专利名称：Mimo通信系统的闭环速率控制的制作方法
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。
背景技术：
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(rateadaptation)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。
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。
具体实施例方式
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。
对于具有单个子带的MIMO系统，S个空间信道可用于数据传输。对于具有多个(K)子带的MIMO系统，K个子带中的每个子带都有S个空间信道可用。对于任何MIMO系统，可以使用所有可用的子带对应的所有空间信道形成M个传输信道，其中M≥1。通常，在MIMO系统中，各传输信道可以对应于一个或多个子带的一个或多个空间信道。例如，在具有单个子带的MIMO系统中，传输信道可以对应于一个或多个空间信道。再例如，在具有多子带的MIMO系统中，传输信道可以对应于一个或多个宽带空间信道，其中，各宽带空间信道对于K个子带中每个子带而言都包括一个空间信道。也可以将传输信道称为并行信道、数据信道、业务信道、物理信道等等。
为清楚起见，下面对利用OFDM或SC-FDMA的MIMO系统进行详细描述。同样为清楚起见，下面的描述假设在每个传输信道发送一个数据流。因此，对于以下描述，术语“数据流”和“传输信道”可互换使用。数据流的数量是可以配置的，并可根据信道状况和/或其它因素进行选择。
图1示出了MIMO系统100中的发射站110和接收站150。对于下行链路传输，发射站110可以是接入点，接收站150可以是用户终端，而第一和第二通信链路分别是下行链路和上行链路。对于上行链路传输，发射站110可以是用户终端，接收站150可以是接入点，而第一和第二通信链路分别是上行链路和下行链路。图1示出了针对M个数据流使用闭环速率控制的数据传输，其中M≥1。
在发射站110处，主控制器/处理器140根据各数据流可用的信息确定该数据流的速率。这种信息可以包括接收站150提供的反馈信息和/或发射站110获取的信息(例如，信道估计)。各数据流的速率可以是用于数据流的特定的数据速率、特定的编码方案或码率、特定的调制方案、分组尺寸和/或其它参数。主控制器/处理器140根据M个数据流的速率生成各种编码和调制控制命令。
发射(TX)数据处理器120接收M个数据流和这些数据流的编码及调制控制命令。TX数据处理器120根据所选的速率对各数据流进行处理(例如，格式化、编码、交织以及符号映射)，并生成数据符号流，这些数据符号流是数据的调制符号。TX数据处理器120提供M个数据符号流。
TX空间处理器130接收该M个数据符号流，并使用导频符号将其进行复用，导频符号是导频信号的调制符号。导频信号是接收站150先验得知的基准传输，并用于执行各种功能，如信道估计、捕获、频率和时机同步、数据解调等。如果适用的话，则TX空间处理器130对数据和导频符号进行空间处理，并提供T个发射天线对应的T个发射符号流。
发射机(TMTR)132用系统指定的方式对T个发射符号流进行处理。例如，如果MIMO系统分别利用OFDM或SC-FDMA，则发射机132执行OFDM或SC-FDMA调制。发射机132为T个发射符号流生成T个调制信号。这T个调制信号从T个发射天线发送出去，并经由第一通信链路148发送到接收站150。由于特定的信道响应，第一通信链路148会使各调制信号失真，还由于加性高斯白噪声(AWGN)和可能来自其它发射站的干扰，进一步会使调制信号降级。
在接收站150处，R个接收天线接收这T个发射信号，并提供R个接收信号。接收机(RCVR)160对这R个接收信号进行修整，并将其数字化，并进一步用与发射机132执行的处理互补的方式对采样进行处理。接收机160向信道估计器/处理器162提供接收导频符号，并向接收(RX)空间处理器170提供R个接收数据符号流。信道估计器/处理器162对第一通信链路148对应的MIMO信道响应进行估计，并向RX空间处理器170提供信道估计。
RX空间处理器170根据来自信道估计器/处理器162的信道估计对R个接收数据符号流进行接收机空间处理(或空间匹配滤波)，并提供M个检测符号流，其是发射站110发送的M个数据符号流的估计。RX数据处理器172根据为这些流选择的M个速率而对该M个检测符号流进行处理(例如，符号解映射、解交织以及解码)，并提供M个解码数据流，其是发射站110发送的M个数据流的估计。RX数据处理器172可以进一步提供各接收数据分组的状态和/或各解码数据流的解码器度量。
为进行速率控制，信道估计器/处理器162可以对接收导频符号进行处理，从而获取SNR估计、噪声方差估计等等。噪声方差是在接收站150处观测到的本底噪声，并包括信道噪声、接收机噪声、来自其它发射站的干扰等等。RX数据处理器172也可以根据检测数据符号导出SNR估计。速率控制器/处理器180根据接收信息而为各数据流选择适当的速率，并为M个数据流提供速率1至速率M的M个选择速率。
主控制器/处理器190从速率控制器/处理器180接收这M个选择速率，并从RX数据处理器172接收分组状态。主控制器/处理器190生成反馈信息，其包括M个选择速率、接收数据分组的确认(ACK)和/或否定确认(NAK)和/或其它信息。反馈信息经由第二通信链路152发送到发射站110。发射机110使用该反馈信息来调整发往接收站150的M个数据流的处理。例如，发射站110可以调整发往接收站150的M个数据流各自的码率和/或调制方案。反馈信息通过用第一通信链路148支持的众所周知的设置来发送数据从而提高系统的效率。
