CN101099317B - Tdd通信系统的开环速率控制 - Google Patents

Abstract

描述了在TDD通信系统中进行开环速率控制的技术。基于通过第一链路收到的发射信号估计该第一链路的信道质量。基于估计出来的第一链路的信道质量和非对称参数估计第二链路的信道质量。基于估计出来的第二链路的信道质量，为通过第二链路的数据发射选择至少一个速率。估计出来的每条链路的信道质量可以用该链路上一组发射信道的一组SNR估计给出。非对称参数可以根据以下因素来确定：(1)发射台和接收台的能力(例如发射功率、接收机噪声系数和天线数量)或者(2)第一和第二链路的接收SNR。

Description

TDD通信系统的开环速率控制

根据35U.S.C.§119的优先权要求

本专利申请要求2004年11月16日递交的，发明名称为“Open-Loop Rate Control for a TDD Communication System”，转让给本发明受让人的第60/628,785号临时申请，以及2005年3月17日递交的，发明名称为“Open-Loop Rate Control for a TDD CommunicationSystem”，转让给本发明受让人的第60/663,419号临时申请的优先权，在这里明确地将它们全部引入作为参考。

技术领域

总的来说，本发明涉及通信，具体而言，涉及通信系统的速率控制。

背景技术

在无线通信系统中，发射台为一个或多个数据流处理业务数据，产生一个或多个已调制信号，并且通过无线信道将这些已调制信号发射给接收台。这些已调制信号有可能会遇到各种不利信道状况，例如衰落、多径和干扰。接收台接收这些已调制信号，对收到的一个或多个信号进行处理，以恢复出业务数据。

速率控制指的是控制发射台向接收台发送的每个数据流的速率的过程。“速率”可以与用于数据流的特定的数据速率、特定的编码方式或者编码速率、特定的调制方式等等相联系。速率控制努力根据信道状况选择尽可能高的速率，同时满足对每个数据流目标数据包差错率(PER)的要求，从而保证能够可靠地接收数据流。

速率控制常常是通过闭环方式进行的。对于闭环速率控制，发射台通常发射导引信号，接收台利用它来估计信道质量，这个信道质量可以用信号-噪声和干扰比(SNR)来衡量。然后，接收台可以根据估计出来的信道质量选择一个或多个速率，将所选速率信息发送回发射台。发射台根据被选中的这些速率来处理业务数据。

闭环速率控制一般都是有效的，但并不总是能够做到。另外，闭环速率控制存在一些缺点。首先，发射台要消耗一些系统资源来发射导引信号给接收台，接收台要消耗一些系统资源将关于选中哪些速率的信息发送回去。其次，发射台发射导引信号，接收台将关于选中哪些速率的信息发送回去，通常都需要额外的延迟。

因此，在本领域中需要一些技术在没有闭环速率控制的情况下进行速率控制，或者希望在使用较少系统资源(例如发射系统开销)来传递信道质量信息，具有良好性能，同时延迟又很短的情况下进行速率控制。

发明内容

在这里描述了时分双工(TDD)通信系统中进行开环速率控制的技术。根据所公开的一个实施例，描述了一种设备，该设备包括处理器和控制器。该处理器基于通过第一通信链路收到的发射信号(例如导引信号发射)估计该第一通信链路的信道质量。该控制器基于估计出来的所述第一链路的信道质量和非对称参数来估计第二通信链路的信道质量，其中所述非对称参数表明所述第一和第二通信链路信道质量之差。

根据另一个实施例，描述了一种设备，该设备包括处理器和控制器。该处理器基于通过第一链路收到的发射信号为该第一通信链路上的第一组发射信道导出第一组SNR估计。该控制器基于所述第一组SNR估计和非对称参数为第二链路上的第二组发射信道导出第二组SNR估计。该控制器还基于所述第二组SNR估计为所述第二组发射信道选择一组速率。

根据另一个实施例，描述了一种设备，该设备包括处理器和控制器。该处理器基于通过第一链路收到的发射信号为该第一链路导出至少一个SNR估计。该控制器基于所述第一链路的至少一个SNR估计为第二通信链路导出至少一个SNR估计。该控制器还基于所述第二链路的至少一个SNR估计为所述至少一个数据流选择至少一个速率，并且基于收到的所述至少一个数据流中的数据包的反馈调整所述至少一个数据流的发射。

根据另一个实施例，描述了一种设备，该设备包括控制器以及第一和第二处理器。该第一处理器基于通过第一通信链路收到的导引信号发射，为该第一通信链路上的第一发射信道的第一组子带确定接收SNR。该控制器基于所述第一发射信道的接收SNR在第二链路上第二发射信道的第二组子带中选择至少一个子带。该第二处理器为所述第二发射信道的至少一个子带上的发射处理数据。

下面进一步描述本发明的各个其它方面和实施例。

附图说明

图1说明一个或多个实施例中发射台为开环速率控制所进行的处理；

图2说明一个或多个实施例中在TDD系统中进行开环速率控制所进行的处理；以及

图3是一个或多个实施例中发射台和接收台的框图。

具体实施方式

在这里，用“示例性的”这个词来表示“用作实例、例子或说明”。不必将这里描述成“示例性的”任何实施例解释成优选的或者相对于其它实施例更好。

可以将这里描述的开环速率控制技术用于单输入单输出(SISO)系统、单输入多输出(SIMO)系统、多输入单输出(MISO)系统和多输入多输出(MIMO)系统。MIMO系统为了传输数据，在发射台采用多个(T)发射天线，在接收台采用多个(R)接收天线。可以将T个发射天线和R个接收天线形成的MIMO信道分解成S个空间信道，在这里，S≤min{T，R}。以下描述中很多是针对MIMO系统的。

还可以将开环速率控制技术用于单载波和多载波系统。可以用正交频分复用(OFDM)或一些其它多载波调制技术来获得多个载波。OFDM将整个系统带宽划分成多个(K)正交频率子带，也将它们称为单载频信号、子载波、频段(bin)或频道。利用OFDM，每个子带都与可以用数据调制的相应子载波相联系。对于利用OFDM，称为MIMO-OFDM的MIMO系统，K个子带中的每一个都有S个空间信道。利用K个子带的空间信道可以形成S个宽带空间信道。

为了清楚起见，下面的描述假设在每个发射信道上发送一个数据流。发射信道可以是MIMO系统中的空间信道，在本征模上发射的MIMO系统中的正交空间信道(或本征模)，MIMO-OFDM系统中的宽带空间信道，在本征模上发射的MIMO-OFDM系统中的宽带本征模等等。还可以将发射信道称为并行信道、数据信道、业务信道、物理信道，或者用一些其它名称来称谓。

对于已经校准的TDD MIMO系统，可以假设两个台之间无线信道的响应为互易的。因此，如果矩阵H表示从A台到B台的信道响应，那么互易信道指的是从B台到A台的信道响应由H ^T给出，其中H ^T表示H的转置。对于互易信道，可以假设主要路径损耗、遮蔽、多径效应、衰落等等的变化对于无线信道的两条链路而言是相同的。可以利用这种互易特性来进行开环速率控制。

可以将从A台到B台的链路表示为链路(A，B)，将从B台到A台的链路表示为链路(B，A)。对于A台，链路(A，B)是发射链路，链路(B，A)是接收链路。对于B台，链路(B，A)是发射链路，链路(A，B)是接收链路。如果在A台观察到的B台发射信号的SNR与在B台观察到的A台发射信号的SNR相同，就可以认为链路(A，B)和链路(B，A)是对称的，其中假设了在有关的这一段时间内信道状况没有改变。例如，如果两个台A和B的发射机和接收机单元特性相同，这两个台之间就能够实现对称链路。

实际上，由于各种因素，例如制造差异、组件容差等等，很难实现对称链路。此外，所制造的不同的台可能具有不同的能力，例如，不同的发射功率，不同的接收机噪声系数，不同的阵列大小，等等。结果是，如同下面将说明的一样，A台和B台的链路不对称。

表1示例性地说明A台和B台的能力。

                     表1

	发射功率	接收机噪声系数	接收天线数量
				A台	17dBm	6dB	4
B台	14dBm	10dB	2

对于表1所示的实例，可以按照以下公式来计算A台在无损耗信道上以满功率发射的时候，在B台观察到的接收信号电平(RSL)：

RSL(A→B)＝17dBm-10dB+10log₁₀(2)＝10dBm           (1)

可以按照以下公式来计算B台在无损耗信道上以满功率发射的时候，在A台观察到的RSL：

RSL(B→A)＝14dBm-6dB+10log₁₀(4)＝14dBm            (2)

