本发明涉及通信技术领域， 尤其涉及一种上行 MIMO ( Multiple-Input Multiple-Out-put, 多输入多输出） 自适应方法及装置。 背景技术

MIMO是 OFDMA ( Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 正 交频分多址）系统中物理层的关键技术之一。 在 MIMO系统中，信号源 S(k) 经过时空编码后由多跟天线发射出去， 再经过无线信道， 在接收端用多跟 天线进行接收， 在接收端进行时空解码后恢复出原始信号。

MIMO 的中心思想是利用多天线来抑制信道衰落， 实现方式是将多径 天线信道与发射、 接收视为一个整体进行优化， 从而实现高的通信容量和 频谱利用率， 是一种近于最优的空域时域联合分集和干扰对 消处理。

MIMO技术主要有两种应用： STC ( Space Time Coding, 空时编码）， 包括发射分集和接收分集； 以及 SM ( Spatial Multiplexing, 空间复用）。

分集 STC技术同时利用了时间和空间， 不提高系统容量， 但是提高分 集和编码增益， 原理如图 1所示。 从图 1 中可以看到， 输入字符（即信息 源）被分为两组， 每组为两个字符。 在第一个字符时间内， 每组的两个字 符 [C1,C2]同时从两根天线发送。 下一个字符时间内， 两个字符 [C1,C2]被变 换成 [-C2*,C1*]再次从两根天线发出。 这样， 接收天线在两个字符时间内就 可以收到两个字符的两种不同形式， 通过解码技术后还原出字符。

SM技术利用了空间，发送方在一个字符时间内� ��两个字符同时发送出 去， 下一个字符时间内再发送另外两个字符， 如图 2所示。 高速的数据流 被分成并行的数据流同时进行发射， 此时每根天线的发射数据是不一样的， 在接收端再进行空间解调复用， 重新组合成高速串行数据流。

上行虚拟 MIMO, 当终端只使用一根发射天线时， 只能通过多个终端 协作的方式来实现 MIMO,即 Virtual MIMO技术，图 3所示。在使用 Virtual MIMO 的时候， 两个终端各使用一根发射天线， 并且使用完全相同的时频 资源， 每个终端的数据和非 MIMO模式一样进行编码、 交织、 调制、 映射， 调制后的数据子载波按照协议编码成对后发送 给基站。 两个终端协作实现 上行 Virtual MIMO的方式也叫配对方式， 自适应配对是指根据某种方法自 适应的选择合适的终端进行配对， 成功配对后， 若信道条件发生恶化， 传 输不稳定， 则进行自适应拆对处理。

在现有技术中， 在选择上述三种方式或非 MIMO方式中的一种进行数 据传输时， 则在一定时期内只能通过选择的方式进行数据 传输。 但是在具 体的应用环境中上述方式都存在一定的应用缺 陷。 如： 在没有上行数据流 时， 应用 MIMO方式终端则会对其他终端造成干扰等， 上述情况使得数据 传输时， 不能最优化的利用系统中的资源， 为用户提供灵活的数据传输方 式。 发明内容

本发明提供一种上行 MIMO 自适应方法及装置， 用于解决现有技术中 单独使用任意一种非 MIMO方式或 MIMO方式进行数据传输不能最优化的 利用系统中的资源， 为用户提供灵活的数据传输方式的问题。

本发明实施例提供一种上行 MIMO自适应方法， 包括：

确定当前上行数据的传输方式为非多输入多输 出 MIMO 方式、 虚拟 MIMO方式、 空时编码 STC方式或空间复用 SM方式中的一种；

基于确定的当前传输方式， 检测到当前时间周期达到预设的传输方式 切换周期时，根据周期内的误包率 P和总包数 N— Total选择最优的传输方式 进行上行数据的传输。 所述基于确定的当前传输方式， 检测到当前时间周期达到预设的传输 方式切换周期时，根据周期内的误包率 P和总包数 N— Total选择最优的传输 方式进行上行数据的传输包括：