对于图1所示的实施例，接收站150执行信道估计和速率选择，并将M个数据流对应的M个速率发回到发射站110。在另一实施例中，发射站110根据接收站150发送的反馈信息和/或发射站110获得的其它信息而执行信道估计和速率选择。在另一实施例中，发射站110和接收站150共同执行信道估计和速率选择。
图2示出了包括内环210和外环220的闭环速率控制机制200的实施例。为清楚起见，图2示出了仅仅一个数据流m对应的内环210和外环220的操作。在一个实施例中，针对M个数据流的每个数据流维护一个内环和一个外环。在另一实施例中，针对多个(例如，所有M个)数据流维护一个内环和/或一个外环。
内环210跟踪各数据流的速率由于信道状况而发生的变化。如果接收站150可以快于MIMO信道的相干时间而将反馈信息发送到发射站110，则内环210可以跟踪MIMO信道的瞬时变化。内环210通常由在物理层处观测到的诸如接收SNR之类的参数来驱动。内环210可以使用基于导频的SNR估计和/或基于数据的SNR估计而工作，其可以如下所述进行计算。
外环220校正CRC故障检测到的分组差错。采用精心设计的内环210，分组差错应当以给定的目标PER而很少地发生。例如，如果目标PER为1％，则所发送的每100个分组应当仅错误地接收到一个分组。外环220通常比内环210具有较低的响应时间。可以将外环220视为内环210的调节器，以确保内环210为各数据流选择的速率能实现目标PER。
对于内环210，信道估计器/处理器162根据接收导频符号而估计数据流m的SNR，并提供数据流m的基于导频的SNR估计。RX数据处理器172根据数据流m的检测数据符号而估计数据流m的SNR，并提供数据流m的基于数据的SNR估计。RX数据处理器172也可以提供数据流m的分组状态和/或解码器度量。
速率控制器/处理器180内的速率选择器184接收数据流m的SNR估计和其它信息，例如，M个数据流的传输模式、数据流m的分集阶数、数据流m的外环回退因子等等。下面描述这些不同类型的信息。速率选择器184根据所有的接收信息计算数据流m的有效SNR，如下所述。然后，速率选择器184根据有效SNR和存储MIMO系统支持的一组速率及它们所需要的SNR的查询表(LUT)186而选择数据流m的速率。所选择的数据流m的速率包括在主控制器/处理器190发往发射站110的反馈信息中。在发射站110处，主控制器/处理器140接收所选择的数据流m的速率，并生成数据流m的编码和调制控制命令。然后，根据TX数据处理器120的这些控制而处理数据流m，使用导频符号对其进行复用，并由TX空间处理器130进行空间处理，由发射机132进行修整，并发往接收站150。
外环220估计数据流m的接收质量，并针对数据流m调整内环210的操作。接收数据符号由RX空间处理器170进行空间处理，并且，数据流m的检测数据符号进一步由RX数据处理器172进行处理(例如，解调和解码)。RX数据处理器172提供为数据流m接收到的各分组的状态和/或数据流m的解码器度量。质量估计器182根据来自RX数据处理器172的所有信息估计数据流m的质量，并根据质量估计控制内环210的操作。在一个实施例中，质量估计器182调整数据流m的外环回退因子。该外环回退因子用于计算数据流m的有效SNR，因而影响速率选择，如下所述。在另一实施例中，质量估计器182提供数据流m的速率调整。该速率调整可以指示内环210去为数据流m选择较低的速率。外环回退因子和速率调整是用于控制内环210的操作的两种机制，下面将对此给予说明。
图2示出了速率控制机制200的特定实施例。在另一实施例中，接收站150发回SNR估计、有效SNR和/或在接收站150处接收信号质量的一些其它表示。然后，发射站110根据从接收站150获得的信息而为各数据流选择速率。通常，速率控制机制可以用各种方式实现。在一个实施例中，用内环210和外环220来实现速率控制，如图2所示。在另一实施例中，仅用内环210或仅用外环220来实现速率控制。
只要检测到信道状况的变化，就可以在数据传输之前和/或期间以预定的时间定期执行信道估计和速率选择等等。下面描述信道估计、速率选择和外环操作。
1.传输模式
MIMO系统可以支持多种传输模式(或空间模式)以提高性能和增加灵活性。表1列出了一些示例性的传输模式和它们的简短描述。也可以将受控(steered)模式称为波束成形模式、本征控制模式、利用波束成形的MIMO模式等等。也可以将非受控(unsteered)模式称为基本的MIMO模式。也可以将空间扩展模式称为伪随机发射控制(steering)模式。
表1
各个传输模式具有不同的能力和要求。受控模式在MIMO信道的本征模式上发送数据。受控模式通常提供更好的性能，但需要在发射站110和接收站150处进行空间处理。非受控模式在发射站110处不需要进行空间处理。例如，发射站110可以从各发射天线发送一个数据流。非受控模式的性能通常不如受控模式的性能好。空间扩展模式用不同的控制矩阵发送M个数据流，以使这些数据流观测到全体有效信道。因此，M个数据流实现了类似的性能，该性能不会受制于最差的信道状况。可以根据信道状态信息的可用性、发射站和接收站的能力等而选择适当的传输模式。
对于受控模式，在由T个发射天线和R个接收天线形成的MIMO信道的S个本征模式上发送数据。MIMO信道可以用一个R×T信道响应矩阵H来表征，可以将该矩阵对角化，以获取MIMO信道的S个本征模式。这种对角化可以通过执行H的奇异值分解或H的相关矩阵(即R＝HH·H)的本征值分解来实现，其中HH表示H的共轭转置。R的本征值分解可以表示为 R＝HH·H＝E·Λ·EH， 公式(1) 其中，E是R的本征向量的T×T酉矩阵；以及 Λ是R的本征值的T×T对角矩阵。
酉矩阵E通过性质EH·E＝I来表征，其中I是单位矩阵。酉矩阵的各列互相正交，并且每一列都具有单位功率。发射站110可以用E中的本征向量进行发射机空间处理，从而在H的S个本征模式上发射数据。接收站150可以用E中的本征向量进行接收机空间处理，从而恢复出在S个本征模式上发射的数据。对角矩阵Λ包括沿着对角线的可能的非负实值，并且其它地方都是零。这些对角项被称为H的本征值，并表示S个本征模式的功率增益。
