用于在无线节点之间交换回传信息的方法、系统和控制单元与流程
本申请涉及无线通信，更具体地，涉及用于将远端无线节点连接到核心网的无线回传架构。
背景技术：
无线通信网络，例如蜂窝网络，通常包括多个连接到核心网的分布式无线节点(例如基站)。每个无线节点向特定地理区域内的终端用户节点提供无线通信能力。换言之，每个无线节点通过无线通信链路将终端用户节点连接到核心网。无线节点通常通过一个或多个回传链路连接到核心网，所述一个或多个回传链路在无线节点与网络设备(例如基站控制器)之间建立，所述网络设备连接到或可以访问核心网。在本文中，通过回传网络交换的信息称为回传信息。
理想情况下，回传信息通过一个或多个光纤回传链路进行交换，以在远端无线节点和对应的网络设备之间实现回传信息的高吞吐量。然而，由于安装成本高等原因，建立光纤回传链路并非总是可行或实用的。因此，在很多情况下，回传信息通过在远端无线节点和锚点无线节点(连接到或可以访问核心网的无线节点)之间建立的一个或多个点对点无线回传链路进行交换。
现参考图1a，其示出了申请人已知的通过点对点无线回传链路交换回传信息的第一示例性系统100。所描述的特征(例如系统100)为申请人已知的并非承认该特征为公知的。在该示例中，系统100可以称为微波回传系统，远端无线节点102和锚点无线节点104之间使用频率带宽(fbackhaul)建立的专用点对点无线回传链路106交换回传信息，所述频率带宽(fbackhaul)不同于无线节点102、104用于向一个或多个终端用户节点110提供上下行无线接入连接108的频率带宽(fend-user)。用于建立专用点对点无线回传链路106的频率带宽((fbackhaul)通常在电磁频谱的微波频率范围内。由于技术演进和可用宽信道带宽，v频段(57–66ghz)和e频段(71–76ghz)已被确认为适合用于在远端无线节点和锚点无线节点之间建立高吞吐量的专用回传通信链路。w频段(92–114.5ghz)和d频段(130–174.7ghz)也已被确认为可能适合用于在远端无线节点和锚点无线节点之间建立专用回传通信链路。
然而，虽然工作在e频段、w频段或d频段等高频率带宽的微波回传链路一般都能提供较高的容量，但由于链路预算差且雨衰严重，影响了在高频率带宽的传播，因而可达性和覆盖范围受限。此外，由于光授权范式和缺乏对某些频段(如v频段)的统一规定，这必然导致过度保守的链路规划设计，以抵消其他同信道系统可能产生的额外干扰。这些因素使得实现微波回传链路通常所需的吞吐量可用性非常具有挑战性，尤其考虑到未来无线网络中期望的站间距(例如城市环境300–500米，农村环境800–3000米)。
现参考图1b，其示出了申请人已知的通过点对点无线回传链路交换回传信息的第二示例性系统120。在该示例中，系统120可以称为双频回传系统，远端无线节点102和锚点无线节点104之间使用两个不相交的频段(fbackhaul、fbackhaul2)建立的至少两个专用点对点无线回传链路106、122交换回传信息。这两个频段不同于无线节点102、104用于向终端用户节点110提供上下行无线接入连接108的频率带宽(fend-user)。用于建立无线回传链路106、122的两个频率带宽(fbackhaul、fbackhaul2)通常具有不同的传播和调节条件。相较于利用单个频率带宽建立回传链路的系统，例如图1a的系统100，双频回传系统通常使用两个不相交频段上的不同信道条件增加了回传吞吐量的可靠性。然而，这种双频回传系统120通常比图1a的系统100等利用单个频率带宽建立回传链路的系统更复杂，因为无线节点需要额外的硬件和逻辑才能支持多个频率带宽上的通信。
下文描述的实施例仅以示例的方式提供，并不限制用于解决申请人已知的无线回传架构和系统的任何或所有缺点的实现方式。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种回传架构，相较于已知的微波回传系统(例如图1a的系统100)，使得高容量回传链路具有更高的最小保证吞吐量。
通过独立权利要求的特征来实现上述和其他目标。进一步的实施形式在从属权利要求、具体说明和附图中显而易见。
第一方面提供了一种控制单元，用于控制包括第一无线单元和第二无线单元的无线节点，其中所述控制单元用于：生成并输出一个或多个控制信号，以使得：所述第一无线单元使用第一频率带宽建立的第一通信链路与另一无线节点交换回传信息的第一部分；所述第二无线单元使用第二频率带宽向一个或多个终端用户节点提供上下行无线接入连接；所述第二无线单元使用所述第二频率带宽建立的第二通信链路与所述另一无线节点交换所述回传信息的第二部分。
所述控制单元可以用于至少基于确定的所述第一通信链路的质量不动态分配所述第二频率带宽或动态分配所述第二频率带宽的一部分用于建立所述第二通信链路。
所述控制单元可以用于：响应于确定所述第一通信链路的质量大于或等于最小质量，不分配所述第二频率带宽用于建立所述第二通信链路；响应于确定所述第一通信链路的质量小于所述最小质量，分配所述第二频率带宽的一部分用于建立所述第二通信链路。
所述控制单元可以用于：响应于确定所述第一无线单元通过所述第一通信链路传输的回传信息的吞吐量小于第一阈值，和/或所述第一无线单元通过所述第一通信链路接收的回传信息的吞吐量小于第二阈值，确定所述第一通信链路的质量小于所述最小质量。
所述控制单元可以用于不分配所述第二频率带宽或通过以下方式分配所述第二频率带宽的一部分用于建立所述第二通信链路：将无线接入帧在时间上划分为多个周期，并输出一个或多个控制信号以使所述第二无线单元在所述多个周期的每个周期中执行以下一项或多项：至少基于所述第一通信链路的质量，使用所述第二频率带宽向所述一个或多个终端用户节点提供上行无线接入连接，使用所述第二频率带宽向所述一个或多个终端用户节点提供下行无线接入连接，使用所述第二频率带宽向所述另一无线节点传输回传信息，以及使用所述第二频率带宽从所述另一无线节点接收回传信息。
所述控制单元可以用于：响应于确定所述第一通信链路的质量大于或等于所述最小质量，将无线接入帧划分为两个周期，并输出一个或多个控制信号以使所述第二无线单元执行以下操作：在所述两个周期的一个周期中，仅向所述一个或多个终端用户节点提供下行无线接入连接；在所述两个周期的另一周期中，仅向所述一个或多个终端用户节点提供上行无线接入连接。
所述控制单元可以用于：响应于确定所述第一通信链路的质量小于所述最小质量且所述第二无线单元不支持空间复用，将无线接入帧划分为四个周期，并输出一个或多个控制信号以使所述第二无线单元执行以下操作：在所述四个周期的一个周期中，使用所述第二频率带宽向所述一个或多个终端用户节点提供下行无线接入连接；在所述四个周期的另一周期中，使用所述第二频率带宽向所述一个或多个终端用户节点提供上行无线接入连接；在所述四个周期的又一周期中，通过所述第二通信链路向所述另一无线节点传输回传信息；在所述四个周期的剩余周期中，通过所述第二通信链路从所述另一无线节点接收回传信息。
所述控制单元可以用于：响应于确定所述第一通信链路的质量小于所述最小质量且所述第二无线单元支持空间复用，将无线接入帧划分为四个周期，并输出一个或多个控制信号以使所述第二无线单元执行以下操作：在所述四个周期的一个周期中，使用所述第二频率带宽同时向所述一个或多个终端用户节点提供下行无线接入连接并且向所述另一无线节点传输回传信息；在所述四个周期的另一周期中，使用所述第二频率带宽同时向所述一个或多个终端用户节点提供上行无线接入连接并且从所述另一无线节点接收回传信息；在所述四个周期的又一周期中，使用所述第二频率带宽仅向所述一个或多个终端用户节点提供下行无线接入连接；在所述四个周期的剩余周期中，使用所述第二频率带宽仅向所述一个或多个终端用户节点提供上行无线接入连接。
所述第二无线单元可以用于向多个终端用户节点提供上下行无线接入连接；所述一个或多个控制信号可以用于使所述第二无线单元在所述一个周期中向所述多个终端用户节点的第一子集提供下行无线接入连接，并在所述又一周期中向所述多个终端用户节点的不同子集提供下行无线接入连接，以最大化以下一项或多项的函数：提供给所述多个终端用户节点的上行无线接入连接吞吐量；提供给所述多个终端用户节点的下行无线接入连接吞吐量；通过所述第二通信链路在所述第二频率带宽上向所述另一无线节点传输的所述回传信息的吞吐量；通过所述第二通信链路在所述第二频率带宽上从所述另一无线节点接收的所述回传信息的吞吐量。
所述控制单元可以用于：响应于确定所述第一通信链路的质量小于所述最小质量且所述第二无线单元支持空间复用，将无线接入帧划分为两个周期，并输出一个或多个控制信号以使所述第二无线单元执行以下操作：在所述两个周期的一个周期中，使用所述第二频率带宽同时向所述一个或多个终端用户节点提供下行无线接入连接并且向所述另一无线节点传输回传信息；在所述两个周期的另一周期中，使用所述第二频率带宽同时向所述一个或多个终端用户节点提供上行无线接入连接并且从所述另一无线节点接收回传信息。