如果当前上行数据的传输方式为非 MIMO方式， 则检测当前时间周期 是否达到预设的第一传输方式切换周期，如果 是，则根据周期内的误包率 P、 总包数 N— Total和上行拥塞系数将上行数据的传输方式切� ��为虚拟 MIMO 方式或 STC方式；

如果当前上行数据的传输方式为虚拟 MIMO方式， 则检测当前时间周 期是否达到预设的第二传输方式切换周期， 如果是， 则根据周期内的误包 率 P和总包数 N— Total进行拆对处理；

如果当前上行数据的传输方式为 STC方式， 则检测当前时间周期是否 达到预设的第三传输方式切换周期， 如果是， 则根据周期内的误包率？、 总 包数 N— Total 和信道相关性将上行数据的传输方式切换为 SM 方式或非 MIMO方式；

如果当前上行数据的传输方式为 SM方式， 则检测当前时间周期是否 达到预设的第四传输方式切换周期， 如果是， 则根据周期内的误包率 P和 总包数 N— Total将上行数据的传输方式切换为空时编码 STC方式。

根据上述方法本发明还提供一种上行 MIMO自适应装置， 包括： 上行数据传输方式确定模块， 用于确定当前上行数据的传输方式为非 MIMO方式、 虚拟 MIMO方式、 STC方式或 SM方式中的一种；

上行数据传输方式切换模块， 用于基于确定的当前传输方式， 检测到 当前时间周期达到预设的传输方式切换周期时 ， 根据周期内的误包率 P和 总包数 N— Total选择最优的传输方式进行上行数据的传输� ��

所述上行数据传输方式切换模块包括：

非 MIMO 方式切换模块， 用于如果当前上行数据的传输方式为非 MIMO方式， 则检测当前时间周期是否达到预设的第一传输 方式切换周期， 如果是， 则根据周期内的误包率卩、 总包数 N— Total和上行拥塞系数将上行 数据的传输方式切换为虚拟 MIMO方式或 STC方式；

虚拟 MIMO方式切换模块， 用于如果当前上行数据的传输方式为虚拟 MIMO方式， 则检测当前时间周期是否达到预设的第二传输 方式切换周期， 如果是， 则根据周期内的误包率 P和总包数 N— Total进行拆对处理；

STC方式切换模块， 用于如果当前上行数据的传输方式为 STC方式， 则检测当前时间周期是否达到预设的第三传输 方式切换周期， 如果是， 则 根据周期内的误包率 P、 总包数 N— Total和信道相关性将上行数据的传输方 式切换为 SM方式或非 MIMO方式；

SM方式切换模块， 用于如果当前上行数据的传输方式为 SM方式， 则 检测当前时间周期是否达到预设的第四传输方 式切换周期， 如果是， 则根 据周期内的误包率 P和总包数 N— Total将上行数据的传输方式切换为 STC 方式。

本发明提供的方法和装置， 能够解决现有技术中单独使用任意一种非 MIMO方式或 MIMO方式进行数据传输不能最优化的利用系统� �的资源， 为用户提供灵活的数据传输方式的问题； 根据误包率、 拥塞、 相关性等情 况来自适应的选择上行数据的传输方式， 在保证链路可靠性的基础上提高 系统上行吞吐量。 附图说明

