对MU‑MIMO速率适配算法的更新的制作方法

概括地说，本发明实施例涉及无线通信系统，并且具体地说，本发明实施例涉及多用户多输入多输出环境中的速率适配的方法。

背景技术：

多输入多输出(MIMO)无线通信技术被用于局域网(LAN)和4G蜂窝网络中，以使得接入点(AP)能够向客户端或用户站(STA)并发地发送多个数据流。MIMO通信相比于传统通信技术提供很多优点，其包括例如高容量、扩展的覆盖、增加的分集和/或干扰抑制。因此，多用户MIMO(MU-MIMO)已经显现为下一代无线网络的重要特征。MU-MIMO具有将MIMO处理的高容量与空分多址(SDMA)的益处相结合的潜力。

MU-MIMO通信技术在例如IEEE 802.11ac规范中进行了描述。简而言之，从一个AP并发地向两个或更多个STA发送数据流。例如，波束成形可以用于从AP向第一STA发送第一数据流并且在基本相同的时间从该AP向第二STA发送第二数据流。一些AP可以包括能够用于发送和/或接收去往以及来自STA的无线信号的天线阵列。更具体地，通过波束成形，AP可以在多用户环境中利用多个天线来将能量(例如，数据信号)朝向特定的STA集中。AP依赖于信道状态信息(CSI)来确定STA的位置并且因此确定集中该信号的方向。但是，无线通信系统通常包括经常改变位置的移动设备(例如，蜂窝电话、平板设备、膝上型计算机等等)。因此，对于AP而言期望的是，至少部分地基于STA的移动来适配其通信参数。

技术实现要素：

这一概述是为了以简要的形式介绍以下在详细描述中将进一步描述的一些概念而提供的。这一概述并不旨在标识所请求保护的主题的关键特征或必要特征，也并不旨在限制所请求保护的主题的范围。

公开了一种确定用于通信设备和客户端站(STA)之间的通信的调制编码方案(MCS)的方法。该通信设备至少部分地基于在启动第一探测间隔时从该STA接收的信道状态信息，来确定用于在第一探测间隔期间向该STA发送数据的第一MCS。此外，该设备确定与在第一探测间隔期间到STA的一个或多个数据传输相关联的第一系列分组差错率(PER)。然后，该设备至少部分地基于第一系列PER中的第一个PER来确定用于在第二探测间隔期间向该STA发送数据的第二MCS。具体而言，第二MCS独立于第一系列中的剩余PER。

随后，该设备可以确定与在第二探测间隔期间到该STA的一个或多个数据传输相关联的第二系列PER。然后，该设备可以至少部分地基于第一系列PER中的第一个PER和第二系列PER中的第一个PER的平均，来确定用于在第三探测间隔期间向该STA发送数据的第三MCS。更具体地，第三MCS不取决于第一系列或第二系列中的剩余PER中的任何PER。

对于一些实施例，MCS确定可以通过该STA的多普勒水平(例如，指示一个探测间隔内该STA的移动程度)来增强。例如，该通信设备可以至少部分地基于在启动第一探测间隔时从该STA接收到的信道状态信息来确定第一信道反馈向量。该设备还可以至少部分地基于在启动第二探测间隔时从该STA接收的信道状态信息来确定第二信道反馈向量。然后，该设备可以至少部分地基于第一信道反馈向量和第二信道反馈向量之差来确定该STA的多普勒水平。

对于一些实施例，该设备可以至少部分地基于该STA的多普勒水平来确定第二MCS。对于其它实施例，该设备可以至少部分地基于第一系列PER的移动平均和STA的多普勒水平来调整第一MCS。例如，该设备可以在该移动平均低于门限PER时选择具有减小的数据速率的新的MCS。在一些实施例中，数据速率的减小可以与STA的多普勒水平成比例。在其它实施例中，门限PER可以至少部分地取决于STA的多普勒水平。

更进一步，对于一些实施例，该设备可以至少部分地基于STA的多普勒水平来确定第二探测间隔的持续时间。例如，当多普勒水平低于第一多普勒门限时，第二探测间隔的持续时间比第一探测间隔的持续时间长。此外，当多普勒水平高于第二多普勒门限时，第二探测间隔的持续时间比第一探测间隔的持续时间短。

该设备可以通过首先生成用于在STA的方向上发送经波束成形的信号的引导矩阵，来确定第一MCS。例如，该设备可以至少部分地基于信道状态信息来计算引导矩阵的初始的值集合，并且使用引导矩阵来确定与到STA的一个或多个数据传输相关联的样本PER。引导矩阵可以至少部分地基于样本PER来调整。然后，该设备可以至少部分地基于信道状态信息来预测经波束成形的信号的路径损耗，并且至少部分地基于所预测的路径损耗来确定经波束成形的信号的最佳数据速率。因此，第一MCS可以至少部分地基于最佳数据速率来确定。

本文中公开的操作方法允许通信设备至少部分地基于STA的移动和/或位置来更准确地调整与该STA的一个或多个通信参数。例如，通过单独地基于从先前的探测间隔测量的第一PER(例如，以及从该STA接收的信道状态信息)，在每个探测间隔的开始处确定新的MCS，该设备可以有效地消除STA的移动作为确定先前MCS的有效性时的变量。这使得该设备更准确地确定如何调整用于后续数据传输的MCS(例如，通过选择比先前MCS相比具有较高或较低的数据速率的MCS)。此外，通过跟踪STA的多普勒水平，该通信设备可以至少部分地基于STA的移动来动态地调整其MCS。

