CN105517137A - 用于执行下行功率分配调整的基站和方法 - Google Patents

Abstract

根据本发明，提出了一种利用多载波且利用未授权频段与终端进行通信的基站，用于执行下行功率分配调整，包括：未授权频段信道检测单元，在检测到未授权频段信道上的干扰功率值超过门限时，直到下一次信道干扰检测之前将该未授权频段信道设为静默状态；下行功率分配单元，按照将设为静默状态的未授权频段信道的可用功率调整到与该设为静默状态的未授权频段信道一同分配给各终端的其他未设为静默状态的未授权频段信道的方式，对未授权频段信道的下行功率分配进行调整；以及下行功率分配调整指示单元，将调整后的下行功率分配指示给分配有所述其他未设为静默状态的未授权频段信道的各终端。

Description

用于执行下行功率分配调整的基站和方法

技术领域

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

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，由各国政府专门设立的无线电管理部门进行管理。通常情况下对于无线信道的使用需要无线电管理部门的批准。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，以获得对该频段的独占性，这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门的授权即可使用的频段，例如工业、科学与医疗频段(Industrial，scientificandmedicalradiobands，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-Talk，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(WirelessLocalAreaNetwork，WLAN)技术。

在3GPP组织制定的长期演进系统(LongTermEvolution，LTE)的标准中，定义了载波聚合技术。基站可以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这些载波上同时进行传输，以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。这些流程只在一个被称为主小区(primarycell，PCell)的载波上完成，而其它的被称为辅小区(secondarycell，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。

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f_licensed103完成基本覆盖，同时使用未授权频段f_unlicensed104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可以以授权频段载波为主小区，以未授权频段载波为辅小区接收下行数据传输。场景(b)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f_licensed103完成基本覆盖，同时由远程射频单元106使用未授权频段f_unlicensed104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可以以授权频段载波为主小区，以未授权频段载波为辅小区接收下行数据。

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100MHz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以为20MHz的整数倍。频谱上以固定频率点为中心，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，如图示以5.28GHz为中心点的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，在这样一个信道上发送的信号被定义为分量载波(ComponentCarrier)，每个分量载波构成一个独立的服务小区(servingcell)。单个终端可以支持最多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，单个终端最多可以占用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辐射功率之和不得超过某一限定值，例如23dBm(中国规定)。与此同时，该频段内发射信号的有效全向辐射功率谱密度不得超过某一限定值，如10dBm/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，以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。

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门限值，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可以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秒，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秒。

图4为基于固定帧长的“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门限值，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帧周期405。固定帧周期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内可以自由发送信号；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门限值，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帧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微秒，信道占用时间404是可变的，典型时长为1-10毫秒，空闲时间406的长度不得短于信道占用时间的5％。

由于动态频率选择机制中的不可占用时间，以及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帧周期)，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，基站可以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，并为这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秒到数十毫秒，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MAC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，以获得频段内发射信号的有效全向辐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，以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。

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(ResourceBlock，RB)。该资源块在时域上表现为特定数目个OFDM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(Cell-specificReferenceSignal，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(UE-specificReferenceSignal，U-RS)503进行解调的传输模式下，还可以被分配用于U-RS的传输；在基于下行信道测量参考信号(ChannelStateInformationReferenceSignal，CSI-RS)504进行信道质量反馈的传输模式下，还可以被分配用于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(ChannelQualityIndicator，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制符号的软解调。所述下行数据信号发送功率与U-RS发送功率的比值与传输层数和传输模式绑定。在基于CSI-RS进行信道质量反馈的传输模式下，终端使用CSI-RS进行下行信道估计，基于CSI-RS计算信道的信干噪比值后，利用下行数据信号发送功率与CSI-RS发送功率的比值，计算下行数据的信干噪比值，并量化生成CQI反馈到基站。所述下行数据信号发送功率与CSI-RS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。基站根据收到的CQI，判断下行信道质量，调度适当的时频资源分配给终端，并为下行数据传输块选择合适的调制编码方案(ModulationandCodingScheme，MCS)，然后使用下行数据发送功率发送给终端。当终端被配置为使用载波聚合技术时，基站通过无线资源控制层信令告知终端每个服务小区的下行功率分配状况。但是此配置是半静态的，不能够用于在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时的发送功率快速分配。

在专利文献1(CA103477678A)中，提出了一个为终端配置未授权频段信道作为辅小区的方法。在该方法中，基站将多个备选未授权频段信道配置给终端作为测量目标。终端在未授权频段上进行干扰测量，并将测量结果上报到基站。基站根据小区内终端上报的测量结果，为终端选择合适的辅小区，并配置给终端。此方法可以实现由于动态频率选择中的不可占用时间带来的辅小区重新配置，以及对应的功率分配方案重新配置。但是，由于LBT机制带来的静默时间典型长度为10毫秒级别，此时长不足以支持完成无线资源控制层的重配置过程，不能用文献中的方法来解决。

在专利文献2(US20130343288)中，提出了使用未授权频段时基于信道干扰评估结果进行下行功率调整的方法。在该方法中，发送设备如果在未授权频段信道上检测到较强干扰，则表明附近存在其他使用相同未授权频段信道的无线接入系统的发送设备。此时发送设备调整发射功率至较低的水平，避免对附近的其他发送设备发送的信号造成干扰。该方法实质为变形的LBT机制，但是在检测到未授权频段信道上的干扰后，发送设备不在此信道上进行静默，而是调整发送功率至较小值，以更好地利用路径损耗带来的信号隔离，获得信道容量的增益。但是，该方法中并未涉及功率控制带来的节省的发射功率空间如何再利用，以获得功率效率的提升，也没有涉及下行传输功率变化对于信道估计和MCS调度的影响和解决方案。

