专利名称：天线模式切换的方法、设备及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信领域，特别涉及一种天线模式的检测后SNR (Signal-to-Noise Ratio,信噪比)获取方法及装置， 一种数据发送方法、 一种 用户设备端天线模式的检测后信噪比获取方法、 一种用户设备及基站，根据检 测后SNR进行天线模式切换的方法、系统以及天线模式切换系统。
背景技术：
对于通信系统来说，为了保证可靠性的同时又保证尽可能高的频谱利用 率，常用的解决方法是接收端向发射端反馈信道质量信息，发射端依据该信道 质量信息，按照一定的准则选择最合适的多天线模式来发射数据，或者接收端 进行天线模式选择，然后将选择后的结果通知发射端。在信噪比较低时，更倾 向于选择TD (Transmit Diversity,发射分集)或者BF (Beam-Forming,波束 赋形)模式，而当信噪比较高时，更倾向于选择SM (Spatial Multiplexing,空 间复用)模式。
常用的天线模式切换算法是基于Shannon容量准则的，即在发射端使用 公共导频(所谓公共导频，就是在下行链路Node B (基站)的每个发射天线 上使用不同的导频)，在接收端利用公共导频进行信道估计，估算出各个备选 天线模式的数据流检测后SNR,然后计算各备选天线模式的Shannon容量，并 选择最大值所对应的天线模式，用于下一次的数据发射。
以SM和TD的自适应切换为例，步骤如下
1、 在NodeB的每个发射天线上分配公共导频；
2、 l正(User Equipment,用户设备)利用导频辅助的信道估计方法，即 先估计出导频位置的信道衰落，然后利用这些估计出的信道衰落通过内插等方法得到数据部分的信道衰落，由于每个收发天线对之间的信道衰落是信道矩阵
中的一个元素，因此便可以获得完整的下行信道矩阵H;
3、 UE利用估计出的H通过计算方式得到各备选天线模式的数据流检测后 SNR。
TD模式的检测后有效SNR为
zzN2
H ，其中
式中的STTD是空时发射分集(Space Time Transmit Diversity),属于开环
TD的一种方案。当然，对于其它发射分集方案可以使用相应的计算方法。~为 第j个发射天线和第i个接收天线间的信道衰落系数，是信道矩阵H的第j行
第i列的元素，""2为信道上的高斯白噪声方差。 SM才莫式的4企测后SNR为
y鉱,-雄/X了)1: ， " = 2， ，其中.
假设式中使用的SM检测算法是MMSE ( Minimum Mean Square Error,最 小均方误差)，《为第i个发射天线上的数据流对应的信道衰落系数向量，是信
道矩阵H的第i列，"M，'为第i个发射天线上的数据流所对应的检测后SNR。
C = f>g2(l + SA^)
4、 计算每个天线模式的Shannon容量。利用公式 , 式中K为Node B独立发送的并行数据流个数，为该数据流的检测后信噪 比。对于每种天线模式来说，将其所有数据流容量相加。
5、 比较每个天线模式的Shannon容量，选择在当前信道条件下能够获得 最大容量的天线模式，并将这个选出的天线模式反馈给发射端。
例如，备选天线模式为2种，即TD模式和SM模式，设 为Shannon容 量，那么Shannon容量准则可表示如下如果c側〈"d，则选择TD模式；
如果CsM》Qp,则选择SM模式。
6、根据UE端反馈的信息，Node B端在下一次数据发送时进行天线模式 切换。
下面对专用导频的进行简要说明。
所谓专用导频，就是把不同的导频加到各个数据流上，与数据一起进行加 权等预处理，然后再由天线发送出去。在这种情况下，UE做信道估计得到的 信道矩阵与上面所述公共导频下估计出的H不同，不再是收发天线对之间的信 道衰落，而是每个数据流到达各接收天线时所历经的等效衰落系数，例如专用 导频跟随数据一起经历加权的预处理，那么用信道估计先得到导频位置的信道 衰落，这个信道衰落是实际的信道衰落与权值的乘积的等效信道衰落，而前面 所述公共导频估计出的仅为实际的信道衰落。使用专用导频估计出的是等效的 信道矩阵，只有当不使用加权等预处理操作，而只是将导频与数据流由相应的 唯一对应天线发送时，这个估计出的等效信道矩阵才与公共导频所估计出的信 道矩阵相同。
图1为不同导频的插入位置示意图，如图所示，专用导频会随着数据流一 起经历一些如加权等预处理，而公共导频则直接经天线发射，仅仅经历实际的 信道衰落。该图仅为示意图，在实际中通常不必专用导频与公用导频同时使用。
现有的天线模式切换方法存在以下不足，尤其是应用于TDD(Time Division Duplex,时分双工)系统时。
一、当采用公共导频设计时，虽然能够利用信道估计所得的实际信道矩阵 计算出所有备选天线模式的数据流检测后SNR，但由于导频个数依赖于实际的 发射天线个数，当天线个数较多时，则相应需要较多的导频资源。在TDD系 统中，导频资源是Midamble码的移位，这个资源是有限的，尤其是发射天线 阵列含有6或8个天线时，对导频的需求量更大，同时能支持的用户数会过少， 显然是不可行的。二、当釆用专用导频设计时，只能得到当前所使用的天线模式下各数据流
的检测后SNR,而无法得到其它待选的天线模式下各数据流的4企测后SNR。 例如，当前采用TD模式，那么导频会随着数据一起经历发射分集的操作，再 由天线发射出去，在UE只能估算出TD模式下的数据流检测后SNR，由于没 有经历其它模式(如SM模式)的导频，就无法得到其它模式下的数据流检测 后SNR。
发明内容
本发明提供一种天线模式的检测后SNR获取方法及装置，用于解决同时 获取基站在采用不同天线模式时对应的各天线模式下检测后SNR的问题。相 应的，还提供了一种数据发送方法、 一种用户设备端天线模式的检测后信噪比 获取方法、 一种用户设备及基站。
基于同一发明构思，本发明还提供了一种根据;险测后SNR进行天线模式 切换的方法、系统以及天线模式切换系统，用以解决在多天线模式情况下，提 供天线模式切换依据进而采取相应天线模式的问题。
本发明提供了 一种天线模式的检测后SNR获取方法，包括如下步骤
将在设定时间段内发送的数据帧分为第一类数据帧、第二类数据帧；
将第一类数据帧按当前天线模式复用导频后进行发送，将第二类数据帧按 备用天线模式复用导频后进行发送；
在用户设备端根据接收的第一类数据帧上的导频进行信道估计后获取当 前天线模式下的检测后信噪比，在用户设备端根据接收的第二类数据帧上的导 频进行信道估计后获取备用天线模式下的检测后信噪比。
较佳地，所述第 一类数据帧与第二类数据帧的分类关系由通信系统高层设 置后通知数据帧发送方与接收方；
或，
所述第一类数据帧与第二类数据帧的分类关系由发送方设置后通知数据帧才妄J]欠方。
较佳地，在将数据帧分为第一类数据帧、第二类数据帧时，根据时间关系
将数据帧分为第一类数据帧、第二类数据帧；
用户设备端在接收到数据帧后，根据所述时间关系识别第一类数据帧、第 二类数据帧。
较佳地，所述当前天线模式为将同一数据帧生成多个不同形式的数据帧后 由多个天线发送的天线模式，所述备用天线模式为将多个数据帧同时由多个天 线发送的天线模式；
或，所述当前天线模式为将多个数据帧同时由多个天线发送的天线模式， 所述备用天线模式为将同 一数据帧生成多个不同形式的数据帧后由多个天线 发送的天线模式。
较佳地，所述导频是复用在数据流上与数据同时进行预处理的专用导频。 较佳地，根据接收数据帧上的导频进行信道估计，具体为 在时分双工系统中，在小区建立时为小区分配Midamble码； 用户设备端根据Midamble码进行信道估计。
较佳地，所述在时分双工系统中，在小区建立时为小区分配Midamble码， 具体为
在小区建立时为每个小区分配一个基本Midamble码； 基本Midamble码的每个移位分配给不同的用户，或分配给同一用户不同 的数据流。
本发明还提供了 一种天线模式的检测后信噪比获取方法，包括如下步骤 当前天线模式为将同一数据帧生成多个不同形式的数据帧后由多个天线 发送的天线模式，备用天线模式为将多个数据帧同时由多个天线发送的天线模 式时，将在设定时间段内发送的数据帧分为第一类数据帧、第二类数据帧，在 所述时间段内发送数据时天线模式不变；将第一类数据帧按当前天线模式复用 导频后进行发送，将第二类数据帧按备用天线模式复用导频后进行发送；在用户设备端根据接收的第一类数据帧上的导频进行信道估计后获取当前天线模 式下的检测后信噪比，在用户设备端根据接收的第二类数据帧上的导频进行信
道估计后获取备用天线模式下的检测后信噪比；
当前天线模式为将多种数据帧同时由多个天线发送的天线模式，备用天线 模式为将同一种数据帧生成多个不同形式的数据帧后由多个天线发送的天线 模式时，将数据帧按当前天线模式复用导频后进行发送；在用户设备端根据接 收的数据帧上的导频进行信道估计后获取当前天线模式下的检测后信噪比；在 用户设备端根据接收的同 一数据帧上的导频进行信道估计后获取备用天线模 式下的检测后信噪比。
