分层异构无线接入网系统及分层异构无线接入网实现方法

摘要

本发明公开了一种分层异构无线接入网系统及分层异构无线接入网的实现方法，上述系统包括：使用成对频谱的第一无线节点层，第一无线节点层包括一个或多个使用成对频谱的第一无线节点，使用非成对频谱的第二无线节点层，第二无线节点层包括多个使用非成对频谱的第二无线节点；资源管理和双工控制单元，用于对成对频谱和非成对频谱进行管理和分配，以及控制第一和第二无线节点以业务与控制相分离的混合双工方式与无线终端的通信；节点间调度控制单元，用于对无线终端进行节点间调度；基带处理单元，用于对来自和/或送往第一无线节点和/或第二无线节点的信号进行基带处理；无线终端，工作于第一和第二无线节点所使用的频谱上。

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，具体地，涉及分层异构无线接入网及分层异构无线接入网的实现方法。

背景技术

为了提高网络的业务能力和合理地使用频谱，分层移动通信接入网架构正在得到越来越广泛的应用。第三代移动通信系统与无线局域网之间的协同就是分层无线接入网架构的一个应用实例，目前，分层无线接入网作为IMT-Advanced系统的候选架构，在相关的研究领域受到广泛的关注和研究。

使工作于较低频段(比如，低于3GHz)的无线接入点(或基站)承担大区域覆盖并向高速移动终端提供业务，使工作于较高频段(比如，高于3GHz)的无线接入点承担小区域覆盖并向低速或者准静态的终端提供业务，是对分层无线接入网架构的传统考虑，这涉及在分层无线接入网架构中引入层间切换技术。

为了进一步提高分层无线接入网的频谱效率，目前已经产生了基于分层无线接入网架构的分集发射和分集接收技术。

例如，第US5,546,443号美国专利申请公开了“一个分层结构的无线接入系统及工作方法”，该系统包括宏小区和微小区，宏小区内的所有微小区与宏小区共享控制信道，控制信道用于传输接入请求信息、寻呼信息、移动台和基站位置信息等。进一步地，微小区还有一个独立于分层结构的共享公共控制信道。该系统的工作方法是：一个向宏小区请求接入的业务除了被接入到该宏小区之外，还被接入到一个属于该宏小区的微小区，使用宏小区和微小区实现对该项链接的控制信道的宏分集和业务信道的宏分集。

上述的发射分集和接收分集技术虽然可以提高系统处于轻载状态的频谱效率，甚至从原理上讲，该技术可以综合使用宏小区频谱资源和微小区频谱资源来共同支持高速移动终端，但是，本申请的发明人发现该技术至少存在如下缺点：影响蜂窝系统的频率复用模式，产生额外的小区间干扰，在点对点业务中综合频谱效率不高。

为了降低微小区在支持移动终端时产生的移动管理的复杂度，标题为“分层蜂窝无线电通信系统”的第CN02814129.6号专利申请给出了解决方案，该系统包括一个伞状宏小区和被该宏小区覆盖的多个微小区，每个宏小区和微小区包括一个控制主站。一个次站(终端)具有一条与此系统通信的通信信道，它被划分成用于传输控制信息的控制子信道和用于传输用户数据的数据子信道。控制子信道将次站(终端)连接到服务宏小区的主站，而数据子信道将次站(终端)连接到服务微小区的主站。所述信道的控制部分主要由伞状宏小区来服务，从而降低频繁的移动性管理开销，而数据部分主要由能够支持高数据速率和大数据密度的微小区来服务。

本申请的发明人发现，上述方法至少存在如下缺点：没有从更基本的双工方式演进的层面来改进控制信道的使用方式，分层无线接入网的综合性能并无太大改善。

为了实现分层架构下对非对称业务的支持能力，现有的分层架构下TDD系统与FDD系统之间互相补充的方法有：

标题为“运行一个TDD/虚拟FDD分层蜂窝通信系统的方法(Method of operating a TDD/virtual FDD hierarchical cellulartelecommunication system)”的第US20050174954号美国专利申请提出，在TDD系统被FDD系统所覆盖的情况下，借用FDD的上行频谱中的剩余部分作为终端FDD工作方式的上行通道，使用TDD频谱作为终端FDD工作方式的下行通道，这样就形成一个“虚拟”的FDD双工方式。但是该方法只是对传统TDD和传统FDD双工方式的组合，而传统TDD和传统FDD的基本问题并没有解决，比如，TDD缺少支持高速移动的支持能力，FDD缺少支持非对称业务的能力，这些基本问题仍然带到了分层无线接入网架构当中。

