CN101605334B - 分层无线接入系统、异类频谱多通道终端、数据传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分层无线接入系统、用于该系统的异类频谱多通道终端以及数据传输方法，其中，该系统包括：频分双工无线节点，位于宏小区层，用于对宏小区进行覆盖，并使用成对频谱与终端进行通信；时分双工无线节点，位于微小区层，用于对微小区进行覆盖，并使用非成对频谱与终端进行通信；基带处理及控制单元，用于对由频分双工无线节点和时分双工无线节点的接收或发送的信号进行基带处理、控制来自宏小区的信号与来自微小区的信号的并行传输、以及与终端交互控制信息；终端，用于接收由频分双工无线节点和时分双工无线节点的并行发送的信号，或者利用成对频谱和非成对频谱向宏小区和微小区并行发送信号。

Description

分层无线接入系统、异类频谱多通道终端、数据传输方法

技术领域

本发明涉及通信领域，并且特别地，涉及一种分层无线接入系统、用于该系统的异类频谱多通道终端以及数据传输方法。 

背景技术

分层架构和多往协同是无线接入网的发展趋势。第三代合作伙伴项目(3rd Generation Partnership Project，简称为3GPP)制定的长期演进(Long Term Evolution，简称为LTE)系统标准包含两个基本系统：时分双工(Time Division Duplex，TDD)系统和频分双工(Frequency Division Duplex，FDD)系统。国际电信联盟ITU(International Telecommunication Union，简称为ITU)提出的IMT-Advanced(增强的国际移动通信)系统将以3GPP LTETDD/FDD为基础进行演进。 

IMT-Advanced系统达到其系统目标的一个基本技术途径是多网协同，要实现IMT-Advanced系统追求的多网协同，首先要实现3GPP LTE TDD/FDD这两个系统之间的协同。 

在多网共存在同一个地理区域的情况下，必然会形成分层的架构，因此，多网协同自然要以分层架构为基础。现有的在空口上实现多网协同技术主要包括：(1)采用双模或者多模终端在两个或者多个系统间进行切换；(2)让TDD终端在FDD系统的频谱上工作，  以提高对FDD频谱的使用效率，例如，让TDD终端借用部分FDD的频谱作为其上行或者下行的传输通道。 

在申请号为200510091577.9名称为“无线网络中的软垂直切换”的专利申请中公开了一种分层接入网架构下的软垂直切换方法。该方法包括经由依照第一协议工作的第一无线电信链路而请求从依照第一协议工作的第一无线网络切换到依照第二协议工作的第二无线网络，其中第一协议不同于第二协议。该方法还包括：响应于切换请求，形成一条依照第一和第二协议的第二无线电信链路，其中第二无线电信链路与第一无线电信链路是共存的。该方法还包括：在形成第二无线电信链路之后，撤销第一无线电信链路。 

然而，在该专利公开的技术中，终端只是在切换的过程中分别与属于不同空口标准的两个无线网络之间同时保持两个不同的通信链路，而且，为了实现其所述的软切换，这两条不同的通信链路上传输的是相同的数据。该专利没有公开在没有给出在非切换的情况下，如何用两个不同的无线网络的空口资源分别承载不同数据内容的方式并行地向同一个终端提供数据。 

另外，在申请号为US20050174954、名称为“运行一个TDD/虚拟FDD分层蜂窝通信系统的方法(Method of operating aTDD/virtual FDD hierarchical cellular telecommunication system)”的专利申请中，提出了一种在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。该专利借用FDD的上行频谱中的剩余部分得到的主要好处是充分利用了FDD的上行频谱中的剩余部分。 

然而，该专利只是借用了另外一个系统的部分频谱用于上行或者下行传输，但是，终端在借用另外一个系统的上行或下行频谱的时候，放弃了对本系统的上行或下行频谱的同时使用，这样也不能用两个不同的无线网络的空口资源分别承载不同数据内容的方式并行地向同一个终端提供数据。 

总之，现在的分层无线接入网中的多网协同技术只是解决了如何让终端在不通系统的频谱资源之间进行切换，缺少让终端并行使用不同系统的频谱资源的技术，由此导致的问题是：终端的传输速率只是单个系统所能达到的传输速率，不能达到两个不同系统的传输速率之和。 

另外，目前已经提出了一些商用的TDD/FDD双模终端，例如，具有TD-SCDMA和GSM两种工作模式的终端，以及目前的3GPPLTE标准中讨论的TDD/FDD终端。 

例如，在申请号为200610091871.4、专利名称为“一种双模终端及双模终端中双模同时运行的方法”的专利申请中，公开了一种双模终端及双模终端中双模同时运行的方法，其中，双模中的第一模式和第二模式同时待机。该方法具体包括：在第一模式进入通信状态时，关闭第二模式的发射机；并在第一模式通信结束时，开启第二模式的发射机。另外，该方法进一步包括：在第二模式进入通信状态时，关闭第一模式的网络搜索功能；并在第二模式通信结束时，开启第一模式的网络搜索功能。该专利消除了双模同时运行时一种模式对另一种模式的射频干扰。其中，第一模式是CDMA模式，第二模式是GSM模式。该终端的特点如下：当工作于TDD模式时使用TDD频谱，当工作于FDD模式时使用FDD频谱，并且可以在TDD频谱和FDD频谱间进行切换，但是，这些终端均不能同时连续地使用由TDD频谱和FDD频谱共同向该终端提供的业务。 

然而，该专利所公开的终端在第一模式进入通信状态时，将关闭第二模式的发射机，将会导致网络无法同时使用用于第一模式的频谱和用于第二模式的频谱并行地传输数据，无法实现TDD和FDD这两个系统之间的协同。 