对于具有多子带的MIMO系统，可以将各子带k的S个本征值按照从最大到最小进行排序，以使子带k的信道响应矩阵H(k)的本征模式从最高的SNR到最低的SNR进行排列。可以使用K个子带中的每个子带的第m个本征模式形成宽带本征模式m。首要的宽带本征模式(其中m＝1)与所有K个子带的最大本征值相关联，第二个宽带本征模式(其中m＝2)与所有K个子带的第二个最大的本征值相关联，依此类推。可以使用S个宽带本征模式形成S个传输信道。
表2总结了在发射站110和接收站150处针对三种传输模式的空间处理。可以针对每个子带进行相同的空间处理。
表2
在表2中，下标“es”表示受控模式(或本征控制)，“us”表示非受控模式，“ss”表示空间扩展模式，并且，“x”可以是“es”、“us”或“ss”。σnoise2是MIMO信道的AWGN噪声的方差。s是T×1向量，其在一个符号周期中具有将要在一个子带上发送的M个数据符号，并且其剩余的T-M个元素为零。V是用于空间扩展的T×T控制矩阵。xx是T×1向量，其对于传输模式x来说在一个符号周期中具有将要在一个子带上从T个发射天线进行发送的T个发射符号。Hx是传输模式x的R×T有效信道响应矩阵。M是T×R空间滤波矩阵，它是根据全信道状态信息(全CSI)、信道相关矩阵求逆(CCMI)技术或最小均方误差(MMSE)技术而导出的。是检测数据符号的T×1向量，并且是s的估计。MMSE和CCMI技术可以用于所有三种传输模式。MMSE和CCMI空间滤波矩阵可以用针对所有三种传输模式而相同的方式导出来，但要使用不同的有效信道响应矩阵Hes、Hus和Hss。
连续干扰消除(SIC)接收机处理也可以用于恢复出M个级中的M个数据流。各级l使用表2所示的一种接收机空间处理技术检测一个数据流，将所检测到的数据符号流进行解码，对在剩余的但未恢复出的数据流上的解码数据流导致的干扰进行估计，并消除所估计的接收符号流的干扰，从而获取下一级l+1的修改的符号流。然后，下一级l+1对另一数据流进行检测、解码和消除。
不管选择哪一种传输方案投入使用，如果接收站150能给发射站110提供及时和相当精确的关于可以可靠地维持哪些速率的信息，则系统吞吐量可以显著得到提高。由于有了这种反馈信息，发射站110可以快速地适应信道状况的变化。
2.SNR估计
接收站可以根据接收导频符号和/或接收数据符号估计接收SNR。对于基于导频的SNR估计而言，接收站可以使用接收导频符号来估计各子带的各空间信道的接收SNR。接收站可以使用来自如下的接收导频符号(1)在非受控模式下在无任何空间处理的情况下发送的干净导频信号；(2)在受控模式下使用E在本征模式上发送的受控导频信号；或(3)在空间扩展模式下使用V发送的扩展导频信号。三种传输模式的接收SNR可以如下所述进行计算。
对于受控模式的全CSI接收机空间处理，各子带k的各本征模式m的接收SNR可以表示为 其中m＝1，...，S且k＝1，...，K公式(2) 其中，Pm(k)是子带k的本征模式m的发射功率； λm是子带k的Λ(k)的第m个对角元素；以及 γes，m(k)是子带k的本征模式m的接收SNR。
对于所有三种传输模式的MMSE接收机空间处理，各子带k的各空间信道m的接收SNR可以表示为 其中m＝1，...，S且k＝1，...，K公式(3) 其中，qm(k)是子带k的Mmmsex(k)·Hx(k)的第m个对角元素；以及γmmse，m(k)是子带k的空间信道m的接收SNR。
对于所有三种传输模式的CCMI接收机空间处理，各子带k的各空间信道m的接收SNR可以表示为 其中m＝1，...，S且k＝1，...，K 公式(4) 其中，rm(k)是子带k的Rx(k)＝HxH(k)·Hx(k)的第m个对角元素；以及γccmi，m(k)是子带k的空间信道m的接收SNR。
在公式(2)至(4)中，量Pm(k)/σnoise2是在接收机空间处理之前的SNR(以线性单位表示)。量γes，m(k)、γmmse，m(k)和γccmi，m(k)是在接收机空间处理之后的SNR(以分贝(dB)为单位)，其是接收SNR。
对于空间扩展模式，S个空间信道由于矩阵V的空间扩展而实现了类似的接收SNR。因此，相同的速率可以用于M个数据流。在空间扩展的情况下，各数据符号在所有S个空间信道上进行发送，并且观测到所有空间信道的平均SNR，这可以表示为 公式(5) 公式(6) SNR平均化可以采用线性单位，如公式(5)和(6)所示，或者用dB。
还可以根据各数据流的接收数据符号来估计该数据流的接收SNR。对于基于数据的SNR估计，接收站使用各子带的空间滤波器矩阵对接收数据符号进行接收机空间处理，从而获取检测数据符号。各检测数据符号通常是多比特值(或软判决)，其是发射数据符号的估计。接收站可以将检测数据符号转换成硬判决，确定各检测数据符号的硬判决和软判决之差，并计算硬判决和软判决之差的量值平方的平均值。接收站可以根据各数据流的硬判决和软判决之差的量值平方的平均值而导出该数据流的基于数据的SNR估计。
通常发送导频信号，从而可以为各子带的所有S个空间信道获取基于导频的SNR估计，即使数据是在少于S个空间信道的信道上发送的。可以为实际发送的M个数据流获取基于数据的SNR估计。通常，可以根据基于导频的SNR估计、基于数据的SNR估计或基于导频的SNR估计和基于数据的SNR估计两者来选择数据流的速率。如果两种类型的SNR估计单独均不能正确反映可由MIMO信道可靠支持的速率，则使用基于导频的SNR估计和基于数据的SNR估计两者具有优势。基于导频的SNR估计和基于数据的SNR估计可以表示发射站和/或接收站处的损失。在一个实施例中，如果检测到这种差异，则这两种类型的SNR估计中较小的一方或两者的平均值均可以用于选择数据流的速率。
3.速率选择
