CN101741443A - 多输入多输出模式的调整方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多输入多输出模式的调整方法及装置，该方法包括：预先设置第一阈值和第二阈值，其中，第一阈值大于第二阈值；获取终端的移动速度参数；将移动速度参数分别与第一阈值、第二阈值进行比较，并根据比较结果对多输入多输出模式进行调整。通过本发明，克服了现有技术中在调整终端的多输入多输出模式的过程中出现的计算复杂度高和系统时延增大的问题，相比于现有技术，降低了系统开销和时延以及计算复杂度。

Description

多输入多输出模式的调整方法及装置

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种多输入多输出模式的调整方法及装置。

背景技术

多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output，简称为MIMO)技术是指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，信号通过发射端和接收端的多个天线传送和接收，该技术改善了每个用户的服务质量，例如，降低了误比特率或提高了数据速率。基于发射分集和接收分集的多进单出(Multiple-Input Single-Output，简称为MISO)方式和单进多出(Single-Input Multiple-Output，简称为SIMO)方式也是MIMO技术的一部分。

MIMO系统可以在不增加系统带宽的情况下改善系统性能，在一定程度上能够对抗多径衰落，提高数据传输速率。目前，MIMO系统的研究已经涉及多种模式，例如，单用户多输入多输出(SingleUser-MIMO，简称为SU-MIMO)模式和多用户多输入多输出(Multiple User-MIMO，简称为MU-MIMO)模式。

一个MIMO信道可以等效为多个并行独立的单进单出(Single-Input Single-Output，简称为SISO)信道，每一组SISO信道可称作一个层(Layer)，可以理解为MIMO系统中的一份空间资源。发射机将码流(code words)在一个或多个层上传输，实现空间上的资源分配，如果这些码流仅属于一个用户，则这种模式称为SU-MIMO模式，如果这些码流分属于不同的用户，则这种模式称为MU-MIMO。

不同的MIMO模式由于其不同的原理在应用中会表现出不同的性能，如下所述：

在SU-MIMO模式下，用户不会受到同一小区内其他用户的同频干扰，在发射功率较低的情况下也能够获得较好的服务，但是无法充分发挥多天线的空间复用的效果，小区整体容量受限；

在MU-MIMO模式下，在有限的带宽内可以为更多的用户同时提供服务并且能够提高小区容量的上限，但是引入了小区内用户间的同频干扰，影响了部分用户的服务质量。

因此，为了在提高系统容量上限的同时抑制用户间干扰，需要对MIMO模式进行即时的调整。目前，MIMO模式的调整方法包括：

一、利用对用户空间相关性的估计来进行MIMO模式的调整。但是这种方法需要获取信道冲击响应矩阵，并计算信道的深衰落参数，计算复杂度较高。

二、利用在802.11n系统中进行传输模式选择来进行MIMO模式的切换。这种方法计算较第一种方法简单，但是没有充分考虑不同传输模式的适合场景，也无法保证服务质量(Quality of Service，简称为QoS)，并且在进行传输模式选择时需要进行信道估计和针对不同调制编码方式的计算，计算复杂度也较高，并且由此增大了系统时延。

发明内容

针对上述现有技术的在调整MIMO模式的过程中，计算复杂度高、系统时延增大的问题而提出本发明，本发明旨在提供一种多输入多输出模式的调整方法及装置，以解决上述问题至少之一。

根据本发明的一方面，提供了一种多输入多输出模式的调整方法，包括：预先设置第一阈值和第二阈值，其中，第一阈值大于第二阈值；获取终端的移动速度参数；将移动速度参数分别与第一阈值、第二阈值进行比较，并根据比较结果对多输入多输出模式进行调整。

根据本发明的又一方面，提供了一种多输入多输出模式的调整装置，包括：设置单元，用于设置第一阈值和第二阈值，其中，第一阈值大于第二阈值；获取单元，用于获取终端的移动速度参数；比较单元，用于将获取单元获取的移动速度参数分别与设置单元中的第一阈值和第二阈值进行比较；调整单元，用于根据比较单元的比较结果对终端的多输入多输出模式进行调整。

借助于上述技术方案的至少之一，本发明通过将终端的移动速度参数与预先设置的阈值进行比较来调整终端的MIMO模式，克服了现有技术中在调整终端的多输入多输出模式的过程中出现的计算复杂度高和系统时延增大的问题，相比于现有技术，降低了系统开销和时延以及计算复杂度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明方法实施例的MIMO模式的调整方法的流程图；

