CN101729119A - 一种下行多输入多输出模式自适应切换的方法和系统 - Google Patents

一种下行多输入多输出模式自适应切换的方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种下行多输入多输出模式自适应切换的方法和系统；方法包括：在判决时刻到达时，所述无线通信系统根据信道信息判决适合所述接收端使用的MIMO模式为空间复用或空间分集；所述发送端和所述接收端间根据所述判决的结果使用相应的MIMO模式传输数据；所述信道信息包括以下任一个或任几个：信噪比、调制编码方式、信道矩阵的条件数。本发明可实现空间分集和空间复用的自适应地切换，从而使两者有效结合，以提高链路的可靠性和系统的吞吐量。

Description

一种下行多输入多输出模式自适应切换的方法和系统
技术领域
本发明涉及元线通讯领域，尤其涉及一种下行多输入多输出模式自适应切换的方法和系统。
背景技术
MIMO(Multiple-Input Multiple-Output，多输入多输出)技术是下一代移动通信系统必须采用的关键技术之一。它在接收端和发送端都采用多根天线，从而具有单发单收天线无可比拟的优点。该技术可以利用多径来减轻多径衰落；并能有效地消除共道干扰，提高信道的可靠性；可以在不增加带宽的情况下提高通信系统的容量。
MIMO技术主要有两种应用——空间分集和空间复用。其中，分集可以提高链路的可靠性，通过它可以提高覆盖范围，当覆盖范围一定且接收端的误码率要求一定时，分集增益可以转化为数据传输速率的提高。复用可以让每根发射天线发射不同的数据，通过它可以提升频谱效率，同样也是提高数据传输速率。由于接收端的移动和无线信道实时变化，有可能出现某些时刻使用分集能够带来更大的数据传输速率，而在另外一些时候使用空间复用能够带来更高的数据传输速率。因此，单独使用分集或者复用技术都不能最大限度地利用有限的频带。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种下行多输入多输出模式自适应切换的方法和系统，可实现空间分集和空间复用的自适应地切换，从而使两者有效结合，以提高链路的可靠性和系统的吞吐量。
为了解决上述问题，本发明提供了一种下行多输入多输出MIMO模式自适应切换的方法，应用于包括发送端和接收端的无线通信系统，包括：
在判决时刻到达时，所述无线通信系统根据信道信息判决适合所述接收端使用的MIMO模式为空间复用或空间分集；所述发送端和所述接收端间根据所述判决的结果使用相应的MIMO模式传输数据；
所述信道信息包括以下任一个或任几个：信噪比、调制编码方式、信道矩阵的条件数。
进一步的，无线通信系统根据信道信息判决适合该接收端使用的MIMO模式具体包括：
接收端反馈信道信息给发送端，发送端根据该接收端所反馈的信道信息判决适合该接收端使用的MIMO模式，根据判决结果选择所使用的MIMO模式后，通知接收端所选择的MIMO模式；或者
接收端根据得到的信道信息判决适合本接收端使用的MIMO模式，根据判决结果选择所使用的MIMO模式后，通知发送端所选择的MIMO模式。
进一步的，所述发送端为基站，所述接收端包括终端、基站或中继站。
进一步的，无线通信系统根据信道信息判决适合接收端使用的MIMO模式为空间复用或空间分集具体包括：
无线通信系统根据接收端得到的信道信息分别计算空间分集模式和空间复用模式下的频谱效率；
判决频谱效率大的MIMO模式为适合该接收端使用的MIMO模式。
进一步的，无线通信系统根据信道信息分别计算空间分集模式和空间复用模式下的频谱效率具体包括：
计算接收端每根接收天线在空间分集模式下的信噪比STC_CINR，根据STC_CINR确定适合空间分集模式的调制编码方式，根据该调制编码方式确定空间分集模式下的调制编码阶数、编码速率、编码重复次数；每根接收天线的频谱效率为空间分集模式下的调制编码阶数乘以编码速率，除以编码重复次数；合并每根接收天线的频谱效率得到该接收端空间分集模式下的频谱效率；
计算接收端每根接收天线在空间复用模式下的信噪比SM_CINR，根据SM_CINR确定适合空间复用模式的调制编码方式，根据该调制编码方式确定空间复用模式下的调制编码阶数、编码速率、编码重复次数；每根接收天线的频谱效率为空间复用模式下的调制编码阶数乘以编码速率，除以编码重复次数；合并每根接收天线的频谱效率得到该接收端空间复用模式下的频谱效率。
进一步的，将频谱效率大的MIMO模式判决为适合该接收端使用的MIMO模式具体包括：
如果接收端在空间复用模式下的频谱效率SM_Effect大于接收端在空间分集模式下的频谱效率STC_Effect，则判决该接收端适合使用空间复用模式；否则，判决该接收端适合使用空间分集模式；
当SM_Effect等于STC_Effect时，判决该接收端适合使用空间复用模式或空间分集模式。
进一步的，无线通信系统根据信道信息判决适合该接收端使用的MIMO模式为空间复用或空间分集具体包括：
以全部或部分子载波作为统计对象，分别根据各子载波所对应的接收端信道矩阵的条件数，确定各子载波适合使用的MIMO模式；如果作为统计对象的所有子载波中，适合使用某一模式的子载波的比例超过预设的比例门限值，则判决该模式为适合该接收端使用的MIMO模式。
进一步的，分别根据各子载波所对应的接收端信道矩阵的条件数，确定各子载波适合使用的MIMO模式具体包括：
设定子载波门限值；
确定接收端对应的信道系数组成的信道矩阵，计算各子载波所对应的接收端信道矩阵的条件数；
分别将各子载波对应的条件数与所述子载波门限值比较，以确定各子载波适合使用空间分集或空间复用。
进一步的，如果作为统计对象的所有子载波中，适合使用某一模式的子载波的比例超过预设的比例门限值，则将该模式判决为适合该接收端使用的MIMO模式具体包括：
设定比例门限值Tr；
计算适合使用空间复用模式的子载波数和所有作为统计对象的子载波数的比例Pr；
如果Pr大于或等于所述比例门限值Tr，则判决适合接收端使用的MIMO模式为空间复用模式；否则判决适合接收端使用的MIMO模式为空间分集模式。
进一步的，无线通信系统根据信道信息判决适合接收端使用的MIMO模式为空间复用或空间分集具体包括：
以全部或部分子载波作为统计对象，分别根据各子载波所对应的接收端信道矩阵的条件数，确定各子载波适合使用的MIMO模式；
如果作为统计对象的所有子载波中，适合使用空间复用模式的子载波的比例低于预设的比例门限值，则判决适合该接收端使用的MIMO模式为空间分集模式。
进一步的，所述的方法进一步包括：
设定比例门限值Tr；
计算适合使用空间复用模式的子载波数和所有作为统计对象的子载波数的比例Pr；
适合使用空间复用模式的子载波的比例低于预设的比例门限值是指Pr小于Tr。
所述的方法进一步包括：
当Pr大于或等于Tr时，根据接收端得到的信道信息分别计算空间分集模式和空间复用模式下的频谱效率；判决频谱效率大的MIMO模式为适合接收端使用的MIMO模式。
所述的方法进一步包括：
设定另一比例门限值Tr2，0≤Tr≤Te2≤1；
如果Pr＞Tr2，判决接收端适合使用空间复用模式；
如果Tr≤Pr≤Tr2，则根据接收端得到的信道信息分别计算空间分集模式和空间复用模式下的频谱效率；判决频谱效率大的MIMO模式为适合接收端使用的MIMO模式。
进一步的，无线通信系统根据信道信息判决适合接收端使用的MIMO模式为空间复用或空间分集具体包括：
计算接收端当前所使用的MIMO模式的信噪比CINR；
如果CINR大于预设门限值，则判决适合使用空间复用模式；
如果CINR小于预设门限值，则判决适合使用空间分集模式。
进一步的，所述预设门限值为区间[CINR1，CINR2]，CINR1≤CINR2；
CINR大于预设门限值是指CINR＞CINR2；
CINR小于预设门限值是指CINR＜CINR1。
所述的方法进一步包括：
CINR1≤CINR≤CINR2时，判决适合使用当前的MIMO模式。
所述的方法进一步包括：
CINR1≤CINR≤CINR2时，根据接收端得到的信道信息分别计算空间分集模式和空间复用模式下的频谱效率；判决频谱效率大的MIMO模式为适合接收端使用的MIMO模式。
所述的方法进一步包括：
CINR1≤CINR≤CINR2时，以全部或部分子载波作为统计对象，分别根据各子载波所对应的接收端信道矩阵的条件数，确定各子载波适合使用的MIMO模式；如果作为统计对象的所有子载波中，适合使用某一模式的子载波的比例超过预设的比例门限值，则判决该模式为适合该接收端使用的MIMO模式。
进一步的，对于当前使用空间分集的接收端，所述预设门限值为区间[STC_THCINR1，STC_THCINR2]，STC_THCINR1≤STC_THCINR2；
对于当前使用空间复用的接收端，所述预设门限值为区间[SM_THCINR1，SM_THCINR2]，SM_THCINR1≤SM_THCINR2；SM_THCINR1≤STC_THCINR2；
对于当前使用空间分集的接收端，CINR大于预设门限值是指CINR＞STC_THCINR2；CINR小于预设门限值是指CINR＜STC_THCINR1；
对于当前使用空间复用的接收端，CINR大于预设门限值是指CINR＞SM_THCINR2；CINR小于预设门限值是指CINR＜SM_THCINR1；
所述的方法进一步包括：
对于当前使用空间分集的接收端，STC_THCINR1≤CINR≤STC_THCINR2时，判决适合使用空间分集模式；
对于当前使用空间复用的接收端，SM_THCINR1≤CINR≤SM_THCINR2时，判决适合使用空间复用模式。
所述的方法进一步包括：
对于当前使用空间分集的接收端，STC_THCINR1≤CINR≤STC_THCINR2时，根据接收端得到的信道信息分别计算空间分集模式和空间复用模式下的频谱效率；判决频谱效率大的MIMO模式为适合接收端使用的MIMO模式；
对于当前使用空间复用的接收端，SM_THCINR1≤CINR≤SM_THCINR2时，根据接收端得到的信道信息分别计算空间分集模式和空间复用模式下的频谱效率；判决频谱效率大的MIMO模式为适合接收端使用的MIMO模式。
所述的方法进一步包括：
对于当前使用空间分集的接收端，STC_THCINR1≤CINR≤STC_THCINR2时，以全部或部分子载波作为统计对象，分别根据各子载波所对应的接收端信道矩阵的条件数，确定各子载波适合使用的MIMO模式；如果作为统计对象的所有子载波中，适合使用某一模式的子载波的比例超过预设的比例门限值，则判决该模式为适合该接收端使用的MIMO模式；
