传输模式选择方法、装置及移动终端制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种传输模式选择方法、装置及移动终端。其中，该方法包括通过信道估计获得自适应传输周期内子帧上的信道矩阵；利用获得的信道矩阵计算子帧内各个成员载波在不同传输模式下的平均信道容量和平均误符号率；根据计算出的平均信道容量和平均误符号率为各个成员载波选择满足系统传输速率和系统误符号率要求的传输模式组合。本发明专利技术在随机信道的前提下遍历计算各个成员载波的平均信道容量和平均误符号率，同时综合考虑系统对传输速率和误符号率的要求，从而在保证用户数据正确传输的前提下有效提高了用户的吞吐量，最大化了移动终端的频谱效率。

【技术实现步骤摘要】
传输模式选择方法、装置及移动终端
本专利技术涉及LTE演进技术，特别地，涉及一种传输模式选择方法、装置及移动终端。
技术介绍
长期演进(LongTermEvolution，LTE)系统支持最大20MHz带宽，下行峰值速率可达100Mbit/s，上行峰值速率可达50Mbit/s。其后续演进项目(LongTermEvolutionAdvanced，LTE-A)系统支持最大100MHz系统带宽，要求下行峰值速率达到1Gbit/s，上行峰值速率达到500Mbit/s。为了达到LTE-A系统的带宽和峰值数据率需求，并考虑到现有频率分配方式和规划难以找到足够承载LTE-A系统100MHz带宽的整段频带，3GPP采用载波聚合(CarrierAggregation，CA)技术将多个LTER兼容载波(LTE-8定义的载波)，即，成员载波(ComponentCarrier，CC)连接成LTE-A系统的传输载波。截至目前，3GPPRAN1和RAN4小组已经确定了单频段连续载波聚合、单频段非连续载波聚合、多频段非连续载波聚合等3类主要场景，所对应的成员载波分别为带内连续载波、带内非连续载波、带外非连续载波。由于这些成员载波所处频带不同，各个CC，特别是非连续载波之间的无线传播特性差异很大，所以如果一个用户的所有载波都采用相同的传输模式，会造成载波聚合场景下的移动终端(UserEquipment，UE)难以匹配各个CC的信道状态的问题。图1是现有技术中LTE-A载波聚合场景下媒体接入控制层与物理层接口方案示意图。如图1所示，传输块在媒体接入控制(MediumAccessControl，MAC)层切割，每个CC独立的传输块对应独立的混合自动重传请求(HybridAutomaticRepeatRequest，HARQ)实体，并且每个CC独立进行调制编码方案选择，可见UE有条件根据各个CC的信道状态在各个CC上配置相应的传输模式。华为曾提出一种名为FlexibleCA/MIMOconfiguration的方案，以满足LTE-A的峰值数据率需求，该方案在载波聚合场景下的两个成员载波上使用相同的传输模式。该方案针对LTE-A定义了三种新类型的UE。三类UE的上下行最大数据速率可通过上层联合配置的成员载波数/层数达到。表1列出了3种UE类型可能的CA/MIMO配置。表1例如，R-10UE类型1的上行最大数据速率是R-8UE的两倍。这一最大数据速率可以在层数相对于R-8UE不变的前提下由两个带宽相同的成员载波聚合传输或者在传输带宽不变的前提下令层数增加为R-8两倍的方法实现，即，可以配置为两个一层的CC聚合传输或者一个两层的CC传输，如图2a和2b所示。其中，图2a示出了2个CC聚合的情况，每个CC使用一根天线传输独立的数据流；图2b示出了1个CC使用2根天线的情况，通过两根天线传输两个独立的数据流，各个数据流中的数据都和图2a中的各个成员载波传输的数据流中的数据对应相同，这样经过基带调制后的传输块所携带的数据量是图2a中单个传输块的两倍。上述方案的优点在于演进型NodeB(eNB)可以根据各个CC的负载和信道状态以及其他系统情况使用表1中CA/MIMO配置中的一种。