图 1为现有技术中 STC方式进行数据传输的原理示意图；

图 1为现有技术中 SM方式进行数据传输的原理示意图；

图 3为现有技术中上行虚拟 MIMO的原理示意图；

图 4为本发明实施例一种 MIMO自适应方法的流程示意图；

图 5为本发明实施例当前非 MIMO处理流程示意图； 图 6为本发明实施例当前虚拟 MIMO处理流程示意图；

图 7本发明实施例当前 STC处理流程示意图；

图 8本发明实施例当前 SM处理流程示意图；

图 9本发明实施例一种 MIMO自适应装置的结构示意图。 具体实施方式

本发明实施例提供一种上行 MIMO 自适应方法， 包括： 判断当前上行 数据的传输方式， 并根据误包率 P、 总包数 N— Total、 上行拥塞系数、 信道 相关性将上行数据的传输方式在非 MIMO、 虚拟 MIMO、 STC方式或 SM 方式中选择最优的传输方式进行上行数据的传 输， 即： 确定当前上行数据 的传输方式为非 MIMO方式、虚拟 MIMO方式、 STC方式或 SM方式中的 一种； 基于确定的当前传输方式， 检测到当前时间周期达到预设的传输方 式切换周期时，根据周期内的误包率 P和总包数 N— Total选择最优的传输方 式进行上行数据的传输。

具体地， 如果当前上行数据的传输方式为非 MIMO方式， 则检测当前 时间周期是否达到预设的第一传输方式切换周 期， 如果是， 则根据周期内 的误包率 P、 总包数 N— Total和上行拥塞系数将上行数据的传输方式切� ��为 虚拟 MIMO方式或 STC方式；如果当前上行数据的传输方式为虚拟 MIMO 方式， 则检测当前时间周期是否达到预设的第二传输 方式切换周期， 如果 是， 则根据周期内的误包率 P和总包数 N— Total进行拆对处理； 如果当前上 行数据的传输方式为 STC方式， 则检测当前时间周期是否达到预设的第三 传输方式切换周期， 如果是， 则根据周期内的误包率卩、 总包数 N— Total和 信道相关性将上行数据的传输方式切换为 SM方式或非 MIMO方式； 如果 当前上行数据的传输方式为 SM方式， 则检测当前时间周期是否达到预设 的第四传输方式切换周期， 如果是， 则根据周期内的误包率 P 和总包数 N Total将上行数据的传输方式切换为 STC方式。 如图 4所示， 本发明实施例所提供的一种上行 MIMO自适应方法， 具 体的实现方式可以是：

步驟 401 , 判断上行 MIMO 自适应是否使能， 即终端是否支持 MIMO 切换功能， 如果是则进入步驟 402, 否则进入步驟 410。

步驟 402, 判断当前上行数据传输是否处于非 MIMO方式， 如果是则 进入步驟 403 , 否则进入步驟 404。

步驟 403: 进入当前非 MIMO处理流程， 然后进入步驟 410。

步驟 404: 判断当前上行数据传输是否处于虚拟 MIMO方式， 如果是 则进入步驟 405, 否则进入步驟 406。

步驟 405: 进入当前虚拟 MIMO处理流程， 然后进入步驟 410。

步驟 406: 判断当前上行数据传输是否处于 STC方式， 如果是则进入 步驟 407, 否则进入步驟 408。

步驟 407: 进入当前 STC处理流程， 然后进入步驟 410。

步驟 408: 判断当前上行数据传输是否处于 SM方式， 如果是则进入步 驟 409, 否则进入步驟 410。

步驟 409: 进入当前 SM处理流程， 然后进入步驟 410。

步驟 410: 结束流程。

由于传输方式标志位的不同取值对应不同传输 方式， 因此上述判断当 前上行数据传输所处于的传输方式， 可以基于确定传输方式标志位的取值 来实现。

上述处理可以在基站中进行， 基站确定最优的传输方式后， 可通过控 制信令告知终端。

为了方便描述， 以下将后续流程中所需使用的判断参数进行详 细的说 明：

设定周期内统计到的误包率为 P:误包率是周期内传输错误的包与总包 数的比值， 可以用误包率反映终端当前的信道条件， 如果误包率大于一定 门限值则认为信道条件恶化。

总包数为 N— Total: 如果周期内的总包数低于门限值， 则认为终端没有 业务， 具体门限值的设置跟实际情况有关。

系统的拥塞系数为 M ( 1^=实际使用的带宽 /空口带宽）： 拥塞反映系统 资源的使用情况， 如果实际流量与空口带宽的比值超过拥塞门限 ， 则认为 系统开始出现拥塞， 比值越大， 系统越拥塞。 拥塞门限取值的设置跟实际 环境有关。