所述控制单元可以用于选择所述多个周期的时长以最大化以下一项或多项的函数：提供给所述一个或多个终端用户节点的上行无线接入连接吞吐量；提供给所述一个或多个终端用户节点的下行无线接入连接吞吐量；通过所述第二通信链路在所述第二频率带宽上向所述另一无线节点传输的所述回传信息的吞吐量；通过所述第二通信链路在所述第二频率带宽上从所述另一无线节点接收的所述回传信息的吞吐量。
所述控制单元可以用于至少基于以下一项或多项选择每个周期的时长：所述第二无线单元向所述一个或多个终端用户节点提供的上行无线接入连接吞吐量；所述第二无线单元向所述一个或多个终端用户节点提供的下行无线接入连接吞吐量；所述另一无线节点向所述一个或多个终端用户节点提供的上行无线接入连接吞吐量；所述另一无线节点向所述一个或多个终端用户节点提供的下行无线接入连接吞吐量；通过所述第二通信链路在所述第二频率带宽上向所述另一无线节点传输的所述回传信息的吞吐量；通过所述第二通信链路在所述第二频率带宽上从所述另一无线节点接收的所述回传信息的吞吐量；通过所述第一通信链路在所述第一频率带宽上向所述另一无线节点传输的回传信息的吞吐量；通过所述第一通信链路在所述第一频率带宽上从所述另一无线节点接收的回传信息的吞吐量。
所述控制单元可以用于周期性地确定所述第一通信链路的质量，并基于所述确定来更新所述分配。
所述控制单元可以用于在n个无线接入帧之后确定所述第一通信链路的质量并更新所述分配，其中n为大于或等于1的整数。
所述第二无线单元可以用于向多个终端用户节点提供上下行无线接入连接；所述一个或多个控制信号可以用于使所述第二无线单元在所述另一周期中向所述多个终端用户节点的第一子集提供上行无线接入连接，并在所述剩余周期中向所述多个终端用户节点的不同子集提供上行无线接入连接，以最大化以下一项或多项的函数：提供给所述多个终端用户节点的上行无线接入连接吞吐量；提供给所述多个终端用户节点的下行无线接入连接吞吐量；通过所述第二通信链路在所述第二频率带宽上向所述另一无线节点传输的所述回传信息的吞吐量；通过所述第二通信链路在所述第二频率带宽上从所述另一无线节点接收的所述回传信息的吞吐量。
所述控制单元可以用于选择每个周期的时长以最大化提供给所述一个或多个终端用户节点的上行无线接入连接吞吐量和/或提供给所述一个或多个终端用户节点的下行无线接入连接吞吐量的函数，同时保证以下至少一项为最小质量：所述无线节点向所述一个或多个终端用户节点提供的上行无线接入连接吞吐量、所述无线节点向所述一个或多个终端用户节点提供的下行无线接入连接吞吐量、所述另一无线节点向所述一个或多个终端用户节点提供的上行无线接入连接吞吐量以及所述另一无线节点向所述一个或多个终端用户节点提供的下行无线接入连接吞吐量。
所述回传信息可以包括一个或多个回传信息子集，每个回传信息子集与优先级相关联，所述控制单元可以用于基于与一个或多个子集相关联的优先级选择所述一个或多个子集通过所述第二通信链路进行传输，并输出一个或多个控制信号以使所选择的子集由所述第二无线单元通过所述第二通信链路进行传输。
所述控制单元可以用于在无限分辨率内或在具有有限数量的可能性的离散集合内选择所述周期的时长。
当所述无线节点支持空间复用时，所述控制单元生成的所述一个或多个控制信号可以适配所述无线节点支持的特定复用模式。
所述另一无线节点可以用于使用所述第二频率带宽向所述一个或多个终端用户节点提供上下行无线接入连接，所述控制单元还可以用于根据所述另一无线节点使用所述第二频率带宽向所述一个或多个终端用户节点提供的下行无线接入连接频谱效率来生成所述第一阈值，并根据所述另一无线节点使用所述第二频率带宽向所述一个或多个终端用户节点提供的上行无线接入连接频谱效率来生成所述第二阈值。
第二方面提供了一种无线节点，包括：第一无线单元，用于使用第一频率带宽建立的第一通信链路与另一无线节点交换回传信息的第一部分；第二无线单元，用于：使用第二频率带宽向一个或多个终端用户节点提供上下行无线接入连接，其中所述第二频率带宽不同于所述第一频率带宽；使用所述第二频率带宽建立的第二通信链路与所述另一无线节点交换所述回传信息的第二部分。
所述回传信息的第一部分可以是能够在所述第一频率带宽上可靠承载的回传信息的一部分，所述回传信息的第二部分对应于能够在所述第二频率带宽上可靠承载的回传信息量。
所述无线节点还可以包括接口单元，所述接口单元用于调整通过所述第一和第二无线单元中的其中一个接收的信息，以使其适合由所述第一和第二无线单元中的另一个进行传输。
所述第二无线单元可以包括天线单元，所述天线单元包括多个天线振子，以支持多输入多输出通信。
第三方面提供了一种系统，包括第二方面所述的无线节点和第一方面所述的控制单元，其中所述控制单元用于控制所述无线节点。
所述无线节点可以通过光纤链路连接到核心网；所述系统还可以包括所述另一无线节点，所述另一无线节点不通过光纤链路直接连接到核心网，所述另一无线节点包括：第三无线单元，用于使用所述第一频率带宽与所述无线节点交换所述回传信息的第一部分；第四无线单元，用于：使用所述第二频率带宽向一个或多个终端用户节点提供上下行无线接入连接；使用所述第二频率带宽与所述无线节点(202-a)交换所述回传信息的第二部分。
第四方面提供了一种用于在一个无线节点和另一无线节点之间交换回传信息的方法，所述方法包括：使用第一频率带宽建立的第一通信链路交换所述回传信息的第一部分；使用第二频率带宽建立的第二通信链路交换所述回传信息的第二部分，其中所述第二频率带宽不同于所述第一频率带宽，并且用于至少一个所述无线节点向一个或多个终端用户节点提供上下行无线接入连接。
根据第四方面的进一步实现方式，所述方法还包括用于实现上述单元功能的步骤，其中上述单元与第一至第三方面中的所述控制单元、所述无线节点和所述系统有关。
第五方面提供了一种包含计算机可执行指令的计算机程序产品，所述计算机可执行指令由处理器执行时，用于执行第五方面所述的方法的步骤。
附图说明
现将参考附图通过示例的方式对本发明进行描述。在附图中：
图1a是已知微波回传系统的示意图。
图1b是已知双频回传系统的示意图。
图2是使用带外回传和带内回传相结合的示例性回传系统的示意图。
图3是第一和第二频率带宽的频谱示意图。
图4是用于动态分配第二频率带宽的一部分以建立第二通信链路的示例性方法的流图。
图5是将无线接入帧在时间上进行划分的示例的示意图，将无线接入帧在时间上进行划分使得一对无线节点能够使用第二频率带宽向其各自的终端用户节点提供上下行无线接入连接。
图6是将无线接入帧在时间上进行划分的示例的示意图，将无线接入帧在时间上进行划分使得一对无线节点能够使用第二频率带宽向其各自的终端用户节点提供上下行无线接入连接，并使用第二频率带宽交换回传信息，而无需空间复用。
图7是将无线接入帧在时间上进行划分的第一示例的示意图，将无线接入帧在时间上进行划分使得一对无线节点能够使用第二频率带宽向其各自的终端用户节点提供上下行无线接入连接，并在空间复用的情况下使用第二频率带宽交换回传信息。
图8是将无线接入帧在时间上进行划分的第二示例的示意图，将无线接入帧在时间上进行划分使得一对无线节点能够使用第二频率带宽向其各自的终端用户节点提供上下行无线接入连接，并在空间复用的情况下使用第二频率带宽交换回传信息。
图9是图2的回传系统的回传信息吞吐量的累积分布函数的图。
图10是示例性无线节点的框图。
具体实施方式
以下举例说明以使本领域技术人员能够制作和使用本发明。本发明不限于本文描述的实施例，对所公开实施例的各种修改对于本领域技术人员来说将是显而易见的。实施例仅以示例方式描述。
本文描述的是用于控制无线节点的方法、系统和控制单元，其中，无线节点与至少一个其他无线节点同时通过第一通信链路和第二通信链路交换回传信息，第一通信链路利用第一频率带宽(fbackhaul)建立，第二通信链路利用第二频率带宽(fend-user)建立，第二通信链路还用于无线节点向一个或多个终端用户节点提供上下行无线接入连接。相较于已知的使用单个点对点专用微波回传链路的微波回传系统(例如图1a的系统100)，这种方法、系统和控制单元使得高容量回传链路具有更高的最小保证吞吐量。此外，由于在本文描述的方法、系统和控制单元中，无线节点仅使用两个频率带宽(fbackhaul、fend-user)向其各自的终端用户节点提供上下行无线接入连接并交换回传信息，因此，它们可能比图1b的系统120等系统更高效且更简单，其中在图1b的系统120等系统中，无线节点使用三种不同的频率带宽(fbackhaul、fbackhaul2、fend-user)向其各自的终端用户节点提供上下行无线接入连接并交换回传信息。
在一些情况下，第二通信链路(即利用第二频率带宽建立的通信链路)可以基于第一通信链路(即利用第一频率带宽建立的通信链路)的质量动态建立。例如，在一些情况下，当第一通信链路的质量低于最小质量时(例如，当一个无线节点向另一无线节点传输的回传信息的吞吐量低于第一阈值和/或该无线节点从另一无线节点接收的回传信息的吞吐量低于第二阈值时)，可以建立第二通信链路。在建立第二通信链路时，可以至少基于第一通信链路的质量动态调整用于建立第二通信链路的第二频率带宽的一部分或第二频率带宽量。这使得能够有效使用频率带宽，因为当第一通信链路的质量高于最小质量时，第二频率带宽可以专用于提供上下行无线接入连接，并且当第一通信链路的质量低于所述最小质量时，第二频率带宽的至少一部分可以动态分配用于传输回传信息，以作为第一通信链路的补充。
