CN103222200A - 用于增强多媒体通信的失真已知链路自适应的cqi反馈机制 - Google Patents

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Abstract

选择用于对信源编码的链路自适应参数以最小化由信源在多输入多输出（MIMO）信道上的传输引起的该信源与重建信源之间的失真。用于支持MIMO信道上的链路自适应的这样的失真已知性和关联的联合信源-信道编码构想可影响MIMO***的***架构。CQI反馈机制可确保这些失真已知MIMO链路自适应技术对于不同种类的视频编码（包括单层压缩以及分层压缩）在不同形式的链路自适应（包括MS控制vs.BS控制的链路自适应，长期vs.动态链路自适应，和BS处失真已知性的存在vs.不存在）下能适用于下行链路。

Description

用于增强多媒体通信的失真已知链路自适应的CQI反馈机制
相关申请的交叉引用
本申请相关于2009年12月23日提交的美国申请序列号12/655,091（案卷# P33147），其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
要求保护的本发明的实现大体上可涉及无线通信，并且特别涉及鉴于闭环信道相关反馈的下行链路信息的传输。
背景技术
无线通信技术已经从主要提供话音服务的技术发展成为还提供多媒体内容的技术。移动计算和无线通信的新进展实现在无线网络上传输丰富的多媒体内容。一个这样的进展是使用MIMO（多输入多输出）通信，其中在发送器和接收器两者处使用多个天线以增加数据吞吐量而不需要额外的带宽。此外，尽管通常优化MIMO配置来使数据传输速率最大化且在应用层对各种不同服务的需求在增加，但除了在物理层（PHY）的高数据传输速率外还实现高可靠性已经不断变得更重要。然而，高数据速率和高可靠性趋于成为相冲突的设计参数。
典型的无线通信牵涉在有噪信道上传输连续信源（source）。常见的示例是语音通信、多媒体通信、移动TV、移动视频和广播流。在这样的通信中，信源被编码并且压缩成有限位流，然后在有噪信道上传递这些位流。实行信源编码来将连续信源转换成有限位流，并且进行信道编码来减轻有噪信道在位流中引起的错误。在接收器端，信道解码器使位流从它的有噪版本恢复，并且信源解码器从恢复的压缩版本重建多媒体信源。在多媒体通信传输期间，最小化原始多媒体信源与接收器端处的重建版本之间的失真可以为用户提供更好的多媒体体验。
附图说明
包含在本说明书中并且构成其一部分的附图图示与本发明的原理一致的一个或多个实现并且与描述一起解释这样的实现。图不必按比例绘制，重点反而放在图示本发明的原理上。在图中：
图1图示根据本文公开的一些实现的失真已知通信***的示范性框图。
图2图示根据一些实现的示范性失真已知通信***的框图。
图3图示根据一些实现的失真已知通信的示范性过程的流程图。
图4图示根据一些实现的示范性***的框图。
图5图示在BS没有失真已知性且在BS控制的长期自适应的情况下的失真已知通信的CQI反馈机制的示范性过程的流程图。
图6图示根据一些实现的用于失真已知MIMO链路自适应的CQI反馈模式和CQI度量的表格。
具体实行方式
下列详细描述参照附图。相同的标号可在不同的图中使用来标识相同或相似的元件。在下列描述中，为了解释而非限制的目的，阐述例如特定结构、架构、接口、技术等具体细节以便提供对要求保护的本发明的各个方面的全面理解。然而，要求保护的本发明的各个方面可在偏离这些具体细节的其他示例中实践，这对于得益于本公开的本领域内技术人员将是明显的。在某些情况下，省略众所周知的装置、电路和方法的描述以便不必要的细节混淆本发明的描述。
本文中的一些实现针对最小化终端到终端传输失真的通信***提供失真已知MIMO-MCS（多输入多输出调制与编码方案）和包大小选择。例如，一些实现提供MIMO链路自适应（优选地在下行链路或下游方向上），以及关联的信道质量指示符反馈机制用于增强多媒体通信并且优化多媒体内容分发的终端到终端鲁棒性以给予卓越的用户体验。因此，一些实现在不同形式的链路自适应（包括移动站（MS）控制或基站（BS）控制的链路自适应和长期或动态链路自适应）下以一个或多个终端到终端失真最小化判据为条件提供信道质量指示符反馈机制，用于支持多媒体优化自适应调制和编码（AMC）、MIMO时空调制、速率/功率自适应（rate/power adaption）、预编码、天线选择和包大小选择技术。
图1图示根据本文的一些实现的通信***100的示范性框图。***100包括发送器102，其能够通过MIMO信道106与接收器104通信。可选地，发送器102可以是失真已知的。发送器102配置成接收要传输的信源108。如在下文进一步隐含地或明确地解释的，发送器102在信道编码期间考虑失真最小化链路自适应参数，并且在MIMO信道上将信源传输到接收器104。接收器104配置成接收MIMO传输并且重建该传输来产生传输的重建信源110。因为失真已知发送器102在编码阶段期间考虑失真最小化参数，***能够在要传输的信源108与传输的重建信源110之间实现最小化终端到终端失真112，由此提供改进的通信以传输多媒体项目及类似物。作为另一个备选方案，接收器104可以是失真已知的（发送器102也是失真已知的，或如果发送器102不是失真已知的则与发送器102相反）并且向发送器102提供反馈以使发送器102能够成为失真已知的。例如，接收器104可确定链路自适应参数以最小化终端到终端失真并且提供这些参数作为对发送器102的反馈，发送器102然后使用提供的参数。在该设置中，发送器102还可将信源的速率失真（rate-distortion）特性发送到接收器104，使得失真已知接收器104可以在确定链路自适应参数中利用该信息来实现最小化的终端到终端失真112。
图2图示根据一些实现的用于使用失真已知MIMO链路自适应来最小化终端到终端失真的***200的示例。为此，该***200包括发送器202，其配置成在MIMO信道206上与接收器204无线通信。发送器202包括多个发送器天线208，用于与接收器204处的多个接收器天线210 进行MIMO通信。发送器202还包括发送器电路或装置212，例如无线电前端或其他无线传输机制用于在MIMO信道206上传输信号。相似地，接收器204可包括接收器电路或装置214，例如无线电前端或其他无线接收机制用于从发送器202接收信号。另外，发送器202可包括一个或多个处理器216，其耦合于存储器218或其他处理器可读存储介质。例如，存储器218可包含失真已知部件220，其能够由一个或多个处理器216执行以使发送器202实行如上文描述的用于最小化终端到终端失真的功能。相似地，接收器204可包括耦合于存储器224的一个或多个处理器222。存储器224可包含失真已知部件226，其能够被一个或多个处理器222执行以使接收器204实行如上文描述的用于最小化终端到终端失真的功能，从而例如在闭环实现期间提供反馈。
在一些实现中，处理器216、222可以是单个处理单元或若干处理单元，其全部可包括多个计算单元或多个核。处理器216、222可以实现为一个或多个微处理器、微型计算机、微控制器、数字信号处理器、中央处理单元、状态机、逻辑电路和/或基于操作指令操纵信号的任何装置。除其他能力外，处理器216、222可以配置成提取并且执行分别存储在存储器218、224中的处理器可执行指令，或其他处理器可读存储介质。
