CN106471745A - 具有全双工模式和半双工模式的双模无线电系统 - Google Patents

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CN106471745A CN201480080530.XA CN201480080530A CN106471745A CN 106471745 A CN106471745 A CN 106471745A CN 201480080530 A CN201480080530 A CN 201480080530A CN 106471745 A CN106471745 A CN 106471745A
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Abstract

公开双模无线电系统的实施例。在一个实施例中，无线电系统包括第一无线电单元，所述第一无线电单元包括：传送器；接收器；天线；以及开关电路，适合于将第一无线电单元的传送器的输出或者第一无线电单元的接收器的输入耦合到第一无线电单元的天线。另外，无线电系统包括第二无线电单元，其包括天线以及下列之一：传送器，具有耦合到第二无线电单元的天线的输出；接收器，具有耦合到第二无线电单元的天线的输入；或者具有选择地耦合到第二无线电单元的天线的输出的传送器以及具有选择地耦合到第二无线电单元的天线的输入的接收器。无线电系统具有全双工模式和半双工模式。

Description

具有全双工模式和半双工模式的双模无线电系统
技术领域
本公开涉及具有全双工操作模式和半双工操作模式的无线通信节点的无线电系统。
背景技术
当前，存在对全双工无线电系统，特别是对于蜂窝通信网络的基站的增加关注。如本文所使用的，“全双工无线电系统”是一种无线电系统，其使用相同的时间和频率资源进行传送和接收。因此，对于基站，全双工无线电系统是一种无线电系统，其使用相同的频率资源同时传送下行链路和接收上行链路。全双工无线电系统中的主要难题是在强许多的传送信号存在的情况下检测弱接收信号。接收信号与传送信号之间的隔离通常采用频分双工(FDD)无线电系统中的滤波或者通过使用例如时分双工(TDD)无线电系统中的半双工方案来实现。但是，这些技术均不能够适用于提供全双工无线电系统中的隔离。
因此，存在用于提供全双工无线电系统中的接收信号与传送信号之间的隔离的系统和方法。
发明内容
公开与具有全双工操作模式和半双工操作模式的双模无线电系统相关的系统和方法。在一个实施例中，无线电系统是一种用于无线通信系统中的无线节点(例如蜂窝通信网络中的基站)的无线电系统。在一个实施例中，无线电系统包括第一无线电单元，其包括：传送器；接收器；天线；以及开关电路，适合于将第一无线电单元的传送器的输出或者第一无线电单元的接收器的输入耦合到第一无线电单元的天线。另外，无线电系统包括第二无线电单元，其包括天线以及下列之一：传送器，具有耦合到第二无线电单元的天线的输出；接收器，具有耦合到第二无线电单元的天线的输入；或者具有选择地耦合到第二无线电单元的天线的输出的传送器以及具有选择地耦合到第二无线电单元的天线的输入的接收器。无线电系统具有全双工操作模式(其中无线电系统进行操作以在相同频率信道上同时传送和接收)和半双工操作模式(其中无线电系统进行操作以在不同时间在相同频率信道上进行传送和接收)。
在一个实施例中，第二无线电单元包括：传送器；接收器；天线；以及开关电路，适合于将第二无线电单元的传送器的输出或者第二无线电单元的接收器的输入耦合到第二无线电单元的天线。此外，在一个实施例中，当操作在全双工操作模式时，第一无线电单元的传送器是活动的并且第一无线电单元的开关电路将第一无线电单元的传送器的输出耦合到第一无线电单元的天线，以及第二无线电单元的接收器是活动的并且第二无线电单元的开关电路将第二无线电单元的接收器的输入耦合到第二无线电单元的天线。更进一步，在一个实施例中，当操作在半双工操作模式的传送相位（phase）时，第一无线电单元的传送器是活动的并且第一无线电单元的开关电路将第一无线电单元的传送器的输出耦合到第一无线电单元的天线，以及第二无线电单元的传送器是活动的并且第二无线电单元的开关电路将第二无线电单元的传送器的输出耦合到第二无线电单元的天线。当操作在半双工操作模式的接收相位时，第一无线电单元的接收器是活动的并且第一无线电单元的开关电路将第一无线电单元的接收器的输入耦合到第一无线电单元的天线，以及第二无线电单元的接收器是活动的并且第二无线电单元的开关电路将第二无线电单元的接收器的输入耦合到第二无线电单元的天线。
