本发明的示例性且非限制性实施例一般涉及无线通信网络，并且更特别地涉及天线配置。
背景技术：
背景技术的以下描述可以包括在本发明之前对于相关领域而言是未知的、但是由本发明提供的洞察、发现、理解、或公开、或者连同公开一起的关联。本发明的某些这样的贡献可能会在下面具体地指出，而本发明的其他这样的贡献根据其上下文将是明显的。
定向天线(也被称为波束天线)是与在其他方向上相比在某些方向上更有效地辐射或接收无线电波的天线。借助于定向天线，可实现传输和接收方面的提高的性能以及来自不期望的源的干扰的减少。定向天线可以被实现为由一组辐射体组成的天线阵列。
为了高效的异构网络规划，在3GPPLTE-advanced中已经引入了中继节点(RN)的概念。在LTE-advanced中，中继节点(也被称为中继站，RS)是在小区边缘处提供增强的覆盖和容量的低功率eNode-B。中继使得能够以低成本在目标区域中提供扩展的LTE覆盖。预计5G系统会为中继和自回程(selfbackhauling)提供内置支持。
技术实现要素：
下面呈现本发明的简化的总结，以便提供本发明的一些方面的基本理解。该总结不是本发明的大范围的综述。其并非旨在识别本发明的关键元素或者描绘本发明的范围。其唯一目的是以简化形式呈现本发明的某些概念作为稍后呈现的更详细描述的序言。
本发明的各种方面包括如在独立权利要求中限定的方法、装置和计算机程序产品。本发明的进一步的实施例在从属权利要求中公开。
本发明的一个方面涉及用于在通信中控制中继站的方法，该方法包括：根据辐射方向图(radiationpattern)定义中继站的第一天线组和中继站的第二天线组，其中当从中继站传输上行链路数据业务时，中继站的第一天线组被控制以在传输(Tx)阶段中操作，并且中继站的第二天线组被控制以在接收(Rx)阶段中操作或者不处于使用中，并且当在中继站中接收下行链路数据业务时，中继站的第一天线组被控制以在接收(Rx)阶段中操作，并且中继站的第二天线组被控制以在传输(Tx)阶段中操作或者不处于使用中。
本发明的另一方面涉及一种装置，其包括至少一个处理器；以及包括计算机程序代码的至少一个存储器，其中至少一个存储器和计算机程序代码配置成与至少一个处理器一起使所述装置执行所述方法步骤中的任何一个。
本发明的又一方面涉及一种包括程序指令的计算机程序产品，所述程序指令在计算装置上运行时使所述计算装置执行所述方法。
尽管本发明的各种方面、实施例和特征被独立地记载，但应当理解的是，本发明的各种方面、实施例和特征的所有组合是可能的，并且在所要求保护的本发明的范围内。
附图说明
在下文中，将参考附图借助于示例性实施例更详细地描述本发明，在附图中
图1图解了在上行和下行数据之间具有高度不平衡性的半双工和全双工操作的情形；
图2图解了模式1中的示例性天线使用；
图3图解了模式2中的示例性天线使用；
图4图解了控制部分采用模式1的示例性帧结构；
图5图解了控制部分采用FDMA&模式2的示例性帧结构；
图6示出简化框图，其图解了示例性系统架构；
图7示出简化框图，其图解了示例性装置；
图8示出消息传递图，其图解了示例性信令；
图9示出根据本发明的示例性实施图的流程图的示意图；
图10示出根据本发明的另一示例性实施例的流程图的示意图。
具体实施方式
示例性实施例涉及可以体现为4G演进或5G的LTE-advanced的局域(LA)优化。示例性实施例考虑5G局域网中全双工和半双工多跳转发。在该网络中，除了具有有线回程的很少节点之外，存在着高密度的自回程中继节点(中继站，RS)，其同时充当朝向用户的接入点。所述接入沿着多跳流(multi-hopflow)被成帧和同步，并且节点利用不成对的频带的频率资源。
示例性实施例使得能够控制中继操作(尤其是天线&传输/接收(Tx/Rx)链)，以便优化各种情况和用例中的中继功能。