可以看出，迄今为止，尚未提出能够真正实现TDD/FDD这两个系统的空口之间同时使用成对和非成对频谱以并行的方式与终端之间进行同步数据传输的协同的技术方案。 

发明内容

考虑到上述问题而做出本发明，为此，本发明的主要目的在于提供一种分层无线接入系统、用于该系统的异类频谱多通道终端以及数据传输方法，以解决相关技术中TDD/FDD这两个系统的空口之间无法同时使用成对和非成对频谱以并行的方式与终端之间进行同步数据传输的问题。 

根据本发明的实施例，提供了一种分层无线接入系统，该系统基于使用成对频谱的宏小区层和使用非成对频谱的微小区层，并且包括：频分双工无线节点，位于宏小区层，用于对宏小区进行覆盖，并使用成对频谱与终端进行通信；时分双工无线节点，位于微小区层，用于对微小区进行覆盖，并使用非成对频谱与终端进行通信；基带处理及控制单元，用于对由频分双工无线节点和时分双工无线节点接收或发送的信号进行基带处理、控制来自宏小区的信号与来自微小区的信号的并行传输、以及与终端交互控制信息；终端，用于接收由频分双工无线节点和时分双工无线节点并行发送的信号，或者利用成对频谱和非成对频谱向宏小区和微小区并行发送信号；其中，分层无线接入网与终端之间以如下方式之一进行双向通信：业务数据的并行下行传输方式：分层无线接入网使用频谱(D)和频谱(B)中的下行频谱(201D)并行地向终端传送业务码流，并  且，终端使用频谱(U)向网络发送反馈数据；业务数据的并行上行传输方式：分层无线接入网使用频谱(U)和频谱(B)中的上行频谱(201U)并行地从终端接收业务数据流，网络使用频谱(D)向终端发送反馈数据；业务数据的并行上行传输方式和业务数据的并行下行传输方式。 

其中，宏小区与微小区在进行信号发送时保持时间上的同步，基带处理及控制单元将宏小区与微小区同步发送给终端的信号分为使用成对频谱传输的码流和使用非成对频谱传输的码流之后，传输至终端。 

并且，在接收由频分双工无线节点和时分双工无线节点发送的信号时，终端对并行传输的使用成对频谱传输的码流和使用非成对频谱传输的码流进行合并。 

此外，时间上的同步是指：宏小区发送的信号到达终端的时间与微小区发送的信号到达终端的时间之差的绝对值小于预定值。 

其中，保持时间上的同步的处理为：时分双工无线节点测量频分双工无线节点所发送的信号的无线帧的指定位置到达时分双工无线节点的时间，并根据时间确定时分双工无线节点发送的信号的无线帧的相应指定位置的时刻，从而确定时分双工无线节点发送的信号的起始时间；或者通过分布式基站的基带处理单元与远端射频单元之间采用的标准接口上的时间同步功能保持时间上的同步。 

除此之外，终端向频分双工无线节点和时分双工无线节点并行发送信号是指：终端向频分双工无线节点发送的信号与向时分双工无线节点发送的信号属于不同的传输块集合、且在无线帧上占用的时隙在时间上相互重叠或交叠；或者终端向频分双工无线节点发送的信号与向时分双工无线节点发送的信号属于同一传输块集合、且在成对频谱和非成对频谱上进行了统一的信道编码。 

另外，频分双工无线节点和时分双工无线节点向终端并行发送信号是指：频分双工无线节点向终端发送的信号与时分双工无线节点向终端发送的信号属于不同的传输块集合、且在无线帧上占用的时隙在时间上相互重叠或交叠；或者频分双工无线节点向终端发送的信号与时分双工无线节点向终端发送的信号属于同一传输块集合、且在成对频谱和非成对频谱上进行了统一的信道编码。 

根据本发明的另一实施例，提供了一种异类频谱多通道终端，用于在上述的系统中进行信号的发送和/或接收。 

该终端包括：至少一个使用成对频谱的收/发通道和至少一个使用非成对频谱的收/发通道，其中，使用成对频谱的收/发通道之间以半频分双工或全双工方式工作，使用非成对频谱的收/发通道之间以时分双工方式工作，并且，在进行信号接收或发射时，使用成对频谱的收/发通道工作在频分双工无线节点的频带上，同时使用非成对频谱的收/发通道工作在时分双工无线节点的频带上；多码流处理单元，位于基带处理单元中，用于对需要发送的信号进行基带处理，形成通过成对频谱和非成对频谱并行传输的码流，并通过使用非成对频谱的收/发通道中的射频通道和使用成对频谱的收/发通道中的射频通道传输至宽带天线进行发送，或者对通过成对频谱和非成对频谱并行接收的码流进行合并。 

并且，该终端可进一步包括：通道能力上报模块，用于向网络上报以下信息中的至少之一：终端是否支持同时发送和接收使用成对频谱的码流和使用非成对频谱的码流、终端支持的非成对频谱的位置和/或带宽、终端支持的成对频谱的位置和/或带宽。 

根据本发明的再一个实施例，提供了一种数据传输方法，用于在上述的分层无线接入系统中进行数据传输。 

该方法包括：终端向系统上报其频谱使用能力以及业务请求；系统根据终端上报的业务请求和频谱使用能力确定终端的异类频谱  多通道的工作方式；系统根据确定的工作方式向终端下发异类频谱多通道传输指示信息。 

其中，确定终端的工作方式的处理具体为：系统根据上报的业务请求判断是否能够通过一种频谱来满足所需的传输速率，并在判断为是的情况下向终端分配非成对频谱或成对频谱中的频谱； 

