CN102118757A - 一种无线中继装置及其与基站和终端通信的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无线中继装置及其与基站和终端通信的方法，包括从基站或从基站和终端接收信号的第一接收通道，从终端接收信号的第二接收通道，向基站或向基站和终端发射信号的第一发射通道，向终端发射信号的第二发射通道，射频控制单元，用于控制第一接收通道从第三频带或第三频带和第二频带接收信号；第二接收通道从第五频带或第五频带和第二频带接收信号；第一发射通道在第五频带或第五频带和第二频带发射信号；第二发射通道在第三频带或第三频带和第二频带发射信号；在第一时间区间同步接收信号；在第二时间区间同步发射。本发明利用空闲的保护频带实现了无线中继装置基站与终端的双向中继通信，提高了保护频带的使用效率和使用灵活性。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种无线中继装置及其与基站和终端通信的方法。
背景技术
传统时分双工(Time Division Duplex，TDD)系统中，上下行传输以时分方式共用同一个频带。频分双工(Frequency Division Duplex，FDD)系统中，上下行传输在分离的两个对称频率信道上进行接收和发送。为了避免TDD系统与其相邻频带上部署的FDD系统(包括基站和终端)之间的收发干扰，必须从TDD系统使用的频带的两边分别预留部分频带作为保护频带。
如图1所示，TDD系统和FDD系统的频谱分布格局为，第一频带101为FDD系统的下行频带；第二频带102为TDD系统使用的频带；第三频带103为第一频带101与第二频带102间的保护频带，第四频带104为FDD系统的上行频带；第五频带105为第四频带104与第二频带102间的保护频带。
在TDD系统与FDD系统采用不同基站地址建网的情况下，从抑制TDD基站与FDD基站之间的收发干扰的角度看，由于TDD基站与FDD基站之间的干扰信号受到空间衰减，TDD与相邻的FDD系统之间只需要较小的保护频带，典型地，单边保护频带带宽小于3MHz。但是，运营商为了降低建网成本和减少站址选择的困难，在将来的网络布设中，需要将TDD基站(或射频单元)与FDD基站(或射频单元)共站甚至共天线布设，在共站甚至共天线布设的情况下，为了抑制TDD基站与FDD基站之间的干扰，需要预留较大的保护频带。典型地，单边保护频带带宽大于10MHz。预留的保护频带带宽越大，频谱资源的利用率越低。
申请号为WO20070286156的专利申请(Utilizing guard band between FDDand TDD wireless systems)给出的使用保护频带的方法是，公开一种无线网络包括：工作在第一频带101内的FDD系统至少提供一个第一FDD信道；工作在第二频带102内的TDD系统至少提供一个第一TDD信道；第一频带101和第二频带102由第三频带103分开；并且，工作在第三频带103内的H-FDD系统至少提供一个第一H-TDD信道，第一H-TDD信道的发射与TDD的上行发射或者下行发射同步。FDD系统进一步地在第四频带104上至少配置一个第二FDD信道，第四频带104与第二频带102之间通过第五频带105分开；H-FDD进一步地在第五频带105上配置第二H-FDD信道。该专利申请给出的利用保护频带的方法，缺点是当在第五频带105和第二频带102上进行上行(或下行)传输时，只能作为单向下行(或上行)使用的第三频带103得不到利用。同样地，当在第三频带103和第二频带102上进行下行(或上行)传输时，只能作为单向上行(或下行)使用的第五频带105得不到利用，使得第三频带103和第五频带105的利用效率只有50％。
如何有效地利用TDD基站与FDD基站之间的保护频带，目前缺乏一种很好的解决方案，因此造成频率资源的浪费。
发明内容
本发明提供一种无线中继装置及其与基站和终端通信的方法，用以解决现有技术中保护频带浪费的问题。
本发明提供一种无线中继装置，包括从基站或从基站和终端接收信号的第一接收通道，从终端接收信号的第二接收通道，向基站或向基站和终端发射信号的第一发射通道，向终端发射信号的第二发射通道，还包括：
射频控制单元，用于在与基站和终端通信的过程中，控制所述第一接收通道、第二接收通道、第一发射通道和第二发射通道按如下方式使用频带：
第一接收通道在第三频带或第三频带和第二频带上接收信号；
第二接收通道在第五频带或第五频带和第二频带上接收信号；
第一发射通道在第五频带上或第五频带和第二频带上发射信号；
第二发射通道在第三频带上或第三频带和第二频带上发射信号；
且存在第一时间区间，在该第一时间区间内，同时从基站和终端接收信号；存在第二时间区间，在该第二时间区间内，同时向基站和终端发射信号，所述第三频带和第五频带是FDD系统工作频带与作为TDD系统工作频带的第二频带之间的两个保护频带。
本发明还提供了一种基于上述无线中继装置与基站和终端通信的方法，该方法中综合利用第二频带、第三频带和第五频带进行通信：在第一时间区间内，同时从基站和终端接信号；在第二时间区间，同时向基站和终端发射信号。
本发明还提供了另一种无线中继装置，包括包括从基站或从基站和终端接收信号的第一接收通道，从终端接收信号的第二接收通道，向基站或向基站和终端发射信号的第一发射通道，向终端发射信号的第二发射通道，
还包括：
射频控制单元，用于在与基站和终端通信的过程中，控制所述第一接收通道、第二接收通道、第一发射通道和第二发射通道按照如下方式使用频带：
第一接收通道在第三频带或者在第三频带和第二频带上接收信号；
第二接收通道在第五频带或者在第五频带和第二频带上接收信号；
第一发射通道在第五频带上或者第五频带和第二频带上发射信号；
第二发射通道在第三频带上或者第三频带和第二频带上发射信号；
且在第一时间区间，从基站接收第一数据，在第二时间区间，将第一数据发送给终端，在第三时间区间，从终端接收第二数据，在第四时间区间，将所述第二数据发送基站，其中所述第二时间区间和第三时间区间，同时使用了第三频带或同时使用了第五频带；所述第三频带和第五频带是FDD系统工作频带与作为TDD系统工作频带的第二频带之间的两个保护频带。