图2是根据本发明装置实施例的MIMO模式的调整装置的框图；

图3是根据本发明装置实施例的MIMO模式的调整装置中的调整单元的框图。

具体实施方式

功能既述

如上所述，在目前的调整MIMO模式的过程中存在计算复杂度高、系统时延增大的问题。根据多普勒效应的原理，终端的移动速度对信道的传输特性有比较明显的影响，对于高速移动的终端，多普勒偏移较大，其信道时变特性较强，信道估计的准确度较差，并且难以对其信道特性进行跟踪；对于低速移动的终端，受多普勒效应影响较小，其信道估计的准确度较高，信道特性相对稳定。因此，在本发明实施例提供的技术方案中，考虑利用终端的移动速度来调整MIMO模式，具体地，根据试验值或经验值设置上/下门限值，将获取的终端移动速度与上/下门限值进行比较，根据比较结果来调整终端的MIMO模式。

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。需要说明的是，如果不冲突，本申请中的实施例以及实施例中的特征可以相互组合。

方法实施例

在本实施例中，提供了一种MIMO模式的调整方法，图1为MIMO模式调整方法的流程图，以下结合图1对该方法进行详细描述。如图1所示，该方法包括步骤S102-步骤S106：

步骤S102，预先设置第一阈值和第二阈值，其中，第一阈值大于第二阈值。在具体实施过程中，第一阈值可以是上门限值，第二阈值可以是下门限值，这里的上/下门限值为多次实验的实验值或经验值，可以是静态的，也可以是动态调整的，由基站控制。

步骤S104，获取终端的移动速度参数。在具体实施过程中，对于移动速度参数的获取可以通过基站对用户终端的测量来实现，也可以由用户终端直接向基站反馈。

此外，本发明实施例中提到的移动速度参数可以是绝对移动速度(即具体的速度值)，也可以是相对移动速度(即基于某一参考值的相对值)，还可以是量化移动速度(即是经过量化的某一数值)。

步骤S106，将移动速度参数分别与第一阈值、第二阈值进行比较，并根据比较结果对MIMO模式进行调整，具体的调整处理如下所述：

方式一：如果移动速度参数大于第一阈值即上门限值，则将终端的MIMO模式设置为SU-MIMO模式。在具体实施过程中，如果终端移动速度参数高于设置的上门限值，则基站判定需要将该终端的MIMO模式调整为SU-MIMO模式，如果该终端已经处在SU-MIMO状态下，则只需要保持其当前的MIMO模式即可。

方式二：如果移动速度参数小于第二阈值即下门限值，则将终端的MIMO模式设置为MU-MIMO模式。在具体实施过程中，如果终端的移动速度参数低于设置的下门限值，则基站判定需要将该终端的MIMO模式调整为MU-MIMO模式，若该终端已经处在MU-MIMO状态下，则只需要保持其当前的MIMO模式即可。

方式三：如果移动速度参数小于或等于第一阈值且大于或等于第二阈值，则保持终端的当前MIMO模式不变，即，终端的移动速度参数处于设置的上、下两门限值之间，包括门限值时，基站判定保持该终端当前的MIMO模式，无需调整。可选地，当移动速度参数恰为门限值时，也可以根据上述的方式一或方式二对MIMO模式进行调整。

以一个同时支持SU-MIMO模式和MU-MIMO模式的系统为例，终端的移动速度参数被量化为1-10的整数，根据经验设置上门限值为7(对应具体的移动速度值为120km/h)，下门限值为4(对应具体的移动速度值为30km/h)，如表1所示：

表1

移动速度参数	速度级别和MIMO模式调整
		8，9，10	高速(高于120km/h)，需要调整为SU-MIMO模式
4，5，6，7	中速(在30km/h和120km/h之间)，需要保持当前MIMO模式
		1，2，3	低速(低于30km/h)，需要调整为MU-MIMO模式

如果基站测量的移动速度参数或接收到终端的反馈的移动速度参数为9，根据表1，移动速度参数9大于上门限值7，基站将该终端确定为高速移动终端。若该终端当前MIMO模式是MU-MIMO模式，则基站将该终端的MIMO模式调整为SU-MIMO模式；若该终端当前MIMO模式已经是SU-MIMO模式，则保持当前的MIMO模式。

如果基站接收到终端的反馈的移动速度参数为3，根据表1，移动速度参数3小于下门限值4，则基站确定该终端为低速移动终端。若该终端当前MIMO模式是SU-MIMO模式，则基站将该终端的MIMO模式调整为MU-MIMO模式；若该终端当前MIMO模式已经是MU-MIMO模式，则保持当前的MIMO模式。

如果基站接收到终端的反馈的移动速度参数为5，根据表1，移动速度参数5处于上、下门限值4和7之间，基站确定该终端为中速移动终端，则基站保持该终端当前的MIMO模式即可。

由上描述可知，通过将终端的移动速度参数与设置的上/下门限值的比较结果来调整终端的MIMO模式，相比于现有技术，本发明实施例提供的方法有较小的计算复杂度，并降低了系统开销。

