CN101969369A - 一种多输入多输出传输模式的切换方法、系统及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种MIMO传输模式切换的方法、系统及装置，用以解决现有技术在不同的MIMO模式之间切换不智能的问题。该方法基站判断与终端当前进行数据传输采用的MIMO传输模式，选择对应的比较阈值；统计重传的次数，将该重传的次数与该比较阈值进行比较，根据比较的结果确定是否切换该终端进行数据传输采用的MIMO传输模式。本发明实施例通过对应不同的MIMO传输模式设置对应的不同阈值，基站根据与终端进行数据传输的信道内进行重传的次数，以及与比较阈值的比较结果，确定采用对应的MIMO传输模式与该终端进行数据传输，智能的与终端在MIMO传输模式中进行切换，从而提高数据的传输效率，进而提高系统的容量。

Description

一种多输入多输出传输模式的切换方法、系统及装置

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种多输入多输出(Multiple InputMultiple Output，MIMO)传输模式的切换方法、系统及装置。

背景技术

MIMO技术是正交频分多址(Orthogonal Frequency Division MultipleAccess，OFDMA)系统中物理层的关键技术之一，其利用多天线进行信号的传输可以抑制信道的衰落，有利于提高信道容量以及频谱利用率。图1为采用MIMO技术进行数据传输的结构示意图，在MIMO技术中发送端将信号源经时空编码后，采用多根天线发射出去，当通过无线信道后，接收端采用多根天线接收该信号源，并进行时空解码处理，恢复出原始信号。

MIMO技术在采用多天线进行信号传输时，需要发射端确定采用什么样的编码矩阵对信号进行处理。目前MIMO技术中包括空时编码(Space Time Code，STC)传输模式和空间复用(Spatial Multiplexing，SM)传输模式。

图2为STC传输模式的示意图，将信号源映射到星座图(ConstellationMapper)中进行调制，将调制后的信号进行编码，分别通过第一天线和第二天线进行发射。该STC传输模式可以提高分集增益、有效的避免信道衰落，降低误包率，但是对于系统的容量在该模式下并没有增大。

图3为SM传输模式的示意图，该SM传输模式中需要将串行数据流转换为并行数据流，发送端将该并行数据流通过第一天线、第二天线和第三天线发射，在接收端采用第四天线、第五天线和第六天线接收，将每个天线接收到的数据进行信号处理通过解方程的形式，重新组合成串行数据流。该SM传输模式可以随着天线数的增加线性的提高系统的容量，并且可以提高系统的效率，以及频谱利用率。

在MIMO技术中当接收端发现接收的数据包错误时，可以采用自动重发请求(Auto Repeat Request，ARQ)通知发送端进行数据包的重新发送。目前ARQ包括停等式(Stop and Wait)ARQ、回退N帧(Go-Back-N)ARQ以及选择性重传(Selective Repeat)ARQ。

在MIMO技术中当与终端采用SM传输模式，并且误包率比较大时，如果终端不能及时的从SM传输模式切换出来，则会导致传输链路质量下降，传输的数据包产生误码，导致ARQ重传的次数增加，由于ARQ重传部分需要利用传输信道，进而导致数据包的传输速率下降，并且在信道质量较好时，采用STC传输模式并不能增大系统的容量，因此，急需一种根据信道的质量合理选择合适的模式进行数据的传输，从而达到有效利用传输信道，并增大系统的容量的作用。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种MIMO模式的切换方法、系统及装置，用以解决现有MIMO技术中由于在不同的模式之间切换不智能，导致的传输效率低，以及系统的容量小的问题。