本发明还提供了基于上述另一种无线中继装置与基站和终端通信的方法，该方法中综合利用第二频带、第三频带和第五频带进行通信：
在第一时间区间，从基站接收第一数据；
在第二时间区间，将第一数据发送给终端；
在第三时间区间，从终端接收第二数据；
在第四时间区间，将所述第二数据发送基站，其中所述第二时间区间和第三时间区间，同时使用了第三频带或同时使用了第五频带。
本发明有益效果如下：通过在TDD系统与FDD系统之间的保护频带上部署无线中继装置，实现了利用空闲的保护频带实现了基站与终端的双向中继通信，提高了保护带的使用效率和使用灵活性。
附图说明
图1为现有TDD系统与FDD系统所使用的频谱格局；
图2为本发明实施例中的无线中继装置结构图；
图3为依照本发明实施例二的无线中继装置与基站和终端通信的信号流程及频谱使用示意图；
图4a为依照本发明实施例二的无线中继装置同时从终端和基站接收信号时无线帧配置；
图4b为依照本发明实施例二的无线中继装置同时向终端和基站发射信号时无线帧配置；
图5为依照本发明实施例四的无线中继装置与基站和终端通信的信号流程及频谱使用示意图；
图6为依照本发明实施例四中使用同一空中接口无线帧示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明提供的无线中继装置及其与基站和终端通信的方法进行更详细地说明。
从未来无线接入网演进的趋势看，为了改善宏小区的覆盖质量和系统容量，中继器(RELAY)或者室内基站(或室内无线网关)是未来无线接入网普遍采用的无线中继装置。本发明通过将保护频带的利用与无线中继装置的部署结合起来，提高了保护频带的利用。进一步地，本发明给出如何在宏小区覆盖的无线接入点与微小区覆盖的无线中继器之间合理地分配频谱资源的方法。
具体为对于TDD频谱上部署宏小区无线节点AP(Access Point)和微小区无线中继器的建网方式，将TDD系统使用的频谱与FDD系统使用的频谱之间的保护频带用于部署微小区无线中继装置，为保护频带的有效使用提供了一个新的技术途径，从而可以降低TDD频谱使用效率和TDD与FDD共站或共天线组网下对射频滤波器的性能要求，降低系统成本。
本发明所提供的无线中继装置及其与基站和终端通信的方法适用于图1所示的TDD系统和FDD系统的频谱分布格局：第一频带101为FDD系统的下行频带；第二频带102为TDD系统使用的频带；第三频带103为第一频带101与第二频带102间的单边保护频带，第四频带104为FDD系统的上行频带；第五频带105为第四频带104与第二频带102间的单边保护频带。
依照本发明的实施例一中提供一种无线中继装置。
本实施例中提供一种无线中继装置，如图2所示，该无线中继装置包括：
从基站或从基站和终端接收信号的第一接收通道201，即第一接收通道201具有两个接收模式：从基站接收信号的单向接收模式；从基站和终端同时接收信号的双向接收模式，称具有这两个接收模式的接收通道为第一接收通道；
从终端接收信号的第二接收通道202，即第二接收通道202只有一个单向接收模式：只从终端接收信号。称具有一个该单向接收模式的接收通道为第二接收通道202；
向基站或向基站和终端发射信号的第一发射通道203，即第一发射通道203具有两个发射模式：向基站发射信号的单向发射模式；向基站和终端同时发射信号的双向发射模式，称具有这两个发射模式的发射通道为第一发射通道203；
向终端发射信号的第二发射通道204，即第二接收通道204只有一个发射模式：只从终端发射信号。称具有一个该单向发射模式的接收通道为第二接收通道204；
射频控制单元，用于在无线中继装置与基站和终端通信的过程中，控制所述第一接收通道201、第二接收通道202、第一发射通道203和第二发射通道204按照如下方式使用频带：
第一接收通道201在第三频带103或者在第三频带103和第二频带102上接收信号；由于第一接收通道201具有两个接收模式，在这两个接收模式均可采用该频带使用方式；
第二接收通道202在第五频带105或者在第五频带105和第二频带102上接收信号；
第一发射通道203在第五频带105上或者在第五频带105和第二频带102上发射信号；同样由于第一发射通道203具有两个发射模式，在这两个发射模式均可采用该频带使用方式；
第二发射通道在第三频带103上或者在第三频带103和第二频带102上发射信号；
且存在第一时间区间，在第一该时间区间内，同时从基站和终端接信号；存在第二时间区间，在该第二时间区间内，同时向基站和终端发射信号，如前所述，所述第三频带103和第五频带105是FDD系统工作频带与作为TDD系统工作频带的第二频带之间两个单边保护频带。
本发明实施例中适于采用在不同上下行时隙进行信号收发的基站，与采用在不同上下行时隙进行信号收发的终端间的通信。无线中继装置在与基站和终端通信过程，利用基站至无线中继装置的空中接口上的第一无线帧时隙及中继器至终端的空中接口上的第二无线帧时隙，具体利用第一无线帧下行时隙与第二无线帧上行时隙在第一时间同时双向接收信号，利用第一无线帧上行时隙和第二无线帧下行时隙同时双向发射信号。本发明尤其适于基站至无线中继装置的空中接口上的第一无线帧和中继器至终端的空中接口上的第二无线帧在时间上同步的情况，即第一无线帧上行时隙与第二无线帧下行时隙有重叠，第一无线帧下行时隙与第二无线帧上行时隙有重叠情况。为了避免无线中继装置向终端和基站同步发送数据和同步接收数据的过程中对直接与基站通信的终端带来干扰，专门为通过无线中继装置与基站进行通信的终端分配时隙，即为通过无线中继装置与基站进行通信的终端所分配的时隙，与直接与基站进行通信的终端所分配的时隙，是不同的时隙。
由于本发明上述无线装置的描述，给出了第一接收通道201、第二接收通道202、第一发射通道203和第二发射通道204各自的收发模式及收发时可以使用的频带方式，具体在向终端和基站同步发送数据和同步接收数据的过程中可以灵活使用各通道的收发模式及所使用的频带，各通道的收发模式及所使用的频带具体是由射频控制单元控制的，下面给出射频控制单元几种较优的实施方式，其中所述射频控制单元具体用于在与基站和终端通信过程中进行如下任一方式的控制：