这使得所描述的方法、系统和控制单元适用于终端用户节点的空间密度和话务量密度与利用第一频率带宽建立的专用点对点回传链路的质量呈正相关的场景，例如受到不利气象条件影响的室外场景。在这些情况下，第二频率带宽的大部分可以用于传输回传信息，以补偿不利气象条件下在第一通信链路上临时遭受的容量损失。
在一些情况下，可以不分配第二频率带宽(当第一通信链路满足最小质量阈值时)或通过以下方式分配第二频率带宽的至少一部分(当第一通信链路不满足最小质量阈值时)用于建立第二通信链路(例如分配用于传输回传信息)：将第二频率带宽的无线接入帧在时间上划分为多个周期，其中，无线节点至少基于第一通信链路的质量在每个周期中执行以下一项或多项：使用第二频率带宽向终端用户节点提供上行无线接入，使用第二频率带宽向终端用户节点提供下行无线接入，使用第二频率带宽传输回传信息，以及使用第二频率带宽接收回传信息。可以选择周期的时长，以找到保证的上下行无线接入连接吞吐量和回传吞吐量之间的平衡点。可以在无限分辨率区间内或在具有有限数量的可能性的离散集合内选择周期的时长。
术语“无线接入帧”在本文中用于表示无线节点在某一频率带宽上传输和/或接收信号的时间段。因此，第二频率带宽的无线接入帧是无线节点在第二频率带宽上传输和/或接收信号的时间段。
现参考图2，其示出了示例性回传系统200，其中，无线节点之间同时通过第一通信链路和第二通信链路交换回传信息，第一通信链路利用第一频率带宽(fbackhaul)建立，第二通信链路利用第二频率带宽(fend-user)建立，第二通信链路还用于无线节点向一个或多个终端用户节点提供上下行无线接入连接。
系统200包括第一无线节点202-a和第二无线节点202-b。无线节点202-a、202-b可以是能够与终端用户节点和其他无线节点建立无线通信的任何设备，例如但不限于基站或无线接入点。第一无线节点202-a连接到(或可以访问)核心网204，因此可以称为锚点无线节点。第一无线节点202-a可以通过任何合适的方式连接到核心网204，例如但不限于通过光纤访问点。第二无线节点202-b和核心网204之间不存在有线连接，因此可以称为远端无线节点。由于第二无线节点202-b未连接到核心网204，因此第二无线节点与第一无线节点202-a交换回传信息。术语“回传信息”在本文中用于表示从核心网传输到远端无线节点或从远端无线节点传输到核心网的信息，可以包括：从远端无线节点(例如第二无线节点202-b)传输到锚点无线节点(例如第一无线节点202-a)或从锚点无线节点(例如第一无线节点202-a)传输到远端无线节点(例如第二无线节点202-b)；从核心网中的其他设备(例如其他无线节点支持的终端用户节点)传输到远端无线节点(例如第二无线节点202-b)支持的终端用户节点或从远端无线节点(例如第二无线节点202-b)支持的终端用户节点传输到核心网中的其他设备(例如其他无线节点支持的终端用户节点)。
每个无线节点202-a、202-b包括：第一无线单元206-a、206-b，用于使用第一频率带宽(fbackhaul)传输和接收信息；第二无线单元208-a、208-b，用于使用第二频率带宽(fend-user)传输和接收信息；控制单元210-a、210-b，用于控制无线节点202-a、202-b的操作，具体而言，用于控制第一和第二无线单元206-a、206-b、208-a、208-b的操作。由于第一和第二无线单元能够传输和接收无线信号，因此第一和第二无线单元206-a、206-b、208-a、208-b可以称为收发器。
第一和第二频率带宽(fbackhaul、fend-user)不同(即它们并不完全相同)。如图3所示，第一和第二频率带宽可以是不相交的(即不重叠)。然而，在其他示例中，第一和第二频率带宽(fbackhaul、fend-user)可以重叠。在一些情况下，第一频率带宽(fbackhaul)可以位于电磁频谱的任意授权或非授权区域，例如但不限于5150–5925mhz频段、v频段、e频段、w频段或d频段，第二频率带宽(fend-user)可以位于3400–3800mhz区域，也可以位于其他频段，例如但不限于演进的通用陆基无线接入(e-utra)频率分配。下面将结合附图10进行更详细的描述。每个无线单元206-a、206-b、208-a、208-b可以包括例如调制解调器、射频(rf)单元和一个或多个天线。然而，本领域技术人员可以清楚地知道，这仅是一个示例，无线单元206-a、206-b、208-a、208-b也可以包括更多和/或不同组件。
控制单元210-a、210-b用于生成并输出一个或多个控制信号，以使对应的第二无线单元208-a、208-b使用第二频率带宽(fend-user)向一个或多个终端用户节点216-a、216-b提供上行212-a、212-b和下行214-a、214-b无线接入连接。由于第二频率带宽用于为各自的终端用户节点提供无线接入连接，因此可以称为终端用户频率带宽或无线接入带宽。终端用户节点216-a、216-b可以是能够与核心网204建立双向无线通信的任何游牧、固定或移动设备。
控制单元210-a、210-b还用于生成一个或多个控制信号，以使对应的第一无线单元206-a、206-b使用第一频率带宽(fbackhaul)建立的第一通信链路218、220与另一无线节点202-b、202-a交换回传信息的第一部分，并且对应的第二无线单元208-a、208-b使用第二频率带宽(fend-user)建立的第二通信链路222、224与另一无线节点202-b、202-a交换回传信息的第二部分。
由于第一通信链路218、220是利用专用于交换回传信息的频率带宽(fbackhaul)建立的，因此第一通信链路218、220也可以称为专用点对点无线回传链路。类似地，由于第二通信链路222、224是利用用于向终端用户节点提供上下行无线接入连接的相同频率带宽(fend-user)建立的，因此第二通信链路222、224可以称为带内无线回传链路。因此，在图2的示例中，通过专用点对点无线回传链路(第一通信链路218、220)和带内无线回传链路(第二通信链路222、224)交换回传信息。这种配置使得带内无线回传链路(即第二通信链路222、224)作为专用点对点无线回传链路(即第一通信链路218、220)的补充回传链路。
这使得相较于仅使用单个专用点对点无线回传链路来交换回传信息的系统，例如图1a的系统100，专用点对点无线回传链路(例如第一通信链路218、220)的设计约束有所放松。例如，在具有单个专用点对点无线回传链路的系统中，例如图1a的系统100，单个专用点对点无线回传链路可能会过度设计以保证在一定百分比的时间内实现最小吞吐量(例如，在99.999％的时间将达到最小吞吐量—通常被称为“5个9”保证)。这意味着单个专用点对点无线回传链路可能会过度设计，使得即使在对链路质量产生不利影响的条件下(例如某些天气状况)，该链路也能提供保证的吞吐量。同时使用两个回传链路，即专用点对点无线回传链路和带内回传链路(即第一和第二通信链路)，意味着在一定百分比的时间内可以实现相同的最小保证吞吐量，但是专用点对点回传链路本身提供的保证吞吐量较低。这使得可以在较少限制的情况下实现专用点对点回传链路。
可替代地，如果在专用点对点无线回传链路(例如第一通信链路218、220)上设置相同的约束以保证在一定百分比的时间(例如99.999％)内实现最小吞吐量，则在相同百分比的时间(例如99.999％)内可以通过相同的专用点对点无线回传链路实现更高的保证吞吐量，因为带内回传链路(例如第二通信链路222、224)提供了额外的吞吐量。
此外，由于存在具有不同特性的两条回传链路，因此控制单元210-a、210-b可以基于第一和第二通信链路218、220、222、224的特性决定哪些回传信息通过第一通信链路218、220发送，哪些回传信息通过第二通信链路222、224发送。例如，回传信息可以包括回传信息的多个子集，其中每个子集与优先级相关联，基于与子集相关联的优先级确定哪些子集通过第一通信链路218、220发送，哪些子集通过第二通信链路222、224发送。例如，可以通过具有较低时延的通信链路发送具有较高优先级的子集。
第一无线节点202-a、202-b的控制单元210-a、210-b同步工作，以确保例如当一个控制单元210-a配置对应的第二无线单元208-a以建立第二通信链路时，另一个控制单元210-b也配置对应的第二无线单元208-b以建立第二通信链路。在一些示例中，如结合图10所示，无线节点202-a、202-b或控制单元210-a、210-b可以包括同步单元，用于获取同步信息(例如全球导航卫星系统(globalnavigationsatellitesystem，gnss)信号)，以保证无线节点时间同步。在其他示例中，无线节点202-a、202-b或控制单元210-a、210-b可以通过分布式网络同步协议进行同步，例如但不限于ieee1588精确时间协议。