发明内容

本发明就是鉴于上述问题而提出的，其目的之一在于提供一种用于执行下行功率分配调整的基站和方法，通过基站侧对下行发送功率的灵活配置和对终端行为的快速指示，从而令终端能够正确解调功率调整后的未授权频段信道上的数据符号，生成精确的反馈信息，并由基站动态的决定下行传输的MCS方案，以充分利用信道容量的下行传输和接收。

为了实现上述目的，根据本发明，提出了一种利用多载波且利用未授权频段与终端进行通信的基站，用于执行下行功率分配调整，包括：未授权频段信道检测单元，在检测到未授权频段信道上的干扰功率值超过门限时，直到下一次信道干扰检测之前将该未授权频段信道设为静默状态；下行功率分配单元，按照将设为静默状态的未授权频段信道的可用功率调整到与该设为静默状态的未授权频段信道一同分配给各终端的其他未设为静默状态的未授权频段信道的方式，对未授权频段信道的下行功率分配进行调整；以及下行功率分配调整指示单元，将调整后的下行功率分配指示给分配有所述其他未设为静默状态的未授权频段信道的各终端。

优选地，所述下行功率分配单元根据所述未授权频段信道的优先级来对所述未授权频段信道的下行功率分配进行调整。

优选地，所述基站还包括：信道质量估计单元，其更新从所述终端反馈的CQI，并预测由于下行功率分配的调整带来的信道质量变化，产生等效CQI；以及资源分配与MCS生成单元，其将时频资源分配给不同的所述终端，并基于从所述终端反馈的CQI或所产生的所述等效CQI，选择应用于下行链路传输块的MCS。

优选地，所述下行功率分配调整指示单元采用分组式终端指示方法或专用终端指示方法，将调整后的下行功率分配指示给所述各终端。

另外，根据本发明，还提出了一种利用多载波且利用未授权频段与终端进行通信的基站中的方法，用于执行下行功率分配调整，包括：未授权频段信道检测步骤，在检测到未授权频段信道上的干扰功率值超过门限时，直到下一次信道干扰检测之前将该未授权频段信道设为静默状态；下行功率分配步骤，按照将设为静默状态的未授权频段信道的可用功率调整到与该设为静默状态的未授权频段信道一同分配给各终端的其他未设为静默状态的未授权频段信道的方式，对未授权频段信道的下行功率分配进行调整；以及下行功率分配调整指示步骤，将调整后的下行功率分配指示给分配有所述其他未设为静默状态的未授权频段信道的各终端。

此外，本发明的技术方案之一是一种基站中的下行功率分配调整及指示装置，该装置包含：下行功率分配单元，基于未授权频段上信道的静默状况，当未授权频段上的总发送功率小于发送功率限制时，增加特定未授权频段信道上数据信号的发送功率，或当未授权频段上的总发送功率大于发送功率限制时，减小特定未授权频段信道上数据信号的发送功率；下行控制信息信号产生单元，基于下行功率分配单元的功率分配决策，根据系统配置的基于终端或终端组的指示方法，产生下行功率分配调整指示信息块，映射为PDCCH，指示特定终端或终端组执行正确的数据接收和信道质量估计。

本发明的技术方案之一是一种基站中的下行数据传输装置，包括信道质量估计单元，根据终端上报的反馈，基站执行的下行传输功率调整及两者的时间关系，生成指示当前信道质量的CQI或等效CQI；资源分配与MCS生成单元，根据信道质量状况，将时频资源分配给终端，并为下行传输块选择合适的MCS；下行信号处理单元，基于上述调度单元的调度决策，产生对应的下行控制信息，生成具体的控制信号，并将下行数据按照选定的MCS进行编码调制，形成具体的数据信号，以及根据终端的传输模式，生成参考信号，并最终形成下行OFDM信号。

此外，本发明的另一技术方案是一种基站中的下行功率分配调整及指示方法，用于对未授权频段上的下行功率分配进行调整并将对应信息告知终端，包括：下行功率分配步骤，基于未授权频段信道的静默信息，当未授权频段上的总发送功率小于发送功率限制时，增加特定未授权频段信道上数据信号的发送功率，或当未授权频段上的总发送功率大于发送功率限制时，减小特定未授权频段信道上数据信号的发送功率；下行控制信息信号产生步骤，基于下行功率分配单元的功率分配决策，根据系统配置的基于终端或终端组的指示方法，产生下行功率分配调整指示信息块，映射为PDCCH，指示特定终端或终端组执行正确的数据接收和信道质量估计。

此外，本发明的另一技术方案是一种基站中的下行数据传输方法，用于在下行功率分配调整后选择适合的MCS进行下行数据传输，包括信道质量估计步骤，根据终端上报的反馈，基站执行的下行传输功率调整及两者的时间关系，生成指示当前信道质量的CQI或等效CQI；资源分配步骤，根据信道质量状况，将时频资源分配给终端；MCS生成步骤，基于信道质量和资源分配的结果，为下行传输块选择合适的MCS；下行信号处理步骤，基于上述调度单元的调度决策，产生对应的下行控制信息，生成具体的控制信号，并将下行数据按照选定的MCS进行编码调制，形成具体的数据信号，以及根据终端的传输模式，生成参考信号，并最终形成下行OFDM信号。