存储器218、224可以包括本领域内已知的任何处理器可读存储介质，其包括，例如易失性存储器（例如，RAM）和/或非易失性存储器（例如，闪存等）、例如硬盘驱动器、固态驱动器等大容量存储装置、可移动介质（其包括外部驱动器、可移动驱动器、软盘、光盘或类似物），或其任何组合。存储器218、224将计算机可读处理器可执行程序指令存储为计算机程序代码，其可以分别由处理器216、222执行，作为用于实行在本文的实现中描述的方法和功能的特定机器。此外，存储器218、224还可包括存储在其中并且分别能由处理器218、222执行用于实行本文中的实现的其他程序模块，例如代码或类似物。例如，如上文论述的，存储器218可包括信源编码器228和信道编码器230。相似地，如上文描述的，存储器224可包括信源解码器232和时空解码器234。如上文论述的，存储器218、224还可包括数据结构，例如存储的SNR向量、查找表、MIMO MCS方案、预编码矩阵、包大小及类似物（未示出）。
另外，发送器202和接收器204可在例如蜂窝通信***、Wi-Fi***或类似物等多种装置和***中实现。例如，发送器202可包含在例如手机、智能电话、便携式电脑或类似物等移动计算装置中，而接收器204可在手机信号塔、无线接入点、第二计算装置或类似物中实现，或反之亦然。此外，尽管已经描述示范性***架构，将意识到其他实现不限于本文描述的特定***架构。例如，本文描述的技术和架构可包含在多种无线通信装置中的任何之中，并且本文的实现不限于任何类型的通信装置。
在下游或下行链路的情况下，在上文通称的发送器102和/或202可在本文能互换地称为基站（BS）或在***级的增强节点B（eNB）或接入点（AP）。在该下行链路的情况下，上文的接收器104和/或204可在本文能互换地称为移动站（MS）或在***级的用户设备（UE）或站（STA）。此外，术语BS、eNB和AP在概念上可互换，取决于使用哪种无线协议，因此在本文引用BS还可视为引用eNB或AP。相似地，在本文引用MS还可视为引用UE或STA中的任一个。
从而，在本文对BS或MS的大多数引用可指多媒体数据的失真已知下行链路传输（其在本文是主要感兴趣的并且为了便于解释而被假定）中的发送器和接收器（即下行链路数据的发送器和接收器，因为在MS-BS上游信道信息反馈中，MS简单地将该下行链路数据传输至接收其的BS）。就是说，本发明明确地关注多媒体数据的失真已知上行链路或上游传输，在该情况下上文的发送器到BS以及接收器到MS映射将颠倒。
图3图示对应于图1、2或4的实现的示范性过程300的流程图。在该流程图中，在单独框中概述操作。操作可在硬件中进行，或可作为可由处理器执行的处理器可执行指令（软件或固件）而进行。
在框302，向发送器提供信源用于传输。例如，该信源可以是连续或有限信源，例如多媒体通信，例如语音IP（VoIP）、语音与音频通信、移动TV、移动视频服务或类似物等。本文的实现可应用于无线局域网（WLAN）、无线个人区域网（WPAN）、无线广域网（WWAN）和无线城域网（WMAN）上的多媒体通信。此外，实现可包括蜂窝网络、移动宽带网络、卫星广播***和地面广播***。例如，实现可以在基于802.11的LAN、基于802.15的PAN和基于802.16的WAN中使用，其中已经采用MIMO技术并且可靠地传递多媒体内容（例如，IEEE 802.11标准， 2009年10月39日公布的IEEE标准802.11-2009，或其未来实现；IEEE 802.15标准， 2006年9月公布的IEEE标准802.15-2006，或其未来实现；以及IEEE 802.16标准，2009年公布的IEEE标准802.16-2009，或其未来实现）是可取的。实现还可以用于3G网络、4G网络、蜂窝网络、WWAN、3GPP网络、LTE网络、LTE增强网络和移动TV及类似物中的MIMO。此外，尽管已经在本文阐述若干具体标准作为适合的应用的示例，本文的实现不限于任何特定标准或协议。
在框304，由发送器实行信源编码来将连续信源转换成有限位流。在框306，由发送器实行信道编码来减轻将由信道引起的位流中的错误，同时在编码期间包含失真最小化参数。
在框308，编码的信源在MIMO信道上传输到接收器。信源的速率失真特性连同编码的信源可以可选地在MIMO信道上传输，使得该信息可由接收器使用以用于失真已知链路自适应。
在框310，接收器从发送器接收传输并且对该传输解码来重建信源。在框312，可选地，接收器可以向发送器提供反馈来提供失真最小化参数给发送器。当发送器接收反馈时，新近接收的失真最小化参数可以应用于信源和信道编码。
当在不同的通信层进行信源和信道编码操作时，许多常规的通信***完全与信道编码分离来实施信源编码。即，信源编码可在不考虑信道行为的情况下进行并且信道编码可在不考虑信源性质的情况下进行。一般，多媒体无线通信牵涉在衰落信道上传输模拟信源同时满足应用的终端到终端失真和延迟要求。例如，延迟受限性导致严格的延时以及缓冲约束的存在。因此，例如当信道状态信息（CSI）在发送器处不可用或当由于实际的***限制而使用有限的编码块长度时，信源和信道编码的分离可能不是最佳的。
本文的一些实现采用联合信源-信道编码技术用于提供MIMO链路自适应。在根据本文的实现的联合信源-信道编码中，同时进行信源压缩和信道编码，使得无线多媒体通信的终端到终端失真可以通过考虑量化误差（由于有损压缩）和信道引起的误差（由于衰落和噪声）两者的影响而被最小化。
此外，当今无线网络中的主要性能增强技术是多输入多输出（MIMO）无线通信，其在点到点无线链路的两个终端使用多个天线。MIMO***的使用可以分别通过空间复用增益、分集增益和阵增益而提高频谱效率、链路可靠性和功率效率。
MIMO***中时空调制的两个实用技术是发送分集和空间复用。MIMO分集指试图将信息跨发送天线分布以在出现衰落时实现鲁棒性传输和可靠性和覆盖范围大大提高的一系列技术（例如，时空编码（STC））。另一方面，空间复用（SM）指通过将入局数据分成多个分流并且在不同的天线上传输每个分流而获得高数据速率从而使传输速率增长能够至少部分取决于发送和接收天线的数量的空间调制的形式。接收器去除了信道的混合影响并且对符号流解复用。MIMO***可以从MIMO分集和MIMO SM两者中获益。一般说来，在低信噪比（SNR），优选地使用MIMO分集技术并且在高SNR优选地使用MIMO SM。基于在发送器处对长期和/或短期信道波动的了解的MIMO分集和MIMO SM之间的自适应切换在频谱效率和可靠性方面从MIMO技术中提取最高的可能获益。除MIMO分集和MIMO空间复用之间的自适应切换外，MIMO链路自适应技术还包括MIMO预编码和MIMO天线选择。
本文的发明者已经确定在信源编码器处的分辨率与信道编码器处的鲁棒性之间存在权衡。因此，限制性信源失真和关联的量化误差使用高信源编码率，对此主要使用MIMO信道的多个天线以供复用。备选地，可以较低率以较多失真对信源编码，并且然后信道出错概率和关联的包出错率（PER）可以通过提高分集而减少。因此，为了优化在MIMO无线网络上的终端到终端多媒体通信，本文提供的一些失真已知MIMO链路自适应实现将该权衡纳入考虑之内。