如果支持多种传输模式的话，则速率选择需要选择用于传输的传输模式、选择要发送的数据流的数量并选择各数据流的速率或所有数据流的一组速率。这三个参数(传输模式、数据流的数量和速率)通常是彼此相关的。例如，选择用来使用的传输模式可以影响到SNR估计，而SNR估计影响到为数据流选择的速率。可以估计传输模式和数据流的数量的不同组合。各个组合对应于特定的传输模式和特定的数据流的数量。对于各个组合，可以确定各数据流的速率，并且，可以计算所有数据流的总吞吐量。可以选择具有最高总吞吐量的组合来使用。可以如下所述来估计特定的传输模式和M个数据流的一个组合。
可以用各种方式为各数据流选择速率。为清楚起见，下面描述了速率选择的实施例。对于该实施例，首先确定空间信道的接收SNR和用于各数据流的子带。下面的描述假设数据流m是在传输信道m上发送的，该传输信道m是由K个子带中每个子带的空间信道m组成的宽带空间信道。各宽带空间信道的接收SNR通常依赖于频率，并且还依赖于用于数据传输的传输模式和接收机空间处理技术，如上所述。用于数据流m的各子带k的接收SNR表示为γm(k)，并用单位dB表示。可以根据传输模式和接收机空间处理技术计算γm(k)，如上所述。
各数据流的平均SNR可以表示为 其中m＝1，...，M公式(7) 其中，γavg，m是数据流m的平均SNR，以dB为单位。
各数据流的接收SNR的方差可以表示为 其中m＝1，...，M公式(8) 其中，σsnr，m2是数据流m的SNR方差。
可以根据各数据流的平均SNR和SNR方差而计算该数据流的SNR可变性回退因子，如下 其中m＝1，...，M公式(9) 其中，γos，m是数据流m的SNR可变性回退因子；以及 Ksnr是下面描述的常数。
通常，可以根据平均SNR和SNR方差的任意函数或者来计算SNR可变性回退因子。
用于在受控模式中说明MIMO传输的MIMO回退因子可以定义为 其中m＝1，...，M公式(10) 其中，β是下面描述的正的常数； D是数据传输的分集阶数；以及 γmimo，mes是在受控模式中的数据流m的MIMO回退因子。数据流索引m可以包括在公式(10)中，或从公式中省略掉。分集阶数表示数据传输通过使用多个接收天线而观测到的空间分集的量。受控模式的分集阶数可以表示为 D＝R-M+1 公式(11)
在接收站处没有连续干扰消除的情况下，非受控模式和空间扩展模式的MIMO回退因子可以定义为 其中m＝1，...，M 公式(12)
在接收站处具有连续干扰消除的情况下，非受控模式和空间扩展模式的MIMO回退因子可以定义为 其中m＝1，...，M 公式(13) 其中，D(m)是数据流m观测到的分集阶数，其可以表示为 D(m)＝R-M+m，其中m＝1，...，M公式(14) 公式(14)假设对M个数据流依次进行检测和解码，因此，数据流m＝1首先得到检测和解码，然后是数据流m＝2，依此类推。如果对给定的数据流m成功地进行了干扰估计和消除，则随后的各个数据流的分集阶数增加，就好像未发射数据流m一样。例如，如果R＝4且M＝3，则数据流m＝1观测到分集阶数为2，数据流m＝2观测到分集阶数为3，并且，数据流m＝3观测到分集阶数为4。
于是，各数据流的有效SNR可以计算为 γeff，m＝γavg，m-γos，m-γmimo，m-γouter，m，其中m＝1，...，M公式(15) 其中，γouter，m是数据流m的外环回退因子(如下描述)； γmimo，m是数据流m的MIMO回退因子；以及 γeff，m是数据流m的有效SNR。
在公式(9)中，因子Ksnr说明数据流的接收SNR的可变性。该SNR可变性由于通信链路的频率选择性而产生，通信链路的频率选择性是导致在K个子带上改变接收SNR的非平坦频率响应。因子Ksnr降低了平均SNR的有效SNR，从而考虑到这样的事实，即，如果要解码的软判决的SNR存在较大的变化，则一些纠错码的解码性能会降低。如果未应用Ksnr，则数据流的PER可以得到提高。可以根据用于数据流的纠错码的特定细节(纠错码的类型、约束长度等)而选择因子Ksnr。因子Ksnr也可以是码率的函数。
在公式(10)至(14)中，MIMO回退因子说明了关于MIMO传输的各种特性。MIMO回退因子是根据下面讨论的因子β、流索引m和分集阶数D而选择的。
因子β用于降低有效SNR，从而解决由于以下原因而可能产生的不匹配 1.从接收站150到发射站110的反馈延时； 2.通信链路中的噪声和每一流估计处理的SNR；以及 3.发射站110和/或接收站150使用的控制向量偏离受控模式中的MIMO信道。
因子β通常是正的常数。因子β也可以作为接收SNR、MIMO信道的相干时间、反馈延迟等等或者它们的任意组合的函数。
分集阶数D说明了为数据传输实现的空间分集量。当R＝M时实现了最低的分集阶数，即赋予分集阶数为1或D＝1。当更多的接收天线用于给定数量的数据流时，分集阶数增大。较高的分集阶数通常对应于各数据流的接收SNR的较小变化。在公式(10)、(12)和(13)中除以D说明了这样的事实，即，发送的数据流的数量比接收天线的数量少时，数据流的接收SNR通常会更好。通常，当分集阶数增大时，可以使用较小的MIMO回退因子。
流索引m说明了这样的事实，即，在受控模式中，不同的数据流可以具有不同量的SNR可变性。首要的宽带本征模式具有最高的平均SNR，而通常在时间和频率上具有较小的SNR可变性。因此，较小的MIMO回退因子可以用于首要的宽带本征模式。第S个宽带本征模式具有最低的平均SNR，而通常在时间和频率上具有较大的SNR可变性。因此，较大的MIMO回退因子可以用于这种宽带本征模式。
也可以用某种方式导出有效SNR，以说明其它因子。例如，因子L可以用于说明在数据流上发送的分组的长度的变化。较大的分组通常需要较高的SNR，以实现给定的PER。可以在例如公式(15)中添加依赖于回退因子的分组长度来控制分组尺寸的变化。
可以选择上述各种因子(例如，Ksnr和β)，从而尽可能大地增大吞吐量并尽可能小地降低分组差错率。可以根据计算模拟、经验测量等等来确定这些因子。