半双工和全双工操作都具有其自身的优点和缺点(也参见示例性图1)。全双工是一种类型的通信，在该通信中，数据可以同时在两个设备之间来回流动。全双工是指同时双向通信。全双工操作模式可能会遭受自干扰。半双工是一种类型的通信，在该通信中，数据可以在两个设备之间来回流动，但不是同时地。半双工系统中的每个设备可以发送和接收数据，但在同一时间仅有一个设备能够传输。
在全双工操作模式中，天线阵列通常以这样的方式布置：Tx和Rx方向是不同的。因此，在中继站转发数据流时，中继站从一个方向接收信号，并向另一个方向传输信号，使得难以听到例如从Tx方向到达的控制信号。例如，当在上行方向上转发数据时，这可能是关键性的，因为来自接入点(AP)的控制信息在下行方向上到达。
在上行业务和下行业务(上行业务来源于UE侧；下行业务来源于网络侧)之间具有高度不平衡性的情况下，与全双工模式相比，半双工模式会将吞吐量减少高达50％。
半双工和全双工对于中继器而言是已知的操作模式。然而，在上行链路(UL)和下行链路(DL)之间存在着不平衡的负载。在要解决UL和DL的不平衡的业务负载的问题的一种情形下，全双工基站(BS)与全双工用户设备(UE)通信，但是业务负载对于两个链路方向不是对称的。因此，可以使用这样的接入方案：以半双工执行业务的一部分，并且以全双工执行业务的一部分。然而，该接入方案仅聚焦于BS-UE链路。
一示例性实施例公开了从(中继)设备的观点如何控制中继操作。
一示例性实施例涉及中继站，其中(包括Tx/Rx电路的)各天线的功能相对于彼此被调整。在一示例性实施例中，中继站具有至少两个(Tx/Rx)天线，并且中继站利用相同的频带进行传输和接收(无需双工滤波器)。在一示例性实施例中，中继站具有至少两个(Tx/Rx)天线，并且中继站分别利用不同的频带进行传输和接收。在一示例性实施例中，中继站具有至少两个(Tx/Rx)天线，并且中继站利用不同的频带或相同的频带进行控制信息的传输和接收，并且利用相同的频带或不同的频带进行数据的传输和接收。
一示例性实施例涉及包括用于配置(包括Tx/Rx电路的)天线的两种模式的方案。在一示例性实施例中，在模式1中，天线中的每一个配置成或者在Tx阶段中或者在Rx阶段中操作。在一示例性实施例中，在模式2中，至少一个天线在Tx阶段中操作，并且至少一个其他天线在Rx阶段中操作。
在一示例性实施例中，当中继站正在传输和/或接收数据时，在同一时间仅使用模式1和模式2中的一个。不管所选择的模式如何，天线的使用还取决于天线方向图(antennapattern)相对于业务流的链路方向的关系，使得上行和下行业务以不同的方式利用可用的(包括Tx/Rx电路的)天线。天线使用基于数据流的链路方向，而动态地改变(这是动态调度的一部分)。图2图解了模式1中的示例性天线使用。图3图解了模式2中的示例性天线使用。图2和图3都假设接入点AP和用户设备UE与图1中类似地被放置。
应该注意的是，本文使用的术语“天线”还可以指天线波束，其中定向天线的使用还覆盖这样的情况：通过包括天线阵列的使用在内的波束形成技术实现方向性(即，定向辐射方向图)。这意味着，不需要将物理上不同的天线用于Tx和Rx链路方向。同一天线的不同波束可以被用于与该天线相关联的Tx和Rx链路方向上的通信。因此，在一示例性实施例中，即使天线是相同的(即，各个单独的Tx/Rx天线的辐射方向图是相同的)，在天线取向/波束方向上也可以存在差异，其中对于不同的天线组而言，辐射方向图是不同的。
在一示例性实施例中，数据流的方向和定向天线的使用之间的关系可以如下。天线(或波束)根据辐射方向图，以预定方式被分组成两组(A、B)。天线的辐射方向图(也被称为天线方向图或远场方向图)是指来自天线的无线电波的强度的方向(角度)依赖性。