方式一，在第一时间区间，控制第一接收通道201在第三频带103上从基站接收信号，同时第二接收通道202在第五频带105上从终端接收信号；
在第二时间区间，控制第一发射通道203在第五频带105上向基站发射信号，同时第二发射通道204在第三频带103上向终端发射信号；
该方式中面向基站或终端时只单向使用第三频带103和第五频带105，使用模式与宏小区覆盖下第三频带103和第五频带105的方式相同，但是在第一时间区间和第二时间区间，两个保护频带同时被利用，而不同于现有一个时间区间只能利用一个保护频带的情况。
方式二，在第一时间区间，控制第一接收通道201在第三频带103上从基站接收信号，同时第二接收通道202在第五频带105上从终端接收信号；
第二时间区间，控制所述第一发射通道203在第五频带103上同时向基站和终端发射信号；
该方式中，第一时间区间内，利用第三频带103和第五频带105的单向性进行从基站和终端的同时接收；在第二时间区间内，双向使用第五频带105。在其中一个时间区间-第一时间区间内同时利用了第三频带103和第五频带105。提高了保护频带的利用率。
方式三，在第一时间区间，控制第一接收通道201在第三频带103上同时从基站和终端接收信号；
在第二时间区间，控制第一发射通道203在第五频带105上向基站发射信号，同时第二发射通道204在第三频带103上向终端发射信号；
该方式中，第一时间区间内，双向使用第三频带103；在第二时间区间内，利用第三频带103和第五频带105的单向性向基站和终端的同时发送信号；在其中一个时间区间-第二时间区间内同时利用了第三频带103和第五频带105。提高了保护频带的利用率。
方式四，在第一时间区间，控制第一接收通道201在第三频带103上同时从基站和终端接收信号；
在第二时间区间，控制第一发射通道203在第二频带102或第二频带102与第五频带105上向基站发射信号，第二发射通道204在第三频带103上向终端发射信号；
该方式中，第一时间区间内，双向使用第三频带103；在第二时间区间，除了像前面所述方式3那样利用第三频带103和第五频带105的单向性向基站和终端的同时发送信号，还利用第二频带102向基站发射信号。将保护频带的利用与第二频带的利用结合起来，因为时隙不会发生冲突，所以在不影响直接与基站通信和通过无线中继装置与基站通信的情况下，提高频带的利用率。
方式五，在第一时间区间，控制第一接收通道201在第三频带103或第二频带102与第三频带103上同时从基站和终端接收信号；
第二时间区间，控制第一发射通道203在第二频带102或第二频带102与第五频带105上向基站发射信号，同时第二发射通道204在第三频带103上向终端发射信号。
该方式中，对基站和对终端的数据传输都引入了第二频带102。在不影响直接与基站通信和通过无线中继装置与基站通信的情况下，进一步提高了频带的利用率。
本实施例中只是给出了上述五种控制方式，当然在本发明所限定的第一接收通道201、第二接收通道202、第一发射通道203和第二发射通道204各自的收发模式及可以使用的频带方式的基础上，在不影响直接与基站通信和通过无线中继装置与基站通信的情况下，在同步收发数据过程中，第一接收通道201和第一发射通道203对应的两个收发模式中，可采其中各自对应的一个接收模式和发射模式，在采用其对应的双向接收模式和双向发射模式的情况下，关闭第二接收通道203和第二发射通道204。在采用其对应的单向接收模式和单向发射模式的情况下，需要打开第二接收通道203和第二发射通道204。可以灵活得到不限于上述五种控制方式的其他中频带使用方式及收发模式，这里不再穷尽，这些方式应均落入本发明的保护范围。
另外，前面给出实现本发明目的而定义的第一接收通道201、第二接收通道202、第一发射通道203和第二发射通道204各自的收发模式及可以使用的频带方式，当然，所述第一接收通道201、第二接收通道202、第一发射通道203和第二发射通道204在实际中使用时，可以进行接收通道和发射通道的灵活配置和不同方式的定义而实现甚至可以配置更多的功能。下面给出两种配置及定义方式以说明：
接收通道配置方式1：
第一接收通道的基本模式是在第三频带103接收信号。进一步地，为了提高接收通道使用的灵活性，第一接收通道设计成可以配置为在第五频带105、第三频带103、第二频带102之一或者这些频带的组合频带上接收信号；
当第一接收通道在第三频带103接收信号时，该接收通道用于从基站接收信号；当第一接收通道在第二频带102接收信号时，可以是从基站接收信号，也可以是从终端接收信号；当第一接收通道在第五频带105接收信号时，是从终端接收信号；第一接收通道具体工作在哪个频带上，是在射频开关切换控制单元的控制下进行的。
第二接收通道的基本模式是在第五频带105上接收信号。进一步地，为了提高通道使用的灵活性，第二接收通道设计成可以配置为在第五频带105、第三频带103、第二频带102之一或者这些频带的组合频带上接收信号；
当第二接收通道在第三频带103接收信号时，该接收通道用于从基站接收信号；当第二接收通道在第二频带102接收信号时，可以是从基站接收信号，也可以是从终端接收信号；当第二接收通道在第五频带105接收信号时，是从终端接收信号；第二接收通道具体工作在哪个频带上，是在射频开关切换控制单元206的控制下进行的。
接收通道配置方式2：
第一接收通道/(第二接收通道)从面向基站的天线207a上接收信号的同时，第二接收通道/(第一接收通道)在面向终端的天线207b上接收信号。第一接收通道/(第二接收通道)从面向基站的天线207a上接收信号的频带是如下之一种：第三频带103；第二频带102；第二频带102与第三频带103的组合。第一接收通道/(第二接收通道)从面向终端的天线207b上接收信号的频带是如下之一种：第二频带102；第三频带103；第二频带102与第三频带103的组合。
发射通道配置方式1：
第一发射通道的基本模式是在第五频带105上发射信号。进一步地，为了提高第一发射通道使用的灵活性，第一发射通道设计成可以配置为在第五频带105，第三频带103，第二频带102之一或者这些频带的组合频带上发射信号；