例如，在点到点单用户MIMO通信***（在编码块长度T上具有数量Mt的发送天线和数量Mr的接收天线）的实现中，接收信号向量MrxT由下列方程给出：
y=HQs+n
其中H是代表MIMO链路的复数随机信道矩阵MrxMt（其在整个编码块长度T上保持恒定），s是传输的时空块码字MxT，Q是线性预编码矩阵MtxM（M≤Mt是预编码设计参数）使得trace(Q*Q’)=1（其中Q’是Q的厄密共轭）并且n是加性白高斯噪声（AWGN）噪声向量MrxT，其中每项具有零均值和方差σ2。MIMO链路的平均接收信噪比（SNR）由                                               给出。
时空块码字s包含MIMO链路自适应和关联的MIMO调制与编码方案（MIMO-MCS）的选择，其包括（a）调制顺序的选择、（b）前向纠错（FEC）类型和编码率的选择，以及（c）将使用哪些时空调制技术的确定。选项包括空间复用（SM）、时空编码（STC）、正交时空块编码（OSTBC）及类似物。
此外，预编码矩阵Q的选择包括（a）用于将MIMO信道转换成等效单输入单输出（SISO）信道的波束形成，（b）预编码的空间复用，（c）预编码的OSTBC，（d）发送功率分配和协方差优化，以及（e）发送天线选择技术，其中从Mt个发送天线中选择M个用于传输。
在由于衰落以及在发送器处对实际信道状态信息（CSI）的不确定（由于例如高移动性、反馈信道上的噪声以及有限数量的CSI反馈位的可用性等原因）而存在动态信道变化的情况下，在发送器处存在对可达速率的不确定，并且因此，如果传输的速率超过由信道实现H确定的瞬时信道容量则传输的包可损坏，从而导致包出错。此外，尽管使用了强大的信道编码，AWGN噪声也可引起包出错。从而，根据本文的一些实现，在MIMO信道上的传输可与包出错率（PER）关联，包出错率（PER）受平均接收SNR、瞬时信道实现H、MINO-MCS方案和预编码矩阵Q的影响。
典型地，MIMO链路自适应旨在最大化链路吞吐量、吞吐能力（goodput）或频谱效率，其在所选的MIMO MCS传输模式基于信道状况提供最高频谱效率时获得。此外，包大小（即给定传输包中携带的信息位的总数量）还可基于信道状况而适应。利用大的包大小，在给定包传输中在信道上发送更多的信息位可以是可能的，但在这样的设置中，与用较小的包大小的传输相比，可能遇到较多的包出错。因此，给定信道状态信息时，预测所有可用的MIMO MCS模式和包大小的包出错率并且选择提供最高频谱效率的MIMO MCS模式和包大小是可能的。因此，MIMO链路自适应典型地旨在最大化由下列方程给出的吞吐能力（也称为吞吐量）：
吞吐能力=
Figure 742515DEST_PATH_IMAGE002
使得
Figure 584569DEST_PATH_IMAGE003
其中是由所选的MIMO-MCS方案（其包括FEC类型和编码率、调制顺序、MIMO时空调制方案）确定的信道编码器处的时空传输速率，P_SIZE是包大小，并且PER是由平均或长期接收信号与干扰及噪声比（SINR）、对MIMO信道上短期SINR的瞬时或统计了解、所选的MIMO MCS、所选的包大小以及所选的预编码矩阵Q确定的包出错率（PER）。
    本文的实现提供MIMO链路自适应技术用于通过选择MIMO MCS、包大小和预编码矩阵Q使用下列基于失真的判据来最小化预期的终端到终端失真值，而不是试图最大化吞吐能力：
Figure 794151DEST_PATH_IMAGE005
其中
Figure 678930DEST_PATH_IMAGE006
代表对于给定MIMO MCS、包大小和预编码矩阵Q的平均终端到终端失真。也就是说，根据本文的实现决定用于多媒体传输的MIMO MCS、包大小、预编码矩阵Q和MIMO时空调制模式（例如MIMO分集或MIMO SM）的选择使得所得的终端到终端失真
Figure 945963DEST_PATH_IMAGE007
被最小化。
对于MIMO分集模式（例如，MIMO STC、MIMO OTSBC等）以及单输入单输出（SISO）***，在数据速率R的平均终端到终端失真由方程（1）给出，如下：
Figure 144864DEST_PATH_IMAGE008
（1）
对于具有垂直编码的MIMO SM模式，其中对于全部N个空间流使用单个时空频率编码器来在MIMO链路上同时发送总共N个空间流，其中以数据速率R发送每个空间流，平均终端到终端失真由方程（2）给出，如下：
Figure 876059DEST_PATH_IMAGE009
（2）
    在具有线性接收器（例如，迫零（ZF）或最小均方误差（MMSE）接收器）且后跟单个时空频率解码器的MIMO垂直编码架构的情况下，包出错率（PER）由量SINRmin= minn SINRn指示，使得SINRn是信号与干扰及噪声比（SINR），其对应于第n复用MIMO空间流（n=1, …, N）。
    对于具有水平编码的MIMO SM模式，其中使用与N个空间流中的每个关联的单独时间频率编码器来在MIMO链路上同时发送总共N个空间流，其中以数据速率R发送每个空间流，平均终端到终端失真由方程（3）给出，如下：
Figure 869423DEST_PATH_IMAGE011
（3）
其中PERn是第n复用MIMO空间流（n=1, …, N）的包出错率，并且对于
Figure 623752DEST_PATH_IMAGE012
，则
Figure 986863DEST_PATH_IMAGE013
，在观察到此之后，对于MIMO水平编码架构，对N个空间流中的每个独立地编码和解码。
在慢衰落环境中，突发的错误将明显地使出错性能降低并且从而负面地影响接收信号的可靠解码。如果***可以容许某一延迟，使用自动重发请求（ARQ）协议重新传输信号将有助于提高通信可靠性。ARQ协议的主要目的是对于每个链路防止由于传输错误引起的帧损失。在接收端通过错误检测（通常是循环冗余校验（CRC））码来检查帧错误。如果帧通过CRC，接收端将成功传输的确认（ACK）发送到接收器。如果帧未通过CRC并且接收器节点在接收帧中检测到错误，它发送否定确认（NACK），从而请求重新传输。重复该请求直到解码器检测到无错误的传输。用户数据和CRC位可另外由增加成功传输概率的纠错码来保护。在混合ARQ（HARQ）协议中，将错误检测与校正结合以便获得更好的可靠性和吞吐量。失真已知链路自适应技术可设计成允许基于ARQ或HARQ的重新传输机制。特别地，对于单播视频传输，说明ARQ和HARQ在失真已知自适应设计中的作用是重要的，而对于多播和广播视频传输，通常不使用ARQ和HARQ能力并且因此应该在没有ARQ和HARQ的情况下进行失真已知链路自适应。例如，在MIMO分集模式（例如，MIMO STC、MIMO OTSBC等）以及单输入单输出（SISO）***中，在数据速率R的平均终端到终端失真由方程（1）给出，可以修改如下：
Figure 510248DEST_PATH_IMAGE014
其中PERj是在第j传输之后包解码错误的概率，并且M是允许传输的最大数量。在存在ARQ机制的情况下对应的平均吞吐能力由以下给出