较佳地，所述第 一类数据帧与第二类数据帧的分类关系由通信系统高层设 置后通知数据帧发送方与接收方；
或，
所述第一类数据帧与第二类数据帧的分类关系由发送方设置后通知数据 帧4妻收方。
较佳地，在将数据帧分为第一类数据帧、第二类数据帧时，根据时间关系 将数据帧分为第一类数据帧、第二类数据帧；
用户设备端在接收到数据帧后，根据所述时间关系识别第一类数据帧、第 二类数据帧。
较佳地，所述导频是复用在数据流上与数据同时进行预处理的专用导频。 较佳地，根据接收数据帧上的导频进行信道估计，具体为 在时分双工系统中，在小区建立时为小区分配Midamble码； 用户设备端根据Midamble码进行信道估计。
较佳地，所述在时分双工系统中，在小区建立时为小区分配Midamble码， 具体为
在小区建立时为每个小区分配一个基本Midamble码；
基本Midamble码的每个移位分配给不同的用户，或分配给同 一用户不同的数据流。
本发明还提供了一种数据发送方法，包括如下步骤 将在设定时间段内发送的数据帧分为第 一类数据帧、第二类数据帧； 将第一类数据帧按当前天线模式复用导频后进行发送，将第二类数据帧按 备用天线模式复用导频后进行发送。
本发明又提供了一种数据发送方法，包括如下步骤 当前天线模式为将同一数据帧生成多个不同形式的数据帧后由多个天线 发送的天线模式，备用天线模式为将多个数据帧同时由多个天线发送的天线模 式时，将在设定时间段内发送的数据帧分为第一类数据帧、第二类数据帧，在 所述时间段内发送数据时天线模式不变；将第一类数据帧按当前天线模式复用 导频后进行发送，将第二类数据帧按备用天线^f莫式复用导频后进行发送；
当前天线模式为将多种数据帧同时由多个天线发送的天线模式，备用天线 模式为将同一种数据帧生成多个不同形式的数据帧后由多个天线发送的天线 模式时，将数据帧按当前天线模式复用导频后进行发送。
本发明还提供了一种用户设备端天线模式的检测后信噪比获取方法，包括 如下步骤
接收数据帧；
识别在设定时间段内接收的数据帧中的第一类数据帧、第二类数据帧； 在用户设备端根据接收的第一类数据帧上的导频进行信道估计后获取当
前天线模式下的检测后信噪比，在用户设备端根据接收的第二类数据帧上的导
频进行信道估计后获取备用天线模式下的检测后信噪比。
本发明又提供了一种用户设备端天线模式的检测后信噪比获取方法，包括
如下步骤
当前天线模式为将多种数据帧同时由多个天线发送的天线模式，备用天线 模式为将同 一种数据帧生成多个不同形式的数据帧后由多个天线发送的天线 模式时，在用户设备端根据接收的数据帧上的导频进行信道估计后获取当前天线模式下的检测后信噪比；在用户设备端根据接收的同一数据帧上的导频进行 信道估计后获取备用天线模式下的检测后信噪比；
当前天线模式为将同一数据帧生成多个不同形式的数据帧后由多个天线 发送的天线模式，备用天线模式为将多个数据帧同时由多个天线发送的天线模 式时，识别在设定时间段内接收的数据帧中的第一类数据帧、第二类数据帧， 在用户设备端根据接收的第 一类数据帧上的导频进行信道估计后获取当前天 线模式下的检测后信噪比，在用户设备端根据接收的第二类数据帧上的导频进 行信道估计后获取备用天线模式下的检测后信噪比。
本发明还提供了一种根据检测后信噪比进行天线模式切换的方法，包括如 下步骤
使用Shannon容量准则，根据当前天线模式与备用天线模式的检测后信噪 比获取当前天线模式与备用天线模式的Shannon容量；
根据当前天线模式与备用天线模式的Shannon容量确定基站釆用的天线模
式；
基站根据反馈的天线模式信息在当前天线模式与备用天线模式间进行切换。
本发明提供了 一种天线模式的检测后信噪比获取装置，包括 模式确定模块，用于确定当前天线模式及备用天线模式； 发送模块，用于发送数据帧；
获取模块，用于根据接收的数据帧获取当前天线模式及备用天线模式下的 检测后信噪比。
较佳地，所述发送模块包括
帧分类单元，用于将在设定时间段内发送的数据帧分为第一类数据帧、第 二类数据帧；
第一发送单元，用于将第一类数据帧按当前天线模式复用导频后进行发 送，将第二类数据帧按备用天线模式复用导频后进行发送；所述获取模块进一步用于根据接收的第一类数据帧上的导频进行信道估 计后获取当前天线模式下的检测后信噪比，根据接收的第二类数据帧上的导频 进行信道估计后获取备用天线模式下的检测后信噪比。
较佳地，所述发送模块包括第一发送单元、第二发送单元、帧分类单元，
其中
在所述模式确定模块确定所述当前天线模式为将多个数据帧同时由多个 天线发送的天线模式，所述备用天线模式为将同 一数据帧生成多个不同形式的
数据帧后由多个天线发送的天线模式时
第二发送单元，用于将数据帧按当前天线模式复用导频后进行发送；
所述获取模块进一步用于根据接收的数据帧上的导频进行信道估计后获 取当前天线模式下的检测后信噪比；根据接收的同 一数据帧上的导频进行信道 估计后获取备用天线模式下的检测后信噪比；
在所述模式确定模块确定所述当前天线模式为将同一数据帧生成多个不 同形式的数据帧后由多个天线发送的天线模式，所述备用天线模式为将多个数 据帧同时由多个天线发送的天线;漠式时
帧分类单元，用于将在设定时间段内发送的数据帧分为第一类数据帧、第 二类数据帧，在所述时间段内发送数据时天线模式不变；
第一发送单元，用于将第一类数据帧按当前天线模式复用导频后进行发 送，将第二类数据帧按备用天线模式复用导频后进行发送；
所述获取模块进一步用于根据接收的第 一类数据帧上的导频进行信道估 计后获取当前天线模式下的检测后信噪比，根据接收的第二类数据帧上的导频 进行信道估计后获取备用天线模式下的检测后信噪比。
较佳地，所述发送模块进一步用于将数据帧按当前天线模式复用导频后与 数据同时进行预处理后进行发送。
本发明还提供了一种根据检测后信噪比进行天线模式切换的系统，包括
容量获取模块，用于使用Shannon容量准则，根据当前天线模式与备用天线模式的检测后信噪比获取当前天线模式与备用天线模式的Shannon容量； 反馈模块，根据当前天线模式与备用天线模式的Shannon容量确定基站采
用的天线模式信息后反馈；
切换模块，用于根据反馈的天线模式信息在当前天线模式与备用天线模式
间进行切换。
本发明又提供了一种用户设备，包括
获取模块，用于根据接收的数据帧获取当前天线模式及备用天线模式下的 才企测后信噪比。
较佳地，所述获取模块进一步用于根据接收的第一类数据帧上的导频进行 信道估计后获取当前天线模式下的检测后信噪比，根据接收的第二类数据帧上 的导频进行信道估计后获取备用天线模式下的^r测后信噪比。
较佳地，所述获取模块进一步用于
在当前天线模式为将多个数据帧同时由多个天线发送的天线模式，所述备 用天线模式为将同一数据帧生成多个不同形式的数据帧后由多个天线发送的 天线模式时，根据接收的数据帧上的导频进行信道估计后获取当前天线模式下 的检测后信噪比；根据接收的同一数据帧上的导频进行信道估计后获取备用天 线模式下的检测后信噪比；
在当前天线模式为将同一数据帧生成多个不同形式的数据帧后由多个天 线发送的天线模式，所述备用天线模式为将多个数据帧同时由多个天线发送的 天线模式时，根据接收的第一类数据帧上的导频进行信道估计后获取当前天线 模式下的检测后信噪比，根据接收的第二类数据帧上的导频进行信道估计后获 取备用天线模式下的检测后信噪比。
本发明还提供了一种基站，包括
模式确定模块，用于确定当前天线模式及备用天线模式；
发送模块，用于发送数据帧。
较佳地，所述发送^t块包括帧分类单元，用于将在设定时间段内发送的数据帧分为第一类数据帧、第
二类数据帧；
第一发送单元，用于将第一类数据帧按当前天线模式复用导频后进行发 送，将第二类数据帧按备用天线模式复用导频后进行发送。
较佳地，所述发送模块包括第一发送单元、第二发送单元、帧分类单元， 其中
第二发送单元，用于在所述模式确定模块确定所述当前天线模式为将多个 数据帧同时由多个天线发送的天线模式，所述备用天线模式为将同一数据帧生 成多个不同形式的数据帧后由多个天线发送的天线模式时，将数据帧按当前天 线模式复用导频后进行发送；
帧分类单元，用于在所述模式确定模块确定所述当前天线模式为将同一数 据帧生成多个不同形式的数据帧后由多个天线发送的天线模式，所述备用天线 模式为将多个数据帧同时由多个天线发送的天线模式时，将在设定时间段内发 送的数据帧分为第一类数据帧、第二类数据帧，在所述时间段内发送数据时天 线模式不变；
第一发送单元，用于将第一类数据帧按当前天线模式复用导频后进行发 送，将第二类数据帧按备用天线模式复用导频后进行发送。
较佳地，所述发送模块进一步用于将数据帧按当前天线模式复用导频后与 数据同时进行预处理后进行发送。
本发明提供了一种天线模式切换系统，包括用户设备、基站，其中
所述用户设备包括获取模块，用于根据用户设备端接收的数据帧获取当 前天线模式及备用天线模式下的检测后信噪比；