本发明实施例提供的一种MIMO传输模式的切换方法，包括：

基站判断与终端当前进行数据传输采用的MIMO传输模式；

根据当前进行数据传输采用的MIMO传输模式，选择与该MIMO传输模式对应的比较阈值；

所述基站统计设定的时间长度内与所述终端进行重传的次数；

所述基站将该重传的次数与该比较阈值进行比较，根据比较的结果确定是否切换与该终端进行数据传输采用的MIMO传输模式。

本发明实施例提供的一种MIMO传输模式的切换系统，该系统包括：

基站，用于判断与终端当前进行数据传输采用的MIMO传输模式，根据当前进行数据传输采用的MIMO传输模式，选择与该MIMO传输模式对应的比较阈值，统计设定的时间长度内与所述终端进行重传的次数，将该重传的次数与该比较阈值进行比较，根据比较的结果确定是否切换与该终端进行数据传输采用的MIMO传输模式；

终端，用于与所述基站进行数据传输。

本发明实施例提供的一种基站，包括：

判断模块，用于判断与终端当前进行数据传输采用的MIMO传输模式；

选择模块，用于根据当前进行数据传输采用的MIMO传输模式，选择与该MIMO传输模式对应的比较阈值；

统计模块，用于统计设定的时间长度内与所述终端进行重传的次数；

比较切换模块，用于将该重传的次数与该比较阈值进行比较，根据比较的结果确定是否切换与该终端进行数据传输采用的MIMO传输模式。

本发明实施例提供了一种MIMO传输模式的切换方法、系统及装置，该方法包括：基站判断与终端当前进行数据传输采用的MIMO传输模式，选择与该MIMO传输模式对应的比较阈值；统计设定的时间长度内与该终端进行重传的次数，将该重传的次数与该比较阈值进行比较，根据比较的结果确定是否切换该终端进行数据传输采用的MIMO传输模式。本发明实施例通过对应不同的MIMO传输模式设置对应的不同阈值，基站根据与终端进行数据传输的信道内进行重传的次数，以及与比较阈值的比较结果，确定采用对应的MIMO传输模式与该终端进行数据传输，智能的与终端在MIMO传输模式中进行切换，从而提高数据的传输效率，进而提高系统的容量。

附图说明

图1为采用MIMO技术进行数据传输的结构示意图；

图2为STC传输模式的示意图；

图3为SM传输模式的示意图；

图4为本发明实施例提供的MIMO传输模式中进行具体切换的过程；

图5为本发明实施例提供的根据第一比较阈值进行MIMO传输模式切换的过程；

图6为本发明实施例提供的根据第二比较阈值进行MIMO传输模式切换的过程；

图7为本发明实施例提供的进行MIMO传输模式切换的另一过程；

图8为本发明实施例提供的一种MIMO传输模式切换的系统结构示意图；

图9为本发明实施例提供的基站结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例中为了针对不同的信道传输质量，采用相应的MIMO传输模式，达到提高系统的传输效率，提供了一种MIMO传输模式的切换方法，该方法包括：基站判断与终端当前进行数据传输采用的MIMO传输模式；根据当前进行数据传输采用的MIMO传输模式，选择与该MIMO传输模式对应的比较阈值；所述基站统计设定的时间长度内与所述终端进行重传的次数；所述基站将该重传的次数与该比较阈值进行比较，根据比较的结果确定是否切换与该终端进行数据传输采用的MIMO传输模式。本发明实施例通过对应不同的MIMO传输模式设置对应的不同阈值，基站根据与终端进行数据传输的信道内进行重传的次数，以及与比较阈值的比较结果，确定采用对应的MIMO传输模式与该终端进行数据传输，智能的与终端在MIMO传输模式中进行切换，从而提高数据的传输效率，进而提高系统的容量。

下面结合说明书附图，对本发明实施例进行详细说明。

在本发明实施例中基站需要根据与终端当前进行数据传输采用的MIMO传输模式，以及与该终端进行数据传输的信道的传输质量进行切换，图4为MIMO传输模式中进行具体切换的过程，该过程包括以下步骤：

S401：基站判断与终端当前进行数据传输采用的MIMO传输模式。

具体过程包括：基站根据进行数据传输的终端的标识信息，以及保存的每个终端标识与及与该终端当前进行数据采用的MIMO传输模式的对应关系，确定与该终端当前进行数据传输采用的MIMO传输模式。