吞吐能力 = 
Figure 940092DEST_PATH_IMAGE015
本文的实现和关联的失真已知链路自适应技术在分层视频编码的背景下也能适用，分层视频编码的示例是由标准H.264可伸缩视频编码（SVC）限定的压缩方案。在该背景下，对视频序列编码来产生基层和若干增强层。为了视频重放的连续性，接收基层是足够的，而增强层仅用于增加视频质量。因此，不需要对增强层解码来恢复视频流并且如果链路状况差且吞吐量低则可放弃它们。在例如SVC等分层视频编码的情况下，用于最小化期望的终端到终端失真值的MIMO链路自适应技术对每个传输层使用下列基于失真的判据来选择MIMO MCS、包大小和预编码矩阵Q：
其中L是SVC层的总数，由l=1, …, L索引，其中l=1代表基层并且l=2, …, L代表L-1个增强层。MIMO_MCS(l)、P_SIZE(l)、Q(l)分别代表第l视频层的MIMO MCS、包大小和预编码矩阵，并且我们可以写成
Figure 519158DEST_PATH_IMAGE017
其中Rl是第l视频层的数据速率并且PER(l)是第l视频层的包出错率。
    在上文的等式中，D(b*R)代表多媒体信源的失真率函数（distortion-rate function），即，在解码器处重建后信源引起的作为由所选MIMO MCS确定的数据速率R的函数的失真（例如，由于与多媒体编解码器的有损压缩关联的量化误差而引起），Dmax是在解码器处的信源重建由于包丢失和传输故障而受阻碍时经历的最大可能失真，由Dmax=D(R=0)给出，并且b是固定的纯量规格化项，其代表信源码率与信道码率之间的比率来说明多媒体编解码器与信道编码器之间的率匹配。例如，一些实现假设延迟受限多媒体业务，其由于严格的延时约束而无法被缓冲。失真率函数D(b*R)是数据速率R的递减函数，因为较高信源/信道码率允许以较低量化误差以及因此以较低失真来压缩。速率失真特性还可取决于其他应用和网络层功能性，例如帧类型（例如，I帧、P帧或B帧）、采用的错误隐藏方案、网络层分包和用于将压缩信源从编解码器传递到信道编码器（例如，在RTP/UDP中）的传输框架、在例如可伸缩视频编码（SVC）等先进的信源压缩方法的情况下的分层类型，以及应用层前向纠错FEC（例如，速龙码（raptor code）、里所码（Reed-Solomon codes）等）。
此外，使用下列关系式（像素表示是每信源样本具有8位）使终端到终端失真与峰值SNR（PSNR）度量相关是可能的：
Figure 162629DEST_PATH_IMAGE018
，
其指示失真最小化相当于PSNR最大化。
    失真已知MIMO链路自适应判据的实现允许通过调整信道编码率以最小化终端到终端失真而不是最大化吞吐量或频谱效率来实现联合信源-信道编码的益处。应该注意，为了使用该基于失真的MIMO链路自适应判据，仅失真率函数D(b*R)可在无线电级可用（其由多媒体信源的性质以及编解码器或信源编码器的压缩能力确定），因此该信息可以从应用层传递到PHY/MAC（物理/媒体访问控制）层。应该进一步注意，上文的MIMO链路自适应判据可连同量化用户对多媒体应用的体验质量的任何失真率函数或任何率函数一起使用，并且本文的实现还包括用于包含失真判据或在适当选择MIMO MCS、预编码矩阵和包大小中确定多媒体质量的任何其他判据的任何方法。
    本文的MIMO调制和编码方案（MIMO-MCS）的选择包括（a）选择调制顺序、（b）选择前向纠错（FEC）类型和编码率，以及（c）确定将使用哪些时空调制技术。时空调制的选项包括空间复用（SM）、时空编码（STC）、正交时空块编码（OSTBC）、波束形成等，其包括例如STC率、秩、MIMO流的数量及类似物等度量。除时空调制选项外，还可以使用例如单输入多输出（SIMO）模式等多天线通信的特殊情况。此外，本文的MIMO链路自适应可连同任何失真率函数一起使用，并且实现可包括用于在适当选择MIMO MCS中包含失真判据的任何方法。
    此外，本文的预编码矩阵Q的选择包括（a）用于将MIMO信道转换成等效单输入单输出（SISO）信道的波束形成，（b）预编码的空间复用，（c）预编码的正交时空块编码（OSTBC），（d）发送功率分配和协方差优化，以及（e）发送天线选择技术，其中从Mt个发送天线中选择M个用于传输。
失真已知MIMO链路自适应框架的实现能适用于闭环MIMO***。在图4中对于闭环MIMO通信配置（具有链路自适应参数的受限速率反馈）描述用于发送器和接收器部件的所得***架构。闭环MIMO建立更多地与其中信道变化在较慢时间标度（例如，如在低移动性情景中）上出现以允许可靠信道估计和从接收器到发送器的链路自适应参数的反馈（即，使用例如信道质量指示符（CQI）反馈机制等机制）的情形相关，从而创造用于基于对瞬时信道状况的了解而在接收器处进行动态链路自适应确定的机会，表达为：
，
其中使用函数f，接收器将瞬时信道实现H和平均SNR映射到MIMO-MCS方案、包大小和预编码矩阵Q，并且将关于这些选择的信息反馈给发送器。在分层视频编码的情况下，函数f可修改如下：
Figure 289034DEST_PATH_IMAGE020
并且因此分别对每个视频层反馈MIMO-MCS、包大小和预编码矩阵推荐。
闭环MIMO建立还可与其中大体上难以可靠估计和反馈动态信道变化和链路自适应参数的情景（例如，如在高移动性情景中）相关，因此可以基于对长期信道变化和瞬时或短期信道变化的统计的了解而在发送器处进行失真已知MIMO链路自适应。在该背景下，用于最小化终端到终端失真的闭环MIMO链路自适应还可基于通信情景中的统计或长期信道了解，其中链路自适应参数由接收器确定并且反馈给发送器（例如，如在蜂窝通信的上行链路中）并且同时由于各种原因（例如高移动性或高用户密度）而难以获得瞬时或短期信道状况的可靠估计。在该建立中，接收器基于下列规则进行链路自适应：
Figure 367849DEST_PATH_IMAGE021
，
其中使用函数
Figure 865826DEST_PATH_IMAGE022
，接收器将平均SNR（其由对长期信道变化以及瞬时或短期信道变化的统计的了解而确定）映射到MIMO-MCS方案、包大小和预编码矩阵Q，并且将关于这些选择的信息反馈给发送器。在分层视频编码的情况下，函数
Figure 198325DEST_PATH_IMAGE022
可修改如下：
Figure 148964DEST_PATH_IMAGE023
并且因此分别对每个视频层反馈MIMO MCS、包大小和预编码矩阵推荐。
    图4图示根据本文的一些实现的失真已知MIMO链路自适应架构400和关联的CQI反馈机制的示例的框图，其中在接收器处确定链路自适应参数并且将其反馈以供在发送器处应用。在图4的架构中，发送器402能够经由MIMO信道406与接收器404通信。在图示的实现中，发送器402包括信源编码器（示出为失真已知信源编码框408）和信道编码器（示出为失真已知信道编码框410）。失真已知信源编码框408配置成压缩信源412（例如多媒体信源）并且以别的方式以由用于MIMO MCS选择的失真已知判据（其通过来自接收器404的反馈而提供给失真已知信道编码框410）所确定的信源编码率对其编码，并且将信源编码数据414连同在一些实现中的信源编码数据414的速率失真信息416传递到失真已知信道编码框410。然而，在其他实现中，信源编码框408可不必将速率失真信息416传递到信道编码框410。相反，如在下文进一步论述的，速率失真信息可直接由接收器404确定并且在准备提供给失真已知信道编码框401的反馈时纳入考虑。因此，传递来自信源编码框408的速率失真信息416在闭环架构的一些实现中使用，并且在图4中标记为选项A（Op. A）。备选地或另外，在其他实现中，可独立地在接收器404处确定速率失真信息，其在图4中标记为选项B（Op. B），并且将在下文另外论述。