容量获取模块，用于使用Shannon容量准则，根据当前天线模式与备用天 线模式的检测后信噪比获取当前天线模式与备用天线模式的Shannon容量；
反馈模块，根据当前天线模式与备用天线模式的Shannon容量确定基站采 用的天线模式后反馈天线模式信息；所述基站包括模式确定模块，用于确定当前天线模式及备用天线模式； 发送模块，用于根据当前天线模式及备用天线模式发送数据帧； 切换模块，用于根据反馈的天线模式信息在当前天线模式与备用天线模式 间进4亍切换。
本发明有益效果如下
本发明在实施中，可以同时获得到基站的多种天线模式下发送出数据的检 测后SNR,进一步，根据该数据在用户设备端便可以根据需要确定基站下一时 长内采用的天线模式，并将该信息提供基站，作为其切换天线模式的依据。
发送，因而可以同时获得多种天线模式下的检测后SNR,并进而作为天线模式 切换的依据。
进一步的，本发明实施中可以采用专用导频来进行实施，从而节约了导频 资源，尤其是当发射天线较多时，这个开销的节省更加明显。
图1为背景技术中所述不同导频的插入位置示意图2为本发明实施例中所述获取天线模式的检测后SNR的实施流程示意
图3为本发明实施例中所述数据帧种类结构示意图4为本发明实施例中所述单流模式下对帧种类2的发射端数据处理示意
图5为本发明实施例中所述根据检测后SNR进行天线模式切换的方法实 施流程示意图6为本发明实施例中所述天线模式的检测后SNR获取装置结构示意图7为本发明实施例中所述发送模块另一结构示意图8为本发明实施例中所述根据检测后SNR进行天线模式切换的系统结
24构示意图9为本发明实施例中所述用户设备结构示意图IO为本发明实施例中所述基站结构示意图11为本发明实施例中所述基站的发送模块的结构示意图12为本发明实施例中所述天线模式切换系统结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式
进行说明。
在获取UE端天线模式的检测后SNR时，首先需要确定当前天线模式及备 用天线模式；然后根据UE端接收的数据帧便可以获取当前天线模式及备用天 线模式下的4企测后SNR。
图2为获取天线模式的检测后SNR的实施流程示意图，如图所示，在根 据用户设备端接收的数据帧获取当前天线模式及备用天线模式下的检测后 SNR时，可以包括如下步骤
步骤201、将在设定时间段内发送的数据帧分为第一类数据帧、第二类数 据帧；
步骤202、将第一类数据帧按当前天线模式复用导频后进行发送，将第二 类数据帧按备用天线模式复用导频后进行发送；
步骤203、在用户设备端根据接收的第一类数据帧上的导频进行信道估计 后获取当前天线模式下的检测后SNR，在用户设备端根据接收的第二类数据帧 上的导频进行信道估计后获取备用天线模式下的检测后SNR。
下面对各个步骤的具体实施进行说明。
1、步骤201中设定时间段的实施说明。
在设定该时间段时，即在该设定的一段时间内认为天线模式不变，将各天 线模式在这段时间内Shannon容量的平均值进行比较，并进一步的可以将选择 出的天线模式用于下一段时间内的数据发送。
25为了避免实际系统中的频繁天线模式切换带来的复杂度和不必要性，实施
中可以采用更加实用的长时切换，即在一个时间段T内保持某种天线模式不 变，这个时间^殳可以随着信道变化快慢而设定。例如可i殳T-100ms，则此时对 于TDD系统来说，在T内共包含20个5ms子帧。这样做能减少下面实施中 频繁模式切换带来的复杂度。为便于说明，以下实施例中，该时间段用T来表 示。
2、步骤202中当前天线模式、备用天线模式，以及涉及到的相关单流天 线模式、双流天线模式的说明。
实施例中将同 一数据帧生成多个不同形式的数据帧后由多个天线发送的 天线模式称为单流天线模式；将多个数据帧同时由多个天线发送的天线模式称 为双流天线才莫式。
多天线技术可以发送多个并行的数据流(data stream)或数据块(data block),在多个并行的数据流中，各个数据流上含有的信息可以是不同的；也 可以采用多天线技术发送单个数据流，此时在多个天线上发送相同的信息，认 为是同一数据流。
在一些天线模式下，比如TD、 BF,是对同一个数据块进行处理，处理之 后生成多个分支，每个分支都是该数据块的不同形式，然后由多个天线发送出 去，实施中称为单流天线模式，此模式下各个数据流上含有的信息相同，是同 一数据流；反之，有的天线模式是对多个数据块同时进行处理，如果是两个块， 实施中称为双流天线模式，此时在多个天线上发送这多个数据块的处理后数 据，在该模式下各个数据流上含有的信息是不同的，不是同一数据流。
实施中，当前天线模式可以为将同一数据帧生成多个不同形式的数据帧后 由多个天线发送的天线模式，此时，备用天线模式为将多个数据帧同时由多个 天线发送的天线模式；同样，当当前天线模式为将多个数据帧同时由多个天线 发送的天线模式时，备用天线模式则为将同一数据帧生成多个不同形式的数据 帧后由多个天线发送的天线模式。天线模式切换的依据便是根据当前所采用的天线模式与备用天线模式通过检测后SNR获得的Shannon容量来决定的。 3、步骤201中凄t据帧分类的实施说明。
在将数据帧分为第一类数据帧、第二类数据帧时，可以根据时间关系将数 据帧分为第一类数据帧、第二类数据帧；这样用户设备端在接收到数据帧后， 便可以根据时间关系识别第一类数据帧、第二类数据帧。
图3为数据帧种类结构示意图，如图所示，实施中，可以将T内的数据帧 划分如图3，图中用帧种类l表示第一类数据帧，用帧种类2表示第二类数据 帧。将数据帧分为两类，每类用于不同的用途，即帧种类1可以使用常规的备 选天线模式，用于UE估算当前天线模式下的数据流检测后SNR;对于帧种类 2的使用，下面在进行说明。
在图3中的帧种类1和2可以有不同的分配比率M: N，例如比率为2: 1 时表示，分配2个相邻帧为种类1，再分配接下来的1个帧为种类2,依此类 推。该比率和T值均可由高层信令指定。具体实施中，帧种类2的时间抽取， 可以是每次抽取单个帧，也可以是每次抽取多个帧，即T内两个帧种类的时间 比率M:N,而N可以取1或大于1。
为了支持多天线模式的自适应切换所进行的两类帧的划分，其依据就是能 够获得在当前信道条件下两个天线模式的检测后SNR，从而能进行天线模式选 择与切换。两类帧的比率分配属于具体的实现问题，可以由通信系统高层来进 行配置，目的是在不显著降低实际系统吞吐量的同时，获得较为精确的各天线 模式的信道估计。高层配置两类帧的比率后，基站和终端可以根据二者的时间 关系，知道在哪个帧使用的是哪种种类的帧。
如果设定划分两类帧时要保证在长时T内的天线模式不变，如上面所述， 则在T内为单流天线模式时，即在每个帧内只发送一个数据块，帧种类l为正 常的单流天线模式发射技术，帧种类2也是满足了单流天线模式这个前提的， 即在每帧内仅发送单个数据块，只是采用了复制的手段放到两个天线上进行发 射。4、步骤202中，将第一类数据帧按当前天线;f莫式复用导频后进行发送、 将第二类数据帧按备用天线模式复用导频后进行发送的实施说明。
本步骤的实施情况分为1)当前天线模式为单流天线模式，备用天线模 式为双流天线模式；2)当前天线模式为双流天线模式，备用天线模式为单流 天线模式。实施中是以两种天线模式为例进行说明，但是本领域技术人员易知， 即便存在多种可供切换的天线模式，按实施例的精神，根据可供切换的天线模 式数量将数据进行分类，并按不同的天线模式发送，便可估算出相应天线模式 下的检测后SNR。因此，下面仅对两种天线模式进行说明。同时，在实施例中 所提到的两个数据流可以是实际物理天线发射，也可以是虚拟天线发射。如果 是两个虚拟天线的话，则每个虚拟天线可对应一组实际的物理天线，在本实施 例中只需要2个虚拟天线承载2个数据流即可，而不必限定每个虛拟天线所对 应的实际内容。
1) 、当前天线模式为单流天线模式，备用天线模式为双流天线模式。
即，当前天线模式为将同一数据帧生成多个不同形式的数据帧后由多个天 线发送的天线模式，备用天线模式为将多个数据帧同时由多个天线发送的天线 模式。
对于用于估算单流天线模式的检测后SNR的第一类数据帧，按照当前的 天线模式进行发送。
对于第二类数据帧，可以采用下面的方式。图4为单流模式下对帧种类2
的发射端数据处理示意图，如图4所示，将相同数据流的复制的副本放在两个
天线分支上发射，发射时使用不同的专用导频，目的是用于估算双流模式下的
数据流检测后SNR。可见，在单流模式下抽取若干时间作为帧种类2发射，帧
种类2的目的是获得双流的检测后SNR，但却仍是发送单个数据块。
可见，实施时，在当前T内为单流模式时，帧种类1即使用单流天线技术 发射，帧种类2使用双流天线技术发射，这样，前者可以得到单流4企测后SNR， 后者可以得到双流4企测后SNR。
2) 当前天线模式为双流天线模式，备用天线模式为单流天线模式。即，当前天线模式为将多个数据帧同时由多个天线发送的天线模式，备用 天线模式为将同一数据帧生成多个不同形式的数据帧后由多个天线发送的天 线模式。