当第一发射通道在第三频带103发射信号时，该发射通道用于向终端发射信号；当第一发射通道在第二频带102发射信号时，可以是向基站发射信号，也可以是向终端接收信号；当第一发射通道在第五频带发射信号时，是向基站发射信号；第一发射通道具体工作在哪个频带上，是在射频开关切换控制单元206的控制下进行的。
第二发射通道的基本模式是在第三频带103上发射信号。进一步地，为了提高第二发射通道使用的灵活性，第二发射通道设计成可以配置为在第五频带105，第三频带103，第二频带102之一或者这些频带的组合频带上发射信号；
当第二发射通道在第三频带103发射信号时，该发射通道用于向终端发射信号；当第二发射通道在第二频带102发射信号时，可以是向基站发射信号，也可以是向终端接收信号；当第二发射通道在第五频带105发射信号时，是向基站发射信号；第二发射通道具体工作在哪个频带上，是在射频开关切换控制单元206的控制下进行的。
发射通道配置方式2：
第一发射通道/(第二发射通道)从面向基站的天线207a上发射信号的同时，第二发射通道/(第一发射通道)在面向终端的天线207b上发射信号。第一发射通道/(第二发射通道)从面向基站的天线207a上发射信号的频带是如下之一种：第二频带102；第五频带105；第二频带102与第五频带105的组合。第一发射通道/(第二发射通道)从面向终端的天线207b上发射信号的频带是如下之一种：第二频带102；第五频带105；第二频带102与第五频带105的组合。
接收通道的配置方式和定义方式不限于上述方式，广义上讲，无线中继装置与基站和终端通信过程中，只需要使用一个发射通道和一个接收通道，在这种情况下，发射通道和接收通道都可以进行简化，最基本的组成形式是只有一个接收通道和一个发射通道。本发明具体采用从收发模式和使用频带的角度定义了所述第一接收通道201、第二接收通道202、第一发射通道203和第二发射通道204。
具体实施时，本发明中的所述第一接收通道201和第二接收通道202是两个独立的接收通道，分别由不同的功率放大器实现信号接收，其中一个功率放大器覆盖第三频带103和第二频带102，另一个功率放大器覆盖第五频带105和第二频带102；或第一接收通道201和第二接收通道202是同一个宽带放大器的不同子通道，所述宽带放大器覆盖第二频带102、第三频带103和第五频带105。
第一发射通道203和第二发射通道204是两个独立的发射通道，分别由不同的功率放大器实现信号发射，其中一个功率放大器覆盖第三频带103和第二频带102，另一个功率放大器覆盖第五频带105和第二频带102；或第一发射通道203和第二发射通道204是同一个宽带放大器的不同子通道，所述宽带放大器覆盖第二频带102、第三频带103和第五频带105。
如图2所示，本实施例中射频控制单元具体包括：
射频开关切换控制单元206，用于确定第一接收通道201、第二接收通道202、第一发射通道203和第二发射通道203所使用的频带及与天线的链接关系，并发送切换控制信号到射频开关单元205；即射频开关切换控制单元206用于确定第一接收通道201、第二接收通道202、第一发射通道203和第二发射通道203具体采用的收发模式而发出控制其与天线的链接的信号，可以控制在不同的收发模式及所使用的频带间切换；
射频开关单元205，用于根据所述射频开关切换控制单元206发送的切换控制信号，切换第一接收通道、第二接收通道、第一发射通道和第二发射通道与天线间的射频链接状态。可以通过控制在不同的收发模式及所使用的频带间切换。优选地，所述射频开关单元205所进行的切换具体包括：第一接收通道201在面向基站的天线和面向终端的天线间的切换，如单向接收时切换到面向基站的天线，双向接收时切换到面向基站的天线和面向终端的天线；第一发射通道202在面向基站的天线和面向终端的天线间的切换，如单向发射时切换到面向基站的天线，双向发射时切换到面向基站和终端的天线；第一接收通道201和第二发射通道204在第三频带103上，面向终端的收发切换，如第一接收通道201使用第三频带103上双向发射时面向终端的发射，和第二发射通道204使用第三频带103上面向终端的接收，是在不同的时隙，因此需要进行切换；第一发射通道203和第二接收通202道在第五频带105上面向终端的收发切换，如第一发射通道203使用第五频带105上双向发射时面向终端的发射，和第二接收通道202在第五频带105上面向终端的发射，是在不同的时隙，因此需要进行切换。
射频开关单元205具体由与第一接收通道201、第二接收通道202、第一发射通道203和第二发射通道204连接的单刀多掷射频开关组成，或者在无线中继装置采用多天线传输架构下，采用多刀多掷射频开关结构。
本实施例中射频开关切换控制单元206与无线资源管理单元208连接，得到可利用的第二频带102、第三频带103和第五频带105及上下行时隙，具体根据如下信息确定所使用的频带及与天线的链接关系，从而确定第一接收通道201、第二接收通道202、第一发射通道203和第二发射通道204所使用的收发模式及使用的带宽，并向射频开关单元205发送切换控制信号，具体根据如下信息确定所使用的频带及与天线的链接关系：
该无线中继装置与终端的通信带宽；即确定第一接收通道201或第二接收通道202从终端接收信号所使用的带宽，及第一发射通道202或第二发射通道203向终端发射信号所使用的带宽；
该无线中继装置与基站的通信带宽；即确定第一接收通道201从基站接收信号所使用的带宽，及第一发射通道202向基站发射信号所使用的带宽；
该无线中继装置与基站间的第一无线帧和该无线中继装置与终端间的第二无线帧各自的上下行时隙转换点。从而控制第一时间同步接收信号和第二时间同步发射信号。
该无线中继装置还包括天线单元207，其中天线单元207包括面向基站的天线207a及面向终端的天线207b，所述天线单元207为一个或者一组频带覆盖第二频带102、第三频带103、第五频带105的可以面向基站和终端的全向天线；或所述天线单元207包括：一个或者一组频带覆盖第二频带102、第三频带103和第五频带105的面向基站的方向性天线，和一个或一组频带覆盖第二频带102、第三频带103和第五频带105的面向终端的方向性天线。
依照本发明的实施二中，提供一种实施例一所提供的无线中继装置与基站和终端通信的方法。