附图说明

本发明实施例是通过举例的方式来进行说明的，并且并不旨在限于附图的这些图。

图1A示出了根据一些实施例的通信系统。

图1B是描绘由图1A的通信系统实现的调制编码方案(MCS)的变化的示例性时序图。

图2A示出了根据一些实施例的另一个通信系统。

图2B是描绘图2A的通信系统的分组差错率(PER)的变化的示例性时序图。

图2C是描绘根据一些实施例的可以由图2A的通信系统实现的速率适配过程的示例性时序图。

图3是描绘根据一些实施例的确定将用于与客户端站通信的MCS的方法的说明性流程图。

图4是描绘根据一些实施例的确定初始MCS的方法的说明性流程图。

图5示出了根据其它实施例的通信系统。

图6是描绘根据一些实施例的将通信设备配置用于多个通信模式之一的方法的说明性流程图。

图7是描绘根据一些实施例的确定用于经波束成形的数据传输的MCS的方法的说明性流程图。

图8是描绘根据一些实施例的确定用于开环数据传输的MCS的方法的说明性流程图。

图9示出了根据一些实施例的接入点(AP)的框图。

具体实施方式

在下面的描述中，阐述了大量特定细节，例如，特定部件、电路和过程的例子，以提供对本公开内容的透彻理解。如本文中使用的术语“耦合”意为直接地连接或通过一个或多个介于中间的部件或电路连接。此外，在下面的描述中以及为了解释的目的，给出了特定的命名，以提供对本发明实施例的透彻理解。但是，对于本领域技术人员将显而易见的是，可以不需要这些特定细节来实现本发明实施例。在其它实例中，用框图形式示出公知的电路和设备，以避免模糊本公开内容。本文中描述的各个总线上提供的信号中的任何信号可以是与其它信号时间复用的，并且在一个或多个公共总线上来提供。另外，可以将电路元件或软件块之间的互连示为总线或单信号线。总线中的每一个可以替代地是单信号线，并且单信号线中的每一个可以替代地是总线，并且单线或总线可以代表用于部件之间的通信的大量物理或逻辑机制中的任何一种或多种。本公开内容的实施例不应解释为限于本文中描述的特定例子，而是将所附权利要求书限定的所有实施例包括在其范围内。

图1A示出了根据一些实施例的通信系统100。通信系统100包括接入点(AP)110和用户站(STA)120。AP 110和STA 120可以例如是计算机、交换机、路由器、集线器、网关和/或类似的设备。对于一些实施例，通信系统100可以对应于多用户多输入多输出(MU-MIMO)无线网络(例如，如IEEE 802.11ac规范所定义的)。因此，通信系统100可以包括多个STA和/或AP(为了简单而未示出)。

对于一些实施例，AP 110可以通过将数据信号集中(例如，作为能量束)在STA 120的方向上来对与STA 120的通信进行优化。AP 110可以使用“探测”技术来确定STA 120的相对位置以及因此确定将波束成形(BF)信号101指向的方向。更具体而言，探测是AP 110通过其获得信道状态信息(CSI)(例如，通过以空数据分组(NDP)112的形式向STA 120发送训练数据和/或元数据)的过程。STA 120至少部分地基于对应的训练数据来计算反馈向量(V)并将该反馈向量V以压缩的波束成形帧(CBF)122的形式返回给AP 110。然后，AP 110使用该反馈向量V来生成引导矩阵(Q)，其可以用于对旨在针对STA 120的数据流进行预编码。更具体而言，AP 110可以使用引导矩阵Q来在STA 120的方向上产生(或“引导”)BF信号101。

在一些实施例中，STA 120可以是随时间移动和/或改变位置的移动设备(例如，蜂窝电话、平板设备、膝上型计算机等等)。例如，虽然STA 120的两个天线可以在时间t₀处都直接处于BF信号101的范围内，但是只有一个天线在时间t₃处仍然处于BF信号101的范围内。AP 101可以将BF信号101重定向为朝向STA 120(例如，通过定期地(例如，在“探测间隔”期间)重新计算引导矩阵Q)。但是，为了考虑STA 120在探测间隔之间进行的移动，AP 110可以至少部分地基于当前信道的性能来调整用于向STA 120发送数据的调制编码方案(MCS)。

例如，参考图1B，AP 110可以在探测间隔开始时(例如，在时间t₀处)向STA 120发送NDP 112(1)。STA 120利用CBF 122(1)来进行响应，AP 110可以使用该CBF122(1)来确定STA 120的位置并将BF信号101引导到STA 120的方向上。更具体地，AP 110可以选择初始MCS(例如，数据速率)来开始向STA 120发送数据(例如，在时间t₁处)。对于一些实施例，AP 110可以至少部分地基于与CBF 122(1)包括在一起的CSI来选择MCS。然而，由于STA 120的移动(和/或系统100中的其它设备的移动)，系统100的总体吞吐量和/或有效吞吐量(例如，有用数据的吞吐量)随着时间而恶化(例如，从时间t₀到t₃)。为了补偿有效吞吐量的下降，AP 110可以(例如，逐步地)减小到STA 120的传输的MCS或数据速率。因此，在探测间隔结束时(例如，在时间t₂处)使用的MCS可以低于在该探测间隔开始时(例如，在时间t₁处)使用的MCS。