因此，根据本发明，通过在下行控制信道上引入新的控制信令类型，以及资源调度时对于信道质量状况的判定与预测，基站可以根据未授权频段上的干扰状况，在选择未授权频段信道静默与否的同时，将整个未授权频段内允许的发送功率灵活地分配到各个信道上。由于此发明增强了调度的灵活性，提高了网络内未授权频段上的发送功率利用效率，特别是未授权频段上非静默信道上的信道容量，有利于终端在未授权频段上可以实现更高的传输速率，因此，网络的性能可得到有效提升。

附图说明

通过参考以下组合附图对所采用的优选实施方式的详细描述，本发明的上述目的、优点和特征将变得更显而易见，其中：

图1是表示本发明中的典型应用场景的示意图。

图2是表示未授权频段的使用方式的示例图。

图3是表示使用未授权频段时需要支持的动态频率选择机制的示例图。

图4是表示使用未授权频段时需要支持的“先听后发”机制(基于固定帧长)的示例图。

图5是现行LTE系统的下行资源格的示例图。

图6是本发明中的支持在未授权频段上实时调整下行传输功率分配的基站内部框图。

图7是表示基站中的未授权频段信息表的格式示例图。

图8是表示在未授权频段信道上执行功率分配调整的流程示例图。

图9是表示未授权频段信道下行功率分配调整的算法示例图。

图10是表示基站中的终端信息表的格式示例图。

图11是表示本发明中的功率分配调整控制信号生成的流程示例图。

图12是表示本发明中用于指示下行功率分配调整的下行功率分配调整指示信息块的示例图。

图13是表示本发明中的基站为终端针对下行传输块选择合适的MCS的方法流程图

具体实施方式

本发明中的小区概念可以是“一个基站”，“基站的一个扇区”，“一个微型基站”，或者一个“传输点(TP)”等覆盖的范围。为了简化描述，我们这里用一个基站覆盖的范围来表示一个小区。

为了对基站调整未授权频段的下行传输功率进行具体实施方式的说明，假定实施的具体场景如图1(a)。图中所示基站和终端支持在授权频段和未授权频段上进行下行载波聚合，且所述基站为所述终端配置了1个主小区位于授权频段，以及数目不等的多个辅小区位于未授权频段。所述授权频段信道用f₁表示，所述终端1的未授权频段信道分别用f_u1，f_u2，f_u3和f_u4表示，所述终端2的未授权频段信道分别用f_u2，f_u3和f_u4表示，所述终端3的未授权频段信道分别用f_u3，f_u4，f_u5和f_u6表示。终端1和终端3被配置为使用CRS进行解调和信道质量反馈的传输模式。终端2被配置为使用CSI-RS进行信道质量反馈和使用U-RS进行解调的传输模式。

图6是本发明中的支持在未授权频段上实时调整下行传输功率分配的基站内部框图。

如图6所示，支持在未授权频段上实时调整下行传输功率分配的基站主要具有：授权频段射频接收单元601和发射单元614、未授权频段射频接收单元602和发射单元615，上行数据信令解复用单元604、网关605，物理层资源分配单元606、无线资源管理单元608和下行信号处理单元609。

具体来说，无线资源管理单元608是执行无线资源控制层功能的模块，用于产生和储存无线资源控制层链路上传输的信息。所述无线资源控制层链路是指在通信系统中，根据分层模型位于物理层和数据链路层之上的无线资源控制层功能实体之间建立的虚拟的逻辑通信链路。所述无线资源控制层实体的功能包括：对物理层通信方式进行配置，如终端使用载波聚合功能的辅小区列表，终端使用的传输模式等；发送和接收无线资源控制层链路上传递的信息，完成定义于无线资源控制层的通信功能，如每个服务小区的CRS参考信号发送功率，下行数据信号发送功率与CRS或CSI-RS发送功率的比值，配置功率分配调整专用无线网络临时标识(TransmitPowerAllocationAdjustmentRadioNetworkTemporaryIdentification，TPAA-RNTI)组等。无线资源管理单元608中还包含终端信息表618，用于储存无线资源控制层中的信息。

所述无线资源控制层对终端使用载波聚合功能的辅小区列表进行配置的功能，是通过基站收集终端对于各个频点上报的接收信号强度，选择最优的信道配置给终端。特别的，当辅小区位于未授权频段上，则无线资源控制层需要从未授权频段射频接收单元602收集信道可用性信息，将不可用信道从终端的辅小区列表中移除，并为终端的辅小区列表添加新的可用信道。

所述无线资源控制层指示终端每个服务小区的CRS参考信号发送功率，下行数据信号发送功率与CRS或CSI-RS发送功率的比值等功能，是通过基站向终端广播或发送专用消息实现。所述无线资源控制层专用消息中包含信息元素refereceSignalPower，用于指示CRS的发送功率；ρ_A，用于指示普通OFDM符号上下行数据符号发送功率与CRS时频资源块发送功率的比值；ρ_B，用于指示特殊OFDM符号上下行数据符号发送功率与CRS时频资源块发送功率的比值。普通OFDM符号和特殊OFDM符号由该符号上是否含有CRS时频资源块决定。