S402：基站根据与终端当前进行数据传输采用的MIMO传输模式，选择与该MIMO传输模式对应的比较阈值。

在本发明实施例中针对不同的MIMO传输模式，设置不同的比较阈值与其对应，即设置MIMO传输模式与比较阈值的对应关系表，在具体选择时，根据基站与每个终端当前进行数据传输采用的MIMO传输模式，及该设置的MIMO传输模式与比较阈值的对应关系，确定与该每个MIMO传输模式对应的比较阈值。

S403：该基站统计设定的时间长度内与该终端进行数据传输的信道中进行重传的次数。

S404：基站将该重传的次数与该比较阈值进行比较，根据比较的结果确定是否切换与该终端进行数据传输采用的MIMO传输模式。

由于在一定的时间长度内，如果数据包的大小比较均匀，发送每个数据包所用的时间固定，则在一定的时间长度内，由发送端发送到接收端的数据包的数量固定。当信道质量比较好时，就不会发生ARQ重传，接收端接收到的数据包的数量与发送端发送的数据包的数量相同，该信道内在一定时间长度内不存在重传数据包；当信道质量变差时，接收端接收到数据包后，可能无法解码获得该数据包中的数据，此时接收端向发送端发送状态报告，其中该状态报告中包括发送该数据包失败的信息，该发送端需要向该接收端重新发送该数据包，此时发送端发送到的数据包的数量，比接收端接收的数据包的数量要多，该信道内在一定时间长度内会存在一定数量的重传数据包；当该信道质量极度恶化时，该接收端和发送端之间可能在一定时间内持续不断的发送一个数据包，此时在该一定的时间长度内该信道内会进行较多次的重传。

因此在本发明实施例中，该基站可以根据其与终端进行重传的次数，统计不同时间段内的信道质量，并且由于在不同的MIMO传输模式下，在不同的信道质量下，相同时间长度内进行数据包重传的次数也不同。因此可以采用统计的方法，确定针对不同的MIMO传输模式的比较阈值，该比较阈值为判定该信道质量的一个参数，例如该比较阈值为20，根据10s内终端与基站之间重传的次数是否超过该比较阈值进行判断。当该信道内一定时间长度内重传的次达到该比较阈值时，说明该信道质量恶化到了一定的程度，如果与该终端进行数据传输的MIMO传输模式还不进行切换时，该信道的质量还会继续恶化下去，可能会出现在一定时间长度内一直重传一个数据包的问题，即一定时间长度内终端一直无法接收到数据包。

在本发明实施例中，由于MIMO传输模式中SM传输模式可以随着天线数的增加线性的提高系统的容量，并且可以提高系统的效率，以及频谱利用率，因此在信道质量比较好时，采用该SM传输模式，而该STC传输模式可以提高分集增益、有效的避免信道衰落，降低误包率，因此，在判定该信道的传输质量较差时，可以采用该STC传输模式。因此，可以根据该SM传输模式和STC传输模式的特点，设置第一比较阈值与第二比较阈值分别与SM传输模式和STC传输模式相对应。图5为根据该第一比较阈值进行MIMO传输模式切换的过程，该过程包括以下步骤：

S501：基站在设定的时间长度内统计与终端进行ARQ重传的次数N。

S502：当与该终端判断当前进行数据传输采用的MIMO传输模式为SM传输模式时，判断该ARQ重传的次数N是否大于第一比较阈值，当判断结果为是时，进行S503，否则，进行S504。

其中，该第一比较阈值可以被称为该SM模式的退出门限阈值，或称为该STC模式的进入门限阈值。

S503：确认该信道的质量变差，需要将与该终端进行数据传输采用的SM传输模式切换为STC传输模式。

S504：确认该信道的质量依然比较好，与该终端继续采用SM传输模式进行数据传输。

当该基站根据比较阈值与重传次数的比较，确定与该终端进行数据传输采用的MIMO传输模式后，需要将该采用的MIMO传输模式的信息通知终端，以便终端根据该MIMO传输模式信息，进行数据的解码。