当启动后续的探测间隔时(例如，在时间t₃处)，AP 110可以向STA 120发送另一NDP 112(2)，并且接收另一CBF 122(2)作为响应。此时，AP 110可以至少部分地基于STA 120的当前位置来生成新的BF信号(例如，或者重新引导BF信号101)。对于一些实施例，AP 110还可以至少部分地基于与CBF 122(2)包括在一起的新的CSI和/或对系统性能的一个或多个测量(例如，分组差错率(PER)和/或误比特率(BER))来调整MCS。在传统实现下，AP 110至少部分地基于跨越整个探测间隔(例如，从时间t₀到时间t₃)测量的PER的移动平均来调整MCS。

虽然在时间t₂处测量的PER(例如，PER[t₂])可以是比在时间t₁处测量的PER(例如，PER[t₁])更新的测量，但是PER[t₁]可能是更准确的系统性能指示符(通过其来确定新的探测间隔开始时的MCS)。PER受到信道估计(例如，BF信号101是否准确地跟踪STA 120)和所选择的MCS(例如，数据速率是否适合于STA 120和/或信道状况)二者的影响。由于PER[t₁]反映了紧接在AP 110将BF信号101引导到STA 120的方向上(例如，至少部分地基于来自STA 120的CSI反馈)之后的系统100的性能，因此，信道估计可以对该时间处的系统性能有很小的或没有影响。相反，任何后续的PER测量(例如，在时间>t₁处)可能受到STA 120的移动的不利影响。

对于一些实施例，AP 110仅基于紧接在先前的探测间隔之后测量的PER和在该时间处确定的CSI，来调整每个探测间隔开始时的MCS。例如，在时间t₃处，AP 110可以至少部分地基于与CBF 122(2)包括在一起的CSI和在时间t₁处(或时间t₀处)测量的PER，来选择新的MCS以开始下一个探测间隔。一旦选择了新的MCS，AP 110就可以至少部分地基于随着时间进行的PER测量来继续调整所选择的MCS，直到下一个探测间隔开始为止。在探测期间或紧接在探测之后测量的每个PER在下文中被称为“探测间”PER(例如，PER_R)，而在探测间隔之间测量的每个PER被称为“探测内”PER(例如，PER_A)。类似地，仅基于一个或多个探测间PER(例如，以及信道状态信息)确定的每个MCS在下文中被称为探测间MCS(例如，MCS_R)，而取决于一个或多个探测内PER的每个MCS被称为探测内MCS(例如，MCS_A)。对于一些实施例，AP 110可以至少部分地基于同一探测间隔内的两个或更多个探测内PER的平均移动来选择探测内MCS。

例如，相对低的PER[t₁](例如，低于PER门限)可以指示对应的MCS(例如，MCS[t₁])非常适合于给定的通信信道。因此，AP 110可以通过为随后的探测间隔选择较高的MCS_R(例如，MCS[t₃]>MCS[t₁])来对低PER_R值进行响应。另一方面，相对高的PER[t₁](例如，高于PER门限)可以指示对应的MCS(例如，MCS[t₁])不太适合于给定的通信信道。因此，AP 110可以通过为随后的探测间隔选择较低的MCS_R(例如，MCS[t₃]<MCS[t₁])来对高PER_R值进行响应。

可以将由于STA 120的移动而造成的有效吞吐量的损失可以特征化为“多普勒位移”。对于一些实施例，AP 110可以至少部分地基于在探测间隔期间获得的信道反馈来确定STA 120的多普勒位移的量和/或程度。例如，由于STA 120的移动，STA 120在第一探测间隔开始时返回的反馈向量V可能不同于STA 120在下一个探测间隔开始时返回的反馈向量V(例如，V[t_i]≠V[t_j])。因此，AP 110可以至少部分地基于来自每次探测的信道反馈的差异来计算STA 120的多普勒水平(DL)。例如，nx1反馈向量V的多普勒水平可以被计算为：

其中，V[t_i]和V[t_j]表示由STA 120在不同时间实例t_i和t_j处测量的信道反馈向量。

然而，两个向量V[t_i]和V[t_j]之差可以在不偏离本公开内容的范围的情况下用各种不同的方式来计算(例如，能够将点之间的距离相关到一个值的任何类型的等式)。例如，在V[t_i]＝[v₁(t_i),v₂(t_i),…,v_n(t_i)]并且V[t_j]＝[v₁(t_j),v₂(t_j),…,v_n(t_j)]的情况下，多普勒水平可以被计算为：

对于一些实施例，AP 110可以使用该DL值来进一步增强MCS选择过程。例如，较高的DL值可以指示STA 120进行的较大程度的移动。因此，对于一些实施例，AP 110可以针对给定的PER门限来将MCS调整与该DL值成比例的程度。例如，AP 110通常可以单独地基于特定PER测量来将MCS减小例如2倍。然而，通过将高DL值考虑在内，AP 110现在可以至少部分地基于相同的PER测量来将MCS减小例如3或4倍。对于其它实施例，AP 110可以使用DL值来调整将触发MCS的变化的PER门限。参考上面的例子，通过将高DL值考虑在内，AP 110可以减小PER门限，否则该PER门限会使得MCS被减小2倍。DL值可以用于增强MCS_R和/或MCS_A二者的选择。