所述无线资源控制层配置TPAA-RNTI组功能，是在系统配置了下行功率分配调整分组式终端指示方法，即利用TPAA-RNTI进行控制信息CRC校验比特加扰时使用。此方法中基站通过无线资源控制层设置专门的功率分配调整分组，每个分组中包含多个未授权频段信道，不同分组中包含的未授权频段信道的并集可以不为空。基站根据终端的辅小区列表将其划入不同的分组。例如若功率分配调整分组1中包含信道f_u1，f_u2，f_u3和f_u4，则终端1与终端2均可划入该分组。同一组中的终端被分配相同的TPAA-RNTI值，不同组的终端被分配不同的TPAA-RNTI值。

授权频段射频接收单元601用于接收小区内的终端通过授权频段上行信道发送至基站的数据和信令，完成射频处理、基带解调与解码等一系列信号接收方面的处理，获得具体的上行数据和信令信息。

未授权频段射频接收单元602内包含一个或多个未授权频段信道检测模块603，每个检测模块在一个或多个未授权频段信道上执行动态频率选择和“先听后发”功能，获得信道的可用性信息。若通过动态频率选择功能检测到主系统信号的存在，则将信息报告给无线资源管理单元608，用以执行辅小区列表的重配置；若通过“先听后发”功能检测到信道被其他无线接入系统占用，则将信息上报至物理层资源分配单元606用于指示其在该信道上静默。若系统支持在未授权频段上发送上行信号，则未授权频段射频接收单元602还用于接收小区内的终端通过未授权频段上行信道发送至基站的数据和信令，完成射频处理、基带解调与解码等一系列信号接收方面的处理，获得具体的上行数据和信令信息。

上行数据信令解复用单元604用于将上行数据和上行信令信息分离。所述上行数据又分为数据和无线资源控制层信令，前者通过网关605送至核心网，后者如接收信号强度等上报信息送至无线资源管理单元608。所述上行信令信息包括重传请求ACK/NACK，信道质量反馈CQI等，被送至物理层资源分配单元606，辅助基站进行资源调度。

物理层资源分配单元606用于分配无线资源。所述物理层资源分配单元中包含未授权频段信息表607，用于储存并基于未授权频段射频接收单元602上报的信息更新基站在未授权频段上可用信道上的终端和状态信息。所述物理层资源分配单元中还包含下行功率动态分配单元617，基于未授权频段信息表607的相关信息，周期性的确定下行功率分配，决定下行数据信号的发射功率。若工作于非静默的可用信道上的终端使用了配置CSI-RS的传输模式，则所述下行功率动态分配单元607同样决定CSI-RS的传输功率。若工作于非静默的可用信道上的终端使用了配置U-RS的传输模式，则所述下行功率动态分配单元607同样决定U-RS的传输功率。所述物理层资源分配单元中还包含信道质量估计单元619，更新终端上报的信道质量反馈信息，并在发生功率分配调整时预测由此带来的信道质量变化，产生等效CQI。基于所述下行功率动态分配单元607的功率分配策略，物理层资源分配单元中包含的资源分配与MCS生成单元620将时频资源分配给不同的终端，并基于反馈的CQI或等效CQI，选择合适的下行传输块的MCS，将从网关605获取的数据和从无线资源管理单元608获取的下行无线资源控制层信令打包成下行传输块，并与调度信息一起发送给下行信号处理单元609。

下行信号处理单元609包括参考信号生成模块616，按照无线资源控制层配置的发射功率生成CRS，并映射至适当的时频资源；若目标终端使用了配置U-RS的传输模式，则基于U-RS的发送功率生成U-RS，并映射至适当的时频资源；若目标终端使用了配置CSI-RS的传输模式，则基于U-RS的发送功率生成CSI-RS，并映射至适当的时频资源。数据信息信号产生模块610，用于将下行传输块的比特信息流按照选择的MCS调制生成符号。PDSCH生成模块611，将生成的调制符号映射至分配的时频资源，结合参考信号，生成OFDM调制符号。下行控制信息信号产生模块612，利用调度信息按照一定的格式生成下行控制信息。所述下行控制信息用于指示终端采用新的下行功率分配方案后，下行数据信号发送功率与CRS发送功率的比值。所述下行控制信息还包括目标终端的下行传输块的时频资源位置，以及采用的MCS等。所述下行控制信息通过循环冗余校验(CyclicRedundancyCheck，CRC)产生校验比特，并通过特定RNTI对CRC校验比特进行加扰后，生成的比特序列经编码调制生成符号流。PDCCH生成模块613，用于将生成的下行控制信息符号流映射至适当的时频资源，结合参考信号，生成OFDM调制符号，并送至未授权频段射频发射单元614或未授权频段射频发射单元615。

所述特定RNTI，根据实现方式的不同，可以是终端小区RNTI(C-RNTI)。此时下行控制信息信号产生模块612针对每个配置了未授权频段信道为辅小区的终端，寻找其辅小区列表中进行了功率分配调整且处于非静默状态的未授权频段信道，将所有功率分配调整信息收集起来生成单独的下行控制信息。此信息经过CRC编码后，生成CRC校验比特通过终端专属的C-RNTI加扰。该实现方式下生成的PDCCH可以被映射到主小区的公共搜索空间，也可以被映射到主小区终端专用的搜索空间，供终端进行盲检测。