该方式下，对于第一类数据帧在双流天线模式下的发送时，是容易得知的。
但是，对于备用的单流天线模式的检测后SNR有两种方式。下面进行介绍。
21) 、将第二类数据帧按单流天线模式进行发送。
即仍是在当前的长时T内抽取若干时间作为帧种类2,采用备选的单流天 线模式发射。即，在当前T内为双流模式时，帧种类1即使用双流天线技术发 射，帧种类2使用单流天线技术发射，这样，前者可以得到双流检测后SNR, 后者可以得到单流检测后SNR。
22) 、根据在双流天线模式下正常发送的双流数据获取的数值，通过一些 运算等处理得到单流天线模式检测后SNR。
即，在当前天线^t式为将多个数据帧同时由多个天线发送的天线模式，备 用天线模式为将同 一数据帧生成多个不同形式的数据帧后由多个天线发送的 天线模式时，将数据帧按当前天线模式复用导频后进行发送；在用户设备端根 据接收的数据帧上的导频进行信道估计后获取当前天线模式下的检测后SNR; 在用户设备端根据接收的同 一数据帧上的导频进行信道估计后获取备用天线 模式下的检测后SNR。
具体的，在T内使用双流天线模式，比如SM技术等，在T时间内的所有 子帧，UE可以估算双流模式的数据流检测后SNR。可以利用检测器输出的数 据进行基于Euclidean距离的数据辅助SNR估算。
同时，对于单流天线模式，在T时间内的所有子帧，UE还可估算单流模 式的数据流检测后SNR。比如利用两个数据流上专用导频做信道估计得到的信
数据流检测后SNR;或者，利用基于Euclidean距离 SNR估算方法，如先得 到两个天线分支的检测后SNR，再进行最大比合并等合并方法，得到单流模式的数据流;险测后SNR。
本领域人员易知，实施例中的双流天线是同时对多个不同一的数据流进行 处理，显然，择其中一个数据流进行数据处理后，是容易得到单流天线模式下 的各项数据的。
5、步骤203中，根据数据帧上的导频获取4企测后SNR的实施说明。
首先，在用户设备端根据接收的第一类数据帧上的导频进行信道估计，然 后获取当前天线模式下的检测后SNR。具体的，在根据接收数据帧上的导频进 行信道估计时，是在小区建立时为小区分配专用导频，在TDD系统中为 Midamble码；然后用户设备端根据Midamble码进行信道估计。
在小区建立时为小区分配Midamble码时，可以是在小区建立时为每个小 区分配一个基本Midamble码；基本Midamble码的每个移位分配给不同的用户， 或分配给同 一用户不同的数据流。
具体实施中，在小区建立时为每个小区分配一个基本Midamble码，可以 有多个移位，每个移位可以分配给不同的用户，也可以分配给同一用户不同的 数据流。并且，可以根据天线模式中包括数据流最多的那个模式的数据流个数， 为用户分配与这个最大数据流个数相等的Midamble码移位。例如该用户的单 流和双流两种天线模式中， 一共只需分配2个导频。
1)、当前天线模式为单流天线模式，备用天线模式为双流天线模式时，获 取才企测后SNR的实施。
在帧种类1包含的所有子帧内，UE估算单流天线模式的数据流检测后 SNR。可以使用类似于现有方法中公共导频时的计算公式。也可以利用检测器 输出的数据进行基于Euclidean距离的数据辅助SNR估算，即对已知的发射数 据和其相应的^r测后输出数据求得Euclidean距离作为信道上噪声，再将去掉 噪声的发送数据与这个噪声相比。例如，将检测器输出数据进行解调、译码， 然后再重新编码、调制，这个重调制的符号和检测器输出的数据进行Euclideam 距离的计算，得到信道上的噪声功率，把重调制的符号功率与信道上的噪声功率相比，得到该数据流的检测后SNR。
在帧种类2包含的所有子帧内，UE估算双流模式的数据流检测后SNR, 可使用类似的基于Euclidean距离等方法。
2)、当前天线模式为双流天线模式，备用天线模式为单流天线模式时，获 取4企测后SNR的实施。
对于估算的方式，在T内使用双流天线模式，对于在T时间内的所有数据 帧，UE估算双流模式的数据流检测后SNR。可以利用检测器输出的数据进行 基于Euclidean距离的数据辅助SNR估算。
同时，在T时间内的所有子帧，UE还可估算单流模式的数据流检测后 SNR。比如利用两个数据流上专用导频做信道估计得到的信道矩阵，通过类似 于现有方法中公共导频的公式计算方法得到单流模式的数据流检测后SNR;或 者，利用基于Euclidean距离的SNR估算方法，如先得到两个天线分支的检测 后SNR，再进行最大比合并等合并方法，得到单流模式的数据流检测后SNR。
根据Midamble码估算检测后SNR的具体过程实施可以如下
一) 、利用导频辅助的信道估计方法，即先估计出Midamble码位置的信道 衰落，然后利用这些估计出的信道衰落通过内插等方法得到数据部分的信道衰 落，由于每个收发天线对之间的信道衰落是信道矩阵中的一个元素，因此便可 以获得完整的下行信道矩阵H。
二) 、估算检测后SNR,可以采用一些常用的方法，如下面2种 一个方法是类似现有技术中根据公共导频的计算公式方法，但此时公式中
的H不再是收发天线对之间的信道衰落系数，而是每个数据流到达各接收天线 时所历经的等效衰落系数；
另一个方法是利用检测器输出的数据进行基于Euclidean距离的数据辅助 SNR估算，即对已知的发射数据和其相应的检测后输出数据求得Euclidean距 离作为信道上噪声，再将去掉噪声的发送数据与这个噪声相比。例如，将检测 器输出数据进行解调、译码，然后再重新编码、调制，这个重调制的符号和检
31测器输出的数据进行Euclideam距离的计算，得到信道上的噪声功率，把重调 制的符号功率与信道上的噪声功率相比，得到该数据流的检测后SNR。
在获得检测后SNR后，本发明还提供了 一种根据该4企测后SNR进行天线 模式切换的方法，下面对该方法的具体实施进行说明。
图5为根据;险测后SNR进行天线模式切换的方法实施流程示意图，如图 所示，可以包括如下步骤
步骤501、使用Shannon容量准则，根据当前天线模式与备用天线模式的 检测后SNR获取当前天线模式与备用天线模式的Shannon容量；
步骤502、根据当前天线模式与备用天线模式的Shannon容量确定基站采 用的天线模式；
步骤503、基站根据反馈的天线模式信息在当前天线模式与备用天线模式 间进行切换。
在根据检测后SNR获取Shannon容量时，具体可以根据下述公式进行计
算
E ()表示数学期望，C为Shannon容量，L为包含的帧个数，K为当前
天线模式所包含的数据流个数，"^《》为第i帧内第k个数据流的检测后信噪比。 然后比较单流天线模式和双流天线模式下的容量，选择最大值对应的天线
模式反馈给Node B,然后在下一个T时间段内进行切换即可。
相应的，本发明还提供了一种数据发送方法、 一种用户设备端天线模式的
检测后信噪比获取方法，具体实施中各步骤地实现可以参见上述实施。
在本发明为了获取检测后当前天线模式以及备用天线模式的检测后SNR，
可以采用相应的数据发送方法，将数据帧按当前天线模式和/或备用天线模式进
行发送。
具体的，将数据帧按当前天线模式及备用天线模式进行发送可以为将在设定时间段内发送的数据帧分为第一类数据帧、第二类数据帧；
将第一类数据帧按当前天线模式复用导频后进行发送，将第二类数据帧按 备用天线模式复用导频后进行发送。
实施中，在将数据帧分为第一类数据帧、第二类数据帧时，可以根据时间 关系将数据帧分为第一类数据帧、第二类数据帧；则数据帧分类信息中可以包 括所述时间关系。接收方在接收到数据帧后便可以根据该时间关系识别出帧的 类别并进行相应的处理。实施中，第一类数据帧与第二类凄丈据帧的关系，既可 以由高层信令来通知接收设备和发射设备，如基站和终端；具体实施中数据发 送方还可以将数据帧分类的相关信息通知数据接收方，从而使得接收方也能正 确地识别出两类数据帧。如何协调数据发送方与接收方对帧分类以及帧识别对 本领域技术人员来说是容易实现的。
实施中，当前天线模式可以为将同一数据帧生成多个不同形式的数据帧后 由多个天线发送的天线模式，备用天线模式可以为将多个数据帧同时由多个天 线发送的天线模式；
或，当前天线模式可以为将多个数据帧同时由多个天线发送的天线模式， 备用天线模式可以为将同 一数据帧生成多个不同形式的数据帧后由多个天线 发送的天线模式。
另一实施中，将数据帧按当前天线模式及备用天线模式进行发送还可以按 以下方式实施
当前天线模式为将多种数据帧同时由多个天线发送的天线模式，备用天线 模式为将同一种数据帧生成多个不同形式的数据帧后由多个天线发送的天线 模式时，将数据帧按当前天线模式复用导频后进行发送；在此方案下，可以根 据接收的数据帧中的导频估算出备用天线模式下的^f企测后SNR。