对于当前使用空间复用的接收端，SM_THCINR1≤CINR≤SM_THCINR2时，以全部或部分子载波作为统计对象，分别根据各子载波所对应的接收端信道矩阵的条件数，确定各子载波适合使用的MIMO模式；如果作为统计对象的所有子载波中，适合使用某一模式的子载波的比例超过预设的比例门限值，则判决该模式为适合该接收端使用的MIMO模式。
进一步的，无线通信系统根据信道信息判决适合接收端使用的MIMO模式为空间复用或空间分集具体包括：
计算接收端当前所使用的MIMO模式的信噪比CINR；根据CINR确定适合该接收端使用的调制编码方式；该调制编码方式对应的值为DIUC；
如果DIUC大于预设门限值，则判决适合使用空间复用模式；
如果DIUC小于预设门限值，则判决适合使用空间分集模式。
进一步的，所述预设门限值为区间[DIUC1，DIUC2]，DIUC1≤DIUC2；
DIUC大于预设门限值是指DIUC＞DIUC2；
DIUC小于预设门限值是指DIUC＜DIUC1。
所述的方法进一步包括：
DIUC1≤DIUC≤DIUC2时，判决适合使用当前的MIMO模式。
所述的方法进一步包括：
DIUC1≤DIUC≤DIUC2时，根据接收端得到的信道信息分别计算空间分集模式和空间复用模式下的频谱效率；判决频谱效率大的MIMO模式为适合接收端使用的MIMO模式。
所述的方法进一步包括：
DIUC1≤DIUC≤DIUC2时，以全部或部分子载波作为统计对象，分别根据各子载波所对应的接收端信道矩阵的条件数，确定各子载波适合使用的MIMO模式；如果作为统计对象的所有子载波中，适合使用某一模式的子载波的比例超过预设的比例门限值，则判决该模式为适合该接收端使用的MIMO模式。
进一步的，对于当前使用空间分集的接收端，所述预设门限值为区间[STC_THDIUC1，STC_THDIUC2]，STC_THDIUC1≤STC_THDIUC2；
对于当前使用空间复用的接收端，所述预设门限值为区间[SM_THDIUC1，SM_THDIUC2]，SM_THDIUC 1≤SM_THDIUC2；SM_THDIUC1≤STC_THDIUC2；
对于当前使用空间分集的接收端，DIUC大于预设门限值是指DIUC＞STC_THDIUC2；DIUC小于预设门限值是指DIUC＜STC_THDIUC1；
对于当前使用空间复用的接收端，DIUC大于预设门限值是指CINR＞SM_THDIUC2；DIUC小于预设门限值是指DIUC＜SM_THDIUC1；
所述的方法进一步包括：
对于当前使用空间分集的接收端，STC_THDIUC1≤DIUC≤STC_THDIUC2时，判决适合使用空间分集模式；
对于当前使用空间复用的接收端，SM_THDIUC1≤DIUC≤SM_THDIUC2时，判决适合使用空间复用模式。
所述的方法进一步包括：
对于当前使用空间分集的接收端，STC_THDIUC1≤DIUC≤STC_THDIUC2时，根据接收端得到的信道信息分别计算空间分集模式和空间复用模式下的频谱效率；判决频谱效率大的MIMO模式为适合接收端使用的MIMO模式；
对于当前使用空间复用的接收端，SM_THDIUC1≤DIUC≤SM_THDIUC2时，根据接收端得到的信道信息分别计算空间分集模式和空间复用模式下的频谱效率；判决频谱效率大的MIMO模式为适合接收端使用的MIMO模式。
所述的方法进一步包括：
对于当前使用空间分集的接收端，STC_THDIUC1≤DIUC≤STC_THDIUC2时，以全部或部分子载波作为统计对象，分别根据各子载波所对应的接收端信道矩阵的条件数，确定各子载波适合使用的MIMO模式；如果作为统计对象的所有子载波中，适合使用某一模式的子载波的比例超过预设的比例门限值，则判决该模式为适合该接收端使用的MIMO模式；
对于当前使用空间复用的接收端，SM_THDIUC1≤DIUC≤SM_THDIUC2时，以全部或部分子载波作为统计对象，分别根据各子载波所对应的接收端信道矩阵的条件数，确定各子载波适合使用的MIMO模式；如果作为统计对象的所有子载波中，适合使用某一模式的子载波的比例超过预设的比例门限值，则判决该模式为适合该接收端使用的MIMO模式。
所述的方法进一步包括：
根据信噪比确定所使用的MIMO模式的调制编码方式，发送端根据所确定的调制编码方式进行编码，接收端根据所确定的调制编码方式进行解码。
进一步的，当两种MIMO模式的信噪比都能够确定时，或只能确定当前使用的MIMO模式下的信噪比且没有发生MIMO模式切换时，根据信噪比确定所使用的MIMO模式的调制编码方式具体包括：
用所使用的MIMO模式下的信噪比与调制编码方式的进入门限比较，确定该MIMO模式下的调制编码方式。
进一步的，当只能确定当前使用的MIMO模式下的信噪比且发生MIMO模式切换时，根据信噪比确定所使用的MIMO模式的调制编码方式具体包括：
设定相同条件下空间分集和空间复用模式的信噪比差值为D_CINR，将接收端当前使用的MIMO模式的信噪比V_CINR与调制编码方式的进入门限比较，确定当前使用的MIMO模式下的调制编码方式；
使用空间分集的接收端在空间复用模式下的信噪比SM_CINR＝V_CINR-D_CINR，将SM_CINR与调制编码方式的进入门限比较，确定该接收端在空间复用模式下的调制编码方式；
使用空间复用的接收端在空间分集模式下的信噪比STC_CINR＝V_CINR+D_CINR，将STC_CINR与调制编码方式的进入门限比较，确定该接收端在空间分集模式下的调制编码方式。
进一步的，当只能确定当前使用的MIMO模式下的信噪比且发生MIMO模式切换时，根据信噪比确定所使用的MIMO模式的调制编码方式具体包括：
设定空间分集模式和空间复用模式调制编码方式对应的值相差为D；将接收端当前使用的MIMO模式的信噪比V CINR与调制编码方式的进入门限比较，确定当前使用的MIMO模式下的调制编码方式，该调制编码方式对应的值为V_DIUC；
使用空间分集的接收端在空间复用模式下的调制编码方式对应的值SM_DIUC＝V_DIUC-D；
使用空间复用的接收端在空间分集模式下的调制编码方式对应的值STC_DIUC＝V_DIUC+D。
所述的方法进一步包括：
设定切换周期T，单位是帧；
所述预置的判决时刻是在发送/接收的总帧数是T的整数倍时；
根据各次判决的结果使用相应的MIMO模式传输数据具体包括：
判决适合使用的MIMO模式后，所述发送端和接收端间在下个切换周期内使用该模式传输数据。
所述的方法进一步包括：
设定切换周期T和门限值TH，T的单位是帧；
在各切换周期内，设置m个判决时刻，m为正整数且m≤T；
根据各次判决的结果使用相应的MIMO模式传输数据具体包括：
在各次切换周期结束的时候，统计在本次切换周期内m次判决中适合使用空间分集和空间复用的次数STC_NUM和SM_NUM；
当SM_NUM与m的比值大于TH时，所述发送端和接收端间在下个切换周期使用空间复用模式传输数据，否则，下个切换周期内使用空间分集模式传输数据。
进一步的，根据各次判决的结果使用相应的MIMO模式传输数据具体包括：设定门限值TH；
对于使用空间分集的接收端，统计判决为适合使用空间复用的次数SM_NUM；当SM_NUM与总的判决次数的比值大于TH时，所述发送端和该接收端间改为使用空间复用模式传输数据；
对于使用空间复用的接收端，统计判决为适合使用空间分集的次数STC_NUM；当STC_NUM与总的判决次数的比值大于TH时，所述发送端和该接收端间改为使用空间分集模式传输数据。
本发明还提供了一种下行多输入多输出模式自适应切换的系统，包括发送端和至少一个接收端；其中，每个接收端至少有两根接收天线，每个发送端至少有两根发送天线；各接收端用于根据各自接收的数据得到各自的信道信息；所述发送端包括：信道调制编码模块，用于对信号进行调制、编码；及符号映射模块，用于对信道调制编码模块输出的信号进行符号映射；
所述发送端或接收端中至少包括：
模式判决模块，用于在判决时刻到达时，根据接收端得到的信道信息判决适合该接收端使用的MIMO模式为空间复用或空间分集；以及根据判决结果选择使用相应的MIMO模式，并通知切换模块及接收端所选择的MIMO模式；所述信道信息包括以下任一个或任几个：信噪比、调制编码方式、信道矩阵的条件数；
所述发送端还包括：
切换模块，用于将符号映射模块输出的数据发送给模式判决模块所选择的MIMO模式的数据发送模块；
空间复用模式的数据发送模块，用于将数据进行空间复用后发送；
空间分集模式的数据发送模块，用于将数据进行空间分集后发送；
接收端使用模式判决模块所选择的MIMO模式接收数据。
进一步的，所述发送端为基站，所述接收端包括终端、基站或中继站。
进一步的，模式判决模块根据信道信息判决适合接收端使用的MIMO模式为空间复用或空间分集具体包括以下方式：
A、无线通信系统根据接收端得到的信道信息分别计算空间分集模式和空间复用模式下的频谱效率；判决频谱效率大的MIMO模式为适合该接收端使用的MIMO模式；
B、以全部或部分子载波作为统计对象，分别根据各子载波所对应的接收端信道矩阵的条件数，确定各子载波适合使用的MIMO模式；如果作为统计对象的所有子载波中，适合使用某一模式的子载波的比例超过预设的比例门限值，则判决该模式为适合该接收端使用的MIMO模式；
C、以全部或部分子载波作为统计对象，分别根据各子载波所对应的接收端信道矩阵的条件数，确定各子载波适合使用的MIMO模式；如果作为统计对象的所有子载波中，适合使用空间复用模式的子载波的比例低于预设的比例门限值，则判决适合该接收端使用的MIMO模式为空间分集模式；否则进行以下两个步骤中任一个：
C1、如果所述适合使用空间复用模式的子载波的比例高于另一预设的比例门限值，则判决适合该接收端使用的MIMO模式为空间复用模式；否则进行步骤C2；
C2、根据接收端得到的信道信息分别计算空间分集模式和空间复用模式下的频谱效率；判决频谱效率大的MIMO模式为适合接收端使用的MIMO模式；
D、计算接收端当前所使用的MIMO模式的信噪比CINR；如果CINR大于第一预设门限值，则判决适合使用空间复用模式；如果CINR小于第二预设门限值，则判决适合使用空间分集模式；如果CINR小于或等于第一预设门限值，并且大于或等于第二预设门限值，则进行以下两个步骤中任一个：
D1、根据接收端得到的信道信息分别计算空间分集模式和空间复用模式下的频谱效率；判决频谱效率大的MIMO模式为适合接收端使用的MIMO模式；
D2、以全部或部分子载波作为统计对象，分别根据各子载波所对应的接收端信道矩阵的条件数，确定各子载波适合使用的MIMO模式；如果作为统计对象的所有子载波中，适合使用某一模式的子载波的比例超过预设的比例门限值，则判决该模式为适合该接收端使用的MIMO模式；
