CN103179619B - Lte多天线系统的传输模式自适应切换方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种LTE多天线系统中的传输模式自适应切换方法，是基站根据用户的SINR、移动速度和地理位置为判断条件，为用户自适应设置合适的传输模式。其操作步骤：先初始化设置传输模式切换所需的轮询周期、模式间切换门限值、计数器门限值和用户移动速度门限值多个参数；再设置默认的传输分集模式传输数据，然后，根据用户反馈的CQI计算SINR值，并将其与预设的切换门限进行比较，更新相应的判决次数和触发次数计数器，判断是否满足模式切换条件，将当前模式切换至理想的目标模式，或继续保持当前模式进行数据传输。本发明通过统计设定时间内的切换次数，对模式间切换门限、用户移动速度门限值进行实时调整，能实现切换过程中网络传输效率和时效性的有效平衡。

Description

LTE多天线系统的传输模式自适应切换方法及装置

技术领域

本发明涉及LTE多天线输入多输出系统中的传输模式自适应切换方法及装置，属于无线通信的技术领域。

背景技术

LTE物理层采用正交频分多址OFDMA（Orthogonal Frequency DivisionMultiple Access）作为下行多址传输技术，这种技术适用于频率选择性信道和高数据率传输；其下行支持多天线技术，包括空间复用、发射分集、波束赋形，能获得较好的阵列增益、空间复用增益和分集增益。

根据LTE R9的物理层协议，通过高层信令半静态配置，用户终端UE可以被设置为8种不同的传输模式。这8种传输模式对应于不同的物理下行共享信道PDSCH（Physical Downlink Shared Channel）的数据处理过程，其实质是对应于不同的多输入多输出MIMO（Multiple In Multiple Out）方式，即传输分集、空间复用和波束赋形。由于不同MIMO模式的实现机制不同，其各自具有的特点与适用的场景也不同。

对于传输分集，其主要原理是利用空间信道的弱相关性，在相互独立的信道上传输多个数据副本，用于提高信号传输的可靠性，从而改善接收信号的信干噪比。由于传输分集模式在多信道上传输的数据是相同的，因此，无助于提高吞吐量。因此，传输分集模式适用于低信干噪比的区域，即小区边缘用户，能有效提高数据传输的质量。另外，在实现机制上，传输分集需要较大的天线间距，通常是大于2λ。

空间复用也是利用空间信道弱相关性的技术，但其与传输分集不同，其工作原理是在多个相互独立的空间信道上传输不同的数据流，因此可以有效提高数据传输的峰值速率。所以，空间复用适用于高低噪比的区域，即小区中心用户，能够提升吞吐量。

对于波束赋形，又不同于其他两种MIMO机制，它是利用空间信道强相关性的技术，因此需要小间距的天线阵列，通常是采用圆阵或小间距线性天线实现的。波束赋形技术能够采用强方向性的辐射方向图，提升用户的传输质量，因此，对于小区边缘的用户，能有效保证传输质量，从而增加覆盖范围。所以波束赋形主要用于提高系统容量或者覆盖范围，适用于小区边缘的用户。

为了进一步提升系统传输可靠性和传输效率，系统应该能够在不同的MIMO机制之间进行自适应地切换，以适应不同的传输信道状况，在不同的场景下能有效改善通信系统性能。

现有技术的多天线模式切换算法，例如：基于指数有效SINR映射EESM（Exponential Effective SIR Mapping ）的链路自适应和单天线速率控制PARC（Per Antenna Rate Control）相结合的空间复用和波束赋形间的切换，基于最小欧氏距离的空间复用和传输分集间的切换，这些方法的理论性很强，复杂度高，不易于在实际系统中实现。而且，现有文献中的自适应切换方法考虑了LTE系统中所有8种传输模式，在实际系统中并非全部适用，缺乏针对性和实用性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种用于LTE多天线系统的传输模式自适应切换方法及装置，涉及LTE R9下行的八种传输模式中的三种：传输分集（模式2）、开环空间复用（模式3）和双流波束赋形（模式8），分别对应三种MIMO机制：传输分集、空间复用和波束赋形。本发明提供的这三种传输模式的实施步骤操作简单、方便，其适用场景涵盖了基本的网络状态，适用广泛；而且，不同模式间的切换算法的复杂度低，在实际系统中容易实现。应用本发明方法的装置-基站结构简单、容易推广实现。

为了达到上述目的，本发明提供了一种长期演进LTE（Long Term Evolution）多天线系统中的传输模式自适应切换方法，其特征在于：所述方法是基站根据用户的信干噪比、移动速度和地理位置作为判断条件，自适应地为用户设置适宜的传输模式；包括下述操作步骤：

（1）基站初始化设置传输模式切换所涉及的多个参数，所述参数包括：轮询周期、模式间切换门限值、计数器门限值和用户移动速度门限值；

（2）基站为用户设置采用传输分集模式进行数据传输：

基站根据用户反馈的信道质量指示符CQI（Channel Quality Indicator）计算其信干噪比SINR（Signal to Interference plus Noise Ratio）数值，并将该数值与预设的切换门限值SINR_th1进行比较，更新判决次数计数器C₁和触发次数计数器T₁，再判断是否满足模式切换条件；若满足，则执行后续步骤（3），将当前模式切换至目标模式，并由记录传输分集到空间复用的模式切换次数的计数器C_SFBC-SM中统计切换次数；若不满足，则继续保持当前模式传输数据；

（3）基站为用户设置采用空间复用模式进行数据传输：

基站根据用户反馈的CQI计算其SINR值，并将该数值与预设的切换门限值SINR_th2进行比较，更新判决次数计数器C₂和触发次数计数器T₂，再判断是否满足模式切换条件；若满足，则根据用户移动速度v_th选择目标模式，并根据不同的目标模式，执行后续步骤（4）或返回执行步骤（2），将当前模式切换至目标模式，并由记录空间复用到传输分集的模式切换次数的计数器C_SM-SFBC或记录空间复用到波束赋形的模式切换次数的计数器C_SM-BF分别统计相应的切换次数；若不满足，则继续保持当前模式传输数据；

（4）基站为用户设置采用波束赋形模式进行数据传输：

基站根据用户反馈的CQI计算其SINR值，并将该数值与预设的切换门限值SINR_th3进行比较，更新判决次数计数器C₃和触发次数计数器T₃，再判断是否满足模式切换条件；若满足，则根据用户移动速度v_th选择目标模式，并根据不同的目标模式，返回执行步骤（2）或（3），将当前模式切换至目标模式，并由记录波束赋形到传输分集的模式切换次数的计数器C_BF-SFBC或记录波束赋形到空间复用的切换次数的计数器C_BF-SM分别统计相应的切换次数；若不满足，则继续保持当前模式传输数据。

为了达到上述目的，本发明还提供了一种LTE多天线系统的传输模式自适应切换的基站，其特征在于：所述基站根据预设的不同门限值，针对不同传输信道的质量变化自适应地为用户配置相应的传输模式：信道质量好的区域选用空间复用模式，以增加网络吞吐量，提高系统效率；信道质量差的区域再根据用户的不同移动速度，分别选用传输分集或波束赋形两种传输模式中的一种，以提高信号质量，确保传输质量；该基站还能根据切换次数自适应调整多个切换门限值和用户移动速度门限值；该基站增设有下述两个部件：