在另一个实施例中，无线电系统包括第一组无线电单元和第二组无线电单元。第一组无线电单元包括第一无线电单元和一个或多个附加第一无线电单元。第一组无线电单元中的各无线电单元包括：传送器；接收器；天线；以及开关电路，适合于将第一组无线电单元中的无线电单元的传送器的输出或者第一组无线电单元中的无线电单元的接收器的输入耦合到无线电单元的天线。第二组无线电单元包括第二无线电单元和一个或多个附加第二无线电单元。第二组无线电单元中的各无线电单元包括天线以及下列之一：传送器，具有耦合到第二组无线电单元中的无线电单元的天线的输出；接收器，具有耦合到第二组无线电单元中的无线电单元的天线的输入；或者具有选择地耦合到第二组无线电单元中的无线电单元的天线的输出的传送器以及具有选择地耦合到第二组无线电单元中的无线电单元的天线的输入的接收器。在一个实施例中，第二组无线电单元中的各无线电单元包括接收器但是不包括传送器。在另一个实施例中，第二组无线电单元中的各无线电单元包括传送器但是不包括接收器。在又一个实施例中，第二组无线电单元中的各无线电单元包括：传送器；接收器；天线；以及开关电路，适合于将第二组无线电单元中的无线电单元的传送器的输出或者第二组无线电单元中的无线电单元的接收器的输入耦合到第二组无线电单元中的无线电单元的天线。
此外，在全双工操作模式中，对于第一组无线电单元中的各无线电单元，第一组无线电单元中的无线电单元的传送器是活动的并且第一组无线电单元中的无线电单元的开关电路将第一组无线电单元中的无线电单元的传送器的输出耦合到第一组无线电单元中的无线电单元的天线。对于第二组无线电单元中的各无线电单元，第二组无线电单元中的无线电单元的接收器是活动的并且第二组无线电单元中的无线电单元的开关电路将第二组无线电单元中的无线电单元的接收器的输入耦合到第二组无线电单元中的无线电单元的天线。在一个实施例中，当操作在半双工操作模式的传送相位时，对于第一组无线电单元中的各无线电单元，第一组无线电单元中的无线电单元的传送器是活动的并且第一组无线电单元中的无线电单元的开关电路将第一组无线电单元中的无线电单元的传送器的输出耦合到第一组无线电单元中的无线电单元的天线。对于第二组无线电单元中的各无线电单元，第二组无线电单元中的无线电单元的传送器是活动的并且第二组无线电单元中的无线电单元的开关电路将第二组无线电单元中的无线电单元的传送器的输出耦合到第二组无线电单元中的无线电单元的天线。当操作在半双工操作模式的接收相位时，对于第一组无线电单元中的各无线电单元，第一组无线电单元中的无线电单元的接收器是活动的并且第一组无线电单元中的无线电单元的开关电路将第一组无线电单元中的无线电单元的接收器的输入耦合到第一组无线电单元中的无线电单元的天线。对于第二组无线电单元中的各无线电单元，第二组无线电单元中的无线电单元的接收器是活动的并且第二组无线电单元中的无线电单元的开关电路将第二组无线电单元中的无线电单元的接收器的输入耦合到第二组无线电单元中的无线电单元的天线。
在一个实施例中，当操作在全双工操作模式时，第一和第二无线电单元其中之一的传送器是空闲的，并且被利用来提供自干扰消除。在另一个实施例中，当操作在全双工操作模式时，第一和第二无线电单元其中之一的接收器是空闲的，并且被利用来提供自干扰消除。
在一个实施例中，第二无线电单元至少包括接收器，以及无线电系统配置成经由第一和第二无线电单元的每个的接收器来接收无线装置所传送的训练序列，并且基于经由第一组无线电单元和第二组无线电单元中的无线电单元的每个的接收器所接收的训练序列来估计无线装置与第一和第二无线电单元的各天线之间的信道的信道状态信息(CSI)。在另一个实施例中，第二无线电单元至少包括传送器，以及无线电系统配置成经由第一和第二无线电单元的每个的传送器来传送用于无线电系统与一个或多个无线装置之间的信道估计的训练序列。
在一个实施例中，第二无线电单元包括：传送器；接收器；天线；以及开关电路，适合于将第二无线电单元的传送器的输出或者第二无线电单元的接收器的输入耦合到第二无线电单元的天线。当操作在全双工操作模式时，第一无线电单元和第二无线电单元具有不同的时分双工(TDD)配置。在一个实施例中，不同的TDD配置包括不同的TDD上行链路与下行链路比率。在另一个实施例中，不同的TDD配置包括不同的TDD传送相位和不同的TDD接收相位。在一个实施例中，操作在TDD操作模式的无线装置的不同集合连接到第一无线电单元和第二无线电单元。
在一个实施例中，第一无线电单元的TDD传送相位与第二无线电单元的TDD传送相位反相，以及第一无线电单元的TDD接收相位与第二无线电单元的TDD接收相位反相。
在一个实施例中，当操作在全双工操作模式时，在全双工操作模式的第一相位期间，第一无线电单元的传送器是活动的并且第一无线电单元的开关电路将第一无线电单元的传送器的输出耦合到第一无线电单元的天线，以及第二无线电单元的接收器是活动的并且第二无线电单元的开关电路将第二无线电单元的接收器的输入耦合到第二无线电单元的天线。在全双工操作模式的第二相位期间，第一无线电单元的接收器是活动的并且第一无线电单元的开关电路将第一无线电单元的接收器的输入耦合到第一无线电单元的天线，以及第二无线电单元的传送器是活动的并且第二无线电单元的开关电路将第二无线电单元的传送器的输出耦合到第二无线电单元的天线。