E、计算接收端当前所使用的MIMO模式的信噪比CINR；根据CINR确定适合该接收端使用的调制编码方式；该调制编码方式对应的值为DIUC；如果DIUC大于第一预设门限值，则判决适合使用空间复用模式；如果DIUC小于第二预设门限值，则判决适合使用空间分集模式；如果CINR小于或等于第一预设门限值，并且大于或等于第二预设门限值，则进行以下两个步骤中任一个：
E1、根据接收端得到的信道信息分别计算空间分集模式和空间复用模式下的频谱效率；判决频谱效率大的MIMO模式为适合接收端使用的MIMO模式；
E2、以全部或部分子载波作为统计对象，分别根据各子载波所对应的接收端信道矩阵的条件数，确定各子载波适合使用的MIMO模式；如果作为统计对象的所有子载波中，适合使用某一模式的子载波的比例超过预设的比例门限值，则判决该模式为适合该接收端使用的MIMO模式。
进一步的，所述发送端或接收端中进一步包括：调制编码方式调整模块，用于根据模式判决模块选择的MIMO模式，按照以下方式之一调整信道调制映射模块所使用的调制编码方式为接收端适合使用的调制编码方式：
a、当两种MIMO模式的信噪比都能够确定时，或只能确定当前使用的MIMO模式下的信噪比且没有发生MIMO模式切换时，用所使用的MIMO模式下的信噪比与调制编码方式的进入门限比较，确定该MIMO模式下的调制编码方式；
b、当只能确定当前使用的MIMO模式下的信噪比且发生MIMO模式切换时，设定相同条件下空间分集和空间复用模式的信噪比差值为D_CINR，将接收端当前使用的MIMO模式的信噪比V_CINR与调制编码方式的进入门限比较，确定当前使用的MIMO模式下的调制编码方式；
使用空间分集的接收端在空间复用模式下的信噪比SM_CINR＝V_CINR-D_CINR，将SM_CINR与调制编码方式的进入门限比较，确定该接收端在空间复用模式下的调制编码方式；
使用空间复用的接收端在空间分集模式下的信噪比STC_CINR＝V_CINR+D_CINR，将STC_CINR与调制编码方式的进入门限比较，确定该接收端在空间分集模式下的调制编码方式；
c、当只能确定当前使用的MIMO模式下的信噪比且发生MIMO模式切换时，设定空间分集模式和空间复用模式调制编码方式对应的值相差为D；将接收端当前使用的MIMO模式的信噪比V_CINR与调制编码方式的进入门限比较，确定当前使用的MIMO模式下的调制编码方式，该调制编码方式对应的值为V_DIUC；
使用空间分集的接收端在空间复用模式下的调制编码方式对应的值SM_DIUC＝V_DIUC-D；
使用空间复用的接收端在空间分集模式下的调制编码方式对应的值STC_DIUC＝V_DIUC+D。
进一步的，所述发送端或接收端中进一步包括：设置模块，用于按照下列方式之一设置进行MIMO模式判决的判决时刻；
431、所述设置模块还用于设定切换周期T，单位是帧；所述设置模块设置进行MIMO模式判决的判决时刻是在发送/接收的总帧数是T的整数倍时；
模式判决模块根据各次判决的结果选择使用相应的MIMO模式具体包括：模式判决模块判决适合使用的MIMO模式后，选择使用该MIMO模式；
432、所述设置模块还用于设定切换周期T，T的单位是帧；所述设置模块在各切换周期内，设置m个判决时刻，m为正整数且m≤T；
模式判决模块根据各次判决的结果选择使用相应的MIMO模式具体包括：模式判决模块在各次切换周期结束的时候，统计在本次切换周期内m次判决中适合使用空间分集和空间复用的次数STC_NUM和SM_NUM；当SMNUM与m的比值大于预设门限值TH时，下个切换周期内选择使用空间复用模式，否则下个切换周期内选择使用空间分集模式；
433、所述设置模块设置判决时刻；
模式判决模块根据各次判决的结果选择使用相应的MIMO模式具体包括：对于使用空间分集的接收端，统计判决为适合使用空间复用的次数SM_NUM；当SM_NUM与总的判决次数的比值大于预设门限值TH时，选择使用空间复用模式接收数据；对于使用空间复用的接收端，统计判决为适合使用空间分集的次数STC_NUM；当STC_NUM与总的判决次数的比值大于TH时，选择使用空间分集模式。
采用本发明的技术方案，可以解决下行多天线系统中空间分集和空间复用自适应切换的实现问题，有效地利用了分集增益和空间复用带来的数据传输速率增益，从而大大提高了系统吞吐量。根据大量的仿真结果表明，利用本发明的方案可以提高系统10％～20％的吞吐量。
附图说明
图1是本发明根据频谱效率进行MIMO模式判决的流程图；
图2是本发明根据条件数进行MIMO模式判决的流程图；
图3是本发明根据信噪比判决或调制编码值判决的示意图；
图4(a)、(b)、(c)是根据判决结果选择MIMO模式的三种具体实现方式的示意图；
图5是模式判决模块和调制编码方式调整模块在发送端时发送端的示意框图；
图6是本发明应用示例一中根据CINR判决和直接调整DIUC部分的流程图；
图7是本发明应用示例二中空间分集接收端根据CINR和频谱效率判决的流程图；
图8是本发明应用示例三中接收端第i个子载波对应的信道系数示意图；
图9是本发明应用示例三中根据条件数和频谱效率判决流程图；
图10是本发明应用示例四中接收端在切换周期内根据频谱效率判决来统计适合使用的MIMO模式的方法流程图。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本发明的技术方案进行更详细的说明。
本发明的提出是基于以下考虑：
为了最大化数据传输速率，考虑将空间分集和空间复用结合使用。即，系统利用信道的信息确定MIMO的切换规则，实现多天线不同模式之间的自适应切换，以提高链路的可靠性和系统的吞吐量。核心思想是：利用信道的信息进行MIMO模式选择，并调整所选择的MIMO模式适合使用的调制编码方式，根据判决模块所选择的MIMO模式传输数据。
本发明的实现下行MIMO模式间自适应切换的方法，应用于包括发送端和接收端的无线通信系统，包括：
在判决时刻到达时，所述无线通信系统根据信道信息判决适合所述接收端使用的MIMO模式为空间复用或空间分集；所述发送端和所述接收端间根据所述判决的结果使用相应的MIMO模式传输数据；
所述信道信息包括以下任一个或任几个：信噪比、调制编码方式、信道矩阵的条件数。
所述判决时刻根据实际情况预置，比如可以是每次收/发数据时判决，也可以是每隔几次收/发数据时判决，或每隔几帧判决一次。
对不同接收端，适用的MIMO模式可能不同；所采用的判决方式通常相同，但有些情况下，比如模式判决放在接收端进行时，不同接收端也有可能采用不同的判决方式。
所述的信噪比是一种统称，可以是信噪比，英文为Signal to Noise Ratio，缩写为SNR；也可以是信干噪比，英文为Signal to Interference and Noise Ratio，缩写为SINR；还可以是载干噪比，英文为Carrier to Interference plus NoiseRation，缩写为CINR；下文一概用CINR表示包括SNR、SINR在内的各类信噪比。
所述调制编码方式对应的值下文简称为调制编码值；为了说明方便，下文有时也用802.16标准的DIUC(Downlink Interval Usage Code，下行间隔通用码)来表述。
其中，所述无线通信系统根据信道信息判决适合使用哪种MIMO模式的核心是判决MIMO模式的规则或者说算法；MIMO模式判决的实现有两类方式：一类是在发送端实现，需要接收端反馈信道信息给发送端，发送端根据接收端反馈的信道信息判决适合该接收端使用的MIMO模式，根据判决结果选择所使用的MIMO模式后，通知接收端所选择的MIMO模式。另一类在接收端实现，接收端根据所得到的信道信息判决适合本接收端使用的MIMO模式，根据判决结果选择所使用的MIMO模式后，通知发送端所选择的MIMO模式。当然，也可以是判决后直接将判决结果通知对方，然后发送端和接收端按照一样的规则根据判决结果选择所使用的MIMO模式。
其中，发送端可以但不限于为基站等，接收端可以但不限于为手机、笔记本电脑、数据卡、PDA等终端设备，也可以为基站或者中继站等。
依据信道信息的不同，根据信道信息判决适合使用哪种MIMO模式的具体实现方法至少可以包括以下几种：
(A1)根据频谱效率判决。
比较空间分集和空间复用模式下的频谱效率，判决频谱效率大的MIMO模式为适合该接收端使用的MIMO模式。具体实现过程可以如下：
对于每个接收端，计算其每根接收天线在空间分集模式下的信噪比为STC_CINR，计算其每根接收天线在空间复用模式下的信噪比SM_CINR。从而确定了每个接收端在两种MIMO模式下的信噪比。根据STC_CINR和SM_CINR可以确定一个适合该MIMO模式的调制编码方式，记接收端在空间分集和空间复用模式下的调制编码方式对应的值分别为STC_DIUC、SM_DIUC。利用STC_DIUC、SM_DIUC可以确定其调制编码阶数、编码速率、编码重复次数等信息，从而求出对应MIMO模式下每根接收天线的频谱效率，这里，频谱效率＝调制编码阶数×编码速率/编码重复次数。合并接收端每根接收天线的频谱效率便得到该接收端的频谱效率。当然，实际应用中也可以用别的方法计算频谱效率。
记该接收端在空间分集和空间复用模式下的总频谱效率分别为STC_Effect、SM_Effect。那么，如果SM_Effect大于(或等于)STC_Effect，判决该接收端适合使用空间复用模式；否则，判决该接收端适合使用空间分集模式。也就是说，SM_Effect等于STC_Effect时，可以判决该接收端适合使用空间复用模式，可以判决该接收端适合使用空间分集模式；甚至还可以进一步根据其它信道信息判决。其过程如图1所示，图1中，STC指空间分集，SM指空间复用。
(A2)根据条件数判决。
以全部或部分子载波作为统计对象，分别根据各子载波所对应的接收端信道矩阵的条件数，确定各子载波适合使用的MIMO模式；如果作为统计对象的所有子载波中，适合使用某一模式的子载波的比例超过预设的比例门限值，则判决该模式为适合该接收端使用的MIMO模式。
具体实现过程可以如下：
首先计算每个子载波对应的信道矩阵的条件数，将条件数与设定的子载波门限值比较，从而确定该子载波适合使用空间分集还是空间复用。对该接收端所有的子载波或部分子载波进行统计，如果适合使用某一模式的子载波数在作为统计对象的子载波总数中所占比例大于或等于一个设定的比例门限值时，判决适合使用该模式，否则可以判决适合使用另一模式，也可以进一步采用别的方式判断。实际中也可以这样判决：如果适合使用某一模式的子载波数在作为统计对象的子载波总数中所占比例小于或等于一个设定的比例门限值，则判决适合使用另一模式，否则可以判决适合使用该模式。或是计算适合使用空间分集的子载波数和适合使用空间复用的子载波数之间的比值，通过比较该比例与预设门限值来判决接收端适合使用的MIMO模式；这些实现方式的思想同上文所述的方法是一致的，只是实现的细节有所变化，可以根据前文类推得到。还可以直接比较适合使用两种不同模式的子载波数，适合使用哪种模式的子载波数居多就判决适合使用哪种模式，一样多则判决适合使用任一模式或沿用当前模式，这样的情况也可以采用比例判断，即比例门限为50％(如果采用比值判断，则门限为1)。