可以定义一个非对称参数ASYM(t，r)，作为(1)当t台在已知信道上以已知功率进行发射的时候，在r台观察到的SNR和(2)当r台发射的时候，在t台观察到的SNR之差。对于上述实例，可以按照以下公式计算A台和B台的非对称参数：

ASYM(A，B)＝RSL(A→B)-RSL(B→A)＝-4dB             (3)

ASYM(B，A)＝RSL(B→A)-RSL(A→B)＝-ASYM(A，B)＝4dB (4)

当链路对称时，非对称参数为：

ASYM(B，A)＝ASYM(A，B)＝0dBm                      (5)

当链路非对称时，如同表1所示实例一样，非对称参数非零，由两个台分别观察到的对方台发射的信号的SNR之差来确定。ASYM(t，r)参数为正值表示t台发射，r台观察到的SNR比r台发射，t台观察到的SNR高。反过来，ASYM(t，r)参数为负值表示t台发射，r台观察到的SNR比r台发射，t台观察到的SNR低。

如果已知非对称参数，那么每个台就能够直接从它的接收机推断它发射数据给另一个台应该使用的速率。例如，如果A台发射导引信号和/或数据给B台，那么B台可以基于从A台收到的导引信号和/或数据来估计链路(A，B)上每个发射信道的SNR。然后，B台可以按照如下方式为链路(B，A)上每个发射信道估计SNR：

${\widehat{\mathrm{\γ}}}_m(B,A)={\mathrm{\γ}}_m(A,B)-\mathrm{ASYM}(A,B)---\left(6\right)$

其中γ_m(A，B)是链路(A，B)上发射信道m的SNR测量结果；并且

是链路(B，A)上发射信道m的SNR估计。

如同下面描述的一样，B台可以根据收到的导引信号和/或数据导出链路(A，B)上发射信道的SNR估计。然后，B台可以根据链路(A，B)的SNR估计和ASYM(A，B)参数导出链路(B，A)上发射信道的SNR估计，如公式(6)所示。然后，B台可以利用链路(B，A)的这些SNR估计，为通过链路(B，A)上的发射信道向A台发送的数据流选择合适的速率。

类似地，如果B发射导引信号和/或数据给A台，那么A台可以基于从B台收到的导引信号和/或数据来导出链路(B，A)上每个发射信道的SNR估计。然后，A台可以按照如下方式为链路(A，B)上每个发射信道导出SNR估计：

${\widehat{\mathrm{\γ}}}_m(A,B)={\mathrm{\γ}}_m(B,A)-\mathrm{ASYM}(B,A)---\left(7\right)$

其中γ_m(B，A)是链路(B，A)上发射信道m的SNR测量结果；并且

是链路(A，B)上发射信道m的SNR估计。

A台可以利用为通过链路(A，B)上的每个发射信道选择合适的速率。

可以用各种方式为每条链路确定ASYM参数。在一个实施例中，A台和B台通过信令交换它们的能力信息(例如发射功率、噪声系数和天线数量)。然后，每个台可以根据两个台的能力为它自己的接收链路计算ASYM参数。在另一个实施例中，每个台根据其它台以已知功率发射的导引信号为它自己的接收链路测量接收信号的SNR，并且将接收信号的SNR发送给所述其它台。于是，每个台都可以根据这两条链路上接收信号的SNR和这两条链路上发送的导引信号的功率计算出ASYM参数。在另一个实施例中，根据接收机反馈而没有任何初始消息交换来确定ASYM参数。可以将ASYM参数初始化成ASYM(A，B)＝0。当B台向A台发射的时候，A台将SNR估计计算成： ${\widehat{\mathrm{\γ}}}_m(B,A)={\mathrm{\γ}}_m(A,B)-\mathrm{ASYM}(A,B),$ 其中ASYM(A，B)一开始等于零。用来自A台的反馈来调整ASYM参数，以便实现所希望的数据包差错率。来自A台的反馈可以是MAC层提供的ACK/NAK，或者是其它类型的反馈(例如实时控制协议(RTCP)帧)。

在许多情况下，每一条链路的ASYM参数都是固定的或者是静态值。对于这些情况，可以为每一条链路确定ASYM参数一次，用于随后通过这条链路发送的所有数据传输。但是，存在ASYM参数会变化的情况。例如，这些台的动态范围可能不同，非线性特性也会跟着实际的接收信号电平改变ASYM参数的值。还有，环境温度也会影响接收机噪声系数。作为另一个实例，发射机和接收链中不同的相位噪声特性也会影响作为接收信号SNR函数的ASYM参数。在这些情况下，ASYM参数的变化和/或差错可以用外环来解释，如同下面将描述的一样。

图1说明一个或多个实施例中发射台为了进行开环速率控制而执行的过程100。一开始，可以与接收台交换信息，来确定ASYM参数(框112)。如果确定ASYM参数不需要任何初始的消息交换，就可以省略框112，如同前面描述的一样。然后，根据通过第一通信链路收到的导引信号和/或数据发射估计第一通信链路上第一发射信道的信道质量(框114)。然后根据估计出来的第一发射信道的信道质量和ASYM参数估计第二通信链路上第二发射信道的信道质量(框116)。根据估计出来的第二发射信道的信道质量为第二发射信道选择速率(框118)。可以根据通过第二通信链路发送的数据传输的性能调整速率、ASYM参数和/或速率调整参数(框120)。

图2说明一个或多个实施例中TDD系统里进行开环速率控制的过程200。一开始，A台和B台交换相关信息，从而使每个台都能够确定其接收链路的ASYM参数(框210和212)。框210和212所说明的操作可以执行一次(例如在系统接入或注册的时候)，周期性地执行，或者不管什么时候只要需要就执行。

然后，针对从A台到B台的数据传输，B台在链路(B，A)上发射导引信号(框214)。A台接收这个导引信号，导出链路(B，A)上发射信道的SNR估计，如同下面描述的一样(框216)。然后A台根据链路(B，A)的SNR估计和ASYM参数导出链路(A，B)上发射信道的SNR估计(框218)。A台根据这些发射信道的SNR估计为链路(A，B)上的发射信道选择速率(框220)。A台随后通过链路(A，B)上的这些发射信道以选中的速率发射数据流(框222)。

B台从A台接收数据流，对在这些数据流中发送的数据包进行译码(框224)。B台可以为正确译码的数据包(或者好数据包)发送应答信号(ACK)和/或为译码发生差错的数据包(或者被删除的数据包)发送否定应答信号(NAK)(框226)。A台接收ACK/NAK反馈，根据ACK/NAK反馈调整ASYM参数、速率和/或速率调整参数(框228)。A台基于框228中确定的调整情况来调整数据流的传输。

图3说明一个或多个实施例中A台310和B台350的一个框图。对于下行链路传输，A台是接入点，B台是用户终端，链路(A，B)是下行链路或正向链路，链路(B，A)是上行链路或反向链路。对于上行链路发射，A台是用户终端，B台是接入点，链路(A，B)是上行链路，链路(B，A)是下行链路。对于对等传输，A台和B台可以是两个用户终端。

在A台处，速率选择器/控制器334为要发送给B台的M个数据流中的每一个选择一个速率，其中M≥1。这M个数据流可以根据发射数据流的方式和/或信道状况用相同或不同的速率发送。发射(TX)数据处理器320接收业务数据，根据M个被选速率处理这些业务数据(例如编码、交织和码元映射)，产生M个数据码元流。如同这里所使用的一样，数据码元是业务数据的调制码元，导引码元(pilotsymbol)是导引信号(pilot)(它是发射台和接收台事先都知道的数据)的调制码元，调制码元是调制方式(modulation scheme)(例如M-PSK或者M-QAM)的信号星座图中一个点的复值，码元是一个复值。TX空间处理器322将M个数据码元流与导引码元多路复用，如果能行，就按照下面描述的方式对这些数据和导引码元进行空间处理，为T个发射天线提供T个发射码元流。发射机单元(TMTR)324处理这T个发射码元流(例如为OFDM)并产生T个已调制信号，通过链路(A，B)发射给B台。链路(A，B)按照信道响应给这些已调制信号带来畸变，并且用加性高斯白噪声(AWGN)以及来自其它台的可能的干扰使已调制信号进一步变差。