综上，在目前所采用的分层无线接入网架构及其相关的工作方法中，存在如下需要解决的问题：没有从更基本的双工方式演进的层面来改进控制信道的使用方式，虽然现有技术中，比如，第US5,546,443号美国专利申请公开了“一个分层结构的无线接入系统及工作方法”，也提出了在分层接入网中进行控制信道与业务信道的分离，但这种分离只是在同一个系统使用的成对或非成对频谱内进行业务信道与控制信道的分离，没有在成对和非成对频谱间进行业务信道与控制信道的分离，因此，现有技术无法产生既让业务数据利用非成对频谱的互易性及其对非对称业务的灵活性，同时又让控制信道利用成对频谱的低时延这样的效果，不能改进分层无线接入网对非对称业务的灵活支持能力、对高速移动下的终端业务的频谱效率；而现有的FDD系统与TDD系统之间的相互补充的方法仅仅是对传统TDD和FDD双工方式的组合，没有解决传统TDD和FDD方式的基本问题。此外，目前的层间配合是基于层间切换技术的，没有使用动态性能更好的层内和层间节点间调度技术。

发明内容

考虑到相关技术中存在的上述问题中的一个或多个问题而提出本发明，为此，本发明旨在提供一种分层异构无线接入网系统及分层异构无线接入网实现方法，其通过使用基于业务与控制相分离的双工方式以及节点调度技术，可以真正实现FDD系统与TDD系统之间的有机协同，进一步提高分层无线接入网的综合性能。

根据本发明的一个方面，提供了一种分层异构无线接入网系统。

根据本发明实施例的分层异构无线接入网系统包括：使用成对频谱的第一无线节点层，其中，第一无线节点层包括一个或多个使用成对频谱的第一无线节点，其中，成对频谱包括一用于上行传输的频谱和一用于下行传输的频谱；使用非成对频谱的第二无线节点层，第二无线节点层包括多个使用非成对频谱的第二无线节点，其中，非成对频谱是支持上行和下行传输方式的频谱；资源管理和双工控制单元，用于对成对频谱和非成对频谱进行管理和分配，以及控制第一无线节点和第二无线节点以业务与控制相分离的混合双工方式与无线终端的通信；节点间调度控制单元，用于对无线终端进行节点间调度；基带处理单元，用于对来自和/或送往第一无线节点和/或第二无线节点的信号进行基带处理；无线终端，工作于第一无线节点和第二无线节点所使用的频谱上，用于与分层异构无线接入网进行通信。

优选地，上述的节点间调度控制单元通过第一节点层发送/接收节点间调度控制信令，以对无线终端进行节点间调度。

优选地，节点间调度控制单元通过第一无线节点层对无线终端进行节点间调度的方式为如下方式之一：从第二无线节点层选择最优节点，并将最优节点的部分或全部资源指配给无线终端；从第一无线节点层和第二无线节点层中选择最优节点，并将最优节点的部分或全部资源指配给无线终端。

优选地，在业务与控制相分离的混合双工方式中，第二无线节点层用于以时分双工方式承载无线终端的上/下行业务数据，第一无线节点层用于承载传送上/下行业务数据所需要的控制数据。

优选地，第一无线节点与无线终端的通信方式为如下方式之一：使用第一无线节点使用的成对频谱，以全频分双工方式或半频分双工方式与无线终端通信；在资源管理和双工控制单元的控制下，使用第一无线节点使用的成对频谱中的部分频谱以及第二无线节点使用的非成对频谱，以业务与控制相分离的混合双工方式与无线终端通信。

优选地，第二无线节点与无线终端的通信方式为如下方式之一：使用第二无线节点使用的非成对频谱，以时分双工方式与无线终端通信；在资源管理和双工控制单元的控制下，使用第二无线节点使用的非成对频谱中的部分或全部频谱以及第一无线节点使用的成对频谱中的部分频谱，以业务与控制相分离的混合双工方式与无线终端通信。

优选地，基带处理单元以分布式基站的方式对来自和/或送往第二无线节点和/或第一无线节点的信号进行基带处理。

优选地，第一无线节点用于宏小区的覆盖，第二无线节点用于微小区或宏小区的覆盖，其中，宏小区内存在一个或多个微小区或者一个或多个用于覆盖微小区的第二无线节点，或者，宏小区与由一个或多个第二无线节点覆盖的微小区交叠。

优选地，第一无线节点包括以下任一种：以频分双工方式工作的带有基带处理的基站的射频单元或者以频分双工方式工作的分布式基站的远端射频单元；第二无线节点包括以下任一种：以时分双工方式工作的带有基带处理的基站的射频单元、以时分双工方式工作的分布式基站的远端射频单元、或者以时分双工方式工作的无线数字中继器。

优选地，基带处理单元与资源管理和双工控制单元作为同一个网元存在于分层异构无线接入网系统之中。或者，基带处理单元与资源管理和双工控制单元作为不同的网元存在于分层异构无线接入网系统之中。

根据本发明的另一方面，提供了一种分层异构无线接入网的实现方法，其中，分层异构无线接入网包括使用成对频谱的第一无线节点层以及使用非成对频谱的第二无线节点层，成对频谱包括一用于上行传输的频谱和一用于下行传输的频谱，非成对频谱是支持上行和下行传输方式的频谱。