此外，对于一些实施例，DL值可以用于确定探测间隔的长度或持续时间。例如，低DL值(例如，低于较低多普勒门限)可以指示STA 120是相对静止的。因此，很可能即使在已经经过大量时间之后给定信道估计仍然是有效的。因此，AP 110可以通过增加每个探测间隔的长度(例如，通过较不频繁的探测)来对低DL值进行响应。相反，高DL值(例如，高于上限多普勒门限)可以指示STA 120进行的高程度和/或速率的移动，这造成由AP 110执行的信道估计的大变化。因此，为了更精确地跟踪STA 120的移动，AP 110可以从STA 120请求较频繁的CSI报告(例如，通过减小每个探测间隔的长度(例如，通过较频繁地探测))。

在一些实施例中，可以至少部分地基于来自STA 120的上行链路确认(ACK)来确定(或增大)DL值。这些实施例在例如2014年9月11日公开的、名称为“Systems and Methods for Determining a Channel Variation Metric”的美国专利申请公开No.US20140254648中更详细地进行了讨论，故以引用的方式将该专利的全部内容合并。

图2A示出了根据一些实施例的另一个通信系统200。通信系统200包括AP 210和STA 220。如上所述，AP 210和STA 220可以是例如计算机、交换机、路由器、集线器、网关和/或类似的设备。对于一些实施例，通信系统200可以对应于MU-MIMO无线网络(例如，如IEEE 802.11ac规范所定义的)。因此，通信系统200可以包括多个STA和/或AP(为了简单而未示出)。

对于一些实施例，AP 210可以通过将数据信号集中在STA 220的方向上来与STA 220进行通信。如上所述，AP 210可以使用探测技术来定期地确定STA 220的位置，并且因此确定要将每个BF信号201-203指引的方向。例如，AP 210可以在时间t₀处将第一BF信号201引导到STA 220的方向上。然后，至少部分地基于由STA 220进行的后续移动，AP 210可以在时间t₆处将第二BF信号202引导到STA 202的方向上，并且还可以在时间t₁₂处将第三BF信号203引导到STA的方向上。因此，AP 210可以至少部分地基于每个探测间隔处的CSI反馈来跟踪STA 220的移动，并且可以将对应的BF信号201-203引导(和/或重新引导)到STA 220的方向上以改善信道响应。

图2B是描绘图2A的通信系统200的分组差错率的变化的示例性时序图250。如图2B中所示，AP 210至少部分地基于到STA 220的数据传输来在每个探测间隔过程中测量一系列PER。更具体而言，在第一探测事件(例如，NDP1)之后测量第一系列PER(例如，PER[t₀]-PER[t₅])，并且在第二探测事件(例如，NDP2)之后测量第二系列PER(例如，PER[t₆]-PER[t₁₁])。每个系列中的第一个PER(例如，PER[t₀]和PER[t₆])对应于探测间PER(PER_R)，而每个系列中的剩余PER(例如，PER[t₁]-PER[t₅]和PER[t₇]-PER[t₁₁])对应于探测内PER(PER_A)。

紧接在探测事件之后的PER(例如，PER_R)可以低于针对给定探测间隔测量的任何后续PER(例如，PER_A)。例如，在时间t₀处，STA 220直接位于BF信号201的范围内。然而，随着时间推进，STA 220可能进一步从BF信号201的最佳波束成形方向偏离。因此，在时间t₀处的PER_R低于(例如，指示较少的错误)时间t₁到t₅处的PER_A。类似地，在时间t₆处，STA 220直接位于BF信号202的范围内，这使得时间t₆处的PER_R相对于时间t₅处的PER_A降低。然而，STA 220逐渐地移动离开BF信号202的最佳波束成形方向，使得PER_A从时间t₇到t₁处增加。最后，在时间t₁₂处，STA 220直接位于BF信号203的范围内，这使得时间t₁₂处的PER_R相对于时间t₁₁处的PER_A再次降低。

对于一些实施例，AP 210可以至少部分地基于PER_R和/或PER_A来调整数据传输的MCS。更具体而言，紧接在探测事件之后，AP 210可以至少部分地基于一个或多个先前的PER_R值来选择MCS。然而，在探测间隔之间，AP 210可以至少部分地基于该探测间隔的PER_R和/或一个或多个PER_A值来调整所选择的MCS。

图2C是描绘根据一些实施例的可以由图2A的通信系统200实现的速率适配过程的示例性时序图260。参照例如图2C，AP 210可以选择初始MCS(例如，至少部分地基于来自STA 220的CSI反馈)来开始向STA 220发送数据(t₀)，然后至少部分地基于在时间t₀到t₄处测量的PER来调整所选择的MCS。例如，MCS[t₁]可以取决于PER_R[t₀]，MCS[t₂]可以取决于PER_R[t₀]和PER_A[t₁](的平均)，MCS[t₃]可以取决于PER_R[t₀]和PER_A[t₁]-PER_A[t₂](的平均)，MCS[t₄]可以取决于PER_R[t₀]和PER_A[t₁]-PER_A[t₃](的平均)，而MCS[t₅]可以取决于PER_R[t₀]和PER_A[t₁]-PER_A[t₄](的平均)。