在一个速率选择实施例中，可以从系统支持的一组速率中为每个数据流单独选择一个速率。表3列出了系统支持的一组示例性的14个速率，给其赋予速率索引0至13。各速率对应于特定的频谱效率(谱Eff)、特定的码率、特定的调制(Mod)方案和对于非平坦AWGN信道实现1％的PER所需的特定的最小SNR(Req SNR)。频谱效率指的是由系统带宽标准化的数据速率(或信息比特率)，其表示单位是每秒每赫兹比特(bps/Hz)。表3中的各速率的码率和调制方案针对于特定的系统设计。具有索引0的速率针对零数据速率(或无数据传输)。对于具有非零数据速率的各速率而言，所需要的SNR是根据特定的系统设计(例如，系统针对该速率使用的码率、交织方案、调制方案等等)而获取的，并针对AWGN信道。所需要的SNR可以通过计算、计算机模拟、经验测量等等来获取。
表3
参照图2，查询表(LUT)186可以将针对各支持速率的那组支持速率和所需SNR存储起来。各数据流的有效SNR可以提供给查询表186，并与该组支持速率的该组所需SNR进行比较。然后，查询表186可以为各数据流分别提供一个选择的速率，该速率具有最高的频谱效率和具有小于或等于该数据流的有效SNR的所需SNR。
为清楚起见，下面针对特定的示例描述速率选择处理。对于该示例，在具有接收SNR为2.74、4.27、6.64和9.52 dB的四个子带的传输信道m上发送数据流m。将平均SNR表示为γavg，m＝5.79dB，而将SNR方差表示为对于该示例，SNR可变性回退因子是根据函数确定的，并表示为γos，m＝2.19dB。对于该示例，将MIMO回退因子表示为γmimo，m＝1.0dB，而外环回退因子为γouter，m＝0.5。然后，将有效SNR表示为γop＝5.79-2.19-1.0-0.5＝2.10dB。
使用表3所示的那组支持速率及其所需的SNR，针对数据流m选择具有索引2的速率。所选的速率具有最高的所需SNR(1.2dB)，其小于或等于有效SNR(2.10dB)。所选的速率指明，频谱效率为0.5bps/Hz、码率为1/2，并且，BPSK调制用于数据流m。
如公式(2)至(4)所示，接收SNR依赖于用于各子带的各空间信道的发射功率Pm(k)。在一个实施例中，将全部发射功率Ptotal均等地分配给M个数据流，因此，Pm(k)＝Ptotal/(K·M)，其中m＝1，...，M且k＝1，...，K。然后，为M个数据流的每个数据流选择一个速率，如针对公式(7)至(15)所述。在另一实施例中，将全部发射功率Ptotal不均等地分配给M个数据流。例如，可以使用注水法分配全部发射功率Ptotal，从而具有较高SNR的数据流分配到较多的发射功率。
在一个实施例中，选择数据流的数量M，以实现最高的总吞吐量。针对该实施例，可以针对各可能数量的数据流计算总吞吐量。对于一个数据流，使用分配给该数据流的全部发射功率Ptotal来计算该数据流的接收SNR，有效SNR如上所述进行计算并用于选择数据流的速率，并且，总吞吐量等于所选速率的频谱效率。对于s个数据流，其中1＜s≤S，使用分配给各数据流的Ptotal/s来计算各数据流的接收SNR，各数据流的有效SNR如上所述进行计算并用于选择数据流的速率，并且，总吞吐量等于所有s个数据流的所选速率的频谱效率的总和。对为S个可能数量的数据流计算的S个总吞吐量中的最高总吞吐量进行确定，并且，将提供该最高总吞吐量的数据流的数量选择为M。在评估各假定数量的数据流的总吞吐量时，根据选择用来使用的传输模式和用于检测数据流的接收机处理技术计算接收SNR。
在一个实施例中，根据公式(7)至(15)选择传输模式。例如，可以针对每个支持的传输模式计算总吞吐量。可以选择具有最高总吞吐量的传输模式用来使用。也可以根据其它因子(例如，发射站和接收站的性能、MIMO信道的相干时间、反馈延迟等等)选择传输模式。
在另一速率选择实施例中，从又名调制编码方案(MCS)组的向量量化的速率组中共同选择M个数据流的速率。系统可能仅支持速率的某种组合，例如，从而降低发回到发射站的反馈信息的量。表4示出了系统的示例性的向量量化的速率组，其中，发射站可以发送四个数据流。针对该速率组，速率标识符(ID)0至13针对一个数据流的传输，并在表1中分别表示为速率索引1至13，速率ID 14至24针对两个数据流的传输，速率ID 25至35针对三个数据流的传输，而速率ID 36至43针对四个数据流的传输。对于各速率ID，表4给出了要发射的数据流的数量(Num Str)、用于各数据流的速率和总吞吐量(OTP)。例如，对于速率ID 31，总吞吐量为12.0bps/Hz，发送三个数据流，速率12(码率3/4和256QAM)用于数据流1，速率9(码率2/3和64QAM)用于数据流2，而速率5(码率1/2和16QAM)用于数据流3。
表4
可以根据有效SNR和向量量化的速率组而以各种方式选择M个数据流的速率。在一个实施例中，为M个数据流选择速率组合，以使各数据流的速率的所需SNR小于或等于该数据流的有效SNR。在另一实施例中，为M个数据流选择具有最高总吞吐量的一个速率组合，以使总SNR容限(margin)为非负。对于该实施例，该速率组中的速率组合可以一次估计一个，从具有最高总吞吐量的速率组合开始。对于各速率组合，可以将各数据流的SNR容限计算为该数据流的所需SNR和有效SNR之差。将所有数据流的SNR容限相加，从而获得总SNR容限。如果总SNR容限为非负数，则选择速率组合。在另一实施例中，为M个数据流选择具有最高总吞吐量的速率组合，以使全部的所需SNR小于或等于全部的有效SNR。对于各速率组合，可以将全部的所需SNR计算为该速率组合中的所有速率的所需SNR的总和。可以将全部的有效SNR计算为所有数据流的有效SNR的总和。也可以用其它方式选择速率组合。
4.外环更新