模式自适应单元，用于基站为用户配置初始默认的传输模式，且在运行后，根据用户反馈的CQI计算相应的SINR，并获取用户移动速度，再根据初始设置或从参数自适应单元获取的SINR门限值和速度门限值，判断是否满足模式切换条件；若满足，则统计切换次数，并将其传递给参数自适应单元后，将当前模式切换至目标模式；若不满足，则继续保持当前模式进行传输；以便确保传输质量，又提高系统传输效率；设有顺序连接的设置模块、判断模块、统计模块和切换模块；

参数自适应单元，用于基站根据从模式自适应单元获取的不同模式间的切换次数，对SINR门限值和速度门限值进行自适应调整，并将其反馈至模式自适应单元，以避免切换次数过多，导致网络信令开销大，传输效率低，也避免切换次数过低，使基站无法根据信道质量变化实时调整用户的传输模式；设有顺序连接的统计模块、判断模块和调整模块。

本发明基站的天线配置默认为小间距多极化天线，即能够支持传输分集（模式2）、开环空间复用（模式3）和双流波束赋形（模式8）三种传输模式。通过半静态配置，基站以周期轮询方式判断是否满足切换条件。而在初始化阶段，先对传输模式切换所涉及的多个参数（包括轮询周期、模式间切换门限值、计数器门限值、用户移动速度门限值等）进行初始化设置。然后，在模式切换阶段，基站根据不同的用户信干噪比、移动速度和地理位置作为判断条件，自适应地为用户设置适当的传输模式。同时，相应的计数器也会记录不同模式间的切换次数。若切换次数过多，则会产生大量的信令开销，降低网络传输效率；若切换次数过少，则证明该方法不能实时跟踪信道变化及时调整天线模式。因此，通过统计设定时间内的切换次数，适时对模式间切换门限、用户移动速度门限值进行调整，可以实现切换过程中网络传输效率和时效性的有效平衡。

本发明方法的创新技术特点是：以传输分集作为初始化设置的默认传输模式，适用于高速或小区边缘信干噪比较低的情况。开环空间复用不需要用户反馈预编码矩阵信息，节省了系统开销，适用于小区中心信干噪比较高的情况。双流波束赋形支持单双流模式自适应，灵活性更高，适用于中低速小区边缘信干噪比较低的情况。此外，传输分集被认为当传输信道质量恶化时，空间复用模式的回退模式，或用户高速移动时的备选模式。三种模式的传输效率排序依次为：空间复用、波束赋形、传输分集。传输可靠性的排序依次为：传输分集、波束赋形、空间复用。

总之，本发明方法中三种传输模式的自适应切换方法的实施步骤操作简单、方便，不同模式间的切换算法的复杂度低，容易在实际系统中实现，且其应用场景涵盖了基本的网络状态，故适用广泛；而且，应用本发明方法的装置-基站结构简单、具有很好的推广应用前景。

附图说明

图1为本发明LTE多天线系统的传输模式自适应切换方法的总体流程图。

图2为本发明传输模式自适应切换方法的具体操作步骤示意图。

图3为本发明方法中传输分集模式切换门限自适应调整方法的流程示意图。

图4为本发明方法中空间复用模式切换门限自适应调整方法的流程示意图。

图5为本发明方法中波束赋形模式切换门限自适应调整方法的流程示意图.

图6为本发明方法中用户移动速度门限自适应调整方法的流程示意图.

图7为本发明LTE多天线系统的传输模式自适应切换装置-基站结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。

参见图1，介绍本发明LTE多天线系统的传输模式自适应切换方法的总体操作步骤：基站根据用户信干噪比、移动速度和地理位置作为判断条件，自适应地为用户设置适当的传输模式。包括以下操作步骤：

步骤1，基站初始化设置传输模式切换所涉及的多个参数（包括：轮询周期、模式间切换门限值、计数器门限值和用户移动速度门限值，如下表所示）：

下面详细介绍这些参数：。

设置轮询周期，以保证半静态方式切换传输模式，且设置的轮询周期数值应适宜，既防止数值过大，导致不能根据信道变化或用户速度变化灵活地实时切换传输模式，降低时效性；也避免周期过小，使得系统开销增大，传输性能和效率都降低。

设置模式间切换门限值，包括传输分集、空间复用和波束赋形三种模式之间的切换门限值信干噪比SINR_th1、SINR_th2、SINR_th3及其相应的三个调整步长ΔSINR_th1、ΔSINR_th2、ΔSINR_th3，其中，SINR_th1、SINR_th2和SINR_th3都能自适应调整。采用衡量网络状况的信干噪比作为切换门限，其数值高，表明信道质量好，用户可能位于小区中心，应选用空间复用模式，提高系统吞吐量；其数值小，表明信道质量差，用户可能位于小区边缘，应再根据用户移动速度选用传输分集或波束赋形模式，提高用户传输质量。

设置传输分集、空间复用和波束赋形三种模式下的用户各自信干噪比的判决次数C_n（Count number）计数器和满足判决条件的次数、即触发次数T_n（Triggernumber）计数器的门限值C_thn和T_thn，式中，下标n=1,2,3分别顺序代表上述三种模式；且只有C_n和T_n同时达到各自门限值C_thn和T_thn时，才发生模式切换：即在时间窗口C_thn内，当的比值满足切换条件时，就将当前传输模式切换至目标模式，并将T_n和C_n清零。如不设计时间窗口C_thn，则时间足够长，切换总会发生。

设置记录不同模式之间切换次数的五个计数器C_SFBC-SM、C_SM-SFBC、C_SM-BF、C_BF-SFBC和C_BF-SM，其中，各下标SFBC、SM和BF分别表示传输分集、空间复用和波束赋形三种模式，这些计数器分别记录设定时间内由前下标的当前模式至后下标的目标模式的切换次数。如C_SFBC-SM代表设定时间内，由传输分集到空间复用的切换次数。

设置用户移动速度门限值v_th及其调整步长Δv_th，用户移动速度造成多普勒频移，影响信道变化，当用户移动速度不小于v_th，判定用户高速移动，则建议采用传输分集模式；当用户移动速度小于v_th，判定该用户中低速移动，则建议采用波束赋形传输模式；该v_th能够自适应调整。

步骤2：基站为用户设置采用传输分集模式进行数据传输：

基站根据用户反馈的信道质量指示符CQI（Channel Quality Indicator）计算其信干噪比SINR（Signal to Interference plus Noise Ratio）数值，并将该数值与预设的切换门限值SINR_th1进行比较，更新判决次数计数器C₁和触发次数计数器T₁，再判断是否满足模式切换条件；若满足，则执行后续步骤3，将当前模式切换至目标模式，并由记录传输分集到空间复用的模式切换次数的计数器C_SFBC-SM中统计切换次数；若不满足，则继续保持当前模式传输数据。

参见图2，介绍该步骤2中的具体操作内容（21）～（27）：

（21）基站通过无线资源控制RRC（Radio Resource Control）协议信令通知用户，设置与默认的传输分集模式相应的物理下行控制信道PDCCH（PhysicalDownlink Control CHannel），并以该传输模式向用户传输数据；此时，未知信干噪比和用户移动速度就直接采用传输分集模式，牺牲了系统传输效率，但能确保传输质量；另外，传输分集能够还能够作为空间复用的回退模式，或用户高速移动时波束赋形的备选模式，以提高边缘用户的传输质量。