根据本发明实施例的分层异构无线接入网的实现方法包括以下处理：使用第二无线节点层以时分双工方式承载无线终端的上/下行业务数据；使用第一无线节点层承载传送上/下行业务数据所需要的控制数据；使用第一无线节点层对无线终端进行节点间调度。

优选地，控制数据的传送方式为以下任一种：成对频谱中的两个频谱均以频分双工方式工作，用于上行传输的频谱承载上行控制数据，用于下行传输的频谱承载下行控制数据；成对频谱中的用于上行传输的频谱与非成对频谱以频分双工方式工作，用于上行传输的频谱承载上行控制数据，非成对频谱承载业务数据；成对频谱中的用于下行传输的频谱与非成对频谱以频分双工方式工作，用于下行传输的频谱承载下行控制数据，非成对频谱承载业务数据。

优选地，非成对频谱为在频域上不连续的多个非成对频谱的组合或者在频域上连续的一段非成对频谱。

优选地，节点间调度的方式为以下任一种：根据各个节点的信号质量，从第二无线节点层选择最优节点，并将最优节点的部分或全部资源指配给无线终端；根据各个节点的信号质量，从第一无线节点层和第二无线节点层中选择最优节点，并将最优节点的部分或全部资源指配给无线终端。

通过本发明的上述至少一个技术方案，实现了以下有益效果：通过在分层无线接入网中引入业务与控制相分离的双工方式，使得无线接入系统既保留了TDD的信道互易性以及上/下行业务的灵活性，又兼有FDD的低反馈时延的各种优点，从而提高了TDD空口的动态性能和吞吐量。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是示出根据本发明实施例的分层异构无线接入网络系统的架构示意图；

图2是根据本发明实施例的分层异构无线接入网络的实现方法的流程图；

图3是根据本发明实施例的业务与控制相分离的混合双工对频谱的使用的示意图；

图4是根据本发明实施例的分层异构无线接入网使用混合双工方式的示意图；

图5是根据本发明实施例的分层异构无线接入网使用半双工FDD及层间节点间调度的示意图；

图6是根据本发明实施例的分层异构无线接入网使用混合双工方式及层内节点间调度的示意图。

具体实施方式

如上所述，在目前所采用的分层无线接入网架构及其相关的工作方法中，产生了在分层接入网中进行控制信道与业务信道的分离来降低移动终端在微小区间的切换频度，以简化对终端的移动性管理这样的技术，但是这种控制信道与业务信道的分离只是在同一个系统内进行的，或者只是在单个系统所使用的成对或非成对频谱内进行业务信道与控制信道的分离，而没有在成对和非成对频谱间进行业务信道与控制信道的分离，因此，现有技术无法产生既让业务数据利用非成对频谱的互易性及其对非对称业务的灵活性，同时让控制信道利用成对频谱的低时延这样的效果。至于现有技术中FDD系统与TDD系统之间通过相互借用对方的频谱来构成混合双工的方法，比如，让一个无线终端使用FDD系统的成对频谱中的一部分与TDD系统中的非成对频谱中的一部分以全/半频分双工的方式工作，仅仅是对传统TDD和FDD双工方式的组合，没有解决传统TDD和FDD方式的基本问题。

鉴于此，TDD系统与FDD系统之间的协同工作是无线接入网的一个发展趋势，而伴随TDD系统与FDD系统之间的协同工作而产生的是成对频谱与非成对频谱的聚集，成对频谱与非成对频谱的聚集为构建新的双工方式奠定了物理基础，在此基础上实现业务信道与控制信道在非成对和成对频谱上的分离就可以构建出新的混合双工方式。

针对由FDD空口实现宏小区覆盖，由TDD空口实现微小区覆盖这样一类分层无线接入网，本发明实施例提供了一种分层异构无线接入网系统及分层异构无线接入网实现方法：首先，在分层异构无线接入网中引入了业务与控制相分离的混合双工这一新的双工方式，使分层无线接入网既保留TDD的信道互易性及上/下行业务的灵活性，又兼有FDD的低反馈时延带来的各种优点，从而能够提高TDD空口的动态性能和吞吐量；其次，在分层异构无线接入网中引入了节点间调度，包括层间节点间调度和层内节点间调度，以达到如下效果：1)使在高端频谱(比如，5GHz附近)上以TDD方式工作的微小区无线节点支持高速移动终端，从而扩展了高端频谱的应用范围；2)改善位于微小区边缘的终端的传输速率。

以下描述的分层异构无线接入网以3GPP LTE FDD标准规范的系统与3GPP LTE TDD标准所规范的系统为基础来构建，且该分层异构无线接入网可以支持以下的工作方式：(1)业务与控制相分离的双工方式(SCS-HDD：Hybrid Division Duplex based on theSeparation of Control and Service)；(2)半双工FDD(Half FrequencyDivision Duplex，or(T+F)DD)；(3)层内节点间调度和层间节点间调度。