    信道编码框410包括时间-频率前向纠错（FEC）外编码和交织框418，后跟MIMO时空（ST）调制框420，接着后跟MIMO预编码框422以用于产生信道编码数据424，该信道编码数据424在MIMO信道406上（在Op. A情况下连同速率失真信息416）发送到接收器404。MIMO ST调制框420可以采用MIMO分集模式操作作为MIMO STC框428，或采用MIMO空间复用模式操作作为MIMO SM框430。在MIMO分集模式中，信道编码和交织框418的输出位首先在符号调制框432中通过符号映射以高QAM调制，并且然后在时空编码框434使用时空码（STC）重新编码为多个空间流。备选地，在MIMO空间复用模式中，从编码和交织框418输出的编码/交织的位通过DEMUX框436被解复用为多个空间流并且然后在多个符号调制框438中通过符号映射以低QAM调制每个流。关于在FEC外编码期间应该使用什么信道编码率和哪类信道码以及是使用MIMO STC框428还是MIMO SM框430的决定取决于确定的用于MIMO MCS选择的失真已知判据，其通过来自接收器404的反馈而提供给失真已知信道编码框410。
    压缩数据在多天线传输之前通过这些描述的信道编码框中的全部而传递。该应用考虑这些无线电级信道编码器框（对应于BS）中的全部可因为它们可能不能执行用于MIMO MCS选择、包大小选择和预编码的失真已知MIMO链路自适应技术而缺乏“失真已知性”性能时的情况。相比之下，接收器部件404（对应于MS）是失真已知的并且能够确定链路自适应参数452来最小化终端到终端失真并且经由公开的CQI反馈机制而将它们发送到BS（接下来要论述）。
    在接收器404处，时空解码框440配置成在多天线接收之后从在MIMO无线信道上传输的有噪损坏接收版本恢复传输的信源数据。恢复的数据流被传递到信源解码框442，其以最小化原始信源412与重建信源444之间的失真为目标而重建信源。
    为了最佳地在下行链路中进行无线电资源管理和链路自适应，BS需要获悉到每个MS的链路质量，即用于执行例如调度和MCS选择等功能。为此，设计CQI反馈机制，使得每个MS可以定期将它的信道状态信息报告给BS。在该背景下，相关的CQI度量包括物理信号与干扰及噪声比（SINR）（也称为载波与干扰及噪声比（CINR））和有效SINR（E-SINR或E-CINR）、信道状态信息（例如，例如信道均值或协方差、发送/接收相关性度量等统计信道信息，或例如信道Demmel条件数等瞬时信道信息）以及对例如MCS选择、MIMO时空调制模式、MIMO STC率、包大小和预编码矩阵指数（PMI）等若干链路自适应模式的MS的推荐。用于在物理层上传输/接收CQI的方法之一包括由BS对每个MS分配CQI信道（CQICH），使得每个MS可以在上行链路期间使用专用CQICH报告它的CQI信息。
对于在图4中图示的闭环失真已知MIMO链路自适应架构400，为了在失真已知MIMO链路自适应***架构中实现CQI反馈机制，接收端404处的时空解码器440还包括失真已知反馈设计框446，其在基于接收器对MIMO信道上的平均或长期接收SINR的了解以及短期SINR的瞬时或统计了解而在接收器404处已经确定失真最小化MIMO链路自适应参数（即，SINR信息、统计或瞬时信道状态信息、MIMO MCS、包大小和预编码矩阵Q）后定期提供反馈给发送器402，用于实现失真已知信道编码框410的失真已知性。例如，接收器404处的失真已知反馈框446可从时空解码框440确定链路自适应信息448（即，估计的MIMO信道参数，和MIMO MCS、包大小和预编码矩阵Q参数）。失真已知反馈框446使用链路自适应信息448连同速率失真信息416（Op. A）和/或速率失真信息450（Op. B）来确定失真最小化链路自适应参数452，例如MIMO MCS方案、包大小和/或预编码矩阵Q。对于分层视频编码，基于之前提出的判据而分别对每个层反馈这些链路自适应参数。在基于接收器对长期信道变化的了解连同短期MIMO信道实现的瞬时或统计了解在接收器404处已经确定失真最小化MIMO链路自适应参数452后，链路自适应参数452反馈给发送器402。
另外，根据一些实现，如上文论述的，当确定失真最小化MIMO链路自适应参数452时，失真已知反馈框446还可收集关于来自信源解码框442的多媒体信源的速率失真信息450（Op. B）。备选地或另外，发送器402可在MIMO信道406上将关于信源的速率失真信息416连同信道编码数据424发送给接收器404（Op. A），使得接收器404处的失真已知反馈框446可在确定失真最小化MIMO链路自适应参数452中利用该信息。在确定失真最小化链路自适应参数452（例如MIMO MCS、包大小和/或预编码矩阵，其然后通过反馈信道传递到发送器402）时，由失真已知反馈框446将速率信息416和/或450纳入考虑。例如，发送器402可包含在第一装置中，该第一装置也包括接收器（未示出），而接收器404可包含在第二装置中，该第二装置也包括发送器（未示出），从而使接收器404能够例如在MIMO信道406或其他无线信道、链路或类似物上无线提供反馈给发送器402。
本文的实现提供“失真已知性”和关联的联合信源-信道编码构想以支持MIMO***上的链路自适应来增强多媒体通信。发送器和接收器处的MIMO链路自适应框中的全部（包括信源编码框408和信道编码框410，包括MIMO时空调制框420、MIMO预编码框422、FEC外编码和交织框418以及反馈框446）都受到影响并且在本文的失真已知MIMO链路自适应框架的实现下不同地操作。此外，本文的实现可提供失真已知MIMO链路自适应技术，其连同单播（即，每用户建立的一个流连接）、广播（即，每服务内容建立的一个流连接）和多播传输技术（即，每选择的用户组建立的一个流连接）中的任何能适用。
根据在该背景下的失真已知MIMO链路自适应技术的一些实现的应用的一个示例可以是采用上文论述的WiMAX 802.16标准的多播广播服务（MBS），也称为采用由第三代合作伙伴项目（3GPP）开发的标准的多媒体广播和多播服务（MBMS）和采用由3GPP2（第三代合作伙伴项目2开发的标准的广播和多播服务（BCMCS）。例如，在MBS背景下，旨在最大化吞吐能力的常规链路自适应方法典型地确定多媒体传输速率使得网络中一定比例（例如，95%）的用户可以可靠地（例如，以1%或更低PER）接收多媒体传输。然而，根据本文的一些实现，失真已知链路自适应协议相反可以确定多媒体传输速率和关联的多媒体接收质量水平（从PSNR或平均终端到终端失真方面测量）使得可保证网络中一定比例（例如，95%）的用户获得特定体验质量的多媒体服务（即，在预定阈值以下的PSNR或平均终端到终端失真）。