比如统计适合使用空间复用模式的子载波数，如果该子载波数在作为统计对象的子载波总数中所占比例大于或等于一个设定的比例门限值时，判决适合使用空间复用模式。当然，也可以统计适合使用空间分集模式的子载波数，具体做法可以类推。
上述示例的具体实现步骤如图2所示，包括：
确定接收端所有或部分子载波位置；
每个接收端测量其对应的信道系数为h11、h21、...、hn1、h12、h22、...、hn2、...、h1m、...、hnm，其中，m为所述发送端的天线数，n为接收端的接收天线数；确定所述接收端对应的信道系数组成的信道矩阵为：
Figure G2008101682939D0000181
记H＝HHH，确定H奇异值或特征值的最大值λmax和最小值λmin。用λmax和λmin确定一个信道矩阵的条件数值，用条件数来判决该子载波适合使用的MIMO模式；
预先设定两类门限值，一个子载波门限值Kc；一个比例门限值Tr，假设计算得到子载波i对应的信道矩阵Hi的条件数为Ki；
比较Ki和门限值Kc，判决子载波i适合使用空间复用模式还是空间分集模式；如果适合用SM模式，则MIMO_SM加1，否则MIMO_STC加1。
当条件数的定义不同时，有可能是Ki＜Kc时判决适合使用空间复用，也可能是K′i＞Kc时判决适合使用空间复用，比如假设收发天线均为两根时，计算H的奇异值或者特征值为λ1 i，λ2 i，则当条件数定义为
Figure G2008101682939D0000191
时，如果Ki＜Kc，则判决该子载波适合使用空间复用模式，否则判决该子载波适合使用空间分集模式；当条件数定义为
Figure G2008101682939D0000192
或者
Figure G2008101682939D0000193
时，如果Ki＞Kc，则认为该子载波适合使用空间复用模式，否则判决该子载波适合使用空间分集模式。Ki＝Kc时，可以判决适合使用空间分集模式，也可以判决适合使用空间复用模式。
当作为统计对象的子载波都判决后，统计适合使用空间复用的子载波在作为统计对象的子载波数里所占的比例为Pr，即：用MIMO SM除以MIMO SM与MIMO STC之和，得到的商为Pr；如果Pr≥Tr，该接收端适合使用空间复用模式，否则适合使用空间分集模式；该过程如图2所示。
(A3)根据条件数和频谱效率判决；这种方式又进一步包括几种情况。
各情况前面的步骤同根据条件数判决时的步骤，先统计出适合使用空间复用的子载波数在所有作为统计对象的子载波数里所占的比例为Pr。
(A3.1)如果Pr＜Tr，判决接收端适合使用空间分集模式；否则，进一步用频谱效率判决来决定适合使用的MIMO模式。Pr＝Tr时可以进一步判决，也可以判决适合使用空间分集。
(A3.2)如果Pr＞Tr，确定接收端适合使用空间复用模式；否则，进一步用频谱效率判决来决定适合使用的MIMO模式。Pr＝Tr时可以进一步判决，也可以判决适合使用空间复用。
(A3.3)设定比例因子区间[Tr1，Tr2]，其中0≤Tr1≤Tr2≤1；
如果Pr＜Tr1，判决接收端适合使用空间分集模式；如果Pr＞Tr2，判决接收端适合使用空间复用模式；如果Tr1＜Pr＜Tr2，则根据频谱效率判决(实际应用时也不排除根据其它信道信息判决)适合使用的MIMO模式。Pr＝Tr1、Pr＝Tr2时可以进一步判决，也可以就直接判决适合使用空间分集/复用模式。
这里，频谱效率判决就是(A1)所述的方法。
实际应用时，也可以统计出适合使用空间分集的子载波数在总的子载波数里所占的比例，通过比较该比例与一预设门限值来判决接收端适合使用的MIMO模式；或是计算适合使用空间分集的子载波数和适合使用空间复用的子载波数之间的比值，通过比较该比例与预设门限值来判决接收端适合使用的MIMO模式；这些实现方式的思想同上文所述的方法是一致的，只是实现的细节有所变化，可以根据前文类推得到。
(A4)根据信噪比判决。
设定一组信噪比门限值区间[CINR1，CINR2]，其中，CINR1≤CINR2。
假设某时刻，某接收端计算当前所使用的MIMO模式的信噪比为CINR。
如果CINR＜CINR1，判决适合使用空间分集模式；
如果CINR＞CINR2，判决适合使用空间复用模式；
在CINR1≤CINR≤CINR2时，判决适合使用当前的MIMO模式，即MIMO模式保持不变。
这时，对于当前使用空间分集的接收端，相当于只用了门限值CINR2，等价于当CINR大于CINR2时，使用空间复用模式；否则，使用空间分集模式。而对于当前使用空间复用接收端，相当于只用了门限值CINR1，等价于当CINR大于CINR1时，使用空间复用模式；否则，使用空间分集模式。
也可设定两组信噪比的门限值区间：对于当前使用空间分集的接收端，设定门限值区间为[STC_THCINR1，STC_THCINR2]；而对于当前使用空间复用的接收端，设定门限值区间记为[SM_THCINR1，SM_THCINR2]。这里，STC_THCINR1≤STC_THCINR2，SM_THCINR1≤SM_THCINR2，SM_THCINR1≤STC_THCINR2。
对于使用两组门限区间[STC_THCINR1，STC_THCINR2]，[SM_THCINR1，SM_THCINR2]的情况，操作方法与使用一个区间的情况一样；只是对于当前使用空间分集的接收端来说，用STC_THCINR1替换CINR1，用STC_THCINR2替换CINR2；对于当前使用空间复用的接收端来说，用SM_THCINR1替换CINR1，用SM_THCINR2替换CINR2。这个过程示意图3所示，在这里，门限值1代表上文所讲的CINR1/STC_THCINR1/SM_THCINR1，门限值2代表上文所讲的CINR2/STC_THCINR2/SM_THCINR2。
(A5)根据信噪比和频谱效率判决。
在CINR1≤CINR≤CINR2时(如果设定两组信噪比门限值区间，则对于当前使用空间复用的接收端为SM_THCINR1≤CINR≤SM_THCINR2时，或对于当前使用空间分集的接收端STC_THCINR1≤CINR≤STC_THCINR2时)，进一步按照(A1)中所述，根据频谱效率判决其适合使用的MIMO模式。
(A6)根据信噪比和条件数判决。
在CINR1≤CINR≤CINR2时(如果设定两组信噪比门限值区间，则对于当前使用空间复用的接收端为SM_THCINR1≤CINR≤SM_THCINR2时，或对于当前使用空间分集的接收端STC_THCINR1≤CINR≤STC_THCINR2时)，进一步按照(A2)中所述，根据条件数判决其适合使用的MIMO模式。
(A7)根据调制编码值判决。
设定一组调制编码值区间[DIUC1，DIUC2]，其中，DIUC1≤DIUC2。
假设某时刻，某接收端计算当前所使用的MIMO模式的信噪比为CINR。用CINR与调制编码方式进入门限比较得到一个适合该接收端使用的调制编码方式，记该调制编码方式对应的值为DIUC。
如果DIUC＜DIUC1，使用空间分集模式；
如果DIUC＞DIUC2，使用空间复用模式；
在DIUC1≤DIUC≤DIUC2时，判决适合使用当前的MIMO模式，即MIMO模式保持不变。
这时，对于当前使用空间分集的接收端，相当于只用了门限值DIUC2，等价于当DIUC大于DIUC2时，选择空间复用模式；否则，选择空间分集模式。而对于当前使用空间复用接收端，相当于只用了门限值DIUC1，等价于当DIUC大于DIUC1时，选择空间复用模式；否则，选择空间分集模式。
也可设定两组调制编码值的门限值区间：对于当前使用空间分集的接收端，设定门限值区间为[STC_THDIUC1，STC_THDIUC2]；而对于当前使用空间复用的接收端，设定门限值区间记为[SM_THDIUC1，SM_THDIUC2]。这里，STC_THDIUC1≤STC_THDIUC2，SM_THDIUC1≤SM_THDIUC2，SM_THDIUC1≤STC_THDIUC2
对于使用两组门限区间[STC_THDIUC1，STC_THDIUC2]，[SM_THDIUC1，SM_THDIUC2]的情况，操作方法与使用一个区间的情况一样；只是对于当前使用空间分集的接收端来说，用STC_THDIUC1替换DIUC1，用STC_THDIUC2替换DIUC2。对于当前使用空间复用的接收端来说，用SM_THDIUC1替换DIUC1，用SM_THDIUC2替换DIUC2。这个过程示意图3所示，在这里，门限值1代表上文所讲的DIUC1/STC_THDIUC1/SM_THDIUC1，门限值2代表上文所讲的DIUC2/STC_THDIUC2/SM_THDIUC2。
(A8)根据调制编码值和频谱效率判决。
在DIUC1≤DIUC≤DIUC2时(如果设定两组信噪比门限值区间，则对于当前使用空间复用的接收端为SM_THDIUC1≤CINR≤SM_THDIUC2时，或对于当前使用空间分集的接收端STC_THDIUC1≤CINR≤STC_THDIUC2时)，进一步按照(A1)中所述，根据频谱效率判决其适合使用的MIMO模式。
(A9)根据调制编码值和条件数判决。
在DIUC1≤DIUC≤DIUC2(如果设定两组信噪比门限值区间，则对于当前使用空间复用的接收端为SM_THDIUC1≤CINR≤SM_THDIUC2时，或对于当前使用空间分集的接收端STC_THDIUC1≤CINR≤STC_THDIUC2时)时，进一步按照(A2)中所述，根据条件数判决其适合使用的MIMO模式。
所述方法还可以包括：
根据信噪比确定所使用的MIMO模式的调制编码方式，发送端根据所确定的调制编码方式进行编码，接收端根据所确定的调制编码方式进行解码。
可以由发送端确定后通知接收端，也可以由接收端确定后通知发送端。
其中，调整调制编码方式的实现方法至少可以包括以下几种：
(B1)直接用信噪比调整。
如果两种MIMO模式的信噪比都能够确定(通过计算或反馈得到)，或者只能确定(通过计算或反馈得到)当前所使用的MIMO模式下的信噪比且没有发生MIMO模式切换的情况下，用所使用的MIMO模式下的信噪比与调制编码方式的进入门限比较，从而确定该MIMO模式下的调制编码方式。比如，在接收端，可以计算得到两种MIMO模式下的信噪比，根据这个信噪比可以确定其相应MIMO模式下的调制编码方式。如果使用空间分集模式，则只要将空间分集模式下的调制编码方式对应的值反馈给发送端；如果使用空间复用模式，只要将空间复用模式下的调制编码方式对应的值反馈给发送端；发送端根据反馈得到的调制编码方式进行编码。
