[发明专利]MIMO通信系统的闭环速率控制

说明书

本申请是申请日为2005年11月16日，题为“MIMO通信系统的闭环速率控制”，申请号为200580046449.0的专利申请的分案申请。

依据35U.S.C.§119要求优先权

本专利申请要求享受2004年11月16日提交的、题目为“Closed-Loop Rate Control for a MIMO Communication System”的临时申请No.60/628,568的优先权，临时申请No.60/628,568已转让给本申请的受让人，故明确地以引用方式并入本申请。

发明领域

概括地说，本发明涉及数据通信，具体地说，本发明涉及用于对通信系统进行速率控制的技术。

技术背景

多输入多输出(MIMO)通信系统采用发射站处的多个(T)发射天线和接收站处的多个(R)接收天线进行数据传输。可以将T个发射天线和R个接收天线形成的MIMO信道分解为S个空间信道，其中S≤min{T，R}。这S个空间信道可用于以实现更高总吞吐量和/或更大可靠性的方式来发射数据。

空间信道可能会经受不同的信道状况(例如，不同的衰落、多径以及干扰影响)，所以会达到不同的信号与噪声加干扰比(SNR)。各空间信道的SNR决定了其传输容量，后者通常由可以可靠地在空间信道上传输的特定数据速率进行量化。如果SNR随空间信道而改变，则所支持的数据速率也随空间信道而改变。此外，信道状况通常随时间而改变，并且，空间信道所支持的数据速率也随时间而改变。

在经受不同信道状况的MIMO系统中，也被称为速率适配(rate adaptation)的速率控制是一个主要难题。速率控制需要根据信道状况控制各数据流的数据速率。速率控制的目标应当是尽最大可能地去增加空间信道上的总吞吐量同时满足特定的性能目标，该性能目标可以由特定的分组差错率(PER)和/或其它标准进行量化。

因此，在该领域中，需要在MIMO系统中有效地执行速率控制的技术。

发明内容

本申请描述了在MIMO系统中执行速率控制的技术。在一个实施例中，经由MIMO信道传输的至少一个数据流的速率控制是根据如下方式来实现的：(1)内环，为至少一个数据流选择至少一个速率；(2)外环，提供内环选择至少一个速率所使用的至少一个参数。也可以将速率称为分组格式、模式、数据速率、码率、调制方案、编码和调制方案、调制编码组(MCS)等等。外环调整内环的操作。

在一个实施例中，对于内环来说，根据数据流的接收导频符号和/或接收数据符号，首先为各数据流获取至少一个SNR估计。可以根据用于恢复出至少一个数据流的接收机空间处理技术而导出SNR估计。确定各数据流的分集阶数(diversity order)、MIMO回退因子和外环回退因子，并且，使用它们导出数据流的有效SNR，如下所述。然后，根据至少一个数据流的至少一个有效SNR，为至少一个数据流(单独地或共同地)选择至少一个速率。也可以从与不同的发射机空间处理相关的多种传输模式(例如，受控模式、非受控模式以及空间扩展模式)中选择一种传输模式来使用。在一个实施例中，外环根据各数据流的性能(例如，分组状态和/或解码器度量)调整该数据流的外环回退因子。

下面描述速率控制的各个细节。下面还进一步详细描述本发明的各个方面和实施例。

附图说明

图1示出了发射站和接收站的框图。

图2示出了具有内环和外环的速率控制机制。

图3示出了在MIMO系统中执行速率控制的处理。

图4示出了在MIMO系统中执行速率控制的装置。

具体实施方式

本申请中使用的“示例性的”一词意味着“用作例子、例证或说明”。本申请中被描述为“示例性”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例更优选或更具优势。

本申请描述的速率控制技术可以用于各种MIMO系统，例如，具有单个频率子带的单载波MIMO系统、具有多子带的多载波MIMO系统、具有多子带的单载波MIMO系统等等。多子带可以用正交频分复用(OFDM)、单载波频分多址(SC-FDMA)、其它调制技术或其它结构来获取。OFDM将全部系统带宽划分成多个(K)正交的子带，这些子带也被称为音频带(tone)、子载波、频率段(bin)等。利用OFDM，每个子带与可调制有数据的相应子载波相关联。同样，SC-FDMA将全部系统带宽划分成K个子带。通常，调制符号在频域中用OFDM进行发送，而在时域中用SC-FDMA进行发送。