对于图2所示的实施例，外环220维护各数据流的目标PER。可以用各数据流的分组差错来驱动该数据流的外环。在一个实施例中，当分组解码出错时(即为擦除分组)，外环通过正的步尺寸δm来增大外环回退因子。当分组解码正确时(即为好的分组)，外环通过减去一部分δm而使外环回退因子向零减小。数据流m的外环的更新可以表示为 如果分组出错，则γouter，m(n)＝γouter，m(n-1)+δm， 公式(16a) 如果没有分组出错，则γouter，m(n)＝max{0，γouter，m(n-1)-Pm·δm}， 公式(16b) 其中，Pm是针对各个好的分组而要减去的那部分δm；以及 γouter，m(n)是数据流m中的分组n的外环回退因子。
对于公式组(16)所示的实施例，外环回退因子为非负值。在数据传输开始时可以将外环回退因子初始化到一个预定值，例如，初始化到零或负值，从而说明接收SNR的高初始估计。然后，根据接收分组的状态更新外环回退因子。对于各擦除分组，将外环回退因子增加δm，而对于各个好的分组，将外环回退因子减小Pm·δm，其中，Pm·δm是δm的一部分，并且，限制γouter，m(n)为零或较大值。
因子Pm可以根据数据流m的目标PER进行设置，并可以表示为 公式(17) 其中，PERm是数据流m的目标PER。例如，如果对于1％的PER而言PERm＝0.01，则Pm＝0.0101＝1/99。外环步尺寸δm确定外环的收敛速率。
对于上述实施例，外环回退因子γouter，m(n)依赖于在公式(16a)、(16b)和(17)中用下标“m”表示的数据流。该实施例可以用于这样的系统，即，其中，各数据流是单独进行解码的，并且各分组是在一个数据流上发送的。根据为各数据流接收的分组的状态来更新该数据流的外环回退因子。
系统可以在多个数据流上发送单个分组，并且可以将这些数据流视为是共同进行解码的。例如，可以将分组分解或解复用为相同或不同尺寸的M个块，并且可以在各数据流上发送各个块。接收站可以根据在M个数据流上接收到的M个块而试图恢复出分组。如果存在分组出错，则它难以判断出是M个数据流中的哪个数据流导致了分组出错。
在一个实施例中，对于具有共同解码的数据流的系统而言，可以针对各数据流而维护SNR容限。可以将数据流m的SNR容限计算为所选速率的所需SNR和数据流m的有效SNR之差。可以使用基于导频和/或基于数据的SNR估计获得数据流m的有效SNR。当检测到分组差错时，具有最小SNR容限的数据流的外环回退因子会增大，例如，如公式(16a)所示。因此，假设具有最小SNR容限的数据流导致了分组差错，则其外环回退因子会相应增大。当接收到好的分组时，所有数据流的外环回退因子会减小，例如，如公式(16b)所示。如果所有数据流具有类似的SNR容限，这可以是空间扩展模式的情形，那么，对于擦除分组或好的分组来说，可以分别将所有数据流的外环回退因子上调或下调。在另一实施例中，外环可以为具有负SNR容限的各数据流选择下一个较小的速率。
外环也可以提供用于控制外环210的操作的其它类型的信息。在一个实施例中，外环可以为各数据流m提供速率调整指示。这种速率调整指示可以控制数据流m的内环，从而为数据流选择较小的速率。这种速率调整指示可以是由于令人不满意的性能(例如，对于数据流m接收到的突发的分组差错)而产生。
在一个实施例中，外环可以使用解码器度量，例如重新编码的符号差错率(SER)、重新编码的功率度量、修改的Yamamoto度量(对于卷积解码器)、解码分组比特中的最小或平均对数似然比(LLR)(对于Turbo解码器)等等。重新编码的SER是来自RX空间处理器170的检测数据符号和通过将来自RX数据处理器172的解码数据进行重新调制而获得的重新编码符号之间的差错率。修改的Yamamoto度量表示解码数据的置信度，并且是根据通过卷积解码的网格的所选(最佳的)的路径和通过网格的下一个最近的路径之间的差而获得的。最小的或平均的LLR也可以用于表示解码数据的置信度。这些解码器度量表示接收数据传输的质量，并且在本领域中是众所周知的。
可以根据各数据流的分组差错和/或解码器度量来调整外环回退因子和/或该数据流的速率。各数据流的解码器度量可以用于估计数据流的性能。如果给定的数据流的解码器度量比为该度量选择的门限差，则可以相应地调整外环回退因子和/或该数据流的速率。
外环也可以用其它方式调整内环的操作，并且，这也处在本发明的保护范围内。通常，外环的更新速率可以比内环的更新速率慢或快。例如，外环可以根据接收分组的预定数量(或块)调整外环回退因子。外环也可以调整内环更新之间的速率。通常，外环对较长数据传输的内环操作的影响比对突发传输的内环操作的影响大。
图3示出了用于在MIMO系统中执行速率控制的处理300的实施例。处理300可以由接收站150、发射站110或两站110和150实现。
根据至少一个数据流中的每个数据流的接收导频符号和/或接收数据符号而为该数据流获取至少一个SNR估计(框312)。可以根据用于至少一个数据流的接收机空间处理技术导出SNR估计，例如，如公式(2)至(6)所示。确定各数据流的分集阶数和MIMO回退因子(框314)。还确定各数据流的外环回退因子(框316)。根据各数据流的至少一个SNR估计、MIMO回退因子和外环回退因子而确定该数据流的有效SNR(框318)。
然后，根据至少一个数据流的至少一个有效SNR而为至少一个数据流选择至少一个速率(框320)。可以根据各数据流的有效SNR而单独为该数据流选择速率。或者，也可以根据至少一个有效SNR而为至少一个数据流选择一种速率组合。也可以从与不同发射机空间处理相关的多种传输模式(例如，受控模式、非受控模式和空间扩展模式)中为至少一个数据流选择一种传输模式(框322)。
根据各数据流的性能(例如，分组状态和/或解码器度量)而调整该数据流的外环回退因子(框324)。如果每个分组是在一个数据流上发送的，则可以单独调整各数据流的外环回退因子。如果分组可以在多个数据流上发送，则也可以共同调整至少一个数据流的外环回退因子，如上所述。
图4示出了用于在MIMO系统执行速率控制的装置400的实施例。装置400可以位于接收站150或发射站110中。或者，装置400的一部分可以位于接收站150中，而装置400的剩余部分可以位于发射站110中。