在一些情况下，控制单元210-a、210-b可以用于至少基于确定的第一通信链路218、220的质量动态调整用于建立第二通信链路222、224的第二频率带宽(fend-user)的量或一部分。
例如，控制单元210-a、210-b可以用于：当第一通信链路218、220的质量大于或等于最小质量时，不分配第二频率带宽(fend-user)用于建立第二通信链路222、224；当第一通信链路218、220的质量小于最小质量时，分配第二频率带宽(fend-user)的至少一部分用于建立第二通信链路222、224。换言之，在一些情况下，控制单元210-a、210-b可以用于在第一通信链路218、220的质量小于最小质量的情况下，动态建立第二通信链路222、224。这使得第二通信链路222、224作为第一通信链路218、220的备用，例如，当第一通信链路218、220本身不能提供一定的吞吐量时，建立第二通信链路222、224。这使得当不需要第二通信链路时，第二频率带宽(fend-user)完全专用于向终端用户节点216-a、216-b提供上行212-a、212-b和下行214-a、214-b无线接入连接。
如果控制单元210-a、210-b确定分配第二频率带宽(fend-user)的至少一部分用于建立第二通信链路222、224，则控制单元210-a、210-b可以基于以下一项或多项确定用于建立第二通信链路222、224的第二频率带宽(fend-user)的量或一部分(即专用于交换回传信息的第二频率带宽(fend-user)的量)：系统要求(例如目标吞吐量)；第一通信链路218、220的状态或质量；第二通信链路222、224的状态或质量；终端用户上行212-a、212-b和下行214-a、214-b状态或质量。例如，控制单元210-a、210-b可以基于以下一项或多项确定用于建立第二通信链路222、224的第二频率带宽(fend-user)的量或一部分：
a1)第一无线节点202-a的第一无线单元206-a在第一通信链路220上接收的回传信息的瞬时吞吐量
a2)第一无线节点202-a的第一无线单元206-a在第一通信链路218上传输的回传信息的瞬时吞吐量
a3)第二通信链路222上从第一无线节点202-a的第二无线单元208-a携带的瞬时频谱效率；
a4)第二通信链路224上从第二无线节点202-b的第二无线单元208-b携带的瞬时频谱效率；
a5)第一无线节点202-a向其终端用户节点216-a提供的上下行频谱效率；
a6)第二无线节点202-b向其终端用户节点216-b提供的上下行频谱效率；
a7)与第一和第二通信链路218、220、222、224相关的统计和特性参数；
a8)与每个无线节点202-a、202-b到其终端用户节点216-a、216-b的上下行无线接入连接相关的统计和特性参数；
a9)第二频率带宽(fend-user)上影响无线节点202-a、202-b和终端用户节点216-a、216-b的干扰级别；
a10)第一频率带宽(fbackhaul)上影响无线节点202-a、202-b的干扰级别。
如本领域技术人员所知，通信链路的频谱效率是在给定带宽上可以传输的信息速率。链路频谱效率通常以比特/秒/赫兹(bit/s/hz)来衡量，等于通信链路的净比特率或最大吞吐量除以带宽，单位为hz。
控制单元210-a、210-b可以用于不分配第二频率带宽(fend-user)或通过以下方式分配第二频率带宽(fend-user)的一部分或全部用于建立第二通信链路222、224：将第二频率带宽(fend-user)的无线接入帧在时间上划分为多个周期，并输出一个或多个控制信号以使对应的第二无线单元208-a、208-b至少基于第一通信链路的质量在多个历元的每个历元中执行以下一项或多项：使用第二频率带宽(fend-user)向其一个或多个终端用户节点216-a、216-b提供上行212-a、212-b无线接入连接；使用第二频率带宽(fend-user)向其一个或多个终端用户节点216-a、216-b提供下行214-a、214-b无线接入连接；使用第二频率带宽(fend-user)向另一无线节点202-b、202-a传输回传信息；使用第二频率带宽(fend-user)从另一无线节点202-b、202-a接收回传信息。下面将结合图5至图8描述如何将无线接入帧划分为多个周期的示例。
在本文中，术语“周期”用于表示一段时间。因此，将无线接入帧在时间上划分为多个周期包括将无线接入帧划分为多个较小的时间段。通过将第二频率带宽(fend-user)的无线接入帧划分为多个周期并控制第二无线单元208-a、208-b在每个周期中通过第二频率带宽(fend-user)执行什么动作(上行、下行、回传传输、回传接收)，控制分配多少第二频率带宽给每个动作(上行、下行、回传传输、回传接收)，从而控制分配多少第二频率带宽用于建立第二通信链路(即用于传输和接收回传信息)。
具体地，如下文更详细地描述，周期的时长决定或控制无线接入连接吞吐量和回传吞吐量。具体而言，周期的时长决定或控制无线节点向终端用户节点提供的上行无线接入连接吞吐量、无线节点向终端用户节点提供的下行无线接入连接吞吐量、回传传输吞吐量和回传接收吞吐量。因此，控制单元210-a、210-b可以用于选择周期的时长以最大化以下一项或多项的函数：远端无线节点(例如第二无线节点202-b)向其终端用户节点提供的总上行无线接入连接吞吐量；远端无线节点(例如第二无线节点202-b)向其终端用户节点提供的总下行无线接入连接吞吐量；第一无线节点202-a向第二无线节点202-b传输的回传信息的总吞吐量；第二无线节点202-b向第一无线节点202-a传输的回传信息的总吞吐量。可以在一个或多个约束条件下执行最大化，以确保为上下行接入连接和/或回传信息提供最小吞吐量。
控制单元210-a、210-b可以在软件或硬件中实现。例如，控制单元210-a、210-b中的一个或多个可以是包括一个或多个处理器的计算设备，所述一个或多个处理器用于生成和输出控制信号以控制第一和第二无线单元206-a、206-b、208-a、208-b的操作。具体地，在这些示例中，所述一个或多个处理器可以用于生成和输出控制信号，以使第一和第二无线单元与另一无线单元交换回传信息，并使用第一和第二频率带宽(fbackhaul、fend-user)向一个或多个终端用户节点提供上下行无线接入连接，如上文所述。所述一个或多个处理器还可以用于不动态分配第二频率带宽(fend-user)或动态分配第二频率带宽(fend-user)的一部分用于建立第二通信链路，如上文所述。处理器可以是任何类型的通用或专用处理器，例如中央处理器(centralprocessingunit，cpu)、片上系统、状态机、媒体处理器、专用集成电路(application-specificintegratedcircuit，asic)、可编程逻辑阵列、现场可编程门阵列(field-programmablegatearray，fpga)等。
虽然图2的系统示出了每个无线节点202-a、202-b包括控制单元210-a、210-b，其中控制单元210-a、210-b用于控制无线节点的操作(具体地，无线节点的第一和第二无线单元的操作)，但在其他示例中，控制单元210-a、210-b可能不构成无线节点202-a、202-b的一部分，但可以与无线节点通信以控制其操作。在又一示例中，可以存在远离无线节点202-a、202-b但与无线节点202-a、202-b通信的单个控制单元，所述单个控制单元执行两个控制单元210-a、210-b的功能以控制两个无线节点202-a、202-b的操作。例如，所述单个控制单元可以生成控制信号以控制第一和第二无线节点202-a、202-b的第一和第二无线单元206-a、206-b、208-a、208-b的操作。
虽然图2的系统仅包括两个无线节点202-a、202-b，但是本领域技术人员可以清楚地知道，本文中所描述的方法、原理和技术可以应用于具有两个以上无线节点的系统，其中每个无线节点均使用第二频率带宽(fend-user)向其各自的终端用户节点提供上下行无线接入连接，并使用第一频率带宽(fbackhaul)建立的第一通信链路连接到一个其他节点，所述节点和其他节点之间通过第一通信链路和利用第二频率带宽(fend-user)建立的第二通信链路交换回传信息。
虽然图2的系统示出了特定无线节点202-a、202-b的第一和第二无线单元206-a、208-a、206-b、208-b为相互独立的不同的单元，但在其他示例中，由无线节点202-a、202-b的第一和第二无线单元206-a、208-a、206-b、208-b执行的功能可以由无线节点202-a、202-b的单个无线单元执行，所述单个无线单元能够在第一频率带宽(fbackhaul)和第二频率带宽(fend-user)上传输和接收数据。