相关性系数为 Q (信道矩阵的最小特征值 /信道矩阵的最大特征值）： 信 道相关性反映信道之间的独立性， 可以用相关性系数来表示， 即信道矩阵 的最小特征值与最大调整值的比值来表示。 如果比值为 0, 则信道全相关， 系统将无法区分由各个信道到达的数据； 如果比值为 1 , 则信道完全独立， 系统可以区分由各个信道达到的数据。 如果信道完全独立， 那么 SM可以 成功解码， 实际环境中信道是不能完全独立的， 只要相关性满足一定的条 件， 即相关性系数大于门限值， SM就可以成功解码。 门限值的设置跟实际 环境有关。

如图 5所示， 当前上行数据的传输方式为非 MIMO方式时， 其中， 非 MIMO统计周期为 Nl、 非 MIMO没有流量判决门限为 PI (总包数小于 PI 认为没有流量）、 非 MIMO传输不稳判决门限为 P5、 非 MIMO传输稳定判 决门限为 P8和系统上行拥塞进入门限为 P 10；则在具体的应用中，步驟 403 当前非 MIMO处理流程具体可以包括：

步驟 501 : 根据帧统计当前上行数据通过非 MIMO方式传输的时间周 期；

步驟 502: 判断所述时间周期是否达到非 MIMO统计周期 N1 , 如果是 则进入步驟 503 , 否则进入步驟 511 ; 步驟 503： 计算周期内的误包率 P与总包数 N— Total;

步驟 504: 判断总包数 N— Total是否大于门限值 P1 ,如果是则进入步驟 505 , 否则进入步驟 511 ;

步驟 505: 判断误包率是否大于门限值 P5, 如果是则进入步驟 509, 否 则进入步驟 506;

步驟 506: 判断上行拥塞系数是否大于门限值 P10, 如果是则进入步驟 507, 否则进入步驟 511 ;

步驟 507, 寻找合适的终端配对；

步驟 508: 判断是否找到合适的终端， 如果是则进入步驟 509, 否则进 入步驟 510;

步驟 509: 切换到 STA方式， 进入步驟 511 ;

步驟 510: 触发终端进行配对， 进入步驟 511 ;

步驟 511 : 结束流程。

如图 6所示， 当前上行数据的传输方式为虚拟 MIMO方式时， 其中， 虚拟 MIMO统计周期为 N2、 虚拟 MIMO没有流量判决门限为 P2、 虚拟 MIMO传输不稳判决门限为 P6; 则在具体的应用中， 步驟 405 当前虚拟 MIMO处理流程具体包括：

步驟 601 : 根据帧统计当前上行数据通过虚拟 MIMO方式传输的时间 周期。

步驟 602: 判断所述时间周期是否达到虚拟 MIMO统计周期 N2, 如果 是则进入步驟 603 , 否则进入步驟 607。

步驟 603： 计算误包率 P与总包数 N— Total。

步驟 604: 判断周期内的总包数 N— Total是否低于门限值 P2,如果是则 进入步驟 606, 否则进入步驟 605。

步驟 605: 判断周期内的误包率 P是否大于门限值 P6, 如果是则进入 步驟 606, 否则进入步驟 607。

步驟 606: 进行拆对处理， 进入步驟 607。

步驟 607: 结束流程。

如图 7所示， 当前上行数据的传输方式为 STC方式， 其中， STC统计 周期为 N3、 STC没有流量判决门限为 P3、 STC传输稳定判决门限为 P9和 STC进入 SM时的相关性系数门限为 P11 , 则在具体的应用中， 步驟 407 当前 STC处理流程具体可以包括：

步驟 701 : 根据帧统计当前上行数据通过 STC方式传输的时间周期。 步驟 702: 判断所述时间周期是否达到 STC统计周期 N3 , 如果是则进 入步驟 703 , 否则进入步驟 709。