公开的用于实现失真已知性的CQI反馈机制允许各种形式的链路自适应：1）长期vs.动态链路自适应技术的使用；2）MS控制vs.BS控制的链路自适应之间的选择；和/或3）BS处失真已知性的存在或不存在。现在将依次论述这三个形式的链路自适应。
长期链路自适应：对于其中大体上难以可靠地反馈动态信道变化和链路自适应参数的情形（例如，如在高移动性或高用户密度情景中），失真已知MIMO链路自适应可以仅基于对长期信道变化和瞬时或短期信道变化的统计的了解而进行。在该建立中，基于下列规则进行长期链路自适应：
Figure 31469DEST_PATH_IMAGE024
，
其中失真已知MIMO链路自适应函数f将平均或长期SNR（其由对长期信道变化和瞬时或短期信道变化的统计的了解而确定）映射到MIMO-MCS方案、包大小和预编码矩阵Q。在分层视频编码的情况下，该函数f可修改如下：
并且因此分别对每个视频层反馈MIMO MCS、包大小和预编码矩阵推荐。
动态链路自适应：对于其中信道变化在较慢的时间标度（例如，如在低移动性情景中）上出现以允许长期和短期信道变化与链路自适应参数两者的可靠估计和反馈的情形，失真已知MIMO链路自适应可以基于对瞬时信道状况的了解而进行，表达为：
其中失真已知MIMO链路自适应函数
Figure 826752DEST_PATH_IMAGE022
将瞬时或短期MIMO信道实现H以及平均或长期SNR映射到MIMO-MCS方案、包大小和预编码矩阵Q。在分层视频编码的情况下，函数
Figure 372003DEST_PATH_IMAGE022
可修改如下：
并且因此分别对每个视频层反馈MIMO MCS、包大小和预编码矩阵推荐。
MS控制：如果链路自适应是MS控制的，在链路自适应模式方面来看BS可遵循MS的推荐，例如MCS选择、MIMO时空调制模式、包大小选择和/或PMI。
BS控制：另一方面，如果链路自适应是BS控制的，则BS将通过CQI反馈机制接收SINR信息、MIMO信道信息和MS的链路自适应模式推荐，并且然后BS将考虑该CQI但在确定链路自适应模式方面不必遵循MS的推荐。
既是MS控制又是BS控制的链路自适应模式有优缺点，例如MS控制的链路自适应的优点是MS最了解干扰和信道信息、移动性/动态性，并且尤其最了解允许适合的MCS选择的特定调制解调器性能。同时，BS控制的链路自适应的优点是BS具有例如调度权衡、QoS、延迟、干扰等***信息来对于每个包长度、来自CQI和HARQ参数的延迟而优化MCS。
BS处的失真已知性：在MS控制的链路自适应情况下，BS处的失真已知性对于失真已知链路自适应不是必需的，并且从最小化终端到终端失真的观点来看MS终端处的失真已知性足以确保最佳链路自适应，因为BS选择的链路自适应参数与MS终端基于失真已知MIMO MCS、预编码矩阵和/或包大小选择判据而确定和反馈的那些链路自适应参数相同。
在BS控制的链路自适应情况下，失真已知链路自适应未得到保证，因为BS可不是失真已知的并且可采用它自己的MIMO MCS、预编码矩阵和包大小选择覆盖MS的MIMO MCS、预编码矩阵和包大小推荐，它自己的MIMO MCS、预编码矩阵和包大小选择可潜在地产生较高吞吐能力或频谱效率，但从最小化终端到终端失真的观点来看还不是最佳的。例如，审视由MS报告的SINR，BS可遵循吞吐能力最大化的链路自适应策略并且指定比将在失真最小化链路自适应策略下选择的更高的MCS，并且这将导致多媒体内容分发的PER和终端到终端失真增加，从而导致较差的用户体验。
BS处没有失真已知性：为了解决由于BS不是失真已知所引起的该终端到终端失真问题，本申请公开了用于确定CQI反馈参数使得由非失真已知型BS进行的后续MIMO MCS、预编码矩阵和包大小选择可与在失真已知链路自适应判据下获得的那些匹配的方法。也就是说，在已经使用它的失真已知链路自适应判据确定MIMO MCS、预编码和包大小选择后，MS设计CQI反馈参数中的全部，例如SINR、有效SINR等，使得可以在执行由BS使用的失真次优（例如，吞吐能力最大化）链路自适应算法后由BS获得相同的失真最小化MIMO MCS、预编码矩阵和包大小选择。这样的方案牵涉由MS识别BS不是失真已知的以及在MS终端处了解/获悉由BS使用的链路自适应判据两者。
图5图示在BS控制的长期自适应（在BS处没有失真已知性）的情况下失真已知通信的CQI反馈机制的示范性过程500的流程图。作为CQI反馈机制（对于长期链路自适应）的一部分的MS处长期SINR反馈度量的确定可以基于下列过程进行。BS和MS可基于将长期SINR值映射到MIMO MCS、包大小和预编码矩阵选择（在分层视频编码的情况下，将对不同的层指定不同的MIMO MCS、包大小和预编码矩阵选择）的下列查找表或函数而进行长期链路自适应：
MS处的链路自适应判据（失真最小化）：
Figure 521804DEST_PATH_IMAGE028
BS处的链路自适应判据（例如，吞吐能力最大化）：
Figure 447035DEST_PATH_IMAGE029
可假设由BS采用（即，由函数fBS限定的）的链路自适应判据在MS终端处是已知的。
    在动作502，MS测量它的长期SINR。该值可指示为SINRmeasured。
在动作504，MS查找链路自适应参数，即MIMO MCS、包大小和预编码矩阵选择，其最小化该SINR值SINRmeasured处的失真。这些链路自适应参数可指示为（记号包括用于分层视频编码的不同的MIMO MCS、包大小和预编码矩阵选择）：
Figure 671343DEST_PATH_IMAGE030
。
对于公开的SINR反馈机制的某些实施例，MS可采用最小SINR阈值要求SINRmin使得如果测量的SINR值低于该阈值（即，如果SINRmeasured < SINRmin）则将实际长期SINR测量SINRmeasured反馈给BS[动作506]。公开的SINR反馈机制仅在SINRmeasured超过阈值SINR值（即，当SINRmeasured > SINRmin）时使用。最小SINR阈值要求旨在在MS已经经历低SINR状况时确保由MS报告的较低SINR对MS和BS之间的其他网络操作没有负面影响，这些操作可依赖SINR测量的反馈，例如移交、服务质量（QoS）管理、服务接纳等。因为在较高SINR范围中主要观察到相比吞吐能力最大化链路自适应主要获益失真已知链路自适应，使用这样的最小SINR阈值从最小化终端到终端失真方面来看也未使CQI反馈的最佳性降低。
因为MS还知晓链路自适应参数的吞吐能力最大化查找表，即BS正对链路自适应使用的MIMO MCS、包大小和预编码矩阵选择，（即，由函数fBS给出的），它还可以确定哪个长期SINR值将导致根据吞吐能力最大化链路自适应选择相同的MIMO MCS、包大小和预编码矩阵选择[动作508]。也就是说，从满足下式的SINR值的集
Figure 732840DEST_PATH_IMAGE031
，
在动作508，MS挑选SINR使得
Figure 79507DEST_PATH_IMAGE032
。
如果未找到这样的SINR值，放宽搜索使得考虑其他预编码矩阵并且MS搜索满足下式的SINR值的集