在B台处，接收机单元(RCVR)360通过R个接收天线接收发射的信号，并且处理(例如调理和数字化)R个收到的信号来产生R个样本流。接收机单元360进一步处理这R个样本流(例如为OFDM)，提供收到的导引码元给信道估计器/处理器362，并提供收到的数据码元给接收(RX)空间处理器364。信道估计器362估计链路(A，B)的MIMO信道响应，提供信道估计给RX空间处理器364。RX空间处理器364根据信道估计对收到的数据码元进行接收机空间处理，并提供检测到的M个数据码元流，它们是A台发送的M个数据码元流的估计。RX数据处理器368根据M个被选速率处理(例如码元去映射、去交织和译码)检测到的这M个数据码元流，提供已译码数据，这些已译码数据是A台发送的业务数据的估计。RX数据处理器368进一步提供收到的每个数据包的状态信息(例如被删除或良好)。

控制器340和390分别控制A台和B台处各个处理单元的操作。存储器单元342和392分别储存控制器340和390使用的数据和程序代码。

这种开环速率控制技术不需要接收台B专门为速率选择发送明确的反馈信息给发射台A。在开环速率控制中“开环”这个术语指的是没有这种明确的反馈信息，这些信息可以包括例如，每个数据流的速率，每个数据流的SNR，每个天线的SNR等等。相反，闭环速率控制方式通常都要求接收台根据接收台处观察到的信道状况来确定反馈信息，将这一信息发送给发射台，发射台随后将这一信息用于给接收台的数据发射进行速率选择。

这种开环速率控制技术利用正常系统工作中能够获得的信息。例如，这种开环速率控制技术可以利用(1)发射台A根据从接收台B收到的导引信号和/或数据获得的接收SNR，(2)从B台收到的对A台发送的数据包的ACK和/或NAK，以及(3)有可能的其它信息。B台处驻留在物理层之上的媒体访问控制(MAC)层可以为每个正确译码的数据包发送ACK，为每个错误译码的数据包发送NAK或者不发送任何ACK。A台可以利用ACK/NAK反馈来重新发射错误译码的数据包。从建议为数据发射使用什么样的速率或者将所选速率提高或降低多少这个角度来讲，ACK/NAK反馈不是明确的反馈信息。为了清楚起见，以下描述中的一部分假设为正确译码的数据包往回发送ACK，不为错误译码的数据包往回发送任何ACK(或者没有ACK)。

图3还说明开环速率控制机制的一个实施例，它包括一个内环和一个外环。内环根据从B台收到的导引信号和/或数据以及ASYM参数估计接收台B处观察到的SNR，并且为发送给B台的每个数据流选择合适的速率。外环调整内环的操作，来获得所需要的性能，这个性能可以用目标数据包差错率来衡量，例如1％的PER。

对于内环，B台可以通过链路(B，A)发射导引信号给A台。在B台处，导引信号由TX空间处理器382处理，并且从发射机单元384发送。在A台处，导引信号由接收机单元330收到，并被提供给信道估计器/处理器332。信道估计器332根据收到的导引信号为链路(B，A)确定接收SNR，并且根据接收SNR为链路(B，A)导出SNR估计。速率选择器334根据链路(B，A)的SNR估计和ASYM参数为链路(A，B)导出SNR估计，并且进一步为链路(A，B)上的数据发射选择速率。

对于外环，B台可以为从A台正确地收到的数据包发送ACK反馈给A台，和/或为收到的错误数据包或者预期有但没有收到的数据包发送NAK反馈。在B台处，ACK发生器380根据RX数据处理器368提供的数据包状态产生ACK/NAK。B台进一步处理和发射ACK/NAK给A台。在A台处，ACK/NAK检测器336检测发射的ACK/NAK，并且将检测到的ACK/NAK提供给速率调整单元338。单元338根据检测到的ACK/NAK调整ASYM参数、速率和/或一个或多个速率调整参数，并且将调整情况提供给速率选择器334。速率调整参数可以包括，例如，SNR补偿因子(back-off factor)，对ASYM参数的调整，减少数据流数量的说明，降低数据流速率的说明，等等，如同下面描述的一样。速率选择器334利用这些调整以及SNR估计和ASYM参数来为通过链路(A，B)发送的M个数据流选择M个速率。

每个台都可以维持一个内环和一个外环用于在它的正向链路上向另一个台进行数据发射。内环可以用SNR估计驱动，外环可以用ACK/NAK和/或其它信息驱动。每个台都可以导出和使用SNR估计来决定使用什么样的速率来向其它台发射数据。发射链路SNR估计的准确性取决于ASYM参数的准确性。但是，即使是没有ASYM参数的良好估计，外环也能够将发射台的速率选择推动到正确点，因而能够为数据传输使用正确的速率。

基于通过其它链路收到的发射信号为链路准确地估计SNR的能力，允许选择最接近链路支持的最高速率的速率。这样就允许以较小的SNR余量来发送每个数据流，这个余量是数据流的接收台观察到的SNR和为数据流选择的速率所需要的SNR之间的差。数据流较小的SNR余量能够更好地利用链路容量。准确的SNR估计还能够避免过多的数据包差错。此外，为反向链路使用SNR测量结果，以便在正向链路发射数据的能力允许快速信道跟踪。根本没有必要在链路(A，B)上进行发射，然后等待链路(B，A)上的速率反馈，接下来最终以适当的速率在链路(A，B)上发射数据。相反，可以利用链路(B，A)的SNR测量结果在链路(A，B)上发射数据，往返时间会相当短。

可以用各种方式来实现开环速率控制，并将其用于各种发射方式。下面描述内环和外环的示例性设计。

1.发射模

为了提高性能，获得更大的灵活性，MIMO系统可以支持多个发射模。表2列出了一些示例性的发射模。

                           表2

发射模	说明
		受控模	在MIMO信道的M个正交空间信道(或本征模)上发射M个数据流，其中1≤M≤S
不受控模	在M个空间信道上发射M个数据流，例如从M个发射天线发射
		空间扩展模	利用空间扩展来发射M个数据流，以获得针对所

有数据流都类似的性能

每个发射模都具有不同的能力和要求。受控模(也称为本征控制)在MIMO信道的本征模上发射数据。受控模通常都能够提供更好的性能，但是需要在发射台和接收台都进行空间处理。不受控模要求在发射台没有空间处理，例如可以从每个发射天线发送一个数据流。不受控模的性能通常都不如受控模的好。空间扩展模以不同的控制矩阵发射M个数据流，因此这些流具有有效信道的一个整体，并且获得类似的性能。根据信道状态信息(CSI)的可获得性，发射和接收台的能力，等等，可以选择合适的发射模来使用。

对于受控模，在T个发射天线和R个接收天线形成的MIMO信道的多达S个本征模上发射数据。MIMO信道可以用R×T信道响应矩阵H来表征，可以将它对角化来获得H的S个本征模。这一对角化可以通过进行H的奇异值分解或者H的相关矩阵的本征值分解来实现，也就是R＝H ^H·H，其中H ^H表示H的共轭转置。可以将R的本征值分解表示为：

                R＝H ^H·H＝E·Λ·E ^H           (8)

其中：E是R的本征矢量的T×T酉阵；

Λ是R的本征值的T×T对角阵。

酉阵E的特征在于E ^H·E＝I这一特性，其中是I单位矩阵。酉阵的列互相正交，并且每一列都具有单位功率。可以将E的本征矢量用于(1)发射台在H的S个本征模上发射数据的空间处理以及(2)接收台恢复S个本征模上发射的数据的接收机空间处理。对角阵Λ在对角线上包含非负实值，在其它地方都是零。这些对角线元素都称为H的本征值，代表H的S个本征模的功率增益。

对于MIMO-OFDM系统，可以为每个子带k获得信道响应矩阵H(k)，并且将其分解来获得这个子带的本征矢量E(k)和本征值Λ(k)。可以将每个子带k的S个本征值从大到小排序，于是H(k)的S个本征模将从最高SNR排列到最低SNR。可以用K个子带中每一个的本征模m形成宽带本征模m，m＝1，...，S。主要的宽带本征模(m＝1)与K个子带中每一个的最大本征值相联系，第二宽带本征模(m＝2)与K个子带中每一个的第二大本征值相联系，如此下去。