所述特定RNTI，根据实现方式的不同，也可以是TPAA-RNTI。此时下行控制信息信号产生模块612针对每个进行了下行功率分配调整的未授权频段信道，基于无线资源控制层储存的信息找到其所属的分组，并针对每个不同的分组生成单独的下行控制信息。此信息经过CRC编码后，生成CRC校验比特通过终端组专属的TPAA-RNTI加扰。该实现方式下生成的PDCCH需要映射到主小区的公共搜索空间，供终端进行盲检测。

未授权频段射频接收单元614用于将下行信号处理单元609产生的未授权频段信道上的信号发送出去。

授权频段射频接收单元615用于将下行信号处理单元609产生的授权频段信道上的信号发送出去。

图7为所述未授权频段信息表607的格式示例。701为该未授权频段上信道的ID-701。702显示所有被配置使用该频段作为辅小区的终端列表。703显示信道当前的静默状态，即未授权频段射频接收单元基于“先听后发”机制感知到的信道被占用状况。发送功率704指示信道在当前功率分配调整周期内的总发送功率。CRSEPRE705指示的是该信道上每个CRS时频资源块使用的发送功率，该数值由无线资源控制层配置，不会在周期性功率调整的过程中发生改变。ρ_A-PHY706是普通OFDM符号上下行数据符号发送功率与CRS时频资源块发送功率的比值。ρ_B-PHY707是特殊OFDM符号上下行数据符号发送功率与CRS时频资源块发送功率的比值。普通OFDM符号和特殊OFDM符号由该符号上是否含有CRS时频资源块决定。ρ_A-PHY与ρ_B-PHY在初阶段取值与无线资源控制层配置的数值相等，并在每次周期性功率调整过程中更新。

图10为所述终端信息表618的格式示例。1001为连接小区内出于连接状态的终端的内部标识。该内部标识可以是小区内部产生的标号，也可以是终端C-RNTI等具有小区内唯一性的其他标识。1002显示每个终端当前被配置的辅小区，1003显示对应每个辅小区的信道质量状况。此示例中用宽带CQI表示，但其他表示方式例如窄带CQI，SINR值等同样可以被本实施例采用。1004指示UE在生成当前记录的信道质量状况时，所对应的CSI参考资源子帧上，功率分配的参数值。1005指示该辅小区上的CQI是否是对应下行功率分配调整后测量的结果。针对每一个收到的CQI，基站判断终端在产生此CQI时的的CSI参考资源，若所述参考资源是下行功率分配调整后的子帧，则记为True，否则，则记为False。1006指示由信道质量估计单元产生的预测结果，当功率分配调整但是对应的CQI尚未上报时，基站可依据此等效CQI进行调度。1007指示终端在每个辅小区上配置的传输模式。传输模式与信道估计和信道质量反馈所基于的参考信号密切相关。在本例中，终端1和3均被配置为传输模式4，此模式下使用CRS进行解调和信道质量反馈。终端2被配置为传输模式9，此模式下使用CSI-RS进行信道质量反馈，使用U-RS进行解调。根据特定RNTI的实施方式的不同，当基站通过无线资源控制层为终端配置TPAARNTI分组时，1008作为可选项用于记录每个终端所属的TPAARNTI组，1009则配置和记录此辅小区的功率分配调整命令在对应TPAARNTI分组的下行控制信息中的顺序，终端以此判断自己所配置的辅小区上的功率分配调整命令。当基站通过C-RNTI对于每个终端进行独立的信令指示时，1008和1009作为可选项不需要存在。

下面以前述场景为基础描述具体实施例。

图8所示为在未授权频段信道上执行功率分配调整的流程示例。图8(a)为信道检测模块603执行信道检测功能的流程图。在步骤801中，信道检测模块被周期性检测定时器触发，并在步骤802中通过“先听后发”机制在对应未授权频段信道上进行信道干扰检测。在步骤803中，信道检测模块检测到未授权频段信道f_u3上的干扰功率值超过门限，意味着该信道上可能存在其它无线接入系统正在发送信号。因此基站直到下一次信道干扰评估通过前都需要在此信道上保持静默状态；同时，信道检测模块检测到其它未授权频段信道上不存在干扰，则基站可以在之后的一段限定时间内自由使用这些未授权频段信道。基站应立刻在非静默信道上使用未授权频段信息表中配置的发送功率发送数据。在步骤804中，生成的静默信息对未授权频段信息表中的信道静默状态703进行更新。步骤805中，信道检测流程结束，重启周期性检测定时器。

图8(b)为物理层资源分配单元606执行下行功率分配调整的流程图。在步骤806中，下行功率分配单元617被触发。该触发可能是由于周期性功率分配调整定时器到期的事件触发，也可以是系统定义的其他事件的触发。步骤807中，基站根据现有的未授权频段信道信息607，通过下行功率分配单元617计算由于信道被静默节省的可用功率，并按照功率分配调整算法，增加频段内其他信道上的下行数据信号发送功率，即调整ρ_A-PHY与ρ_B-PHY的取值。新的取值将被用于更新未授权频段信息表607。对于所有终端，如果其辅小区列表中中包含了下行功率分配调整的未授权频段信道，则将对应辅小区的CQIupdate状态调整为false。步骤808中，基站根据更新后的下行数据信号发送功率，通过下行控制信息信号模块612，基于特定RNTI生成对应功率分配调整的下行控制信息DCI及PDCCH。步骤809中，下行功率分配调整流程结束，基站回到等待状态等待下一次触发事件。