步驟 703： 统计周期内的误包率与总包数 N— Total。

步驟 704: 判断总包数 N— Total是否低于门限值 P3 ,如果是则进入步驟 705 , 否则进入步驟 706。

步驟 705: 切换到非 MIMO方式， 进入步驟 709。

步驟 706: 判断误包率是否低于门限值 P9, 如果是则进入步驟 707; 否 则进入步驟 709。

步驟 707: 判断信道相关性是否大于 P11 , 如果是则进入步驟 708, 否 则进入步驟 709。

步驟 708: 切换到 SM (终端有 SM能力）方式， 进入步驟 709。

步驟 709: 结束流程。

如图 8所示， 当前上行数据的传输方式为 SM方式时， 其中， SM统计 周期为 N4、 SM没有流量判决门限为 P4、 SM传输不稳定判决门限为 P7。 则在具体的应用中， 步驟 409当前 SM处理流程的具体实现方式可以是： 步驟 801 : 根据帧统计当前上行数据通过 SM方式传输的时间周期。 步驟 802: 判断所述时间周期是否达到 SM统计周期 N4, 如果是则进 入步驟 803 , 否则进入步驟 807。

步驟 803： 计算周期内的误包率 P与总包数 N— Total。

步驟 804: 判断周期内的总包数是否低于门限值 P4, 如果是则进入步 驟 806, 否则进入步驟 805。

步驟 805: 判断误包率是否大于门限值 P7, 如果是则进入步驟 806, 否 则进入步驟 807。

步驟 806: 切换到 STC方式， 进入步驟 807。

步驟 807: 结束流程。

如图 9所示， 本发明实施例还提供一种上行 MIMO自适应装置， 包括 上行数据传输方式确定模块 901和上行数据传输方式切换模块 906:

上行数据传输方式确定模块 901 ,用于确定当前上行数据的传输方式为 非 MIMO方式、 虚拟 MIMO方式、 STC方式或 SM方式中的一种；

上行数据传输方式切换模块 906, 用于基于确定的当前传输方式，检测 到当前时间周期达到预设的传输方式切换周期 时， 根据周期内的误包率 P 和总包数 N— Total选择最优的传输方式进行上行数据的传输� ��

其中， 上行数据传输方式切换模块 906包括： 非 MIMO方式切换模块 902、 虚拟 MIMO方式切换模块 903、 STC方式切换模块 904和 SM方式切 换模块 905:

非 MIMO方式切换模块 902, 用于如果当前上行数据的传输方式为非 MIMO方式， 则检测当前时间周期是否达到预设的第一传输 方式切换周期， 如果是， 则根据周期内的误包率卩、 总包数 N— Total和上行拥塞系数将上行 数据的传输方式切换为虚拟 MIMO方式或 STC方式；

虚拟 MIMO方式切换模块 903 , 用于如果当前上行数据的传输方式为 虚拟 MIMO方式， 则检测当前时间周期是否达到预设的第二传输 方式切换 周期， 如果是， 则根据周期内的误包率 P和总包数 N— Total进行拆对处理； STC方式切换模块 904, 用于如果当前上行数据的传输方式为 STC方 式， 则检测当前时间周期是否达到预设的第三传输 方式切换周期， 如果是， 则根据周期内的误包率？、 总包数 N— Total和信道相关性将上行数据的传输 方式切换为 SM方式或非 MIMO方式；

SM方式切换模块 905 ,用于如果当前上行数据的传输方式为 SM方式， 则检测当前时间周期是否达到预设的第四传输 方式切换周期， 如果是， 则 根据周期内的误包率 P和总包数 N— Total将上行数据的传输方式切换为 STC 方式。

所述非 MIMO 方式切换模块 902 根据周期内的误包率 P、 总包数 N— Total和上行拥塞系数将上行数据的传输方式切� ��为虚拟 MIMO方式或 STC方式具体包括：