表3综述了在发射台和接收台处为表2给出的三种发射模所进行的空间处理。对每个子带进行同样的处理，表3中没有示出子带下标k。

                         表3

在表3中，脚标es表示受控模(或本征控制)，us表示不受控模，ss表示空间扩展模，x可以是es、us或ss。σ_noise ²是MIMO信道中AWGN噪声的方差。s是T×1矢量，有要在一个码元周期内在一个子带上发送的M个数据码元，以及T-M个零。V是用于空间扩展的T×T控制矩阵。x _x是T×1矢量，有要在发射模x的一个码元周期内在一个子带上从T个发射天线发送的T个发射码元。H _x是发射模x的R×T有效信道响应矩阵。M是可以用全CSI技术、信道相关矩阵逆(CCMI)技术或者最小方差(MMSE)技术导出的T×R空间滤波器矩阵。是检测到的数据码元的T×1矢量，是s的估计。可以将MMSE和CCMI技术用于所有三种发射模。对于所有三种发射模可以按照同样的方式导出MMSE和CCMI空间滤波器矩阵，尽管具有不同的有效信道响应矩阵H _es、H _us和H _ss。

还可以用连续干扰对消来恢复M级中的M个数据流。每一级l利用表3中的接收机空间处理技术之一检测一个数据流，对检测到的数据码元流进行译码，估计译码后的数据流对还没有恢复的数据流产生的干扰，并且从收到的码元流抵消掉估计出来的干扰，获得下一级l+1的修改后的码元流。然后，下一级l+1将检测、译码和对消另一个数据流。

下面描述TDD MIMO-OFDM系统中，从A台向B台的数据发射的速率选择和开环速率控制。

2.内环

内环为A台发送给B台的M个数据流选择速率。内环的组成包括SNR估计、功率分配和速率选择。

A.SNR估计

链路(B，A)上每个发射信道的每个子带的接收SNR可以根据通过链路(B，A)上收到的导引信号和A台使用的接收机空间处理技术来加以确定。导引信号可以是发送的没有任何空间处理的“干净”导引信号，在具有E的本征模上发送的“受控”导引信号，或者在具有V的多个空间信道上发送的“扩展”导引信号。

对于受控模的全CSI技术，可以将每个宽带本征模m，γ_es，m(k)的每个子带k的接收SNR表示为：

${\mathrm{\γ}}_{\mathrm{es},m}\left(k\right)=10{\log }_{10}\left(\frac{P_m\left(k\right)\·{\mathrm{\λ}}_m\left(k\right)}{{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{nolse}}^2}\right),m=1,...,S---\left(9\right)$

其中P_m(k)是宽带本征模m的子带k使用的发射功率；以及

λ_m是子带k的Λ(k)的第m个对角元素。

对于所有三个发射模的MMSE技术，每个宽带空间信道m的每个子带k的接收SNR，γ_mmse，m(k)，可以表示为：

${\mathrm{\γ}}_{\mathrm{mmse},m}\left(k\right)=10{\log }_{10}\left(\frac{q_m\left(k\right)}{1-q_m\left(k\right)}{P}_m\left(k\right)\right),m=1,...,S---\left(10\right)$

其中q_m(k)是子带k的M _mmse ^x·H _x的第m个对角元素。

对于全部三个发射模的CCMI技术，每个宽带空间信道m的每个子带k的接收SNR，γ_ccmi，m(k)，可以表示为：

${\mathrm{\γ}}_{\mathrm{ccmi},m}\left(k\right)=10{\log }_{10}\left(\frac{P_m\left(k\right)}{{\mathrm{\γ}}_m\left(k\right)\·{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{noise}}^2}\right),m=1,...,S---\left(11\right)$

其中r_m(k)是子带k的 ${\underset{\‾}{R}}_x^{-1}={[{\underset{\‾}{H}}_x^H\·{\underset{\‾}{H}}_x]}^{-1}$ 的第m个对角元素。

在公式(9)、(10)和(11)中，P_m(k)/σ_noise ²是接收机空间处理之前的SNR，并且用的是线性单位。γ_es，m(k)，γ_mmse，m(k)和γ_ccmi，m(k)是接收机空间处理之后的SNR，并且用的是分贝(dB)单位，也被称为接收SNR。

对于空间扩展模，因为利用不同矩阵V的空间扩展，S个空间信道获得了相似的接收SNR。因此，可以为这些空间信道上发送的所有数据流使用同样的速率。利用空间扩展，所有空间信道的平均SNR可以表示为：

${\mathrm{\γ}}_{\mathrm{mmse}}\left(k\right)=10{\log }_{10}\left(\underset{m=1}{\overset{S}{\mathrm{\Σ}}}\frac{q_m\left(k\right)}{1-q_m\left(k\right)}{P}_m\left(k\right)\right)---\left(12\right)$

${\mathrm{\γ}}_{\mathrm{ccmi}}\left(k\right)=10{\log }_{10}\left(\underset{m=1}{\overset{S}{\mathrm{\Σ}}}\frac{P_m\left(k\right)}{{\mathrm{\γ}}_m\left(k\right)\·{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{noise}}^2}\right)---\left(13\right)$

SNR平均可以按照线性单位进行，如同公式(12)和(13)所示，也可以按照分贝单位进行。

每个数据流的接收SNR还可以根据该数据流的检测到的数据码元来加以确定。对于基于数据的SNR估计，接收台利用每个子带的空间滤波器矩阵对收到的数据码元进行空间处理来获得检测到的数据码元。每个检测到的数据码元通常是多比特值(或者软判决)，它是发射的数据码元的一个估计。接收台可以将检测到的数据码元转换成硬判决，确定每个数据流中每个检测到的数据码元的硬、软判决之差，计算每个数据流的平均误差功率，作为该数据流硬、软判决之差的幅度平方平均。然后，接收台可以根据这个数据流的平均误差功率为每个数据流导出基于数据的接收SNR。

通常要发射导引信号，从而能够为所有S个空间信道获得基于导引信号的接收SNR，即使数据是在比S个空间信道少的信道上发射的。可以为实际发射的M个数据流获得基于数据的接收SNR。可以将基于导引信号的和基于数据的接收SNR用来选择数据发射的速率。基于导引信号的和基于数据的接收SNR之间的差别有可能表明了发射台和/或接收台的减损。

B.功率分配

总共K个子带内每个发射信道(例如每个宽带本征模或宽带空间信道)的接收SNR会大范围变化。提高的性能可以通过为数据发射使用特定的子带和/或以不同的方式分配可用发射功率来实现。

在一个实施例中，只将好子带用于数据发射，不好的子带不用于数据发射。对于这样一个实施例，每个子带的接收SNRγ_m(k)可以根据这个子带的标称发射功率来确定，例如利用总共K个子带内均匀分布的发射信道的总发射功率。可以将子带视为(1)好子带，如果它的接收SNR超过SNR低门限γ_m(k)＞γ_{th_low}，或者(2)不好的子带，如果没有超过低门限。在好子带上均匀分布发射信道的总发射功率。

在另一个实施例中，只将好子带用于数据发射，不将不好的子带用于数据发射，发射信道的总发射功率在好子带中均匀分配。对于这一实施例，每个子带都有可能被视为好子带或不好的子带。然后将发射信道的总发射功率均匀分配给好子带。根据分配给子带的发射功率来确定每个好子带的接收SNR。如果接收SNR超过SNR高门限，γ_m(k)＞γ_{th_high}，其中γ_{th_high}＞γ_{th_low}，那么这个子带分配了足够的发射功率来获得SNR高门限，将多余的发射功率收集起来。然后将从接收SNR大于γ_{th_high}的所有好子带收集的总的多余发射功率重新(例如均匀地)分配给接收SNR低于γ_{th_high}的其它好子带。可以重复这一过程，直到所有多余功率都被用完。这个实施例从不好的子带收集发射功率，从非常好的子带收集多余的发射功率，并且将收集的发射功率重新分配给好子带。

在另一个实施例中，进行信道反转(channel inversion)，从而使所有子带都获得相似的接收SNR。对于这一实施例，分配给每个子带的发射功率大小与这个子带的接收SNR反相关。给接收SNR较低的子带分配较多的发射功率，给接收SNR较高的子带分配较少的发射功率。这个实施例可以提高更希望数据包之间的接收SNR变化较小的特定编码方式的性能。

在另一个实施例中，只将好子带用于数据发射，不将不好的子带用于数据发射，并且对好子带进行信道反转。对于这一实施例，首先根据SNR门限γ_{th_low}找出好子带。然后在好子带中不均匀地分配发射信道的总发射功率，从而使这些子带获得类似的接收SNR。

也可以为按照其它方式的数据发射选择子带。每个发射信道的总发射功率也可以按照其它方式在选择的子带中分配。

对于上述实施例，SNR门限γ_{th_low}和γ_{th_high}可以是固定值。这些SNR门限也可以是发射信道的速率和/或一些其它因素的函数。例如，可以将较低的值用作较低速率的SNR门限，将较高值用作较高速率的SNR门限。