图6为根据该第二比较阈值进行MIMO传输模式切换的过程，该过程包括以下步骤：

S601：基站在设定的时间长度内统计与终端进行ARQ重传的次数N。

S602：当与该终端当前进行数据传输采用的MIMO传输模式为STC传输模式时，判断该ARQ重传的次数N是否小于第二比较阈值，当判断结果为是时，进行S603，否则，进行S604。

其中，该第二比较阈值可以称为该STC模式的退出门限阈值，或称为该SM模式的进入门限阈值。

S603：确认该信道的质量变好，需要将与该终端进行数据传输采用的STC传输模式切换为SM传输模式。

S604：确认该信道的质量依然比较差，与该终端继续采用STC传输模式进行数据传输。

当该基站根据比较阈值与重传次数的比较，确定与该终端进行数据传输采用的MIMO传输模式后，需要将该采用的MIMO传输模式的信息通知终端，以便终端根据该MIMO传输模式信息，进行数据的解码。

当基站在设定长度内与终端进行ARQ重传的次数的统计后，为了便于后续计算方便，在本发明实施例中需要将该统计的数据清零。并且为了智能的控制与终端进行数据采用的MIMO传输模式，在本发明实施例中可以设定切换判决周期，当该切换判决时刻到来时，基站在设定的时间长度内统计与终端在信道中进行重传的次数，下面通过一个具体的实施例说明本发明实施例中进行MIMO传输模式切换的过程，如图7所示，该过程包括以下步骤：

S701：根据切换判决周期，基站判断该切换判决时刻是否到来，当判断结果为是时，进行S702，否则，依然进行S701。

其中，该切换判决周期可以长可以短，当需要能够根据信道的质量及时的进行切换时，可以将该切换判决周期设置的比较短，当然这样会比较耗费资源，但是可以达到及时准确的控制基站与终端在不同的信道状态时，采用不同的MIMO传输模式进行数据传输；当需要节省系统资源时，可以将该切换判决周期设置的比较长，具体实施过程可以根据需要灵活设置。

S702：在设定的时间长度内统计与该终端在信道内重传的次数N。

S703：判断与该终端进行数据传输采用的MIMO传输模式，当与该终端采用SM传输模式进行数据传输时，进行S704，当与该终端采用STC传输模式进行数据传输时，进行S708。

S704：根据设置的MIMO传输模式与比较阈值的对应关系，选择与该SM传输模式对应的第一比较阈值。

S705：判断该第一比较阈值是否大于重传的次数N，当判断结果为是时，进行S706，否则，进行S707。

S706：将与该终端进行数据传输的SM传输模式切换为STC传输模式，采用该STC传输模式与该终端进行数据传输，之后进行S712。

S707：与该终端继续采用SM传输模式进行数据传输，之后进行S712。

S708：根据设置的MIMO传输模式与比较阈值的对应关系，选择与该STC传输模式对应的第二比较阈值。

S709：判断该第二比较阈值是否小于重传的次数N，当判断结果为是时，进行S710，否则，进行S711。

S710：将与该终端进行数据传输的STC传输模式切换为SM传输模式，采用SM传输模式与该终端进行数据传输，之后进行S712。

S711：与该终端继续采用STC传输模式进行数据传输，之后进行S712。

S712：将统计的该终端在信道内重传的次数清零，之后进行S701。

上述过程中，在设定的时间长度内与终端在信道内重传的次数统计的步骤，与判断与该终端进行数据传输采用的MIMO传输模式的过程可以互换，即当判断出与该终端进行数据传输采用的MIMO传输模式后，再进行设定时间长度内与终端在信道内重传的次数统计也可以，只要在重传的次数与比较阈值进行比较之前，进行该设定的时间长度内与终端在信道内重传的次数统计，及与该终端进行数据传输采用的MIMO传输模式的判断即可。当基站与终端进行数据传输采用的MIMO传输模式发生切换后，基站需要及时的更新与该终端当前采用的MIMO传输模式，包括：当与终端进行数据传输采用的MIMO传输模式发生切换后，根据终端的标识，采用该切换后的MIMO传输模式，更新与该终端当前进行数据传输采用的MIMO传输模式，从而保证后续判断的正确性。

