用于执行下行功率分配调整的基站和方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于执行下行功率分配调整的基站和方法，能够基于信道的可用 和静默状况，快速地调整功率分配策略，并通过动态的下行信令指示接收端，并且利用调整 后的精确的调制编码方案进行下行数据传输的下行传输和接收。
【背景技术】
[0002] 由于无线信道的共享性，任何无线信号在衰减到一定程度之前，都会对于在同一 频段上传输的其它信号造成干扰，使得信宿不能够正确的对信号进行接收。无线频率资源 因此通常被视为珍贵的有限资源，由各国政府专口设立的无线电管理部口进行管理。通常 情况下对于无线信道的使用需要无线电管理部口的批准。目的为商业应用的，使用方需 要缴纳一定数额的频段专有费用，W获得对该频段的独占性，送样的频段称为授权频段。 未授权频段是指信息的发送方无需无线电管理部口的授权即可使用的频段，例如工业、科 学与医疗频段（Industrial, scientific and medical radio bands, ISM)。任何想要使 用该频段的需求者，只需要满足特定的限定条件，例如频段内总发射功率不得高于未授权 频段允许的上限，并支持必要的干扰控制或避免机制，例如动态频率选择机制，"先听后 发"(Listen-Before-化化，LBT)机制等，即可基于任何无线接入技术使用该频段，例如无线 局域网（Wireless Local Area 化twork, WLAN)技术。
[0003] 在3GPP组织制定的长期演进系统化ong Term Evolution, LT巧的标准中，定义了 载波聚合技术。基站可W为一个终端配置多个最高带宽为20MHz的载波，允许上行和下行 数据在送些载波上同时进行传输，W获得提升的数据传输速率。为了保证对于移动性的支 持，LTE定义了许多对于信道可靠性要求较高的流程，例如无线链路检测，随机接入过程等 等。送些流程只在一个被称为主小区（primary cell,PCell)的载波上完成，而其它的被称 为辅小区（secondary cell, SCell)的载波主要用于增强数据传输，对于可靠性要求较低。 因此，将授权频段上的信道（载波）作为主小区，将未授权频段上的信道（载波）作为辅小 区配置给终端，利用无需授权的频段完成传输速率的增强，成为LTE技术新的发展方向。
[0004] 图1所示为基于未授权频段的载波聚合技术的典型应用场景。场景（a)下基站101 的授权频段射频单元和未授权频段射频单元位于同一站址。基站使用授权频段flue"wdl〇3 完成基本覆盖，同时使用未授权频段进行数据速率的增强。由于未授权频段 的信号传播特性及发送功率受限，其覆盖范围相对于授权频段较小。位于未授权频段覆盖 范围内的终端102可W W授权频段载波为主小区，W未授权频段载波为辅小区接收下行数 据传输。场景化）下基站101的授权频段射频单元和未授权频段射频单元位于不同站址。 基站根据资源调度结果，通过光纤连接105,把即将在空口传输的数据发送至远程射频单元 106。基站由宏基站107使用授权频段fiupMpdl〇3完成基本覆盖，同时由远程射频单元106 使用未授权频段fu。ll。。。s。dl04进行数据速率的增强。位于未授权频段覆盖范围内的终端102 可W W授权频段载波为主小区，W未授权频段载波为辅小区接收下行数据。
[0005] 图2所示为一个未授权频段的示例。该未授权频段201为5. 25GHZ-5. 35GHz，共 IOOMHz带宽。单个发送设备使用的频谱最小量的单位定义为最小带宽，本发明中假定最小 带宽为20MHz，即发送设备发送的射频信号W为20MHz的整数倍。频谱上W固定频率点为中 必，向两侧扩展至该最小带宽的频率范围被定义为该频段上的信道，如图示W 5. 28GHz为 中必点的20MHz信道202。所述未授权频段示例被分为5个20MHz的信道。在LTE系统中， 在送样一个信道上发送的信号被定义为分量载波（Component Carrier),每个分量载波构 成一个独立的服务小区（serving cell)。单个终端可W支持最多5个服务小区同时工作。 由于主小区需要工作于授权频段上，单个终端最多可W占用4个未授权频段上的信道。由 于未授权频段发射功率的限制，该频段内发射信号的有效全向福射功率之和不得超过某一 限定值，例如23地m(中国规定）。与此同时，该频段内发射信号的有效全向福射功率谱密度 不得超过某一限定值，如10地m/MHz (中国规定）。由于发射功率越大，信道上的信噪比越 高，终端越能够实现更高的吞吐量，基站倾向于在每个分量载波上使用尽可能大的发射功 率；与此同时，频段内所使用的信道上的发射功率之后不能超过限定值，基站倾向于在每个 分量载波上使用尽可能小的发射功率，W实现在更多载波上的同时传输，通过增加带宽的 方式提升可达的吞吐量。因此基站需要对功率分配策略进行优化，在两种方案之间找到平 衡点。