步驟 A1， 确定周期内上行数据传输的误包率 P、 总包数 N— Total和上 行拥塞系数；

步驟 A2， 判断所述总包数 N— Total是否大于预设的第一流量判决门限 值， 如果是则转入步驟 A3 , 否则结束流程；

步驟 A3 , 判断误包率是否大于预设的第一传输稳定判决 门限值， 如果 是则转入步驟 A5 , 否则转入步驟 A4;

步驟 A4, 判断上行拥塞系数是否大于预设的第一上行拥 塞门限值， 如 果是则转入步驟 A5, 否则结束流程；

步驟 A5, 判断是否找到配对的终端， 如果是则将上行数据的传输方式 切换为 STC方式， 否则触发终端进行配对， 并结束流程。

所述虚拟 MIMO方式切换模块 903根据周期内的误包率 P和总包数 N— Total进行拆对处理具体包括：

步驟 B 1 , 确定周期内上行数据传输的误包率 P与总包数 N— Total; 步驟 B2 , 判断周期内的总包数 N— Total是否低于预设的第二流量判决 门限值， 如果是则进入步驟 B4, 否则进入步驟 B3;

步驟 B3： 判断周期内的误包率是否大于预设的第二传输 稳定判决门限 值， 如果是则进入步驟 B4, 否则进入步驟结束流程；

步驟 B4, 进行拆对处理， 结束流程。

所述 STC方式切换模块 904根据周期内的误包率 P、 总包数 N— Total 和信道相关性将上行数据的传输方式切换为 SM方式或非 MIMO方式具体 包括：

步驟 C1 , 确定周期内上行数据传输的误包率与总包数 N— Total;

步驟 C2, 判断总包数 N— Total是否低于预设的第三流量判决门限值， 如果是则将上行数据的传输方式切换到非 MIMO方式， 并结束流程， 否则 进入步驟 C3;

步驟 C3 , 判断误包率是否低于预设的第三传输稳定判决 门限值 , 如果 是则进入步驟 C4; 否则结束流程；

步驟 C4, 判断信道相关性是否大于相关性系数门限值， 如果是则上行 数据的传输方式切换为 SM方式， 否则结束流程。

所述 SM方式切换模块 905根据周期内的误包率 P和总包数 N— Total 将上行数据的传输方式切换为 STC方式具体包括：

步驟 D1 , 确定周期内上行数据传输的误包率 P和总包数 N— Total; 步驟 D2, 判断所述总包数是否低于预设的第四流量判决 门限值， 如果 是则将上行数据的传输方式切换为 STC方式， 否则进入步驟 D3;

步驟 D3， 判断误包率是否大于预设的第四传输稳定判决 门限值， 如果 是则上行数据的传输方式切换为 STC方式， 否则结束流程。

如果终端没有上行流量则让终端处于上行非 MIMO状态， 使用一根发 射天线， 降低该终端对其他终端的干扰、 降低系统的总体干扰。

终端处于上行非 MIMO状态， 如果出现传输不稳定或者上行出现拥塞 而又没有合适的终端进行配对， 则切换到上行 STC状态； 如果上行出现拥 塞并且传输稳定， 则寻找一个合适的终端进行配对， 找到了则进入上行虚 拟 MIMO状态。

终端处于上行虚拟 MIMO状态， 如果终端没有流量或者传输不稳定则 进行拆对处理。

终端处于上行 STC状态，如果无上行流量则切换到上行非 MIMO状态； 如果传输稳定并且相关性满足条件， 则切换到 SM状态， 提供系统上行吞 吐量。

终端处于上行 SM状态，如果终端没有流量或者传输不稳定则� ��到 STC 状态， 可以提高系统稳定性、 降低干扰。

上述上行 MIMO自适应装置位于基站。 术人员根据本发明的技术方案得出其它的实施 方式， 同样属于本发明的技 术创新范围。 显然， 本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动 和变型 而不脱离本发明的精神和范围。 这样， 倘若本发明的这些修改和变型属于 本发明权利要求及其等同技术的范围之内， 则本发明也意图包含这些改动 和变型在内。