用于su-bf和mu-mimo操作的统一速率适配的方法和系统的制作方法
【专利说明】用于SU-BF和MU-MIMO操作的统一速率适配的方法和系统
[0001] 背景
[0002] 本发明一般设及传输速率适配，尤其设及多用户Wi-Fi瑕系统中的统一速率适配。 [000引相关领域
[0004] I邸E802. 11指的是用于实现例如2. 4、3.6和5細Z频带中的无线局域网（WLAN) 通信的一组标准。WLAN通信允许设备无线地与一个或多个其他设备交换数据。Wi-Fi是使 用IE邸802. 11标准中的任何一个标准的WLAN产品的商标名称。
[000引 IE邸802. 1lac是正被开发W支持5GHz频带中的甚高吞吐量（VHT)操作的新标 准。为了获取该VHT操作，802.llac设备使用发射机和接收机两者处的多个天线（在无线 工业中被称为多输入多输出，即MIM0)来使用最多达8个空间流的宽RF(射频）带宽，由 此允许终端同时在相同的频带中向/从多个用户传送或接收信号。VHT操作还使用最多达 256QAM(正交振幅调制）的高密度调制。
[0006] 波束成形是通过多个天线使用定向信号发射或接收来实现空间选择性的技术。例 如，发射机可控制信号在每一天线处的相位和振幅W创建波阵面中的相长和相消干扰的模 式。
[0007] 为了正确地形成波束W便进行MIM0通信，发射机需要知晓信道的特性。为了获取 该些信道特性，发射机可W向设备发送已知信号，该信号允许该设备生成关于信道的当前 质量的信息。该设备然后可将该信道状态信息（CSI)发回到发射机，发射机进而可应用正 确的相位和振幅W形成定向到该设备的经优化的波束。该过程被称为信道探通或信道估计 (此处被称为探通过程）。
[000引在802.llac通信中，接入点（A巧可使用探通过程来从一个或多个潜在的目的地 站收集CSI。之后，AP可将收集到的CSI用作当前信道估计，W便在多用户MIMO(MU-MIMO) 帖中将下行链路数据发送到多个站。还注意，收集到的CSI可用于在SU-MIM0帖中向一个 站发送下行链路数据，其中SU-MIM0是单用户MIM0(在一个站处使用多个天线的波束成形 技术）。
[0009] 当SU-BF或MU-MIM0数据在探通过程后被立即（例如，1-lOms)发出时，用于 SU-BF/MU-MIMO数据传输的CSI信息是新鲜的，并且分组将具有更高的成功递送机率。另一 方面，如果SU-BF/MU-MIMO数据甚至是在最后一个探通过程后的简短时间发出的，则在生 成单用户波束成形（SU-B巧或MU-MIM0数据传输时使用的CSI信息可能是陈旧的，并且分 组可具有较低的成功递送机率。
[0010] 单用户（SU)Wi-Fi系统中的传统速率适配算法基于传输成功或失败的最近历史 来选择新速率。如果探通已经是最近的，则通常基于探通的CSI使用适当的调制和编码方 案（MC巧来成功地递送分组，并且发送方将在下一次尝试探测更高的MCS。相反，如果分组 是使用特定MCSW高分组错误率（阳时递送的，则发送方将尝试降低MCSW增大未来的分 组将被成功递送的机率。
[0011] 在给定信道状况下选择适当的MCS的过程被称为速率适配。在MUWi-Fi系统中执 行速率适配不是直接的。具体而言，速率适配算法可被请求W向目的地节点提供SU-0P(单 用户开环，被称为非波束成形）、SU-BF或MU-MIMO速率。消除SU-OP的选项不会简化该问 题，因为速率适配仍然需要为SU-BF和MU-MIM0传输两者选择最佳MCS，而不管针对每一者 的最佳速率可W显著地不同的该一事实。
[001引取决于信道状况或MU-MIM0水平（2用户或3用户），3用户MU-MIM0、2用户MU-MIM0和SU-BF传输的SINR(信号干扰噪声比）可W显著地不同，即使CSI信息具有相同 的龄期。
[0013] 该情况甚至会更复杂，因为在不同的信道状况下（例如具有多普勒和没有多普勒 的情况下），3用户MU、2用户MU和SU-BF之间的SINR间隙也可W显著地不同。该些变化 使得速率选择变得甚至更加困难。
[0014] 一种执行用于MU-MIM0系统的速率适配的直接方式是针对不同的发射（T幻模式 单独地跟踪最佳MCS。在该一方案下，SU-BF、2用户MU-MIM0和3用户MU-MIM0的传输历史 将被彼此独立地跟踪，并且每一者将如在传统的速率适配算法中所描述的那样执行。然而， 该样做将显著地增加存储器需求和算法的复杂性。另一缺陷是在某一特定历时，发送方可 使用至目的地的相同TX模式，W使得该特定TX模式的速率能被很好地跟踪。然而，当切换 至不同的TX模式时，发送方必须花费预定时段来确定新TX模式的最佳MCS。