上面描述的功率分配能够提高性能而不需要来自接收台的明确反馈。发射台可以根据来自接收台的导引信号确定每个发射信道的子带的接收SNR，并且能够利用这些接收SNR来为数据发射选择子带，并且将总发射功率分配给所选子带。接收台不必知道发射台如何选择子带以及如何分配发射功率。

C.速率选择

可以按照如下方式为每个数据流选择速率。可以按照上面描述的方式计算每个数据流m使用的每个子带k的接收SNR，并且将其表示为γ_m(k)。对于MIMO-OFDM系统，每个数据流的接收SNR通常都是依赖于频率的，并且还依赖于发射模和数据发射使用的接收机空间处理技术。在以下描述中，所有SNR的单位都是分贝。

可以按照如下公式计算每个数据流m的平均SNR，γ_avg，m：

${\mathrm{\γ}}_{\mathrm{avg},m}=\frac{1}{K}\·\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\γ}}_m\left(k\right),m=1,...,M---\left(14\right)$

每个数据流m的SNR方差，σ_snr，m ²，都可以按照如下方式计算：

${\mathrm{\σ}}_{\mathrm{snr},m}^2=\frac{1}{(K-1)}\·\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}{({\mathrm{\γ}}_m\left(k\right)-{\mathrm{\γ}}_{\mathrm{avg},m})}^2,m=1,...,M---\left(15\right)$

可以按照以下公式计算每个数据流m的SNR变化量补偿因子，γ_os，m，它被用于说明K个子带的接收SNR变化量：

${\mathrm{\γ}}_{\mathrm{os},m}=K_{\mathrm{os}}\·{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{snr},m}^2,m=1,...,M---\left(16\right)$

其中K_os是一个常数，用于减少从平均SNR的SNR估计，以反映许多纠错码不能将要译码数据包之间SNR的大的变化处理好这样一个事实。可以在纠错码和/或数据流m使用的码速率的基础之上选择因子K_os。总之，可以在平均SNR和SNR方差的函数的基础之上计算SNR变化量补偿因子，即 ${\mathrm{\γ}}_{\mathrm{os},m}=F({\mathrm{\γ}}_{\mathrm{avg},m},{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{snr},m}^2).$

可以将受控模式每个数据流m的MIMO补偿因子，γ_mimo，m ^es，定义为：

${\mathrm{\γ}}_{\mathrm{mimo},m}^{\mathrm{es}}=\frac{m\·\mathrm{\β}}{K_d},m=1,...,M---\left(17\right)$

其中β是一个正常数，K_d是数据发射的分集阶数(diversity order)。因子β减小了SNR估计，以反映可能因为以下原因发生的速率失配：(1)链路和SNR估计过程中的噪声以及(2)发射台和接收台为受控模使用的控制矢量的未对准。因子β通常是接近1(1.0)的一个正常数。

受控模的分集阶数K_d可以由下式给出：

                  K_d＝R-M+1                     (18)

分集阶数K_d说明为数据发射实现的空间分级的量。分集阶数随着为给定数量的数据流使用更多的接收天线而增大。较高的分集阶数通常都对应于每个数据流的接收SNR的较小变化。

公式(17)中的流下标m说明对于受控模，不同的数据流可能具有不同量的SNR变化这样一个事实。主要的宽带本征模随着时间和频率的变化具有最高的平均SNR和较小的SNR变化，可以为这一宽带本征模使用较小的MIMO补偿因子(m＝1)。第S个宽带本征模随着时间和频率的变化具有最低的平均SNR和更多的SNR变化，可以为这一宽带本征模使用更大的MIMO补偿因子(m＝S)。同样可以从公式(17)中省去流下标m。

不受控模和空间扩展模的MIMO补偿因子可以被定义为：

${\mathrm{\γ}}_{\mathrm{mimo},m}^{\mathrm{ss}}={\mathrm{\γ}}_{\mathrm{mimo},m}^{\mathrm{us}}=\frac{\mathrm{\β}}{K_d\left(m\right)},m=1,...,M---\left(19\right)$

其中K_d(m)是数据流m观察到的分集阶数，它等于：

在有连续干扰对消的情况下，在估计出和对消了因为数据流m的干扰以后，每个后续数据流的分集阶数增大，如同数据流m没有发射一样。例如，如果R＝4和M＝3，那么数据流m＝1会观察到2的分集阶数，数据流m＝2会观察到3的分集阶数，数据流m＝3会观察到4的分集阶数。

可以按照如下公式计算每个数据流的SNR估计：

   γ_est，m＝γ_avg，m-γ_os，m-γ_mimo，m-γ_outer，m，m＝1，...，M    (21)

其中γ_outer，m是数据流m的外环补偿因子；

γ_mimo，m是数据流m的MIMO补偿因子；

γ_est，m是数据流m的SNR估计。

可以按照公式(17)或(19)所示确定MIMO补偿因子γ_mimo，m，可以将它用于说明与MIMO发射相联系的各个特性。总之，可以选择上面描述的各个因子(例如K_os、K_d和β)来使吞吐量最大，使数据包差错率最小，并且可以根据计算仿真、经验测量等等来加以确定。还可以根据其它因子来导出SNR估计。例如，可以用因子L来反映数据包长度的变化。较大的数据包通常都需要较高的SNR来获得给定的PER。

对于开环速率控制，发射台A可以按照上面描述的方式导出接收链路(B，A)的SNR估计。A台可以随后根据链路(B，A)的SNR估计和ASYM参数导出发射链路(A，B)的SNR估计，如同公式(6)或(7)所示。A台可以利用链路(A，B)的SNR估计来选择速率，用于要在链路(A，B)上发送给B台的数据流。

在一个实施例中，每个数据流的速率都是根据这个数据流的SNR估计独立选择出来的。系统可以支持一组速率。表4列出了系统支持的示例性的一组14个速率。对于非衰落、AWGN信道，每个速率都与一个具体的频谱效率、具体的代码速率、具体的调制方式和实现1％PER所需要的具体的最小SNR相联系。频谱效率指的是用系统带宽归一化的数据速率，单位是比特每秒每赫兹(bps/Hz)。表4中的代码速率和每个速率的调制方式都是专用于这个示例性系统设计的。对于每个非零速率，所需要的SNR是基于具体的系统设计(例如代码速率、交织方式和用于这一速率的调制方式)和针对AWGN信道获得的。所需要的SNR可以通过计算、计算机仿真、经验测量等等获得。

                              表4

速率下标	频谱效率(bps/Hz)	代码速率	调制方式	需要的SNR(dB)
					0	0.0	-	-	-
1	0.25	1/4	BPSK	-1.8
					2	0.5	1/2	BPSK	1.2
3	1.0	1/2	QPSK	4.2
					4	1.5	3/4	QPSK	6.8
5	2.0	1/2	16QAM	10.1

6	2.5	5/8	16QAM	11.7
					7	3.0	3/4	16QAM	13.2
8	3.5	7/12	64QAM	16.2
					9	4.0	2/3	64QAM	17.4
10	4.5	3/4	64QAM	18.8
					11	5.0	5/6	64QAM	20.0
12	6.0	3/4	256QAM	24.2
					13	7.0	7/8	256QAM	26.3

可以将查阅表用来储存所支持的速率和所支持的每个速率所需要的SNR。可以将每个数据流的SNR估计提供给查阅表，与所支持的速率所需要的SNR进行比较。然后，查阅表为每个数据流提供一个选定的速率，这个速率是所支持的具有最高吞吐量和所需SNR的速率，这个所需SNR小于或等于这个数据流的SNR估计。

在另一个实施例中，为M个数据流选择具有余量共享的速率。一开始根据数据流的SNR估计来为每个数据流选择速率，如同前面所描述的一样。确定每个数据流的SNR余量。然后在数据流之间计算和分配总的SNR余量，从而能够提高一个或多个数据流的一个或多个速率。

在另一个实施例中，根据数据流的SNR估计为M个数据流联合选择速率。系统可以支持矢量化的速率组，在其中只允许特定的速率组合。每个速率组合都包括要发射的数据流的特定数量，以及用于每个数据流的速率。可以根据数据流的SNR估计选择具有最高总吞吐量的速率组合。

