用于執(zhí)行下行功率分配調(diào)整的基站和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于執(zhí)行下行功率分配調(diào)整的基站和方法，能夠基于信道的可用 和靜默狀況，快速地調(diào)整功率分配策略，并通過動態(tài)的下行信令指示接收端，并且利用調(diào)整 后的精確的調(diào)制編碼方案進(jìn)行下行數(shù)據(jù)傳輸?shù)南滦袀鬏敽徒邮铡?br>【背景技術(shù)】
[0002] 由于無線信道的共享性，任何無線信號在衰減到一定程度之前，都會對于在同一 頻段上傳輸?shù)钠渌盘栐斐筛蓴_，使得信宿不能夠正確的對信號進(jìn)行接收。無線頻率資源 因此通常被視為珍貴的有限資源，由各國政府專口設(shè)立的無線電管理部口進(jìn)行管理。通常 情況下對于無線信道的使用需要無線電管理部口的批準(zhǔn)。目的為商業(yè)應(yīng)用的，使用方需 要繳納一定數(shù)額的頻段專有費用，W獲得對該頻段的獨占性，送樣的頻段稱為授權(quán)頻段。 未授權(quán)頻段是指信息的發(fā)送方無需無線電管理部口的授權(quán)即可使用的頻段，例如工業(yè)、科 學(xué)與醫(yī)療頻段（Industrial, scientific and medical radio bands, ISM)。任何想要使 用該頻段的需求者，只需要滿足特定的限定條件，例如頻段內(nèi)總發(fā)射功率不得高于未授權(quán) 頻段允許的上限，并支持必要的干擾控制或避免機(jī)制，例如動態(tài)頻率選擇機(jī)制，"先聽后 發(fā)"(Listen-Before-化化，LBT)機(jī)制等，即可基于任何無線接入技術(shù)使用該頻段，例如無線 局域網(wǎng)（Wireless Local Area 化twork, WLAN)技術(shù)。
[0003] 在3GPP組織制定的長期演進(jìn)系統(tǒng)化ong Term Evolution, LT巧的標(biāo)準(zhǔn)中，定義了 載波聚合技術(shù)。基站可W為一個終端配置多個最高帶寬為20MHz的載波，允許上行和下行 數(shù)據(jù)在送些載波上同時進(jìn)行傳輸，W獲得提升的數(shù)據(jù)傳輸速率。為了保證對于移動性的支 持，LTE定義了許多對于信道可靠性要求較高的流程，例如無線鏈路檢測，隨機(jī)接入過程等 等。送些流程只在一個被稱為主小區(qū)（primary cell,PCell)的載波上完成，而其它的被稱 為輔小區(qū)（secondary cell, SCell)的載波主要用于增強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸，對于可靠性要求較低。 因此，將授權(quán)頻段上的信道（載波）作為主小區(qū)，將未授權(quán)頻段上的信道（載波）作為輔小 區(qū)配置給終端，利用無需授權(quán)的頻段完成傳輸速率的增強(qiáng)，成為LTE技術(shù)新的發(fā)展方向。
[0004] 圖1所示為基于未授權(quán)頻段的載波聚合技術(shù)的典型應(yīng)用場景。場景（a)下基站101 的授權(quán)頻段射頻單元和未授權(quán)頻段射頻單元位于同一站址?；臼褂檬跈?quán)頻段flue"wdl〇3 完成基本覆蓋，同時使用未授權(quán)頻段進(jìn)行數(shù)據(jù)速率的增強(qiáng)。由于未授權(quán)頻段 的信號傳播特性及發(fā)送功率受限，其覆蓋范圍相對于授權(quán)頻段較小。位于未授權(quán)頻段覆蓋 范圍內(nèi)的終端102可W W授權(quán)頻段載波為主小區(qū)，W未授權(quán)頻段載波為輔小區(qū)接收下行數(shù) 據(jù)傳輸。場景化）下基站101的授權(quán)頻段射頻單元和未授權(quán)頻段射頻單元位于不同站址。 基站根據(jù)資源調(diào)度結(jié)果，通過光纖連接105,把即將在空口傳輸?shù)臄?shù)據(jù)發(fā)送至遠(yuǎn)程射頻單元 106?；居珊昊?07使用授權(quán)頻段fiupMpdl〇3完成基本覆蓋，同時由遠(yuǎn)程射頻單元106 使用未授權(quán)頻段fu。ll。。。s。dl04進(jìn)行數(shù)據(jù)速率的增強(qiáng)。位于未授權(quán)頻段覆蓋范圍內(nèi)的終端102 可W W授權(quán)頻段載波為主小區(qū)，W未授權(quán)頻段載波為輔小區(qū)接收下行數(shù)據(jù)。