当前天线模式为将同一数据帧生成多个不同形式的数据帧后由多个天线 发送的天线模式，备用天线模式为将多个数据帧同时由多个天线发送的天线模 式时，将在设定时间段内发送的数据帧分为第一类数据帧、第二类数据帧，在所述时间段内发送数据时天线模式不变；将第一类数据帧按当前天线模式复用 导频后进行发送，将第二类数据帧按备用天线模式复用导频后进行发送，将数 据帧分类信息通知数据接收方，或者通过高层信令通知；在该方案下，则是根 据帧的种类分别对当前天线模式以及备用天线模式的检测后SNR进行估算。
在将数据帧分为第一类数据帧、第二类数据帧时，根据时间关系将数据帧 分为第一类数据帧、第二类数据帧。
实施中的导频可以是复用在数据流上与数据同时进行预处理的专用导频。
本发明还提供了用户设备端天线模式的检测后信噪比获取方法，实施中用 户设备端接收发送的数据；然后根据用户设备端接收的数据帧获取当前天线模 式及备用天线模式下的检测后信噪比。
根据用户设备端接收的数据帧获取当前天线模式及备用天线模式下的检 测后信噪比，具体实施方式
可以是
识别出在设定时间段内接收的数据帧中的第 一类数据帧、第二类数据帧；
在用户设备端根据接收的第一类数据帧上的导频进行信道估计后获取当 前天线模式下的检测后信噪比，在用户设备端根据接收的第二类数据帧上的导 频进行信道估计后获取备用天线模式下的检测后信噪比。
实施中在釆用发送方通知接收方分类信息时，可以采用发送数据帧分类信 息的方式，在该信息中就可以包括时间关系，时间关系为第一类数据帧、第二 类数据帧在设定时间内的时间关系。
另一实施方式下，根据用户设备端接收的数据帧获取当前天线模式及备用 天线模式下的4企测后信噪比，还可以按以下方式实施
当前天线模式为将多种数据帧同时由多个天线发送的天线模式，备用天线 模式为将同一种数据帧生成多个不同形式的数据帧后由多个天线发送的天线 模式时，在用户设备端根据接收的数据帧上的导频进行信道估计后获取当前天 线模式下的检测后信噪比；在用户设备端根据接收的同一数据帧上的导频进行 信道估计后获取备用天线模式下的检测后信噪比；当前天线模式为将同一数据帧生成多个不同形式的数据帧后由多个天线 发送的天线模式，备用天线模式为将多个数据帧同时由多个天线发送的天线模 式时，识别出在设定时间段内接收的数据帧中的第一类数据帧、第二类数据帧， 在用户设备端根据接收的第一类数据帧上的导频进行信道估计后获取当前天 线模式下的检测后信噪比，在用户设备端根据接收的第二类数据帧上的导频进 行信道估计后获取备用天线模式下的检测后信噪比。
上述实施中的导频可以是复用在数据流上与数据同时进行预处理的专用 导频。
在根据接收数据帧上的导频进行信道估计时，可以是 在TDD系统中，在小区建立时为小区分配Midamble码； 用户设备端根据Midamble码进行信道估计。
本发明实施例还提供了一种天线模式的检测后SNR获取装置、以及根据 所述检测后SNR进行天线模式切换的系统，还提供了相应的、发送数据的基 站、获取检测后SNR的用户设备、以及天线模式切换系统，下面结合附图对 其具体实施方式
进行说明。
图6为天线模式的检测后SNR获取装置结构示意图，如图所示，装置中 可以包括
模式确定模块601,用于确定当前天线模式及备用天线模式； 发送模块602,用于发送数据帧；
获取模块603,用于根据接收的数据帧获取当前天线模式及备用天线模式 下的4全测后SNR。
具体实施中，模式确定模块、发送模块可以与基站相连，便于确定基站当 前使用的天线模式，以及备有的各种天线模式；发送模块可以在实施中采用基 站的发射天线。
在发送模块602中可以包括
帧分类单元6021,用于将在设定时间段内发送的数据帧分为第一类数据帧、第二类数据帧；
第一发送单元6022，用于将第一类数据帧按当前天线模式复用导频后进行 发送，将第二类数据帧按备用天线模式复用导频后进行发送；
此方案下，获取模块可以进一步的根据接收的第一类数据帧上的导频进行 信道估计后获取当前天线模式下的检测后SNR，根据接收的第二类数据帧上的 导频进行信道估计后获取备用天线模式下的检测后SNR。
具体实施中，帧分类单元可以与基站相连，便于将发送的数据帧在分类后 发送出去。第 一发送单元在实施中可采用基站现有的天线进行发送。
而获取模块可以与接收设备相连，如UE,便于通过接收的数据帧获取检 测后SNR。事实上本领域技术人员易知，只要获取模块能够接收到数据帧，便 可以进行信道估计，从而估算出检测后SNR，即，其也可以部署在发射设备与 接收设备之间，比如在基站与UE之间。
对于两类数据帧的关系协调处理可以有以下两种处理方式
1、 通过高层来进行设置，并将该设置通知发送方与接收方。 在该方案下，可以设置第一帧分类关系单元，用于通过通信系统高层设置
第 一类数据帧与第二类数据帧的分类关系；
再设置一个与发送方与接收方相连的第一帧分类关系通知单元，用于通过 通信系统高层信令将第 一类数据帧与第二类数据帧的分类关系通知数据帧发 送方与接收方。
2、 也可以由发送方设置后通知接收方，在此方案下，可以在发送方设置 第二帧分类关系单元，用于设置第一类数据帧与第二类数据帧的分类关系；并 且可以通过第 一发送单元将第 一类数据帧与第二类数据帧的分类关系通知数 据帧接收方。
实施中，所述帧分类单元可以进一步用于在将数据帧分为第一类数据帧、 第二类数据帧时，根据时间关系将数据帧分为第一类数据帧、第二类数据帧； 此方案下，所述获取模块可以进一步用于在用户设备端接收到数据帧后，根据所述时间关系识别第 一类数据帧、第二类数据帧。
实施中，模式确定模块可以根据是否是将同 一数据帧生成多个不同形式的 数据帧后由多个天线发送，与是否是将多个数据帧同时由多个天线发送来确定 天线模式。
图7为发送模块另一结构示意图，如图所示，发送模块还可以有另一实施
方式，在该方式下发送模块包括第一发送单元6022、第二发送单元6023、 帧分类单元6021,其中
在模式确定模块确定当前天线模式为将多个数据帧同时由多个天线发送 的天线模式，备用天线模式为将同 一数据帧生成多个不同形式的数据帧后由多 个天线发送的天线模式时，即当前天线模式为双流天线模式，备用天线模式为 单流天线模式时，可以采用第二发送单元与第二获取单元来实现。
第二发送单元6023,用于将数据帧按当前天线模式复用导频后进行发送；
此时，获取模块可以根据接收的数据帧上的导频进行信道估计后获取当前 天线模式下的检测后SNR;根据接收的同一数据帧上的导频进行信道估计后获 取备用天线模式下的检测后SNR;
在模式确定模块确定当前天线模式为将同 一数据帧生成多个不同形式的 数据帧后由多个天线发送的天线模式，备用天线模式为将多个数据帧同时由多 个天线发送的天线模式时，即当前天线模式为单流天线模式，备用天线模式为 双流天线模式时，可以釆用帧分类单元、第一发送单元与第一获取单元来实现。
帧分类单元6021，用于将在设定时间段内发送的数据帧分为第一类数据 帧、第二类数据帧，在所述时间段内发送数据时天线模式不变；
第一发送单元6022,用于将第一类数据帧按当前天线模式复用导频后进行 发送，将第二类数据帧按备用天线模式复用导频后进行发送；
此时，获取模块可以根据接收的第 一类数据帧上的导频进行信道估计后获 取当前天线模式下的检测后SNR，根据接收的第二类数据帧上的导频进行信道 估计后获取备用天线模式下的检测后SNR。该实施方案下，也可以采用上述设置第一帧分类关系单元、第一帧分类关 系通知单元，或者，在发送方设置第二帧分类关系单元、通过第一发送单元通 知接收方的方式来处理两类数据帧的关系协调。
实施中，帧分类单元可以在将数据帧分为第一类数据帧、第二类数据帧时，
根据时间关系将数据帧分为第一类数据帧、第二类数据帧；则获取模块进一步 用于在接收到数据帧后，根据所述时间关系识别第一类数据帧、第二类数据帧。 发送模块可以进一步用于将数据帧按当前天线模式复用导频后与数据同 时进行预处理后进行发送。具体实施中，发送模块可以包括第一发送单元和第 二发送单元。
获取模块在具体实施中在TDD系统中时，可以在接收数据帧后根据在小 区建立时为小区分配Midamble码进行信道估计。
图8为根据检测后SNR进行天线模式切换的系统结构示意图，如图所示， 系统中可以包括
容量获取模块801,用于使用Shannon容量准则，根据当前天线模式与备 用天线模式的检测后SNR获取当前天线模式与备用天线模式的Shannon容量；
反馈模块802,根据当前天线模式与备用天线模式的Shannon容量确定基 站采用的天线模式后反馈天线模式信息；
切换模块803，用于根据反馈的天线模式信息在当前天线模式与备用天线 模式间进行切换。
具体的，系统中的各模块位置关系可以是容量获取模块、反馈模块与接 收设备相连，切换模块与发射设备相连。
容量获取模块可以根据下述公式获取Shannon容量
红tf|>g2(l + ，a)
E ()表示数学期望，C为Shannon容量，L为包含的帧个数，K为当前 天线模式所包含的数据流个数，为第i帧内第k个数据流的检测后信噪比。获取时可以根据切换方法中获取Shannon容量的方式进行实施。
图9为用户设备结构示意图，如图所示，在UE中可以包括