本实施例中所提供的无线中继装置与基站和终端通信的方法，包括：综合利用第二频带102、第三频带103和第五频带105进行通信：在第一时间区间内，同时从基站和终端接信号；在第二时间区间，同时向基站和终端发射信号。为了避免无线中继装置向终端和基站同步发送数据和同步接收数据的过程中对直接与基站通信的终端带来干扰，专门为通过无线中继装置与基站进行通信的终端分配时隙，即为通过无线中继装置与基站进行通信的终端所分配的时隙，与直接与基站进行通信的终端所分配的时隙，是不同的时隙。在不发生上述冲突的情况下，可以灵活运行上述第二频带102、第三频带103和第五频带105的各种组合方式在第一时间区间从基站和终端同步接收，在第二时间区间向基站和终端发射数据。
下面给出优选的给出利用第二频带102、第三频带103和第五频带105的几种优选实施方式：
方式一，在第一时间区间，在第三频带103上从基站接收信号，同时在第五频带105上从终端接收信号；
在第二时间区间，在第五频带105上向基站发射信号，同时在第三频带105上向终端发射信号；
该方式中面向基站或终端时只单向使用第三频带103和第五频带105，使用模式与宏小区覆盖下第三频带103和第五频带105的方式相同，但是在第一时间区间和第二时间区间，两个保护频带同时被利用，而不同于现有一个时间区间只能利用一个保护频带的情况。
方式二，在第一时间区间，在第三频带103上从基站接收信号，同时在第五频带105上从终端接收信号；
在第二时间区间，在第五频带105上同时向基站和终端发射信号；
该方式中，第一时间区间内，利用第三频带103和第五频带105的单向性进行从基站和终端的同时接收；在第二时间区间内，双向使用第五频带105。在其中一个时间区间-第一时间区间内同时利用了第三频带103和第五频带105。提高了保护频带的利用率。
方式三，在第一时间区间，在第三频带103上同时从基站和终端接收信号；
在第二时间区间，在第五频带105上向基站发射信号，同时在第三频带103上向终端发射信号；
该方式中，第一时间区间内，双向使用第三频带103；在第二时间区间内，利用第三频带103和第五频带105的单向性向基站和终端的同时发送信号；在其中一个时间区间-第二时间区间内同时利用了第三频带103和第五频带105。提高了保护频带的利用率。
方式四，在第一时间区间，在第三频带103上同时从基站和终端接收信号；
在第二时间区间，在第二频带102或第二频带102与第五频带105上向基站发射信号，在第三频带103上向终端发射信号；
该方式中，第一时间区间内，双向使用第三频带103；在第二时间区间，除了像前面所述方式三那样利用第三频带103和第五频带105的单向性向基站和终端的同时发送信号，还利用第二频带102向基站发射信号。将保护频带的利用与第二频带102的利用结合起来，因为时隙不会与直接通基站通信的终端发生冲突，所以在不影响直接与基站通信和通过无线中继装置与基站通信的情况下，提高频带的利用率。
方式五，在第一时间区间，在第三频带103或第二频带102与第三频带103上同时从基站和终端接收信号；
第二时间区间，在第二频带102或第二频带102与第五频带105上向基站发射信号，同时在第三频带103上向终端发射信号。
该方式中，对基站和对终端的数据传输都引入了第二频带102。在不影响直接与基站通信和通过无线中继装置与基站通信的情况下，进一步提高了频带的利用率。
上述只是给出了为通过无线中继装置与基站进行通信的终端所分配的时隙，与直接与基站进行通信的终端所分配的时隙是不同的时隙情况下，综合利用第二频带102、第三频带103和第五频带105的五种频带使用方式，当然本领域技术所实施的利用利用第二频带102、第三频带103和第五频带105所组合的频带使用方式不限于此，能想到的其它频带组合使用方式也应落入本发明的保护范围。
下面给出利用无线装置与基站和终端通信的一个具体实例。
本实例中，以上述方式一进行说明，第一接收通道201配置在第三频带103或第三频带103和第二频带102上，第二接收通道202配置在第五频带105或第五频带105和第二频带102上，第一发射通道203配置在第五频带105或第五频带105和第二频带102上，第二发射通道204配置在第三频带103上或第三频带103和第二频带102上，第一接收通道201和第一发射通道203分别采用单向接收模式和单向发射模式。如图3所示，其中：
在第一时间区间，通过第一接收通道201在第三频带103从基站接收第一数据的同时，通过第五频带105从终端接收第二数据；在第二时间区间内，通过第一发射通道203在第五频带105上向基站发送第二数据的同时，通过第二发射通道204第三频带103将第一数据发送给终端。当然，还可以结合第二频带102的使用，具体可以得到的组合方式这里不再赘述。
本实施例中基站至无线中继装置的空中接口上的第一无线帧和中继器至终端的空中接口上的第二无线帧在时间上同步的情况，即第一无线帧上行时隙与第二无线帧下行时隙有重叠，第一无线帧下行时隙与第二无线帧上行时隙有重叠。为了避免无线中继装置向终端和基站同步发送数据和同步接收数据的过程中对直接与基站通信的终端带来干扰，为通过无线中继装置与基站进行通信的终端所分配的时隙，与直接与基站进行通信的终端所分配的时隙是不同的时隙。如图4所示为第一无线帧与第二无线帧之间的同步关系。第一无线帧301与第二无线帧302a在时间上同步，第一无线帧301的上行时隙与第二无线帧302a的下行时隙是基本对应重叠的，即图4a中302a与301的时间关系；或者保持固定的时延，即图4a中302b与301的时间关系。在这个前提下，通过无线中继装置与基站通信的终端，在基站空口第一无线帧的第一组下行时隙所重叠的第二无线帧的第一组上行时隙上，即图4a中的TS5/TS6，向无线中继装置发射信号。在基站空口第一无线帧的第一组上行时隙所重叠的第二无线帧的第一组下行时隙上，即图4b中的TS5/TS6，向无线中继装置发射信号。终端在第二无线帧的第一组上行时隙和第一组下行时隙之外的第二组时隙，直接与基站进行通信。
依照本发明的实施例三中，提供另一种无线中继装置。
如图2所示，本实施例所提供的无线中继装置，包括从基站或从基站和终端接收信号的第一接收通道201，从终端接收信号的第二接收通道202，向基站或向基站和终端发射信号的第一发射通道203，向终端发射信号的第二发射通道204，还包括：射频控制单元，用于在与基站和终端通信的过程中，控制第一接收通道201、第二接收通道202、第一发射通道203和第二发射通道204按照如下方式使用频带：