还可以根据SNR估计来选择要发射的数据流的数量(M)。在一个实施例中，为可能数量的数据流中的每一个，例如为M＝1，2，...，S，计算总吞吐量。对于M的每个值，在M个数据流中分配(例如均匀分配)总的发射功率，根据分配的发射功率为每个数据流计算接收SNR，为每个数据流导出SNR估计，并且用于为这个数据流选择速率，将总吞吐量计算为这M个数据流的所选数据速率之和。确定为S个不同的可能数量的数据流计算的S个总吞吐量中的最大总吞吐量，将提供这个最大总吞吐量的数据流数量选定为M。

对于空间扩展模，最佳数据流数量很少等于空间信道数量。同时发射S个数据流通常都导致过多的串扰。因此，用S个数据流能够达到的总吞吐量常常小于用S-1个或更少的数据流能够达到的总吞吐量。对于空间扩展模，可以将M限制为M≤S-1。

可以根据控制矢量的存在时间来选择用于数据发射的发射模。如果控制矢量足够新，那么利用这些控制矢量发射的数据流会与无线信道匹配，接收台会收到正交数据流。当控制矢量和无线信道之间的失配变大的时候，本征控制的增益因为数据流之间的串扰增大而消失。在这些条件下，更适合为数据发射使用空间扩展模。还可以根据其它因素，例如发射台和接收台的能力，MIMO信道的相关性时间，反馈延迟，要服务的数据业务的类型等等来选择发射模。

3.外环

在一个实施例中，ASYM参数是固定的，外环调整每个数据流的外环补偿因子来让这个数据流达到目标PER。如果每个数据流的数据包都是各自编码的，并且反馈是针对每个数据包或者每个脉冲串进行的，那么可以为每个数据流独立维护外环补偿因子。可以按照如下方式更新每个数据流m的外环补偿因子：

其中δ_m是被删除数据包的外环补偿因子的步长；

P_m是对于好数据包要减去的δ_m的比例；以及

γ_outer，m(n)是数据流m中数据包n的外环补偿因子。

C是通常为正但是也可能为负的常数值。步长δ_m决定了外环的收敛速度。可以在数据发射一开始就将外环补偿因子初始化到预定值(例如零或一些其它值)，在那以后可以根据基于ACK/NAK收到的数据包的状态进行更新。

因子P_m决定了数据流m的数据包差错率，并且可以表示为；

$P_m=\frac{{\mathrm{PER}}_m}{1-{\mathrm{PER}}_m}---\left(23\right)$

其中PER_m是数据流m的目标PER。例如，如果1％的PER的PER_m＝0.01，那么P_m＝0.0101＝1/99。

对于联合编码数据流，可以对单个数据包进行编码、划分，并且通过这些数据流发送。在这种情况下，可能很难确定是数据流中的哪一个引起了数据包差错。可以为每个数据流维护一个SNR余量。将数据流m的SNR余量计算为所选速率的所需SNR和这个数据流的SNR估计之差。对于每个被删除的数据包，可以假设具有最小SNR余量的数据流引起了这个数据包差错，可以提高这个数据流的外环补偿因子。对于每个好数据包，可以降低所有数据流的外环补偿因子。如果所有数据流具有几乎相同的SNR余量，空间扩展模式通常都是这种情况，那么，可以为所有数据流维护单独一个外环补偿因子。

在另一个实施例中，外环根据ACK来调整ASYM参数，以获得目标PER。可以按照以下公式更新ASYM参数：

其中Δ_ASYM是被删除数据包的ASYM参数的步长。

上面的描述针对的是内环和外环的具体实施例。对于这一实施例，内环根据接收SNR和其它参数选择发射模、数据流的数量以及每个数据流的速率。外环根据ACK反馈来调整一个或多个参数。还可以用其它方式来进行速率选择和速率控制。例如，外环可以让内环增加或减少数据流数量，调整一个或多个数据流的一个或多个速率，等等。

在内环和外环的另一个实施例中，发射台A按照可以根据上面描述的ASYM参数选择的速率发射单个数据流。A台为这个数据流确定SNR余量，如果这个SNR余量是正的，并且最新的数据包发射是成功的，就为这个数据流选择下一个更高的速率。如果已经达到了当前数据流的最高速率，A台就启动另一个流。启动这另一个流的时候，将总的吞吐量限制在比以前的总吞吐量高X倍(例如X≈1.3)，并且(例如均匀地)分配给被启动的数据流。如果SNR余量继续为正，并且数据包发射继续成功，A台就选择一个或多个数据流的下一个较高速率。可以按照类似的方式启动另外的数据流。如果碰到了被删除的数据包(例如没有收到ACK)，那么A台可以(1)降低一个或多个数据流的速率，或者选择最后的已知好速率组合和/或(2)减少数据流的数量。例如，如果接收SNR相对静态，A台可以降低速率，如果接收SNR发生了突变，就可以减少数据流的数量。如果速率和/或流的减少仍然导致数据包差错，A台还可以将总速率降低某个百分比(例如50％)。

还可以实现内环和外环的其它设计，这也在本发明的范围之内。

系统通常包括多个接入点和多个用户终端。每个接入点都可以周期性地发射导引信号(或信标信号)和其它信令。用户终端可以搜索来自接入点的导引信号，可以接入收到的导引信号具有足够强度的每个接入点，并且在该接入点注册。在注册过程中可以交换有关的信息，以便允许用户终端和接入点确定它们的链路的ASYM参数。

对于从用户终端向接入点的上行链路数据发射，用户终端可以根据接入点周期性地发射的导引信号和/或到用户终端的上一次下行链路发射，导出下行链路的SNR估计。然后，用户终端可以根据下行链路SNR估计和ASYM参数导出上行链路SNR估计，并且根据上行链路SNR估计为上行链路发射选择一个或多个速率。

对于从接入节点向用户终端的下行链路数据发射，接入点不能从用户终端接收任何发射，不可能导出上行链路SNR估计。在这种情况下，接入点可以从单个数据流开始，并且使用预定速率。在一个实施例中，这个速率可以是中间速率(例如IEEE 802.11a的24Mbps)，用户终端上次的已知好速率，最高速率或者某个其它速率。如果在数据发射之前交换控制帧，那么接入点可以一开始就以预定的速率和/或使用发射控制帧所需要的速率发射控制帧(例如IEEE 802.11a的基本速率6Mbps或12Mbps或24Mbps之一)，并且可以逐渐降低速率，直到正确地收到控制帧。然后可以根据控制帧和/或从控制响应帧获得的信息选择数据发射的速率。

这里描述的速率控制技术可以用各种手段实现。例如，这些技术可以用硬件、软件或者它们的组合来实现。对于硬件实现，用于在发射台进行速率控制的处理单元(例如信道估计器332、速率选择器334、速率调整单元338等等)可以在一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器，设计成实现这里描述的功能的其它电子单元，或者它们的组合中实现，只要合适，就可以在一个或多个设备中将它们中的每一个连接起来。用于在接收台支持速率控制的处理单元还可以在一个或多个ASIC、DSP、处理器等等中实现。

对于软件实现，可以用实现这里描述的功能的模块(例如程序、功能等等)来实现速率控制技术。软件代码可以储存在存储器单元(例如图3中的存储器单元342)中，由处理器(例如图3中的控制器340)执行。存储器单元可以在处理器内或者处理器外实现，在后一种情况下，可以通过本领域公知的各种手段将它连接到处理器。

这里给出了小标题用于参考，帮助寻找特定部分。这些小标题不是要用来限制它们下面描述的概念的范围，这些概念可以应用于整个说明书中的其它部分。

给出前面的描述是为了让本领域技术人员能够使用本发明。对这些实施例的各种变形对于本领域技术人员而言是显而易见的，可以将这里给出的一般原理应用于其它实施例，而不会偏离本发明的实质和范围。因此，本发明并不限于这里公开的实施例，而是与这里公开的原理和新颖特征一致的最大范围相同。

Claims (67)

1.一种用于发射数据的设备，包括：

信道估计器，用于基于通过第一通信链路收到的发射信号估计该第一通信链路的信道质量；以及

速率选择器，用于基于估计出来的所述第一通信链路的信道质量和为所述第一通信链路而确定的非对称参数来估计第二通信链路的信道质量，其中，所述非对称参数表明所述第一和第二通信链路信道质量之差，

其中，所述第一通信链路是从另一台到所述设备的用于所述设备的接收的链路，并且所述第二通信链路是从所述设备到所述另一台的用于所述设备的发射的链路。

2.如权利要求1所述的设备，其中，所述信道估计器用于基于通过所述第一通信链路收到的发射信号为所述第一通信链路上的第一发射信道导出信号-噪声和干扰比SNR估计，并且其中，所述速率选择器用于基于所述第一发射信道的SNR估计和所述非对称参数为所述第二通信链路上的第二发射信道导出SNR估计，并且基于所述第二发射信道的SNR估计为所述第二发射信道选择速率。