装置400包括根据至少一个数据流中的每个数据流的接收导频符号和/或接收数据符号而为该数据流获取至少一个SNR估计的模块(框412)；确定各数据流的分集阶数和MIMO回退因子的模块(框414)；确定各数据流的外环回退因子的模块(框416)；以及根据各数据流的至少一个SNR估计、MIMO回退因子和外环回退因子而确定该数据流的有效SNR的模块(框418)。装置400还包括根据至少一个数据流的至少一个有效SNR而为至少一个数据流选择至少一个速率的模块(框420)和从多种传输模式中为至少一个数据流选择一种传输模式的模块(框422)。装置400还包括根据各数据流的性能而调整该数据流的外环回退因子的模块(框424)。
本申请中描述的速率控制技术可通过多种方式来实现。例如，这些技术可以用硬件、固件、软件或它们结合的方式来实现。对于硬件实现，在接收站处用于速率控制的处理单元可以实现在一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、用于执行本申请所述功能的其它电子单元或其组合中。
对于固件或软件实现，速率控制技术可用执行本申请所述功能的模块(例如，过程、函数等)来实现。这些软件代码可以存储在存储器单元(如，图1中的存储器单元142或192)中，并由处理器(如，处理器140或190)执行。存储器单元可以实现在处理器内，也可以实现在处理器外，在后一种情况下，它经由各种手段可通信地连接到处理器，这些都是本领域中所公知的。
本申请包括的小标题用于参考和便于查找特定的部分。这些小标题并不限定其下面描述的概念的范围，这些概念可应用于整篇说明书的其它部分。
为使本领域技术人员能够实现或者使用本发明，上面围绕着公开的实施例进行了描述。对于本领域技术人员来说，对这些实施例的各种修改都是显而易见的，并且，本申请定义的总体原理也可以在不脱离本发明的精神或保护范围的基础上适用于其它实施例。因此，本发明并不限于本申请给出的实施例，而是与本申请公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。
权利要求
1、一种装置，包括
至少一个处理器，用于为数据流获取至少一个SNR估计，确定所述数据流的分集阶数，并根据所述数据流的至少一个SNR估计和分集阶数而选择所述数据流的速率；以及
存储器，与所述至少一个处理器相连。
2、权利要求1的装置，其中，所述至少一个处理器根据接收导频符号导出所述至少一个SNR估计。
3、权利要求1的装置，其中，所述至少一个处理器根据接收数据符号导出所述至少一个SNR估计。
4、权利要求1的装置，其中，所述至少一个处理器根据正在发送的数据流的数量和接收天线的数量确定所述数据流的分集阶数。
5、权利要求4的装置，其中，所述至少一个处理器进一步根据所述数据流的索引确定所述数据流的分集阶数。
6、一种方法，包括
为数据流获取至少一个SNR估计；
确定所述数据流的分集阶数；以及
根据所述数据流的至少一个SNR估计和分集阶数选择所述数据流的速率。
7、权利要求6的方法，其中，确定所述数据流的分集阶数包括
根据正在发送的数据流的数量和接收天线的数量确定所述数据流的分集阶数。
8、一种装置，包括
至少一个处理器，用于为将要经由MIMO信道发送的至少一个数据流获取至少一个SNR估计，根据所述至少一个数据流的至少一个SNR估计和至少一个外环回退因子而为所述至少一个数据流选择至少一个速率，并根据为所述至少一个数据流接收的分组状态而调整所述至少一个外环回退因子；以及
存储器，与所述至少一个处理器相连。
9、权利要求8的装置，其中，所述至少一个处理器根据用于所述至少一个数据流的接收机空间处理技术导出所述至少一个SNR估计。
10、权利要求8的装置，其中，所述至少一个处理器用于确定所述至少一个数据流的分集阶数，并且，用于根据所述至少一个数据流的至少一个SNR估计、至少一个外环回退因子和分集阶数而选择所述至少一个速率。
11、权利要求8的装置，其中，所述至少一个处理器用于独立地为所述至少一个数据流中的每个数据流选择速率。
12、权利要求8的装置，其中，所述至少一个处理器从一组速率组合中为所述至少一个数据流选择至少一个速率。
13、权利要求12的装置，其中，所述至少一个处理器为所述至少一个数据流确定与最高的总吞吐量和非负的总SNR容限相关的速率组合，并且其中，所述速率组合表示所述至少一个数据流的至少一个速率。
14、权利要求8的装置，其中，所述至少一个处理器根据所述至少一个SNR估计和所述至少一个外环回退因子而选择要发送的数据流的数量。
15、权利要求8的装置，其中，所述至少一个处理器从与不同的发射机空间处理相关的多种传输模式中选择一种传输模式。
16、权利要求15的装置，其中，所述至少一个处理器根据所述至少一个SNR估计和所述至少一个外环回退因子而选择所述传输模式。
17、权利要求15的装置，其中，所述多种传输模式包括受控模式和非受控模式。
18、权利要求17的装置，其中，所述多种传输模式还包括空间扩展模式。
19、一种方法，包括
为将要经由MIMO信道发送的至少一个数据流获取至少一个SNR估计；
根据所述至少一个数据流的至少一个SNR估计和至少一个外环回退因子而为所述至少一个数据流选择至少一个速率；以及
根据为所述至少一个数据流接收的分组状态而调整所述至少一个外环回退因子。
20、权利要求19的方法，还包括
确定所述至少一个数据流的分集阶数，并且其中，根据所述至少一个数据流的至少一个SNR估计、至少一个外环回退因子和分集阶数而选择所述至少一个速率。
21、权利要求19的方法，还包括
从与不同的发射机空间处理相关的多种传输模式中选择一种传输模式。
22、一种装置，包括
用于为将要经由MIMO信道发送的至少一个数据流获取至少一个SNR估计的模块；
用于根据所述至少一个数据流的至少一个SNR估计和至少一个外环回退因子而为所述至少一个数据流选择至少一个速率的模块；以及
用于根据为所述至少一个数据流接收的分组状态而调整所述至少一个外环回退因子的模块。
23、权利要求22的装置，还包括
