一种单用户和多用户多输入输出模式的自适应切换装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种单用户和多用户多输入输出模式的自适应切换装置，包括发射端和接收端，其中发射端包括模式切换模块和调制与编码模块，其中模式切换模块设有SU-MIMO和MU-MIMO两种模式，其特征是，还包括有一自适应单元，该自适应单元主要由信道估计模块、查表匹配模块、频谱效率计算模块、模式选择模块和模式切换模块组成；其中信道估计模块的输出端依次经由查表匹配模块、频谱效率计算模块与模式选择模块相连，模式选择模块的输出端分别连接发射端的模式切换模块和调制与编码模块。此外，还在自适应单元中加入切换保护模块来避免乒乓效应。本实用新型专利技术具有性能稳定，响应时间小、系统负担小的特点。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及无线通信
，具体涉及一种单用户和多用户多输入输出模式的自适应切换装置。
技术介绍
无线通信技术的发展日新月异，越来越多的无线服务进入到我们的生活中，随之对数据传输速率也提出了越来越高的要求。但是无线资源的匮乏成了制约无线通信发展的瓶颈。充分利用宝贵的频谱资源，提高频谱资源的利用率，已经成为无线通信研究的热点问题。多输入多输出(MIMO)技术在不增加频谱资源和天线的发送功率的前提下，能够实现容量的线性增长，已经成为无线通信的核心技术。从同一个时频资源块服务的用户数角度来 说，可以分为单用户多输入多输出(SU-MMO)和多用户多输入多输出(MU-MM0)。如图I所示的SU-MM0，这种模式可以快速的增加单个用户的数据速率，其优点是信令简单，易于工程部署和系统性能较好。对于如图2所示的MU-MM0，这种模式是来自不同用户设备的数据流混合，使得基站有更多的机会将用户设备配对，增加用户之间的信息共享，从而增加系统的容量增益。在不同的信道条件下，SU-MIMO和MU-MMO的频谱效率也不同。SU-MMO和MU-MMO的频谱效率与多种因素有关，如信道的状态、调制模式、量化误差、反馈延迟及多普勒频移等。由于SU-MMO和MU-MMO都是在特定的信道环境下才能达到较高的系统性能，因此考虑到信道的时变性，使用单一的模式不能实时满足系统的需求，这样势必会造成系统性能的下降。对于单用户和多用户模式切换的方法提案有许多种(如上海贝尔实验室2011年5月12日公开的基于自适应隐性反馈的模式切换，北京邮电大学提出的基于比例公平性(PF)的模式切换)，但是对于切换时会出现的问题没有进行深入考虑，在设定的切换点或者小区的边界会频繁的进行模式切换，这样势必会造成系统的不稳定和系统负担，对终端用户的服务质量造成非常大的影响，比如终端用户的耗电量过大，服务达不到预期的要求等。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提出一种性能稳定，响应时间小、系统负担小的一种单用户和多用户多输入输出模式的自适应切换装置。由于在不同的信干噪比(SINR)条件下，SU-MIMO和MU-MMO的频谱效率也不同。SU-MIMO模式和MU-MMO模式的频谱效率与多种因素有关，如信道的状态、调制模式、量化误差、反馈延迟及多普勒频移等。SU-MMO模式和MU-MMO模式都是在特定的信道环境下才能达到较高的系统性能。因此，为了能够实现SU-MMO和MU-MMO模式的自适应切换，本技术拟通过对当前信号环境进行估计计算出两种模式下的SINR，之后通过SINR查表获得所匹配的调制方式和误码率，最后通过计算和比较两种模式频谱效率，将频谱效率较大的模式作为该信道环境下的最优模式。为解决上述问题，本技术是通过以下技术方案实现的本技术一种单用户和多用户多输入输出模式的自适应切换装置，包括发射端和接收端，其中发射端包括模式切换模块和调制与编码模块，其中模式切换模块设有SU-MIMO和MU-MMO两种模式，其不同之处是，还包括有一自适应单元，该自适应单元主要由信道估计模块、查表匹配模块、频谱效率计算模块、模式选择模块和模式切换模块组成；其中信道估计模块的输出端依次经由查表匹配模块、频谱效率计算模块与模式选择模块相连，模式选择模块的输出端分别连接发射端的模式切换模块和调制与编码模块；其中信道估计模块，测量通信链路的信道信息，并根据该信道信息计算SU-MIMO模式下的平均的信干噪比和MU-MMO模式下的单个用户的信干噪比；查表匹配模块，根据计算的SU-MMO模式下的平均的信干噪比和MU-MMO模式下的单个用户的信干噪比，通过查表分别确定与上述两种信干噪比相匹配的调制编码方式，同时根据调制编码方式的等级确定当前的误码率；频谱效率计算模块，根据得到的调制编码方式和对应的误码率，分别计算SU-MIMO和MU-MMO两种模式下的频谱效率；模式选择模块，通过比较SU-MMO模式和MU-MMO模式下的频谱效率将多输入多 输出模式指示设定为频谱效率较高的模式所对应的模式编号；模式切换模块，根据多输入多输出模式指示进行模式切换并调整调制编码方式。为了避免乒乓效应，上述方案所述自适应单元还包括有切换保护模块，模式选择模块的输出端经由该切换保护模块分别与发射端的模式切换模块和调制与编码模块连接；该切换保护模块，根据容限机制确定是否进行模式切换。由于本技术能够应用于TDD系统和FDD系统中，因此根据TDD系统和FDD系统的特点，上述步骤在不同的系统中，稍有不同。