获取模块603 ，用于根据接收的数据帧获取当前天线模式及备用天线模式 下的检测后信噪比。
一种实施方式下，获取模块可以根据接收的第一类数据帧上的导频进行信 道估计后获取当前天线模式下的检测后信噪比，根据接收的第二类数据帧上的 导频进行信道估计后获取备用天线模式下的^r测后信噪比。
获取模块在用户设备端接收到数据帧后，还可以根据时间关系识别第一类 数据帧、第二类数据帧，时间关系由发送方提供。
另一种实施方式下，获取模块还可以按以下方式实施
在当前天线模式为将多个数据帧同时由多个天线发送的天线模式，备用天 线模式为将同一数据帧生成多个不同形式的数据帧后由多个天线发送的天线 模式时，根据接收的数据帧上的导频进行信道估计后获取当前天线模式下的检 测后信噪比；根据接收的同一数据帧上的导频进行信道估计后获取备用天线模 式下的检测后信噪比；
在当前天线模式为将同一数据帧生成多个不同形式的数据帧后由多个天 线发送的天线模式，备用天线模式为将多个数据帧同时由多个天线发送的天线 模式时，根据接收的第一类数据帧上的导频进行信道估计后获取当前天线模式 下的检测后信噪比，根据接收的第二类数据帧上的导频进行信道估计后获取备 用天线模式下的检测后信噪比。
获取模块在接收到数据帧后，可以根据时间关系识别第一类数据帧、第二 类数据帧，所述时间关系由发送方提供。
在TDD系统中时，获取模块可以在接收数据帧后根据在小区建立时为小 区分配的Midamble码进行信道估计。
用户设备中还可以进一步包括
容量获取模块801 ，用于使用Shannon容量准则，根据当前天线模式与备用天线模式的检测后信噪比获取当前天线模式与备用天线模式的Shannon容 量；
反馈模块802,根据当前天线模式与备用天线模式的Shannon容量确定基 站采用的天线模式信息后反馈。
具体容量获取模块可以根据下述公式获取Shannon容量
<formula>formula see original document page 40</formula>
E ()表示数学期望，C为Shannon容量，L为包含的帧个数，K为当前
天线模式所包含的数据流个数，为第i帧内第k个数据流的检测后信噪比。 图10为基站结构示意图，如图所示，作为发射设备的基站中可以包括 模式确定模块601 ，用于确定当前天线模式及备用天线模式； 发送模块602,用于发送数据帧。
基站中还可以进一步包括切换模块803，用于根据反馈的天线模式信息 在当前天线模式与备用天线模式间进行切换。 在一种实施方式中，发送模块中可以包括
帧分类单元6021，用于将在设定时间段内发送的数据帧分为第一类数据 帧、第二类数据帧；
第一发送单元6022,用于将第一类数据帧按当前天线模式复用导频后进行 发送，将第二类数据帧按备用天线模式复用导频后进行发送。
帧分类单元在将数据帧分为第一类数据帧、第二类数据帧时，根据时间关 系将数据帧分为第一类数据帧、第二类数据帧；
则发送模块进一步用于发送数据帧，并将时间关系信息通知接收方。
模式确定模块可以根据是否是将同 一数据帧生成多个不同形式的数据帧 后由多个天线发送，与是否是将多个数据帧同时由多个天线发送来确定天线模 式。
图11为基站的发送模块的结构示意图，如图所示，在另一种实施方式下，发送模块还可以包括第一发送单元6022、第二发送单元6023、帧分类单元 6021，其中
第二发送单元6023，用于在模式确定模块确定所述当前天线模式为将多个 数据帧同时由多个天线发送的天线模式，所述备用天线模式为将同 一数据帧生 成多个不同形式的数据帧后由多个天线发送的天线模式时，将数据帧按当前天 线模式复用导频后进行发送；
帧分类单元6021,用于在所述模式确定模块确定所述当前天线模式为将同 一数据帧生成多个不同形式的数据帧后由多个天线发送的天线模式，所述备用 天线模式为将多个数据帧同时由多个天线发送的天线模式时，将在设定时间段 内发送的数据帧分为第一类数据帧、第二类数据帧，在所述时间段内发送数据 时天线^t式不变；
第一发送单元6022，用于将第一类数据帧按当前天线模式复用导频后进行 发送，将第二类数据帧按备用天线模式复用导频后进行发送。
发送模块在具体实施中可以将数据帧按当前天线模式复用导频后与数据 同时进行预处理后进行发送。
图12为天线模式切换系统结构示意图，如图所示，系统中可以包括用户 设备1201、基站1202;其中
用户设备1201中可以包括
获取模块603,用于根据用户设备端接收的数据帧获取当前天线模式及备 用天线模式下的检测后信噪比；
容量获取模块801,用于使用Shannon容量准则，根据当前天线模式与备 用天线模式的检测后信噪比获取当前天线模式与备用天线模式的Shannon容 量；
反馈模块802，根据当前天线模式与备用天线模式的Shannon容量确定基 站采用的天线模式后反馈天线模式信息； 基站1202中可以包括模式确定模块601 ，用于确定当前天线模式及备用天线模式； 发送模块602,用于根据当前天线模式及备用天线模式发送数据帧； 切换模块803,用于根据反馈的天线模式信息在当前天线模式与备用天线 模式间进行切换。
具体各模块的实施参见前述各实施例。
由上述实施例可知，在本发明实施中Node B先为用户分配导频资源；根 据上次天线模式选择的结果，Node B利用上次所选择的最优天线模式进行当 前数据发射；UE对接收数据进行检测恢复，并进行导频辅助信道估计，估算 所有可能的备选天线模式的数据流检测后SNR; UE利用4企测后SNR，使用 Shannon容量等准则，选择最优的天线模式，并通知给NodeB。可见本发明不 仅能够适用于天线模式两两之间进行切换，也能够适用于两种以上的天线模式 切换，而且不受天线配置的制约。
以1.28Mcps TDD HSPA (High Speed Packet Access Plus,高速分组接入演 进)系统的下行链路为例，设Node B和UE均为2个天线，下行最多并行发 送2个数据流，多天线模式使用单流模式(如TD、 BF等)和双流模式(如
式，另外也不受通信系统的限制，从而使得本发明具有广泛的适用性。如在该 系统的物理信道帧结构中将10ms无线帧分为2个5ms的子帧，每个子帧的常 规时隙包含两个数据部分和一个Midamble码部分，以及保护间隔，此外还可 以按通常的使用含有SS ( Synchronization Shift,同步偏移)、TPC ( Transmission Power Control,发射功率4空制)和TFCI( Transport Format Combination Indicator, 传输格式组合指示)等信息。然后在每个小区分配一个基本Midamble码，每 个用户或者一个用户的每个数据流被分配不同的Midamble码移位，并且对帧 进行分类，而Midamble码就等同于专用导频，该导频将与发送的不同类的数 据帧一起经历发射端的一些预处理后再由基站的各种可能的天线模式下发送 出去，在UE端便可以利用Midamble码进行信道估计，从而检测并恢复出数据。由使用的专用导频得到当前所有天线模式下各数据流的检测后SNR，从而 使得无论当前Node B使用哪种天线模式发送数据，在UE总能得到所有天线 模式下各数据流的检测后SNR,从而支持天线模式切换。
可见，本发明实施中提出的多天线系统中的基于专用导频设计的UE端天 线模式长时切换方法，同现有的公共导频设计方法相比，能够节省导频资源的 开销，尤其是当发射天线较多时，这个开销的节省更加明显。同现有的专用导 频设计方法相比，能够无论当前数据使用哪种天线模式传输，在接收端总能同 时得到所有天线模式下各数据流的检测后SNR，从而支持了采用Shannon容量 等准则进行天线模式的自适应切换，选择匹配于当前信道的最佳多天线技术。
通过对当前固定天线模式的时间段内划分两类帧种类来保证计算备选天 线模式数据流检测后SNR的精度，同时还保证了系统的吞吐量性能。这是因 为，用帧种类2会因未充分利用空间信道特性或人为引入多天线支路间的干扰 而损失系统吞吐量，但却能够较好地估算其它备选天线模式的数据流检测后 SNR，而帧种类l保持当前Node B发送数据所采用的模式，不能估算出其它 备选天线模式的数据流检测后SNR，但却能够保证系统的吞吐量，同时还能较 好地估算出当前所采用的天线模式数据流检测后SNR。总的来说，本发明的实 施方式能够兼顾系统吞吐量性能和天线模式切换的精度，还不必在整个固定天 线模式的长时间段内全部使用特殊设计或约定的模式而大大降低系统的性能。
另外，如果在实际系统中采用长时切换也更加符合实际，能够避免频繁切 换带来的复杂度和不必要性。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发
明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及 其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