现参考图4，其示出了不动态分配第二频率带宽或分配第二频率带宽的一部分用于建立第二通信链路的示例性方法400。换言之，示例性方法400用于动态确定是否建立第二通信链路222、224，若是，则确定使用多少(或哪一部分)第二频率带宽(fend-user)来建立第二通信链路(即多少(或哪一部分)第二频率带宽(fend-user)专用于交换回传信息)。方法400可以由控制单元210-a、210-b实现。
方法400开始于方框402处，其中控制单元210-a、210-b确定第一通信链路的质量是否大于或等于最小质量。在一些情况下，控制单元210-a、210-b可以用于：响应于确定在一个方向上传输的回传信息的吞吐量(例如，第一无线节点202-a通过第一通信链路218传输的回传信息的吞吐量
在一些情况下，可以生成第一阈值(β1)(例如由控制单元210-a、210-b生成)来表示第二无线节点202-b(即远端无线节点)在第二频率带宽(fend-user)上提供的下行频谱效率的函数，可以生成第二阈值(β2)(例如由控制单元210-a、210-b生成)来表示第二无线节点202-b(即远端无线节点)在第二频率带宽(fend-user)上提供的上行频谱效率的函数。频谱效率可以在任意时间基础上进行平均，并且可以通过直接测量或通过公式综合计算得到，所述公式基于第二无线节点202-b连接到其终端用户节点216-b的上下行信息(例如a8)以及网络干扰水平的统计数据(例如a9)。
在一些情况下，控制单元210-a、210-b可以用于基于例如来自第一无线单元206-a、206-b的信息直接测量第一通信链路218、220
如果控制单元210-a、210-b在方框402处确定第一通信链路218、220的质量大于或等于最小质量，则方法400进行到方框404处。然而，如果控制单元210-a、210-b在方框402处确定第一通信链路218、220的质量小于最小质量，则方法400进行到方框406处。
在方框404处，由于已确定第一通信链路的质量大于或等于最小质量，因此仅使用第一通信链路足以充分交换第一无线节点和第二无线节点之间的回传信息。因此，控制单元210-a、210-b不分配第二频率带宽(fend-user)用于建立第二通信链路222、224。换言之，在这种情况下，不建立第二通信链路。然后，控制单元210-a、210-b将第二频率带宽(fend-user)的无线接入帧划分为多个周期，以使无线节点202-a、202-b仅在第二频率带宽(fend-user)上向各自的终端用户节点216-a、216-b提供上下行无线接入连接。例如，控制单元可以划分无线接入帧以使无线节点202-a、202-b提供标准的上下行操作。下面将结合图5描述如何划分无线接入帧以使无线节点202-a、202-b使用第二频率带宽(fend-user)向终端用户节点提供上下行无线接入连接的示例。一旦第二频率带宽(fend-user)的无线接入帧划分完成，方法400结束。
在方框406处，由于已确定所述第一通信链路的质量小于最小质量，因此仅通过第一通信链路不足以充分交换回传信息，因而分配第二频率带宽的至少一部分用于建立第二通信链路。为了分配第二频率带宽的一部分用于建立第二通信链路，无线接入帧被划分为多个周期，以使无线节点使用第二频率带宽向终端用户节点提供上下行接入连接以及交换回传信息。为了确定如何划分无线接入帧，控制单元210-a、210-b确定第二无线单元208-a、208-b是否支持空间复用。因为如果第二无线单元支持空间复用，则可以通过不同方式对该帧进行划分。如本领域技术人员所知，空间复用(spatialmultiplexing，sm)是多输入多输出(multiple-inputmultiple-output，mimo)无线系统中的传输技术，用于使用已知的空间复用技术从多个发射天线同时或并行地传输分别进行编码的数据信号(也可称为流)。
如果在方框406处确定第二无线单元208-a、208-b不支持空间复用，则方法400进行到方框408处。然而，如果在方框406处确定第二无线单元支持空间复用，则方法400进行到方框410处。
在方框408处，控制单元210-a、210-b将第二频率带宽(fend-user)的无线接入帧在时间上划分为多个周期，以使无线节点向其各自的终端用户节点提供上下行无线接入连接以及在第二频率带宽(fend-user)上交换回传信息，而无需使用空间复用技术。下面将结合图6描述如何划分第二频率带宽(fend-user)的无线接入帧以使无线节点202-a、202-b在第二频率带宽(fend-user)上向终端用户节点提供上下行无线接入连接并交换回传信息的示例。一旦第二频率带宽(fend-user)的无线接入帧划分完成，方法400结束。
在方框410处，控制单元210-a、210-b将第二频率带宽(fend-user)的无线接入帧在时间上划分为多个周期，以使无线节点202-a、202-b向其各自的终端用户节点提供上下行无线接入连接以及使用空间复用技术在第二频率带宽(fend-user)上交换回传信息。下面将结合图7和图8描述如何划分第二频率带宽(fend-user)的无线接入帧以使无线节点202-a、202-b通过空间复用技术、使用第二频率带宽(fend-user)向终端用户节点提供上下行无线接入连接并交换回传信息的示例。一旦第二频率带宽(fend-user)的无线接入帧划分完成，方法400结束。
当第二频率带宽(fend-user)工作在时分双工(timedivisionduplex，tdd)模式时(即，当在给定的无线节点中，在相同频率带宽内的不同时隙上通过第二频率带宽(fend-user)进行发送和接收时)，方法可以如上所述。然而，当第二频率带宽(fend-user)工作在频分双工(frequencydivisionduplex，fdd)模式时(即，当在给定无线节点中，在第二频率带宽(fend-user)内的不同频率分配上进行发送和接收时)，所述方法除了包括分配时间资源(通过不同的周期)以在第二频率带宽(fend-user)上提供上下行无线接入连接并交换回传信息之外，还包括从第二频率带宽分配频率资源以提供上下行无线接入连接并交换回传信息。
在一些情况下，控制单元210-a、210-b可以用于周期性地执行方法400。例如，在一些情况下，控制单元210-a、210-b可以用于在预定数量(例如n个，其中n为大于或等于2的整数)的无线接入帧之后执行方法400。
现参考图5，其示出了如何将第二频率带宽(fend-user)的无线接入帧划分(例如，图4方法400的方框404处)为多个周期以在第二频率带宽(fend-user)上仅向终端用户节点提供上下行无线接入连接的示例。
由于第二频率带宽仅用于提供上下行无线接入，因此第一无线节点202-a向第二无线节点202-b传输的回传信息的总吞吐量(tbha→b)等于第一无线节点202-a通过第一通信链路向第二无线节点202-b传输的回传信息的总吞吐量
将第二频率带宽的无线接入帧在时间上划分为多个周期，以使无线节点202-a、202-b在第二频率带宽(fend-user)上仅向终端用户节点提供上下行无线接入连接可以包括：控制单元将第二频率带宽(fend-user)的无线接入帧500在时间上划分为两个周期501、502。然后，控制单元210-a、210-b使得对应的第二无线单元208-a、208-b在一个周期501(αdl)(可称为下行周期)中向其终端用户节点提供下行214-a、214-b无线接入连接；并在另一周期502(αul)中向其终端用户节点提供上行212-a、212-b无线接入连接(可称为上行周期)。控制单元210-a、210-b可以选择周期501、502(αdl、αul)的时长以反映由无线节点实现的无线接入协议造成的上下行失衡。虽然图5示出了整个帧时长(αtotal)属于一个周期或另一周期(即αtotal＝αdl+αul)，但在其他情况下，可以在不向终端用户节点提供上行或下行无线接入连接的周期之间插入保护期。
现参考图6，其示出了如何将第二频率带宽(fend-user)的无线接入帧在时间上划分为多个周期以使无线节点202-a、202-b在第二频率带宽(fend-user)上向终端用户节点提供上下行无线接入连接并交换回传信息，而无需无线节点202-a、202-b支持空间复用技术(例如图4方法400的方框408处)的示例。
由于第一通信链路218、220不足以满足回传信息的需求，因此分配第二频率带宽(fend-user)的至少一部分用于建立第二通信链路222、224，以便通过第一通信链路218、220在第一频率带宽上交换回传信息的第一部分，并通过第二通信链路222、224在第二频率带宽上交换回传信息的第二部分。回传信息的第一部分可以对应于能够通过第一通信链路在第一频率带宽上可靠承载的回传信息量，回传信息的第二部分可以对应于能够通过第二通信链路在第二频率带宽上可靠承载的回传信息量。
为了能够在第二频率带宽上传输和接收回传信息，将无线帧划分为比图5所示的示例中更多的周期。具体地，必须具有至少两个额外的周期，以使第二无线单元208-a、208-b除了使用第二频率带宽向其一个或多个终端用户节点提供上下行无线接入连接外，还传输和接收回传信息。