图8(c)为物理层物理层资源分配单元606执行下行资源调度的流程图。该流程是以子帧为单位循环执行。针对任意一个未授权频段信道，在步骤810中，资源分配与MCS生成单元首先判断该子帧是否处于空闲时间，若是则跳过调度过程并直接结束，若否则进入步骤811，基于未授权频段信息表判断该信道是否处于静默状态。若是则跳过调度过程并直接结束，若否则进入步骤812，基站为下行数据传输执行物理层资源调度。信道质量估计单元619根据终端上报的CQI及未授权频段信道的功率分配调整结果，生成信道质量信息并更新终端信息表618。资源分配与MCS生成单元620基于未授权频段信息607，将非静默信道上的频率资源分配给以该信道为辅小区的终端，并基于终端信息中的CQI或等效CQI，选择合适的MCS，生成对应的传输块，并发送到下行信号处理单元609，以生成对应的PDSCH。

在步骤813中，基站基于调度决策生成下行数据信号及控制信号。下行信号处理单元609根据资源的调度状况，生成对应的DCI及PDCCH，指示目标终端在对应的时频资源上接收下行数据；根据下行传输块的MCS，将下行传输块中的数据比特按照下行数据信号的发送功率编码调制生成下行数据信号并映射到时频资源格上的对应位置；当目标终端，如终端2工作于基于U-RS或CSI-RS的传输模式下，下行信号处理单元基于下行数据信号发送功率，利用绑定的U-RS和下行数据信号的发送功率比例，以及无线资源控制层指示的CSI-RS和下行数据信号的发送功率比例，计算U-RS或CSI-RS的发送功率，生成对应的参考信号并映射到终端2所分配到的时频资源格上的对应位置。

基站在执行未授权信道下行功率分配调整时，若可用发送功率空间为正值，则首先将发送功率分配给优先级较高的信道，直到所述优先级较高的信道上的发送功率值达到特定目标值，再将发送功率分配给优先级较低的信道，并循环运行至发送功率空间为非负的最小值。

基站在执行未授权信道下行功率分配调整时，若可用发送功率空间为负值，则首先降低优先级较低的信道上的发送功率，直到所述优先级较低的信道上的发送功率值达到特定目标值，再降低优先级较高的信道上的发送功率，并循环运行至发送功率空间为非负的最小值。

所述优先级的确定，可以是由每个信道在最近的一段时间窗口内的吞吐量大小决定，吞吐量高的为高优先级信道，吞吐量低的为低优先级信道。

所述优先级的确定，也可以是由每个信道作为辅小区被配置的终端数目决定，配置终端数目高的为高优先级信道，配置终端数目低的为低优先级信道。

所述优先级的确定，也可以是由每个信道上的当前发送功率决定，发送功率低的信道为高优先级信道，发送功率高的信道为低优先级信道。

所述优先级的确定，也可以是通过其他未在本发明中明确描述的方法确定。

图9所示为未授权频段信道下行功率分配调整的算法示例。在步骤901中，基站首先根据信道静默状态的变化，对于所有M_i＝0的信道(M_i为信道静默状态指示703，为1时表示信道未非静默，为0时表示信道静默)，更新被静默信道的ρ_A-PHY和ρ_B-PHY取值为系统允许的最小值。系统允许的ρ_A-PHY和ρ_B-PHY取值如表1和表2所示。

在步骤902中，基站计算整个未授权频段内由于信道静默状态的变化带来的可用发送功率空间P_s，即未授权频段信道最大发送功率P_MAX与非静默信道发送功率之和的差，其中P_i为未授权频段信息表607上记录的信道i上的发送功率。

在步骤903中，基站基于可用发送功率空间取值进行判定，若结果为非负值，表明未授权频段上允许的发送功率未被充分利用。该情况可能是由某个信道被静默导致的，此时则应该增加一个或多个未静默信道上的发送功率以充分利用未授权频段内允许的发送功率；反之，表明当前非静默信道上的发送功率超出了未授权频段上允许的发送功率，该情况可能是由某个信道从静默信道变为非静默信道导致的，此时应该减少一个或多个信道上的发送功率，以避免超出未授权频段内允许的发送功率。在本实施例中，由于f_u3的静默，基站在该未授权频段上共有17.7dBm的可用功率。由于连接到基站上的所有终端在该未授权频段上并未配置其它的信道作为辅小区，因此这些可用功率可以全部用于增加非静默信道集合中的一个或多个信道上的发送功率。

在步骤904中，基站选择当前优先级最高的未授权频段信道，并为该信道选择一个合适的ρ_A-PHY值。在本实施例中，假定每个资源块内只存在两个端口的CRS参考信号，其他的所有时频资源均用于数据传输，且ρ_A-PHY＝ρ_B-PHY，则每个资源块内共有16个CRS和152个时频资源格。假定f_u2被选择，且系统共有100个资源块，则共有16.8dBm+11.6dBm-(-28+10log₁₀(16×100))dBm＝17.8dBm的功率可供分配于下行数据信号，每个时频资源格可以分配-24dBm的发送功率，与CRSEPRE的比值R为4dB。此时查找表格1，找到最接近且小于R的取值为ρ_A-PHY＝3dB，即时频资源格的发送功率应为-25dBm。