对于下文中涉及到的两类频谱，即，成对频谱和非成对频谱，通常，成对频谱包括一用于上行传输的频谱和一用于下行传输的频谱，非成对频谱是以双向方式使用的频谱。

通常，将频谱B分配作为TDD系统的非成对频谱。具体地，频谱B是以双向方式使用的频谱，既可用于上行传送，也可用于下行传送。对于采用业务与控制相分离的双工方式环境而言，在频谱B上配置上行和下行业务信道。在频谱B上除了承载业务数据之外，还承载用于信道估计的参考符号(或导频符号)。其中，频谱B可以为在频域上连续的一段非成对频谱，也可以为在频域上不连续的多个非成对频谱的组合，对于组合的频谱B，可以实现业务的灵活提供以及实现多个TDD系统协同工作。

频谱U是只用于上行传输的频谱，一般地，频谱U是FDD系统使用的成对频谱的上行频谱；频谱D是只用于下行传输的频谱，一般地，频谱D是FDD系统使用的成对频谱的上行频谱，频谱D也可以是用于下行广播的频谱，如用于MBMS或者DVB-T的广播用频谱。

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

系统实施例

根据本发明实施例，提供了一种分层异构无线接入网系统。

图1是示出根据本发明实施例的分层异构无线接入网系统的结构示意图。其中，为了避免TDD与FDD系统之间的邻频带干扰，本实施例中将TDD系统与FDD系统分别安装于不同的站址上。

如图1所示，根据本发明实施例的分层异构无线接入网系统包括：

(1)使用成对频谱的第一无线节点层，其中，第一无线节点层包括一个或多个使用成对频谱的第一无线节点(图1中示出了一个第一无线节点101)，其中，如上所述，这里提到的成对频谱包括一用于上行传输的频谱(例如，频谱U)和一用于下行传输的频谱(例如，频谱D)；其中，第一无线节点可以是以下任一种：以频分双工方式工作的带有基带处理的基站的射频单元或者以频分双工方式工作的分布式基站的远端射频单元(Remote Radio Unit，简称为RRU)、无线中继器、支持3GPP LTE FDD标准的基站等；

(2)使用非成对频谱的第二无线节点层，第二无线节点层包括多个使用非成对频谱的第二无线节点102(图1中示出了示例性的三个第二无线节点102a-102c)，这些以TDD方式工作的第二无线节点可以是使用同一种空中接口标准的无线节点，也可以是使用不同空中接口标准的无线节点，其中，非成对频谱是支持上行和下行传输方式的频谱(例如，频谱B)；其中，第二无线节点可以是以下任一种：以时分双工方式工作的带有基带处理的基站的射频单元、以时分双工方式工作的分布式基站的远端射频单元、以时分双工方式工作的无线数字中继器、或者支持3GPP LTE TDD标准的基站等；

(3)基带处理单元107，用于对来自和/或送往第一无线节点和/或第二无线节点层的信号进行基带处理，具体地，基带处理单元以分布式基站的方式对上述信号进行基带处理；

该基带处理单元可以与资源管理和双工控制单元可以作为同一个网元存在于分层异构无线接入网系统之中，也可以作为不同的网元存在于分层异构无线接入网系统之中；

基带处理单元还用于获取终端的双工能力信息，并将上述信息提供给资源管理和双工控制单元104，以使得资源管理和双工控制单元能够根据当前第一和第二无线节点层内相关节点的频谱资源情况以及基带处理单元提供的双工能力信息控制终端的双工方式；

此外，基带处理单元还用于将终端上报的信道质量测量数据提供给节点间调度控制单元108，以使得节点间调度控制单元能够根据信道质量情况对终端进行节点间调度；

(4)一个或多个资源管理和双工控制单元104，用于对成对频谱(频谱U和频谱D)和非成对频谱(频谱B)进行管理和分配，以及控制第一无线节点101、第二无线节点102以业务与控制相分离的混合双工方式与无线终端的通信；

(5)节点间调度控制单元108，用于对无线终端103进行节点间调度；具体地，节点间调度控制单元通过第一节点层发送/接收用于对无线终端进行节点间调度的节点间调度控制信令。

(6)无线终端103，工作于第一无线节点和第二无线节点所使用的频谱上，用于与分层异构无线接入网进行通信。无线终端103可以支持使用非成对频谱的无线节点层内的无线节点所使用的所有空中接口标准，也可以只支持使用非成对频谱的无线节点层内的无线节点所使用的多种空中接口标准的一部分。具体地，无线终端103可以是支持3GPP LTE FDD和TDD标准的双模终端，可以在如下频谱上以半双工FDD方式工作：(1)频谱U和频谱D；(2)频谱U和频谱B；(3)频谱D和频谱B，而且，还可以在非成对频谱B上以TDD方式工作。

优选地，第二无线节点与第一无线节点层内的覆盖第二无线节点的第一无线节点间存在低时延传输通道。

优选地，第一无线节点用于宏小区105的覆盖，第二无线节点用于微小区或宏小区的覆盖，其中，宏小区内存在一个或多个微小区或者一个或多个用于覆盖微小区的第二无线节点(例如，在第一无线节点101所覆盖的区域内，存在以TDD方式工作的多个第二无线节点102构成的使用非成对频谱的无线节点层)，或者，宏小区与由一个或多个第二无线节点覆盖的微小区交叠。