在一个示例中，控制单元210-a、210-b可以用于将第二频率带宽(fend-user)的无线接入帧划分为多个周期以使无线节点202-a、202-b在第二频率带宽(fend-user)上向其各自的终端用户节点提供上下行无线接入连接并交换回传信息，其中控制单元210-a、210-b将第二频率带宽(fend-user)的无线接入帧600在时间上划分为四个周期601、602、603、604(∝6-1、∝6-2、∝6-3、∝6-4)。然后，控制单元210-a、210-b使得相应的第二无线单元208-a、208-b执行以下操作：
·在一个周期601(∝6-1)(针对第一无线节点202-a)/602(∝6-2)(针对第二无线节点202-b)(相对于第一无线节点202-a，可以称为回传传输周期)中，在第二频率带宽(fend-user)上向另一无线节点发送回传信息；
·在另一周期602(∝6-2)(针对第一无线节点)/601(∝6-1)(针对第二无线节点)(相对于第一无线节点202-a，可以称为回传接收周期)中，在第二频率带宽上从另一无线节点接收回传信息；
·在又一周期603(∝6-3)(可以称为下行周期)中，向其终端用户节点提供下行无线接入连接；
·在最后的周期604(∝6-4)(可以称为上行周期)中，向其终端用户节点提供上行无线接入连接。
虽然所述周期以特定的顺序示出，例如，回传传输周期为第一周期，回传接收周期为第二周期，下行周期为第三周期，上行周期为第四周期，但是本领域技术人员可以清楚地知道，各周期可以在无线帧中以不同的顺序实现。例如，在另一示例中，下行周期可以为第一周期、上行周期为第二周期、回传接收周期为第三周期、回传传输周期为第四周期。
在该示例中，第一无线节点202-a向第二无线节点202-b传输的回传信息的总吞吐量(tbha→b)等于第一无线节点202-a通过第一通信链路向第二无线节点202-b传输的回传信息的吞吐量
控制单元210-a、210-b可以用于选择周期601、602、603、604(∝6-1、∝6-2、∝6-3、∝6-4)的时长以最大化或优化以下一项或多项的函数：远端无线节点(例如第二无线节点202-b)向其终端用户节点提供的总上行无线接入连接吞吐量
如本领域技术人员所知，使一个或多个变量的函数最大化包括识别使函数达到最大值的一个或多个变量的值。换言之，控制单元210-a、210-b可以用于选择周期601、602、603、604的时长，以生成上述一个或多个变量(例如
所述最大化可以有一个或多个约束条件(称为约束最大化或优化)。例如，所述最大化的约束条件可以是：远端无线节点(例如第二无线节点202-b)向其终端用户节点提供的总上下行无线接入连接吞吐量
所述最大化的约束条件还可以是或可替代地为：远端无线节点(例如第二无线节点202-b)向其终端用户节点216-b提供的上行和/或下行吞吐率不低于预定阈值(与上下行吞吐率可能相同也可能不同)。例如，所述最大化的约束条件可以是：远端无线节点(例如第二无线节点202-b)向其终端用户节点216-b提供的总上行无线接入连接吞吐量
所述最大化的约束条件还可以是或可替代地为：锚点无线节点(例如第一无线节点202-a)向其终端用户节点216-a提供的上行和/或下行吞吐率不低于预定阈值(与上下行吞吐率可能相同也可能不同)。例如，所述最大化的约束条件可以是：第一无线节点202-a向其终端用户节点216-a提供的总上行无线接入连接吞吐量
所述最大化的约束条件还可以是或可替代地为：四个不相交的周期601、602、603、604(∝6-1、∝6-2、∝6-3、∝6-4)的时长总和等于第二频率带宽(fend-user)的无线接入帧的总时长(∝total)，如等式(14)所示：
∝total＝∝6-1+∝6-2+∝6-3+∝6-4(14)
阈值γ1、γ2、γ3、γ4通常基于要为终端用户节点实现的最低服务质量速率。与远端无线节点(例如第二无线节点202-b)提供的无线接入连接有关的阈值γ1、γ2可以是第二无线节点202-b在标准网络运营期间在第二频率带宽(fend-user)上提供的总上行和/或下行接入频谱效率的函数。与锚点无线节点(例如第一无线节点202-a)提供的无线接入连接有关的阈值γ3、γ4可以是第一无线节点202-a在标准网络运营期间在第二频率带宽(fend-user)上提供的总上行和/或下行接入频谱效率的函数。阈值γ1、γ2、γ3、γ4可以是预定义的(例如固定的)，也可以动态调整。阈值γ1、γ2、γ3、γ4可以手动提供给控制单元210-a、210-b，例如由用户或管理员提供，或者可以硬编码到控制单元210-a、210-b中。
所实现的上行、下行和回传吞吐量(
最大化的函数可以是任何基于输入变量(例如，远端无线节点(例如第二无线节点202-b)向其终端用户节点提供的总上行无线接入连接吞吐量；远端无线节点(例如第二无线节点202-b)向终端用户节点提供的总下行无线接入连接吞吐量；第一无线节点202-a向第二无线节点传输的回传信息的总吞吐量；第二无线节点向第一无线节点202-a传输的回传信息的总吞吐量)的线性或非线性函数。例如，最大化的函数可以是远端无线节点(例如第二无线节点202-b)提供的上下行无线接入连接吞吐量
现参考图7，其示出了当无线节点202-a、202-b支持空间复用技术时，如何将第二频率带宽(fend-user)的无线接入帧在时间上划分为多个周期以使无线节点202-a、202-b在第二频率带宽(fend-user)上向其各自的终端用户节点提供上下行无线接入连接并交换回传信息(例如图4方法400的方框410处)的第一示例。
如上所述，在这种情况下，第一通信链路218、220不足以满足回传信息的需求，因此分配第二频率带宽(fend-user)的至少一部分用于建立第二通信链路222、224，以便通过第一通信链路使用第一频率带宽交换回传信息的第一部分，并通过第二通信链路使用第二频率带宽交换回传信息的第二部分。回传信息的第一部分可以对应于能够通过第一通信链路在第一频率带宽上可靠承载的回传信息量，回传信息的第二部分可以对应于能够通过第二通信链路在第二频率带宽上可靠承载的回传信息量。
由于第二无线单元208-a、208-b支持空间复用，因此第二无线单元可以在第二频率带宽上同时接收两个或两个以上不同的信息流，和/或在第二频率带宽上同时传输两个或两个以上不同的信息流。这使得每个第二无线单元208-a、208-b同时使用第二频率带宽(fend-user)向其终端用户节点提供上行无线接入连接，并使用第二频率带宽(fend-user)从另一无线节点接收回传信息；和/或同时使用第二频率带宽(fend-user)向其终端用户节点提供下行无线接入连接，并使用第二频率带宽(fend-user)向另一无线节点传输回传信息。
因此，在第二无线单元208-a、208-b支持空间复用的情况下，控制单元210-a、210-b可以用于将第二频段带宽(fend-user)的无线接入帧700划分为至少两个周期701、702(∝7-1、∝7-2)。然后，控制单元210-a、210-b使得其对应的第二无线单元208-a、208-b执行以下操作：
·在一个周期(即针对第一无线节点202-a的第一周期701(∝7-1))和针对第二无线节点202-b的第二周期702(∝7-2))中，同时在第二频率带宽上向其终端用户节点216-a、216-b提供下行无线接入连接，并在第二频率带宽上向其他无线节点202-b、202-a传输回传信息；
·在另一周期(即针对第一无线节点202-a的第二周期702(∝7-2)和针对第二无线节点202-b的第一周期701(∝7-1))中，同时在第二频率带宽上向其终端用户节点216-a、216-b提供上行无线接入连接，并在第二频率带宽上从其他无线节点202-b、202-a接收回传信息。
如上所述，控制单元以同步方式工作，使得当一个无线节点用于在第二频率带宽上传输回传信息时，另一无线节点用于在第二频率带宽上接收回传信息，反之亦然。
应注意，在图7的示例中，连接到第二无线节点202-b的终端用户节点216-b的上行无线传输可能会干扰连接到第一无线节点202-a的终端用户节点216-a的下行无线传输。类似地，连接到第一无线节点202-a的终端用户节点216-a的上行无线传输可能会干扰连接到第二无线节点202-b的终端用户节点216-b的下行无线传输。因此，控制单元210-a、210-b可以用于在等式(7)中列出的函数的最大化中考虑这些干扰级别(例如a9)。
虽然所述周期在图7中以特定的顺序示出，例如，第一无线节点202-a的第二无线单元208-a同时向其终端用户节点提供下行无线接入连接和传输回传信息的周期为第一周期，但是本领域技术人员可以清楚地知道，各周期可以在无线帧中以不同的顺序实现。例如，第一无线节点202-a的第二无线单元208-a同时向其终端用户节点提供下行无线接入连接和传输回传信息的周期也可以为第二周期。
因此，第一无线节点202-a向第二无线节点202-b传输的回传信息的总吞吐量(tbha→b)等于第一无线节点202-a通过第一通信链路向第二无线节点202-b传输的回传信息的吞吐量