其中对于TDD系统而言，根据上下行链路的对偶性，发射端可以作为接收端，上述自适应单元的所有模块即信道估计模块、查表匹配模块、频谱效率计算模块、模式选择模块和模式切换模块均设置在发射端。而对于FDD系统而言，根据信道的不对称性，上述自适应单元的信道估计模块、查表匹配模块、频谱效率计算模块和模式选择模块设置在接收端，模式切换模块设置在发射端，因此所述自适应单元还包括有一反馈模块，切换保护模块的输出端经由该反馈模块分别与发射端的模式切换模块和调制与编码模块连接。该反馈模块通过专门的反馈链路将最优的码字编号(PMI)、信道质量指示索引号(CQI index)和MMO模式指示(丽I)反馈至发射端。而为了避免乒乓效应，所述自适应单元还包括有切换保护模块，模式选择模块的输出端经由该切换保护模块与反馈模块相连；该切换保护模块，根据容限机制确定是否进行模式切换。与现有技术相比，本技术一种单用户和多用户多输入输出模式的自适应切换装置，具有如下特点I、根据估计的信道计算SU-MMO和MU-MMO两种模式下的信干噪比，并通过查表确定匹配的调制编码方式和以误码率，进而得到SU-MMO和MU-MMO的频谱效率，通过对比频谱效率确定当前信道条件下的最优模式，因此多输入多输出系统便可以随时根据当前信道的变化来调整最优的模式，从而提高了多输入多输出系统的整体性能；2、通过采用容限机制对切换点设置保护门限，以抑制乒乓效应即多输入多输出系统在SU-MMO模式和MU-MMO模式下进行频繁切换而导致的系统不稳定的问题，这不仅能够减小系统的负担，而且也能够有效提高多输入多输出系统的稳定性；3、在进行信道估计和计算信干噪比时，充分考虑了延迟和量化误差的影响，因而能够获得更为精确的频谱效率，进一步提升系统切换的性能。附图说明图I为SU-MMO系统环境示意图； 图2为MU-MMO系统环境示意图；图3为一种SU-MMO和MU-MMO模式的自适应切换流程图；图4为采用容限机制的MMO模式切换示意图；图5为在TDD系统下，一种单用户和多用户多输入输出模式的自适应切换装置图(实施例I)；图6为在FDD系统下，一种单用户和多用户多输入输出模式的自适应切换装置图(实施例2)。具体实施方式实施例I (针对TDD系统)一种SU-MMO和MU-MMO模式的自适应切换方法，如图3所示，包括如下步骤(I)发射端测量通信链路的信道信息，并根据该信道信息计算SU-MMO模式下的平均的信干噪比和MU-MMO模式下的单个用户的信干噪比。在进行自适应切换过程之前，发射端和接收端应首先约定两种模式所代表的MMO模式指示(丽I)和初始模式。在本实施例中，约定丽I=O时为SU-MM本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单用户和多用户多输入输出模式的自适应切换装置，包括发射端和接收端，其中发射端包括模式切换模块和调制与编码模块，其中模式切换模块设有SU？MIMO和MU？MIMO两种模式，其特征是，还包括有一自适应单元，该自适应单元主要由信道估计模块、查表匹配模块、频谱效率计算模块、模式选择模块和模式切换模块组成；其中信道估计模块的输出端依次经由查表匹配模块、频谱效率计算模块与模式选择模块相连，模式选择模块的输出端分别连接发射端的模式切换模块和调制与编码模块；其中信道估计模块，测量通信链路的信道信息，并根据该信道信息计算SU？MIMO模式下的平均的信干噪比和MU？MIMO模式下的单个用户的信干噪比；查表匹配模块，根据计算的SU？MIMO模式下的平均的信干噪比和MU？MIMO模式下的单个用户的信干噪比，通过查表分别确定与上述两种信干噪比相匹配的调制编码方式，同时根据调制编码方式的等级确定当前的误码率；频谱效率计算模块，根据得到的调制编码方式和对应的误码率，分别计算SU？MIMO和MU？MIMO两种模式下的频谱效率；模式选择模块，通过比较SU？MIMO模式和MU？MIMO模式下的频谱效率将多输入多输出模式指示设定为频谱效率较高的模式所对应的模式编号；模式切换模块，根据多输入多输出模式指示进行模式切换并调整调制编码方式。...

【技术特征摘要】
1.一种单用户和多用户多输入输出模式的自适应切换装置，包括发射端和接收端，其中发射端包括模式切换模块和调制与编码模块，其中模式切换模块设有SU-MMO和MU-MIMO两种模式，其特征是，还包括有一自适应单元，该自适应单元主要由信道估计模块、查表匹配模块、频谱效率计算模块、模式选择模块和模式切换模块组成；其中信道估计模块的输出端依次经由查表匹配模块、频谱效率计算模块与模式选择模块相连，模式选择模块的输出端分别连接发射端的模式切换模块和调制与编码模块；其中 信道估计模块，测量通信链路的信道信息，并根据该信道信息计算SU-MIMO模式下的平均的信干噪比和MU-MMO模式下的单个用户的信干噪比； 查表匹配模块，根据计算的SU-MMO模式下的平均的信干噪比和MU-MMO模式下的单个用户的信干噪比，通过查表分别确定与上述两种信干噪比相匹配的调制编码方式，同时根据调制编码方式的等级确定当前的误码率； 频谱效率计算模块，根据得到的调制编码方式和对应的误码率，分别计算SU-MIMO和MU-MIMO两种模式下的频谱效率； 模式选择模块，通过比较SU...

【专利技术属性】
技术研发人员：张红梅，吴阿沛，张全君，陈俊彦，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：实用新型
国别省市：