其中，无线终端103从第一无线节点101使用的频谱(频谱D、频谱U)上接入第二无线节点102的工作频谱(频谱B)上的信道。为了实现这种接入，FDD系统与TDD系统之间的无线帧在时间上保持特定的同步关系，一种同步关系如图4所示：TDD无线帧的起始时间滞后或超前FDD无线帧一个固定时延Td，Td的取值范围为：-10ms＜Td＜10ms。Td取负值表示TDD的无线帧的帧头在时间上超前FDD无线帧的帧头，Td取零值表示TDD的无线帧的帧头在时间上与FDD无线帧的帧头严格同步。

以下将详细描述上述处理的各个方面。

(一)业务与控制相分离的混合双工方式

在上文提到的业务与控制相分离的混合双工方式中，第二无线节点层用于以TDD方式承载无线终端的上/下行业务数据，第一无线节点层用于承载传送上/下行业务数据所需要的控制数据。

也就是说，第一无线节点101的特点在于，除了支持3GPP LTEFDD标准所规定的功能之外，还在频谱U和频谱D上支持本发明所述的混合双工所需要的控制数据的传输，其支持方式可以是如下方式之一：(1)无线节点101占用3GPP LTE FDD标准中的控制信道资源来传送为频谱B上的业务数据的传送服务的控制数据；(2)无线节点101占用3GPP LTE FDD标准中的业务信道资源来传送为频谱B上的业务数据的传送服务的控制数据。

以TDD方式工作的第二无线节点102的特点在于，可以以如下三种方式工作：(1)可以以3GPP LTE TDD标准所规定的方式独立向无线终端103提供业务；(2)可以在资源管理与双工控制单元104的管理和控制下，把频谱B的资源分为两部分使用，一部分频谱、射频通道、处理资源用于TDD标准所规定的方式独立向无线终端103提供业务，一部分频谱、射频通道、处理资源用于以本发明所述的业务与控制相分离的混合双工方式，即只在频谱B上的这些信道上承载业务数据，传输业务数据所需要的控制数据由频谱D和频谱U承载；该方式是3GPP LTE FDD标准与3GPP LTE TDD标准向多网协同演进过程中实现平滑过渡的一种方式；(3)第二无线节点102的全部频谱、射频通道、处理资源用于以本发明所述的混合双工，即只在频谱B上的这些信道上承载业务数据，传输业务数据所需要的控制数据由频谱D和频谱U承载。在以下的描述中，将以上述的第2种工作模式为例进行描述。

通过引入业务与控制相分离的混合双工方式，使得该分层异构无线接入网既保留了TDD的信道互易性及上下行业务的灵活性，又兼有FDD的低反馈时延带来的各种优点。

基于上面描述的业务与控制相分离的混合双工方式，第一或第二无线节点与无线终端之间的通信可以描述如下：

(1)第一无线节点与无线终端的通信方式包括：使用第一无线节点使用的成对频谱，以全FDD方式或半频分双工方式与无线终端通信；在资源管理和双工控制单元的控制下，使用第一无线节点使用的成对频谱中的部分频谱以及第二无线节点使用的非成对频谱，以业务与控制相分离的混合双工方式与无线终端通信。

(2)第二无线节点与无线终端的通信方式包括：使用第二无线节点使用的非成对频谱，以TDD方式与无线终端通信；在资源管理和双工控制单元的控制下，使用第二无线节点使用的非成对频谱中的部分或全部频谱以及第一无线节点使用的成对频谱中的部分频谱，以业务与控制相分离的混合双工方式与无线终端通信。

如上所述，高频段(3GHz以上的频谱)虽然很丰富，但是在现有的接入网架构和双工方式下，这段丰富的频谱不能支持高速移动，通过本发明提供的业务与控制相分离的混合双工方式，可以使得该频谱支持高速移动。

(二)节点间调度

节点间调度控制单元通过第一无线节点层对无线终端进行节点间调度的方式包括以下两种：(方式一)从第二无线节点层选择最优节点，并将最优节点的部分或全部资源指配给无线终端，这种调度方式在本文中称为层内节点间调度；(方式二)从第一无线节点层和第二无线节点层中选择最优节点，并将最优节点的部分或全部资源指配给无线终端，这种调度方式在本文中称为层间节点间调度。

通过上述的节点间调度，综合使用宏小区层频谱资源和微小区频谱资源来共同支持高速移动终端，扩展了高端频谱的应用范围，提高了小区边缘的传输速率。

方法实施例

根据本发明实施例，提供了一种分层异构无线接入网的实现方法，其中，分层异构无线接入网包括使用成对频谱(频谱U和频谱D)的第一无线节点层以及使用非成对频谱的第二无线节点层，其中，非成对频谱(频谱B)是支持上行和下行传输方式的频谱，成对频谱包括一用于上行传输的频谱(频谱U)和一用于下行传输的频谱(频谱D)。

