[发明专利]用于SU-BF和MU-MIMO操作的统一速率适配的方法和系统

说明书

描述了一种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‑BF)和多用户多输入多输出(MU‑MIMO)。在该方法中，确定作为用于SU‑BF的调制和编码方案(MCS)的主速率。使用速率映射来从主速率导出每一种发射模式的MCS。使用来自映射的结果，跟踪主速率，而不是针对每一种发射模式的MCS。在一个实施例中，映射校准是周期性地执行的。

背景

本发明一般涉及传输速率适配，尤其涉及多用户系统中的统一速率适配。

相关领域

IEEE 802.11指的是用于实现例如2.4、3.6和5GHz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IEEE 802.11标准中的任何一个标准的WLAN产品的商标名称。

IEEE 802.11ac是正被开发以支持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，802.11ac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MIMO)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。

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以创建波阵面中的相长和相消干扰的模式。

为了正确地形成波束以便进行MIMO通信，发射机需要知晓信道的特性。为了获取这些信道特性，发射机可以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以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)。

在802.11ac通信中，接入点(AP)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，以便在多用户MIMO(MU-MIMO)帧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-MIMO帧中向一个站发送下行链路数据，其中SU-MIMO是单用户MIMO(在一个站处使用多个天线的波束成形技术)。

当SU-BF或MU-MIMO数据在探通过程后被立即(例如，1-10ms)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-BF)或MU-MIMO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。

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(MCS)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MCS以高分组错误率(PER)递送的，则发送方将尝试降低MCS以增大未来的分组将被成功递送的机率。

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MU Wi-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以向目的地节点提供SU-OP(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-MIMO传输两者选择最佳MCS，而不管针对每一者的最佳速率可以显著地不同的这一事实。

取决于信道状况或MU-MIMO水平(2用户或3用户)，3用户MU-MIMO、2用户MU-MIMO和SU-BF传输的SINR(信号干扰噪声比)可以显著地不同，即使CSI信息具有相同的龄期。