装置实施例

根据本发明实施例，提供了一种MIMO模式的调整装置，该装置可以用于实现上述的MIMO模式的调整方法。图2是根据本发明实施例的MIMO模式的调整装置的框图，如图2所示，该装置包括：设置单元20、获取单元22、比较单元24、调整单元26。以下具体描述各个模块的细节。

设置单元20，用于设置第一阈值和第二阈值，其中，第一阈值大于第二阈值。在具体实施过程中，与上述方法实施例类似，第一阈值可以是上门限值，第二阈值可以是下门限值，上/下门限值为多次实验的实验值或经验值，可以是静态的，也可以是动态调整的，由基站控制。

获取单元22，用于获取终端的移动速度参数。在具体实施过程中，获取单元可以具有测量功能，用于通过对用户终端的测量来获取移动速度参数，也可以具有接收功能，用于接收用户终端对移动速度参数的直接反馈。移动速度参数可以是具体的速度值、基于某一参考值的相对值或经过量化的某一数值，本发明不限于此。

比较单元24，连接至设置单元20和获取单元22，用于将获取单元22获取的移动速度参数分别与设置单元20设置的第一阈值和第二阈值进行比较，并优选地输出比较结果。在实现时，该比较单元可以用比较器来实现。

调整单元26，连接至比较单元24，用于根据比较单元24的比较结果对终端的MIMO模式进行调整。图3是该调整单元的结构框图，如图3所示，一般地，调整单元26具有如下结构：第一调整模块260、第二调整模块262、第三调整模块264、调度模块266，以下对各模块进行详细描述。

第一调整模块260，用于将终端的MIMO模式设置为单用户MIMO模式。第二调整模块262，用于将终端的MIMO模式设置为多用户MIMO模式。第三调整模块264，用于将终端的MIMO模式设置为保持当前MIMO模式不变。

调度模块266，连接至第一调整模块260、第二调整模块262和第三调整模块264，用于根据比较单元24的比较结果对第一调整模块260、第二调整模块262、第三调整模块264进行调度。该调度模块266可以是诸如CPU的控制装置。

具体地，调度模块266在移动速度参数大于第一阈值的情况下调度第一调整模块260，在移动速度参数小于第二阈值的情况下调度第二调整模块262，在移动速度参数小于或等于第一阈值且大于或等于第二阈值的情况下调度第三调整模块264。详细地调度和控制流程在上述方法实施例中已有详细描述，这里不再赘述。

综上所述，本发明根据多普勒效应，利用终端的移动速度对信道估计准确度和信道稳定性的影响，提出了基于终端移动速度的MIMO模式的调整方法，使基站能够简便合理的对终端进行MIMO模式的调整，降低了系统开销和时延和计算复杂度，并且在提高系统的吞吐量的同时，兼顾QoS要求，使得不同的MIMO模式在不同的场景中发挥其各自的特点，既提高系统性能又能满足QoS要求。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种多输入多输出模式的调整方法，其特征在于，包括：

预先设置第一阈值和第二阈值，其中，所述第一阈值大于所述第二阈值；

获取终端的移动速度参数；

将所述移动速度参数分别与所述第一阈值、所述第二阈值进行比较，并根据比较结果对多输入多输出模式进行调整。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据比较结果对多输入多输出模式进行调整包括：

如果所述移动速度参数大于所述第一阈值，则将所述终端的多输入多输出模式设置为单用户多输入多输出模式；

如果所述移动速度参数小于所述第二阈值，则将所述终端的多输入多输出模式设置为多用户多输入多输出模式；

如果所述移动速度参数小于或等于所述第一阈值且大于或等于所述第二阈值，则保持所述终端的当前多输入多输出模式不变。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述移动速度参数包括以下之一：绝对移动速度、相对移动速度、量化移动速度。

4.一种多输入多输出模式的调整装置，其特征在于，包括：

设置单元，用于设置第一阈值和第二阈值，其中，所述第一阈值大于所述第二阈值；

获取单元，用于获取终端的移动速度参数；

比较单元，用于将所述获取单元获取的所述移动速度参数分别与所述设置单元中的所述第一阈值和所述第二阈值进行比较；

调整单元，用于根据所述比较单元的比较结果对所述终端的多输入多输出模式进行调整。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述调整单元包括：

第一调整模块，用于将所述终端的多输入多输出模式设置为单用户多输入多输出模式；

第二调整模块，用于将所述终端的多输入多输出模式设置为多用户多输入多输出模式；

第三调整模块，用于将所述终端的多输入多输出模式设置为保持当前多输入多输出模式不变；

调度模块，用于根据所述比较单元的比较结果对所述第一调整模块、所述第二调整模块、所述第三调整模块进行调度。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述调度模块用于在所述移动速度参数大于所述第一阈值的情况下调度所述第一调整模块，在所述移动速度参数小于所述第二阈值的情况下调度所述第二调整模块，在所述移动速度参数小于或等于所述第一阈值且大于或等于所述第二阈值的情况下调度所述第三调整模块。

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