与上文结合图6描述的示例类似，控制单元210-a、210-b可以用于选择周期701、702(∝7-1、∝7-2)的时长以最大化以下一项或多项的函数：远端无线节点(例如第二无线节点202-b)向其终端用户节点提供的总上行无线接入连接吞吐量
与上文结合图6描述的示例类似，所述最大化可以有一个或多个约束条件，例如但不限于上文结合图6描述的相对于等式(8)、(9)、(10)、(11)、(12)和(13)的约束条件。所述最大化的约束条件还可以是或可替代地为：两个不相交的周期701、702(∝7-1、∝7-2)的时长总和等于第二频率带宽(fend-user)的无线接入帧的总时长(∝total)，如等式(17)所示：
∝total＝∝7-1+∝7-2(17)
现参考图8，其示出了当无线节点202-a、202-b支持空间复用技术时，如何将第二频率带宽(fend-user)的无线接入帧在时间上划分为多个周期以使无线节点202-a、202-b在第二频率带宽(fend-user)上向其各自的终端用户节点提供上下行无线接入连接并交换回传信息(例如图4方法400的方框410处)的第二示例。在该示例中，控制单元210-a、210-b将第二频段带宽(fend-user)的无线接入帧在时间上划分为四个不相交(即不重叠)的周期801、802、803、804(∝8-1、∝8-2、∝8-3、∝8-4)。
然后，控制单元210-a、210-b用于使得其对应的第二无线单元208-a、208-b执行以下操作：
·在一个周期(即针对第一无线节点202-a的第一周期801(∝8-1)和针对第二无线节点202-b的第二周期802(∝8-2))中，同时在第二频率带宽上向其终端用户节点216-a、216-b提供下行无线接入连接，并在第二频率带宽上向其他无线节点202-b、202-a传输回传信息；
·在针对第一无线节点202-a的第二周期802(∝8-2)和针对第二无线节点202-b的第一周期801(∝8-1)中，同时在第二频率带宽上向其终端用户节点提供上行无线接入连接，并在第二频率带宽上从其他无线节点202-b、202-a接收回传信息；
·在又一周期803(∝8-3)中，仅向其终端用户节点216-a、216-b提供下行无线接入连接；
·在最后的周期804(∝8-4)中，仅向其终端用户节点216-a、216-b提供上行无线接入连接。
如上所述，控制单元以同步方式工作，使得当一个无线节点用于在第二频率带宽上传输回传信息时，另一无线节点用于在第二频率带宽上接收回传信息，反之亦然。
应注意，在图8的示例中，连接到第二无线节点202-b的终端用户节点216-b的上行无线传输可能会干扰连接到第一无线节点202-a的终端用户节点216-a的下行无线传输。类似地，连接到第一无线节点202-a的终端用户节点216-a的上行无线传输可能会干扰连接到第二无线节点202-b的终端用户节点216-b的下行无线传输。因此，控制单元210-a、210-b可以用于在等式(7)中列出的函数的最大化中考虑这些干扰级别(例如a9)。
虽然不同类型的周期在图8中以特定的顺序示出，例如，第一无线节点202-a的第二无线单元208-a同时向其终端用户节点提供下行无线接入连接和传输回传信息的周期为第一周期，但是本领域技术人员可以清楚地知道，各周期可以在无线帧中以不同的顺序实现。例如，第一无线节点202-a的第二无线单元208-a同时向其终端用户节点提供下行无线接入连接和传输回传信息的周期也可以为第二周期。
在该示例中，与上文结合图6和图7描述的示例类似，第一无线节点202-a向第二无线节点202-b传输的回传信息的总吞吐量(tbha→b)等于在第一周期801(∝8-1)中第一无线节点202-a通过第一通信链路向第二无线节点202-b传输的回传信息的吞吐量
与上文结合图6和图7描述的示例类似，在该示例中，控制单元210-a、210-b可以用于选择周期801、802、803、804(∝8-1、∝8-2、∝8-3、∝8-4)的时长以最大化以下一项或多项的函数：远端无线节点(例如第二无线节点202-b)向其终端用户节点提供的总上行无线接入连接吞吐量
然而，在该示例中，由于存在两个向终端用户节点提供上行无线接入连接的周期和两个向终端用户节点提供下行无线接入连接的周期，因此远端无线节点(例如第二无线节点202-b)向终端用户节点提供的总上下行无线接入连接吞吐量是每个相关周期中上下行无线接入连接吞吐量之和。具体地，提供给连接到第二无线节点202-b的终端用户节点的总下行无线接入连接吞吐量等于在第二周期802(∝8-2)中提供给连接到第二无线节点202-b的终端用户节点的下行无线接入连接吞吐量
与上文结合图6和图7描述的示例类似，所述最大化可以有一个或多个约束条件。例如，所述最大化的约束条件可以是：远端无线节点(例如第二无线节点202-b)向其终端用户节点提供的总上下行无线接入连接吞吐量
所述最大化的约束条件还可以是或可替代地为：远端无线节点(例如第二无线节点202-b)向其终端用户节点216-b提供的上行和/或下行无线接入吞吐率不低于预定阈值(与上下行吞吐率可能相同也可能不同)。例如，所述最大化的约束条件可以是：远端无线节点(例如第二无线节点202-b)向其终端用户节点提供的总上行无线接入连接吞吐量
所述最大化的约束条件还可以是或可替代地为：锚点无线节点(例如第一无线节点202-a)向其终端用户节点216-a提供的上行和/或下行吞吐率不低于预定阈值(与上下行吞吐率可能相同也可能不同)。在该示例中，由于存在两个向终端用户节点提供上行无线接入连接的周期和两个向终端用户节点提供下行无线接入连接的周期，因此锚点无线节点(例如第一无线节点202-a)向终端用户节点提供的总上下行无线接入连接吞吐量是每个相关周期中上下行无线接入连接吞吐量之和。具体地，提供给连接到第一无线节点202-a的终端用户节点的总下行无线接入连接吞吐量等于在第一周期801(∝8-1)中提供给连接到第一无线节点202-a的终端用户节点的下行无线接入连接吞吐量
例如，所述最大化的约束条件可以是：第一无线节点202-a向其终端用户节点提供的总上行无线接入连接吞吐量
所述最大化的约束条件还可以是或可替代地为：四个不相交的周期801、802、803、804(∝8-1、∝8-2、∝8-3、∝8-4)的时长总和等于第二频率带宽(fend-user)的无线接入帧的总时长(∝total)，如等式(26)所示：
∝total＝∝8-1+∝8-2+∝8-3+∝8-4(26)
由于存在多个第一无线节点202-a向其终端用户节点216-a提供上行无线接入连接的周期(例如周期802(∝8-2)和804(∝8-4))和多个第一无线节点202-a向其终端用户节点216-a提供下行无线接入连接的周期(例如周期801(∝8-1)和803(∝8-3))，且第一无线节点202-a用于向多个终端用户节点216-a提供上下行无线接入连接，因此控制单元210-a可以用于选择在上行和/或下行周期中待分配或调度的终端用户节点以最大化上述函数。
类似地，由于存在多个第二无线节点202-b向其终端用户节点216-b提供上行无线接入连接的周期(例如周期801(∝8-1)和804(∝8-4))和多个第二无线节点202-b向其终端用户节点216-b提供下行无线接入连接的周期(例如周期802(∝8-2)和803(∝8-3))，且第二无线节点202-b用于向多个终端用户节点216-b提供上下行无线接入连接，因此控制单元210-b可以用于选择在上行和/或下行周期中待分配或调度的终端用户节点以最大化上述函数。
例如，控制单元210-a、210-b可以用于使得对应的第二无线单元在一个周期(例如针对第一无线节点202-a的周期801(∝8-1)或针对第二无线节点202-b的周期802(∝8-2))中向多个终端用户节点的第一子集提供下行无线接入连接，并在另一周期(例如周期803((∝8-3))中向多个终端用户节点的不同子集提供下行无线接入连接，以基于以下一项或多项最大化函数：提供给多个终端用户节点的上行无线接入连接吞吐量；提供给多个终端用户节点的下行无线接入连接吞吐量；通过第二通信链路222、224在第二频率带宽上向另一无线节点传输的回传信息的吞吐量；通过第二通信链路222、224在第二频率带宽上从另一无线节点接收的回传信息的吞吐量。
类似地，此外或可替代地，控制单元210-a、210-b可以用于使得对应的第二无线单元在一个周期(例如针对第一无线节点202-a的周期802(∝8-2)或针对第二无线节点202-b的周期801(∝8-1))中向多个终端用户节点的第一子集提供上行无线接入连接，并在另一周期(例如周期804(∝8-4))中向多个终端用户节点的不同子集提供上行无线接入连接，以基于以下一项或多项最大化函数：提供给多个终端用户节点的上行无线接入连接吞吐量；提供给多个终端用户节点的下行无线接入连接吞吐量；通过第二通信链路在第二频率带宽上向另一无线节点传输的回传信息的吞吐量；通过第二通信链路在第二频率带宽上从另一无线节点接收的回传信息的吞吐量。