1、一种天线模式的检测后信噪比获取方法，其特征在于，包括如下步骤将在设定时间段内发送的数据帧分为第一类数据帧、第二类数据帧；将第一类数据帧按当前天线模式复用导频后进行发送，将第二类数据帧按备用天线模式复用导频后进行发送；在用户设备端根据接收的第一类数据帧上的导频进行信道估计后获取当前天线模式下的检测后信噪比，在用户设备端根据接收的第二类数据帧上的导频进行信道估计后获取备用天线模式下的检测后信噪比。
2、 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述第一类数据帧与第二类数据帧的分类关系由通信系统高层设置后通 知数据帧发送方与接收方； 或，所述第一类数据帧与第二类数据帧的分类关系由发送方设置后通知数据 帧接收方。
3、 如权利要求l所述的方法，其特征在于，在将数据帧分为第一类数据帧、第二类数据帧时，根据时间关系将数据帧 分为第一类数据帧、第二类数据帧；用户设备端在接收到数据帧后，根据所述时间关系识别第一类数据帧、第 二类数据帧。
4、 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述当前天线模式为将同一数据帧生成多个不同形式的数据帧后由多个 天线发送的天线模式，所述备用天线模式为将多个数据帧同时由多个天线发送 的天线模式；或，所述当前天线模式为将多个数据帧同时由多个天线发送的天线模式， 所述备用天线模式为将同一数据帧生成多个不同形式的数据帧后由多个天线 发送的天线模式。
5、 如权利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，所述导频是复用在 数据流上与数据同时进行预处理的专用导频。
6、 如权利要求5所述的方法，其特征在于，根据接收数据帧上的导频进 行信道估计，具体为在时分双工系统中，在小区建立时为小区分配Midamble码； 用户设备端根据Midamble码进行信道估计。
7、 如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述在时分双工系统中，在 小区建立时为小区分配Midamble码，具体为在小区建立时为每个小区分配一个基本Midamble码； 基本Midamble码的每个移位分配给不同的用户，或分配给同一用户不同 的数据流。
8、 一种天线模式的检测后信噪比获取方法，其特征在于，包括如下步骤 当前天线模式为将同一数据帧生成多个不同形式的数据帧后由多个天线发送的天线模式，备用天线模式为将多个数据帧同时由多个天线发送的天线模 式时，将在设定时间段内发送的数据帧分为第一类数据帧、第二类数据帧，在 所述时间段内发送数据时天线模式不变；将第一类数据帧按当前天线模式复用 导频后进行发送，将第二类数据帧按备用天线模式复用导频后进行发送；在用 户设备端根据接收的第 一类数据帧上的导频进行信道估计后获取当前天线模 式下的检测后信噪比，在用户设备端根据接收的第二类数据帧上的导频进行信 道估计后获取备用天线模式下的检测后信噪比；当前天线模式为将多种数据帧同时由多个天线发送的天线模式，备用天线 模式为将同一种数据帧生成多个不同形式的数据帧后由多个天线发送的天线 模式时，将数据帧按当前天线模式复用导频后进行发送；在用户设备端根据接 收的数据帧上的导频进行信道估计后获取当前天线模式下的检测后信噪比；在 用户设备端根据接收的同 一数据帧上的导频进行信道估计后获取备用天线模 式下的检测后信噪比。
9、 如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一类数据帧与第二类数据帧的分类关系由通信系统高层设置后通 知数据帧发送方与接收方； 或，所述第一类数据帧与第二类数据帧的分类关系由发送方设置后通知数据 帧4妄收方。
10、 如权利要求8所述的方法，其特征在于，在将数据帧分为第一类数据帧、第二类数据帧时，根据时间关系将数据帧 分为第一类数据帧、第二类数据帧；用户设备端在接收到数据帧后，根据所述时间关系识别第一类数据帧、第 二类数据帧。
11、 如权利要求8至IO任一所述的方法，其特征在于，所述导频是复用 在数据流上与数据同时进行预处理的专用导频。
12、 如权利要求11所述的方法，其特征在于，根据接收数据帧上的导频 进行信道估计，具体为在时分双工系统中，在小区建立时为小区分配Midamble码； 用户设备端根据Midamble码进行信道估计。
13、 如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述在时分双工系统中， 在小区建立时为小区分配Midamble码，具体为在小区建立时为每个小区分配一个基本Midamble码； 基本Midamble码的每个移位分配给不同的用户，或分配给同一用户不同 的数据流。
14、 一种数据发送方法，其特征在于，包括如下步骤 将在设定时间段内发送的数据帧分为第一类数据帧、第二类数据帧； 将第一类数据帧按当前天线模式复用导频后进行发送，将第二类数据帧按备用天线模式复用导频后进行发送。
15、 一种数据发送方法，其特征在于，包括如下步骤 当前天线模式为将同一数据帧生成多个不同形式的数据帧后由多个天线发送的天线模式，备用天线模式为将多个数据帧同时由多个天线发送的天线模 式时，将在设定时间段内发送的数据帧分为第一类数据帧、第二类数据帧，在 所述时间段内发送数据时天线模式不变；将第一类数据帧按当前天线模式复用 导频后进行发送，将第二类数据帧按备用天线模式复用导频后进行发送；当前天线模式为将多种数据帧同时由多个天线发送的天线模式，备用天线 模式为将同 一种数据帧生成多个不同形式的数据帧后由多个天线发送的天线 模式时，将数据帧按当前天线模式复用导频后进行发送。
16、 一种用户设备端天线模式的检测后信噪比获取方法，其特征在于，包 括如下步骤接收数据帧；识别在设定时间段内接收的数据帧中的第一类数据帧、第二类数据帧； 在用户设备端根据接收的第一类数据帧上的导频进行信道估计后获取当前天线模式下的检测后信噪比，在用户设备端根据接收的第二类数据帧上的导频进行信道估计后获取备用天线模式下的检测后信噪比。
17、 一种用户设备端天线模式的检测后信噪比获取方法，其特征在于，包 括如下步骤当前天线模式为将多种数据帧同时由多个天线发送的天线模式，备用天线 模式为将同一种数据帧生成多个不同形式的数据帧后由多个天线发送的天线 模式时，在用户设备端根据接收的数据帧上的导频进行信道估计后获取当前天 线模式下的检测后信噪比；在用户设备端根据接收的同一数据帧上的导频进行 信道估计后获取备用天线模式下的检测后信噪比；当前天线模式为将同一数据帧生成多个不同形式的数据帧后由多个天线 发送的天线模式，备用天线模式为将多个数据帧同时由多个天线发送的天线模 式时，识别在设定时间段内接收的数据帧中的第一类数据帧、第二类数据帧，在用户设备端根据接收的第 一 类数据帧上的导频进行信道估计后获取当前天 线模式下的检测后信噪比，在用户设备端根据接收的第二类数据帧上的导频进 行信道估计后获取备用天线模式下的检测后信噪比。
18、 一种根据权利要求1或8或17所述的检测后信噪比进行天线模式切 换的方法，其特征在于，包括如下步骤使用Shannon容量准则，根据当前天线模式与备用天线模式的检测后信噪 比获取当前天线模式与备用天线模式的Shannon容量；根据当前天线模式与备用天线模式的Shannon容量确定基站采用的天线模式；基站根据反馈的天线模式信息在当前天线模式与备用天线模式间进行切换。
19、 如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述根据检测后信噪比获 取Shannon容量，具体为根据下述公式进行计算，E(C)=,.=1一 /=1 、i=l _丄 丄 ，E ()表示数学期望，C为Shannon容量，L为包含的帧个数，K为当前天线模式所包含的数据流个数，SAW"为第i帧内第k个数据流的检测后信噪比。
20、 一种天线模式的检测后信噪比获取装置，其特征在于，包括 模式确定模块，用于确定当前天线模式及备用天线模式； 发送模块，用于发送数据帧； >获取模块，用于根据接收的数据帧获取当前天线模式及备用天线模式下的 检测后信噪比。
21、 如权利要求20所述的装置，其特征在于，所述发送模块包括 帧分类单元，用于将在设定时间段内发送的数据帧分为第一类数据帧、第二类数据帧；第一发送单元，用于将第一类数据帧按当前天线^t式复用导频后进行发送，将第二类数据帧按备用天线模式复用导频后进行发送；所述获取模块进一 步用于根据接收的第 一类数据帧上的导频进行信道估 计后获取当前天线模式下的检测后信噪比，根据接收的第二类数据帧上的导频 进行信道估计后获取备用天线模式下的检测后信噪比。