图2是示出根据本发明实施例的分层异构无线接入网的实现方法的流程图，如图2所示，该方法包括以下处理：

步骤S202，使用第二无线节点层以时分双工方式承载无线终端的上/下行业务数据；使用第一无线节点层承载传送上/下行业务数据所需要的控制数据；

步骤S204，使用第一无线节点层对无线终端进行节点间调度。

以下将进一步描述上述处理的各个细节。

(一)步骤S202

在步骤S202中，如图3所示，控制数据的传送方式为以下任一种：(方式一)成对频谱中的两个频谱均以FDD方式工作，其中一个频谱(频谱U)承载上行控制数据，另一频谱(频谱D)承载下行控制数据；(方式二)成对频谱中的用于上行传输的频谱(频谱U)与非成对频谱(频谱B)以FDD方式工作，频谱U承载上行控制数据，频谱B承载业务数据；(方式三)成对频谱中的用于下行传输的频谱(频谱D)与非成对频谱(频谱B)以FDD方式工作，频谱D承载下行控制数据，频谱B承载业务数据。这里提到FDD方式可以是全双工的FDD，也可以是半双工FDD。

通过该处理，使得分层异构无线接入网可以支持业务与控制相分离的混合双工(SCS-HDD：Hybrid Division Duplex based on theSeparation of Control and Service)，进而使得该分层异构无线接入网既保留了TDD的信道互易性及上下行业务的灵活性，又兼有FDD的低反馈时延带来的各种优点。

(二)步骤S204

在该步骤中，节点间调度的方式为以下任一种：(1)层内节点间调度，根据各个节点的信号质量，从第二无线节点层选择最优节点，并将最优节点的部分或全部资源指配给无线终端；(2)层间节点间调度，根据各个节点的信号质量，从第一无线节点层和第二无线节点层中选择最优节点，并将最优节点的部分或全部资源指配给无线终端；层间节点间调度的作用是实现使用非成对频谱的无线节点层与使用成对频谱的无线节点层之间在信号覆盖上的互补。

参照图1的示意图，上面的处理可以描述如下：

层内节点间调度：无线终端将其探测到的属于使用非成对频谱的无线节点层(第二无线节点层)的一组第二无线节点(比如无线节点102a、无线节点102b和无线节点102c)的信号质量数据上报给资源管理和双工控制单元104，资源管理和双工控制单元104根据预定的原则，从这些使用非成对频谱的无线节点中，为无线终端指配一个最优的无线节点，比如无线节点102b，用于承载终端的业务数据。

层间节点间调度：无线终端将其探测到的一组属于使用非成对频谱的无线节点层的无线节点(比如无线节点102a、无线节点102b和无线节点102c)，以及一组属于使用成对频谱的无线节点层的无线节点(比如无线节点101)的信号质量数据上报给资源管理和双工控制单元104，资源管理和双工控制单元104根据预定的原则，从这些使用非成对频谱和成对频谱的无线节点中，为无线终端指配一个最优的无线节点，用于承载终端的业务数据。

通过该处理，可以综合使用宏小区层频谱资源和微小区频谱资源来共同支持高速移动终端，从而扩展高端频谱的应用范围。

以下进一步结合实例来描述本发明实施例提供的技术方案。

实例一：分层异构无线接入网使用混合双工SCS-HDD方式

图4是根据本发明实施例的分层异构无线接入网使用混合双工方式的示意图，以下参照图4来描述该实例中的处理。

首先，无线终端在使用成对频谱的无线节点层上完成对使用非成对频谱的无线节点层内业务信道的接入。

在时间T1，无线终端103在无线节点101使用的频谱(频谱D)上完成小区同步并获取频谱下发的小区广播信息。小区广播信息里可以包含频谱B上的业务信道的可用性指示，比如，频谱B上是否存在可用于业务与控制相分离混合双工的资源；

在时间T2，无线终端103通过频谱U向网络上请求接入频谱B，进一步地，无线终端103在上报请求接入频谱B的信息里面包含自身的业务能力信息，比如，包含具有支持业务与控制相分离混合双工的能力；

在时间T3，网络通过频谱D上的控制信道向无线终端103下发频谱B上的资源许可数据。网络侧的资源管理与双工控制单元104根据无线终端上报的双工能力，向终端发出使用业务与控制相分离混合双工的控制命令，并且，向无线终端103分配上下行业务信道的资源大小和资源位置，如信道位置。在本实例中，网络为无线终端103支配的资源如图4所示：在频谱B上的属于无线节点102的无线帧上的上行时隙5和6、时隙9和10内的资源块用于承载上行业务数据的传输块集合；在频谱B上的无线帧上的下行时隙11和12、16和17内的资源块用于承载下行业务数据的传输块集合；在频谱D上的时隙12用于传输下行控制数据；频谱U上的时隙18用于传输上行控制数据；