上行业务触发以下情况：所述组中的一个A(或B)在Tx阶段中操作，而另一组天线B(或A)在Rx阶段中操作(模式2)或者不处于使用中(模式1)。下行业务触发以下情况：所述组中的一个A(或B)在Rx阶段中操作，而另一组天线B(或A)在Tx阶段中操作(模式2)或者不处于使用中(模式1)。
在一示例性实施例中，eNB/AP对所选择的中继模式作出决定。可以以半静态或动态的方式作出决定。可以(暂时)为整个子帧/无线电帧/任何预定义的持续时间作出选择。可替换地，分别为子帧的控制部分和数据部分选择中继模式。
还可以以信道特定的方式选择中继模式。例如，在中继节点正在接收某个关键信道(例如，PRACH)的情况下，即使中继节点已经配置成使用全双工模式，中继节点也可以临时地使用半双工模式。
在一示例性实施例中，还可能的是，在使用全双工模式时，使用不同的副载波用于上行业务和下行业务的传输，来在频率上将上行业务和下行业务分离。这涉及上行和下行之间的FDM分离(参见图5中的控制部分)。这允许上行业务和下行业务之间非常灵活的资源分配，并且使得能够具有由这些流方向之间的FDMA分离引起的额外衰减。
在一示例性实施例中，帧可以被划分成数据和控制部分，并且这些部分可以被分配有不同的操作模式。例如，可能的是，a)对于数据业务和控制业务两者都使用模式2，b)对于数据业务使用模式2，并且对于控制业务使用模式1，和/或c)对于数据业务使用模式2，并且对于控制业务使用模式2与FDMA。图4图解了对于控制部分采用模式1的示例性帧结构。图5图解了对于控制部分采用FDMA&模式2的示例性帧结构。应当注意的是，为了简明起见，图中未示出在一些情形中在不同的模式(模式1和模式2)之间和/或在Tx阶段和Rx阶段(模式1)之间所需的可能的保护时段(或切换间隙)。
在一示例性实施例中，可以基于上行业务(表示为A)和下行业务(表示为B)的比率来选择中继操作模式。在|A-B|＜阈值的情况下，选择模式1。在|A-B|＞阈值的情况下，选择模式2。阈值设置可以是基于各种方面，诸如业务负载、业务类型(例如，优先级、QoS、延迟要求)、干扰条件等。
在一示例性实施例中，关于转发时间的选择，基于所选择的中继模式，接收会发起(转发)传输，而不需要单独的触发/资源分配。在模式1中，基于接收定时(x)+预定义的(最大)处理时间(Tp)、以及当前Rx阶段的持续时间(y)，导出Tx定时。在模式1中，通过对(x+y+Tp)与预定义的帧定时进行量化/取上限(ceiling)，来获得实际传输时间。在模式2中，基于接收定时(x)+预定义的(最大)处理时间(Tp)、以及Rx阶段的持续时间(y)，导出Tx定时。在模式2中，通过对(x+y+Tp)与预定义的帧定时进行量化/取上限，来获得实际传输时间。
在一示例性实施例中，关于信令，专用的较高层信令被用于配置将要应用的模式。在动态地选择中继模式的情况下，还可能的是，使用调度许可和/或隐式信令(即，缺少调度许可)来指示所应用的中继模式(包括流的方向)。所述天线使用基于数据流的方向而动态地改变(这可以是动态调度的一部分)。
一示例性实施例使得能够在(例如，在多个天线类型被应用的)不同情况下优化中继操作(尤其是天线&TxRx链)。一示例性实施例使得能够改善下行业务和上行业务之间的资源分配(&中继操作，一般来说)。示例性实施例使得能够在全双工中继处于使用中的情况下，还维持关键控制信息的质量。
因此，一示例性实施例涉及全双工中继器的天线配置。提供了HDR(半双工中继)和FDR(全双工中继)的混合组合，以便实现全双工操作模式，同时允许半双工模式中的动态操作以适应变化的信道/天线/业务状况。
用于在不成对的频带上工作的全双工和半双工多跳转发的节点包括两个部分即天线配置，其中模式1＝HDR，并且模式2＝FDR。帧被划分成控制部分和数据部分，并且基于一些选择标准在HDR和FDR模式之间进行选择。