在一个实施例中，无线电系统还包括一个或多个附加单元，其中第一无线电单元、第二无线电单元和一个或多个附加无线电单元具有不同的TDD配置。在一个实施例中，第一无线电单元、第二无线电单元和一个或多个附加无线电单元中的至少一个的TDD传送相位部分重叠第一无线电单元、第二无线电单元和一个或多个附加无线电单元中的至少另一个的TDD接收相位。
在一个实施例中，无线通信系统是蜂窝通信网络，以及无线节点是基站。
在一个实施例中，无线通信系统是蜂窝通信网络，以及无线节点是连接到蜂窝通信网络的无线装置。
在一个实施例中，第二无线电单元包括接收器但是不包括传送器。在另一个实施例中，第二无线电单元包括传送器但是不包括接收器。
在阅读以下结合附图对实施例的详细描述之后，本领域的技术人员将会意识到本公开的范围以及认识其附加方面。
附图说明
结合在本说明书中并构成其组成部分的附图示出本公开的若干方面，并且连同描述一起用于说明本公开的原理。
图1示出按照本公开的一个实施例的包括具有双模无线电系统的无线节点的蜂窝通信网络的一个示例；
图2示出具有公共天线架构的双模无线电系统；
图3A、图3B和图3C示出图2的无线电系统的全双工操作模式和半双工操作模式；
图4示出具有独立天线架构的双模无线电系统；
图5A、图5B和图5C示出图4的无线电系统的全双工操作模式和半双工操作模式；
图6示出按照本公开的一个实施例的双模无线电系统；
图7A、图7B和图7C示出按照本公开的一个实施例的图6的无线电系统的全双工操作模式和半双工操作模式；
图8是示出按照本公开的一个实施例的控制图6的双模无线电系统的操作模式的方法的流程图；
图9示出按照本公开的一个实施例的使用图6的双模无线电系统的信道估计过程的一个实施例；
图10示出按照本公开的一个实施例的使用图6的双模无线电系统的信道估计过程的另一个实施例；
图11示出按照本公开的一个实施例的其中在全双工操作期间空闲传送器被利用于自干扰消除的图6的双模无线电系统的一个实施例；
图12示出按照本公开的一个实施例的其中在全双工操作期间空闲接收器被利用于自干扰消除的图6的双模无线电系统的一个实施例；
图13示出按照本公开的一个实施例的其中无线电单元编组(group)之一仅包括接收器的图6的双模无线电系统的一个实施例；
图14示出按照本公开的一个实施例的其中无线电单元编组之一仅包括传送器的图6的双模无线电系统的一个实施例；
图15A至图15C和图16示出按照本公开的另一个实施例的图6的双模无线电系统的全双工操作；
图17示出按照本公开的一个实施例的无线电帧的一个示例，其中无线电系统的不同无线电单元编组相互反相操作；
图18示出按照无线电系统包括两组以上无线电单元的另一个实施例的图6的双模无线电系统；
图19示出按照本公开的一个实施例的其中图18的无线电系统的不同无线电单元编组具有不同的时分双工(TDD)配置的无线电帧的一个示例；
图20是按照本公开的一个实施例的图1的基站的框图；以及
图21是按照本公开的一个实施例的无线装置的框图。
具体实施方式
下面阐述的实施例表示使本领域的技术人员能够实施实施例的信息，并且示出实施实施例的最佳模式。在根据附图阅读以下描述时，本领域的技术人员将会理解本公开的概念，并且将认识到本文中没有具体针对的这些概念的应用。应该理解，这些概念和应用落入本公开和所附权利要求的范围之内。
公开与具有全双工模式和半双工模式的双模无线电系统相关的系统和方法。此外，当操作在全双工模式时，无线电系统提供传送与接收信号之间的隔离。在全双工无线电系统中，接收信号与传送信号之间的隔离能够采用被动（passive）隔离和/或主动(active)自干扰消除来实现。本文所描述的许多实施例主要涉及被动隔离。但是应当理解，被动隔离能够与已知或将来开发的自干扰消除技术一起被利用来提供传送与接收信号之间的期望隔离等级。
此外，本文所描述的实施例聚焦于用于蜂窝通信网络中的基站的无线电系统。蜂窝通信网络10的一个示例在图1中示出。如所示的，蜂窝通信网络10包括服务于蜂窝通信网络10的对应小区16中的无线装置14的基站12。在本文所描述的实施例中，基站12配备有双模无线电系统(未示出)，其当操作在全双工模式时进行操作以使用相同频率资源(即，相同的下行链路和上行链路频率信道)同时传送和接收。因此，换言之，无线电系统当操作在全双工模式时使用相同频率资源实现小区16的同时下行链路传输和上行链路接收。虽然无线电系统主要描述为在基站12中实现，但是无线电系统可在蜂窝通信网络10的任何无线通信节点(例如其他无线电接入节点、无线装置14等)中实现。此外，虽然本文的描述聚焦于蜂窝通信网络10，但是本文所描述的实施例同样可适用于其中期望包括双模无线电系统的无线节点的其他无线通信系统。
在具体描述本公开的实施例之前，双模无线电系统的两个基本架构及其关联问题的简单描述是有益的。在这方面，图2示出包括传送器(TX)20和接收器(RX)22(其经由循环器26和滤波器28耦合到公共天线24)的双模无线电系统18。在这个示例中，传送器20示为包括数模转换器(DAC)30和功率放大器(PA)32。但是，如本领域的技术人员将意识到的，传送器20可包括未示出的附加组件，例如(一个或多个)滤波器、(一个或多个)混频器（mixer）、(一个或多个)调制器等。类似地，接收器22示为包括低噪声放大器(LNA)34和模数转换器(ADC)36。如本领域的技术人员将意识到的，接收器22可包括未示出的附加组件，例如诸如(一个或多个)滤波器、(一个或多个)混频器、(一个或多个)解调器等。