图8为本发明实施例提供的一种MIMO传输模式的切换系统，该系统包括：

基站，用于判断与终端当前进行数据传输采用的MIMO传输模式，根据当前进行数据传输采用的MIMO传输模式，选择与该MIMO传输模式对应的比较阈值，统计设定的时间长度内与所述终端进行重传的次数，将该重传的次数与该比较阈值进行比较，根据比较的结果确定是否切换与该终端进行数据传输采用的MIMO传输模式；

终端，用于与所述基站进行数据传输。

图9为本发明实施例提供的一种基站的结构示意图，该基站包括：

判断模块91，用于判断与终端当前进行数据传输采用的MIMO传输模式；

选择模块92，用于根据当前进行数据传输采用的MIMO传输模式，选择与该MIMO传输模式对应的比较阈值；

统计模块93，用于统计设定的时间长度内与所述终端进行重传的次数；

比较切换模块94，用于将该重传的次数与该比较阈值进行比较，根据比较的结果确定是否切换与该终端进行数据传输采用的MIMO传输模式。

所述比较切换模块94包括：

第一判断单元941，用于确定与终端当前采用SM传输模式进行数据传输，当该设定的时间长度内与所述终端进行重传的次数大于第一比较阈值时，将与所述终端进行数据传输采用的SM传输模式切换为STC传输模式，否则，与该发送端继续采用SM传输模式进行数据传输。

所述比较切换模块94包括：

第二判断单元942，用于确定与终端当前采用STC传输模式进行数据传输，该设定的时间长度内与所述终端进行重传的次数小于第二比较阈值时，将与所述终端进行数据传输采用的STC传输模式切换为SM传输模式，否则，否则，与该终端继续采用STC传输模式进行数据传输。

所述判断模块91包括：

存储单元911，用于保存每个终端的标识及与该终端当前进行数据传输采用的MIMO传输模式的对应关系；

确定单元912，用于根据进行数据传输的终端的标识信息，以及存储单元中保存的每个终端标识及与该终端当前进行数据传输采用的MIMO传输模式的对应关系，确定与该终端当前进行数据传输采用的MIMO传输模式。

所述存储单元911还用于，

当与所述终端进行数据传输采用的MIMO传输模式发生切换后，根据所述终端的标识，采用该切换后的MIMO传输模式，更新与所述终端当前进行数据传输采用的MIMO传输模式。

本发明实施例提供了一种MIMO传输模式的切换方法、系统及装置，该方法包括：基站判断与终端当前进行数据传输采用的MIMO传输模式，选择与该MIMO传输模式对应的比较阈值；统计设定的时间长度内与该终端进行重传的次数，将该重传的次数与该比较阈值进行比较，根据比较的结果确定是否切换该终端进行数据传输采用的MIMO传输模式。本发明实施例通过对应不同的MIMO传输模式设置对应的不同阈值，基站根据与终端进行数据传输的信道内进行重传的次数，以及与比较阈值的比较结果，确定采用对应的MIMO传输模式与该终端进行数据传输，智能的与终端在MIMO传输模式中进行切换，从而提高数据的传输效率，进而提高系统的容量。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (12)

1.一种多出输入多输出MIMO传输模式切换的方法，该方法应用于采用MIMO传输模式进行数据传输的系统中，其特征在于，包括：

基站判断与终端当前进行数据传输采用的MIMO传输模式；

根据当前进行数据传输采用的MIMO传输模式，选择与该MIMO传输模式对应的比较阈值；

所述基站统计设定的时间长度内与所述终端进行重传的次数；

所述基站将该重传的次数与该比较阈值进行比较，根据比较的结果确定是否切换与该终端进行数据传输采用的MIMO传输模式。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述MIMO传输模式包括：