由于紧接在时间t₆之前发生新的探测事件，因此AP 210可以单独地基于在时间t₀处测量的PER_R(例如，以及至少部分地基于来自STA 220的CSI反馈)来选择新的MCS。然后，AP 210可以至少部分地基于在时间t₆到t₁₀处测量的PER值来调整新的MCS(例如，以如上所描述的方式)。然后，在时间t₁₂处，AP 210可以至少部分地基于PER_R[t₀]和PER_R[t₆]的平均(例如，以及至少部分地基于来自STA 220的CSI反馈)来选择另一MCS。MCS[t₆]不取决于任何先前的探测内PER(例如，PER_A[t₁]-PER_A[t₅])，并且MCS[t₁₂]也不取决于任何先前的探测内PER(例如，PER_A[t₇]-PER_A[t₁₁])。AP 210可以以此方式继续，例如，通过至少部分地基于先前PER_R值的移动平均在每个探测间隔开始时选择新的MCS。

图3是描绘根据一些实施例的确定将用于与客户端站通信的MCS的方法300的说明性流程图。参照例如图2A，方法300可以由AP 210实现，以配置和/或调整将用于向STA 220发送数据的MCS。具体而言，AP 210可以首先确定将用于在探测间隔期间向STA 220发送数据的MCS(310)。例如，STA可以至少部分地基于从STA 220接收的、响应于探测事件的CSI，来选择特定MCS。对于一些实施例，AP 210可以至少部分地基于针对给定通信信道的预测的路径损耗，来确定将用于向STA 220发送数据的初始MCS(例如，如下更详细描述的)。

然后，AP 210在探测间隔测的持续时间内确定与到STA 220的数据传输相关联的一系列PER(320)。例如，参照图2B，AP 210可以在对应的探测事件(例如，NDP1)之后测量一系列PER(例如，PER[t₀]-PER[t₅])。更具体而言，对应序列中的第一个PER(例如，PER[t₀])对应于探测间PER(PER_R)，而该系列中的剩余PER(例如，PER[t₁]-PER[t₅])对应于探测内PER(PER_A)。

最后，AP 210至少部分地基于该系列PER中的第一PER，来确定将用于在后续探测间隔期间向STA发送数据的MCS(330)。更具体而言，MCS确定可以不取决于该系列中的剩余MCS中的任何MCS。如上所述，探测间PER可以是更准确的系统性能指示符，通过其来确定针对给定通信信道的最佳MCS，这是因为其最不可能受到STA的任何移动的影响(例如，相比于探测内PER)。例如，如果探测间PER是相对低的(例如，PER_R<PER门限)，则AP 210可以选择与先前的探测间MCS相比更高的MCS(例如，与更高的数据速率相关联)。相反，如果探测间PER是相对高的(例如，PER_R>PER门限)，则AP 210可以选择与先前的探测间MCS相比更低的MCS(例如，与更低的数据速率相关联)。对于一些实施例，AP 210可以至少部分地基于在多个探测间隔上测量的探测间PER的平均来确定新的MCS。

另外，对于一些实施例，AP 210可以至少部分地基于STA的多普勒水平来确定新的MCS。更具体而言，DL值可以用于确定AP降低和/或增加MCS的程度(例如，相对于先前的探测间MCS)。例如，如果探测间PER是高的，则AP 210可以将MCS降低与该DL值成比例的程度。因此，可以针对较高DL值来将MCS减小较大的程度，而针对较低DL值来将MCS减小较小的程度。相反，如果探测间PER是低的，则AP 210可以将MCS增加与该DL值成反比的程度。因此，可以针对较高DL值来将MCS增加较小的程度，而针对较低DL值来将MCS增加较大的程度。

替代地，DL值可以用于调整将触发MCS的对应变化的PER门限。例如，AP 210可以随着其感测到STA进行的更多移动，来减小PER门限。因此，AP 210可以将PER门限与DL值成比例地减小。例如，较高DL值可以造成PER门限的较大的减小。相反，较低DL值可以造成PER门限的较少的减小(或增加)。

图4是描绘根据一些实施例的确定初始MCS的方法400的说明性流程图。参照例如图2A，方法400可以由AP 210实现以确定将用于向STA 220发送数据的初始MCS(例如，MCS[t₀])。具体而言，AP 210可以首先从对应的用户站获取信道状态信息(410)。例如，AP 210可以向STA 220发送包含训练数据和/或元数据的NDP。STA 220可以利用包含由STA 220测量的CSI(例如，其可以是反馈向量V的形式)的CBF来进行响应。

然后，AP 210至少部分地基于来自STA 220的CSI反馈来确定初始MCS估计(MCS₀)(420)。例如，AP 210可以至少部分地基于从STA 220接收的CSI来确定AP 210和STA 220之间的无线通信信道的信号与干扰加噪声比(SINR)。SINR值可以用于预测指向STA 220处的BF信号的路径损耗。然后，AP 210可以至少部分地基于所预测的路径损耗来配置MCS₀。例如，在给定预测的路径损耗的情况下，MCS₀可以被设置为对于估计的信道而言优化的数据速率。