22、 如权利要求21所述的装置，其特征在于，进一步包括第一帧分类关系单元，用于通过通信系统高层设置第一类数据帧与第二类 数据帧的分类关系；第一帧分类关系通知单元，用于通过通信系统高层信令将第一类数据帧与 第二类数据帧的分类关系通知数据帧发送方与接收方。
23、 如权利要求21所述的装置，其特征在于，进一步包括第二帧分类关系单元，用于设置第 一类数据帧与第二类数据帧的分类关系；第一发送单元进一步用于将第一类数据帧与第二类数据帧的分类关系通 知数据帧接收方。
24、 如权利要求21所述的装置，其特征在于，所述帧分类单元进一步用 于在将数据帧分为第一类数据帧、第二类数据帧时，根据时间关系将数据帧分 为第一类数据帧、第二类数据帧；所述获取模块进一步用于在用户设备端接收到数据帧后，根据所述时间关 系识别第一类数据帧、第二类数据帧。
25、 如权利要求20所述的装置，其特征在于，所述模式确定模块进一步 用于根据是否是将同一数据帧生成多个不同形式的数据帧后由多个天线发送， 与是否是将多个数据帧同时由多个天线发送来确定天线^f莫式。
26、 如权利要求20所述的装置，其特征在于，所述发送模块包括第一 发送单元、第二发送单元、帧分类单元，其中在所述模式确定模块确定所述当前天线模式为将多个数据帧同时由多个 天线发送的天线模式，所述备用天线模式为将同一数据帧生成多个不同形式的数据帧后由多个天线发送的天线模式时第二发送单元，用于将数据帧按当前天线模式复用导频后进行发送；所述获取模块进一步用于根据接收的数据帧上的导频进行信道估计后获 取当前天线模式下的检测后信噪比；根据接收的同一数据帧上的导频进行信道 估计后获取备用天线模式下的检测后信噪比；在所述模式确定模块确定所述当前天线模式为将同一数据帧生成多个不 同形式的数据帧后由多个天线发送的天线模式，所述备用天线模式为将多个数 据帧同时由多个天线发送的天线模式时帧分类单元，用于将在设定时间段内发送的数据帧分为第一类数据帧、第 二类数据帧，在所述时间段内发送数据时天线模式不变；第一发送单元，用于将第一类数据帧按当前天线模式复用导频后进行发 送，将第二类数据帧按备用天线模式复用导频后进行发送；所述获取模块进一步用于根据接收的第一类数据帧上的导频进行信道估 计后获取当前天线模式下的检测后信噪比，根据接收的第二类数据帧上的导频 进行信道估计后获取备用天线模式下的检测后信噪比。
27、 如权利要求26所述的装置，其特征在于，进一步包括第一帧分类关系单元，用于通过通信系统高层设置第一类数据帧与第二类 数据帧的分类关系；第 一帧分类关系通知单元，用于通过通信系统高层信令将第 一类数据帧与 第二类数据帧的分类关系通知数据帧发送方与接收方。
28、 如权利要求26所述的装置，其特征在于，进一步包括第二帧分类关系单元，用于设置第 一类数据帧与第二类数据帧的分类关系；第一发送单元进一步用于将第一类数据帧与第二类数据帧的分类关系通 知数据帧接收方。
29、 如权利要求26所述的装置，其特征在于，帧分类单元进一步用于在将数据帧分为第一类数据帧、第二类数据帧时，根据时间关系将数据帧分为第一类数据帧、第二类数据帧；所述获取模块进一步用于在接收到数据帧后，根据所述时间关系识别第一 类数据帧、第二类数据帧。
30、 如权利要求20至29任一所述的装置，其特征在于，所述发送模块进 一步用于将数据帧按当前天线模式复用导频后与数据同时进行预处理后进行 发送。
31、 如权利要求30所述的装置，其特征在于，所述获取模块进一步用于 在时分双工系统中时，在接收数据帧后根据在小区建立时为小区分配的 Midamble码进4亍信道估计。
32、 一种根据权利要求20所述的检测后信噪比进行天线模式切换的系统， 其特征在于，包括容量获取模块，用于使用Shannon容量准则，根据当前天线模式与备用天 线模式的检测后信噪比获取当前天线模式与备用天线模式的Shannon容量；反馈模块，根据当前天线模式与备用天线模式的Shannon容量确定基站采 用的天线模式信息后反馈；切换模块，用于根据反馈的天线模式信息在当前天线模式与备用天线模式 间进行切换。
33、 如权利要求32所述的系统，其特征在于，所述容量获取模块进一步 用于根据下述公式获取Shannon容量E ()表示数学期望，C为Shannon容量，L为包含的帧个数，K为当前天线模式所包含的数据流个数，*^《，*为第i帧内第k个数据流的检测后信噪比。
34、 一种用户设备，其特征在于，包括获取模块，用于根据接收的数据帧获取当前天线模式及备用天线模式下的检测后信噪比。
35、 如权利要求34所述的用户设备，其特征在于，所述获取模块进一步 用于根据接收的第一类数据帧上的导频进行信道估计后获取当前天线模式下 的检测后信噪比，根据接收的第二类数据帧上的导频进行信道估计后获取备用天线模式下的检测后信噪比。
36、 如权利要求34所述的用户设备，其特征在于，所述获取模块进一步用于在当前天线模式为将多个数据帧同时由多个天线发送的天线模式，所述备 用天线模式为将同 一数据帧生成多个不同形式的数据帧后由多个天线发送的 天线模式时，根据接收的数据帧上的导频进行信道估计后获取当前天线模式下 的检测后信噪比；根据接收的同一数据帧上的导频进行信道估计后获取备用天线模式下的检测后信噪比；在当前天线模式为将同一数据帧生成多个不同形式的数据帧后由多个天 线发送的天线模式，所述备用天线模式为将多个数据帧同时由多个天线发送的 天线模式时，根据接收的第一类数据帧上的导频进行信道估计后获取当前天线 模式下的检测后信噪比，根据接收的第二类数据帧上的导频进行信道估计后获 取备用天线模式下的检测后信噪比。
37、 如权利要求34至36任一所述的用户设备，其特征在于，进一步包括 容量获取模块，用于使用Shannon容量准则，根据当前天线模式与备用天线模式的检测后信噪比获取当前天线模式与备用天线模式的Shannon容量；反馈模块，根据当前天线模式与备用天线模式的Shannon容量确定基站采 用的天线模式信息后反馈。
38、 一种基站，其特征在于，包括 模式确定模块，用于确定当前天线模式及备用天线模式； 发送模块，用于发送数据帧。
39、 如权利要求38所述的基站，其特征在于，所述发送模块包括帧分类单元，用于将在设定时间段内发送的数据帧分为第一类数据帧、第二类数据帧；第一发送单元，用于将第一类数据帧按当前天线模式复用导频后进行发 送，将第二类数据帧按备用天线模式复用导频后进行发送。
40、 如权利要求38所述的基站，其特征在于，所述发送模块包括第一 发送单元、第二发送单元、帧分类单元，其中第二发送单元，用于在所述模式确定模块确定所述当前天线模式为将多个 数据帧同时由多个天线发送的天线模式，所述备用天线模式为将同一数据帧生 成多个不同形式的数据帧后由多个天线发送的天线^t式时，将数据帧按当前天 线模式复用导频后进行发送；帧分类单元，用于在所述模式确定模块确定所述当前天线模式为将同 一数 据帧生成多个不同形式的数据帧后由多个天线发送的天线模式，所述备用天线 模式为将多个数据帧同时由多个天线发送的天线模式时，将在设定时间段内发 送的数据帧分为第一类数据帧、第二类数据帧，在所述时间段内发送数据时天 线模式不变；第一发送单元，用于将第一类数据帧按当前天线模式复用导频后进行发 送，将第二类数据帧按备用天线模式复用导频后进行发送。
41、 如权利要求38所述的基站，其特征在于，进一步包括 切换模块，用于根据反馈的天线模式信息在当前天线模式与备用天线模式间进行切换。
42、 一种天线模式切换系统，包括用户设备、基站，其特征在于 所述用户设备包括获取模块，用于根据用户设备端接收的数据帧获取当前天线模式及备用天 线模式下的检测后信噪比；容量获取模块，用于使用Shannon容量准则，根据当前天线模式与备用天 线模式的检测后信噪比获取当前天线模式与备用天线模式的Shannon容量；反馈模块，根据当前天线模式与备用天线模式的Shannon容量确定基站采 用的天线模式后反馈天线模式信息； 所述基站包括模式确定模块，用于确定当前天线模式及备用天线模式； 发送模块，用于根据当前天线模式及备用天线模式发送数据帧； 切换模块，用于根据反馈的天线模式信息在当前天线模式与备用天线模式 间进行切换。
全文摘要
本发明公开了一种用户设备端天线模式的检测后信噪比获取方法及装置，根据检测后信噪比进行天线模式切换的方法、系统以及天线模式切换系统，包括将在设定时间段内发送的数据帧分为第一类数据帧、第二类数据帧；将第一类数据帧按当前天线模式复用导频后进行发送，将第二类数据帧按备用天线模式复用导频后进行发送；在用户设备端根据接收的第一类数据帧、第二类数据帧上的导频进行信道估计后获取当前天线模式下和备用天线模式下的检测后信噪比。进一步的，还可将获得的多种天线模式下的检测后信噪比作为天线模式切换的依据。进一步的，可以采用专用导频来进行实施，从而节约了导频资源。
文档编号H04B7/26GK101605383SQ20081011495
公开日2009年12月16日 申请日期2008年6月13日 优先权日2008年6月13日
发明者宇 杨, 郭保娟 申请人:大唐移动通信设备有限公司