(B2)如果只能确定(通过计算或者反馈得到)当前MIMO模式下的信噪比为V_CINR，对存在MIMO模式切换时的情况，操作如下：
设定一个相同条件下空间分集和空间复用模式的信噪比差值为D_CINR，如果接收端当前使用的MIMO模式的信噪比为V_CINR，根据V_CINR查表得到的调制编码方式对应的值为V_DIUC，有两种方法获得另外一种MIMO模式下的调制编码方式：
(B21)用预测的信噪比获得调制编码方式；
对于使用空间分集的接收端，可以大致预测其在空间复用模式下的信噪比为SM_CINR＝V_CINR-D_CINR，并对比SM_CINR与调制编码方式的进入门限，确定一个调制编码方式作为该接收端在空间复用模式下的调制编码方式。
对于使用空间复用的接收端，可以大致预测其在空间分集模式下的信噪比为STC_CINR＝V_CINR+D_CINR，并将STC_CINR与调制编码方式的进入门限比较，得到一个调制编码方式作为该接收端在空间分集模式下的调制编码方式。
(B22)用当前模式的调制编码值直接预测；
设定空间分集模式和空间复用模式调制编码方式对应的值相差为D，D是个大于0的正整数。
如果接收端使用空间分集模式，则直接预测空间复用模式下的调制编码方式对应的值为：SM_DIUC＝V_DIUC-D。
如果接收端使用空间复用模式，则直接预测空间分集模式下的调制编码方式对应的值为：STC_DIUC＝V_DIUC+D。
对于(B2)中的情况，当然也可以是设定空间复用模式和空间分集模式下的信噪比之差(或调制编码方式对应的值之差)，此时的实现方法根据上文的方法类推即可得到，不再赘述。
其中，根据各次判决的结果使用相应的MIMO模式传输数据可以有三种具体实现方式：
(C1)第一种实现方式如图4(a)所示，设定一个固定的切换周期T。这里，T是个大于零的正整数，单位是帧，所述预置的判决时刻是在发送/接收的总帧数是T的整数倍时；一旦判决使用哪种MIMO模式后，发送端和该接收端间在下个切换周期内将选择用该模式传输数据。比如，在第nT帧时，用(1)所讲的MIMO模式判决该接收端适合使用空间分集模式。则该接收端在nT+1帧、nT+2帧、...(n+1)T帧内都用空间分集模式接收数据。在(n+1)T帧时，系统进行另外一次MIMO模式判决。这里，n为正整数。
(C2)第二种实现方式如图4(b)所示，设定一个固定的切换周期T和一个门限值TH。这里，T是个大于零的正整数，单位是帧。在各切换周期内，设置m个判决时刻，即进行m次模式判决，但不进行MIMO模式切换，只在切换周期结束的时候进行MIMO模式切换；这里m为正整数且m≤T。在各切换周期结束的时候，统计在本切换周期内m次判决中适合使用空间分集和空间复用的次数STC_NUM和SM_NUM；当SM_NUM与m的比值大于设定的门限值TH时，发送端和该接收端间在下个切换周期选择使用空间复用模式传输数据，否则，发送端和接收端间在下个切换周期内选择使用空间分集模式(也可以规定，当所述比值等于TH时，仍使用当前的MIMO模式，或使用空间复用模式)传输数据。比如，在第nT帧的时候，确定下个切换周期使用空间分集模式。则该接收端在nT+1帧、nT+2帧、...(n+1)T帧内都用空间分集模式，并且进行m次模式判决，统计其适合使用空间复用的次数SM_NUM。如果SM_NUM与m的比值大于设定的门限值TH，该接收端在下个周期的T帧内使用空间复用模式，即在(n+1)T+1帧、(n+1)T+2帧、...、(n+2)T帧内都使用空间复用模式，否则使用空间分集模式。并在(n+1)T+1帧、(n+1)T+2帧、...、(n+2)T帧内进行下一个周期的m次模式判决和统计。实际应用时，也可以通过用STC_SUM与m的比值、或SM_NUM和STC_SUM之间的比值与一门限值比较，来判断下一切换周期所使用的MIMO模式，具体过程可以类推。还可以直接比较SM_NUM和STC_SUM，SM_NUM大就采用空间复用模式，否则采用空间分集模式，如果相同则可以采用任一模式或沿用当前模式；这样的情况也可以采用SM_NUM(或STC_SUM)与m的比值来判断，即TH为0.5，如果采用SM_NUM和STC_SUM之间的比值判断，则门限为1。
设定一个切换周期可以避免频繁切换导致系统开销过大的问题。
(C3)第三种实现方式如4(c)所示，不设定固定的切换周期，设定一个门限值TH，方法如下：
(a)对于当前使用空间分集的接收端，一直进行模式判决——比如每次判决时刻到达时进行判决，但不进行MIMO模式切换，可以以帧数或时间的形式预置判决时刻。统计判决为适合使用空间复用的次数SM_NUM；当SM_NUM与总判决次数的比值大于或等于TH时，发送端和接收端间改为选择使用空间复用模式传输数据，执行(b)。
(b)对于当前使用空间复用的接收端，一直进行模式判决——比如每次判决时刻到达时进行判决，但不进行MIMO模式切换，可以以帧数或时间的形式预置判决时刻。统计判决为适合使用空间分集的次数STC_NUM。只要STC_NUM与总的判决次数的比值大于或等于TH，发送端和接收端间改为选择使用空间分集模式传输数据，执行(a)。
本发明还提供了一种下行多输入多输出模式自适应切换的系统，包括发送端和至少一个接收端；其中，发送端可以为基站等，接收端可以为手机、笔记本电脑、数据卡、PDA等终端，也可以为基站或中继站；每个接收端至少有两根接收天线，每个发送端至少有两根发送天线；各接收端用于根据各自接收的数据得到各自的信道信息；
各发送端至少包括：
信道调制编码模块，用于对信号进行调制、编码；
符号映射模块，用于对信道调制编码模块输出的信号进行符号映射；
切换模块，用于将符号映射模块输出的数据发送给模式判决模块所选择的MIMO模式的数据发送模块；
空间复用模式的数据发送模块，用于将数据进行空间复用后发送；
空间分集模式的数据发送模块，用于将数据进行空间分集后发送；
其中，所述发送端或接收端中至少还包括：
模式判决模块，用于在判决时刻到达时，根据接收端得到的信道信息判决适合该接收端使用的MIMO模式为空间复用或空间分集；以及根据判决结果选择使用相应的MIMO模式，并通知切换模块及接收端所选择的MIMO模式；所述信道信息包括以下任一个或任几个：信噪比、调制编码方式、信道矩阵的条件数；
当模式判决模块属于发送端时，接收端反馈信道信息给模式判决模块。
接收端使用模式判决模块所选择的MIMO模式接收数据。
信噪比和调制编码方式等细节同方法中所述，这里不再重复。
模式判决模块进行判决的具体实现方式的细节同方法中(A1)到(A9)所述，这里不再重复。模式判决模块可以但不限于通过计时器或计数器来判断预置的判决时刻到达，或切换周期结束等，当需要对子载波计数，统计STC_NUM/SM_NUM或进行其它计数时可以但不限于通过计数器实现，各门限值、阈值等可以但不限于保存在存储器中。
所述系统还可以包括：调制编码方式调整模块，用于根据模式判决模块选择的MIMO模式，调整信道调制映射模块所使用的调制编码方式为接收端适合使用的调制编码方式。调制编码方式调整模块进行调整的具体实现方式的细节同方法中(B1)、(B2)所述，这里不再重复。
包括模式判决模块和调制编码方式调整模块的发送端如图5所示。
所述系统还可以包括：设置模块，用于设置进行MIMO模式判决的判决时刻；还用于设置切换周期。
模式判决模块何时进行判决、切换模块何时根据模式判决模块的判决结果将映射后的数据流发送到相应MIMO模式的数据发送模块有三种具体实现方式，同方法中(C1)到(C3)所述，这里不再重复。
如上，借助于本发明提供的自适应切换实现方案，将空间分集和空间复用结合使用，使系统自适应地在空间分集和空间复用之间切换；本发明的方案提高了数据的传输速率，最大化地利用了有限的系统带宽，从而大大提高了系统吞吐量。
下面用本发明的四个应用示例进一步加以说明。
应用示例一
假设某一个时刻有n个接收端，记为User1、User2...Usern。其中的某个接收端为UserX，它根据接收到的导频等信息，计算它当前模式下的反馈信噪比为CINR。并通过某个IE(如快速反馈信道等)将CINR反馈给发送端。发送端将接收到的CINR与调制编码方式进入门限进行比较，进行调制编码方式的选择，确定一个调制编码方式对应的值为V_DIUC。当切换周期到达时，发送端根据这个反馈的CINR进行MIMO模式判决和切换后调制编码方式的调整。
接收端反馈的CINR只是当前MIMO模式下的信噪比，这里并不知道另一种MIMO模式下的信噪比。可用(A4)中的纯信噪比判决方法进行处理。设定分集和复用模式下的门限值分别为为STC_TH2、SM_TH1，则：
1)如果接收端当前模式是空间分集模式，发送端比较CINR和门限值STC_TH2的大小，如果CINR＞STC_TH2，判决该接收端适合使用空间复用模式，并且用直接预测的方法确定其调制编码方式对应的值为DIUC＝V_DIUC-D。这里，D是个预先设定的正整数值。也可以先预测其在复用模式下的信噪比，再用预测的信噪比获得调制编码方式对应的值；否则，继续使用空间分集模式，并保持调制编码方式不变。
2)如果接收端当前模式是空间复用模式，发送端比较CINR和门限值SM_TH1的大小，如果CINR＜SM_TH1，判决该接收端适合使用空间分集模式，并且用直接预测的方法确定空间分集模式下的调制编码方式对应的值为DIUC＝V_DIUC+D，也可以先预测其在分集模式下的信噪比，再用这个预测的信噪比获得调制编码方式；否则，继续使用空间复用模式，并保持调制编码方式不变。
这里，D是一个正整数。其它接收端的操作流程与接收端UserX的操作一样。其中，MIMO模式判决和直接进行DIUC调整部分的流程如图6所示。
发送端将1)或2)所判决的MIMO模式通知给接收端。发送端在新选择的MIMO模式下发送数据，接收端在新的MIMO模式下接收数据。
应用示例二
假设有n个接收端User1、User2、...、Usern。每个接收端有两根接收天线，同样发送端也只有两根发送天线。这里，在接收端进行MIMO模式判决，并将判决适合使用的MIMO模式反馈给发送端，发送端根据反馈的MIMO模式调整发送数据的模式。发送端用(A5)中的信噪比加频谱效率进行MIMO模式选择。具体过程如下：
这里，只用一个信噪比区间门限。设定信噪比门限的区间值为[CINR1，CINR2]。对于接收端UserX来说，它根据接收到的导频等信息，计算它当前模式下的反馈信噪比为CINR。也可以不管当前MIMO模式是空间分集还是空间复用，对所有接收端只计算其在空间分集(或者空间复用模式下)的信噪比CINR。
如果CINR＜CINR1，UserX适合使用空间分集模式。如果CINR＞CINR2，UserX适合使用空间复用模式。如果CINR1≤CINR≤CINR2，进一步用频谱效率判决其适合使用的MIMO模式。
