 本發明實施例中 MIMO 模式下的信號傳輸裝置包括判斷模塊 101 及接口 模塊 102。本發明實施例中所述裝置可以位于基站。
     判斷模塊 101 用于判斷信道相關性條件數的值是否大于預設的信道相關性條件 數門限值。預設的信道質量門限值包括信道相關性條件數門限值和誤包率門限值, 或信道 相關性條件數門限值或誤包率門限值 ; 信道質量包括信道相關性條件數和誤包率, 或信道 相關性條件數或誤包率。 當信道相關性條件數 k 大于信道相關性條件數門限值 TH 及誤包率 P 大于誤包率門限值 PH 時, 確定信道質量為低。 或者, 當信道相關性條件數 k 大于信道相關 性條件數門限值 TH 或誤包率 P 大于誤包率門限值 PH 時, 確定信道質量為低。當信道相關 性條件數 k 不大于信道相關性條件數門限值 TH 及誤包率 P 不大于誤包率門限值 PH 時, 確 定信道質量為高。或者, 當信道相關性條件數 k 不大于信道相關性條件數門限值 TH 或誤包 率 P 不大于誤包率門限值 PH 時, 確定信道質量為高。其中, 信道相關性條件數門限值包括 信道相關性門限值 TH1 及信道相關性條件數門限值 TH2, TH1 為判斷 MIMO A 是否需要切換 到 MIMO B 的信道相關性條件數門限值, 也可稱為 MIMO A 模式下的信道相關性條件數門限 值, TH2 為判斷 MIMO B 是否需要切換到 MIMO A 的信道相關性條件數門限值, 也可稱為 MIMO B 模式下的信道相關性條件數門限值, 信道相關性門限值 TH1 及信道相關性門限值 TH2 都是 判斷模塊 101 根據歷次傳輸時信道相關性條件數 k 的經驗值所設定, 即根據歷次傳輸時的 信道相關性條件數 k 的值所設定, 其中, TH2 <= TH1。誤包率門限值 P 包括誤包率門限值 PH1 及誤包率門限值 PH2, 誤包率門限值 PH1 為在 MIMO A 模式下的誤包率門限值, 誤包率門 限值 PH2 為在 MIMO B 模式下的誤包率門限值。誤包率門限值 PH1 及誤包率門限值 PH2 都 是判斷模塊 101 根據歷次傳輸時誤包率 P 的經驗值所設定, 即根據歷次傳輸時的誤包率 P 的值所設定, 其中, PH2 >= PH1。
     如果當前 MIMO 模式為 MIMO A 模式, 其中, 本發明實施例中 MIMO A 模式是指分集 STC 模式。判斷獲得的當前的信道相關性條件數 kA( 在 MIMOA 模式中時信道相關性條件數 稱為 kA) 是否大于信道相關性門限值 TH1。當判斷結果為否時, 說明信道之間的相關性較 小, 則可以通知選擇模塊 103 將當前的 MIMO A 模式切換為 MIMO B 模式。信道之間的相關 性較小時, 說明信道質量較高, 此時選擇 MIMO B 模式, 采用 MIMO B 模式進行信號傳輸, 以在 保證系統穩定性的前提下提高系統吞吐量。當判斷結果為是時, 說明信道之間的相關性較大, 此時可以保持當前的 MIMO A 模式不變, 信道之間的相關性較大時, 說明信道質量較低, 此時選擇 MIMO A 模式, 采用 MIMO A 模式進行信號傳輸, 以降低系統的誤包率, 保證系統的 穩定性。 當判斷結果為是時, 可以繼續判斷當前的誤包率 PA 是否大于誤包率門限值 PH1, 其 中, 在 MIMO A 模式中時誤包率稱為 PA。誤包率 P 的計算方法如下 : 誤包率 P =接收機收到 的信號中發生錯誤的信號數目 / 接收機收到的信號數目。當誤包率 PA 不大于誤包率門限 值 PH1 時, 記錄當前的信道相關性條件數 kA, 即判斷模塊 101 可以將當前的信道相關性條件 數 kA 進行存儲, 并通知選擇模塊 103 將當前的 MIMO A 模式切換為 MIMO B 模式, 繼續判斷 MIMO B 模式下當前的誤包率 PB 是否大于誤包率門限值 PH2, 如果 MIMO B 模式下當前的誤 包率 PB 不大于誤包率門限值 PH2, 則保持當前的 MIMO B 模式, 如果 MIMO B 模式下當前的誤 包率 PB 大于誤包率門限值 PH2, 則通知選擇模塊 103 將 MIMO B 模式切換回 MIMOA 模式。