（22）根据设置的轮询周期，判断当前子帧是否为判决子帧；若是，则执行步骤（23）；若否，则返回步骤（21）；

（23）基站根据用户反馈的CQI信息计算SINR，并判断该数值是否超过门限值SINR_th1；若未超过，则认为该次轮询过程不满足判决条件，执行步骤（24）；若已超过，则认为该次轮询过程满足判决条件，跳转执行步骤（25）；

（24）将判决次数计数器C₁加1，触发次数计数器T₁不变；继续轮询判断信道状态，即仍保持传输分集模式传输数据，返回执行步骤（21）；

（25）将判决次数计数器C₁和满足触发次数计数器T₁均加1后，再将C₁、T₁分别与其相应的门限值C_th1、T_th1进行比较，根据不同情况，执行后续步骤（26）；

（26）根据比较的不同结果，分别选择执行下述三种情况的操作内容：

情况A：若T₁达到门限值T_th1，且C₁未超过门限值C_th1，则表明在时间窗口C_th1内，用户反馈的SINR有至少的比例大于门限值SINR_th1，即信道状况好，满足切换条件，适于采用空间复用模式，以提高系统吞吐量；此时，对T₁和C₁均清零，并执行后续步骤（27）；

情况B：若T₁和C₁均未达到门限值，则表明不具备判决条件，还要继续轮询信道状况；此时，保持T₁和C₁不变，继续采用传输分集模式，即返回步骤（21）；

情况C：若T₁未达到门限值T_th1，但C₁达到门限值C_th1，则表明在时间窗口C_th1内，用户反馈的SINR大于门限值SINR_th1的比例数值小，即信道状况不足以支持空间复用；此时，将T₁和C₁均清零，继续采用传输分集模式，即返回步骤（21）；

（27）将用户门限值SINR_th1参数自适应调整的重要参数-切换次数计数器C_SFBC-SM加1后，执行步骤3，完成传输分集向空间复用模式的切换；

（3）基站为用户设置采用空间复用模式进行数据传输：

基站根据用户反馈的CQI计算其SINR值，并将该数值与预设的切换门限值SINR_th2进行比较，更新判决次数计数器C₂和触发次数计数器T₂，再判断是否满足模式切换条件；若满足，则根据用户移动速度v_th选择目标模式，并根据不同的目标模式，执行后续步骤4或返回执行步骤2，将当前模式切换至目标模式，并由记录空间复用到传输分集的模式切换次数的计数器C_SM-SFBC或记录空间复用到波束赋形的模式切换次数计数器C_SM-BF分别统计相应的切换次数；若不满足，则继续保持当前模式传输数据。

参见图2，介绍该步骤3中的具体操作内容（31）～（39）：

（31）基站通过RRC信令通知用户，设置与等级较高、即适用于信干噪比高，网络状况好的空间复用传输模式相应的PDCCH，并以该传输模式给用户传输数据，以提升系统传输效率，提高吞吐量；

（32）根据设置的轮询周期，判断当前子帧是否为判决子帧。若是，则执行步骤（33），判断是否满足切换条件；若否，则返回步骤（31），继续采用空间复用模式传输数据；

（33）基站根据用户反馈的CQI信息计算SINR，并判断其数值是否低于门限值SINR_th2；若否，则认为该次轮询过程不满足判决条件，执行步骤（34）；若是，则认为该次轮询过程满足判决条件，跳转执行步骤（35）；

（34）将判决次数计时器C₂加1，触发次数计数器T₂不变，继续轮询判断信道状况，即仍保持空间复用模式进行传输，返回执行步骤（31）；

（35）将判决次数计时器C₂和触发次数计数器T₂均增加1，再将T₂和C₂分别与相应的门限值T_th2和C_th2进行比较，根据不同情况，执行后续步骤（36）；

（36）根据比较的不同结果，分别选择执行下述三种情况的操作内容：

情况A：若T₂达到门限值T_th2，且C₂未超过门限值C_th2，则表明在时间窗口C_th2内，用户反馈的SINR有至少的比例小于门限值SINR_th2，即信道状况差，满足切换条件，适于采用传输分集或波束赋形模式，以提高信号传输质量；执行步骤（37），以便根据用户移动速度判断切换至传输分集还是波束赋形；

情况B：若T₂和C₂均未达到门限值，则表明不具备判决条件，还要继续轮询信道状况；此时，维持T₂和C₂不变，继续采用空间复用模式，即返回步骤（31）；

情况C：若T₂达到门限值T_th2，而C₂达到门限值C_th2，则表明在时间窗口C_th2内，用户反馈的SINR小于门限值SINR_th2的比例数值小，即信道状况无需回退到传输分集或波束赋形模式；此时，将T₂和C₂均清零，继续采用空间复用模式，即返回步骤（31）；

（37）判断用户移动速度是否超过门限值v_th，若超过，则判定用户UE（UserEquipment）高速移动，执行步骤（38），将当前传输模式切换至传输分集，并记录模式间切换次数；若未超过，则判定UE中低速移动，跳转执行步骤（39），将当前传输切换至波束赋形，并记录模式间切换次数；

（38）先将用户门限值SINR_th2和速度门限值v_th参数自适应调整的重要参数-切换次数计数器C_SM-SFBC加1，然后，返回执行步骤2，执行空间复用向传输分集模式的切换；

（39）先将用户门限值SINR_th2和速度门限值v_th参数自适应调整的重要参数-切换次数计数器C_SM-BF加1，然后，执行步骤4，执行空间复用向波束赋形模式的切换。

步骤4，基站为用户设置采用波束赋形模式进行数据传输：

基站根据用户反馈的CQI计算其SINR值，并将该数值与预设的切换门限值SINR_th3进行比较，更新判决次数计数器C₃和触发次数计数器T₃，再判断是否满足模式切换条件；若满足，则根据用户移动速度v_th选择目标模式，并根据不同的目标模式，返回执行步骤（2）或（3），将当前模式切换至目标模式，并由记录波束赋形到传输分集的模式切换次数的计数器C_BF-SFBC或记录波束赋形到空间复用的切换次数的计数器C_BF-SM分别统计相应的切换次数；若不满足，则继续保持当前模式传输数据。

参见图2，介绍该步骤4中的具体操作内容（41）～（49）：

（41）基站通过RRC信令通知用户，设置与波束赋形相应的PDCCH，并以该传输模式给用户传输数据；作为空间复用的回退模式，波束赋形模式用于边缘用户信噪低和网络状况差的情形，以提升系统传输质量；

（42）根据设置的轮询周期，判断当前子帧是否为判决子帧；若是，则执行步骤（43），判断是否满足切换条件；若否，则返回步骤（41），继续采用波束赋形模式传输数据；

（43）基站根据用户反馈的CQI信息计算SINR，并判断其数值是否超过SINR_th3；若未超过，则认为该次轮询过程不满足判决条件，执行步骤（44）；若超过，则认为该次轮询过程满足判决条件，跳转执行步骤（45）；