之后，无线终端103在网络为其分配的属于频谱B的上/下行业务信道上进行业务数据的传输。无线终端使用业务与控制相分离混合双工进行上行业务数据的传输的过程如下：

无线终端103通过无线节点102上的接收通道，在时刻①，无线终端103接入频谱B上的上行时隙5和6完成一个传输时间间隔(Transmission Time Interval，简称为TTI)内的传输数据块集合的业务数据的发送。之后，在时刻②，无线终端103接入无线节点101使用的频谱D上的无线帧上的时隙12，从而获取网络下发的反馈控制数据，比如，获取自适应调制编码控制数据(AMC)、重传请求数据(ARQ)等；然后，无线终端103根据这些反馈控制数据调整其发射参数，之后，无线终端103通过无线节点102上的接收通道，在时刻③，接入频谱B上的上行时隙9和10，在这个时间区间内完成下一个传输时间间隔(TTI)内的传输数据块集合的业务数据的发送。

之后，无线终端使用业务与控制相分离混合双工进行下行业务数据的传输，过程如下：

在无线终端103通过无线节点102上的发射通道，在时刻A，无线终端接入频谱B上的下行时隙11和12，在这段时间内完成一个传输时间间隔(TTI)内的传输数据块集合的业务数据的接收之后，在时刻B，无线终端103接入无线节点101使用的频谱U上的无线帧上的时隙18，在该时隙内向网络发送反馈控制数据，比如，自适应调制编码控制数据(AMC)调整数据、重传请求数据(ARQ)、信道状态或信道质量指示数据等；无线节点101根据这些终端上报的反馈控制数据调整其发射参数，之后，在时刻C，无线终端103接入无线节点102上的发送通道，在频谱B上的下行时隙16和17内完成下一个传输时间间隔(TTI)内的传输数据块集合的业务数据的接收。

实例二：分层异构无线接入网使用半双工FDD方式，采用层间节点间调度

图5示出了根据本发明实施例的分层异构无线接入网使用半双工FDD及层间节点间调度的示意图，如图5所示，该实例的实现过程可以描述如下：

在时刻T1，无线终端使用频谱U上的无线帧的时隙1发送上行调度请求信息以及对使用成对频谱的无线节点层(第一无线节点层)内的无线节点和使用非成对频谱的无线节点层(第二无线节点层)内的无线节点信号的测量信息，包括对无线节点101和无线节点102的信号质量信息，比如，上报对邻近的多个无线节点102a～102c的信号测量数据；在时刻T2，无线终端从频谱D上的时隙5接收调度控制命令数据，所接收到的调度控制命令指配给无线终端的是使用频谱U上的无线帧的时隙14和15发送上行业务数据。

实例三：分层异构无线接入网使用SCS-HDD方式，采用层间节点间调度

图6是分层异构无线接入网使用混合双工方式及层内节点间调度的示意图，以下参照图6描述本实例的实现过程。

在时刻T1，无线终端使用频谱U上的无线帧的时隙1发送对使用非成对频谱的无线节点层(第二无线节点层)内的无线节点信号的测量信息，比如，对邻近的两个无线节点102a、102b信号的测量数据，在时刻T2，无线终端从频谱D上的时隙5接收下行调度控制命令数据，所接收到的下行调度控制命令指配给无线终端的是使用频谱B上的无线节点102a使用的无线子帧101a上的时隙7和8上的资源来接收下行业务数据，然后，无线终端在时刻①进行下行数据的接收。

在时刻T3，无线终端使用频谱U上的无线帧的时隙17发送对使用非成对频谱的无线节点层内的无线节点信号的测量信息，比如，对邻近的两个无线节点102a、102b信号的测量数据，在时刻T4，无线终端从频谱D上的时隙19接收下行调度控制命令数据，所接收到的下行调度控制命令指配给无线终端的是使用频谱B上的无线节点102b使用的无线子帧104b上的时隙19和20上的资源来接收下行业务数据，然后，无线终端在时刻②进行下行数据的接收。

在本实施例中，由于终端103从无线节点101使用的频谱D上接入无线节点102上的频谱B上的业务信道，其接入时间可以显著缩短，具有和FDD系统一样的快速接入；由于终端103在频谱B上的数据传输可以和FDD一样得到快速反馈控制，其频谱效率，特别是在高速移动条件下的频谱效率，可以和FDD系统一样。

在上面给出的实例中，省略了3GPP LTE TDD TYP II无线帧结构的细节，比如，没有画出三个特殊时隙，这并不影响本发明的实施例以及其具体实例的实施。本发明实施例给出的业务与控制相分离的混合双工方法适用于任何FDD系统与任何TDD系统之间的协同工作，在本文中，只针对TDD系统的共性进行讨论。

由于业务数据是无线接入网的主要无线负载，而且空口负载的非对称主要是业务数据引发的，在本实施例中，业务数据采用TDD方式传送的方式保证了频谱的使用效率；而控制数据的上下行传输具有对称性的特点，因此FDD方式传输控制数据是一种合理的方式，而FDD低时延的特点保证了控制数据的快速反馈，从而使得以TDD方式承载的业务数据具有很好的动态适应能力。