[0005] 圖2所示為一個未授權(quán)頻段的示例。該未授權(quán)頻段201為5. 25GHZ-5. 35GHz，共 IOOMHz帶寬。單個發(fā)送設(shè)備使用的頻譜最小量的單位定義為最小帶寬，本發(fā)明中假定最小 帶寬為20MHz，即發(fā)送設(shè)備發(fā)送的射頻信號W為20MHz的整數(shù)倍。頻譜上W固定頻率點為中 必，向兩側(cè)擴(kuò)展至該最小帶寬的頻率范圍被定義為該頻段上的信道，如圖示W(wǎng) 5. 28GHz為 中必點的20MHz信道202。所述未授權(quán)頻段示例被分為5個20MHz的信道。在LTE系統(tǒng)中， 在送樣一個信道上發(fā)送的信號被定義為分量載波（Component Carrier),每個分量載波構(gòu) 成一個獨立的服務(wù)小區(qū)（serving cell)。單個終端可W支持最多5個服務(wù)小區(qū)同時工作。 由于主小區(qū)需要工作于授權(quán)頻段上，單個終端最多可W占用4個未授權(quán)頻段上的信道。由 于未授權(quán)頻段發(fā)射功率的限制，該頻段內(nèi)發(fā)射信號的有效全向福射功率之和不得超過某一 限定值，例如23地m(中國規(guī)定）。與此同時，該頻段內(nèi)發(fā)射信號的有效全向福射功率譜密度 不得超過某一限定值，如10地m/MHz (中國規(guī)定）。由于發(fā)射功率越大，信道上的信噪比越 高，終端越能夠?qū)崿F(xiàn)更高的吞吐量，基站傾向于在每個分量載波上使用盡可能大的發(fā)射功 率；與此同時，頻段內(nèi)所使用的信道上的發(fā)射功率之后不能超過限定值，基站傾向于在每個 分量載波上使用盡可能小的發(fā)射功率，W實現(xiàn)在更多載波上的同時傳輸，通過增加帶寬的 方式提升可達(dá)的吞吐量。因此基站需要對功率分配策略進(jìn)行優(yōu)化，在兩種方案之間找到平 衡點。
[0006] 發(fā)送設(shè)備能否使用未授權(quán)頻段信道由使用規(guī)范中要求的干擾控制或避免機(jī)制決 定。圖3為動態(tài)頻率選擇機(jī)制的示例。需要使用未授權(quán)頻段的發(fā)送設(shè)備要具備主系統(tǒng)功率 檢測模塊301與信號發(fā)送模塊302。在使用任何未授權(quán)頻段信道前，主系統(tǒng)功率檢測模塊 301需要發(fā)起一個信道可用性檢測303過程，基于主系統(tǒng)發(fā)送的導(dǎo)頻信號檢測主系統(tǒng)信號 的存在與否。若主系統(tǒng)導(dǎo)頻信號強(qiáng)度低于預(yù)設(shè)定口限值，則表明該信道為可用信道；反之， 則該信道為不可用信道，系統(tǒng)在不可用信道上需等待不可占用時間307的時長后，才能重 新進(jìn)行信道可用性檢測。在未授權(quán)頻段信道被判定為可用信道后，信號發(fā)送模塊302可W 使用該信道進(jìn)行信號發(fā)送304,該信道轉(zhuǎn)變?yōu)槭褂弥行诺?；與此同時，主系統(tǒng)功率檢測模塊 301對使用中信道一直進(jìn)行使用中檢測305。若使用中檢測發(fā)現(xiàn)主系統(tǒng)信號的存在，則信道 由使用中信道轉(zhuǎn)為不可用信道。發(fā)送者須在信道遷移時間306的時間長度內(nèi)結(jié)束所有的信 號發(fā)送，并進(jìn)入不可占用時間307。其中信道可用性檢測303的典型持續(xù)時長為60砂，不可 占用時間307的典型持續(xù)時長為30分鐘，信道遷移時間306的典型時長為10砂。
[0007] 圖4為基于固定頓長的"先聽后發(fā)"機(jī)制的示例。需要使用未授權(quán)頻段的發(fā)送設(shè) 備要具備信道干擾評估模塊401與信號發(fā)送部分402。在使用任何可用未授權(quán)頻段信道時， 信道干擾評估模塊401需要進(jìn)行周期性的信道干擾評估403過程，檢測目標(biāo)信道上是否存 在其他無線接入系統(tǒng)的信號。若信道上檢測到功率強(qiáng)度低于預(yù)設(shè)定口限值，則表明該信道 上不存在其它無線接入系統(tǒng)的信號，發(fā)送設(shè)備隨即進(jìn)入一個新的固定頓周期405。固定頓周 期405由信道占用時間404和空閑時間406組成。發(fā)送設(shè)備在信道占用時間404內(nèi)可W自 由發(fā)送信號；發(fā)送設(shè)備在空閑時間406內(nèi)不能發(fā)送信號，并在空閑時間結(jié)束時進(jìn)行下一次 周期性信道干擾評估。若信道上檢測到功率強(qiáng)度高于預(yù)設(shè)定口限值，則表明該信道上存在 其它無線接入系統(tǒng)的信號，發(fā)送設(shè)備在隨后的固定頓周期內(nèi)不能發(fā)送任何信號，并在其結(jié) 束時進(jìn)行下一次周期性信道干擾評估。其中道干擾評估403的典型持續(xù)時長為20微砂，信 道占用時間404是可變的，典型時長為1-10毫砂，空閑時間406的長度不得短于信道占用 時間的5%。