空时编码STC传输模式和空间复用SM传输模式。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当判断与终端当前采用SM传输模式进行数据传输时，所述根据比较的结果确定是否切换与该终端进行数据传输采用的MIMO传输模式包括：

当该设定的时间长度内与所述终端进行重传的次数大于第一比较阈值时，将与所述终端进行数据传输采用的SM传输模式切换为STC传输模式；

否则，与该终端继续采用SM传输模式进行数据传输。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当判断与终端当前采用STC传输模式进行数据传输时，所述根据比较的结果确定是否切换与该终端进行数据传输采用的MIMO传输模式包括：

当该设定的时间长度内与所述终端进行重传的次数小于第二比较阈值时，将与所述终端进行数据传输采用的MIMO传输模式切换为SM传输模式；

否则，与该终端继续采用STC传输模式进行数据传输。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断与终端当前进行数据传输采用的MIMO传输模式包括：

基站根据进行数据传输的终端的标识信息，以及保存的每个终端标识及与所述终端当前进行数据传输采用的MIMO传输模式的对应关系，确定与该终端当前进行数据传输采用的MIMO传输模式。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当与所述终端进行数据传输采用的MIMO传输模式发生切换后，所述基站根据该终端的标识信息，采用该切换后的MIMO传输模式，更新与所述终端当前进行数据传输采用的MIMO传输模式。

7.一种MIMO传输模式切换的系统，其特征在于，所述系统包括：

基站，用于判断与终端当前进行数据传输采用的MIMO传输模式，根据当前进行数据传输采用的MIMO传输模式，选择与该MIMO传输模式对应的比较阈值，统计设定的时间长度内与所述终端进行重传的次数，将该重传的次数与该比较阈值进行比较，根据比较的结果确定是否切换与该终端进行数据传输采用的MIMO传输模式；

终端，用于与所述基站进行数据传输。

8.一种基站，其特征在于，所述基站包括：

判断模块，用于判断与终端当前进行数据传输采用的MIMO传输模式；

选择模块，用于根据当前进行数据传输采用的MIMO传输模式，选择与该MIMO传输模式对应的比较阈值；

统计模块，用于统计设定的时间长度内与所述终端进行重传的次数；

比较切换模块，用于将该重传的次数与该比较阈值进行比较，根据比较的结果确定是否切换与该终端进行数据传输采用的MIMO传输模式。

9.如权利要求8所述的基站，其特征在于，所述比较判断模块包括：

第一判断单元，用于确定与终端当前采用SM传输模式进行数据传输，当该设定的时间长度内与所述终端进行重传的次数大于第一比较阈值时，将与所述终端进行数据传输采用的SM传输模式切换为STC传输模式，否则，与该发送端继续采用SM传输模式进行数据传输。

10.如权利要求8所述的基站，其特征在于，所述比较判断模块包括：

第二判断单元，用于确定与终端当前采用STC传输模式进行数据传输，该设定的时间长度内与所述终端进行重传的次数小于第二比较阈值时，将与所述终端进行数据传输采用的STC传输模式切换为SM传输模式，否则，否则，与该终端继续采用STC传输模式进行数据传输。

11.如权利要求8所述的基站，其特征在于，所述判断模块包括：

存储单元，用于保存每个终端的标识及与该终端当前进行数据传输采用的MIMO传输模式的对应关系；

确定单元，用于根据进行数据传输的终端的标识信息，以及存储单元中保存的每个终端标识及与该终端当前进行数据传输采用的MIMO传输模式的对应关系，确定与该终端当前进行数据传输采用的MIMO传输模式。

12.如权利要求11所述的基站，其特征在于，所述存储单元还用于，

当与所述终端进行数据传输采用的MIMO传输模式发生切换后，根据所述终端的标识，采用该切换后的MIMO传输模式，更新与所述终端当前进行数据传输采用的MIMO传输模式。

Images