用于确定所述至少一个数据流的分集阶数的模块，并且其中，根据所述至少一个数据流的至少一个SNR估计、至少一个外环回退因子和分集阶数而选择所述至少一个速率。
24、权利要求22的装置，还包括
用于从与不同的发射机空间处理相关的多种传输模式中选择一种传输模式的模块。
25、一种装置，包括
至少一个处理器，用于维护内环和维护外环，所述内环为将要经由MIMO信道发送的至少一个数据流选择至少一个速率，所述外环提供所述内环选择所述至少一个速率所使用的至少一个参数；以及
存储器，与所述至少一个处理器相连。
26、权利要求25的装置，其中，对于所述内环，所述至少一个处理器用于为各数据流获取至少一个SNR估计，并且，根据各数据流的至少一个SNR估计而为所述数据流选择速率。
27、权利要求26的装置，其中，对于所述内环，所述至少一个处理器确定各数据流的分集阶数，并且，进一步根据各数据流的分集阶数而为所述数据流选择速率。
28、权利要求26的装置，其中，对于所述内环，所述至少一个处理器根据各数据流的至少一个SNR估计的可变性而确定所述数据流的SNR回退因子，并且，进一步根据各数据流的SNR回退因子而为所述数据流选择速率。
29、权利要求26的装置，其中，来自所述外环的至少一个参数包括各数据流的外环回退因子，并且其中，对于所述内环，所述至少一个处理器根据各数据流的外环回退因子而为所述数据流选择速率。
30、权利要求29的装置，其中，对于所述外环，所述至少一个处理器根据为各数据流接收的分组状态而调整所述数据流的外环回退因子。
31、权利要求29的装置，其中，对于所述外环，所述至少一个处理器用于为各数据流获取至少一个解码器度量，并且，根据各数据流的至少一个解码器度量而调整所述数据流的外环回退因子。
32、权利要求29的装置，其中，对于所述外环，所述至少一个处理器用于为各数据流确定SNR容限，并且，如果检测到分组差错，则增大具有最小SNR容限的数据流的外环回退因子。
33、权利要求32的装置，其中，对于所述外环，如果未检测到分组差错，则所述至少一个处理器减小各数据流的外环回退因子。
34、权利要求25的装置，其中，来自所述外环的至少一个参数包括为数据流选择较小速率的速率调整指示。
35、一种方法，包括
维持内环，所述内环为将要经由MIMO信道发送的至少一个数据流选择至少一个速率；以及
维持外环，所述外环提供所述内环选择所述至少一个速率所使用的至少一个参数。
36、权利要求35的方法，其中，维持内环包括
为各数据流获取至少一个SNR估计；
根据各数据流的至少一个SNR估计而确定所述数据流的平均SNR；
根据各数据流的至少一个SNR估计的可变性而确定所述数据流的SNR回退因子；以及
根据各数据流的平均SNR和SNR回退因子而为所述数据流选择速率。
37、权利要求36的方法，其中，维持内环包括
确定各数据流的分集阶数；以及
进一步根据各数据流的分集阶数而为所述数据流选择速率。
38、权利要求36的方法，其中，维持外环包括
根据为各数据流接收的分组状态而调整所述数据流的外环回退因子；并且其中，维持内环包括进一步根据各数据流的外环回退因子而为所述数据流选择速率。
39、权利要求38的方法，其中，维持外环包括
确定各数据流的SNR容限；以及
如果检测到分组差错，则增大具有最小SNR容限的数据流的外环回退因子。
40、一种装置，包括
用于维持内环的模块，所述内环为将要经由MIMO信道发送的至少一个数据路选择至少一个速率；以及
用于维持外环的模块，所述外环提供所述内环选择所述至少一个速率所使用的至少一个参数。
41、权利要求40的装置，其中，用于维持内环的模块包括
为各数据流获取至少一个SNR估计的模块；
根据各数据流的至少一个SNR估计而确定所述数据流的平均SNR的模块；
根据各数据流的至少一个SNR估计的可变性而确定所述数据流的SNR回退因子的模块；以及
根据各数据流的平均SNR和SNR回退因子而为所述数据流选择速率的模块。
42、权利要求41的装置，其中，用于维持内环的模块包括
确定各数据流的分集阶数的模块；以及
进一步根据各数据流的分集阶数而为所述数据流选择速率的模块。
43、权利要求41的装置，其中，用于维持外环的模块包括
根据为各数据流接收的分组状态而调整所述数据流的外环回退因子的模块，并且其中，用于维持内环的模块包括进一步根据各数据流的外环回退因子而为所述数据流选择速率的模块。
44、权利要求43的装置，其中，用于维持外环的模块包括
确定各数据流的SNR容限的模块；以及
如果检测到分组差错则增大具有最小SNR容限的数据流的外环回退因子的模块。
45、一种装置，包括
至少一个处理器，其根据接收导频符号导出具有至少一个SNR估计的第一集合，根据接收数据符号导出具有至少一个SNR估计的第二集合，并且，根据所述具有至少一个SNR估计的第一集合和第二集合而为经由MIMO信道发送的数据流选择速率；以及
存储器，与所述至少一个处理器相连。
46、权利要求45的装置，其中，所述至少一个处理器根据用于所述数据流的接收机空间处理技术而导出所述具有至少一个SNR估计的第二集合。
47、权利要求45的装置，其中，所述至少一个处理器根据所述具有至少一个SNR估计的第一集合和第二集合而确定所述数据流的有效SNR，并且，根据所述数据流的有效SNR而为所述数据流选择速率。
全文摘要
在MIMO系统中，用内环和外环实现速率控制，内环为经由MIMO信道发送的数据流选择速率，外环调整内环的操作。对于内环而言，根据接收导频符号和/或接收数据符号获取各数据流的SNR估计。根据各数据流的SNR估计、分集阶数、MIMO回退因子和外环回退因子而导出该数据流的有效SNR。然后，根据数据流的有效SNR选择数据流的速率。外环根据各数据流的性能(例如，分组差错和/或解码器度量)调整该数据流的外环回退因子。
文档编号H04L25/03GK101099326SQ200580046449
公开日2008年1月2日 申请日期2005年11月16日 优先权日2004年11月16日
发明者J·R·沃尔顿 申请人:高通股份有限公司