     如果當前 MIMO 模式為 MIMO B, 本發明實施例中 MIMO B 模式是指 SM 模式。判斷 計算出的當前的信道相關性條件數 kB( 在 MIMO B 模式中信道相關性條件數稱為 kB) 是否 大于信道相關性門限值 TH2, 當判斷結果為是時, 通知選擇模塊 103 將當前的 MIMO B 模式 切換到 MIMO A 模式, 采用 MIMO B 模式進行信號傳輸, 當判斷結果為否時, 可以保持當前的 MIMO B 模式不變。當判斷結果為是, 且切換到 MIMO A 模式后, 可以繼續判斷當前的誤包率 PB( 在 MIMO B 模式中時誤包率稱為 PB) 是否大于誤包率門限值 PH2, 如果當前的誤包率 PB 大于誤包率門限值 PH2, 則將當前的信道相關性條件數 kB 設置為信道相關性條件數門限值 TH2, 且可以通知選擇模塊 103 將當前的 MIMOB 模式切換為 MIMO A 模式, 如果當前的誤包率 PB 不大于誤包率門限值 PH2, 則保持當前的 MIMO B 模式不變, 采用 MIMO B 模式進行信號傳 輸。
     其中, 如果在 TDD( 時分復用 ) 系統中傳輸信號, 可以采用根據上行信號確定的上 行信道相關性條件數來進行計算, 以根據上行信道相關性條件數判斷在下行信號傳輸中采 用哪種傳輸模式。
     接口模塊 102 用于當信道相關性條件數的值大于預設的信道相關性條件數門限 值時, 采用分集空時編碼 STC 模式進行信號傳輸 ; 當信道相關性條件數的值不大于預設的 信道相關性條件數門限值時, 采用空間復用 SM 模式進行信號傳輸。接口模塊 102 還用于接 收信號, 接口模塊 105 可以包括多天線。其中, 本發明實施例中所用的信道相關性條件數 k 為根據上行信號確定的上行信道相關性條件數。
     參見圖 2, 所述裝置還包括選擇模塊 103、 計算模塊 104 及修正模塊 105。
     選擇模塊 103 用于當信道相關性條件數的值大于預設的信道相關性條件數門限 值時, 選擇分集 STC 模式 ; 當信道相關性條件數的值不大于預設的信道相關性條件數門限 值時, 選擇空間復用 SM 模式。
     如果當前為 MIMO A 模式, 判斷模塊 101 判斷出當前的信道相關性條件數 kA 不大 于信道相關性條件數門限值 TH1 時, 選擇模塊 103 可以將當前的 MIMOA 模式切換為 MIMO B 模式, 如果判斷模塊 101 判斷出當前的信道相關性條件數 kA 大于信道相關性條件數門限值 TH1, 保持當前的 MIMO A 模式不變, 通知接口模塊 102 采用 MIMO A 模式傳輸信號, 還可以在 保持當前的 MIMO A 模式不變的情況下繼續判斷當前的誤包率 PA 是否大于誤包率門限值 PH1, 如果當前的誤包率 PA 不大于誤包率門限值 PH1, 則選擇模塊 103 將當前的 MIMOA 模式 切換到 MIMO B 模式, 通知判斷模塊 101 繼續判斷當前的誤包率 PB 是否大于誤包率門限值PH2, 如果當前的誤包率 PB 不大于誤包率門限值 PH2, 則保持當前的 MIMO B 模式不變, 如果 當前的誤包率 PB 大于誤包率門限值 PH2, 則選擇模塊 103 將 MIMO B 模式切換回 MIMO A 模 式, 通知接口模塊 102 采用 MIMO A 模式傳輸信號。