在判断为否的情况下，系统根据上报的频谱使用能力判断是否能够通过综合使用成对频谱和非成对频谱满足所需的传输速率，并在判断为是的情况下，进一步判断终端是否支持异类频谱多通道传输； 

在判断能够通过综合使用成对频谱和非成对频谱满足所需的传输速率且终端能够支持异类频谱多通道传输的情况下，对终端分配非成对频谱和成对频谱，在判断不能够通过综合使用成对频谱和非成对频谱满足所需的传输速率或终端不支持异类频谱多通道传输的情况下，拒绝业务请求。 

并且，系统通过频分双工无线节点向终端下发指示信息。 

此外，指示信息包括以下信息中的至少之一：终端使用的非成对频谱宽度、和/或成对频谱宽度及其频谱的位置；终端的多流传输方式，其中，包括终端的多流接收方式和/或终端的多流发送方式；终端的异类频谱多通道是否以多输入多输出方式与系统进行数据传输。 

其中，终端的多流接收方式和/或终端的多流发送方式为以下之 

使用非成对频谱和成对频谱同时在系统和终端之间传输属于不同的传输块集合的不同数据流； 

使用非成对频谱和成对频谱同时在系统和终端之间并行传输属于同一传输块集合且经过统一编码的不同数据流。 

优选地，当系统与终端进行下行传输时，系统与终端使用非成对频谱的下行频谱和成对频谱中的下行频谱进行数据传输；当系统与终端进行上行传输时，系统与终端使用时分双工的上行频谱和成对频谱中的上行频谱一起进行数据传输。 

另外，系统根据频谱使用能力和系统的天线配置和频谱配置确定终端与系统之间是否以多输入多输出方式进行数据传输。 

优选地，终端上报的频谱使用能力包括以下至少之一：终端能够使用的非成对频谱的频段个数、非成对频谱的频段宽度、非成对频谱的位置、终端能够使用的成对频谱的频段个数、成对频谱的频段宽度、成对频谱的频段位置。 

通过本发明的上述技术方案，能够为综合使用TDD系统与FDD系统的频谱的使用提供有效的技术途径，从而有效提高分层无线接入网与终端之间的数据传输速率。 

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中： 

图1是根据本发明系统实施例的分层无线接入系统(网络)的组成及其与终端通信的示意图； 

图2是根据本发明装置实施例的异类频谱多通道终端的框图； 

图3是根据本发明装置实施例的异类频谱多通道终端的结构实例的框图； 

图4是根据本发明方法实施例的数据传输方法的流程图； 

图5是根据本发明实施例的无线接入系统使用成对频谱中的下行频谱和非成对频谱中的下行时隙中的频谱向终端发送数据，并且使用成对频谱中的上行频谱从终端接收数据的示意图； 

图6是根据本发明实施例的无线接入系统使用成对频谱中的上行频谱和非成对频谱中的上行时隙中的频谱从终端接收数据，并且使用成对频谱中的下行频谱向终端发送数据的示意图； 

图7是根据本发明实施例的无线接入系统使用成对频谱中的下行频谱和非成对频谱中的下行时隙中的频谱向终端发送数据，并且使用成对频谱中的上行频谱和非成对频谱中的上行时隙中的频谱从终端接收数据的示意图； 

图8是根据本发明实施例的分层无线接入系统在宏小区覆盖层和微小区覆盖层上与终端并行传输业务数据时对频谱的使用方法的示意图。 

具体实施方式

系统实施例 

在本实施例中，提供了一种分层无线接入系统，该系统基于使用成对频谱的宏小区层(FDD层)和使用非成对频谱的微小区层(TDD层)。下文中的成对频谱是指上下行传送使用不同频段的FDD系统使用的频谱，在使用成对频谱时，可以是同时使用其中的上行部分和下行部分，也可以是分时使用或者仅仅使用其中的上行部分或下行部分。下文中非成对频谱是指上下行传送使用相同频段的TDD系统使用的频谱。在使用非成对频谱时，只能是分时使用其中的上行部分和下行部分。 

如图1所示，根据本实施例的分层无线接入系统(网络)包括：FDD无线节点101，位于宏小区层101a，用于对宏小区进行覆盖，并使用成对频谱与终端进行通信；TDD无线节点(如图1所示，包括无线节点102、103、104、和105)，位于微小区层(如图1所示，包括微小区102a、103a、104a、和105a)，用于对微小区进行覆盖，并使用非成对频谱与终端进行通信；基带处理及控制单元106，用于对由FDD无线节点和TDD无线节点的接收或发送的信号进行基带处理、控制来自宏小区的信号与来自微小区的信号的并行传输、以及与终端交互控制信息；终端107，用于接收由FDD无线节点和TDD无线节点的并行发送的信号，或者利用成对频谱和非成对频谱向宏小区和微小区并行发送信号。 

其中，宏小区层包含至少一个用于对宏小区101a进行覆盖的FDD无线节点101；微小区层包含若干个用于对微小区(102a～105a)进行覆盖的TDD无线节点(102～105)。并且，基带处理及控制单元106可通过光纤或者无线电链路与各个无线接入点进行双向通信，并用于对送往/来自宏小区无线接入点和微小区无线接入点的信号进行基带处理、对业务数据在宏小区层和微小区层上的并行传输进行控制、与异类频谱多通道终端交互控制信息。 

其中，宏小区与微小区在进行信号发送时保持时间上的同步，基带处理及控制单元将宏小区与微小区同步发送给终端的信号分为使用成对频谱传输的码流和使用非成对频谱传输的码流之后，传输至终端。 