第一接收通道201在第三频带103或者在第三频带103和第二频带102上接收信号；第二接收通道202在第五频带105或者在第五频带105和第二频带102上接收信号；第一发射通道203在第五频带105上或者在第五频带105和第二频带102上发射信号；第二发射通道204在第三频带103上或者在第三频带103和第二频带102上发射信号；且在第一时间区间，从基站接收第一数据，在第二时间区间，将第一数据发送给终端，在第三时间区间，从终端接收第二数据，在第四时间区间，将所述第二数据发送基站，其中所述第二时间区间和第三时间区间，同时使用了第三频带103或同时使用了第五频带105；所述第三频带和第五频带是FDD系统工作频带与作为TDD系统工作频带的第二频带之间的两个单边保护频带。
上述第一接收通道201、第二接收通道202、第一发射通道203和第二发射通道204的收发模式解释同实施例一的解释，在对应的收发模式上可以灵活使用所配置的频带进行信号收发。与实施例一不同的时，本实施例中的无线中继装置不是同步地从基站和终端接收信号，及同步地向基站和终端发射信号。在非同步接收数据和发送数据的情况下，通过在终端的上行时隙和下行时隙同时利用第三频带103或同时利用了第五频带105。相比现有终端只能在第三频带103上接收信号和只能在第五频带105上发射信号的情况，提高了保护频带的利用率。另外，还可以结合第二频带102的利用，进一步提高频带的利用率。
本实施例中所提供的无线中继装置适于作为部署在宏小区覆盖的无线接入点与微小区覆盖的无线中继装置，无线中继装置利用宏小区无线节点上空中接口无线帧的一部分下行时隙作为第一时间区间，接收基站发射的第一数据，利用所述空中接口无线帧的另一部分下行时隙作为第二时间区间，向终端发射第一数据；利用宏小区无线节点上空中接口无线帧的一部分上行时隙作为第三时间区间，从终端接收第二数据，利用宏小区无线节点上空中接口无线帧的另一部分上行时隙作为第四时间区间，向基站发射第二数据。因此，第一时间区间和第二时间区间是一个空中接口无线帧的不同下行时隙；第三时间区间和第四时间区间是一个空中接口无线帧的不同上行时隙。
本实施例中射频控制单元具体用于在与基站和终端通信过程中进行如下任一方式的控制：
在第一时间区间，控制第一接收通道201在第三频带103上从基站接收第一数据；
在第二时间区间，在控制第二发射通道204在第三频带103或控制第一发射通道203在第五频带105上将所述第一数据发送给终端；
在第三时间区间，控制第一接收通道201采用与第二时间区间相同的第三频带103或控制第二接收通道204采用与第二时间区间相同的第五频带105上从终端接收第二数据；
在第四时间区间，控制第一发射通道203在第五频带105或控制第一发射通道第二频带102与第五频带105上将所述第二数据发送给基站。
在保证第二时间区间和第三时间同时利用了第三频带103或同时利用第五频带105实现对终端信号收发的情况下，其它时间区间信号收发的频带可以利用本发明限定的收发模式及频带使用方式灵活配置，这里不再一一穷举。
另外，本实施例中的无线中继装置的第一接收通道201、第二接收通道202、第一发射通道203和第二发射通道204的实现方式，可以参照实施一的方式。该无线中继装置中的射频控制单元同样也包括射频开关单元205和射频开关切换切换控制单元206，其功能同实施例一，只是根据收发模式及使用频带的不同切换的方式不同实施例一。另外，该无线中继装置还可以包括同实施一所述的天线单元207。
依照本发明的实施例四，提供一种实施例三的无线中继装置与基站和终端通信的方法。
本实施例中无线中继装置与基站和终端通信的方法，综合利用第二频带102、第三频带103和第五频带105进行通信：在第一时间区间，从基站接收第一数据；在第二时间区间，将第一数据发送给终端；在第三时间区间，从终端接收第二数据；在第四时间区间，将所述第二数据发送基站，其中所述第二时间区间和第三时间区间，同时使用了第三频带103或同时使用了第五频带103。本实施例中无线中继装置与基站和终端的通信不同于实施例二那样同步接收和同步发送，采用非同步方式收发数据。第一时间区间和第二时间区间是一个空中接口无线帧的不同下行时隙；第三时间区间和第四时间区间是一个空中接口无线帧的不同上行时隙。
本实施例中，具体综合利用第二频带、第三频带和第五频带进行如下通信：
在第一时间区间，在第三频带103上从基站接收第一数据；
在第二时间区间，在第三频带103或第五频带105上将所述第一数据发送给终端；
在第三时间区间，采用与第二时间区间相同的第三频带103或第五频带105上从终端接收第二数据；
在第四时间区间，在第五频带105或第二频带102与第五频带105上将所述第二数据发送给基站。
在保证第二时间区间和第三时间同时利用了第三频带103或同时利用第五频带105实现对终端信号收发的情况下，其它时间区间信号收发的频带可以利用本发明限定的收发模式及频带使用方式灵活配置，这里不再一一穷举。
优选地，在第二时间区间，在第三频带103上将所述第一数据发送给终端，以及在第三时间区间，在第三频带103上从终端接收第二数据，具体为：
在第三频带103上向终端发送第一数据和接收第二数据使用相同的带宽，该终端以TDD方式工作；
或在第三频带103上向终端发送第一数据使用的带宽大于在第三频带103接收第二数据时使用的带宽，该终端以TDD方式工作。也就是该终端以广义TDD方式：虽然在不同上下行时隙收发数据，但是利用的频带不是完全相同的频带。
在第二时间区间，在第五频带105上将所述第一数据发送给终端，以及在第三时间区间，在第五频带105上从终端接收第二数据，具体为：
在第五频带105上向终端发送第一数据和接收第二数据使用相同的带宽，该终端以TDD方式工作；
或在第五频带105上向终端发送第一数据使用的带宽小于在第五频带105从终端接收第二数据时使用的带宽，该终端以TDD方式工作。也就是该终端以广义TDD方式：虽然在不同上下行时隙收发数据，但是利用的频带不是完全相同的频带。