在操作中，传送器20接收数字输入信号，并且处理数字输入信号以提供在期望载波频率的射频(RF)传送信号。RF传送信号经过循环器26并且经过滤波器28来传递到天线24。类似地，RF接收信号在天线24来接收，并且经过滤波器28和循环器26来传递到接收器22。接收器22处理RF接收信号，以提供数字输出信号。值得注意地，RF传送信号和RF接收信号处于相同载波频率，或者换言之使用相同频率资源。如图3A中所示的，对于全双工操作，RF接收信号在RF传送信号由双模无线电系统18来传送的同时被接收。如图3B和图3C中所示的，双模无线电系统18能够通过按照期望时分双工(TDD)配置激活和停用传送器20和接收器22来回复到半双工操作模式。具体来说，在传送相位期间，传送器20接收输入信号，并且生成对应RF传送信号，其然后经由天线24来传送，如图3B中所示的。在传送相位期间，接收器22是不活动的。相反，在接收相位期间，接收器22是活动的，并且进行操作以接收RF接收信号，以及生成对应数字输出信号，如图3C中所示的。在接收相位期间，传送器20是不活动的。具有双模操作(即，全双工和半双工)是有益的，因为可期望在例如如果存在对于双模无线电系统18的自干扰消除子系统(未示出)的可靠性问题则回复到半双工操作模式。如果自干扰消除子系统的性能显著降级，则上行链路容量将降低。
图4示出包括经由对应滤波器48和50耦合到独立天线44和46的传送器(TX)40和接收器(RX)42的双模无线电系统38。通过物理上分离，独立天线44和46在全双工操作期间提供传送信号与接收信号之间的被动隔离。在这个示例中，传送器40示为包括DAC 52和PA54。但是，如本领域的技术人员将意识到，传送器40可包括未示出的附加组件，例如(一个或多个)滤波器、(一个或多个)混频器、(一个或多个)调制器等。类似地，接收器42示为包括LNA 56和ADC 58。如本领域的技术人员将意识到的，接收器42可包括未示出的附加组件，例如(一个或多个)滤波器、(一个或多个)混频器、(一个或多个)解调器等。
在操作中，传送器40接收数字输入信号，并且处理数字输入信号以提供在预期载波频率的RF传送信号。RF传送信号经过滤波器48传递到天线44(即，传送天线)。类似地，RF接收信号在天线46(即，接收天线)来接收，并且经过滤波器50传递到接收器42。接收器42处理RF接收信号，以提供数字输出信号。值得注意地，RF传送信号和RF接收信号处于相同载波频率，或者换言之使用相同频率资源。如图5A中所示的，对于全双工操作，RF接收信号在RF传送信号由双模无线电系统38来传送的同时被接收。具体来说，RF传送信号在RF接收信号经由接收天线46来接收的同时经由传送天线44传送。如图5B和图5C中所示的，双模无线电系统38能够通过按照期望TDD配置激活和停用传送器40和接收器42来回复到半双工操作模式。具体来说，在传送相位期间，传送器40接收数字输入信号，并且生成对应RF传送信号，其然后经由传送天线44来传送，如图5B中所示的。在传送相位期间，接收器42是不活动的。相反，在接收相位期间，接收器42是活动的，并且进行操作以从接收天线46接收RF接收信号，以及生成对应数字输出信号，如图5C中所示的。在接收相位期间，传送器40是不活动的。
图2的公共天线架构和图4的独立天线架构均有问题。具体来说，如与独立天线架构相比，图2的公共天线架构引起对自干扰消除的更为严格得多的要求。由循环器26(或其他双工装置)所提供的被动隔离能够限制到例如20分贝(dB)，以及如果在位于循环器26的天线侧的滤波器28或天线24中存在某种阻抗失配则甚至能够更差。在公共天线架构中，自干扰消除子系统(未示出)必须消除到接收器22中的残余传送器泄漏，并且要求能够超过100 dB。如果自干扰消除子系统不能够一致地提供所要求的消除，则双模无线电系统18将需要回复回半双工操作，以避免使上行链路容量显著降级。极强的自干扰消除要求将使可靠性降级，由此潜在地对可观的(appreciable)时间量阻止双模无线电系统18操作在全双工模式。
对图4的独立天线架构，明显更被动传送器-接收器(TX-RX)隔离能够对传送器40和接收器42使用独立天线44和46来实现。这个架构放宽自干扰消除子系统的消除要求，由此使这个双模无线电系统38更为可靠，并且也许使全双工无线电在实际蜂窝网络条件下是可行的。对独立天线架构的问题在于，对于全双工的可靠操作需要独立天线44和46；但是，对于半双工操作不需要独立天线44和46。在半双工操作期间，天线44和46中只有一个在TX和RX相位期间是活动的，如图5B和图5C中所示的。在半双工操作期间仅使用可用天线孔径的一半引起比如果使用整个天线孔径要低的容量。