并且，在接收由FDD无线节点和TDD无线节点的发送的信号时，终端对并行传输的使用成对频谱传输的码流和使用非成对频谱传输的码流进行合并。 

另外，上述时间上的同步是指：宏小区发送的信号到达终端的时间与微小区发送的信号到达终端的时间之差的绝对值小于预定值。 

优选地，保持时间上的同步的处理为：TDD无线节点测量FDD无线节点所发送的信号的无线帧的指定位置到达TDD无线节点的时间，并根据时间确定TDD无线节点发送的信号的无线帧的相应指定位置的时刻，从而确定TDD无线节点发送的信号的起始时间；或者通过分布式基站的基带处理单元与远端射频单元之间采用的标准接口上的时间同步功能保持时间上的同步。 

在实际应用当中，保持时间上的同步是指：到达无线终端所在位置的服务宏小区的无线帧的到达时间TOA_mac与到达无线终端所在位置的微小区无线帧的到达时间TOA_mic之差TDOA(TimeDifference ofArrival)的绝对值小于固定值Δ，通常，Δ小于OFDM符号的循环前缀时间长度。测量到达时间TOA_mac和到达时间TOA_mic时，在不同无线帧上选取一致的参照点，比如，以各自无线帧的起始时刻作为参照点。 

进一步地，结合图1，无线节点(102～105)发送的无线帧与无线节点101发送的无线帧之间保持时间上的同步可以按照如下方法之一种实现：(1)微小区无线节点(102～105)测量宏小区101无线节点101发送的无线帧的起始位置到达本微小区节点的到达时间TOA_mac-mic，然后，微小区无线节点参照TOA_mac-mic来确定其发送的无线帧的起始时刻T_mic，之后微小区无线节点在宏小区101无线节点101发送的同步信道上对TOA_mac-mic进行测量。为了实现上的简便，优选地，可以通过在微小区无线节点上安装相应的终端来实现对TOA_mac-mic的测量；或者(2)通过分布式基站的标准接口上的时间同步功能实现。 

具体地，结合图1，基带处理及控制单元106将需要传送给同一个终端的业务码流分为使用FDD频谱和使用TDD频谱并行传输的码流，分别通过宏小区层和微小区层向终端传送，比如，基带处理及控制单元106把需要传送给同一个终端107的业务码流分为通过宏小区层向终端传送业务码流Sd1(即，图1中的码流①)和通过微小区层向终端传送的业务码流Sd2(即，图1中的码流②)，Sd1和Sd2在空口上以并行的方式传送，终端107接收Sd1和Sd2并在基带处理中对其进行合并；或者，终端107同时使用FDD频谱和TDD频谱并行地向网络发送业务码流，比如，终端107同时在宏小区层的FDD频谱和微小区层的TDD频谱上向分层无线接入网发送业务码流Su1(即，图1中的码流④)及业务码流Su2(即，图1中的码流⑤)，基带处理及控制单元106接收Su1和Su2并在基带处理中对其进行合并。 

并且，终端向FDD无线节点和TDD无线节点并行发送信号是指：终端向FDD无线节点发送的信号与向TDD无线节点发送的信号属于不同的传输块集合、且在无线帧上占用的时隙在时间上相互重叠或交叠；或者终端向FDD无线节点发送的信号与向TDD无线节点发送的信号属于同一传输块集合、且在成对频谱和非成对频谱上进行了统一的信道编码。 

另外，FDD无线节点和TDD无线节点向终端并行发送信号是指：FDD无线节点向终端发送的信号与TDD无线节点向终端发送的信号属于不同的传输块集合、且在无线帧上占用的时隙在时间上相互重叠或交叠；或者FDD无线节点向终端发送的信号与TDD无线节点向终端发送的信号属于同一传输块集合、且在成对频谱和非成对频谱上进行了统一的信道编码。 

具体地，结合图1，业务数据的Sd1与Sd2属于不同的传输块集合，Sd1在宏小区层无线帧上占用的时隙与Sd2在微小区层无线  帧上占用的时隙在时间上重叠或者交叠；或者业务数据的Sd1与Sd2属于同一个传输块集合，网络在宏小区层的FDD频谱上以及微小区层的TDD频谱上对传送给终端的业务数据进行统一的信道编码； 

另外，业务数据的Su1与Su2属于不同的传输块集合，Su1在宏小区层无线帧上占用的时隙与Su2在微小区层无线帧上占用的时隙在时间上重叠或者交叠；或者业务数据的Sdu与Su2属于同一个传输块集合，终端在宏小区层的FDD频谱上以及微小区层的TDD频谱上对传送给网络的业务数据进行统一的信道编码； 

网络在下行或者上行传输中，同时使用宏小区层和微小区层的无线接入点在成对频谱和非成对频谱上并行地向终端发送业务数据或者从终端接收数据。并且，网络通过宏小区层与终端交互发送/接收业务数据所需要的控制信息。 

装置实施例 

在本实施例中，提供了一种异类频谱多通道终端，用于在上述系统中进行信号的发送和/或接收。 

如图2所示，根据本实施例的异类频谱多通道终端包括： 

至少一个使用成对频谱的收/发通道和至少一个使用非成对频谱的收/发通道，即，TDD通道10和FDD通道20，其中，使用成对频谱的收/发通道之间以半频分双工或全双工方式工作，使用非成对频谱的收/发通道之间以时分双工方式工作，并且，在进行信号接收或发射时，使用成对频谱的收/发通道工作在频分双工无线节点的频带上，同时使用非成对频谱的收/发通道工作在时分双工无线节点的频带上； 

多码流处理单元30，位于基带处理单元80中，用于对需要发送的信号进行基带处理，形成通过成对频谱和非成对频谱并行传输的码流，并通过使用非成对频谱的收/发通道中的射频通道和使用成对频谱的收/发通道中的射频通道传输至宽带天线60进行发送，或者对通过成对频谱和非成对频谱并行接收的码流进行合并，其中，天线60包括TDD天线50和FDD天线40。 

