[实用新型]一种多输入多输出自适应模式切换装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种无线通信技术中第三代合作伙伴计划长期演进(3GPP LTE)中的多输入多输出(MIMO：Multiple-input Multiple-output)系统，具体涉及基于相关性和信干噪比联合的一种多输入多输出自适应模式切换装置。

背景技术

多输入多输出(MIMO)技术是LTE的关键技术，它是利用多天线来抑制信道衰落的技术方案，能够为系统提供空间复用增益和发送分集增益。目前，多输入多输出系统所使用的传输方案有：空间复用(SM)技术、发送分集(TD)技术、空时分集(D-STTD)技术或波束成形(BF)技术。然而，目前所存在的这些传输方案各具特点：1、空间复用技术可以提高信道容量，但是降低了系统的可靠性；2、发送分集技术虽提高了信道的可靠性，但以减少容量为代价；3、分集和复用技术之间存在着折中，空时分集技术是将四个天线平均分为两个天线组，天线组内的两个天线采用发送分集的方式发送，天线组之间采用空间复用的方式进行发送；4、波束成形技术借由多根天线产生一个具有指向性的波束，将能量集中在欲传输的方向，增加信号品质，并减少与其他用户间的干扰，但也是以牺牲系统的吞吐量为代价。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种多输入多输出自适应模式切换装置，其可以使无线通信系统对于不同的信道条件，自适应地选择最优的多输入多输出发射方案，使MIMO系统获得最佳性能。

为解决上述问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型一种多输入多输出自适应模式切换装置，包括发射机、由多个发射天线构成的发射天线组、接收机、以及由多个接收天线构成的接收天线组。其中，

所述发射机主要由调制与编码模块、发送端模式切换模块和发送模块构成；其中发送模块内设有空间复用发送模式单元、波束成形发送模式单元及空时分集发送模式单元；调制与编码模块经由发送端模式切换模块与发送模块相连，发送模块连接发射天线组。

所述接收机主要由接收端模式切换模块、接收模块、调制与解码模块、信道估计模块、容量计算模块、容量比对模块、门限确定模块、门限比对模块和反馈模块构成；其中接收天线组与模式切换模块和信道估计模块连接；模式切换模块的输出端经由接收模块与解调与解码模块相连；信道估计模块的输出端连接容量计算模块和接收模块；容量计算模块的输出端分为2路，其中一路经由容量比对模块与反馈模块相连，另一路则依次经过门限确定模块和门限比对模块与反馈模块相连；反馈模块的输出端分为2路，一路直接与接收端模式切换模块相连，另一路经由反馈链路连接发送端模式切换模块。

作为改进，本实用新型还进一步包括有一信道条件判断模块，该信道条件判断模块的输入端与信道估计模块相连，其输出端分别与容量计算模块和门限比对模块相连。

与现有技术相比，本实用新型提出的基于相关性和信干噪比联合的多输入多输出自适应模式切换方案，只需在信道条件改变之处进行容量比对来确定发送模式，而在信道条件未发生改变时，则可通过相关性和信干噪比与相关性和信干噪比门限值的比较确定发送模式，从而有效降低了计算的复杂度，同时提出切实有效的门限确定机制，能够根据不同的信道条件随时调整发送模式，以适应当前信道的状态，自适应地选择最优的MIMO发送模式，提高了系统的容量的同时，也保证了其可靠性，MIMO系统的性能达到最优。

附图说明

图1为一种多输入多输出自适应发送模式切换方法流程图；

图2为门限比对过程中发送模式切换示意图；

图3为一种多输入多输出自适应发送模式切换装置的结构示意图。

具体实施方式

参见图1，本实用新型一种多输入多输出自适应模式切换方法，包括如下步骤：

(1)收发双方约定空间复用、波束成形及空时分集3种发送模式的编号及初始的发送模式。

在本实用新型优选实施例中，收发双方约定的发送模式包括空间复用(SM)发送模式、空时分集(D-STTD)发送模式和波束成形(BF)发送模式，其中SM为1，BF为2，D-STTD为3，并由上述编号设置MIMO模式指示(MMI)的值，将MMI通过上行物理信道反馈到发射机。发射机根据接收机反馈来的MMI，选择相应的发送模式。另外，不失一般性，假设收发双方约定的初始发送模式为SM，即MMI＝1。

(2)接收机对当前信道进行估计得到当前信道信息，并根据当前信道信息计算当前信道的相关性ρ和信干噪比SINR。

在本实用新型优选实施例中，根据信道估计模块得到信道矩阵的无偏估计值H。其中，