结合图8所描述的对无线接入帧进行划分使得对提供给终端用户节点的上下行无线接入吞吐量进行更精细化的控制，因为终端用户节点的上行接入可以划分为两个周期，其中一个周期中，第二频率带宽专用于提供上行无线接入连接，另一周期中，第二频率带宽用于提供上行无线接入连接和接收回传信息；和/或，终端用户节点的下行接入可以划分为两个周期，其中一个周期中，第二频率带宽专用于提供下行无线接入连接，另一周期中，第二频率带宽用于提供下行无线接入连接和传输回传信息。进一步地，使得帧的较大一部分(即两个周期)用于提供上行和/或下行无线接入连接，因为空间复用使得回传和无线接入连接在第二频率带宽上能够共存。
现参考图9，其示出了传统微波回传系统(例如图1a的系统100)和本文描述的回传系统200的回传信息吞吐量的累积分布函数图900。具体地，曲线902是传统微波回传系统(例如图1a的系统100)的回传信息吞吐量的累积分布函数，其中回传信息使用微波频率带宽建立的单个专用点对点无线回传链路进行传输；曲线904是本文描述的回传系统200的回传信息吞吐量的累积分布函数，其中回传信息通过在微波频率带宽(fbackhaul)上建立的专用点对点无线回传链路和在频率带宽(fend-user)上建立的第二通信链路共同进行传输，第二通信链路用于以自适应或动态方式向终端用户节点提供上下行无线接入连接，如上所述。
图9的放大部分906示出了本文描述的回传系统200中针对(1-ε)*100％的时间保证的回传信息吞吐量(如910处所示)大于传统微波回传系统中针对(1-ε)*100％的时间保证的回传信息吞吐量(如908处所示)，其中ε是y轴上的归一化概率。00％因此，本文描述的回传系统200可以增加针对(1-ε)*100％的时间保证的回传信息吞吐量。
现参考图10，其示出了第一无线节点202-a的示例性实现方式的框图。在图10的示例中，第一无线节点202-a包括如上所述的第一无线单元206-a、第二无线单元208-a和控制单元210-a。每个无线单元206-a、208-a包括调制解调器1002、1004，射频(radiofrequency，rf)单元1006、1008以及包括一个或多个天线振子的天线单元1010、1012。
如上所述，控制单元210-a生成并输出一个或多个控制信号以使第一无线单元206-a使用第一频率带宽(fbackhaul)向一个或多个其他无线节点(例如第二无线节点202-b)传输回传信息，或使第一无线单元206-a使用第一频率带宽(fbackhaul)从另一无线节点(例如第二无线节点202-b)接收回传信息。
当第一无线单元206-a用于从其他无线节点接收回传信息时，天线单元1010截获来自第一频率带宽(fbackhaul)内其他无线节点的入信号220。然后，天线单元1010将入信号提供给rf单元1006。rf单元1006对入信号执行众所周知的rf处理，例如但不限于放大、下变频、自动增益控制、滤波和/或其任意组合。然后，将处理后的信号提供给调制解调器1002，以对信号进行基带处理。
当第一无线单元206-a用于向一个或多个其他无线节点传输回传信息时，调制解调器1002输出提供给rf单元1006的一个或多个信号。rf单元1006对输入信号执行众所周知的rf操作，例如但不限于滤波、上变频、放大、重组和/或其任意组合。因此，rf单元1006可以在硬件中通过滤波器、上变频器、放大器和/或乘法器中的一个或多个来实现。然后，rf单元1006将处理后的一个或多个rf信号提供给天线单元1010，天线单元1010使用第一频率带宽(fbackhaul)传输信号218。
基于所采用的特定频率规划、双工模式和调度策略，接收信号220和/或传输信号218的频率带宽可以对应于第一频率带宽(fbackhaul)或其中的一部分。例如，如果第一无线单元206-a实施tdd，则可以将第一频率带宽(fbackhaul)整体分配给传输信号和接收信号。然而，如果第一无线单元实施fdd，则传输信号和接收信号在第一频率带宽(fbackhaul)内的正交频谱区域上发生。
如上所述，控制单元210-a还生成一个或多个控制信号以使第二无线单元208-a执行以下操作：使用第二频率带宽(fend-user)向一个或多个终端用户节点提供上行无线接入连接，使用第二频率带宽(fend-user)向一个或多个终端用户节点提供下行无线接入连接，使用第二频率带宽(fend-user)向另一无线节点传输回传信息，和/或使用所述第二频率带宽(fend-user)从另一无线节点接收回传信息。
当第二无线单元208-a用于从其他无线节点接收回传信息和/或向一个或多个终端用户节点提供上行无线接入连接时，天线单元1012截获来自第二频率带宽(fend-user)内的入信号224(212-a)。然后，天线单元1012将入信号提供给rf单元1008。rf单元1008对入信号执行众所周知的rf处理，例如但不限于放大、下变频、自动增益控制、滤波和/或其任意组合。然后，将处理后的信号提供给调制解调器1004，以对信号进行基带处理。
当第二无线单元208-a用于向一个或多个其他无线节点传输回传信息和/或向一个或多个终端用户节点提供下行无线接入连接时，调制解调器1004输出提供给rf单元1008的一个或多个信号。rf单元1008对输入信号执行众所周知的rf操作，例如但不限于滤波、上变频、放大、重组和/或其任意组合。因此，rf单元1008可以在硬件中通过滤波器、上变频器、放大器和/或乘法器中的一个或多个来实现。然后，rf单元1008将处理后的rf信号提供给天线单元1012，天线单元1012使用第二频率带宽(fend-user)传输信号222(214-a)。
基于所采用的特定频率规划、双工模式和调度策略，接收信号224(212-a)和/或传输信号222(214-a)的频率带宽可以对应于第二频率带宽(fend-user)或其中的一部分。例如，如果第一无线单元实施tdd，则可以将第二频率带宽(fend-user)整体分配给传输信号222(214-a)和接收信号224(212-a)。然而，如果第二无线单元实施fdd，则传输信号222(214-a)和接收信号224(212-a)在第二频率带宽(fend-user)内的正交频谱区域上发生。
在一些情况下，天线单元1012可以包括多个天线振子(未示出)，以支持多输入多输出(multiple-inputmultiple-output，mimo)通信。每个天线振子可以用于耦合到具有可变相位和幅度响应的可调谐电路。例如，天线振子可以是基本波导辐射器、辐射器簇、抛物面天线或任何其他合适的天线振子。
调制解调器1004可以包括一个或多个功能模块，用于处理接收信号或生成传输信号。功能模块可以包括以下一个或多个：用于执行调制/解调、编解码等常规基带处理的功能模块；用于执行mimo处理任务以利用多个天线振子1012所能提供的空间复用增益和分集增益的功能模块；用于执行功率适配、比特加载和/或空间模式选择的功能模块；用于支持媒体接入控制和无线资源管理任务的功能模块。
无线节点202-a还可以包括接口单元1014，用于将第二无线单元在第二频率带宽(fend-user)上接收的信息适配为合适的格式(例如合适的帧格式)，以便第二无线单元在第二频率带宽(fend-user)上传输或者第一无线单元在第一频率带宽(fbackhaul)上传输；并将第一无线单元在第一频率带宽(fbackhaul)上接收的信息适配为合适的格式(例如合适的帧格式)，以便第二无线单元在第二频率带宽(fend-user)上传输或者第一无线单元在第一频率带宽(fbackhaul)上传输。具体地，接口单元1014可以用于将回传信息转换为上下行无线接入信息，反之亦然。每个无线单元传输的信息量可以由控制单元210-a生成的控制信号来指示。
无线节点202-a还可以包括同步单元1016，用于将无线节点(尤其是控制单元210-a)的操作与一个或多个其他无线节点(尤其是其控制单元)的操作进行同步。在一些示例中，同步单元1016可以用于执行频率和时间同步任务。例如，在一些情况下，同步单元1016可以用于获取同步信息，例如全球导航卫星系统(globalnavigationsatellitesystem，gnss)发射器发出的信号，并使用这些信息来确保无线节点(尤其是控制单元)根据同步信息来工作。在其他情况下，此外或可替代地，同步单元可以用于实现ieee1588精确时间协议规定的同步功能，以实现分布式网络同步。
虽然图10示出了第一无线节点202-a的示例，但是本领域技术人员可以清楚地知道，第二无线节点202-b可以通过类似于图10所示的方式来实现。
申请方在此单独公开本文描述的每一个体特征及两个或两个以上此类特征的任意组合。以本领域技术人员的普通知识，能够基于本说明书将此类特征或组合作为整体实现，而不考虑此类特征或特征的组合是否能解决本文所公开的任何问题；且不对权利要求书的范围造成限制。本申请表明本发明的各方面可由任何这类单独特征或特征的组合构成。鉴于前文描述可在本发明的范围内进行各种修改对本领域技术人员来说是显而易见的。
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