仍以图2a和图2b为例，对于信道状态良好的UE，eNB可以采用图2b所示的方案；而对于小区边缘的UE，eNB可以采用图2a所示的方案，以为该用户来分配更多的频谱资源，从而获得更高的数据速率。然而，该方案也存在明显的不足。虽然该方案通过载波聚合保证了LTE-A峰值速率需求，但各个CC采用相同的传输模式配置难以匹配各个CC的信道状态。图3是LTE-A闭环传输示意图。如图3所示，LTE-A下行闭环传输通过上行信道周期性地反馈由UE处的信道状态信息(ChannelStateInformation，CSI)得到的预编码矩阵指示符(PrecodingMatrixIndex，PMI)和秩指示(RankIndicator，RI)实现。RI是UE推荐给eNB的短期传输模式。LTE-A中的传输分集对应于RI＝1，空间复用对应于RI>1(考虑LTE-A的transmissionmode2和transmissionmode4，不考虑RI＝1的闭环空间复用)。在空间复用情况下，RI值进一步指明了层数，也即传输的数据流数。传输分集与空间复用利用空间信道的弱相关性，前者结合时间/频率上的选择性为信号的传递提供更多的副本，以提高信号传输的可靠性。后者在多个相互独立的空间信道上传递不同的数据流，以提高数据传输的峰值速率，其数据速率大小与传输的数据流数密切相关。为了使LTE-A系统在数据传输速率和可靠性之间得到很好的折中，最佳传输模式选择一直都是研究的热点。不少研究机构和公司提出了他们自己的选择准则。例如，将接收机处星座图的最小欧几里德距离作为开环多输入多输出(MultipleInputMultipleOutput，MIMO)技术(分集和空间复用)切换准则，此外，在此基础上还有学者提出基于不同典型信道场景下生成的误比特率(BitErrorRatio，BER)的统计或BER近似解的切换准则，另外，还可以基于最大信道容量实现传输模式的切换。现有的载波聚合场景下的MIMO模式配置方案较少，华为的提案具有一定的代表性，该提案虽然可以满足LTE-AR-10的传输带宽和峰值速率要求，但仍然存在以下问题：(1)方案中各个CC上采用相同的传输模式，没有考虑各个CC信道状态的不同，一般在信道矩阵较好的情况下(例如，满秩)采用空间复用的传输模式，既能满足传输正确率又能提高速率；反之，若残秩，空间复用会导致较高的错误率，这时一般采用发送分集；(2)方案中各种CA/MIMO配置的出发点在于满足LTE-A峰值数据率需求，没有考虑数据传输的可靠性，也即，各个CC无法根据UE的数据速率需求和目标误比特率配置相应的传输模式。
技术实现思路
本专利技术要解决的一个技术问题是提供一种传输模式选择方法、装置及移动终端，能够在保证LTE-A下行传输速率和传输正确率的前提下最大化移动终端的频谱效率。根据本专利技术的一方面，提出了一种传输模式选择方法，包括通过信道估计获得自适应传输周期内子帧上的信道矩阵；利用获得的信道矩阵计算子帧内各个成员载波在不同传输模式下的平均信道容量和平均误符号率；根据计算出的平均信道容量和平均误符号率为各个成员载波选择满足系统传输速率和系统误符号率要求的传输模式组合。根据本专利技术的另一方面，还提出了一种传输模式选择装置，包括信道矩阵获取单元，用于通过信道估计获得自适应传输周期内子帧上的信道矩阵；信息处理单元，与信道矩阵获取单元相连，用于利用获得的信道矩阵计算子帧内各个成员载波在不同传输模式下的平均信道容量和平均误符号率；以及模式选择单元，与信息处理单元相连，用于根据计算出的平均信道容量和平均误符号率为各个成员载波选择满足系统传输速率和系统误符号率要求的传输模式组合。根据本专利技术的又一方面，还提出了一种移动终端，其包括前述实施例中的传输模式选择装置。