[0006] 发送设备能否使用未授权频段信道由使用规范中要求的干扰控制或避免机制决 定。图3为动态频率选择机制的示例。需要使用未授权频段的发送设备要具备主系统功率 检测模块301与信号发送模块302。在使用任何未授权频段信道前，主系统功率检测模块 301需要发起一个信道可用性检测303过程，基于主系统发送的导频信号检测主系统信号 的存在与否。若主系统导频信号强度低于预设定口限值，则表明该信道为可用信道；反之， 则该信道为不可用信道，系统在不可用信道上需等待不可占用时间307的时长后，才能重 新进行信道可用性检测。在未授权频段信道被判定为可用信道后，信号发送模块302可W 使用该信道进行信号发送304,该信道转变为使用中信道；与此同时，主系统功率检测模块 301对使用中信道一直进行使用中检测305。若使用中检测发现主系统信号的存在，则信道 由使用中信道转为不可用信道。发送者须在信道迁移时间306的时间长度内结束所有的信 号发送，并进入不可占用时间307。其中信道可用性检测303的典型持续时长为60砂，不可 占用时间307的典型持续时长为30分钟，信道迁移时间306的典型时长为10砂。
[0007] 图4为基于固定顿长的"先听后发"机制的示例。需要使用未授权频段的发送设 备要具备信道干扰评估模块401与信号发送部分402。在使用任何可用未授权频段信道时， 信道干扰评估模块401需要进行周期性的信道干扰评估403过程，检测目标信道上是否存 在其他无线接入系统的信号。若信道上检测到功率强度低于预设定口限值，则表明该信道 上不存在其它无线接入系统的信号，发送设备随即进入一个新的固定顿周期405。固定顿周 期405由信道占用时间404和空闲时间406组成。发送设备在信道占用时间404内可W自 由发送信号；发送设备在空闲时间406内不能发送信号，并在空闲时间结束时进行下一次 周期性信道干扰评估。若信道上检测到功率强度高于预设定口限值，则表明该信道上存在 其它无线接入系统的信号，发送设备在随后的固定顿周期内不能发送任何信号，并在其结 束时进行下一次周期性信道干扰评估。其中道干扰评估403的典型持续时长为20微砂，信 道占用时间404是可变的，典型时长为1-10毫砂，空闲时间406的长度不得短于信道占用 时间的5%。
[0008] 由于动态频率选择机制中的不可占用时间，W及LBT机制中由于检测到其它无线 接入系统信号导致的发送静默期（如图4中由于检测到干扰后不能发送信号的固定顿周 期），基站在某些时段不能够持续的使用未授权频段上的信道。由于不可占用时间的典型 时长，基站可W将使用对应信道的服务小区关闭，并通过无线资源控制层信令，将服务小区 从终端的辅小区列表中移除，并为送些终端配置其它可用信道对应的服务小区作为新的辅 小区，同时为辅小区调整下行功率分配方案。而在LBT机制中，由于检测到其它无线接入系 统信号导致的发送静默期的典型时长为数毫砂到数十毫砂，如果信道进入静默期后，此时 间长度不能够支持无线资源控制层信令对于辅小区进行重新配置，也不能支持MC信令对 于对应辅小区进行激活和反激活。由于发送设备在静默期内不允许在对应未授权频段信道 上发送信号，静默期内发送设备应该将原本用于此信道上的发送功率快速分配到其他非静 默期的信道上去，W获得频段内发射信号的有效全向福射功率限制下发射功率的最大化利 用。与此同时，发送设备应将所述调整后的非静默期信道上的发送功率告知对应终端，W 便终端在解调数据时进行正确的信道估计，并能生成准确的信道质量信息并反馈给发送设 备，使发送设备能够通过调度充分利用功率调整后的信道容量。
[0009] 图5为现有的LTE规定的下行传输资源格示例。示例为任意一个分量载波上的资 源块巧esource Block，RB)。该资源块在时域上表现为特定数目个(FDM调制符号的按照 时间顺序的集合，在频域表现为特定数目个相邻的子载波的集合。在LTE下行传输机制中， 下行发送功率被分配用于下行公共参考信号（CeU-specific Reference Si即al，CRS) 501， 下行控制信号信号和下行数据信号，即PDCCH信号502和PDSCH数据信号505的传输；在 基于下行用户专用参考信号（肥-specific Reference Si即al，U-RS)503进行解调的传输 模式下，还可W被分配用于U-RS的传输；在基于下行信道测量参考信号（化annel State Information Reference Si即al，CSI-RS)504进行信道质量反馈的传输模式下，还可W被 分配用于CSI-RS的传输。其中CRS被用于参考信号接收功率和路径损耗的估计，其发送功 率由基站作为系统信息广播给小区内终端。在基于CRS进行解调的传输模式下，终端使用 CRS进行下行信道估计，利用下行数据信号发送功率与CRS发送功率的比值，进行下行子载 波上承载的调制符号，即PDCCH和PDSCH信号的解调；在基于CRS进行信道质量反馈的传输 模式下，终端使用CRS进行下行信道估计，利用下行数据信号发送功率与CRS发送功率的比 值，计算下行数据的信干噪比值，量化生成信道质量指示符烟iannel如ality Indicator, CQI)反馈到基站。所述下行数据信号发送功率与CRS发送功率的比值通过无线资源控制层 的半静态信令告知终端。在基于U-RS进行解调的传输模式下，终端使用U-RS进行下行信 道估计，利用下行数据信号发送功率与U-RS发送功率的比值，进行下行子载波上承载的调