对图4的独立天线架构的另一个问题与估计信道状态信息(CSI)相关。许多现代基站使用主动天线技术来改进谱和/或能量效率。主动天线技术要求基站上的各天线与各无线装置(其有时可称作用户设备装置(UE))上的各天线之间的下行链路和上行链路信道的知识。这个知识称作CSI。CSI最常见地通过传送训练序列或信号(例如导频信号)来得到。更具体来说，传送器传送训练序列，其又由无线电链路的另一端上的接收器来接收。在接收器，所接收的训练序列用来估计信道响应，因为接收无线电具有对传送器所传送的训练序列的完全知识。如果将共享或公共天线用于传送和接收，则信道假定是互易的，并且因此仅沿一个方向要求训练或CSI估计。但是，通过独立天线架构，上行链路信道和下行链路信道会需要独立估计，由此消除信道互易的有益效果。上行链路中的训练和下行链路中的训练一般不消耗相同量的容量。因此，独立传送和接收天线所需的附加训练可显著增加开销，由此降低容量。
图6示出按照本公开的一个实施例的提供全双工和半双工操作的双模无线电系统60。如以下详细论述的，双模无线电系统60通过使用独立传送和接收天线来提供双工操作期间的TX-RX隔离，并且避免半双工操作期间的未使用天线。如所示的，双模无线电系统60包括两个无线电单元编组62和64。第一无线电单元编组62包括多个无线电单元66-1至66-NG1(在本文中一般统称为多个无线电单元66并且单独称作无线电单元66)，以及第二无线电单元编组64包括多个无线电单元68-1至68-NG2(在本文中一般统称为多个无线电单元68并且单独称作无线电单元68)。虽然在所示示例中NG1 > 1并且NG2 > 1，但是第一无线电单元编组62中的无线电单元66的数量可以是大于或等于1的任何数量，以及第二无线电单元编组64中的无线电单元68的数量可以是大于或等于1的任何数量。此外，NG1和NG2可以或者可以不相等，这取决于具体实现。此外，在一个实施例中，两个无线电单元编组62和64中的无线电单元66和68服务于相同覆盖区域(例如，相同小区16，其中双模无线电系统60在基站12中实现)。
在这个示例中，第一无线电单元编组62中的无线电单元66-1至66-NG1更具体来说是收发器单元，其包括传送器(TX)70-1至70-NG1(在本文中一般统称为多个传送器70并且单独称作传送器70)和接收器(RX)72-1至72-NG1(在本文中一般统称为多个接收器72并且单独称作接收器72)。传送器70和接收器72分别经由开关76-1至76-NG1(在本文中一般统称为多个开关76并且单独称作开关76)和滤波器78-1至78-NG1(在本文中一般统称为多个滤波器78并且单独称作滤波器78)选择地耦合到对应天线74-1至74-NG1(在本文中一般统称为多个天线74并且单独称作天线74)。在这个示例中，传送器70包括DAC 80-1至80-NG1(在本文中一般统称为多个DAC 80并且单独称作DAC 80)和PA 82-1至82-NG1(本文中一般统称为多个PA 82并且单独称作PA 82)。但是，如本领域的技术人员将意识到的，传送器70可包括未示出的附加组件，例如诸如(一个或多个)滤波器、(一个或多个)混频器、(一个或多个)调制器等。接收器72包括LNA 84-1至84-NG1(在本文中统称为LNA 84并且单独称作LNA 84)和ADC 86-1至86-NG1(在本文中一般统称为多个ADC 86并且单独称作ADC 86)。但是，如本领域的技术人员将意识到的，接收器72可包括未示出的附加组件，例如诸如(一个或多个)滤波器、(一个或多个)混频器、(一个或多个)解调器等。
在这个示例中，第二无线电单元编组64中的无线电单元68-1至68-NG2也是收发器单元，其包括传送器(TX)88-1至88-NG2(在本文中一般统称为多个传送器88并且单独称作传送器88)和接收器(RX)90-1至90-NG2(在本文中一般统称为多个接收器90并且单独称作接收器90)。传送器88和接收器90分别经由开关94-1至94-NG2(在本文中一般统称为多个开关94并且单独称作开关94)和滤波器96-1至96-NG2(在本文中一般统称为多个滤波器96并且单独称作滤波器96)选择地耦合到对应天线92-1至92-NG2(在本文中一般统称为多个天线92并且单独称作天线92)。在这个示例中，传送器88包括DAC 98-1至98-NG2(在本文中一般统称为多个DAC 98并且单独称作DAC 98)和PA 100-1至100-NG2(本文中一般统称为多个PA 100并且单独称作PA 100)。但是，如本领域的技术人员将意识到的，传送器88可包括未示出的附加组件，例如诸如(一个或多个)滤波器、(一个或多个)混频器、(一个或多个)调制器等。接收器90包括LNA 102-1至102-NG2(在本文中统称为LNA 102并且单独称作LNA 102)和ADC 104-1至104-NG2(在本文中一般统称为多个ADC 104并且单独称作ADC 104)。但是，如本领域的技术人员将意识到的，接收器90可包括未示出的附加组件，例如诸如(一个或多个)滤波器、(一个或多个)混频器、(一个或多个)解调器等。