表格1.普通OFDM符号下行数据信号与CRS发送功率比值可选表

在步骤905中，基站基于计算的ρ_A-PHY值，从表格2中选择合适的ρ_B-PHY值使得普通OFDM符号与特殊OFDM符号的发射功率之和最接近。在本示例中，CRS端口数为2，特殊OFDM符号上的下行数据信号发送功率为-24dBm时，普通0FDM符号与特殊OFDM符号的发射功率之和最接近，因此ρ_B-PHY＝5/4×ρ_A-PHY。

表格2.特殊OFDM符号下行数据信号与CRS发送功率比值可选表

在步骤906中，基站计算功率分配调整后的可用发送功率空间P_su。随后在步骤906中判断P_su是否等于P_s，若是，则下行分配功率过程结束。否则，则在步骤907中令P_s更新为P_su，并回到步骤903。在本实施例中，f_u2上基于ρ_A-PHY＝3dB和ρ_B-PHY＝4dB，发送功率调整为17.3dBm，调整后的可用发送功率空间P_su＝9.8dBm。根据算法功率分配调整单元会选择下一个未授权频段信道继续执行功率分配调整。

如果在步骤903中的判断为负值，即当前非静默信道上的发送功率超出了未授权频段上允许的发送功率，则进入步骤909，功率分配调整单元选择当前优先级最低的信道，并为该信道选择一个合适的ρ_A-PHY值。假定当前各信道的发送功率值如表3所示，则此时可用发送功率空间P_s为-21.3mW，即超出未授权频段发送功率上限13.3dBm。假定选择f_u2作为调整目标信道，按前述计算方法，可以得出共有14.8dBm的功率可供分配于下行数据信号。则每个时频资源格可以分配-27dBm的发送功率，与CRSEPRE的比值R为1dB。此时查找表格1，找到最接近且小于R的取值为ρ_A-PHY＝1dB，即时频资源格的发送功率应为-27dBm。算法随后进入步骤905，并顺序执行至906。若判断此时P_su仍与P_s不相等，即此信道功率分配调整完成后仍高于未授权频段发送功率限制，则算法回到步骤909，继续寻找下一个发送功率最大的信道并执行后续算法。

表3未授权频段发送功率超出上限的实施例

本发明中所述的具体的下行功率分配调整算法实施方式包括但并不仅限于给出的示例。

图11所示是生成功率分配调整控制信号的流程示例。在步骤1101中，下行控制信息信号产生模块612首先从未授权频段信息表读取当前各信道的功率分配参数(ρ_A-PHY和ρ_B-PHY)。

在步骤1102中，下行控制信息信号产生模块612为不同的目标终端产生对应的下行功率分配调整指示信息块。当系统被配置为使用分组式终端指示方法，即利用TPAA-RNTI进行控制信息CRC校验比特加扰时，基站以TPAA-RNTI组为单位，读取该TPAA-RNTI组内包含的未授权信道的功率分配信息，产生下行功率分配调整指示信息块。当系统被配置为使用专用终端指示方法，即利用C-RNTI进行控制信息CRC校验比特加扰时，基站以终端为单位，读取该终端的辅小区对应的未授权信道的功率分配信息，产生下行功率分配调整指示信息块。

在步骤1103中，下行控制信息信号产生模块612将产生的下行功率分配调整指示信息块进行编码调制，生成对应的下行控制信号。

在步骤1104中，PDCCH生成模块613将下行控制信号映射到相应资源格。当系统被配置为使用分组式终端指示方法时，下行控制信号被映射到主小区的公共搜索空间中。当系统被配置为使用专用终端指示方法时，下行控制信号可以被映射到主小区的公共搜索空间中，也可以被映射到主小区终端专用的搜索空间中。

所述下行功率分配调整指示信息块(添加CRC校验比特后)的示例如图12所示。1201为具体的针对某个未授权频段的下行功率分配调整控制命令，用于指示分组内终端在对应辅小区上调整下行功率分配的数值。终端在接收所述下行功率分配调整控制命令时，若系统被配置为使用分组式终端指示方法时，则终端根据无线资源控制层储存的辅小区与对应TPAARNTI分组的下行控制信息中的链接，选择对应的下行功率分配调整命令；终端在接收所述下行功率分配调整控制命令时，若系统被配置为使用专用终端指示方法时，则终端根据无线资源控制层储存的辅小区的内部标号，选择对应的下行功率分配调整命令。所述下行功率分配调整控制命令内至少包含ρ_A-PHY和ρ_B-PHY的值(将两者的index用二进制表示)。所述下行功率分配调整控制命令还可以包含其它信息，如信道在TPAA-RNTI组内的标号等。在本实施例中，假定采用分组式终端指示方法，则终端1应该监测下行功率分配调整命令1-4，并根据其中包含的数值调整自己在辅小区f_u1到f_u4上的ρ_A-PHY和ρ_B-PHY的值；终端2应该监测下行功率分配调整命令2-4，并根据其中包含的数值调整自己在辅小区f_u2到f_u4上的ρ_A-PHY和ρ_B-PHY的值。1202是其它控制信息，允许基站在同一个信息块中指示终端同时执行其它行为，例如非周期性CSI测量，上行功率控制等，此字段为可选字段。1203是填充字段，是在当全部的下行功率控制分配调整命令的长度不足以达到下行控制信令的固定长度时，通过填充无意义比特使下行功率分配调整指示信息块的长度达到目标值。1204是CRC校验比特。此16位比特用于验证整个下行功率分配调整指示信息块是否正确传输。若系统被配置为使用分组式终端指示方法时，CRC校验比特用TPAA-RNTI进行加扰。终端在盲检测是首先利用自己的TPAA-RNTI解扰，然后进行CRC校验，若正确则认为此PDCCH接收成功；若失败则认为此PDCCH的发送目标并非本机。若系统被配置为使用专用终端指示方法时，CRC校验比特用终端C-RNTI进行加扰。终端在盲检测是首先利用自己的C-RNTI解扰，然后进行CRC校验，若正确则认为此PDCCH接收成功；若失败则认为此PDCCH的发送目标并非本机。