     如果當前為 MIMO B 模式, 判斷模塊 101 判斷出當前的信道相關性條件數 kB 是否大 于信道相關性條件數門限值 TH2, 當判斷結果為是時, 選擇模塊 103 將當前的 MIMO B 模式切 換為 MIMO A 模式, 當判斷結果為否時, 保持當前的 MIMO B 模式不變, 通知接口模塊 102 采 用 MIMO B 模式傳輸信號, 可以在保持當前的 MIMO B 模式不變的情況下由判斷模塊 101 繼 續判斷當前的誤包率 PB 是否大于誤包率門限值 PH2, 如果當前的誤包率 PB 大于誤包率門限 值 PH2, 則選擇模塊 101 將當前的 MIMO B 模式切換為 MIMO A 模式, 通知接口模塊 102 采用 MIMO A 模式傳輸信號。
     計算模塊 104 用于計算當前的信道相關性條件數 k 及誤包率 P。 其中, k 包括 kA 和 kB, P 包括 PA 和 PB。計算模塊 104 計算的是上行信道相關性條件數 k, 在無線通信協議中 有信道對稱的原理, 因此本發明實施例中可以利用上行信道相關性來判斷下行傳輸時是采 用分集 STC 模式還是采用 SM 模式。當接口模塊 102 接收到信息后, 可以通知計算模塊 104 根據接收到的信息計算信道相關性條件數 k 及誤包率 P。具體的, 因信道矩陣隨時變化, 為 保證信道質量, 計算模塊 104 可以周期性計算信道相關性條件數 k, 獲得 k 之后通知判斷模 塊 101 將其與信道相關性條件數門限值 TH 進行比較。同樣, 計算模塊 104 可以周期性計算 誤包率 P, 也可以在得到通知后計算誤包率 P。 如果當前為 MIMO A 模式, 計算模塊 104 可能在判斷模塊 101 判斷出當前的 kA 大 于 TH1 時得到通知, 開始計算當前的誤包率 PA, 當選擇模塊 103 將當前的 MIMO A 模式切換 到 MIMO B 模式后, 通知計算模塊 104 繼續計算當前的誤包率 PB, 以供判斷模塊 101 繼續將 PB 與誤包率門限值 PH2 進行比較。
     如果當前為 MIMO B 模式, 計算模塊 104 可能在判斷模塊 101 判斷出當前的 kB 不 大于 TH2 時得到通知, 開始計算當前的誤包率 PB, 以供判斷模塊 101 繼續將 PB 與誤包率門 限值 PH2 進行比較。
     修正模塊 105 用于修正信道相關性條件數門限值 TH。其中, 信道相關性條件數門 限值 TH 包括信道相關性條件數門限值 TH1 及信道相關性條件數門限值 TH2。
     如果當前為 MIMO A 模式, 并且當前的信道相關性條件數 kA 不符合切換為 MIMO B 的條件時, 判斷模塊 101 判斷出當前的誤包率 PA 不大于誤包率門限值 PH1, 并記錄了當前 的信道相關性條件數 kA, 選擇模塊 103 將當前的 MIMO A 模式切換為 MIMO B 模式, 判斷模 塊 101 判斷出當前的誤包率 PB 不大于誤包率門限值 PH2, 則修正模塊 105 將信道相關性條 件數門限值 TH1 的值修正為判斷模塊 101 中記錄的信道相關性條件數 kA 的值, 即將判斷模 塊 101 中記錄的信道相關性條件數 kA 的值設置為從 MIMO A 模式切換到 MIMO B 模式的信 道相關性條件數門限值 TH1。
     如果當前為 MIMO B 模式, 并且當前的信道相關性條件數 kB 不符合切換為 MIMO B 的條件時, 判斷模塊 101 判斷出當前的誤包率 PB 大于誤包率門限值 PH2, 則修正模塊 105 將 當前的信道相關性條件數門限值 TH2 的值修正為判斷模塊 101 中記錄的信道相關性條件數 kB 的值, 即將判斷模塊 101 中記錄的信道相關性條件數 kB 的值設置為從 MIMO B 模式切換 到 MIMO A 模式的信道相關性條件數門限值 TH2。如果當前的誤包率 PB 等于誤包率門限值