[00巧]因此，需要一种供在包括Wi-Fi系统的MUWLAN系统中使用的具有改进的计算成 本的速率适配方法。
[0016] 实施例的概述
[0017] 提供了一种用于提供多用户无线通信系统中的速率适配的方法，该多用户无线通 信系统包括单用户波束成形（SU-B巧和多用户多输入多输出（MU-MIM0)。在该方法中，确定 作为用于SU-BF的调制和编码方案（MC巧的主速率。使用速率映射函数来从主速率导出每 一种发射模式的MCS。使用来自该映射的结果，跟踪主速率，而不是每一发射模式的MCS，由 此降低跟踪每一发射模式的单独MCS的计算成本。在另一实施例中，周期性地执行映射校 准W保证速率映射函数的持续有效性。
[0018] 提供了一种存储计算机指令的计算机可读介质，该些计算机指令在被执行时执行 所描述的速率适配方法。还提供了一种包括用于执行所描述的速率适配方法的可编程平台 的无线通信系统。
[0019] 附图简述
[0020] 图1A解说了包括AP和两个站（STA1和STA2)的示例基本服务集炬SS)。
[002U图1B解说了图1A中所示的AP与站STA1和STA2之间的示例性通信时序图，包括 用于确定当前通信信道质量的探通过程。
[002引 图2解说了图1A中所示的AP与站STA1和STA2之间的时序图，包括第一探通过 程和之后的多个数据过程W及第二探通过程。
[0023] 图3解说了一种用于确定并周期性地调整用于通信系统（诸如图1A所示的通信 系统）的调制和编码方案（MC巧的示例性统一速率适配方法。
[0024] 图4解说了包括可执行图3中所示的统一速率适配方法的速率控制块的简化电子 设备。
[0025] 附图详细描述
[0026] W下描述了用于速率适配的系统和方法的实施例，包括但不限于改进计算成本W 供在包括Wi-Fi系统的MUWLAN系统中使用。对于WLAN系统（尤其是MUWi-Fi系统），统 一速率适配算法能够有利地且并发地跟踪不同的TX模式（例如，SU-BF、SU-MIMO、MU-MIMO 等）的所注意到的最佳速率，由此节省存储器和计算的显著开销W及相比于单独的TX模式 跟踪提供更准确且及时的MCS建议。
[0027] 图1A解说了包括AP130和两个站（STA1 132和STA2 134)的示例基本服务集 炬SS) 100。在一个实施例中，每一个设备130、132和134包括被配置成根据WLAN标准（例 如，IE邸802.llac标准）来操作的收发机120(发射机和接收机）。在描述W下附图时将 参考图1AW供解说。然而，不应基于BSS100的解说而限制本公开的实施例。例如，BSS 100可包括不止两个STA(为了简明地描述本公开的实施例而未解说）。另外，AP130可W 是BSS100的专用AP、软AP、或者W其他方式担当AP的STA等。此外，虽然解说了用于每 一设备的两个、=个或四个天线，但本公开的实施例不限于用于该些设备的特定数量的天 线或特定数量的发射/接收链。
[002引 图1B解说了图1A的AP130与站STA1 132和STA2 134之间的示例性通信时序 图。图1B中所示的通信包括两个过程：探通过程110和数据过程111。探通过程110开始 于AP130向站STA1 132和STA2 134发送空数据分组通告（NDPA)信号101，其中NDPA信 号101指示没有数据将在后续分组中发送。在NDPA信号101之后，AP130发送空数据分组 (ND巧信号102。该NDP信号102可用作已知信号W用于从站STA1 132和STA2 134获取 信道特性。在接收到NDP信号102之后，站STA1 132可W在波束成形炬巧报告1信号103 中向AP130发送其CSI。在接收BF报告1信号103时，AP130可发送指示站STA2 134能 够向AP130发送其CSI的BF轮询信号104。响应于接收到BF轮询信号104,STA2 134可 W在BF报告2信号105中向AP130发送其CSI。
[0029] 使用来自其相关联的站STA1 132和STA2 134的CSI，AP130可通过并发地向 STA1 132发送MU-MIMO数据106并且向STA2 134发送MU-MIMO数据107来开始数据过程 111。注意，尽管术语MU-MIMO被用来描述数据，但在其他实施例中数据也可W是SU-MIMO。 在接收到数据106之后，站STA1132可W向AP130发送块确收炬A)信号108。当接