（44）将判决次数计时器C₃加1，触发次数计数器T₃维持不变，执行步骤（46），继续判断用户移动速度，以便决策是否继续保持波束赋形模式，还是切换至传输分集模式；

（45）将C₃和T₃均增加1后，再将T₃和C₃分别与其相应的门限值T_th3和C_th3进行比较，然后，根据不同情况，执行后续步骤（46）；

（46）判断用户移动速度是否超过门限值v_th，若是，则判定其为高速移动，执行步骤（47），将当前传输模式切换至传输分集，并记录模式间的切换次数；若否、即用户移动速度未超过门限值v_th，则判定其速度为中低速移动，返回执行步骤（41），继续保持波束赋形模式传输数据；

（47）先将用户门限值SINR_th3参数自适应的重要参数-切换次数计数器C_BF-SFBC加1，再返回执行步骤2，执行波束赋形向传输分集模式的切换；

（48）根据T₃和C₃分别与相应门限值T_th3和C_th3的比较结果，分别执行下述三种情况的不同操作内容：

情况A：若T₃达到门限值T_th3，且C₃未超过门限值C_th3，则表明在时间窗口C_th3内，用户反馈的SINR有至少的比例大于门限值SINR_th3，即信道状况好，满足切换条件，适于采用空间复用模式，以提高系统传输效率，增加系统吞吐量；此时，对T₃和C₃均清零，并执行后续步骤（49），再统计切换次数；

情况B：若T₃和C₃均未达到门限值，则表明不具备判决条件，无法确保信道状况能足以支持空间复用模式；此时，返回执行步骤（46），再判断用户移动速度，以便决策继续保持波束赋形模式还是切换至传输分集模式；此时，若继续保持波束赋形模式，则保持T₃和C₃不变；若切换至传输分集模式，则将T₃和C₃均清零；

情况C：若T₃未达到门限值T_th3，但C₃达到门限值C_th3，则表明在时间窗口C_th3内，用户反馈的SINR大于门限值SINR_th3的比例数值小，即信道状况不满足切换条件，无法切换至空间复用模式；此时，将T₃和C₃均清零，返回执行步骤（46），再判断用户移动速度，以决策继续保持波束赋形模式还是切换至传输分集模式；

（49）先将切换次数计数器C_BF-SM加1后，返回执行步骤3，执行波束赋形向空间复用模式的切换。

本发明方法还提供了所涉及的多个参数的自适应调整方法，这些参数包括三种传输方式的三种切换门限SINR_th1、SINR_th2、SINR_th3和用户移动速度门限v_th。以下分别一一介绍之。

参见图3，介绍传输分集模式切换门限SINR_th1的自适应调整方法：基站根据设定时间内传输分集到空间复用之间的切换次数C_SFBC-SM作为判断条件自适应地进行调整。其调整步骤包括以下具体操作内容：

（A1）记录设定时间内传输分集到波束赋形模式间的切换次数C_SFBC-SM；

（A2）判断C_SFBC-SM是否超过其上限U_SFBC-SM。若已超过，则说明该设定时间内的切换次数过多，系统信令开销大，传输效率低，使得用户的信息传输性能下降；此时，执行步骤（A3）；若未超过，则执行步骤（A4），再判断其是否低于其下限值L_SFBC-SM；

（A3）将传输分集向空间复用的切换门限SINR_th1提高其调整步长ΔSINR_th1，以降低切换频率，减少系统信令开销；同时，将C_SFBC-SM清零，开始下一设定时间的统计；

（A4）判断C_SFBC-SM是否低于下限值L_SFBC-SM，若是，则说明该设定时间内切换次数过少，导致基站无法根据信道变化灵活地实时切换传输模式，其时效性低，就执行步骤（A5）；若否，则说明设定时间内的切换次数处于合理范围，设置的切换门限SINR_th1数值适宜，无需调整，就保持传输分集向空间复用的切换门限SINR_th1不变，同时，将C_SFBC-SM清零，继续开始下一设定时间的统计；

（A5）将传输分集向空间复用的切换门限SINR_th1降低其调整步长ΔSINR_th1，以增大切换概率，使得基站能根据信道质量变化实时调整传输模式，提高时效性；并将C_SFBC-SM清零，继续开始下一设定时间的统计。

参见图4，介绍空间复用模式切换门限SINR_th2的自适应调整方法：基站根据设定时间内空间复用模式到传输分集模式和波束赋形模式的切换次数之和C_SM-SFBC+C_SM-BF作为判断条件进行自适应调整，其调整操作包括以下具体内容：

（B1）记录设定时间内空间复用模式到传输分集模式和波束赋形模式的切换次数之和C_SM-SFBC+C_SM-BF；

（B2）判断C_SM-SFBC+C_SM-BF之和的数值是否超过其上限U_SFBC+BF，若是，则说明设定时间内的切换次数过多，系统信令开销大，传输效率低，也使用户的信息传输性能下降，此时，执行步骤（B3）；若否，则执行步骤（B4），再判断其是否低于其下限值L_SFBC+BF；

（B3）将空间复用向另外两种模式的切换门限SINR_th2降低其调整步长ΔSINR_th2，以降低切换频率，减少系统信令开销；同时，将C_SM-SFBC和C_SM-BF清零，继续开始下一设定时段的统计；

（B4）判断C_SM-SFBC+C_SM-BF是否低于下限值L_SFBC+BF，若是，则说明该设定时间内切换次数过少，导致基站无法根据信道变化灵活地实时切换传输模式，其时效性低，就执行步骤（B5）；若否，则说明设定时间内切换次数处于合理范围，设置的切换门限SINR_th2数值适宜，无需调整，就将C_SM-SFBC和C_SM-BF清零，继续开始下一规定时段的统计；

（B5）将空间复用向另外两种模式的切换门限SINR_th2提高其调整步长ΔSINR_th2，以增大切换概率，使得基站能根据信道质量变化实时调整传输模式，提高时效性；并将C_SM-SFBC和C_SM-BF清零，继续开始下一设定时间的统计。

参见图5，介绍波束赋形模式切换门限SINR_th3的自适应调整方法：基站根据设定时间内波束赋形模式到空间复用模式的切换次数C_BF-SM作为判断条件进行自适应的调整，其调整操作包括以下具体内容：

（C1）记录设定时间内波束赋形模式到空间复用模式的切换次数C_BF-SM；

（C2）判断C_BF-SM值是否超过其上限U_BF-SM，若是，则说明设定时间内切换次数过多，系统信令开销大，传输效率低，使得用户的信息传输性能下降，此时，执行步骤（C3）；若否，则执行步骤（C4），再判断其是否低于其下限值L_BF-SM；

（C3）将波束赋形模式向空间复用模式的切换门限SINR_th3提高其调整步长ΔSINR_th3，以降低切换概率，减少系统信令开销；同时，将C_BF-SM清零，继续开始下一设定时段的统计

（C4）判断C_BF-SM是否低于其下限值L_BF-SM，若是，则说明设定时间内切换次数过少，导致基站端无法根据信道变化灵活地实时切换传输模式，其时效性低，就执行步骤（C5）；若否，则说明设定时间内切换次数处于合理范围，设置的切换门限SINR_th3适宜，无需调整，就执行步骤（C6）；