本专利技术提供的传输模式选择方法、装置及移动终端，在随机信道的前提下遍历计算各个成员载波的平均信道容量和平均误符号率，同时综合考虑系统对传输速率和误符号率的要求，从而在保证用户数据正确传输的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传输模式选择方法，其特征在于，包括：通过信道估计获得自适应传输周期内子帧上的信道矩阵；利用获得的所述信道矩阵计算所述子帧内各个成员载波在不同传输模式下的平均信道容量和平均误符号率；根据计算出的所述平均信道容量和平均误符号率为所述各个成员载波选择满足系统传输速率和系统误符号率要求的传输模式组合。

【技术特征摘要】
1.一种传输模式选择方法，其特征在于，包括：通过信道估计获得自适应传输周期内子帧上的信道矩阵；利用获得的所述信道矩阵计算所述子帧内各个成员载波在不同传输模式下的平均信道容量和平均误符号率；根据计算出的所述平均信道容量和平均误符号率为所述各个成员载波选择满足系统传输速率和系统误符号率要求的传输模式组合。2.根据权利要求1所述的传输模式选择方法，其特征在于，所述自适应传输周期内的子帧为一个无线帧的前半部分。3.根据权利要求1所述的传输模式选择方法，其特征在于，所述利用获得的所述信道矩阵计算所述子帧内各个成员载波在不同传输模式下的平均信道容量和平均误符号率的步骤包括：根据各个成员载波上的发送天线数和接收天线数分别确定各个成员载波的传输层数的取值范围；在所述各个成员载波的传输层数的取值范围内：根据所述信道矩阵计算所述各个成员载波在其子载波和所述子帧的每个OFDM符号上的平均信道容量；根据所述信道矩阵计算所述各个成员载波的输出信噪比的范围；根据所述各个成员载波的输出信噪比的范围计算所述各个成员载波的平均误符号率。4.根据权利要求3所述的传输模式选择方法，其特征在于，在所述传输层数等于1时，对应成员载波所采用的传输模式为发送分集方式。5.根据权利要求3所述的传输模式选择方法，其特征在于，在所述传输层数大于1时，对应成员载波所采用的传输模式为空间复用方式。6.根据权利要求3所述的传输模式选择方法，其特征在于，所述根据计算出的所述平均信道容量和平均误符号率为所述各个成员载波选择满足系统传输速率和系统误符号率需求的传输模式组合的步骤包括：根据所述各个成员载波的传输层数的取值范围排列组合出各种传输模式组合；判断在一种传输模式组合下所述各个成员载波的平均信道容量之和是否大于等于系统传输速率要求、并且判断在该种传输模式组合下所述各个成员载波的平均误符号率是否均小于系统误符号率要求；如果在该种传输模式组合下所述各个成员载波的平均信道容量之和大于等于系统传输速率要求、并且所述各个成员载波的平均误符号率均小于系统误符号率要求，则将该种传输模式确定为所述各个成员载波的传输模式组合。7.根据权利要求6所述的传输模式选择方法，其特征在于，在所述各个成员载波满足系统传输速率要求和误符号率要求的传输模式组合为多个时，选择所述各个成员载波的平均信道容量之和最大的传输模式组合为所述各个成员载波的传输模式组合。8.根据权利要求7所述的传输模式选择方法，其特征在于，在所述各个成员载波满足系统传输速率要求和误符号率要求的传输模式组合为多个、并且所述各个成员载波的平均信道容量之和均相等时，在所述各个成员载波的多种传输模式组合中选择所述各个成员载波中最大平均误符号率最小的传输模式组合为所述各个成员载波的传输模式组合。9.一种传输模式选择装置，其特征在于，包括：信道矩阵获取单元，用于通过信道估计获得自适应传输周期内子帧上的信道矩阵；信息处理单元，与所述信道矩阵获取单元相连，用于利用获得的所述信道矩阵计算所述子帧内各个成员载波在不同传输模式下的平均信道容量和平均误符号率；以及模式...

【专利技术属性】
技术研发人员：王朝炜，余阳，闫飞燕，王卫东，张英海，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：