频谱效率判决的具体过程如下：计算或者用导频等估计UserX在空间分集模式和空间复用模式下每根接收天线的信噪比，分别记为STC_CINR1、STC_CINR2、SM_CINR1、SM_CINR2。用这四个信噪比值可以分别确定相应的调制编码阶数、编码速率、重复编码次数等信息，然后确定对应的频谱效率，频谱效率＝调制编码阶数×编码速率/重复编码次数。记STC_CINR1对应的调制编码阶数、编码速率、重复次数分别为STC_M1、STC_R1、STC_P1；STC_CINR2对应的相关值为STC_M2、STC_R2、STC_P2；SM_CINR1对应的相关值为SM_M1、SM_R1、SM_P1；SM_CINR2对应的值分别为SM_M2、SM_R2、SM_P2。四个信噪比分别对应的频谱效率记为：STC_Effect1、STC_Effect2、SM_Effect1、SM_Effect2。则有：STC_Effecti＝STC_Mi×STC_Ri/STC_Pi；SM_Effecti＝SM_Mi×SM_Ri/SM_Pi；这里，i＝1，2。由于STC模式下两天线发送的数据相同，所以STC和SM模式下总的频谱效率分别为：STC_Effect＝0.5×(STC_Effect1+STC_Effect2)和SM_Effect＝SM_Effect1+SM_Effect2。如果STC_Effect大于SM_Effect，UserX使用STC模式，否则使用SM模式。
对于UserX为空间分集接收端的情况，其用CINR+频谱效率判决的流程图见图7。其它接收端的处理与接收端UserX的处理一样。
由于是在接收端进行判决，两种MIMO模式下的信噪比都可以计算得到，所以只要用相应MIMO模式下的信噪比就可以查表得到该模式下的调制编码法式。接收端将选择的MIMO模式和该模式下的调制编码方式反馈给发送端，并在选择的MIMO模式下接收数据。发送端也在接收端反馈的MIMO模式下发送数据。
应用示例三
假设有n个接收端User1、User2、...、Usern。每个接收端有两根接收天线，同样发送端也只有两根发送天线。这里，用(A3)中的条件数与频谱效率集合进行判决。设定一个子载波门限值为Kc，一个比列因子门限值为Tr。对于某个接收端UserX来说，记其子载波i对应的不同收发天线上的信道系数为hk，j i，k，j＝1，2，对应关系如图8所示
第i个子载波的这些信道系数对应的信道矩阵记为：
Figure G2008101682939D0000291
并且，记
Figure G2008101682939D0000292
计算Hi的奇异值或者特征值为λ1 i，λ2 i，则其条件数可定义为
Figure G2008101682939D0000293
(也可以为
Figure G2008101682939D0000294
或者
Figure G2008101682939D0000295
)。如果Ki＜Kc(或者K′i＞Kc，或者K″i＞Kc)则认为该子载波适合使用空间复用模式。统计Ki＜Kc(或者K′i＞Kc，或者K″i＞Kc)的子载波所占的比例Pr，如果Pr＜Tr，UserX适合使用STC模式。否则，进一步用频谱效率判决。
频谱效率判决的具体过程如下：计算或者用导频等估计UserX在空间分集模式和空间复用模式下每根接收天线的信噪比，分别记为STC_CINR1、STC_CINR2、SM_CINR1、SM_CINR2。用这四个信噪比值可以分别确定相应的调制编码阶数、编码速率、重复编码次数等信息，然后确定对应的频谱效率。记STC_CINRi对应的调制编码阶数、编码速率、重复次数分别为STC_Mi、STC_Ri、STC_Pi；SM_CINRi对应的相关值为SM_Mi、SM_Ri、SM_Pi，这里，i＝1，2。四个信噪比分别对应的频谱效率记为：STC_Effect1、STC_Effect2、SM_Effect1、SM_Effect2。则有：STC_Effecti＝STC_Mi×STC_Ri/STC_Pi；SM_Effecti＝SM_Mi×SM_Ri/SM_Pi；这里，i＝1，2。由于STC模式下两天线发送的数据相同，所以STC和SM模式下总的频谱效率分别为：STC_Effect＝0.5×(STC_Effect1+STC_Effect2)和SM_Effect＝SM_Effect1+SM_Effect2。如果STC_Effect大于SM_Effect，该接收端使用STC模式，否则使用SM模式。
其它接收端的判决过程接收端UserX一样，整个过程如图9所示。
应用示例四
假设有n个接收端User1、User2、...、Usern。它们只进行频谱效率判决。在整个切换周期内进行频谱效率判决，统计适合使用空间复用模式和空间分集模式的次数SM_NUM和STC_NUM。SM_NUM和STC_NUM在每个切换周期的开始帧的值都为0。如果某个接收端为UserX，计算UserX在两种MIMO模式下的总频谱效率；如果空间分集模式下的频谱效率大于SM模式下的频谱效率，则STC_NUM加1，否则SM_NUM加1。一个切换周期结束时，如果STC_NUM＞SM_NUM，则使用空间分集模式，否则使用空间复用模式。并且将计数器STC_NUM、SM_NUM清零，进入下一个切换判决周期；整个过程如图10所示。
其中，频谱效率的计算方法与应用示例二的方法一样，都是频谱效率＝编码阶数×编码速率/编码重复次数。
其它接收端的判决过程与UserX的方法一样。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。

Claims (46)

1.一种下行多输入多输出MIMO模式自适应切换的方法，应用于包括发送端和接收端的无线通信系统，其特征在于，包括：
在判决时刻到达时，所述无线通信系统根据信道信息判决适合所述接收端使用的MIMO模式为空间复用或空间分集；所述发送端和所述接收端间根据所述判决的结果使用相应的MIMO模式传输数据；
所述信道信息包括以下任一个或任几个：信噪比、调制编码方式、信道矩阵的条件数。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，无线通信系统根据信道信息判决适合该接收端使用的MIMO模式具体包括：
接收端反馈信道信息给发送端，发送端根据该接收端所反馈的信道信息判决适合该接收端使用的MIMO模式，根据判决结果选择所使用的MIMO模式后，通知接收端所选择的MIMO模式；或者
接收端根据得到的信道信息判决适合本接收端使用的MIMO模式，根据判决结果选择所使用的MIMO模式后，通知发送端所选择的MIMO模式。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述发送端为基站，所述接收端包括终端、基站或中继站。
4.如权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，无线通信系统根据信道信息判决适合接收端使用的MIMO模式为空间复用或空间分集具体包括：
无线通信系统根据接收端得到的信道信息分别计算空间分集模式和空间复用模式下的频谱效率；
判决频谱效率大的MIMO模式为适合该接收端使用的MIMO模式。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，无线通信系统根据信道信息分别计算空间分集模式和空间复用模式下的频谱效率具体包括：
计算接收端每根接收天线在空间分集模式下的信噪比STC_CINR，根据STC_CINR确定适合空间分集模式的调制编码方式，根据该调制编码方式确定空间分集模式下的调制编码阶数、编码速率、编码重复次数；每根接收天线的频谱效率为空间分集模式下的调制编码阶数乘以编码速率，除以编码重复次数；合并每根接收天线的频谱效率得到该接收端空间分集模式下的频谱效率；
计算接收端每根接收天线在空间复用模式下的信噪比SM_CINR，根据SM_CINR确定适合空间复用模式的调制编码方式，根据该调制编码方式确定空间复用模式下的调制编码阶数、编码速率、编码重复次数；每根接收天线的频谱效率为空间复用模式下的调制编码阶数乘以编码速率，除以编码重复次数；合并每根接收天线的频谱效率得到该接收端空间复用模式下的频谱效率。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，将频谱效率大的MIMO模式判决为适合该接收端使用的MIMO模式具体包括：
如果接收端在空间复用模式下的频谱效率SM_Effect大于接收端在空间分集模式下的频谱效率STC_Effect，则判决该接收端适合使用空间复用模式；否则，判决该接收端适合使用空间分集模式；
当SM_Effect等于STC_Effect时，判决该接收端适合使用空间复用模式或空间分集模式。
7.如权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，无线通信系统根据信道信息判决适合该接收端使用的MIMO模式为空间复用或空间分集具体包括：
以全部或部分子载波作为统计对象，分别根据各子载波所对应的接收端信道矩阵的条件数，确定各子载波适合使用的MIMO模式；如果作为统计对象的所有子载波中，适合使用某一模式的子载波的比例超过预设的比例门限值，则判决该模式为适合该接收端使用的MIMO模式。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，分别根据各子载波所对应的接收端信道矩阵的条件数，确定各子载波适合使用的MIMO模式具体包括：
设定子载波门限值；
确定接收端对应的信道系数组成的信道矩阵，计算各子载波所对应的接收端信道矩阵的条件数；
分别将各子载波对应的条件数与所述子载波门限值比较，以确定各子载波适合使用空间分集或空间复用。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，如果作为统计对象的所有子载波中，适合使用某一模式的子载波的比例超过预设的比例门限值，则将该模式判决为适合该接收端使用的MIMO模式具体包括：
设定比例门限值Tr；
计算适合使用空间复用模式的子载波数和所有作为统计对象的子载波数的比例Pr；
如果Pr大于或等于所述比例门限值Tr，则判决适合接收端使用的MIMO模式为空间复用模式；否则判决适合接收端使用的MIMO模式为空间分集模式。
10.如权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，无线通信系统根据信道信息判决适合接收端使用的MIMO模式为空间复用或空间分集具体包括：
以全部或部分子载波作为统计对象，分别根据各子载波所对应的接收端信道矩阵的条件数，确定各子载波适合使用的MIMO模式；