（C5）将波束赋形模式向空间复用模式的切换门限SINR_th3降低其调整步长ΔSINR_th3，以增大切换频率，使基站端能够根据信道质量变化实时调整传输模式，提高时效性；并将C_BF-SM清零，继续开始下一设定时间的统计；

（C6）保持波束赋形模式向空间复用模式的切换门限SINR_th3不变，并将C_BF-SM清零，继续开始下一设定时段的统计。

参见图6，介绍本发明中用户移动速度门限v_th自适应调整方法：基站根据设定时间内空间复用模式到传输分集模式和波束赋形模式的切换次数之比作为判断条件自适应地进行调整，其调整操作包括下述具体内容：

（D1）记录设定时间内空间复用模式到传输分集模式和波束赋形模式的切换次数之比

（D2）判断数值是否超过其上限U_SFBC/BF，若是，则说明该设定时间内由空间复用切换至传输分集的次数远大于其切换至波束赋形的次数，即大部分用户被判断为高速移动用户，即该高速与中低速的分界门限值设置不合理，就执行步骤（D3）；若否，则执行步骤（D4）；

（D3）将高速与中低速的分界门限值v_th增大其调整步长Δv_th，降低高速用户比例，以使更多的用户向波束赋形模式切换，在获得分集增益的同时，获得相应的复用增益；同时将C_SM-SFBC和C_SM-BF清零，继续开始下一设定时间的统计；

（D4）判断是否低于下限值L_SFBC/BF，若是，则说明设定时间内由空间复用切换至波束赋形的次数远大于切换至传输分集的次数，即大部分用户被判断为中低速移动用户，即该高速与中低速的分界门限值v_th设置不合理，就执行步骤（D5）；若否，则说明设定时间内空间复用向传输分集和波束赋形模式的切换次数比例处于合理范围，其分界门限值v_th设置适宜，就维持不变，无需调整；同时，将C_SM-SFBC和C_SM-BF清零，继续开始下一设定时间的统计；

（D5）将高速与中低速的分界门限值v_th减小Δv_th，提高高速用户比例，使得更多用户向传输分集模式切换，保证用户在高速移动时仍能够获得较好的分集增益，保证传输质量；同时，将C_SM-SFBC和C_SM-BF清零，继续开始设定时间的统计。

本发明LTE多天线系统的传输模式自适应切换装置是LTE系统的基站，该基站根据预设的不同门限值，针对传输信道的质量变化自适应地为用户配置不同的传输模式：信道质量好的区域选用空间复用模式，以增加网络吞吐量，提高系统效率；信道质量差的区域再根据用户的不同移动速度，分别选用传输分集或波束赋形两种传输模式中的一种，以提高信号质量，确保传输质量；该基站还能根据切换次数自适应地调整多个切换门限值和用户移动速度门限值。

参见图7，介绍该基站的结构组成：增设有下述两个单元部件：

（一）模式自适应单元，用于基站为用户配置初始化默认的传输模式，且在运行后，根据用户反馈的CQI计算相应的SINR，并获取用户移动速度，再根据初始设置或从参数自适应模块获取的SINR门限值和速度门限值，判断是否满足模式切换条件；若满足，则统计切换次数，并将其传递给参数自适应模块后，将当前模式切换至目标模式；若不满足，则继续保持当前模式进行传输；以便在确保传输质量的同时，提高系统传输效率；设有顺序连接的设置模块、判断模块、统计模块和切换模块。该四个模块的功能说明如下：

设置模块：用于用户初始化设置传输分集为默认的传输模式，并分别设置轮询周期、模式间切换门限值、判决次数计数器门限值、触发次数计数器门限值、用户移动速度门限值；以及从参数自适应单元的调整模块获取自适应后的参数值，更新相应的切换指标门限值或用户移动速度门限值。

判断模块：用于判断是否到达周期轮询时刻，并将基站根据UE反馈的CQI计算的SINR信息与设置模块存储的切换门限值进行比较，判断是否满足触发条件；还负责判断统计模块的计数器是否达到模式间切换门限值。

统计模块：用于根据判断模块中切换门限值的比较结果，更新判决次数计数器和触发次数计数器；还负责根据判断模块中的计数器判断结果，更新模式间切换次数计数器，通知切换模块完成模式切换；且每隔设定时间将切换次数信息传递给参数自适应单元中的统计模块。

切换模块：根据统计模块的指令，当满足模式切换条件时，基站通过RRC信令通知用户，设置与目标传输模式相应的PDCCH，并以该传输模式给UE传输数据，完成模式切换。

（二）参数自适应单元，用于基站根据从模式自适应单元获取的不同模式间的切换次数，对SINR门限值和速度门限值进行自适应调整，并将其反馈至模式自适应单元，以避免切换次数过多，导致网络信令开销大，传输效率低，也避免切换次数过低，使基站无法根据信道质量变化实时调整用户的传输模式；设有顺序连接的统计模块、判断模块和调整模块。该三个模块的功能介绍如下：

统计模块：根据来自模式自适应单元的统计模块信息，统计设定时间内各个模式向目标模式的切换次数；

判断模块：判断统计模块的切换次数是否处于预设范围内，并将判断结果传递给调整模块完成参数自适应调整操作；

调整模块：根据判断模块的判断结果，相应调整各个模式间切换门限，既避免切换次数过多，导致网络信令开销大，传输效率低，也避免切换次数过低，使基站无法根据信道质量变化实时调整用户传输模式；还负责将更新后的模式间切换门限值反馈给模式自适应单元的配置模块。

本发明基站中的各个模块或单元都是采用通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）或其它可编程逻辑器件，乃至离散门或数字逻辑电路等硬件，或上述器件的组合实现所描述的功能。通用处理器可为微处理器，也可以为任何传统处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可通过计算装置的组合来实现，例如数字信号处理器和微处理器，多个微处理器，一个或多个微处理器结合一个数字信号处理器核，或任何其它类似的配置来实现。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种长期演进LTE多天线系统中的传输模式自适应切换方法，其特征在于：所述方法是基站根据用户的信干噪比、移动速度和地理位置作为判断条件，自适应地为用户设置适宜的传输模式；包括下述操作步骤：

(1)基站初始化设置传输模式切换所涉及的多个参数，所述参数包括：轮询周期、模式间切换门限值、计数器门限值和用户移动速度门限值；

(2)基站为用户设置采用传输分集模式进行数据传输：

基站根据用户反馈的信道质量指示符CQI计算其信干噪比SINR数值，并将该数值与预设的切换门限值SINR_th1进行比较，更新判决次数计数器C₁和触发次数计数器T₁，再判断是否满足模式切换条件；若满足，则执行后续步骤(3)，将当前模式切换至目标模式，并由记录传输分集到空间复用的模式切换次数的计数器C_SFBC-SM统计切换次数；若不满足，则继续保持当前模式传输数据；

(3)基站为用户设置采用空间复用模式进行数据传输：

基站根据用户反馈的CQI计算其SINR值，并将该数值与预设的切换门限值SINR_th2进行比较，更新判决次数计数器C₂和触发次数计数器T₂，再判断是否满足模式切换条件；若满足，则根据用户移动速度v_th选择目标模式，并根据不同的目标模式，执行后续步骤(4)或返回执行步骤(2)，将当前模式切换至目标模式，并由记录空间复用到传输分集的模式切换次数的计数器C_SM-SFBC或记录空间复用到波束赋形的模式切换次数的计数器C_SM-BF分别统计相应的切换次数；若不满足，则继续保持当前模式传输数据；