AP 210还至少部分地基于从STA 220接收的CSI反馈来计算引导矩阵(Q)(430)。例如，CSI可以包括与由STA 220测量的信道的压缩(例如，精简的或简化的)表示相对应的反馈向量(V)。AP 210使用该反馈向量V来生成引导矩阵Q，引导矩阵Q然后可以被用于生成和/或引导对应的BF信号到STA 220的方向上。由于波束成形的主要目标之一是优化给定信道上的吞吐量，因此该信道的PER应当在BF信号与STA 220直接对齐时处于其最低处。

因此，AP 210可以至少部分地基于MCS₀来测量针对数据传输的PER，以确定是否已经达到最小PER值(PER_Min)(440)。对于一些实施例，PER_Min可以对应于门限PER值(PER_TH)。因此，只要测量出的PER低于门限PER值(例如，PER<PER_TH)，则AP 210可以确定已经达到最小PER值。对于一些实施例，PER_Min可以对应于针对给定的引导矩阵Q的集合的最低PER测量。因此，AP 210可以获取针对多个不同引导矩阵Q的多个PER测量，并且确定哪个特定的引导矩阵Q产生最低PER值。

只要还没有达到PER_Min，AP 210就可以至少部分地基于当前PER值来调整引导矩阵Q(450)，并且至少部分地基于新的引导矩阵Q来获取新的PER测量(440)。如果还没有达到PER_Min，那么有可能BF信号与STA 220没有完全对齐。因此，AP 210可以修改引导矩阵Q，以将BF信号引导到新的方向上。对于一些实施例，BR信号被引导的程度和/或方向可以取决于当前PER值和/或所接收的CSI。对于其它实施例，引导的程度和/或方向还可以取决于将STA 220的移动进行特征化的DL值(参见上面的等式1)。

一旦已经达到PER_Min，AP 210就可以至少部分地基于MCS₀的速率适配来继续进行(460)。更具体而言，一旦AP 210确信其信道估计，其然后就可以至少部分地基于探测间和探测内PER测量开始调整MCS₀(例如，如上关于图1-2所描述的)。虽然方法400有助于确定将用于AP 210和STA 220之间的通信的最佳引导矩阵Q，但是方法400可能需要耗费时间来实现。因此，对于一些实施例，方法400可以由AP 210出于重新校准MCS的目的而在每第n个探测间隔(例如，在n＝100的情况下)处实现。

图5示出了根据其它实施例的通信系统500。通信系统500包括AP 510和多个STA 522和524。如上所述，AP 510和STA 522和524可以是例如计算机、交换机、路由器、集线器、网关和/或类似的设备。对于一些实施例，通信系统500可以对应于MU-MIMO无线网络(例如，如IEEE 802.11ac规范所定义的)。根据与STA 522和524中的每一个相关联的信道属性和/或设备能力，AP 510可以并发地(例如，经由多个编码信道或子带)或顺序地(例如，经由多个时隙)来与STA 522和524中的多个进行通信。

对于一些实施例，AP 510可以使用正交频分复用(OFDM)来将总体系统带宽划分为多个(N)正交子带(例如，“音调”)。每个音调的每个空间信道可以被视为独立的传输信道，其中与每个音调相关联的复合增益跨越该音调的带宽是有效恒定的。在OFDM的情况下，每个音调与相应的子载波相关联，该子载波可以利用数据来进行调制。更具体而言，将在每个音调上发送的数据首先使用被选择为与该音调一起使用的特定调制方案来进行调制(例如，通过符号映射)。

如上所述，AP 510可以使用波束成形技术，以通过将多个并发的数据流引导到STA 522和/或524中的一个或多个来增加吞吐量。更具体而言，在单用户多输入多输出(SU-MIMO)模式中，AP 510可以在某一时间将多个数据信号集中在一个特定STA处(例如，STA 522或STA 524)。当在多用户多输入多输出(MU-MIMO)模式中进行操作时，AP 510可以基本同时将多个数据信号集中到一组STA(例如，STA 522和524二者)。然而，AP 510还可以通过在不使用波束成形的情况下发送数据(例如，全方向地)，从而在开环模式中进行操作。

每种通信模式(例如，SU-MIMO、MU-MIMO和开环)可以与针对给定信道上的该特定通信模式而言最佳的不同调制编码方案(MCS)相关联。例如，波束成形通常在中等范围(例如，23-30英尺远)内最有效。随着AP 510与STA 522和/或524之间的距离增加，经波束成形的信号的数据速率(例如，MCS)可以接近全向信号的数据速率。同时，全向地发送数据比使用波束成形可能高效得多。

因此，对于一些实施例，AP 510可以预测针对每个通信模式(SU-MIMO、MU-MIMO或开环)的MCS或数据速率，并且至少部分地基于所预测的MCS来选择通信模式(SU-MIMO、MU-MIMO或开环)。例如，如果针对AP 510与STA 522之间的SU-MIMO通信的MCS优于(例如，较高数据速率)针对AP 510与STA 522和524之间的MU-MIMO通信的组合MCS，则AP 510可以选择SU-MIMO作为与STA 522的优选通信模式。另一方面，如果针对AP 510与STA 522之间的开环通信的MCS等于或优于与任何波束成形技术相关联的总体MCS，则AP 510可以选择开环作为与STA 522的优选通信模式。