如果作为统计对象的所有子载波中，适合使用空间复用模式的子载波的比例低于预设的比例门限值，则判决适合该接收端使用的MIMO模式为空间分集模式。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，进一步包括：
设定比例门限值Tr；
计算适合使用空间复用模式的子载波数和所有作为统计对象的子载波数的比例Pr；
适合使用空间复用模式的子载波的比例低于预设的比例门限值是指Pr小于Tr。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，进一步包括：
当Pr大于或等于Tr时，根据接收端得到的信道信息分别计算空间分集模式和空间复用模式下的频谱效率；判决频谱效率大的MIMO模式为适合接收端使用的MIMO模式。
13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，进一步包括：
设定另一比例门限值Tr2，0≤Tr≤Tr2≤1；
如果Pr＞Tr2，判决接收端适合使用空间复用模式；
如果Tr≤Pr≤Tr2，则根据接收端得到的信道信息分别计算空间分集模式和空间复用模式下的频谱效率；判决频谱效率大的MIMO模式为适合接收端使用的MIMO模式。
14.如权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，无线通信系统根据信道信息判决适合接收端使用的MIMO模式为空间复用或空间分集具体包括：
计算接收端当前所使用的MIMO模式的信噪比CINR；
如果CINR大于预设门限值，则判决适合使用空间复用模式；
如果CINR小于预设门限值，则判决适合使用空间分集模式。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于：
所述预设门限值为区间[CINR1，CINR2]，CINR1≤CINR2；
CINR大于预设门限值是指CINR＞CINR2；
CINR小于预设门限值是指CINR＜CINR1。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，进一步包括：
CINR1≤CINR≤CINR2时，判决适合使用当前的MIMO模式。
17.如权利要求15所述的方法，其特征在于，进一步包括：
CINR1≤CINR≤CINR2时，根据接收端得到的信道信息分别计算空间分集模式和空间复用模式下的频谱效率；判决频谱效率大的MIMO模式为适合接收端使用的MIMO模式。
18.如权利要求15所述的方法，其特征在于，进一步包括：
CINR1≤CINR≤CINR2时，以全部或部分子载波作为统计对象，分别根据各子载波所对应的接收端信道矩阵的条件数，确定各子载波适合使用的MIMO模式；如果作为统计对象的所有子载波中，适合使用某一模式的子载波的比例超过预设的比例门限值，则判决该模式为适合该接收端使用的MIMO模式。
19.如权利要求14所述的方法，其特征在于：
对于当前使用空间分集的接收端，所述预设门限值为区间[STC_THCINR1，STC_THCINR2]，STC_THCINR1≤STC_THCINR2；
对于当前使用空间复用的接收端，所述预设门限值为区间[SM_THCINR1，SM_THCINR2]，SM_THCINR1≤SM_THCINR2；SM_THCINR1≤STC_THCINR2；
对于当前使用空间分集的接收端，CINR大于预设门限值是指CINR＞STC_THCINR2；CINR小于预设门限值是指CINR＜STC_THCINR1；
对于当前使用空间复用的接收端，CINR大于预设门限值是指CINR＞SM_THCINR2；CINR小于预设门限值是指CINR＜SM_THCINR1；
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，进一步包括：
对于当前使用空间分集的接收端，STC_THCINR1≤CINR≤STC_THCINR2时，判决适合使用空间分集模式；
对于当前使用空间复用的接收端，SM_THCINR1≤CINR≤SM_THCINR2时，判决适合使用空间复用模式。
21.如权利要求19所述的方法，其特征在于，进一步包括：
对于当前使用空间分集的接收端，STC_THCINR1≤CINR≤STC_THCINR2时，根据接收端得到的信道信息分别计算空间分集模式和空间复用模式下的频谱效率；判决频谱效率大的MIMO模式为适合接收端使用的MIMO模式；
对于当前使用空间复用的接收端，SM_THCINR1≤CINR≤SM_THCINR2时，根据接收端得到的信道信息分别计算空间分集模式和空间复用模式下的频谱效率；判决频谱效率大的MIMO模式为适合接收端使用的MIMO模式。
22.如权利要求19所述的方法，其特征在于，进一步包括：
对于当前使用空间分集的接收端，STC_THCINR1≤CINR≤STC_THCINR2时，以全部或部分子载波作为统计对象，分别根据各子载波所对应的接收端信道矩阵的条件数，确定各子载波适合使用的MIMO模式；如果作为统计对象的所有子载波中，适合使用某一模式的子载波的比例超过预设的比例门限值，则判决该模式为适合该接收端使用的MIMO模式；
对于当前使用空间复用的接收端，SM_THCINR1≤CINR≤SM_THCINR2时，以全部或部分子载波作为统计对象，分别根据各子载波所对应的接收端信道矩阵的条件数，确定各子载波适合使用的MIMO模式；如果作为统计对象的所有子载波中，适合使用某一模式的子载波的比例超过预设的比例门限值，则判决该模式为适合该接收端使用的MIMO模式。
23.如权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，无线通信系统根据信道信息判决适合接收端使用的MIMO模式为空间复用或空间分集具体包括：
计算接收端当前所使用的MIMO模式的信噪比CINR；根据CINR确定适合该接收端使用的调制编码方式；该调制编码方式对应的值为DIUC；
如果DIUC大于预设门限值，则判决适合使用空间复用模式；
如果DIUC小于预设门限值，则判决适合使用空间分集模式。
24.如权利要求23所述的方法，其特征在于：
所述预设门限值为区间[DIUC1，DIUC2]，DIUC1≤DIUC2；
DIUC大于预设门限值是指DIUC＞DIUC2；
DIUC小于预设门限值是指DIUC＜DIUC1。
25.如权利要求24所述的方法，其特征在于，进一步包括：
DIUC1≤DIUC≤DIUC2时，判决适合使用当前的MIMO模式。
26.如权利要求24所述的方法，其特征在于，进一步包括：
DIUC1≤DIUC≤DIUC2时，根据接收端得到的信道信息分别计算空间分集模式和空间复用模式下的频谱效率；判决频谱效率大的MIMO模式为适合接收端使用的MIMO模式。
27.如权利要求24所述的方法，其特征在于，进一步包括：
DIUC1≤DIUC≤DIUC2时，以全部或部分子载波作为统计对象，分别根据各子载波所对应的接收端信道矩阵的条件数，确定各子载波适合使用的MIMO模式；如果作为统计对象的所有子载波中，适合使用某一模式的子载波的比例超过预设的比例门限值，则判决该模式为适合该接收端使用的MIMO模式。
28.如权利要求23所述的方法，其特征在于：
对于当前使用空间分集的接收端，所述预设门限值为区间[STC_THDIUC1，STC_THDIUC2]，STC_THDIUC1≤STC_THDIUC2；
对于当前使用空间复用的接收端，所述预设门限值为区间[SM_THDIUC1，SM_THDIUC2]，SM_THDIUC1≤SM_THDIUC2；SM_THDIUC1≤STC_THDIUC2；
对于当前使用空间分集的接收端，DIUC大于预设门限值是指DIUC＞STC_THDIUC2；DIUC小于预设门限值是指DIUC＜STC_THDIUC1；
对于当前使用空间复用的接收端，DIUC大于预设门限值是指CINR＞SM_THDIUC2；DIUC小于预设门限值是指DIUC＜SM_THDIUC1；
29.如权利要求28所述的方法，其特征在于，进一步包括：
对于当前使用空间分集的接收端，STC_THDIUC1≤DIUC≤STC_THDIUC2时，判决适合使用空间分集模式；
对于当前使用空间复用的接收端，SM_THDIUC1≤DIUC≤SM_THDIUC2时，判决适合使用空间复用模式。
30.如权利要求28所述的方法，其特征在于，进一步包括：
对于当前使用空间分集的接收端，STC_THDIUC1≤DIUC≤STC_THDIUC2时，根据接收端得到的信道信息分别计算空间分集模式和空间复用模式下的频谱效率；判决频谱效率大的MIMO模式为适合接收端使用的MIMO模式；
对于当前使用空间复用的接收端，SM_THDIUC1≤DIUC≤SM_THDIUC2时，根据接收端得到的信道信息分别计算空间分集模式和空间复用模式下的频谱效率；判决频谱效率大的MIMO模式为适合接收端使用的MIMO模式。
31.如权利要求28所述的方法，其特征在于，进一步包括：
对于当前使用空间分集的接收端，STC_THDIUC1≤DIUC≤STC_THDIUC2时，以全部或部分子载波作为统计对象，分别根据各子载波所对应的接收端信道矩阵的条件数，确定各子载波适合使用的MIMO模式；如果作为统计对象的所有子载波中，适合使用某一模式的子载波的比例超过预设的比例门限值，则判决该模式为适合该接收端使用的MIMO模式；
对于当前使用空间复用的接收端，SM_THDIUC1≤DIUC≤SM_THDIUC2时，以全部或部分子载波作为统计对象，分别根据各子载波所对应的接收端信道矩阵的条件数，确定各子载波适合使用的MIMO模式；如果作为统计对象的所有子载波中，适合使用某一模式的子载波的比例超过预设的比例门限值，则判决该模式为适合该接收端使用的MIMO模式。
32.如权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，进一步包括：
根据信噪比确定所使用的MIMO模式的调制编码方式，发送端根据所确定的调制编码方式进行编码，接收端根据所确定的调制编码方式进行解码。
33.如权利要求32所述的方法，其特征在于，当两种MIMO模式的信噪比都能够确定时，或只能确定当前使用的MIMO模式下的信噪比且没有发生MIMO模式切换时，根据信噪比确定所使用的MIMO模式的调制编码方式具体包括：
用所使用的MIMO模式下的信噪比与调制编码方式的进入门限比较，确定该MIMO模式下的调制编码方式。
34.如权利要求32所述的方法，其特征在于，当只能确定当前使用的MIMO模式下的信噪比且发生MIMO模式切换时，根据信噪比确定所使用的MIMO模式的调制编码方式具体包括：
