专利名称：Lte多天线系统的传输模式自适应切换方法及装置的制作方法
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物理层米用正交频分多址0FDMA(Orthogonal Frequency Division MultipleAccess)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F1DSCH (PhysicalDownlink 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ΜΙΜΟ(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2 λ。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MBTO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 (PerAntenna 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MMO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t匕、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:(I)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SINRthl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CSFTC_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SINRth2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Vth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CSM_SFB。或记录空间复用到波束赋形的模式切换次数的计数器CSM_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SINRth3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Vth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cBF_SFBC或记录波束赋形到空间复用的切换次数的计数器CBF_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。
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。
具体实施例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):
权利要求
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SINRthl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CSFTC_SMS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SINRth2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Vth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CSM_SFB。或记录空间复用到波束赋形的模式切换次数的计数器CSM_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SINRth3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Vth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cBF_SFBC或记录波束赋形到空间复用的切换次数的计数器CBF_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(I)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SINRthl、SINRth2, SINRth3及其相应的三个调整步长ASINRthl、ASINRth2,Λ SINRth3，其中，SINRthl, SINRth2和SINRth3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(；和满足判决条件的次数、即触发次数计数器Tn的门限值Cthn和Tthn，式中，下标η=1，2，3分别顺序代表上述三种模式；且只有Cn和Tn同时达到各自门限值Cthn和Tthn时，才发生模式切换:即在时间窗口 Cthn内，当 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Tn和Cn清零； 设置记录不同模式之间切换次数的五个计数器cSFBC_SM、cSM_SFBC、cSM_BF、cBF_SFBC和CBF_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Vth及其调整步长Avth,当用户移动速度不小于vth，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vth，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Vth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H)CCH，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SINRthl；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C1W1，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I后，再将CpT1分别与其相应的门限值Cthl、Tthl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Tthl，且C1未超过门限值Cthl，则表明在时间窗口 Cthl内，用户反馈的SINR有至少>的比例大于门限值SINRthl,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Tthl,但C1达到门限值Cthl,则表明在时间窗口 Cthl内，用户反馈的SINR大于门限值SINRthl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SINRthl参数自适应调整的重要参数-切换次数计数器CSFTC_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H)CCH，并以该传输模式给用户传输数据，以提升系统传输效率，提闻吞吐量； (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SINRth2；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Tth2和Cth2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Tth2，且C2未超过门限值Cth2，则表明在时间窗口 Cth2内，用户反馈的SINR有至少> 的比例小于门限值SINRth2,即信道状况差，满足切换条件，适于采用 LA2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Tth2，而C2达到门限值Cth2，则表明在时间窗口 Cth2内，用户反馈的SINR小于门限值SINRth2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vth，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SINRth2和速度门限值Vth参数自适应调整的重要参数-切换次数计数器CSM_SFB。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SINRth2和速度门限值Vth参数自适应调整的重要参数-切换次数计数器CSM_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H)CCH，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SINRth3;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I后，再将T3和C3分别与其相应的门限值Tth3和Cth3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vth，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vth，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SINRth3参数自适应的重要参数-切换次数计数器C 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Tth3和Cth3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Tth3，且C3未超过门限值Cth3，则表明在时间窗口 Cth3内，用户反馈的SINR有至少
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SINRthl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CSFTC_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: (Al)记录设定时间内传输分集到波束赋形模式间的切换次数CSFTC_SM ； (A2)判断CSFBC_SM是否超过其上限USFBC_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Lsfbc_sm ； (A3)将传输分集向空间复用的切换门限SINRthl提高其调整步长Λ SINRthl，以降低切换频率，减少系统信令开销；同时，将CSFTC_SM清零，开始下一设定时间的统计； (A4)判断CSFTC_SM是否低于下限值Ls 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SINRthl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SINRthl不变，同时，将CSFTC_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SINRthl降低其调整步长ASINRthl,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cSFBe_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SINRth2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CsM-SFBC+Cs1-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: (BI)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CsM-SFBC+CsM-BF ; (B2)判断Csm_sfbc+Csm_bf之和的数值是否超过其上限USFBC+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Lsfbc+bf ； (B3)将空间复用向另外两种模式的切换门限SINRth2降低其调整步长ASINRth2,以降低切换频率，减少系统信令开销；同时，将CSM_SFB。和CSM_BF清零，继续开始下一设定时段的统计； (B4)判断CSM_SFBe+CSM_BF是否低于下限值LSFBe+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SINRth2数值适宜，无需调整，就将CSM_SFB。和CSM_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SINRth2提高其调整步长ASINRth2,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CSM_SFB。和CSM-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SINRth3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CBF_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: (Cl)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CBF_SM ； (C2)判断CBF_SM值是否超过其上限UBF_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Lbf_sm ； (C3)将波束赋形模式向空间复用模式的切换门限SINRth3提高其调整步长ASINRth3,以降低切换概率，减少系统信令开销；同时，将CBF_SM清零，继续开始下一设定时间的统计 (C4)判断CBF_SM是否低于其下限值Lbf_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SINRth3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SINRth3降低其调整步长Λ SINRth3,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CBF_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SINRth3不变，并将CBF_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:所述用户移动速度门限Vth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
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F1DCCH,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。
全文摘要
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。
文档编号H04W36/00GK103179619SQ20131011711
公开日2013年6月26日 申请日期2013年4月7日 优先权日2013年4月7日
发明者纪晓东, 贾玉玮, 李 远, 彭木根, 靳浩, 王文博 申请人:北京邮电大学