该终端可进一步包括：通道能力上报模块70，用于向网络上报以下信息中的至少之一：终端是否支持同时发送和接收使用成对频谱的码流和使用非成对频谱的码流、终端支持的非成对频谱的位置和/或带宽、终端支持的成对频谱的位置和/或带宽。 

其中，上述TDD通道是指在TDD频段上进行接收或发射的通道；FDD通道是指在FDD频段上进行接收或发射的通道，并且TDD通道的接收(发射)可以与FDD通道的接收(发射)同时进行。 

可选地，TDD通道10的数量可以为一个或者多个，FDD通道20的数量也可以为一个或者多个，一个存在于基带处理单元80内的多码流处理单元30和通道能力上报单元70，TDD收发天线40和FDD收发天线50。 

多码流处理单元30对送往网络的数据流进行基带处理，形成便于使用TDD通道10和FDD通道20并行传输的两个不同数据流。或者，多码流处理单元30对TDD通道10和FDD通道20送来的不同数据流进行合并处理。 

TDD收发天线40将TDD通道10送来的数据送往无线信道，或者从无线信道接收数据并通过TDD通道10送往多码流处理单元30。FDD收发天线50将FDD通道20送来的数据送往无线信道，或者从无线信道接收数据并通道FDD通道20送往多码流处理单元  30。当TDD通道10和FDD通道20之间的频带跨度可以用一个天线实现时，TDD收发天线40和FDD收发天线50可以合并为一个在异类频谱上同时接收或者同时发送信号的宽带天线60。 

上述的一个TDD通道可以是只覆盖一个连续的TDD频段的收发通道，也可以是覆盖两个或两个以上的不连续的TDD频段的收发通道；类似地，一个FDD通道可以是只覆盖一对连续的FDD频段的收发通道，也可以是覆盖两对或两对以上的不连续的FDD频段的收发通道。 

优选地，为了使用异类频谱多通道以多发多收的模式工作，异类频谱多通道终端包含两个或者两个以上的可以独立工作的TDD通道和两个或者两个以上的可以独立工作的FDD通道，其中，每个TDD通道可以是只覆盖一个连续的TDD频段的收发通道，也可以是覆盖两个或两个以上的不连续的TDD频段的收发通道；每个FDD通道可以是只覆盖一对连续的FDD频段的收发通道，也可以是覆盖两对或两对以上的不连续的FDD频段的收发通道。 

可选地，通道能力上报单元70向网络上报终端的通道能力，至少包括如下信息之一：(1)终端是否支持TDD/FDD的同时发送和同时接收；(2)终端可以支持的TDD频谱位置、带宽；(3)终端可以支持的FDD频谱的位置。带宽。 

可选地，上述天线可以是如下形态之一： 

天线形态之一：天线是由工作于不同频段的不同天线来构成一个宽带天线组合来实现，参见图3，其中，第1频段天线350覆盖的频谱既有非成对频谱，也有成对频谱，并且，通过滤波器分别与TDD通道310和FDD通道320相连；第2频段天线340覆盖的频  谱既有非成对频谱，也有成对频谱，并且，通过滤波器分别与TDD通道310和FDD通道320相连。 

天线形态之二：天线是由覆盖不同频段的单一的天线实现，这相当于将图3中的第1频段天线350和第2频段天线340由单一的宽带天线360来代替。该天线360覆盖了成对频谱和非成对频谱，通过滤波器分别与TDD通道310和FDD通道320相连，并且以时分方式在成对频谱和非成对频谱上同时进行接收或和同时进行发射。 

在实际应用中，该终端可以是手持终端，可以是车载终端或固定终端，也可以是无线中继器等。 

并且，在实际应用中，分层无线接入系统(网络)与终端可共同构成一个多流传输系统。终端通过宏小区层建立控制信道(如图1中的③和⑥)，终端可以向分层无线接入网的宏小区层和微小区层并行地发送业务码流Su1和Su2；终端可以从分层无线接入网的宏小区层和微小区层并行地接收业务码流S1和S2。 

方法实施例 

在本实施例中，提供了一种数据传输方法，用于在根据系统实施例的分层无线系统中进行数据传输。 

如图4所示，根据本实施例的数据传输方法包括：步骤S402，终端向系统上报其频谱使用能力以及业务请求；步骤S404，系统根据终端上报的业务请求和频谱使用能力确定终端的异类频谱多通道的工作方式；步骤S406，系统根据确定的工作方式向终端下发异类频谱多通道传输指示信息。 

其中，在步骤S402中，确定终端的工作方式的处理具体为：系统根据上报的业务请求判断是否能够通过一种频谱来满足所需的传输速率，并在判断为是的情况下向终端分配非成对频谱或成对频谱种的频谱； 

在判断为否的情况下，系统根据上报的频谱使用能力判断是否能够通过综合使用所述成对频谱和所述非成对频谱满足所需的传输速率，并在判断为是的情况下，进一步判断终端是否支持异类频谱多通道传输； 

在判断能够通过综合使用所述频谱成对和所述非成对频谱满足所需的传输速率且终端能够支持异类频谱多通道传输的情况下对终端分配非成对频谱和成对频谱，在判断不能够通过综合使用所述频谱成对和所述非成对频谱满足所需的传输速率或终端不支持异类频谱多通道传输否则拒绝业务请求。 

结合图2，终端内的通道能力上报单元70通过TDD无线接入点或者FDD无线接入点的上行信道将标识终端通道能力的代码发送给网络，网络侧的基带处理及控制单元接收该数据。 