本发明的上述实施例及其实例是以3GPP LTE FDD标准规范的系统与3GPP LTE TDD标准所规范的系统为基础来构建一个分层异构无线接入网，但本发明不限于上述两个系统之间的分层异构无线接入网，同样的原理和实施过程，可应用于其它FDD与TDD系统之间构成的分层异构无线接入网，比如，按照本实施例所述的方法，还可以实现如下分层异构无线接入网：

(1)分层异构无线接入网中，使用成对频谱的无线节点层(第一无线节点层)由GSM系统的基站或者RRU构成，使用非成对频谱的无线节点层(第二无线节点层)由3GPP LTE TDD标准所规范的基站、无线数字中继器，或者RRU构成；

(2)分层异构无线接入网中，使用成对频谱的无线节点层(第一无线节点层)由GSM系统的基站或者RRU构成，使用非成对频谱的无线节点层(第二无线节点层)由无线局域网标准所规范的无线节点、无线数字中继器构成；

(3)分层异构无线接入网中，使用成对频谱的无线节点层(第一无线节点层)由GSM系统的基站或者RRU构成，使用非成对频谱的无线节点层(第二无线节点层)由WiMAX标准所规范的基站、无线数字中继器、或者RRU构成；

(4)分层异构无线接入网中，使用成对频谱的无线节点层(第一无线节点层)由GSM系统的基站或者RRU构成，使用非成对频谱的无线节点层(第二无线节点层)由TD-SCDMA标准所规范的基站、无线数字中继器、或者RRU构成；

(5)分层异构无线接入网中，使用成对频谱的无线节点层(第一无线节点层)由GSM系统的基站或者RRU构成，使用非成对频谱的无线节点层(第二无线节点层)由PHS标准所规范的基站、无线数字中继器、或者RRU构成；

(6)分层异构无线接入网中，使用成对频谱的无线节点层由GSM系统的基站或者RRU构成，使用非成对频谱的无线节点层由WiMAX以及3GPP LTE TDD这两个标准所规范的基站、无线数字中继器、或者RRU构成；

(7)分层异构无线接入网中，使用成对频谱的无线节点层由GSM系统和3GPP LTE FDD系统的基站或者RRU构成，使用非成对频谱的无线节点层由WiMAX以及3GPP LTE TDD这两个标准所规范的基站、无线数字中继器、或者RRU构成。

在本实施例中的频谱B可以是任何一段TDD系统的许可频谱，也可以使用目前划分给地面电视广播的频谱，包括VHF：174MHz～230MHz，UHF：470MHz～798MHz，中的一部分。频谱B也可以是无线局域网使用的免许可频段。

另外需要说明的是，在本发明中，上行业务数据传输是指无线终端、无线中继器等通信节点通过空中接口向网络发送的业务数据；下行业务数据传输是指网络通过空中接口向无线终端、无线中继器等通信节点发送的业务数据；上行控制数据传输是指无线终端、无线中继器等通信节点通过空中接口向网络发送的控制数据；下行业控制据传输是指网络通过空中接口向无线终端、无线中继器等通信节点发送的控制数据。控制数据既包括控制信令数据，也包括无线环境测量数据。上行控制数据至少包括如下数据之一种：调度请求信息数据，信道质量指示信息(Channel Quality Indication，简称为CQI)或信道状态指示信息数据(Channel State Indication，简称为CSI)，ACK/NACK(确认/非确认)信息数据，PMI(Pre-coding MatrixIndex，预编码矩阵索引)信息数据，接入请求信息数据，自适应调制编码信息(Adaptive Modulation and Coding，简称为AMC)数据。下行控制数据至少包括如下数据之一种：下行业务数据传输的调度信息数据(指配资源位置、编码传输格式等)，上行业务数据传输的调度请求许可指示信息，信道质量指示信息数据或信道状态指示信息数据，自动请求重传信息(Automatic Repeat Request，简称为ARQ)，PMI(Pre-coding Matrix Index，预编码矩阵索引)信息数据，接入请求许可信息数据，编码传输格式指示信息数据，功率控制数据(Transmission Power Control，简称为TPC)，切换控制数据，小区信息广播数据，小区同步数据。

通过本发明的上述至少一个技术方案，实现了以下有益效果：(1)通过在分层无线接入网中引入业务与控制相分离的双工方式，使得无线接入系统既保留了TDD的信道互易性以及上/下行业务的灵活性，又兼有FDD的低反馈时延的各种优点，从而提高了TDD空口的动态性能和吞吐量；(2)在与分层无线接入网架构及节点调度技术相结合的情况下，可以使在高端频谱(比如，5GHz附近)上以TDD方式工作的微小区无线节点支持高速移动终端，从而扩展了高端频谱的应用范围；(3)分层异构无线接入网的工作方法易于在现有频谱规划下实现；可以与现有系统的双工模式兼容，实现平滑演进。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。