下面给出无线中继装置与基站和终端通信的具体实例。
本实施例中的无线中继装置为部署在宏小区覆盖的无线接入点与微小区覆盖的无线中继装置，无线中继装置利用宏小区无线节点上空中接口无线帧的一部分下行时隙作为第一时间区间，接收基站发射的第一数据，利用所述空中接口无线帧的另一部分下行时隙作为第二时间区间，向终端发射第一数据；利用宏小区无线节点上空中接口无线帧的一部分上行时隙作为第三时间区间，从终端接收第二数据，利用宏小区无线节点上空中接口无线帧的另一部分上行时隙作为第四时间区间，向基站发射第二数据。第一时间区间和第二时间区间是一个空中接口无线帧的不同下行时隙；第三时间区间和第四时间区间是一个空中接口无线帧的不同上行时隙。如图5所示，
基站向终端传送第一数据的过程是：
在作为第一时间区间的宏小区无线节点上空中接口无线帧901的第一部分下行时隙，即保护频带上的宏小区无线节点空中接口上的一个下行无线帧902a的下行时隙，如图6中902a上无阴影的时隙，第一接收通道201在第三频带103上从基站接收第一数据；
在作为第二时间区间的宏小区无线节点上空中接口无线帧901的第二部分下行时隙，即微小区空中接口上的一个无线帧902b的下行时隙，图6中无线帧902b上标出的无线帧上的下行业务时隙，第二发射通道204在第三频带103上向终端发射第一数据。
具体地，第二发射通道204在第三频带103上以如下方式之一种向终端发送第一数据：
1)在第三频带103的子频带203b上向终端发送第一数据；
2)在第三频带103的子频带203b和203a上向终端发送第一数据。
基站从终端接收第二数据的过程是：
在作为第三时间区间的宏小区无线节点上空中接口无线帧的一部分上行时隙，即在无线帧902b的第一部分上行时隙内，也就是图6中902b上标出的上行业务时隙(TS4，TS5)，第一接收通道201在第三频带103上从终端接收第二数据；
具体地，第一接收通道201在第三频带103上以如下方式从终端接收第二数据：在第三频带103的子频带203b上从终端接收第二数据，将子频带203a作为保护带，其目的是避免对邻频带第一频带101上处于接收状态的终端被在子频带203b上处于发射状态的终端的干扰。
在作为第四时间区间的宏小区无线节点上空中接口无线帧的另一部分上行时隙，即在前述无线帧901的上行时隙内(如TS6)，第一发射通道203在第五频带105或第二频带102上将第二数据发送给基站。
本发明给出的方法和系统对TDD排列格局的适用性不限于图1所示的排列关系，比如，当第四频带与第一频带的位置互换并且第三频带和第五频带的位置互换之后的频谱排列格局，本发明无线中继装置及其与基站和终端通信的方法仍然适用。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (17)
1.一种无线中继装置，包括从基站或从基站和终端接收信号的第一接收通道，从终端接收信号的第二接收通道，向基站或向基站和终端发射信号的第一发射通道，向终端发射信号的第二发射通道，其特征在于，还包括：
射频控制单元，用于在与基站和终端通信的过程中，控制所述第一接收通道、第二接收通道、第一发射通道和第二发射通道按如下方式使用频带：
第一接收通道在第三频带或第三频带和第二频带上接收信号；
第二接收通道在第五频带或第五频带和第二频带上接收信号；
第一发射通道在第五频带上或第五频带和第二频带上发射信号；
第二发射通道在第三频带上或第三频带和第二频带上发射信号；
且存在第一时间区间，在该第一时间区间内，同时从基站和终端接收信号；存在第二时间区间，在该第二时间区间内，同时向基站和终端发射信号，所述第三频带和第五频带是FDD系统工作频带与作为TDD系统工作频带的第二频带之间的两个保护频带。
2.如权利要求1所述无线中继装置，其特征在于，
所述射频控制单元具体用于在与基站和终端通信过程中进行如下任一方式的控制：
方式一，在第一时间区间，控制第一接收通道在第三频带上从基站接收信号，同时第二接收通道在第五频带上从终端接收信号；
在第二时间区间，控制第一发射通道在第五频带上向基站发射信号，同时第二发射通道在第三频带上向终端发射信号；
方式二，在第一时间区间，控制第一接收通道在第三频带上从基站接收信号，同时第二接收通道在第五频带上从终端接收信号；
第二时间区间，控制所述第一发射通道在第五频带上同时向基站和终端发射信号；
方式三，在第一时间区间，控制第一接收通道在第三频带上同时从基站和终端接收信号；
在第二时间区间，控制第一发射通道在第五频带上向基站发射信号，同时第二发射通道在第三频带上向终端发射信号；
方式四，在第一时间区间，控制第一接收通道在第三频带上同时从基站和终端接收信号；
在第二时间区间，控制第一发射通道在第二频带或第二频带与第五频带上向基站发射信号，第二发射通道在第三频带上向终端发射信号；
方式五，在第一时间区间，控制第一接收通道在第三频带或第二频带与第三频带上同时从基站和终端接收信号；
第二时间区间，控制第一发射通道在第二频带或第二频带与第五频带上向基站发射信号，同时第二发射通道在第三频带上向终端发射信号。
3.如权利要求1或2所述的无线中继装置，其特征在于，
所述第一接收通道和第二接收通道是两个独立的接收通道，分别由不同的功率放大器实现信号接收；或
所述第一接收通道和第二接收通道是同一个宽带放大器的不同子通道，所述宽带放大器覆盖第二频带、第三频带和第五频带。
4.如权利要求1或2所述的无线中继装置，其特征在于，
所述第一发射通道和第二发射通道是两个独立的发射通道，分别由不同的功率放大器实现信号发射；或
所述第一发射通道和第二发射通道是同一个宽带放大器的不同子通道，所述宽带放大器覆盖第二频带、第三频带和第五频带。
5.如权利要求1或2所述的无线中继装置，其特征在于，所述射频控制单元具体包括：
射频开关切换控制单元，用于确定第一接收通道、第二接收通道、第一发射通道和第二发射通道所使用的频带及与天线的链接关系，并发送控制在不同频带间切换和与天线链接切换的切换控制信号；
射频开关单元，用于根据所述切换控制信号，切换第一接收通道、第二接收通道、第一发射通道和第二发射通道所使用的频带及与天线的链接关系。
6.如权利要求5所述的无线中继装置，其特征在于，所述射频开关单元所进行的切换具体包括：