进一步地，终端可通过TDD无线接入点或者FDD无线接入点的上行信道将业务请求发送给网络。 

进一步地，终端将可具有的可以独立并行工作的异类频谱多通道的个数、天线个数发送给网络，也就是终端可以使用的TDD频谱的频段个数、每个TDD频段宽度、频段位置，以及终端可以使用的FDD的频段个数、每个FDD频段宽度、频段位置。 

并且，系统可通过FDD无线节点向终端下发指示信息。 

此外，上述指示信息包括以下信息中的至少之一：终端使用的成对频谱宽度、和/或非成对频谱宽度及其频谱的位置；终端的多流传输方式，其中，包括终端的多流接收方式和/或终端的多流发送方式；终端的异类频谱多通道是否以多输入多输出方式与系统进行数据传输。 

其中，终端的多流接收方式和/或终端的多流发送方式为以下之一：使用成对频谱和非成对频谱同时在系统和终端之间传输属于不同的传输块集合的不同数据流；使用成对频谱和非成对频谱同时在系统和终端之间并行传输属于同一传输块集合且经过统一编码的不同数据流。 

具体地，当系统与终端进行下行传输时，系统与终端使用成对频谱的下行频谱和非成对频谱中的下行频谱进行数据传输；当系统与终端进行上行传输时，系统与终端使用成对的上行频谱和非成对频谱中的上行频谱一起进行数据传输。 

并且，系统可根据频谱使用能力和系统的天线配置和频谱配置确定终端与系统之间是否以多输入多输出方式进行数据传输。 

下面将结合分层无线接入系统与异类频谱多通道终端之间进行通信中的工作模式的实例进行描述。 

在图1所示的系统中，终端107的组成如图2所示，如图5～7所示，宏小区和微小区以及终端对频谱的使用方式如下： 

宏小区使用成对频谱以FDD方式工作，成对频谱包括下行频谱202(频谱D)和上行频谱203(频谱U)；微小区使用非成对频谱，或者称之为双向使用的频谱B，既可用于上行传送，也可用于下行传送，频谱B进一步分为上行使用的频谱201U和下行使用的频谱201D。 

分层无线接入网与异类频谱多通道终端之间以如下方式之一进行双向通信： 

(1)如图5所示，业务数据的并行下行传输方式如下：分层无线接入网使用频谱D和频谱B中的下行频谱201D并行地向终端传送业务码流，并且，终端使用频谱U向网络发送反馈数据。 

具体地，如图5所示，业务数据的并行下行传输方式包括如下两个子方式之一： 

终端收发模式1-1：分层无线接入网使用频谱D和频谱B中的下行频谱201D并行地向终端传送业务码流的同时，终端使用频谱U向网络发送反馈数据。 

终端收发模式1-2：分层无线接入网使用频谱D和频谱B中的下行频谱201D并行地向终端传送业务码流之后，终端使用频谱U向网络发送反馈数据。 

(2)如图6所示，业务数据的并行上行传输方式如下：分层无线接入网使用频谱U和频谱B中的上行频谱201U并行地从终端接收业务数据流，网络使用频谱D向终端发送反馈数据。 

如图6所示，业务数据的并行上行传输方式包括如下两个子方式之一： 

终端收发模式2-1：分层无线接入网使用频谱U和频谱B中的上行频谱201U并行地从终端接收业务数据流的同时，网络使用频谱D向终端发送反馈数据；终端收发模式2-2：分层无线接入网使用频谱U和频谱B中的上行频谱201U并行地从终端接收业务数据流之前或之后，网络使用频谱D向终端发送反馈数据。 

(3)如图7所示，业务数据的并行上行和并行下行传输方式。 

终端收发模式3-1：在第一时间区间内，分层无线接入网使用频谱U和频谱B中的上行频谱201U并行地从终端接收业务数据流，在第二时间区间内，分层无线接入网使用频谱D和频谱B中的下行频谱201D并行地向终端传送业务数据流。分层无线接入网与终端之间的控制数据(或信令)通过频谱U和/或频谱D进行传送，所述控制数据可以在第一时间区间和/或第二时间区间内进行，也可以在其它时间区间内进行。 

在实际应用中，分层无线接入网与异类频谱多通道终端之间进行通信时的具体处理过程如下： 

分层无线接入网与异类频谱多通道终端之间进行通信中的过程实包括如下步骤： 

首先，一个异类频谱多通道终端在宏小区层进行小区搜索获取网络信息，包括网络的可用频谱、接入信道指示等。具体地，如图8所示，在时刻T1，终端使用图1中的控制信道③在FDD无线节点上进行小区搜索并且读取小区的广播信息，包括小区内可用的频段信息、接入信道的时间、频率位置(对应于图4中的步骤S402)； 

之后，类频谱多通道终端在宏小区层FDD无线接入点的接入信道上上报其频谱使用能力，向网络指示自己是一个可以使用TDD频谱和FDD频谱的终端。其可用频段是3G FDD核心频段和TDD核心频段，以及2300～2400Mhz范围内以TDD方式使用的频谱。具体地，见图7，在时刻T2，终端使用图1中的控制信道③在FDD无线节点上行频谱上发终端的频谱使用能力，通知网络自己是一个可以同时使用TDD和FDD频谱的终端(对应于图4中的步骤S404)； 

最后，类频谱多通道终端在宏小区层FDD无线接入点的接入信道上上报其业务请求，请求的业务是以500Mbps的速度下载多媒体文件。具体地，如图8所示，在时刻T2，终端使用图1中的控制信道③在FDD无线节点上行频谱上将自己的业务请求与自己的频谱使用能力一起上报网络(对应于图4中的步骤S406)； 