双模无线电系统60能够通过开关76和94的适当配置来操作在全双工模式和半双工模式。开关由控制器106来控制。控制器106如所示的可以是双模无线电系统60的部分，或者可以是在双模无线电系统60外部(例如在关联基带单元或无线电控制器中实现)。例如，控制器106可通过基站12内或者与基站12关联的(一个或多个)处理器所运行的软件来实现。此外，控制器106的功能性可跨两个或更多网络节点(例如基站12和另一个网络节点)分布。控制器106通过硬件、软件或者硬件和软件的组合来实现。在一个实施例中，控制器106的功能性通过计算机可读介质(例如，非暂时计算机可读介质、例如存储器)上存储的软件(其是处理器(例如中央处理器(CPU))可执行的，以执行控制器106的功能性)来实现。如所示的，在这个示例中，控制器106输出第一控制信号(CNTRL1)(其控制第一无线电单元编组62的开关76)和第二输出信号(CNTRL2)(其控制第二无线电单元编组64的开关94)。
图7A示出按照本公开的一个实施例的图6的双模无线电系统60的全双工操作模式。在这个实施例中，控制器106(图6)控制开关76以将第一无线电单元编组62中的无线电单元66的传送器70(而不是接收器72)耦合到对应天线74，以及控制开关94以将第二无线电单元编组64中的无线电单元68的接收器90(而不是传送器88)耦合到对应天线92。这样，使双模无线电系统60能够使用相同频率资源同时经由第一无线电单元编组62中的无线电单元66进行传送并且经由第二无线电单元编组64中的无线电单元68进行接收。值得注意地，在这方面，传输和接收通过相同频率资源进行，并且因此滤波器78和96的通带对于传输和接收均相同。
当操作在全双工模式时，来自第一无线电单元编组62中的无线电单元66的传输在第二无线电单元编组64中的无线电单元68的同时接收期间引起自干扰108。如与公共天线架构中的双工装置(例如循环器)所提供的被动隔离相比，通过物理上分离天线74和92所提供的传送与接收路径之间的被动隔离较大。被动隔离量能够通过增加天线74与92之间的物理分隔和/或通过将已知技术用于降低天线74与92之间的互耦合来增加。因此，如与公共天线架构相比，降低双模无线电系统60中的自干扰消除的要求。
图7B和图7C示出按照本公开的一个实施例的图6的双模无线电系统60的半双工操作。如上所述的，如果例如自干扰消除子系统的性能降级，则可期望半双工操作。半双工操作模式包括传送相位(图7B)和接收相位(图7C)。在这个示例中，在传送相位，控制开关76使得第一无线电单元编组62中的无线电单元66的传送器70耦合到对应天线74，以及控制开关94控制使得第二无线电单元编组64中的无线电单元68的传送器88耦合到对应天线92。同样，在接收相位中，控制开关76使得第一无线电单元编组62中的无线电单元66的接收器72耦合到对应天线74，以及控制开关94使得第二无线电单元编组64中的无线电单元68的接收器90耦合到对应天线92。这样，在传送相位和接收相位期间使用所有天线74和92。这样的话，避免了浪费天线的问题，以及与图4的独立天线架构相比，更多天线用于传输和接收，这分别改进下行链路和上行链路的容量。值得注意地，在半双工模式中，不存在自干扰108(图6和图7A)，因为或者所有无线电单元进行传送(图7B)或者所有无线电单元进行接收(图7C)。
图8是示出按照本公开的一个实施例的图6的控制器106的操作的流程图。在这个示例中，控制器106确定是否操作在全双工模式(步骤1000)。这个确定可关于一个或多个任何适当标准(例如诸如，自干扰子系统的性能是否下降到低于阈值)进行。此外，在一些实施例中，全双工操作模式是缺省操作模式，其中到半双工操作模式的回退在需要或以其它方式期望(例如对CSI测量)时是可用的。如果期望全双工操作，则在这个实施例中，控制器106配置双模无线电系统60使得第一无线电单元编组62中的无线电单元66各处于传送模式(即，开关76将传送器70耦合到天线74)，并且第二无线电单元编组64中的无线电单元68各处于接收模式(即，开关94将接收器90耦合到天线92)(步骤1002)。当操作在全双工模式时，控制器106在一些实施例中可周期地或者以其他方式确定操作是否应当切换到半双工模式(步骤1004)。例如，如以下所论述的，可期望对CSI估计切换到半双工模式。如果控制器106确定不切换到半双工操作模式，则全双工操作继续进行。
如果如步骤1000或者步骤1004所确定的那样期望半双工操作，则控制器106配置双模无线电系统60使得无线电单元编组62和64在半双工操作的传送相位期间均处于传送操作模式(步骤1006)。然后，在半双工操作的接收相位期间，控制器106配置双模无线电系统60使得无线电单元编组62和64均处于接收操作模式(步骤1008)。在这个示例中，控制器106然后基于一个或多个任何适当标准来确定是否切换到全双工模式(步骤1010)。但是要注意，在步骤1010的判定可在过程中的任何期望点(例如周期地或者以其他方式)进行。在这个示例中，如果双模无线电系统60要保持在半双工模式，则该过程返回到步骤1006。否则，如果双模无线电系统60要切换到全双工模式，则该过程继续到步骤1002。注意，图8的过程只是一个示例。控制器106可操作以控制双模无线电系统60，以按照任何期望或适当方式来提供全双工操作和半双工操作。