3.如权利要求2所述的设备，其中，所述信道估计器用于为所述第一发射信道的至少一个频率子带确定至少一个接收SNR，并且基于所述至少一个接收SNR为所述第一发射信道导出所述SNR估计。

4.如权利要求2所述的设备，其中，所述信道估计器用于进一步基于所述第一发射信道的分集阶数为所述第一发射信道导出所述SNR估计。

5.如权利要求3所述的设备，其中，所述信道估计器用于进一步基于说明所述至少一个接收SNR的变化的因子为所述第一发射信道导出所述SNR估计。

6.如权利要求3所述的设备，其中，所述信道估计器用于基于接收台为通过所述第一通信链路而收到的所述发射信号所使用的接收机空间处理技术，来确定所述至少一个接收SNR。

7.如权利要求1所述的设备，其中，所述速率选择器用于基于发射台的数据发射能力和接收台的数据发射能力确定所述非对称参数。

8.如权利要求7所述的设备，其中，所述发射台和接收台中的每一个的能力包括峰值发射功率、接收机噪声系数和接收天线数量。

9.如权利要求1所述的设备，其中，所述非对称参数表明所述第一通信链路的信号-噪声和干扰比SNR与所述第二通信链路的SNR之差。

10.如权利要求9所述的设备，其中，所述速率选择器用于基于所述第一通信链路的接收SNR和所述第二通信链路的接收SNR确定所述非对称参数。

11.如权利要求1所述的设备，其中，所述速率选择器用于基于经由所述第二通信链路的数据发射的性能调整所述非对称参数。

12.如权利要求1所述的设备，其中，所述速率选择器用于接收针对为经由所述第二通信链路的数据发射而发送的数据包的反馈，并且基于接收到的所述反馈调整所述非对称参数。

13.如权利要求1所述的设备，其中，所述信道估计器用于基于估计出来的所述第二通信链路的信道质量，为通过所述第二通信链路的数据发射选择至少一个速率。

14.如权利要求13所述的设备，其中，所述速率选择器用于进一步基于补偿因子选择至少一个速率。

15.如权利要求14所述的设备，其中，所述速率选择器用于接收针对为所述数据发射发送的数据包的反馈，并且基于接收到的所述反馈调整所述补偿因子。

16.如权利要求13所述的设备，其中，所述速率选择器用于基于所述数据发射的性能：调整所述至少一个速率，或者改变数据流的数量，或者调整所述至少一个速率且改变数据流的数量。

17.一种进行速率选择的方法，包括：

基于通过第一通信链路收到的发射信号估计该第一通信链路的信道质量；

基于估计出来的所述第一通信链路的信道质量和为所述第一通信链路而确定的非对称参数估计第二通信链路的信道质量，其中，所述非对称参数表明所述第一和第二通信链路信道质量之差；以及

基于估计出来的所述第二通信链路的信道质量为经由所述第二通信链路的数据发射选择至少一个速率，

其中，所述第一通信链路是从接收台到发射台的用于所述发射台的接收的链路，并且所述第二通信链路是从所述发射台到所述接收台的用于所述发射台的发射的链路。

18.如权利要求17所述的方法，其中：

估计所述第一通信链路的信道质量包括基于通过所述第一通信链路收到的发射信号为所述第一通信链路上的第一发射信道导出信号-噪声和干扰比SNR估计；

估计所述第二通信链路的信道质量包括基于所述第一发射信道的SNR估计和所述非对称参数为所述第二通信链路上的第二发射信道导出SNR估计；并且

选择所述至少一个速率包括基于所述第二发射信道的SNR估计为所述第二发射信道选择速率。

19.如权利要求17所述的方法，还包括：

基于所述发射台的数据发射能力和所述接收台的数据发射能力确定所述非对称参数。

20.如权利要求17所述的方法，还包括：

基于所述第一通信链路的接收信号-噪声和干扰比SNR与所述第二通信链路的接收SNR确定所述非对称参数。

21.如权利要求17所述的方法，还包括：

基于所述数据发射的性能调整所述非对称参数。

22.如权利要求17所述的方法，还包括：

基于所述数据发射的性能调整补偿因子，其中进一步基于所述补偿因子选择所述至少一个速率。

23.一种用于发射数据的设备，包括：

用于基于通过第一通信链路收到的发射信号估计该第一通信链路的信道质量的装置；

用于基于估计出来的所述第一通信链路的信道质量和为所述第一通信链路而确定的非对称参数来估计第二通信链路的信道质量的装置，其中，所述非对称参数表明所述第一和第二通信链路信道质量之差，

其中，所述第一通信链路是从另一台到所述设备的用于所述设备的接收的链路，并且所述第二通信链路是从所述设备到所述另一台的用于所述设备的发射的链路。

24.如权利要求23所述的设备，还包括：用于基于估计出来的所述第二通信链路的信道质量为经由所述第二通信链路的数据发射选择至少一个速率的装置。

25.如权利要求23所述的设备，其中：

用于估计所述第一通信链路信道质量的装置包括用于基于通过所述第一通信链路收到的发射信号为所述第一通信链路上的第一发射信道导出信号-噪声和干扰比SNR估计的装置；

用于估计所述第二通信链路的信道质量的装置包括基于所述第一发射信道的SNR估计和所述非对称参数为所述第二通信链路上的第二发射信道导出SNR估计的装置；并且

用于选择所述至少一个速率的装置包括用于基于所述第二发射信道的SNR估计为所述第二发射信道选择速率的装置。

26.如权利要求23所述的设备，还包括：

用于基于发射台的数据发射能力和接收台的数据发射能力确定所述非对称参数的装置。

27.如权利要求23所述的设备，还包括：

用于基于所述第一通信链路的接收信号-噪声和干扰比SNR和所述第二通信链路的接收SNR确定所述非对称参数的装置。

28.如权利要求24所述的设备，还包括：

用于基于所述数据发射的性能调整所述非对称参数的装置。

29.如权利要求24所述的设备，还包括：

用于基于所述数据发射的性能调整补偿因子的装置，其中进一步基于所述补偿因子选择所述至少一个速率。

30.一种用于发射数据的设备，包括：

信道估计器，用于基于通过第一通信链路收到的发射信号为该第一通信链路上的第一组发射信道导出第一组信号-噪声和干扰比SNR估计；以及

速率选择器，用于基于所述第一组SNR估计和为所述第一通信链路而确定的非对称参数为第二通信链路上的第二组发射信道导出第二组SNR估计，其中，所述非对称参数表明所述第一和第二通信链路的SNR之差，并且基于所述第二组SNR估计为所述第二组发射信道选择一组速率，

其中，所述第一通信链路是从另一台到所述设备的用于所述设备的接收的链路，并且所述第二通信链路是从所述设备到所述另一台的用于所述设备的发射的链路。

31.如权利要求30所述的设备，其中，所述信道估计器用于为所述第一组发射信道中每一个的一组频率子带确定接收SNR，并且基于所述接收SNR为所述第一组发射信道中的每一个导出SNR估计。

32.如权利要求31所述的设备，其中，所述信道估计器用于基于接收台为所述第一组发射信道上的数据发射所使用的接收机处理技术为所述第一组发射信道中的每一个确定所述接收SNR。

33.如权利要求30所述的设备，还包括：

发射数据处理器，用于基于所述一组速率对一组数据流进行编码和调制。

34.如权利要求30所述的设备，还包括：

发射空间处理器，用于为受控模、不受控模或者空间扩展模对一组数据流进行空间处理。

35.如权利要求30所述的设备，其中所述第二组发射信道是多输入多输出MIMO信道的一组空间信道。

36.如权利要求30所述的设备，其中所述第二组发射信道是多输入多输出MIMO信道的一组本征模。

37.一种用于发射数据的方法，包括：

基于通过第一通信链路收到的发射信号为该第一通信链路上的第一组发射信道导出第一组信号-噪声和干扰比SNR估计；

基于所述第一组SNR估计和为所述第一通信链路而确定的非对称参数为第二通信链路上的第二组发射信道导出第二组SNR估计，其中，所述非对称参数表明所述第一和第二通信链路的SNR之差；以及