Figure 492034DEST_PATH_IMAGE033
，
在动作508，MS挑选SINR使得
Figure 582350DEST_PATH_IMAGE034
。
如果未找到这样的SINR值，进一步放宽搜索使得考虑其他预编码矩阵和包大小并且MS搜索满足下式的SINR值的集
Figure 763933DEST_PATH_IMAGE035
，
在动作508，MS挑选SINR使得
Figure 953606DEST_PATH_IMAGE036
。
如果未找到这样的SINR值，MS反馈SINRmeasured。
在动作510，MS将SINRfeedback（或最接近SINRfeedback的量化SINR值的指数）而不是实际长期SINR测量SINRmeasured反馈给BS，使得BS在基于由函数fBS限定的链路自适应参数查找表执行它的链路自适应框架后对它的链路指定失真最小化MIMO MCS选择MIMO_MCSoptimal，可能连同包大小选择P_SIZEoptimal以及预编码矩阵选择Qoptimal。
在动作512，当SINRmeasured < SINRmin时，MS反馈SINRmeasured和失真最小化链路自适应参数，其包括MIMO MCS、包大小和预编码矩阵选择。尽管未明确地示出，在动作512之后，BS在基于由函数fBS限定的反馈和链路自适应参数查找表执行它的链路自适应框架后对它的链路指定这些MIMO MCS、包大小和预编码矩阵选择。
用于长期链路自适应的公开的基于SINR的CQI反馈过程的所得逻辑流程图在图5中描绘。应该注意相同的过程还可用于确定关于要由BS用于长期链路自适应所使用的长期MIMO信道信息的反馈度量。
相似的CQI反馈设计过程还能适用于动态链路自适应，其中动态SINR和短期MIMO信道信息可由MS确定并且反馈给BS以便确保用于选择MIMO MCS、包大小和预编码矩阵的失真已知链路自适应。这样的相似过程在过程500处大多相同，只是在动作502、506和508中的长期SINR可用动态或短期SINR或其他瞬时信道参数（例如，信道秩等）代替。
如迄今为止论述的，用于支持失真已知MIMO链路自适应的CQI反馈机制和CQI反馈度量的设计取决于三个因素：1）长期vs.动态链路自适应技术的使用；2）MS控制vs.BS控制的链路自适应之间的选择；和 3）BS处失真已知性的存在或不存在。这三个因素的各种排列可产生八个可能的截然不同的操作模式。
图6图示根据一些实现的用于失真已知MIMO链路自适应的CQI反馈模式和CQI度量的表格。如在下文并且在图6中的表格600中概述的，这导致总共八个新的CQI反馈模式，其具有用于支持失真已知MIMO链路自适应的对应CQI反馈度量。在下文在描述八个可能模式后呈现对应的MIMO MCS、包大小和预编码模式的集。
CQI反馈模式0和4：如果在接收器（MS控制的）处进行长期链路自适应，则关于这些选择（即，对于一个或多个视频层的MIMO MCS、包大小和预编码矩阵选择）的信息可使用公开的CQI反馈机制反馈给发送器（BS）。在该设置中，BS处的失真已知性对于失真已知链路自适应是不需要的。
CQI反馈模式1和5：如果在接收器（MS控制的）处进行动态链路自适应，则关于这些选择（即，对于一个或多个视频层的MIMO MCS、包大小和预编码矩阵选择）的信息可使用公开的CQI反馈机制反馈给发送器（BS）。在该设置中，BS处的失真已知性对于失真已知链路自适应是不需要的。
CQI反馈模式2和6：如果在发送器（BS控制的）处进行长期链路自适应和MCS，则公开的CQI反馈机制可以用于通知发送器（BS）关于信道信息，即，长期SINR和短期信道统计（例如，MIMO信道相关矩阵）以及接收器的（MS的）对于一个或多个视频层的MIMO MCS、包大小和预编码矩阵选择的推荐。根据在图5中描述的指导，如果BS是失真已知的，测量的信道信息由MS反馈（模式6），而对于BS不是失真已知的情况，计算的信道信息由MS反馈（模式2）。
CQI反馈模式3和7：如果在发送器（BS控制的）处进行动态链路自适应，则公开的CQI反馈机制可以用于通知发送器（BS）关于信道信息，即，长期SINR和短期或瞬时MIMO信道实现以及接收器的（MS的）对于一个或多个视频层的MIMO MCS、包大小和预编码矩阵选择的推荐。如果BS是失真已知的，测量的信道信息由MS反馈（模式7），而对于BS不是失真已知的情况，计算的信道信息由MS反馈（模式3）。
尽管在上文以广泛的方式（例如，MCS）描述，与公开的本发明一致的这样的调制和编码方案在变化，并且可采用若干特定方案。例如，MIMO链路自适应参数和关联的MIMO调制与编码方案（MIMO-MCS）的选择的集可包括：i）调制顺序的选择；（ii）FEC类型和编码率的选择；（iii）将使用哪些时空调制技术的确定，选项包括空间复用（SM）、时空编码（STC）、正交时空块编码（OSTBC）、波束形成等，其包括例如STC率、秩、MIMO流的数量等度量。除时空调制选项外，还可以使用例如单输入单输出（SISO）、多输入单输出（MISO）和单输入多输出（SIMO）模式等多天线通信的特殊情况；和/或iv）预编码矩阵指数（PMI）。
相似地，如上文广泛描述的，在各种实现中预编码矩阵Q的选择可包括：i）用于将MIMO信道转换成等效单输入单输出（SISO）信道的波束形成；ii）预编码的空间复用；iii）预编码的正交时空块编码（OSTBC）；iv）发送功率分配和协方差优化；和/或v）发送天线选择技术，其中从  发送天线中选择  用于传输。
应该进一步注意，上文的CQI反馈设计判据可连同任何失真率函数一起使用，并且本文的实现还包括用于在链路自适应参数的适当选择中包含失真判据的任何方法。另外，本文的实现还包含为了优化例如峰值SNR（PSNR）等客观失真度量和说明人类视觉感知并且更精确地量化用户的感知多媒体体验质量（QoE）（例如视频质量度量（VQM）、结构相似性度量（SSIM）和视频的感知评估的质量（PEVQ）度量）的主观失真度量的所有链路自适应、预编码和CQI反馈技术。因此，本发明的该范围以及在对于MIMO链路自适应、预编码和CQI反馈的考虑下的关联的速率失真特性基于更广泛的失真定义以涵盖对不同的信源和信道编码率追踪和规定的所有客观和主观多媒体质量度量。此外，总体多媒体失真可以是PSNR、出错率性能的函数，并且可以是编解码依赖和包依赖的（例如，I帧、P帧、B帧等），其包括特定类型的压缩包上的错误的特定成本影响。
本申请现在将描述对于增强的多媒体通信的新的信道质量指示符（CQI）反馈机制，用于支持在上文的段落[0001]中引用的相关申请中公开的失真已知链路自适应技术，其目标在于优化多媒体内容（例如，移动视频）分发的终端到终端鲁棒性以便实现最佳用户体验。在该背景下，最小化终端到终端失真可以是MIMO***设计的新目标，其与针对例如最大化频谱效率和吞吐能力或最小化包丢失概率等其他优化的经典方法不同。这产生新的“失真已知”链路自适应指导以用于以终端到终端失真最小化判据为条件来选择自适应调制和编码（AMC）、MIMO时空调制、速率/功率自适应、预编码、包大小和天线选择模式和参数。在本申请中描述的CQI反馈机制确保在不同形式的链路自适应（其包括MS控制vs. BS控制的链路自适应以及长期vs. 动态链路自适应）下这些失真已知MIMO链路自适应技术能适用于下行链路。