在一示例性实施例中，通过根据辐射方向图以预定方式将天线(或波束)分组成两个组(A、B)，中继站利用不成对的频带(将同一频带用于传输和接收)(无需双工滤波器)，其中基于数据流的方向来控制定向天线的使用。上行业务会导致以下情况：所述组中的一个(A)在Tx阶段中操作，而另一组天线(B)在Rx阶段中操作(全双工模式)或者被关断(半双工模式)。下行业务会导致以下情况：所述组中的一个(A)在Rx阶段中操作，而另一组天线(B)在Tx阶段中操作(全双工模式)或者被关断(半双工模式)。一示例性实施例可以应用于例如定向天线的不同使用(例如，针对控制和数据)、定向天线的使用标准、等等。
一示例性实施例为中继模式提供了混合操作模式(全双工和半双工)控制，并且通过将中继节点天线配置成Rx或Tx模式来控制全双工/半双工模式。一示例性实施例适用于未来的通信协议例如5G蜂窝，并且还潜在地适用于其他下一代回程(即，mesh相关)网络和802.11xx。
尽管上文利用术语频带来举例说明各种中继操作，但是示例性实施例并不限于此。在这点上，同一频带内或不同频带内的一个频率和/或多个频率可以适用于中继操作，而不脱离本发明的各种实施例的精神和范围。
现在将在下文中参考示出本发明的一些但并非所有实施例的附图，更充分地描述示例性实施例。的确，本发明可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为局限于本文阐述的实施例；反而，提供这些实施例使得本公开将满足适用的法律要求。尽管说明书在若干位置可能提及“一”、“一个”或“一些”实施例，但是这并不一定意味着：每次这样的提及都针对相同的实施例、或者某特征仅适用于单个实施例。不同实施例的单个特征还可以组合以提供其他实施例。同样的附图标记自始至终指代同样的元件。
本发明适用于任何用户终端、网络节点、服务器、对应组件、和/或任何通信系统、或者支持中继器的天线使用的不同通信系统的任何组合。通信系统可以是固定通信系统、或无线通信系统、或者利用固定网络和无线网络两者的通信系统。所使用的协议、尤其是无线通信中的通信系统、服务器和用户终端的规范发展迅速。这样的发展可能会要求对实施例作出额外改变。因此，所有的词和表述应当被广义地解释，并且它们旨在举例说明而非限制实施例。
在下文中，将使用基于LTE(或LTE-A)(长期演进(高级长期演进))网络元件的架构作为所述实施例可以应用于的系统架构的示例，来描述不同的实施例，然而并不将实施例限制于这样的架构。在这些示例中描述的实施例并不局限于LTE无线电系统，而且还可以在其他无线电系统诸如UMTS(通用移动电信系统)、GSM、EDGE、WCDMA、蓝牙网络、WLAN或其他固定的、移动的或无线网络中被实现。在实施例中，所提出的解决方案可以应用于属于不同的但兼容的系统(诸如LTE和UMTS)的元件之间。
图1中图解了通信系统的一般架构。图1是简化的系统架构，其仅示出一些元件和功能实体，这些元件和功能实体全部是逻辑单元(其实现可以与图中所示出的不同)。图1中所示的连接是逻辑连接；实际的物理连接可以是不同的。对于本领域技术人员来说明显的是，所述系统还包括其他功能和结构。应当理解的是，在HDR/FDR中继器的天线配置中使用的或者用于HDR/FDR中继器的天线配置的功能、结构、元件和协议与实际发明无关。因此，它们不需要在这里更详细地讨论。