(4)基站为用户设置采用波束赋形模式进行数据传输：

基站根据用户反馈的CQI计算其SINR值，并将该数值与预设的切换门限值SINR_th3进行比较，更新判决次数计数器C₃和触发次数计数器T₃，再判断是否满足模式切换条件；若满足，则根据用户移动速度v_th选择目标模式，并根据不同的目标模式，返回执行步骤(2)或(3)，将当前模式切换至目标模式，并由记录波束赋形到传输分集的模式切换次数的计数器C_BF-SFBC或记录波束赋形到空间复用的切换次数的计数器C_BF-SM分别统计相应的切换次数；若不满足，则继续保持当前模式传输数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)初始化设置的多个参数包括下述操作内容：

设置轮询周期，以保证半静态方式切换传输模式，且设置的轮询周期应适宜，既防止数值过大，导致不能根据信道变化或速度变化灵活切换传输模式，降低时效性；也避免周期过小，使得系统开销增大，传输性能和效率都降低；

设置模式间切换门限值，包括传输分集、空间复用和波束赋形三种模式之间的切换门限值信干噪比SINR_th1、SINR_th2、SINR_th3及其相应的三个调整步长ΔSINR_th1、ΔSINR_th2、ΔSINR_th3，其中，SINR_th1、SINR_th2和SINR_th3都能自适应调整；采用衡量网络状况的信干噪比作为切换门限时，其数值高，表明信道质量好，用户可能位于小区中心，应选用空间复用模式，提高系统吞吐量；其数值小，表明信道质量差，用户可能位于小区边缘，应再根据用户移动速度选用传输分集或波束赋形模式，提高用户传输质量；

设置传输分集、空间复用和波束赋形三种模式下用户信干噪比的判决次数计数器C_n和满足判决条件的次数、即触发次数计数器T_n的门限值C_thn和T_thn，式中，下标n＝1,2,3分别顺序代表上述三种模式；且只有C_n和T_n同时达到各自门限值C_thn和T_thn时，才发生模式切换：即在时间窗口C_thn内，当的比值满足切换条件时，就将当前传输模式切换至目标模式，并将T_n和C_n清零；

设置记录不同模式之间切换次数的五个计数器C_SFBC-SM、C_SM-SFBC、C_SM-BF、C_BF-SFBC和C_BF-SM，其中，各下标SFBC、SM和BF分别表示传输分集、空间复用和波束赋形三种模式，这些计数器分别记录设定时间内由前下标的当前模式至后下标的目标模式的切换次数；

设置用户移动速度门限值v_th及其调整步长Δv_th，当用户移动速度不小于v_th，判定用户为高速移动，则建议采用传输分集模式；当用户移动速度小于v_th，判定该用户为中低速移动，则建议采用波束赋形传输模式；该v_th能够自适应调整。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)包括下列操作内容：

(21)基站通过无线资源控制RRC协议信令通知用户，设置与默认的传输分集模式相应的物理下行控制信道PDCCH，并以该传输模式向用户传输数据；此时，未知信干噪比和用户移动速度就直接采用传输分集模式，牺牲了系统传输效率，但能确保传输质量；且传输分集还能够作为空间复用的回退模式，或用户高速移动时波束赋形的备选模式，以提高边缘用户的传输质量；

(22)根据设置的轮询周期，判断当前子帧是否为判决子帧；若是，则执行步骤(23)；若否，则返回步骤(21)；

(23)基站根据用户反馈的CQI信息计算SINR，并判断该数值是否超过门限值SINR_th1；若未超过，则认为该次轮询过程不满足判决条件，执行后续步骤(24)；若已超过，则认为该次轮询过程满足判决条件，跳转执行步骤(25)；

(24)将判决次数计数器C₁加1，触发次数计数器T₁不变；继续轮询判断信道状态，即仍保持传输分集模式传输数据，返回执行步骤(21)；

(25)将判决次数计数器C₁和满足触发次数计数器T₁均加1后，再将C₁、T₁分别与其相应的门限值C_th1、T_th1进行比较，根据不同情况，执行后续步骤(26)；

(26)根据比较的不同结果，分别选择执行下述三种情况的操作内容：

情况A：若T₁达到门限值T_th1，且C₁未超过门限值C_th1，则表明在时间窗口C_th1内，用户反馈的SINR有至少的比例大于门限值SINR_th1，即信道状况好，满足切换条件，适于采用空间复用模式，以提高系统吞吐量；此时，对T₁和C₁均清零，并执行后续步骤(27)；

情况B：若T₁和C₁均未达到门限值，则表明不具备判决条件，还要继续轮询信道状况；此时，保持T₁和C₁不变，继续采用传输分集模式，即返回步骤(21)；

情况C：若T₁未达到门限值T_th1，但C₁达到门限值C_th1，则表明在时间窗口C_th1内，用户反馈的SINR大于门限值SINR_th1的比例数值小，即信道状况不足以支持空间复用；此时，将T₁和C₁均清零，继续采用传输分集模式，即返回步骤(21)；

(27)将用户门限值SINR_th1参数自适应调整的重要参数-切换次数计数器C_SFBC-SM加1，然后，执行步骤(3)，完成传输分集向空间复用模式的切换。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(3)包括下列操作内容：

(31)基站通过RRC信令通知用户，设置与等级较高、即适用于信干噪比高，网络状况好的空间复用传输模式相应的PDCCH，并以该传输模式给用户传输数据，以提升系统传输效率，提高吞吐量；

(32)根据设置的轮询周期，判断当前子帧是否为判决子帧。若是，则执行步骤(33)，判断是否满足切换条件；若否，则返回步骤(31)，继续采用空间复用模式传输数据；

(33)基站根据用户反馈的CQI信息计算SINR，并判断其数值是否低于门限值SINR_th2；若否，则认为该次轮询过程不满足判决条件，执行步骤(34)；若是，则认为该次轮询过程满足判决条件，跳转执行步骤(35)；

(34)将判决次数计时器C₂加1，触发次数计数器T₂不变，继续轮询判断信道状况，即仍保持空间复用模式进行传输，返回执行步骤(31)；

(35)将判决次数计时器C₂和触发次数计数器T₂均增加1，再将T₂和C₂分别与相应的门限值T_th2和C_th2进行比较，根据不同情况，执行后续步骤(36)；

(36)根据比较的不同结果，分别选择执行下述三种情况的操作内容：

情况A：若T₂达到门限值T_th2，且C₂未超过门限值C_th2，则表明在时间窗口C_th2内，用户反馈的SINR有至少的比例小于门限值SINR_th2，即信道状况差，满足切换条件，适于采用传输分集或波束赋形模式，以提高信号传输质量；执行步骤(37)，以便根据用户移动速度判断切换至传输分集还是波束赋形；

