[發明專利]LTE多天線系統的傳輸模式自適應切換方法及裝置

無效

• 申請號: 201310117114.X
• 申請日: 2013-04-07
• 公開（公告）號: CN103179619A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 紀曉東;賈玉瑋;李遠;彭木根;靳浩;王文博
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04W36/00
• 分類號: H04W36/00
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 夏憲富

技術領域

本發明涉及LTE多天線輸入多輸出系統中的傳輸模式自適應切換方法及裝置，屬于無線通信的技術領域。

背景技術

LTE物理層采用正交頻分多址OFDMA（Orthogonal?Frequency?Division?Multiple?Access）作為下行多址傳輸技術，這種技術適用于頻率選擇性信道和高數據率傳輸；其下行支持多天線技術，包括空間復用、發射分集、波束賦形，能獲得較好的陣列增益、空間復用增益和分集增益。

根據LTE?R9的物理層協議，通過高層信令半靜態配置，用戶終端UE可以被設置為8種不同的傳輸模式。這8種傳輸模式對應于不同的物理下行共享信道PDSCH（Physical?Downlink?Shared?Channel）的數據處理過程，其實質是對應于不同的多輸入多輸出MIMO（Multiple?In?Multiple?Out）方式，即傳輸分集、空間復用和波束賦形。由于不同MIMO模式的實現機制不同，其各自具有的特點與適用的場景也不同。

對于傳輸分集，其主要原理是利用空間信道的弱相關性，在相互獨立的信道上傳輸多個數據副本，用于提高信號傳輸的可靠性，從而改善接收信號的信干噪比。由于傳輸分集模式在多信道上傳輸的數據是相同的，因此，無助于提高吞吐量。因此，傳輸分集模式適用于低信干噪比的區域，即小區邊緣用戶，能有效提高數據傳輸的質量。另外，在實現機制上，傳輸分集需要較大的天線間距，通常是大于2λ。

空間復用也是利用空間信道弱相關性的技術，但其與傳輸分集不同，其工作原理是在多個相互獨立的空間信道上傳輸不同的數據流，因此可以有效提高數據傳輸的峰值速率。所以，空間復用適用于高低噪比的區域，即小區中心用戶，能夠提升吞吐量。

對于波束賦形，又不同于其他兩種MIMO機制，它是利用空間信道強相關性的技術，因此需要小間距的天線陣列，通常是采用圓陣或小間距線性天線實現的。波束賦形技術能夠采用強方向性的輻射方向圖，提升用戶的傳輸質量，因此，對于小區邊緣的用戶，能有效保證傳輸質量，從而增加覆蓋范圍。所以波束賦形主要用于提高系統容量或者覆蓋范圍，適用于小區邊緣的用戶。

為了進一步提升系統傳輸可靠性和傳輸效率，系統應該能夠在不同的MIMO機制之間進行自適應地切換，以適應不同的傳輸信道狀況，在不同的場景下能有效改善通信系統性能。

現有技術的多天線模式切換算法，例如：基于指數有效SINR映射EESM（Exponential?Effective?SIR?Mapping?）的鏈路自適應和單天線速率控制PARC（Per?Antenna?Rate?Control）相結合的空間復用和波束賦形間的切換，基于最小歐氏距離的空間復用和傳輸分集間的切換，這些方法的理論性很強，復雜度高，不易于在實際系統中實現。而且，現有文獻中的自適應切換方法考慮了LTE系統中所有8種傳輸模式，在實際系統中并非全部適用，缺乏針對性和實用性。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種用于LTE多天線系統的傳輸模式自適應切換方法及裝置，涉及LTE?R9下行的八種傳輸模式中的三種：傳輸分集（模式2）、開環空間復用（模式3）和雙流波束賦形（模式8），分別對應三種MIMO機制：傳輸分集、空間復用和波束賦形。本發明提供的這三種傳輸模式的實施步驟操作簡單、方便，其適用場景涵蓋了基本的網絡狀態，適用廣泛；而且，不同模式間的切換算法的復雜度低，在實際系統中容易實現。應用本發明方法的裝置-基站結構簡單、容易推廣實現。

為了達到上述目的，本發明提供了一種長期演進LTE（Long?Term?Evolution）多天線系統中的傳輸模式自適應切換方法，其特征在于：所述方法是基站根據用戶的信干噪比、移動速度和地理位置作為判斷條件，自適應地為用戶設置適宜的傳輸模式；包括下述操作步驟：

（1）基站初始化設置傳輸模式切換所涉及的多個參數，所述參數包括：輪詢周期、模式間切換門限值、計數器門限值和用戶移動速度門限值；

（2）基站為用戶設置采用傳輸分集模式進行數據傳輸：