[0008] 由于動態(tài)頻率選擇機(jī)制中的不可占用時間，W及LBT機(jī)制中由于檢測到其它無線 接入系統(tǒng)信號導(dǎo)致的發(fā)送靜默期（如圖4中由于檢測到干擾后不能發(fā)送信號的固定頓周 期），基站在某些時段不能夠持續(xù)的使用未授權(quán)頻段上的信道。由于不可占用時間的典型 時長，基站可W將使用對應(yīng)信道的服務(wù)小區(qū)關(guān)閉，并通過無線資源控制層信令，將服務(wù)小區(qū) 從終端的輔小區(qū)列表中移除，并為送些終端配置其它可用信道對應(yīng)的服務(wù)小區(qū)作為新的輔 小區(qū)，同時為輔小區(qū)調(diào)整下行功率分配方案。而在LBT機(jī)制中，由于檢測到其它無線接入系 統(tǒng)信號導(dǎo)致的發(fā)送靜默期的典型時長為數(shù)毫砂到數(shù)十毫砂，如果信道進(jìn)入靜默期后，此時 間長度不能夠支持無線資源控制層信令對于輔小區(qū)進(jìn)行重新配置，也不能支持MC信令對 于對應(yīng)輔小區(qū)進(jìn)行激活和反激活。由于發(fā)送設(shè)備在靜默期內(nèi)不允許在對應(yīng)未授權(quán)頻段信道 上發(fā)送信號，靜默期內(nèi)發(fā)送設(shè)備應(yīng)該將原本用于此信道上的發(fā)送功率快速分配到其他非靜 默期的信道上去，W獲得頻段內(nèi)發(fā)射信號的有效全向福射功率限制下發(fā)射功率的最大化利 用。與此同時，發(fā)送設(shè)備應(yīng)將所述調(diào)整后的非靜默期信道上的發(fā)送功率告知對應(yīng)終端，W 便終端在解調(diào)數(shù)據(jù)時進(jìn)行正確的信道估計，并能生成準(zhǔn)確的信道質(zhì)量信息并反饋給發(fā)送設(shè) 備，使發(fā)送設(shè)備能夠通過調(diào)度充分利用功率調(diào)整后的信道容量。
[0009] 圖5為現(xiàn)有的LTE規(guī)定的下行傳輸資源格示例。示例為任意一個分量載波上的資 源塊巧esource Block，RB)。該資源塊在時域上表現(xiàn)為特定數(shù)目個(FDM調(diào)制符號的按照 時間順序的集合，在頻域表現(xiàn)為特定數(shù)目個相鄰的子載波的集合。在LTE下行傳輸機(jī)制中， 下行發(fā)送功率被分配用于下行公共參考信號（CeU-specific Reference Si即al，CRS) 501， 下行控制信號信號和下行數(shù)據(jù)信號，即PDCCH信號502和PDSCH數(shù)據(jù)信號505的傳輸；在 基于下行用戶專用參考信號（肥-specific Reference Si即al，U-RS)503進(jìn)行解調(diào)的傳輸 模式下，還可W被分配用于U-RS的傳輸；在基于下行信道測量參考信號（化annel State Information Reference Si即al，CSI-RS)504進(jìn)行信道質(zhì)量反饋的傳輸模式下，還可W被 分配用于CSI-RS的傳輸。其中CRS被用于參考信號接收功率和路徑損耗的估計，其發(fā)送功 率由基站作為系統(tǒng)信息廣播給小區(qū)內(nèi)終端。在基于CRS進(jìn)行解調(diào)的傳輸模式下，終端使用 CRS進(jìn)行下行信道估計，利用下行數(shù)據(jù)信號發(fā)送功率與CRS發(fā)送功率的比值，進(jìn)行下行子載 波上承載的調(diào)制符號，即PDCCH和PDSCH信號的解調(diào)；在基于CRS進(jìn)行信道質(zhì)量反饋的傳輸 模式下，終端使用CRS進(jìn)行下行信道估計，利用下行數(shù)據(jù)信號發(fā)送功率與CRS發(fā)送功率的比 值，計算下行數(shù)據(jù)的信干噪比值，量化生成信道質(zhì)量指示符煙iannel如ality Indicator, CQI)反饋到基站。所述下行數(shù)據(jù)信號發(fā)送功率與CRS發(fā)送功率的比值通過無線資源控制層 的半靜態(tài)信令告知終端。在基于U-RS進(jìn)行解調(diào)的傳輸模式下，終端使用U-RS進(jìn)行下行信 道估計，利用下行數(shù)據(jù)信號發(fā)送功率與U-RS發(fā)送功率的比值，進(jìn)行下行子載波上承載的調(diào)