图6是描绘根据一些实施例的将通信设备配置用于多个通信模式之一的方法600的说明性流程图。参照例如图5，方法600可以由AP 510执行以选择与STA之一(例如，STA 522)的特定通信模式。具体而言，AP 510可以首先根据通信模式中的每一种通信模式来预测将用于向STA 522发送数据的MCS(610)。例如，AP 510可以单独地预测将用于与STA 522的SU-MIMO通信的MCS(例如，如下面关于图7所描述的)。AP 510还可以预测将用于与作为包括STA 524的群组的一部分的STA 522的MU-MIMO通信的MCS(例如，如下面关于图7所描述的)。AP 510还可以进一步预测将用于与STA 522的开环通信的MCS(例如，如下面关于图8所描述的)。

然后，AP 510可以将所预测的MCS中的每一个MCS进行比较，以便选择与STA 522进行通信的特定模式。更具体而言，AP 510可以选择与最高MCS索引(例如，对应于最高数据速率)相关联的、同时还提供最有效的数据传输方式的通信模式。例如，如果针对SU-MIMO通信所预测的MCS优于(例如，与其相比提供更高的数据速率)针对MU-MIMO和开环通信二者所预测的MCS(620)，则AP 510可以启用与STA 522的SU-MIMO通信(650)。另一方面，如果针对开环通信所预测的MCS等于或优于针对SU-MIMO通信所预测的MCS并且等于或优于针对MU-MIMO通信所预测的MCS(630)，则AP 510可以启用与STA 522的开环通信(660)。如果上面的条件都不满足，则AP 510可以启用与STA 522的MU-MIMO通信(640)。

使用波束成形(例如，SU-MIMO或MU-MIMO)或开环通信的决策还可以取决于STA 522的位置和/或移动(例如，多普勒水平)。如上所述，波束成形通常在中等范围内最有效。因此，随着STA 522进一步从AP 510移动，波束成形数据信号的最佳MCS可以接近开环数据信号的MCS(例如，其是更有效的)。因此，对于AP 510而言可以优选的是，在STA 522距离AP 510更远时(例如，超过门限距离)启用开环通信，而在STA 522更靠近(例如，在门限距离内)AP 510时启用波束成形。

此外，如上所述，波束成形通常在STA 522直接处于经波束成形的信号的路径中时最有效。然而，随着STA 522移动，AP 510可能需要更新波束成形方向以跟踪STA 522的移动。相反，STA 522的移动趋于对开环通信的有效性产生很小的影响(如果有的话)。因此，对于AP 510而言可以优选的是，在STA 522的多普勒水平相对高(例如，超过门限水平)时启用开环通信，并且在STA 522的多普勒水平相对低(例如，在门限水平内)时启用波束成形。

图7是描绘根据一些实施例的确定用于经波束成形的数据传输的MCS的方法700的说明性流程图。参照例如图5，方法700可以由AP 510实现以预测用于使用SU-MIMO和/或MU-MIMO通信模式向STA 522和/或524进行数据传输的MCS。具体而言，AP 510可以首先从STA 522和524中的每一个获取信道状态信息(710)。如上所述，AP 510可以在探测事件期间向STA 522和524中的每一个发送包含训练数据和/或元数据的NDP。STA 522和524可以分别通过发送回CBF来对NDP进行响应，该CBF包含由STA测量的具有压缩形式的CSI(例如，表示为反馈向量V)。

然后，AP 510至少部分地基于所接收的反馈向量来生成栈式信道估计(H)(720)。为了生成针对MU-MIMO通信的H(例如，H_MU)，AP 510可以将从STA 522和524中的每一个接收的反馈向量V进行组合以形成栈式信道矩阵H_MU。例如，假设AP 510具有4个发射天线并且STA 522和524中的每一个仅接收到一个数据流，则针对234个数据音调而言，H_MU可以是4×2矩阵。另一方面，为了生成针对SU-MIMO通信的H(例如，H_SU)，来自特定STA 522或524的反馈向量V可以被直接转换为栈式信道矩阵H_SU，这是因为波束成形被应用在一个方向上。

AP 510还确定针对信道H的N个数据音调中的每一个数据音调的平方奇异值(SVS)(730)。例如，SVS值可以通过对信道估计矩阵H_MU的矩阵因式分解或分解来获得。由于H_SU本质上是向量，因此可以不需要任何矩阵分解。

然后，AP 510可以至少部分地基于针对STA 522和524中的每一个的SVS来计算该STA的信道容量(740)。例如，针对所有N个音调的信道容量可以使用下面的等式来计算(例如，针对k＝1:N而言)：

C_k＝C_k-1+∑min(log₂(1+SNR*SVS(k,:)),u) (2)

其中，C₀＝0，u对应于至少部分地基于调制方案的预定门限(例如，针对256-QAM而言，u＝8)，SNR代表针对特定STA的平均信噪比，以及SVS(k,:)代表针对该STA的平方奇异值，并且C_N是针对所有N个音调的总体信道容量。

最后，AP 510可以至少部分地基于信道容量来确定可达到的每子载波比特(BPS)的数量(750)，并且将该BPS值转换为特定的MCS(760)。例如，AP 510可以通过采用总体信道容量C_N并除以子载波或音调的总数N来计算BPS(例如，BPS＝C_N/N)。然后，AP 510可以例如使用查询表(例如，MCS相对于BPS的表)将该BPS值转换为MCS。