在网络判断终端是否需要以异类频谱多通道的方式工作时的处理过程的实例如下， 

步骤(1)网络中的基带处理及控制单元(见图1)106判断终端请求的500Mbps传输速率是否可以在网络可用的同一种频谱下完成，如果判断结果为否，则执行步骤(2)。 

步骤(2)，网络判断终端的业务请求的500Mbps传输速率是否可以在综合使用网络可用的TDD频谱和FDD频谱的方式下得到满足，如果判断结果为是，则执行步骤(3)； 

步骤(3)，网络根据终端上发的频谱使用能力，判断终端是否支持TDD、FDD频谱的下行并行传输，判断结果为是，于是网络为终端确定其使用的TDD频谱和FDD频谱的资源。 

进一步地，网络根据终端的能力，通过宏小区覆盖层向终端指配工作模式。具体地，如图8所示，在时刻T3，网络使用图1中的控制信道③在FDD无线节点的下行频谱上向终端指配工作模式。 

网络向终端指配工作模式可以是如下模式： 

终端收发模式1-2(见图5)。该模式的具体工作方式如图8所示：网络将FDD节点入点使用的下行频谱(频谱D)上的无线帧的下行时隙5、6、7、9、10、12、13、15、16、19、20与TDD节点入点使用的频谱B上的无线帧的下行时隙5、6、7、9、10、12、13、15、  16、19、20捆绑使用，终端在所述下行时隙上接收网络下发的数据，并且，在时刻T4、T5、T6、T7、T8、Tn分别通过FDD节点入点使用的上行频谱(频谱U)上的无线帧的上行时隙8、11、14、17等，向网络发送反馈控制数据。在FDD节点入点使用的下行频谱(频谱D)上的无线帧的下行时隙5、6、7、9、10、12、13、15、16、19、20上传输的是图1所示的数据流①，在TDD节点入点使用的频谱B上的无线帧的下行时隙5、6、7、9、10、12、13、15、16、19、20上传送的是图1所示的数据流②。 

之后，网络向终端下发异类频谱多通道传输指示信息：网络通过FDD无线接入点向终端下发异类频谱多通道传输指示信息。 

其中，上述的频谱D、频谱U、频谱B可以是一段连续的频谱，也可以是多段非连续的频谱通过捆绑使用形成的频谱组合。 

优选地，上述反馈数据和控制数据可以包括：上行反馈数据和控制数据；下行反馈数据和控制数据。 

上行反馈数据和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，CQI)或信道状态指示信息数据(Channel State Indication，CSI)，ACK/NAK确认/不确认信息数据，预编码矩阵索引(Precoding Matrix Index，PMI)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，AMC)数据。 

下行反馈数据和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(Channel Quality Indication，CQI)或信道状态指示信息数据(Channel State Indication，CSI)，自动重发信息(Automatic Repeat  reQuest，ARQ)，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，TPC)，切换控制数据，小区信息广播数据，小区同步数据。 

其中，分层无线接入系统并行地使用成对频谱的一部分与非成对频谱的一部分与终端进行业务数据的交互，并且，分层无线接入网在成对频谱上与终端进行控制数据的交互。 

综上所述，本发明提出了分层无线接入网与终端之间进行数据传输方法，并且提供了一种同时使用TDD系统与FDD系统的空口与多通道终端之间的通信方法，借助于本发明的技术方案，能够为综合使用TDD系统与FDD系统的频谱的使用提供有效的技术途径，从而有效提高分层无线接入网与终端之间的数据传输速率。 

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。 

Claims (17)

1.一种分层无线接入系统，其特征在于，基于使用成对频谱的宏小区层和使用非成对频谱的微小区层，并且包括：

频分双工无线节点，位于宏小区层，用于对宏小区进行覆盖，并使用成对频谱与终端进行通信；

时分双工无线节点，位于微小区层，用于对微小区进行覆盖，并使用非成对频谱与所述终端进行通信；

基带处理及控制单元，用于对由所述频分双工无线节点和所述时分双工无线节点接收或发送的信号进行基带处理、控制来自所述宏小区的信号与来自所述微小区的信号的并行传输、以及与所述终端交互控制信息；

所述终端，用于接收由所述频分双工无线节点和所述时分双工无线节点并行发送的信号，或者利用所述成对频谱和所述非成对频谱向所述宏小区和所述微小区并行发送信号；

其中，分层无线接入网与所述终端之间以如下方式至少之一进行双向通信：

业务数据的并行下行传输方式：所述分层无线接入网使用频谱D和频谱B中的下行频谱(201D)并行地向所述终端传送业务码流，并且，所述终端使用频谱U向网络发送反馈数据；

业务数据的并行上行传输方式：所述分层无线接入网使用频谱U和频谱B中的上行频谱(201U)并行地从所述终端接收业务数据流，网络使用频谱D向所述终端发送反馈数据；

其中，频谱D为成对频谱中的下行频谱，频谱U为成对频谱中的上行频谱，频谱B为非成对频谱，频谱B分为上行使用的频谱(201U)和下行使用的频谱(201D)。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述宏小区与所述微小区在进行信号发送时保持时间上的同步，所述基带处理及控制单元将所述宏小区与所述微小区同步发送给所述终端的信号分为使用所述成对频谱传输的码流和使用所述非成对频谱传输的码流之后，传输至所述终端。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，在接收由所述频分双工无线节点和所述时分双工无线节点发送的信号时，所述终端对并行传输的所述使用所述成对频谱传输的码流和所述使用所述非成对频谱传输的码流进行合并。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述时间上的同步是指：所述宏小区发送的信号到达所述终端的时间与所述微小区发送的信号到达所述终端的时间之差的绝对值小于预定值。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，保持所述时间上的同步的处理为：