     PH2, 則也可以不對 TH1 或 TH2 做出修正。
     下面通過具體流程來介紹 MIMO 模式下的信號傳輸方法。
     參見圖 3, 本發明實施例中 MIMO 模式下的信號傳輸的主要方法流程如下 :
     步驟 301 : 判斷信道相關性條件數的值是否大于預設的信道相關性條件數門限 值;
     步驟 302 : 當信道相關性條件數的值大于預設的信道相關性條件數門限值時, 采 用分集 STC 模式進行信號傳輸 ;
     步驟 303 : 當信道相關性條件數的值不大于預設的信道相關性條件數門限值時, 采用 SM 模式進行信號傳輸。
     參見圖 4, 本發明實施例中只判斷信道相關性條件數 k 時 MIMO 模式下信號傳輸的 詳細方法流程如下 :
     步驟 401 : 計算當前的信道相關性條件數 k。其中, 可以是周期性進行計算。所述 信道相關性條件數 k 可以是 kA 也可以是 kB。
     步驟 402 : 判斷當前的信道相關性條件數 k 是否大于信道相關性條件數門限值 TH。 當判斷結果為是時, 繼續步驟 403, 否則繼續步驟 404。
     步驟 403 : 采用 MIMO A 模式傳輸信號。其中, 如果當前的 MIMO 模式為 MIMO A 模 式, 則保持當前的 MIMO A 模式不變, 如果當前的 MIMO 模式為 MIMO B 模式, 則將當前的 MIMO B 模式切換為 MIMO A 模式。
     步驟 404 : 采用 MIMO B 模式傳輸信號。其中, 如果當前的 MIMO 模式為 MIMO B 模 式, 則保持當前的 MIMO B 模式不變, 如果當前的 MIMO 模式為 MIMO A 模式, 則將當前的 MIMO A 模式切換為 MIMO B 模式。
     參見圖 5, 本發明實施例中只判斷誤包率 P 時 MIMO 模式下信號傳輸的詳細方法流 程如下 :
     步驟 501 : 計算當前的誤包率 P。其中, 可以是周期性進行計算。所述信道相關性 條件數 P 可以是 PA 也可以是 PB。
     步驟 502 : 判斷當前的誤包率 P 是否大于誤包率門限值 PH。當判斷結果為是時, 繼 續步驟 503, 否則繼續步驟 504。
     步驟 503 : 采用 MIMO A 模式傳輸信號。其中, 如果當前的 MIMO 模式為 MIMO A 模 式, 則保持當前的 MIMO A 模式不變, 如果當前的 MIMO 模式為 MIMO B 模式, 則將當前的 MIMO B 模式切換為 MIMO A 模式。
     步驟 504 : 采用 MIMO B 模式傳輸信號。其中, 如果當前的 MIMO 模式為 MIMO B 模 式, 則保持當前的 MIMO B 模式不變, 如果當前的 MIMO 模式為 MIMO A 模式, 則將當前的 MIMO A 模式切換為 MIMO B 模式。
     參見圖 6A, 當前為 MIMO A 模式, 本發明實施例中判斷信道相關性條件數 k 及誤包 率 P 時 MIMO 模式下信號傳輸的詳細方法流程如下 :
     步驟 6001 : 計算當前的信道相關性條件數 kA。其中, 可以是周期性進行計算。
     步驟 6002 : 判斷當前的信道相關性條件數 kA 是否大于信道相關性條件數門限值 TH1。當判斷結果為是時, 繼續步驟 6003, 否則繼續步驟 6006。
     步驟 6003 : 計算當前的誤包率 PA。 其中, 計算模塊 104 可以周期性計算誤包率 PA,或者是收到通知, 即受到觸發后計算誤包率 PA。
     步驟 6004 : 判斷當前的誤包率 PA 是否大于誤包率門限值 PH1。當判斷結果為否 時, 繼續步驟 6005, 否則繼續步驟 6007。