图13是本发明中基站产生等效CQI的流程图。在步骤1301中，基站首先通过授权频段的上行信道获取最新的CSI反馈。对于每个收到的反馈报告，如果其对应的未授权频段信道没有被静默，基站更新终端的对应此反馈的辅小区的CQI-1003。在步骤1302中，基站读取终端信息表618中该终端的对应此反馈的辅小区的CQI更新状态，若状态为False，基站在步骤1303中判断此CQI报告在终端产生时的CSI参考资源子帧，更新反馈产生时的功率分配参数1004。若状态为True，则直接结束。若所述功率分配参数等于对应未授权频段信道的当前功率分配参数706和707(步骤1304)，则将CQI更新状态修改为True(步骤1305)。否则，计算其功率分配参数1004与对应未授权频段的当前功率分配参数706和707的差值，然后基于当前CQI，计算由于功率分配调整导致的所述差值带来的CQI变化，生成等效CQI(步骤1306)，并对终端信息表618进行更新。

根据本发明，由于在MAC层引入了下行功率分配调整技术，能够将未授权频段内允许的传输功率充分利用，提升静默信道存在时未授权频段整体的信道容量。同时通过专门的下行控制信号告知终端，使得终端能够根据下行功率分配调整实时校准接收机，并上报准确的信道质量信息。基站通过终端上报的信道质量信息，以及补充的预测机制，能够为终端在未授权频段信道上选择精确的MCS，充分利用信道容量。因此，网络的性能可得到有效提升。

以上列举了若干具体实施例来详细阐明本发明，这些个例仅说明本发明的原理及其实施方法之用，而非对本发明的限制，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域的技术人员还可以做出各种变形和改进。因此，本发明不应由上述实施例来限定，而应由所附权利要求及其等价物来限定。

Claims (8)

1.一种利用多载波且利用未授权频段与终端进行通信的基站，用于执行下行功率分配调整，包括：

未授权频段信道检测单元，在检测到未授权频段信道上的干扰功率值超过门限时，直到下一次信道干扰检测之前将该未授权频段信道设为静默状态；

下行功率分配单元，按照将设为静默状态的未授权频段信道的可用功率调整到与该设为静默状态的未授权频段信道一同分配给各终端的其他未设为静默状态的未授权频段信道的方式，对未授权频段信道的下行功率分配进行调整；以及

下行功率分配调整指示单元，将调整后的下行功率分配指示给分配有所述其他未设为静默状态的未授权频段信道的各终端。

2.根据权利要求1所述的基站，其特征在于：

所述下行功率分配单元根据所述未授权频段信道的优先级来对所述未授权频段信道的下行功率分配进行调整。

3.根据权利要求1所述的基站，其特征在于还包括：

信道质量估计单元，其更新从所述终端反馈的CQI，并预测由于下行功率分配的调整带来的信道质量变化，产生等效CQI；以及

资源分配与MCS生成单元，其将时频资源分配给不同的所述终端，并基于从所述终端反馈的CQI或所产生的所述等效CQI，选择应用于下行链路传输块的MCS。

4.根据权利要求1所述的基站，其特征在于，

所述下行功率分配调整指示单元采用分组式终端指示方法或专用终端指示方法，将调整后的下行功率分配指示给所述各终端。

5.一种利用多载波且利用未授权频段与终端进行通信的基站中的方法，用于执行下行功率分配调整，包括：

未授权频段信道检测步骤，在检测到未授权频段信道上的干扰功率值超过门限时，直到下一次信道干扰检测之前将该未授权频段信道设为静默状态；

下行功率分配步骤，按照将设为静默状态的未授权频段信道的可用功率调整到与该设为静默状态的未授权频段信道一同分配给各终端的其他未设为静默状态的未授权频段信道的方式，对未授权频段信道的下行功率分配进行调整；以及

下行功率分配调整指示步骤，将调整后的下行功率分配指示给分配有所述其他未设为静默状态的未授权频段信道的各终端。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：

在所述下行功率分配步骤中，根据所述未授权频段信道的优先级来对所述未授权频段信道的下行功率分配进行调整。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于还包括：

信道质量估计步骤，更新从所述终端反馈的CQI，并预测由于下行功率分配的调整带来的信道质量变化，产生等效CQI；以及

资源分配与MCS生成步骤，其将时频资源分配给不同的所述终端，并基于从所述终端反馈的CQI或所产生的所述等效CQI，选择应用于下行链路传输块的MCS。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于

在所述下行功率分配调整指示步骤中，采用分组式终端指示方法或专用终端指示方法，将调整后的下行功率分配指示给所述各终端。