所述时分双工无线节点测量所述频分双工无线节点所发送的信号的无线帧的指定位置到达所述时分双工无线节点的时间，并根据所述时间确定所述时分双工无线节点发送的信号的无线帧的相应指定位置的时刻，从而确定所述时分双工无线节点发送的信号的起始时间；或者

通过分布式基站的基带处理单元与远端射频单元之间采用的标准接口上的时间同步功能保持所述时间上的同步。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述终端向所述频分双工无线节点和所述时分双工无线节点并行发送信号是指：

所述终端向所述频分双工无线节点发送的信号与向所述时分双工无线节点发送的信号属于不同的传输块集合、且在无线帧上占用的时隙在时间上相互重叠或交叠；或者

所述终端向所述频分双工无线节点发送的信号与向所述时分双工无线节点发送的信号属于同一传输块集合、且在所述成对频谱和所述非成对频谱上进行了统一的信道编码。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述频分双工无线节点和所述时分双工无线节点向所述终端并行发送信号是指：

所述频分双工无线节点向所述终端发送的信号与所述时分双工无线节点向所述终端发送的信号属于不同的传输块集合、且在无线帧上占用的时隙在时间上相互重叠或交叠；或者

所述频分双工无线节点向所述终端发送的信号与所述时分双工无线节点向所述终端发送的信号属于同一传输块集合、且在所述成对频谱和所述非成对频谱上进行了统一的信道编码。

8.一种异类频谱多通道终端，用于在根据权利要求1至7中任一项所述的系统中进行信号的发送和/或接收，其特征在于，所述终端包括：

至少一个使用成对频谱的收/发通道和至少一个使用非成对频谱的收/发通道，其中，使用所述成对频谱的收/发通道之间以半频分双工或全双工方式工作，使用所述非成对频谱的收/发通道之间以时分双工方式工作，并且，在进行信号接收或发射时，使用所述成对频谱的收/发通道工作在频分双工无线节点的频带上，同时使用所述非成对频谱的收/发通道工作在时分双工无线节点的频带上；

多码流处理单元，位于基带处理单元中，用于对需要发送的信号进行基带处理，形成通过所述成对频谱和所述非成对频谱并行传输的码流，并通过使用所述非成对频谱的收/发通道中的射频通道和使用所述成对频谱的收/发通道中的射频通道传输至宽带天线进行发送，或者对通过所述成对频谱和所述非成对频谱并行接收的码流进行合并。

9.根据权利要求8所述的终端，其特征在于，进一步包括：

通道能力上报模块，用于向网络上报以下信息中的至少之一：所述终端是否支持同时发送和接收使用所述成对频谱的码流和使用所述非成对频谱的码流、所述终端支持的所述非成对频谱的位置和/或带宽、所述终端支持的所述成对频谱的位置和/或带宽。

10.一种数据传输方法，用于在根据权利要求1至7中任一项所述的分层无线接入系统中进行数据传输，其特征在于，所述方法包括：

终端向系统上报其频谱使用能力以及业务请求；

所述系统根据所述终端上报的所述业务请求和频谱使用能力确定所述终端的异类频谱多通道的工作方式；

所述系统根据确定的所述工作方式向所述终端下发异类频谱多通道传输指示信息。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，确定所述终端的工作方式的处理具体为：

所述系统根据上报的所述业务请求判断是否能够通过一种频谱来满足所需的传输速率，并在判断为是的情况下向所述终端分配非成对频谱或成对频谱中的频谱；

在判断为否的情况下，所述系统根据上报的所述频谱使用能力判断是否能够通过综合使用所述成对频谱和所述非成对频谱满足所需的传输速率，并在判断为是的情况下，进一步判断所述终端是否支持异类频谱多通道传输；

在判断能够通过综合使用所述成对频谱和所述非成对频谱满足所需的传输速率且所述终端能够支持异类频谱多通道传输的情况下，对所述终端分配所述非成对频谱和所述成对频谱，在判断不能够通过综合使用所述成对频谱和所述非成对频谱满足所需的传输速率或所述终端不支持异类频谱多通道传输的情况下，拒绝所述业务请求。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述系统通过频分双工无线节点向终端下发所述指示信息。

13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述指示信息包括以下信息中的至少之一：所述终端使用的所述非成对频谱宽度、和/或所述成对频谱宽度及其频谱的位置；终端的多流传输方式，其中，包括所述终端的多流接收方式和/或所述终端的多流发送方式；所述终端的异类频谱多通道是否以多输入多输出方式与所述系统进行数据传输。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述终端的多流接收方式和/或所述终端的多流发送方式为以下之一：

使用所述非成对频谱和所述成对频谱同时在所述系统和所述终端之间传输属于不同的传输块集合的不同数据流；

使用所述非成对频谱和所述成对频谱同时在所述系统和所述终端之间并行传输属于同一传输块集合且经过统一编码的不同数据流。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，当所述系统与终端进行下行传输时，所述系统与所述终端使用所述非成对频谱的下行频谱和所述成对频谱中的下行频谱进行数据传输；当所述系统与所述终端进行上行传输时，所述系统与所述终端使用所述时分双工的上行频谱和所述成对频谱中的上行频谱一起进行数据传输。

16.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述系统根据所述频谱使用能力和所述系统的天线配置和频谱配置确定所述终端与所述系统之间是否以多输入多输出方式进行数据传输。

17.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述终端上报的所述频谱使用能力包括以下至少之一：

所述终端能够使用的非成对频谱的频段个数、所述非成对频谱的频段宽度、所述非成对频谱的位置、所述终端能够使用的成对频谱的频段个数、所述成对频谱的频段宽度、所述成对频谱的频段位置。

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