尽管失真已知链路自适应概念可有利于增强的多媒体通信，在不能在客户端装置和网络基础设施部件处实现“失真已知性”性能的情况下可不能实现它们的全部益处。然而，在当前的无线网络中，典型地不期望网络基础设施部件（其包括基站和无线电网络控制器）具有失真已知处理能力。该背景下的关键问题变成失真已知链路自适应的益处可否仍在该设置中实现。从而，除了用于支持失真已知链路自适应的CQI反馈机制的规范外，本文的另一个目的是解决基站（BS）和其他网络基础设施部件缺乏失真已知性的性能（即，它们可设计成进行链路自适应来最大化吞吐能力）而移动站（MS）终端能够以失真已知的方式确定链路自适应参数的实际相关情况。在该设置中，已经公开CQI反馈的若干新颖机制以允许MS影响和/或指导BS的链路自适应决定，使得终端到终端失真可以在BS-MS链路上被最小化以增强多媒体分发和用户体验。
从而，本文的方案引入“失真已知性”理念和关联的联合信源-信道编码构想来支持在MIMO***上的链路自适应，从而导致MIMO***的新颖的***架构。本文公开的CQI反馈机制确保在不同形式的链路自适应（其包括MS控制vs. BS控制的链路自适应，长期vs. 动态链路自适应，和BS处失真已知性的存在vs. 不存在）下这些失真已知MIMO链路自适应技术能适用于下行链路。
一个或多个实现的先前描述提供图示和描述，但不规定为穷举的或将本发明的范围限制在公开的精确形式。按照上文的教导，改动和变化是可能的或可从本发明的各种实现的实践获得。例如，图5中的动作中的任何或全部或类似所描述的过程可由于计算机（或处理器或专用逻辑）对包含在例如存储器、盘等计算机可读介质上的指令的执行来进行。
在本申请的描述中使用的元件、动作或指令不应该解释为对于本发明是关键性的或必不可少的，除非本身明确地描述。而且，如本文使用的，冠词“一”意指包括一个或多个项目。可对上文描述的要求保护的本发明的实现做出改动和修改而大体上不偏离本发明的精神和原理。所有这样的修改和改动规定为在本公开的范围内包括于此并且受下列权利要求保护。

Claims (23)

1. 一种方法，包括：
通过移动站测量测量的信道参数；
对一个或多个多媒体层确定最小化MIMO信道上接收的数据的失真的确定的调制和编码方案、包大小或预编码矩阵；
计算一个或多个计算的信道参数，基站将会利用所述一个或多个计算的信道参数对一个或多个多媒体层产生确定的调制和编码方案、包大小或预编码矩阵；以及
将所述一个或多个计算的信道参数反馈给所述基站。
2. 如权利要求1所述的方法，其中测量的信道参数是长期信号与干扰及噪声比（SINR）。
3. 如权利要求1所述的方法，其中测量的信道参数是动态或短期信号与干扰及噪声比（SINR）。
4. 如权利要求1所述的方法，其中所述确定基于测量的信道参数确定一个或多个多媒体层的调制和编码方案。
5. 如权利要求1所述的方法，其中所述调制和编码方案的确定包括：
选择调制顺序；
选择前向纠错类型和编码率；或
确定要使用的时空调制技术。
6. 如权利要求1所述的方法，其中所述反馈包括：
对一个或多个多媒体层，反馈对应于确定的调制和编码方案的参数或对应于预编码矩阵或包大小的参数。
7. 如权利要求1所述的方法，其进一步包括：
将测量的信道参数与阈值比较，
其中如果测量的信道参数大于所述阈值则进行所述计算和反馈。
8. 如权利要求7所述的方法，其进一步包括：
如果测量的信道参数小于所述阈值则将测量的信道参数反馈给所述基站。
9. 一种处理器可读存储介质，其包含处理器可执行指令以供处理器执行以用于实施如权利要求1所述的方法。
10. 一种方法，包括：
通过失真已知移动站测量第一信号与干扰及噪声比（SINR）；
基于所述第一SINR确定第一失真最小化链路自适应参数以供基站使用，所述第一失真最小化链路自适应参数最小化在多输入多输出（MIMO）信道上接收的一个或多个多媒体层的失真；以及
将第二SINR和第二链路自适应参数传输到所述基站，所述第二SINR和第二链路自适应参数使所述基站使用所述第一失真最小化链路自适应参数在所述MIMO信道上将信源数据传输到所述移动站。
11. 如权利要求10所述的方法，其中所述第一SINR和所述第二SINR都是长期SINR。
12. 如权利要求10所述的方法，其中所述第一SINR和所述第二SINR都是动态或短期SINR。
13. 如权利要求10所述的方法，其中所述基站也是失真已知的，并且
其中所述第二SINR等于所述第一SINR并且所述第二链路自适应参数与所述第一失真最小化链路自适应参数相同。
14. 如权利要求10所述的方法，其中所述基站不是失真已知的，并且
其中所述第二SINR与所述第一SINR不同。
15. 如权利要求14所述的方法，其进一步包括：
计算所述第二SINR使得所述基站将在接收所述第二SINR和第二链路自适应参数时选择第一失真最小化链路自适应参数。
16. 如权利要求10所述的方法，其进一步包括：
将所述第一SINR与最小SINR阈值比较；以及
计算所述第二SINR使得如果所述第一SINR大于所述最小SINR阈值，则所述基站将在接收所述第二SINR时选择第一失真最小化链路自适应参数。
17. 如权利要求16所述的方法，其中如果所述第一SINR小于所述最小SINR阈值，则传输中的所述第二SINR等于所述第一SINR。
18. 一种处理器可读存储介质，其包含处理器可执行指令以供处理器执行以用于实施如权利要求10所述的方法。
19. 一种站，包括：
接收器，其具有处理器，用于使信源解码器实现成用于在多输入多输出（MIMO）信道上传输之后以对应用层信息的了解为条件对信源解码；
失真已知反馈模块，用于以对应用层信息的了解为条件对一个或多个多媒体层生成链路自适应参数集，其包括MIMO调制和编码方案（MCS）、包大小和预编码信息，其选择成最小化由于在MIMO信道上的传输而引起的信源的失真；以及
发送器，用于将一个或多个多媒体层的MIMO MCS、包大小和预编码信息传输到上游站以供上游站在对信源编码中使用以供MIMO信道上的下游传输。
20. 如权利要求19所述的站，其中所述失真已知反馈模块配置成基于瞬时确定的信道状况或在统计上知晓的信道状况对一个或多个多媒体层选择MIMO MCS、包大小和预编码信息来最小化失真。
21. 如权利要求19所述的站，其中所述应用层信息是所述信源的速率失真信息并且信源解码器设置成提供速率失真信息给所述失真已知反馈模块用于对一个或多个多媒体层生成MIMO MCS、包大小和预编码信息。
22. 如权利要求19所述的站，其中所述信源编码器设置成将应用层信息传递到所述失真已知反馈模块用于对一个或多个多媒体层生成MIMO MCS、包大小和预编码信息，所述应用层信息能够包括信源的速率失真信息。
23. 如权利要求19所述的站，
其中所述失真已知反馈模块进一步配置成以对应用层信息的了解为条件来计算信道参数，其在传输到上游站时将使所述上游站对一个或多个多媒体层产生生成的MIMO MCS、包大小和预编码矩阵来对所述信源编码以最小化由于MIMO信道上的传输引起的信源的失真。
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