如上所提到的，在一些实施例中，双模无线电系统60可控制成使用上行链路或下行链路训练来提供所有天线74和92与单独无线装置14的每个之间的信道的信道估计(例如CSI估计)。在描述双模无线电系统60的这个特征之前，对使用图4的独立天线架构时的信道估计的简要描述是有益的。当使用图4的独立天线架构时，传送天线44与特定无线装置14之间的信道(即，下行链路信道)必须使用下行链路训练过程来估计，其中训练序列由双模无线电系统38经由天线44来传送并且在无线装置14来接收。无线装置14然后基于所接收的训练序列来估计下行链路信道。另外，无线装置14与双模无线电系统38的接收天线46之间的信道(即，上行链路信道)必须使用上行链路训练过程来估计，其中训练序列由无线装置14来传送并且在双模无线电系统38经由接收天线46来接收。基站12然后基于所接收的训练序列来估计上行链路信道。因此，需要上行链路和下行链路训练过程。换言之，由于双模无线电系统38使用独立天线44和46进行传送和接收，所以上行链路和下行链路信道不是互易的，并且因此必须独立估计。此外，如果无线装置天线的总数不是接近等于基站天线的数量，则上行链路或者下行链路训练将消耗比另一个明显更多的容量。
相比之下，图6的双模无线电系统60可配置成在单个信道估计过程期间利用互易信道来提供信道估计。更具体来说，图9示出图6的双模无线电系统60的信道估计过程的一个实施例。在这个实施例中，基站12以及更具体来说是控制器106将双模无线电系统60配置成操作在半双工操作模式的接收相位，使得两个无线电单元编组62和64中的所有无线电单元66和68操作在接收模式(步骤1100)。无线装置14传送训练序列(步骤1102)。因为双模无线电系统60操作在半双工操作模式的接收相位，所以训练序列经由所有天线74和92来接收。无线装置14与双模无线电系统60的所有天线74和92之间的信道(例如CSI)能够基于所接收的训练序列来估计(步骤1104)。由于信道互易性，基于来自无线装置14的上行链路传输所生成的信道估计同样可适用于下行链路和上行链路信道。因此，使用单个信道估计过程，估计双模无线电系统60的所有天线74和92与无线装置14之间的信道。
图10示出图6的双模无线电系统60的信道估计过程的另一个实施例。在这个实施例中，基站12以及更具体来说是控制器106将双模无线电系统60配置在半双工操作模式的传送相位(步骤1200)。基站12然后经由双模无线电系统60传送训练序列(步骤1202)。因为双模无线电系统60配置在半双工操作模式的传送相位，所以训练序列经由两个无线电单元编组62和64的所有天线74和92来传送。无线装置14则能够基于从双模无线电系统60的对应天线74和92所接收的训练序列的不同接收版本来估计双模无线电系统60的所有天线74和92与无线装置14之间的信道(例如CSI)(步骤1204)。
在这个示例中，基站12的双模无线电系统60则配置在半双工模式的接收相位或者全双工模式(步骤1206)。当双模无线电系统60处于半双工模式的接收相位或者全双工模式时，无线装置14传送无线装置14与双模无线电系统60的不同天线74和92之间的信道的CSI(步骤1208)。由于信道互易性，基于来自双模无线电系统60的下行链路传输所生成的信道估计同样可适用于下行链路和上行链路信道。因此，使用单个信道估计过程，估计双模无线电系统60的所有天线74和92与无线装置14之间的信道。
如以上所论述并且如图7A中具体所示的，在全双工操作模式中，接收器72和90的一部分是空闲的，以及传送器70和88的一部分是空闲的。具体来说，在图7A的示例中，在全双工操作模式，第一无线电单元编组62中的无线电单元66的接收器72和第二无线电单元编组64中的无线电单元68的传送器88是空闲的。在一些实施例中，空闲接收器或空闲传送器能够用于自干扰消除。更具体来说，图11示出按照本公开的一个实施例的将第二无线电单元编组64中的无线电单元68的空闲传送器88用于自干扰消除的架构的一个示例。在这个实施例中，在全双工操作期间，第一无线电单元编组62中的无线电单元66的传送器70的数字输入信号由信号处理子系统110来处理，并且然后注入第二无线电单元编组64中的无线电单元68的空闲传送器88的输入，以便在空闲传送器88的输出来提供对应自干扰消除信号。在这个示例中，控制器106控制开关112-1至112-NG2(在本文中一般统称为多个开关112并且单独称作开关112)，以便将空闲传送器88的输出耦合到对应求和节点114-1至114-NG2(在本文中一般统称为多个求和节点114并且单独称作求和节点114)的输入。