图8是描绘根据一些实施例的确定用于开环数据传输的MCS的方法800的说明性流程图。参照例如图5，方法800可以由AP 510执行，以预测用于使用开环通信模式向STA 522和/或524进行数据传输的MCS。具体而言，AP 510可以首先例如至少部分地基于来自STA 522和524中的每一个的CSI反馈，来生成栈式信道估计(H)(810)。如上所述，参照图7，AP 510可以向STA 522和524中的每一个发送NDP，并且从每个相应的STA接收对应的反馈向量V。然后，AP 510可以通过将从STA 522和524中的每一个接收的反馈向量V进行组合(例如，针对H_MU)或直接地转换来自STA 522或524中的一个的反馈向量V(例如，针对H_SU)，来生成栈式信道估计矩阵H。

然后，AP 510可以至少部分地基于空间扩展来计算等效的开环信道(H_OL)(820)。空间扩展是用于改善AP 510和STA之间的数据通信的信号质量的技术(例如，通过将多个数据流映射到甚至更大数量的发射天线)。例如，空间扩展可以通过减轻由多径衰减造成的所接收的信号中的频谱隆起和凹下，来改善STA处的信号接收。空间扩展可以使用造成跨越天线阵列的循环位移的循环延迟矩阵来实现。因此，AP 510可以通过将循环延迟矩阵应用于信道估计矩阵H来计算等效的开环信道矩阵(H_OL)。

AP 510还确定针对开环信道H_OL的N个数据音调中的每一个的平方奇异值(SVS)(830)，并且至少部分地基于针对STA 522和524中的每一个的SVS来计算该STA的信道容量(840)。如上所述，SVS值可以通过对开环信道矩阵H_OL的矩阵因式分解或分解来获得。然后，可以使用等式2来计算针对所有N个音调的信道容量(C_N)(例如，如以上关于图7所描述的)。

最后，AP 510可以至少部分地基于信道容量来确定可达到的每子载波比特(BPS)的数量(850)，并且将该BPS值转换为特定的MCS(860)。例如，AP 510可以通过采用总体信道容量C_N并除以子载波或音调的总数N来计算BPS(例如，BPS＝C_N/N)。然后，AP 510可以例如使用查询表(例如，MCS相对于BPS的表)来将该BPS值转换为MCS。

图9示出了根据一些实施例的接入点(AP)900的框图。AP 900包括收发机910、处理器920和存储器930。收发机910可以用于与一个或多个STA、与一个或多个其它AP和/或与其它适当的无线设备进行无线通信。耦合到收发机910和存储器930的处理器720可以是能够执行AP 900中存储的(例如，在存储器930中)一个或多个软件程序的脚本或指令的任何合适的处理器。

存储器930可以包括存储MCS索引值的MCS表931，MCS索引值可以用于引用确定通信系统的数据速率的通信参数的各种组合(例如，空间流的数量、调制类型和编码速率)。一般而言，对于给定的空间流数量和调制类型，较高的MCS索引值对应于较高的数据速率。存储器930还可以包括非暂时性计算机可读介质(例如，一个或多个非易失性存储元件，例如，EPROM、EEPROM、闪存、硬驱动等等)，其可以存储下面的软件模块：

·多普勒感测模块932，其用于至少部分地基于两个或更多个所接收的信道反馈向量之差来确定STA的多普勒水平(例如，移动的程度)；

·MCS初始化模块934，其用于至少部分地基于通信信道的预测的路径损耗来确定将用于向STA发送数据的初始MCS；

·MCS调整模块936，其用于至少部分地基于一个或多个探测间和/或探测内PER来调整用于向STA发送数据的MCS(例如，通过选择新的MCS)；以及

·模式选择模块938，其用于至少部分地基于所预测的、将用于根据多种通信模式中的每一种模式发送数据的MCS，来将AP 900配置用于多种通信模式之一。

每个软件模块包括当由处理器920执行时使得AP 900执行对应的功能的指令。存储器930的非暂时性计算机可读介质因此包括用于执行以上关于图3、4和6-8描述的操作中的全部或一部分的指令。

在图9的例子中被示为耦合到收发机910和存储器930的处理器920可以是能够执行AP 900中存储的(例如，在存储器930中)一个或多个软件程序的脚本或指令的任何合适的处理器。例如，处理器920可以执行多普勒感测模块932，以至少部分地基于两个或更多个所接收的信道反馈向量之差来确定STA的多普勒水平。处理器920还可以执行MCS初始化模块934，以至少部分地基于通信信道的预测的路径损耗来确定将用于向STA发送数据的初始MCS。此外，处理器920可以执行MCS调整模块936，以至少部分地基于一个或多个探测间和/或探测内PER来调整用于向该STA发送数据的MCS(例如，通过选择新的MCS)。另外，处理器920可以执行模式选择模块938，以至少部分地基于所预测的、将用于根据多种通信模式中的每一种模式发送数据的MCS，来将AP 900配置用于多种通信模式之一。

在前述说明书中，已经参照具体例子描述了实施例。然而，显而易见的是，可以在不脱离如所附权利要求中给出的本公开内容的更广泛范围的情况下，对其作出各种修改和改变。例如，在图3、4和6-8的流程图中描绘的方法步骤可以以其它合适的次序执行，多个步骤可以被组合为单个步骤，和/或一些步骤可以被省略(或包括其它步骤)。因此，说明书和附图被视为具有说明性意义而非限制性意义。