图6的示例性无线电系统包括网络运营商的网络节点601。网络节点601可以包括例如LTE/LTE-A基站(eNB)、无线电网络控制器(RNC)、或任何其他网络元件、或者网络元件的组合。网络节点601可以连接到一个或多个核心网(CN)元件(图6中未示出)诸如移动交换中心(MSC)、MSC服务器(MSS)、移动性管理实体(MME)、网关GPRS支持节点(GGSN)、服务GPRS支持节点(SGSN)、归属位置寄存器(HLR)、归属用户服务器(HSS)、访问者位置寄存器(VLR)。在图6中，无线电网络节点601(也可以被称为eNB(增强节点-B、演进节点-B)或无线电系统的网络装置)托管公共陆地移动网络中的无线电资源管理的功能。图6示出位于无线电网络节点601的服务区域中的一个或多个中继站RS602。中继站是指低功率LTE-A基站(其也可以被称为中继节点(RN))。在图6的示例情况中，中继站602能够经由连接603连接到无线电网络节点601。中继站602还能够连接到用户设备诸如移动台(图6中未示出)。
图7是根据本发明的实施例的装置的框图。图7示出位于无线电网络节点601的区域中的中继站602。中继站602配置成与无线电网络节点601连接。中继站602包括可操作地连接到存储器702和收发器703的控制器701。控制器701控制中继站602的操作。存储器702配置成存储软件和数据。收发器703配置成设置和维持去往无线电网络节点601的无线连接603。收发器703可操作地连接到一组天线端口704，天线端口704连接到天线布置705。天线布置705可以包括一组天线。天线的数量可以是例如1至4。天线的数量并不局限于任何特定的数量。中继站602还可以包括各种其他组件；出于简明起见，它们在图中并未示出。无线电网络节点601诸如LTE-A基站(eNode-B，eNB)包括可操作地连接到存储器707和收发器708的控制器706。控制器706控制无线电网络节点601的操作。存储器707配置成存储软件和数据。收发器708配置成设置和维持去往无线电网络节点601的服务区域内的中继站602的无线连接。收发器708可操作地连接到天线布置709。天线布置709可以包括一组天线。天线的数量可以是例如2至4。天线的数量并不局限于任何特定的数量。无线电网络节点601可以经由接口可操作地(直接或间接)连接到通信系统的另一网络元件(图7中未示出)，诸如无线电网络控制器(RNC)、移动性管理实体(MME)、MSC服务器(MSS)、移动交换中心(MSC)、无线电资源管理(RRM)节点、网关GPRS支持节点、操作、管理和维护(OAM)节点、归属位置寄存器(HLR)、访问者位置寄存器(VLR)、服务GPRS支持节点、网关、和/或服务器。然而，所述实施例并不限于上面作为示例给出的网络，而是本领域技术人员可以将该解决方案应用于提供有必要特性的其他通信网络。例如，不同网络元件之间的连接可以用互联网协议(IP)连接实现。
尽管装置601、602已经被描绘为一个实体，但是不同的模块和存储器可以实现在一个或多个物理或逻辑实体中。装置还可以是这样的用户终端，其是使用户终端和它的用户与签约(subscription)相关联、或者布置成使用户终端和它的用户与签约相关联、且允许用户与通信系统交互的一件装备或设备。用户终端向用户呈现信息，并且允许用户输入信息。换句话说，用户终端可以是能够从网络接收信息和/或向网络传输信息、可无线地或经由固定连接而连接到网络的任何终端。用户终端的示例包括个人计算机、游戏控制台、膝上型电脑(笔记本)、个人数字助理、移动台(移动电话)、智能电话和有线电话。
装置601、602一般可以包括连接到存储器且连接到装置的各种接口的处理器、控制器、控制单元等。一般地，处理器是中央处理单元，但是处理器可以是额外的操作处理器。处理器可以包括计算机处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、和/或已经被编程为执行实施例的一个或多个功能的其他硬件组件。
存储器702、707可以包括易失性和/或非易失性存储器，并且通常存储内容、数据等。例如，存储器702、707可以存储计算机程序代码诸如软件应用(例如，用于检测器单元和/或用于调整器单元)或操作系统、信息、数据、内容等，用于由处理器执行与根据实施例的装置的操作相关联的步骤。存储器可以是例如随机存取存储器(RAM)、硬驱、或其他固定数据存储器或存储设备。此外，存储器或存储器的一部分可以是可拆卸地连接到装置的可移除存储器。