第一接收通道在面向基站的天线和面向终端的天线间的切换；
第一发射通道在面向基站的天线和面向终端的天线间的切换；
第一接收通道和第二发射通道在第三频带上，面向终端的收发切换；
第一发射通道和第二接收通道在第五频带上面向终端的收发切换。
7.如权利要求5所述的无线中继装置，其特征在于，
所述射频开关切换控制单元具体根据如下信息确定所使用的频带及与天线的链接关系：
该无线中继装置与终端的通信带宽；
该无线中继装置与基站的通信带宽；
该无线中继装置与基站间的第一无线帧和该无线中继装置与终端间的第二无线帧各自的上下行时隙转换点。
8.如权利要求1～7任一所述的无线中继装置，其特征在于，还包括用于面向基站和终端实现信号收发的天线单元，所述天线单元为一个或者一组频带覆盖第二频带、第三频带、第五频带的全向天线；或所述天线单元包括：
一个或者一组频带覆盖第二频带、第三频带和第五频带的面向基站的方向性天线，和一个或一组频带覆盖第二频带、第三频带和第五频带的面向终端的方向性天线。
9.一种基于权利要求1所述无线中继装置与基站和终端通信的方法，其特征在于，
综合利用第二频带、第三频带和第五频带进行通信：在第一时间区间内，同时从基站和终端接信号；在第二时间区间，同时向基站和终端发射信号。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，
综合利用第二频带、第三频带和第五频带进行通信具体采用如下通信方式中任一种：
方式一，在第一时间区间，在第三频带上从基站接收信号，同时在第五频带上从终端接收信号；
在第二时间区间，在第五频带上向基站发射信号，同时在第三频带上向终端发射信号；
方式二，在第一时间区间，在第三频带上从基站接收信号，同时在第五频带上从终端接收信号；
在第二时间区间，在第五频带上同时向基站和终端发射信号；
方式三，在第一时间区间，在第三频带上同时从基站和终端接收信号；
在第二时间区间，在第五频带上向基站发射信号，同时在第三频带上向终端发射信号；
方式四，在第一时间区间，在第三频带上同时从基站和终端接收信号；
在第二时间区间，在第二频带或第二频带与第五频带上向基站发射信号，在第三频带上向终端发射信号；
方式五，在第一时间区间，在第三频带或第二频带与第三频带上同时从基站和终端接收信号；
第二时间区间，在第二频带或第二频带与第五频带上向基站发射信号，同时在第三频带上向终端发射信号。
11.一种无线中继装置，包括从基站或从基站和终端接收信号的第一接收通道，从终端接收信号的第二接收通道，向基站或向基站和终端发射信号的第一发射通道，向终端发射信号的第二发射通道，其特征在于，还包括：
射频控制单元，用于在与基站和终端通信的过程中，控制所述第一接收通道、第二接收通道、第一发射通道和第二发射通道按照如下方式使用频带：
第一接收通道在第三频带或者在第三频带和第二频带上接收信号；
第二接收通道在第五频带或者在第五频带和第二频带上接收信号；
第一发射通道在第五频带上或者第五频带和第二频带上发射信号；
第二发射通道在第三频带上或者第三频带和第二频带上发射信号；
且在第一时间区间，从基站接收第一数据，在第二时间区间，将第一数据发送给终端，在第三时间区间，从终端接收第二数据，在第四时间区间，将所述第二数据发送基站，其中所述第二时间区间和第三时间区间，同时使用了第三频带或同时使用了第五频带；所述第三频带和第五频带是FDD系统工作频段与作为TDD系统工作频带的第二频带之间的两个保护频带。
12.如权利要求11所述的无线中继装置，其特征在于，
所述射频控制单元具体用于在与基站和终端通信过程中进行如下方式的控制：
在第一时间区间，控制第一接收通道在第三频带上从基站接收第一数据；
在第二时间区间，在控制第二发射通道在第三频带或控制第一发射通道在第五频带上将所述第一数据发送给终端；
在第三时间区间，控制第一接收通道采用与第二时间区间相同的第三频带或控制第二接收通道采用与第二时间区间相同的第五频带上从终端接收第二数据；
在第四时间区间，控制第一发射通道在第五频带或控制第一发射通道第二频带与第五频带上将所述第二数据发送给基站。
13.一种基于权利要求11所述无线中继装置与基站和终端通信的方法，其特征在于，
综合利用第二频带、第三频带和第五频带进行通信：
在第一时间区间，从基站接收第一数据；
在第二时间区间，将第一数据发送给终端；
在第三时间区间，从终端接收第二数据；
在第四时间区间，将所述第二数据发送基站，其中所述第二时间区间和第三时间区间，同时使用了第三频带或同时使用了第五频带。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，
具体综合利用第二频带、第三频带和第五频带进行如下通信：
在第一时间区间，在第三频带上从基站接收第一数据；
在第二时间区间，在第三频带或第五频带上将所述第一数据发送给终端；
在第三时间区间，采用与第二时间区间相同的第三频带或第五频带上从终端接收第二数据；
在第四时间区间，在第五频带或第二频带与第五频带上将所述第二数据发送给基站。
15.如权利要求13～14任一所述的方法，其特征在于，
所述第一时间区间和第二时间区间是一个无线帧周期内的不同下行时隙；所述第三时间区间和第四时间区间是一个无线帧周期内的不同上行时隙。
16.如权利要求13～14任一所述的方法，其特征在于，
在第二时间区间，在第三频带上将所述第一数据发送给终端，以及在第三时间区间，在第三频带上从终端接收第二数据，具体为：
在第三频带上向终端发送第一数据和接收第二数据使用相同的带宽，该终端以TDD方式工作；
或在第三频带上向终端发送第一数据使用的带宽大于从第三频带接收第二数据时使用的带宽，该终端以TDD方式工作。
17.如权利要求13～14任一所述的方法，其特征在于，
在第二时间区间，在第五频带上将所述第一数据发送给终端，以及在第三时间区间，在第五频带上从终端接收第二数据，具体为：
在第五频带上向终端发送第一数据和接收第二数据使用相同的带宽，该终端以TDD方式工作；
或在第五频带上向终端发送第一数据使用的带宽小于在第五频带从终端接收第二数据时使用的带宽，该终端以TDD方式工作。
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