基于所述第二组SNR估计为所述第二组发射信道选择一组速率，

其中，所述第一通信链路是从接收台到发射台的用于所述发射台的接收的链路，并且所述第二通信链路是从所述发射台到所述接收台的用于所述发射台的发射的链路。

38.如权利要求37所述的方法，其中，所述导出所述第一组SNR估计包括：

为所述第一组发射信道中每一个的一组频率子带确定接收SNR；以及

基于所述接收SNR为所述第一组发射信道中的每一个导出SNR估计。

39.如权利要求37所述的方法，还包括：

为受控模、不受控模或者空间扩展模对一组数据流进行空间处理。

40.一种用于发射数据的设备，包括：

用于基于通过第一通信链路收到的发射信号为该第一通信链路上的第一组发射信道导出第一组信号-噪声和干扰比SNR估计的装置；

用于基于所述第一组SNR估计和为所述第一通信链路而确定的非对称参数来为第二通信链路上的第二组发射信道导出第二组SNR估计的装置，其中，所述非对称参数表明所述第一和第二通信链路的SNR之差；以及

用于基于所述第二组SNR估计为所述第二组发射信道选择一组速率的装置，

其中，所述第一通信链路是从另一台到所述设备的用于所述设备的接收的链路，并且所述第二通信链路是从所述设备到所述另一台的用于所述设备的发射的链路。

41.如权利要求40所述的设备，其中，用于导出所述第一组SNR估计的装置包括：

用于为所述第一组发射信道中每一个的一组频率子带确定接收SNR的装置；以及

用于基于所述接收SNR为所述第一组发射信道中的每一个导出SNR估计的装置。

42.如权利要求40所述的设备，还包括：

用于基于所述一组速率对一组数据流进行编码和调制的装置。

43.如权利要求40所述的设备，还包括：

用于为受控模、不受控模或者空间扩展模对一组数据流进行空间处理的装置。

44.一种用于发射数据的设备，包括：

信道估计器，用于基于通过用于接收的第一通信链路收到的发射信号为该第一通信链路导出至少一个信号-噪声和干扰比SNR估计；以及

速率选择器，用于基于所述第一通信链路的至少一个SNR估计为用于发射的第二通信链路导出至少一个SNR估计，启动至少一个数据流，基于所述第二通信链路的至少一个SNR估计为所述至少一个数据流选择至少一个速率，并且基于针对所述至少一个数据流中的数据包而收到的反馈调整所述至少一个数据流的发射，

其中，所述第一通信链路是从另一台到所述设备的用于所述设备的接收的链路，并且所述第二通信链路是从所述设备到所述另一台的用于所述设备的发射的链路。

45.如权利要求44所述的设备，其中，所述速率选择器还用于为所述至少一个数据流确定至少一个SNR余量，并且进一步基于所述至少一个SNR余量调整所述至少一个数据流的发射。

46.如权利要求44所述的设备，其中，所述速率选择器用于一开始启动单个数据流，并且基于所述第二通信链路的SNR估计和非对称参数为该单个数据流选择速率。

47.如权利要求46所述的设备，其中，所述速率选择器用于如果所述单个数据流中的数据包译码正确，就提高所述单个数据流的速率。

48.如权利要求44所述的设备，其中，如果启动的所述至少一个数据流中的数据包译码正确，并且另一个数据流被视为能够接受，那么所述速率选择器用于启动该另一个数据流。

49.如权利要求48所述的设备，其中，所述速率选择器用于在启动所述另外一个数据流时，在启动的所有数据流之间均匀地分配总吞吐量。

50.如权利要求48所述的设备，其中，所述速率选择器用于在启动所述另外一个数据流时，将启动的所有数据流的总吞吐量提高到一个预定百分比。

51.如权利要求44所述的设备，其中，如果启动的所述至少一个数据流中的任何一个里的数据包译码错误，所述速率选择器用于关闭一个启动的数据流。

52.如权利要求44所述的设备，其中，所述速率选择器用于如果启动的一个数据流中的数据包译码错误，就降低启动的该数据流的速率。

53.一种用于发射数据的方法，包括：

基于通过第一通信链路收到的发射信号为该第一通信链路导出至少一个信号-噪声和干扰比SNR估计；

基于所述第一通信链路的至少一个SNR估计为第二通信链路导出至少一个SNR估计；

启动至少一个数据流；

基于所述第二通信链路的至少一个SNR估计为所述至少一个数据流选择至少一个速率；以及

基于针对所述至少一个数据流中的数据包而收到的反馈调整所述至少一个数据流的发射，

其中，所述第一通信链路是从接收台到发射台的用于所述发射台的接收的链路，并且所述第二通信链路是从所述发射台到所述接收台的用于所述发射台的发射的链路。

54.如权利要求53所述的方法，还包括：

为所述至少一个数据流确定至少一个SNR余量，并且其中，进一步基于所述至少一个SNR余量调整所述至少一个数据流的发射。

55.如权利要求53所述的方法，还包括：

如果启动的所述至少一个数据流中的数据包译码正确，并且另一个数据流被视为能够接受，就启动该另一个数据流。

56.如权利要求53所述的方法，还包括：

如果启动的所述至少一个数据流中的任何一个里的数据包译码错误，就关闭一个启动的数据流。

57.如权利要求53所述的方法，还包括：

如果启动的一个数据流中的数据包译码错误，就降低启动的该数据流的速率。

58.一种用于发射数据的设备，包括：

用于基于通过第一通信链路收到的发射信号为该第一通信链路导出至少一个信号-噪声和干扰比SNR估计的装置；

用于基于所述第一通信链路的至少一个SNR估计为第二通信链路导出至少一个SNR估计的装置；

用于启动至少一个数据流的装置；

用于基于所述第二通信链路的至少一个SNR估计为所述至少一个数据流选择至少一个速率的装置；以及

用于基于针对所述至少一个数据流中的数据包而收到的反馈调整所述至少一个数据流的发射的装置，

其中，所述第一通信链路是从另一台到所述设备的用于所述设备的接收的链路，并且所述第二通信链路是从所述设备到所述另一台的用于所述设备的发射的链路。

59.如权利要求58所述的设备，还包括：

用于为所述至少一个数据流确定至少一个SNR余量的装置，并且其中，进一步基于所述至少一个SNR余量调整所述至少一个数据流的发射。

60.一种用于发射数据的设备，包括：

信道估计器，用于基于通过用于接收的第一通信链路收到的导引信号发射，为该第一通信链路上的第一发射信道的第一组子带确定接收信号-噪声和干扰比SNR；

速率选择器，用于基于所述第一发射信道的接收SNR在用于发射的第二通信链路上第二发射信道的第二组子带中选择至少一个子带；以及

发射数据处理器，用于处理数据，以在所述第二发射信道的所述至少一个子带上发射，

其中，所述第一通信链路是从另一台到所述设备的用于所述设备的接收的链路，并且所述第二通信链路是从所述设备到所述另一台的用于所述设备的发射的链路。

61.如权利要求60所述的设备，其中，所述速率选择器用于选择所述第一组子带中接收SNR超过SNR门限的每一个子带，并且其中，为所述第二发射信道选择的所述至少一个子带对应于为所述第一发射信道选择的至少一个子带。

62.如权利要求60所述的设备，其中，所述速率选择器用于在所述至少一个子带之间均匀分配发射功率。

63.如权利要求60所述的设备，其中，所述速率选择器用于在所述至少一个子带之间分配发射功率，以便减少所述至少一个子带的接收SNR之间的变化。

64.如权利要求60所述的设备，其中，所述速率选择器用于在所述至少一个子带之间分配发射功率，以便所述至少一个子带的每一个的接收SNR在SNR的预定范围内。

65.一种用于发射数据的方法，包括：

基于通过第一通信链路收到的导引信号发射，确定该第一通信链路上第一发射信道的第一组子带的接收信号-噪声和干扰比SNR；

基于所述第一发射信道的接收SNR在第二通信链路上第二发射信道的第二组子带中选择至少一个子带；以及

处理数据，以在所述第二发射信道的所述至少一个子带上发射，

其中，所述第一通信链路是从接收台到发射台的用于所述发射台的接收的链路，并且所述第二通信链路是从所述发射台到所述接收台的用于所述发射台的发射的链路。

66.如权利要求65所述的方法，其中，在所述第二组子带中选择至少一个子带包括：

选择所述第一组子带中接收SNR超过SNR门限的每一个子带，并且其中，为所述第二发射信道选择的所述至少一个子带对应于为所述第一发射信道选择的至少一个子带。

67.如权利要求65所述的方法，还包括：

在所述至少一个子带之间为所述第二发射信道分配发射功率。