     步驟 6005 : 記錄當前的信道相關性條件數 kA。
     步驟 6006 : 將當前的 MIMO A 模式切換為 MIMO B 模式, 采用 MIMO B 模式傳輸信號。 其中, 步驟 6005 和步驟 6006 可以按任意順序執行。
     步驟 6007 : 保持當前的 MIMO A 模式不變, 采用 MIMO A 模式傳輸信號。
     在系統穩定性能夠得到保證的情況下, 相比于 MIMO A 模式來說, MIMOB 模式為更 優的傳輸模式, 因此盡可能地選擇 MIMO B 模式來傳輸。 但 MIMOB 模式下會誤包率 P 會增加, 相對于 MIMO A 模式來說系統穩定性較低, 如果為了使系統更加優化, 在執行圖 6A 所示的流 程之后, 還可以進行如圖 6B 所示的流程, 在 MIMO A 模式與 MIMO B 模式之間找到較佳的均 衡點, 為系統選擇最適合的傳輸模式, 在保證系統穩定的前提下盡可能提高系統的吞吐量。
     參見圖 6B, 將當前的 MIMO A 模式切換為 MIMO B 模式后, 本發明實施例中判斷信道 相關性條件數 k 及誤包率 P 時 MIMO 模式下信號傳輸的詳細方法流程如下 :
     步驟 6101 : 將當前的 MIMO A 模式切換為 MIMO B 模式。本步驟與圖 6A 所示的流 程中的步驟 6006 為同一步驟。即在圖 6A 所示的流程中, 執行完步驟 6006 后, 可以繼續執 行本圖 6B 所示的以下流程。 步驟 6102 : 計算當前的誤包率 PB。
     步驟 6103 : 判斷當前的誤包率 PB 是否大于誤包率門限值 PH2。當判斷結果為否 時, 繼續步驟 6104, 否則繼續步驟 6106。
     步驟 6104 : 保持當前的 MIMO B 模式不變, 并將信道相關性條件數門限值 TH1 的值 修正為信道相關性條件數 kA 的值。其中, kA 的值為圖 6A 所示的流程中步驟 6005 中所記 錄的 kA 的值。
     步驟 6105 : 保持當前的 MIMO A 模式不變, 采用 MIMO A 模式傳輸信號。
     步驟 6106 : 將當前的 MIMO B 模式切換回 MIMO A 模式, 采用 MIMO A 模式傳輸信號。
     參見圖 7, 當前為 MIMO B 模式, 本發明實施例中判斷誤包率 PB 時 MIMO 模式下信號 傳輸的詳細方法流程如下 :
     步驟 701 : 計算當前的信道相關性條件數 kB。其中, 可以是周期性進行計算。
     步驟 702 : 判斷當前的信道相關性條件數 kB 是否大于信道相關性條件數門限值 TH2。當判斷結果為否時, 繼續步驟 703, 否則繼續步驟 706。
     步驟 703 : 計算當前的誤包率 PB。其中, 計算模塊 104 可以周期性計算誤包率 PA, 或者是收到通知, 即受到觸發后計算誤包率 PB。
     步驟 704 : 判斷當前的誤包率 PB 是否大于誤包率門限值 PH2。當判斷結果為是時, 繼續步驟 705, 否則繼續步驟 707。
     步驟 705 : 將信道相關性條件數門限值 TH2 的值修正為信道相關性條件數 kB 的 值。
     步驟 706 : 將當前的 MIMO B 模式切換為 MIMO A 模式, 采用 MIMO A 模式傳輸信號。 其中, 步驟 705 和步驟 706 可以同時進行, 也可以按照任意順序進行。
     步驟 707 : 保持當前的 MIMO B 模式不變, 采用 MIMO B 模式傳輸信號。