情况B：若T₂和C₂均未达到门限值，则表明不具备判决条件，还要继续轮询信道状况；此时，维持T₂和C₂不变，继续采用空间复用模式，即返回步骤(31)；

情况C：若T₂达到门限值T_th2，而C₂达到门限值C_th2，则表明在时间窗口C_th2内，用户反馈的SINR小于门限值SINR_th2的比例数值小，即信道状况无需回退到传输分集或波束赋形模式；此时，将T₂和C₂均清零，继续采用空间复用模式，即返回步骤(31)；

(37)判断用户移动速度是否超过门限值v_th，若超过，则判定用户UE高速移动，执行步骤(38)，将当前传输模式切换至传输分集，并记录模式间切换次数；若未超过，则判定UE中低速移动，跳转执行步骤(39)，将当前传输切换至波束赋形，并记录模式间切换次数；

(38)先将用户门限值SINR_th2和速度门限值v_th参数自适应调整的重要参数-切换次数计数器C_SM-SFBC加1，然后，返回步骤(2)，执行空间复用向传输分集模式的切换；

(39)先将用户门限值SINR_th2和速度门限值v_th参数自适应调整的重要参数-切换次数计数器C_SM-BF加1，然后，执行步骤(4)，完成空间复用向波束赋形模式的切换。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(4)包括下列操作内容：

(41)基站通过RRC信令通知用户，设置与波束赋形相应的PDCCH，并以该传输模式给用户传输数据；作为空间复用的回退模式，波束赋形模式用于边缘用户信噪低和网络状况差的情形，以提升系统传输质量；

(42)根据设置的轮询周期，判断当前子帧是否为判决子帧；若是，则执行步骤(43)，判断是否满足切换条件；若否，则返回步骤(41)，继续采用波束赋形模式传输数据；

(43)基站根据用户反馈的CQI信息计算SINR，并判断其数值是否超过SINR_th3；若未超过，则认为该次轮询过程不满足判决条件，执行步骤(44)；若超过，则认为该次轮询过程满足判决条件，跳转执行步骤(45)；

(44)将判决次数计时器C₃加1，触发次数计数器T₃维持不变，执行步骤(46)，继续判断用户移动速度，以便决策是否继续保持波束赋形模式，还是切换至传输分集模式；

(45)将C₃和T₃均增加1后，再将T₃和C₃分别与其相应的门限值T_th3和C_th3进行比较，然后，根据不同情况，执行后续步骤(46)；

(46)判断用户移动速度是否超过门限值v_th，若是，则判定其高速移动，执行步骤(47)，将当前传输模式切换至传输分集，并记录模式间的切换次数；若否、即用户移动速度未超过门限值v_th，则判定其中低速移动，返回执行步骤(41)，继续保持波束赋形模式传输数据；

(47)先将用户门限值SINR_th3参数自适应的重要参数-切换次数计数器C_BF-SFBC加1，再返回执行步骤(2)，执行波束赋形向传输分集模式的切换；

(48)根据T₃和C₃分别与相应门限值T_th3和C_th3的比较结果，分别执行下述三种情况的不同操作内容：

情况A：若T₃达到门限值T_th3，且C₃未超过门限值C_th3，则表明在时间窗口C_th3内，用户反馈的SINR有至少的比例大于门限值SINR_th3，即信道状况好，满足切换条件，适于采用空间复用模式，以提高系统传输效率，增加系统吞吐量；此时，对T₃和C₃均清零，并执行后续步骤(49)，再统计切换次数；

情况B：若T₃和C₃均未达到门限值，则表明不具备判决条件，无法确保信道状况足以支持空间复用模式；此时，返回执行步骤(46)，再判断用户移动速度，以决策继续保持波束赋形模式还是切换至传输分集模式；若继续保持波束赋形模式，则保持T₃和C₃不变；若切换至传输分集模式，则将T₃和C₃均清零；

情况C：若T₃未达到门限值T_th3，但C₃达到门限值C_th3，则表明在时间窗口C_th3内，用户反馈的SINR大于门限值SINR_th3的比例数值小，即信道状况不满足切换条件，无法切换至空间复用模式；此时，将T₃和C₃均清零，返回执行步骤(46)，再判断用户移动速度，以决策继续保持波束赋形模式还是切换至传输分集模式；

(49)先将切换次数计数器C_BF-SM加1后，返回执行步骤(3)，执行波束赋形向空间复用模式的切换。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述传输分集模式的切换门限值SINR_th1是基站根据设定时间内传输分集到空间复用之间的切换次数C_SFBC-SM作为判断条件自适应地调整的，其调整操作包括以下具体内容：

(A1)记录设定时间内传输分集到波束赋形模式间的切换次数C_SFBC-SM；

(A2)判断C_SFBC-SM是否超过其上限U_SFBC-SM。若已超过，则说明该设定时间内的切换次数过多，系统信令开销大，传输效率低，使得用户的信息传输性能下降；此时，执行步骤(A3)；若未超过，则执行步骤(A4)，再判断其是否低于其下限值L_SFBC-SM；

(A3)将传输分集向空间复用的切换门限SINR_th1提高其调整步长ΔSINR_th1，以降低切换频率，减少系统信令开销；同时，将C_SFBC-SM清零，开始下一设定时间的统计；

(A4)判断C_SFBC-SM是否低于下限值L_SFBC-SM，若是，则说明该设定时间内切换次数过少，导致基站无法根据信道变化灵活地实时切换传输模式，其时效性低，就执行步骤(A5)；若否，则说明设定时间内的切换次数处于合理范围，设置的切换门限SINR_th1数值适宜，无需调整，就保持传输分集向空间复用的切换门限SINR_th1不变，同时，将C_SFBC-SM清零，继续开始下一设定时间的统计；

(A5)将传输分集向空间复用的切换门限SINR_th1降低其调整步长ΔSINR_th1，以增大切换概率，使得基站能根据信道质量变化实时调整传输模式，提高时效性；并将C_SFBC-SM清零，继续开始下一设定时间的统计。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述空间复用模式的切换门限值SINR_th2是基站根据设定时间内空间复用模式到传输分集模式和波束赋形模式的切换次数之和C_SM-SFBC+C_SM-BF作为判断条件自适应地调整的，其调整操作包括以下具体内容：

(B1)记录设定时间内空间复用模式到传输分集模式和波束赋形模式的切换次数之和C_SM-SFBC+C_SM-BF；

(B2)判断C_SM-SFBC+C_SM-BF之和的数值是否超过其上限U_SFBC+BF，若是，则说明设定时间内的切换次数过多，系统信令开销大，传输效率低，使得用户信息传输性能下降，此时，执行步骤(B3)；若否，则执行步骤(B4)，再判断其是否低于其下限值L_SFBC+BF；

(B3)将空间复用向另外两种模式的切换门限SINR_th2降低其调整步长ΔSINR_th2，以降低切换频率，减少系统信令开销；同时，将C_SM-SFBC和C_SM-BF清零，继续开始下一设定时段的统计；

(B4)判断C_SM-SFBC+C_SM-BF是否低于下限值L_SFBC+BF，若是，则说明该设定时间内切换次数过少，导致基站无法根据信道变化灵活地实时切换传输模式，其时效性低，就执行步骤(B5)；若否，则说明设定时间内切换次数处于正常范围，设置的切换门限SINR_th2数值适宜，无需调整，就将C_SM-SFBC和C_SM-BF清零，继续开始下一规定时段的统计；

