[发明专利]针对无线通信系统中基于双模(单用户和多用户)分组错误率的速率控制的方法和系统

说明书

相关申请

本申请要求于2013年2月7日递交的美国专利申请13/762,342的优先权，该美国专利申请通过引用方式被并入本文。

技术领域

概括地说，本发明涉及传输速率控制，并且尤其涉及多用户系统中的双模传输速率控制。

背景技术

IEEE 802.11是指用于在例如，2.4GHz、3.6GHz和5GHz频带中实现无线局域网(WLAN)通信的一组标准。WLAN通信允许设备与一个或多个其它的设备无线地交换数据。是针对使用IEEE 802.11标准中的任一种标准的WLAN产品的品牌名称。

IEEE 802.11ac是正被开发以在5GHz频带中支持甚高吞吐量(VHT)操作的新标准。为了获得该VHT操作，802.11ac设备使用多达8个空间流的宽RF(射频)带宽，所述8个空间流在发射机和接收机处均使用多副天线(在无线行业中被称为多输入多输出或MIMO)，由此允许终端在相同的频带中同时向多个用户发送信号或同时从多个用户接收信号。VHT操作还使用多达256QAM(正交振幅调制)的高密度调制。

波束成形是一种利用多副天线使用定向信号发送或接收以实现空间选择性的技术。例如，发射机能够控制每副天线处的信号的相位和振幅，以在波前中产生建设性和破坏性干扰的模式。

为了正确地形成用于MIMO通信的波束，发射机需要知道信道的特性。为了获得这些信道特性，发射机能够向设备发送已知信号，这允许那个设备生成关于当前信道质量的信息。然后，该设备能够将该信道状态信息(CSI)发送回发射机，这继而能够应用正确的相位和幅度来形成指向该设备的最佳波束。该过程被称为信道探测或信道估计(在本文中被称为探测过程)。

在802.11ac通信中，接入点(AP)能够使用探测过程来从一个或多个潜在的目的站收集CSI。此后，AP能够使用所收集的CSI作为当前的信道估计来在多用户MIMO(MU-MIMO)帧中向多个站发送下行链路数据。还注意到的是，能够使用所收集的CSI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(在一个站处使用多副天线的波束成形技术)。

当在探测过程之后立即(例如，1-10ms)发送出SU-BF数据或MU-MIMO数据时，被用于SU-BF/MU-MIMO数据传输的CSI信息是新近的，并且分组将具有较高的可能性要被成功地传送。另一方面，如果即使在上一个探测过程之后的短暂时间发送出SU-BF/MU-MIMO数据，则在生成单用户波束成形(SU-BF)或MU-MIMO数据传输的时候所使用的CSI信息可能是陈旧的，并且分组可能具有较低的被成功传送的可能性。

单用户(SU)系统中的传统的速率自适应算法基于最近的传输成功或传输失败的历史来选择新的速率。如果探测已经是最近的，那么通常基于探测的CSI，使用恰当的调制和编码方案(MCS)来成功地传送分组，并且发送方下次将试着探测更高的MCS。相比而言，如果使用特定的MCS来传送具有高的分组错误率(PER)的分组，那么发送方将试着降低MCS来增大将来的分组将被成功传送的可能性。

针对给定信道状况来选择恰当的MCS的过程被称为速率自适应。在MU系统中执行速率自适应不是直截了当的。具体地，可以请求速率自适应算法，以向目标节点提供SU-OP(单用户开环，亦称非波束成形)速率、SU-BF速率或MU-MIMO速率。消除SU-OP的选项并不简化问题，因为速率自适应仍需要选择针对SU-BF传输和MU-MIMO传输的最佳的MCS，尽管事实是针对每个的最佳速率可能显著地不同。

取决于信道状况或MU-MIMO层级(2用户或3用户)，即使CSI信息具有相同的寿命，3用户的MU-MIMO传输、2用户的MU-MIMO传输和SU-BF传输的SINR(信号与干扰噪声比)实质上也可能不同。

在例如具有多普勒和无多普勒的不同的信道状况下，3用户的MU、2用户的MU和SU-BF之间的SINR间隔也可能显著地不同，情况变得更加复杂。这些变化使速率选择更难。