设定相同条件下空间分集和空间复用模式的信噪比差值为D_CINR，将接收端当前使用的MIMO模式的信噪比V_CINR与调制编码方式的进入门限比较，确定当前使用的MIMO模式下的调制编码方式；
使用空间分集的接收端在空间复用模式下的信噪比SM_CINR＝V_CINR-D_CINR，将SM_CINR与调制编码方式的进入门限比较，确定该接收端在空间复用模式下的调制编码方式；
使用空间复用的接收端在空间分集模式下的信噪比STC_CINR＝V_CINR+D_CINR，将STC_CINR与调制编码方式的进入门限比较，确定该接收端在空间分集模式下的调制编码方式。
35.如权利要求32所述的方法，其特征在于，当只能确定当前使用的MIMO模式下的信噪比且发生MIMO模式切换时，根据信噪比确定所使用的MIMO模式的调制编码方式具体包括：
设定空间分集模式和空间复用模式调制编码方式对应的值相差为D；将接收端当前使用的MIMO模式的信噪比V_CINR与调制编码方式的进入门限比较，确定当前使用的MIMO模式下的调制编码方式，该调制编码方式对应的值为V_DIUC；
使用空间分集的接收端在空间复用模式下的调制编码方式对应的值SM_DIUC＝V_DIUC-D；
使用空间复用的接收端在空间分集模式下的调制编码方式对应的值STC_DIUC＝V_DIUC+D。
36.如权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，进一步包括：
设定切换周期T，单位是帧；
所述预置的判决时刻是在发送/接收的总帧数是T的整数倍时；
根据各次判决的结果使用相应的MIMO模式传输数据具体包括：
判决适合使用的MIMO模式后，所述发送端和接收端间在下个切换周期内使用该模式传输数据。
37.如权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，进一步包括：
设定切换周期T和门限值TH，T的单位是帧；
在各切换周期内，设置m个判决时刻，m为正整数且m≤T；
根据各次判决的结果使用相应的MIMO模式传输数据具体包括：
在各次切换周期结束的时候，统计在本次切换周期内m次判决中适合使用空间分集和空间复用的次数STC_NUM和SM_NUM；
当SM_NUM与m的比值大于TH时，所述发送端和接收端间在下个切换周期使用空间复用模式传输数据，否则，下个切换周期内使用空间分集模式传输数据。
38.如权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，根据各次判决的结果使用相应的MIMO模式传输数据具体包括：
设定门限值TH；
对于使用空间分集的接收端，统计判决为适合使用空间复用的次数SM_NUM；当SM_NUM与总的判决次数的比值大于TH时，所述发送端和该接收端间改为使用空间复用模式传输数据；
对于使用空间复用的接收端，统计判决为适合使用空间分集的次数STC_NUM；当STC_NUM与总的判决次数的比值大于TH时，所述发送端和该接收端间改为使用空间分集模式传输数据。
39.一种下行多输入多输出模式自适应切换的系统，包括发送端和至少一个接收端；其中，每个接收端至少有两根接收天线，每个发送端至少有两根发送天线；各接收端用于根据各自接收的数据得到各自的信道信息；所述发送端包括：信道调制编码模块，用于对信号进行调制、编码；及符号映射模块，用于对信道调制编码模块输出的信号进行符号映射；
其特征在于，所述发送端或接收端中至少包括：
模式判决模块，用于在判决时刻到达时，根据接收端得到的信道信息判决适合该接收端使用的MIMO模式为空间复用或空间分集；以及根据判决结果选择使用相应的MIMO模式，并通知切换模块及接收端所选择的MIMO模式；所述信道信息包括以下任一个或任几个：信噪比、调制编码方式、信道矩阵的条件数；
所述发送端还包括：
切换模块，用于将符号映射模块输出的数据发送给模式判决模块所选择的MIMO模式的数据发送模块；
空间复用模式的数据发送模块，用于将数据进行空间复用后发送；
空间分集模式的数据发送模块，用于将数据进行空间分集后发送；
接收端使用模式判决模块所选择的MIMO模式接收数据。
40.如权利要求39所述的系统，其特征在于：
所述发送端为基站，所述接收端包括终端、基站或中继站。
41.如权利要求39或40所述的系统，其特征在于，模式判决模块根据信道信息判决适合接收端使用的MIMO模式为空间复用或空间分集具体包括以下方式：
A、无线通信系统根据接收端得到的信道信息分别计算空间分集模式和空间复用模式下的频谱效率；判决频谱效率大的MIMO模式为适合该接收端使用的MIMO模式；
B、以全部或部分子载波作为统计对象，分别根据各子载波所对应的接收端信道矩阵的条件数，确定各子载波适合使用的MIMO模式；如果作为统计对象的所有子载波中，适合使用某一模式的子载波的比例超过预设的比例门限值，则判决该模式为适合该接收端使用的MIMO模式；
C、以全部或部分子载波作为统计对象，分别根据各子载波所对应的接收端信道矩阵的条件数，确定各子载波适合使用的MIMO模式；如果作为统计对象的所有子载波中，适合使用空间复用模式的子载波的比例低于预设的比例门限值，则判决适合该接收端使用的MIMO模式为空间分集模式；否则进行以下两个步骤中任一个：
C1、如果所述适合使用空间复用模式的子载波的比例高于另一预设的比例门限值，则判决适合该接收端使用的MIMO模式为空间复用模式；否则进行步骤C2；
C2、根据接收端得到的信道信息分别计算空间分集模式和空间复用模式下的频谱效率；判决频谱效率大的MIMO模式为适合接收端使用的MIMO模式；
D、计算接收端当前所使用的MIMO模式的信噪比CINR；如果CINR大于第一预设门限值，则判决适合使用空间复用模式；如果CINR小于第二预设门限值，则判决适合使用空间分集模式；如果CINR小于或等于第一预设门限值，并且大于或等于第二预设门限值，则进行以下两个步骤中任一个：
D1、根据接收端得到的信道信息分别计算空间分集模式和空间复用模式下的频谱效率；判决频谱效率大的MIMO模式为适合接收端使用的MIMO模式；
D2、以全部或部分子载波作为统计对象，分别根据各子载波所对应的接收端信道矩阵的条件数，确定各子载波适合使用的MIMO模式；如果作为统计对象的所有子载波中，适合使用某一模式的子载波的比例超过预设的比例门限值，则判决该模式为适合该接收端使用的MIMO模式；
E、计算接收端当前所使用的MIMO模式的信噪比CINR；根据CINR确定适合该接收端使用的调制编码方式；该调制编码方式对应的值为DIUC；如果DIUC大于第一预设门限值，则判决适合使用空间复用模式；如果DIUC小于第二预设门限值，则判决适合使用空间分集模式；如果CINR小于或等于第一预设门限值，并且大于或等于第二预设门限值，则进行以下两个步骤中任一个：
E1、根据接收端得到的信道信息分别计算空间分集模式和空间复用模式下的频谱效率；判决频谱效率大的MIMO模式为适合接收端使用的MIMO模式；
E2、以全部或部分子载波作为统计对象，分别根据各子载波所对应的接收端信道矩阵的条件数，确定各子载波适合使用的MIMO模式；如果作为统计对象的所有子载波中，适合使用某一模式的子载波的比例超过预设的比例门限值，则判决该模式为适合该接收端使用的MIMO模式。
42.如权利要求39或40所述的系统，其特征在于，所述发送端或接收端中进一步包括：调制编码方式调整模块，用于根据模式判决模块选择的MIMO模式，按照以下方式之一调整信道调制映射模块所使用的调制编码方式为接收端适合使用的调制编码方式：
a、当两种MIMO模式的信噪比都能够确定时，或只能确定当前使用的MIMO模式下的信噪比且没有发生MIMO模式切换时，用所使用的MIMO模式下的信噪比与调制编码方式的进入门限比较，确定该MIMO模式下的调制编码方式；
b、当只能确定当前使用的MIMO模式下的信噪比且发生MIMO模式切换时，设定相同条件下空间分集和空间复用模式的信噪比差值为D_CINR，将接收端当前使用的MIMO模式的信噪比V_CINR与调制编码方式的进入门限比较，确定当前使用的MIMO模式下的调制编码方式；
使用空间分集的接收端在空间复用模式下的信噪比SM_CINR＝V_CINR-D_CINR，将SM_CINR与调制编码方式的进入门限比较，确定该接收端在空间复用模式下的调制编码方式；
使用空间复用的接收端在空间分集模式下的信噪比STC_CINR＝V_CINR+D_CINR，将STC_CINR与调制编码方式的进入门限比较，确定该接收端在空间分集模式下的调制编码方式；
c、当只能确定当前使用的MIMO模式下的信噪比且发生MIMO模式切换时，设定空间分集模式和空间复用模式调制编码方式对应的值相差为D；将接收端当前使用的MIMO模式的信噪比V_CINR与调制编码方式的进入门限比较，确定当前使用的MIMO模式下的调制编码方式，该调制编码方式对应的值为V_DIUC；
使用空间分集的接收端在空间复用模式下的调制编码方式对应的值SM_DIUC＝V_DIUC-D；
使用空间复用的接收端在空间分集模式下的调制编码方式对应的值STC_DIUC＝V_DIUC+D。
43.如权利要求39或40所述的系统，其特征在于，所述发送端或接收端中进一步包括：设置模块，用于按照下列方式之一设置进行MIMO模式判决的判决时刻；
431.所述设置模块还用于设定切换周期T，单位是帧；所述设置模块设置进行MIMO模式判决的判决时刻是在发送/接收的总帧数是T的整数倍时；
模式判决模块根据各次判决的结果选择使用相应的MIMO模式具体包括：模式判决模块判决适合使用的MIMO模式后，选择使用该MIMO模式；
432.所述设置模块还用于设定切换周期T，T的单位是帧；所述设置模块在各切换周期内，设置m个判决时刻，m为正整数且m≤T；
模式判决模块根据各次判决的结果选择使用相应的MIMO模式具体包括：模式判决模块在各次切换周期结束的时候，统计在本次切换周期内m次判决中适合使用空间分集和空间复用的次数STC_NUM和SM_NUM；当SMNUM与m的比值大于预设门限值TH时，下个切换周期内选择使用空间复用模式，否则下个切换周期内选择使用空间分集模式；
433.所述设置模块设置判决时刻；
模式判决模块根据各次判决的结果选择使用相应的MIMO模式具体包括：对于使用空间分集的接收端，统计判决为适合使用空间复用的次数SM_NUM；当SM_NUM与总的判决次数的比值大于预设门限值TH时，选择使用空间复用模式接收数据；对于使用空间复用的接收端，统计判决为适合使用空间分集的次数STC_NUM；当STC_NUM与总的判决次数的比值大于TH时，选择使用空间分集模式。
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