本文描述的技术可以通过各种单元实现，使得实现利用实施例描述的对应移动实体的一个或多个功能的装置不仅包括现有技术单元，还包括用于实现利用实施例描述的对应装置的一个或多个功能的单元，并且该装置可以包括用于每个单独的功能的单独的模块，或者模块可以配置成执行两个或多个功能。例如，这些技术可以以硬件(一个或多个装置)、固件(一个或多个装置)、软件(一个或多个模块)、或其组合来实现。对于固件或软件，实现可以是通过执行本文描述的功能的模块(例如，过程、功能等)。软件代码可以存储在任何合适的处理器/计算机可读数据存储介质或存储器单元或制造品中，并且由一个或多个处理器/计算机执行。数据存储介质或存储器单元可以实现在处理器/计算机内、或者实现在处理器/计算机外部，在后一种情况下，数据存储介质或存储器单元可以经由本领域中已知的各种单元可通信地耦接到处理器/计算机。
图8的信令图图解了所需的信令。在图8的示例中，在条目801中，装置601诸如网络节点(例如，LTE-A基站eNB或接入点AP)可以为装置602(例如，中继站RS)选择/配置/定义操作模式。在消息802中，网络节点601在中继站602上传送信息/将所选择/配置/定义的操作模式分配给中继站602。在条目803中，在中继站602中接收消息802。基于所接收到的消息，中继站调整803其操作模式。在条目804中，中继站可以通过使用调整后的操作模式传送(或接收)数据业务。可替换地(作为替代、或者除了在基站601中“静态地”定义的中继站操作模式之外)，中继站操作模式可以例如基于数据流的方向，在中继站602中动态地(或半静态地)选择803。
图9是图解示例性实施例的流程图。在条目901中，装置601(其可以包括例如LTE-A基站eNB或接入点AP)可以为装置602(例如，中继站RS)选择/配置/定义操作模式。在条目902中，装置601可以在中继站602上传送信息/将所选择/配置/定义的操作模式分配给中继站602，以便中继站602能够调整其操作模式。
图10是图解示例性实施例的流程图。在条目101中，装置602(其可以包括例如中继站RS)可以从装置601(其可以包括例如LTE-A基站eNB或接入点AP)接收消息，在所述消息中，基站601在中继站602上传送信息/将所选择/配置/定义的操作模式分配给中继站602。基于所接收到的消息，中继站可以调整102其操作模式。在条目103中，中继站可以通过使用调整后的操作模式传送(或接收)数据业务。可替换地(作为替代、或者除了从基站601“静态地”接收的中继站操作模式之外)，中继站操作模式可以例如基于数据流的方向，在中继站602中动态地(或半静态地)选择102。
上面在图1至10中描述的步骤/点、信令消息和相关功能并非按照绝对的时间先后顺序排序，并且所述步骤/点中的一些可以同时执行，或者可以按照与所给出的顺序不同的顺序执行。其他功能也可以在步骤/点之间、或者在步骤/点内执行，并且其他信令消息可以在图解的消息之间被发送。所述步骤/点中的一些、或者所述步骤/点中的一部分也可以被省去，或者被对应的步骤/点、或者步骤/点中的一部分替换。装置操作图解了可在一个或多个物理或逻辑实体中实现的过程。信令消息仅是示例性的，并且可以甚至包括用于传输相同信息的若干单独的消息。此外，消息还可以包含其他信息。
对于本领域技术人员将明显的是，随着技术进步，本发明的概念可以以各种方式实现。本发明及其实施例并不局限于上面描述的示例，而是可以在权利要求的范围内变化。
缩写列表
5G第五代
AP接入点
DL下行链路
eNB增强节点-B
FDMA频分多址
LA局域
PRACH物理随机接入信道
Rx接收器
Tx发射器
UL上行链路