(B5)将空间复用向另外两种模式的切换门限SINR_th2提高其调整步长ΔSINR_th2，以增大切换概率，使得基站能根据信道质量变化实时调整传输模式，提高时效性；并将C_SM-SFBC和C_SM-BF清零，继续开始下一设定时间的统计。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述波束赋形模式的切换门限SINR_th3是基站根据设定时间内波束赋形模式到空间复用模式的切换次数C_BF-SM作为判断条件自适应地调整的，其调整操作包括以下具体内容：

(C1)记录设定时间内波束赋形模式到空间复用模式的切换次数C_BF-SM；

(C2)判断C_BF-SM值是否超过其上限U_BF-SM，若是，则说明设定时间内切换次数过多，系统信令开销大，传输效率低，使得用户的信息传输性能下降，此时，执行步骤(C3)；若否，则执行步骤(C4)，再判断其是否低于其下限值L_BF-SM；

(C3)将波束赋形模式向空间复用模式的切换门限SINR_th3提高其调整步长ΔSINR_th3，以降低切换概率，减少系统信令开销；同时，将C_BF-SM清零，继续开始下一设定时间的统计

(C4)判断C_BF-SM是否低于其下限值L_BF-SM，若是，则说明设定时间内切换次数过少，导致基站端无法根据信道变化灵活地实时切换传输模式，其时效性低，就执行步骤(C5)；若否，则说明设定时间内切换次数处于正常范围，设置的切换门限SINR_th3适宜，无需调整，就执行步骤(C6)；

(C5)将波束赋形模式向空间复用模式的切换门限SINR_th3降低其调整步长ΔSINR_th3，以增大切换频率，使基站端能够根据信道质量变化实时调整传输模式，提高时效性；并将C_BF-SM清零，继续开始下一设定时间的统计；

(C6)保持波束赋形模式向空间复用模式的切换门限SINR_th3不变，并将C_BF-SM清零，继续开始下一设定时间的统计。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述用户移动速度分界门限值v_th是基站根据设定时间内空间复用模式到传输分集模式和波束赋形模式的切换次数之比作为判断条件自适应地调整的，其调整操作包括下述内容：

(D1)记录设定时间内空间复用模式到传输分集模式和波束赋形模式的切换次数之比

(D2)判断数值是否超过其上限U_SFBC/BF，若是，则说明该设定时间内由空间复用切换至传输分集的次数远大于其切换至波束赋形的次数，即大部分用户被判断为高速移动用户，也就是所述高速移动用户与中低速移动用户的用户移动速度分界门限值v_th设置不合理，就执行步骤(D3)；若否，则执行步骤(D4)；

(D3)将高速移动用户与中低速移动用户的用户移动速度分界门限值v_th增大其调整步长Δv_th，降低高速用户比例，以使更多的用户向波束赋形模式切换，在获得分集增益的同时，获得相应的复用增益；同时将C_SM-SFBC和C_SM-BF清零，继续开始下一设定时间的统计；

(D4)判断是否低于下限值L_SFBC/BF，若是，则说明设定时间内由空间复用切换至波束赋形的次数远大于切换至传输分集的次数，即大部分用户被判断为中低速移动用户，也就是所述高速移动用户与中低速移动用户的用户移动速度分界门限值v_th设置不合理，就执行步骤(D5)；若否，则说明设定时间内空间复用向传输分集和波束赋形模式的切换次数比例处于正常范围，其分界门限值v_th设置适宜，就维持不变，无需调整；同时，将C_SM-SFBC和C_SM-BF清零，继续开始下一设定时间的统计；

(D5)将高速移动用户与中低速移动用户的用户移动速度分界门限值v_th减小Δv_th，提高高速用户比例，使得更多用户向传输分集模式切换，保证用户在高速移动时仍能够获得较好的分集增益，保证传输质量；同时，将C_SM-SFBC和C_SM-BF清零，继续开始设定时间的统计。

10.一种LTE多天线系统的传输模式自适应切换的基站，其特征在于：所述基站根据预设的多个不同门限值，针对不同传输信道的质量变化自适应地为用户配置相应的传输模式：信道质量好的区域选用空间复用模式，以增加网络吞吐量，提高系统效率；信道质量差的区域再根据用户的不同移动速度，分别选用传输分集或波束赋形两种传输模式中的一种，以提高信号质量，确保传输质量；该基站还能根据切换次数自适应调整多个切换门限值和用户移动速度门限值；该基站增设有下述两个部件：

模式自适应单元，用于基站为用户配置初始默认的传输模式，且在运行后，根据用户反馈的CQI计算相应的SINR，并获取用户移动速度，再根据初始设置或从参数自适应单元获取的SINR门限值和速度门限值，判断是否满足模式切换条件；若满足，则统计切换次数，并将其传递给参数自适应单元后，将当前模式切换至目标模式；若不满足，则继续保持当前模式进行传输；以便确保传输质量，又提高系统传输效率；设有顺序连接的设置模块、判断模块、统计模块和切换模块；

参数自适应单元，用于基站根据从模式自适应单元获取的不同模式间的切换次数，对SINR门限值和速度门限值进行自适应调整，并将其反馈至模式自适应单元，以避免切换次数过多，导致网络信令开销大，传输效率低，也避免切换次数过低，使基站无法根据信道质量变化实时调整用户的传输模式；设有顺序连接的统计模块、判断模块和调整模块。

11.根据权利要求10所述的基站，其特征在于：所述模式自适应单元内的四个模块的功能如下：

设置模块，用于用户初始化设置传输分集为默认的传输模式，并分别设置轮询周期、模式间切换门限值、判决次数计数器门限值、触发次数计数器门限值、用户移动速度门限值；以及从参数自适应单元的调整模块获取自适应后的参数值，更新相应的切换指标门限值或用户移动速度门限值；

判断模块，用于判断是否到达周期轮询时刻，并将基站根据UE反馈的CQI计算的SINR信息与设置模块存储的切换门限值进行比较，判断是否满足触发条件；还负责判断统计模块的计数器是否达到模式间切换门限值；

统计模块，用于根据判断模块中切换门限值的比较结果，更新判决次数计数器和触发次数计数器；还负责根据判断模块中的计数器判断结果，更新模式间切换次数计数器，通知切换模块完成模式切换；且每隔设定时间将切换次数信息传递给参数自适应单元中的统计模块；

切换模块，根据统计模块的指令，当满足模式切换条件时，基站通过RRC信令通知用户，设置与目标传输模式相应的PDCCH，并以该传输模式给UE传输数据，完成模式切换。

12.根据权利要求10所述的基站，其特征在于：所述参数自适应单元内的三个模块的功能如下：

统计模块，根据来自模式自适应单元的统计模块信息，统计设定时间内各个模式向目标模式的切换次数；

判断模块，判断统计模块的切换次数是否处于预设范围内，并将判断结果传递给调整模块完成参数自适应调整操作；

调整模块，根据判断模块的判断结果，相应调整各个模式间切换门限，既避免切换次数过多，导致网络信令开销大，传输效率低，也避免切换次数过低，使基站无法根据信道质量变化实时调整用户传输模式；还负责将更新后的模式间切换门限值反馈给模式自适应单元的配置模块。