     本發明實施例判斷信道相關性條件數的值是否大于預設的信道相關性條件數門 限值 ; 當信道相關性條件數的值大于預設的信道相關性條件數門限值時, 采用分集空時編 碼 STC 模式進行信號傳輸 ; 當信道相關性條件數的值不大于預設的信道相關性條件數門限 值時, 采用空間復用 SM 模式進行信號傳輸。在信道質量較差時選擇分集 STC 模式, 降低系 統的誤碼率, 保證系統可靠性 ; 在信道質量較好時選擇 SM 模式, 在保證信道質量的基礎上 提高系統吞吐量。可以通過信道相關性條件數門限值 TH 來判斷信道相關性條件數 k 的大 小, 通過 k 來確定是否需要切換 MIMO 模式, 也可以通過誤包率門限值 PH 來判斷誤包率 P 的 大小, 通過 P 來確定是否需要切換 MIMO 模式, 以上兩種方式判斷過程單一, 實現較為簡單直 接, 可以快速選擇 MIMO 模式。或者可以首先通過信道相關性條件數門限值 TH 來判斷信道 相關性條件數 k 的大小, 如果 k 滿足 MIMO 模式切換條件, 則進行 MIMO 模式切換, 如果 k 值 判斷完畢后不滿足 MIMO 模式切換條件時, 可以不進行切換, 也可以繼續通過誤包率門限值 PH 來判斷誤包率 P 的大小, 當誤包率 P 滿足條件時還可以進行 MIMO 模式切換, 從而在分集 STC 模式與 SM 模式之間找到較佳的均衡點, 為不同的網絡環境選擇更為合適的 MIMO 模式, 有利于傳輸速率及傳輸效率的提高, 合理分配網絡資源。
     本領域內的技術人員應明白, 本發明的實施例可提供為方法、 系統、 或計算機程序 產品。因此, 本發明可采用完全硬件實施例、 完全軟件實施例、 或結合軟件和硬件方面的實 施例的形式。而且, 本發明可采用在一個或多個其中包含有計算機可用程序代碼的計算機 可用存儲介質 ( 包括但不限于磁盤存儲器和光學存儲器等 ) 上實施的計算機程序產品的形 式。 本發明是參照根據本發明實施例的方法、 設備 ( 系統 )、 和計算機程序產品的流程 圖和 / 或方框圖來描述的。應理解可由計算機程序指令實現流程圖和 / 或方框圖中的每一 流程和 / 或方框、 以及流程圖和 / 或方框圖中的流程和 / 或方框的結合。可提供這些計算 機程序指令到通用計算機、 專用計算機、 嵌入式處理機或其他可編程數據處理設備的處理 器以產生一個機器, 使得通過計算機或其他可編程數據處理設備的處理器執行的指令產生 用于實現在流程圖一個流程或多個流程和 / 或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能 的裝置。
     這些計算機程序指令也可存儲在能引導計算機或其他可編程數據處理設備以特 定方式工作的計算機可讀存儲器中, 使得存儲在該計算機可讀存儲器中的指令產生包括指 令裝置的制造品, 該指令裝置實現在流程圖一個流程或多個流程和 / 或方框圖一個方框或 多個方框中指定的功能。
     這些計算機程序指令也可裝載到計算機或其他可編程數據處理設備上, 使得在計 算機或其他可編程設備上執行一系列操作步驟以產生計算機實現的處理, 從而在計算機或 其他可編程設備上執行的指令提供用于實現在流程圖一個流程或多個流程和 / 或方框圖 一個方框或多個方框中指定的功能的步驟。
     顯然, 本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精 神和范圍。這樣, 倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍 之內, 則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
    

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本文標題:一種MIMO模式下的信號傳輸方法及裝置.pdf
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