求和节点114进行操作以便对来自天线92的接收信号以及来自传送器88的自干扰消除信号进行求和，以提供经补偿的接收信号。经补偿的接收信号由接收器90来处理，以提供接收器90的对应输出信号。注意，任何已知或者将来开发的技术可由信号处理子系统110用来校准自干扰消除信号，使得自干扰为最小或者充分减轻。在M. Duarte等人的“Full-Duplex WirelessCommunications Using Off-The-Shelf Radios: Feasibility and First Results”(2010有关信号、系统、计算机的第四十四次Asilomar会议的会议记录（2010 ConferenceRecord of the Forty Fourth Asilomar Conference on Signals，Systems andComputers），2010年11月7-10日，Pacific Grove，CA，第1558-1562页)中描述一个示例。
图12示出按照本公开的一个实施例的将第一无线电单元编组62中的无线电单元66的空闲接收器72用于自干扰消除的架构的一个示例。在这个实施例中，在全双工操作期间，由第一无线电单元编组62中的无线电单元66的传送器70所输出的RF传送信号经由对应分接（tapping）元件116-1至116-NG1(在本文中一般统称为多个分接元件116并且单独称作分接元件116)和开关118-1至118-NG1(在本文中一般统称为多个开关118并且单独称作开关118)来耦合到第一无线电单元编组62中的无线电单元66的空闲接收器72的输入。在一个实施例中,方向耦合器用来分接传送器70的输出，以及分接元件116是可用来降低分接信号（如果期望的话）的功率级的衰减器。空闲接收器72的所产生输出信号由信号处理子系统110来处理，以提供自干扰消除信号。求和节点120-1至120-NG2(在本文中一般统称为多个求和节点120并且单独称作求和节点120)组合自干扰消除信号和第二无线电单元编组64中的无线电单元68的接收器90的输出信号，以提供补偿输出信号。注意，任何已知或者将来开发的技术可由信号处理子系统110用来校准自干扰消除信号，使得自干扰为最小或者充分减轻。在美国专利No. 8,199,681中描述一个示例。
在上述实施例中，第一无线电单元编组62中的无线电单元66和第二无线电单元编组64中的无线电单元68全部是收发器单元(即，它们全部包括传送器70、88和接收器72、90)。但是，本双模无线电系统60并不局限于此。在其他实施例中，无线电单元编组62和64其中之一的无线电单元66、68可以仅包括传送器70、88或者仅包括接收器72、90。在这方面，图13示出双模无线电系统60的一个实施例，其中第二无线电单元编组64的无线电单元68仅包括接收器90。在这个实施例中，在全双工模式，第一无线电单元编组62的无线电单元66配置在传送模式(即，将开关76控制成将传送器70耦合到天线74)，以及第二无线电单元编组64的无线电单元68的接收器90是活动的。相反，在半双工操作模式的传送相位中，第一无线电单元编组62的无线电单元66配置在传送模式，以及第二无线电单元编组64的无线电单元68的接收器90是不活动的或者是空闲的。在半双工操作模式的接收相位，在一个示例中，第一无线电单元编组62的无线电单元66配置在接收模式中，以及在一些实施例中，第二无线电单元编组64中的无线电单元68的接收器90是活动的。
图14示出双模无线电系统60的另一个实施例，其中第二无线电单元编组64的无线电单元68仅包括传送器88。在这个实施例中，在全双工模式，第一无线电单元编组62的无线电单元66配置在接收模式中(即，将开关76控制成将接收器72耦合到天线74)，以及第二无线电单元编组64的无线电单元68的传送器88是活动的。相反，在半双工操作模式的传送相位中，第一无线电单元编组62的无线电单元66配置在传送模式中，以及在一些实施例中，第二无线电单元编组64的无线电单元68的传送器88是活动的。在半双工操作模式的接收相位中，第一无线电单元编组62的无线电单元66配置在接收模式，以及第二无线电单元编组64的无线电单元68的传送器88是不活动的或者是空闲的。
上述实施例，特别是图6至图12的那些实施例描述全双工架构（具有用于传送和接收的独立天线74和92以及各天线74、92后面的收发器）。当双模无线电系统60操作在全双工操作模式时，连接到基站12的无线装置14还能够操作在全双工操作模式，但是可备选地操作在半双工或TDD操作模式。在任一情况下，无线装置14连接到用于下行链路的天线74的一个集合以及用于上行链路的天线92的另一集合。如上所论述的，上述实施例的CSI估计能够通过将双模无线电系统60配置在半双工操作模式而对上行链路和下行链路来执行。由于信道互易性，只有一个方向需要在双模无线电系统60与各无线装置14之间来估计。一个问题在于，CSI需要在天线74和92的每个与无线装置14的天线的每个之间来估计。信道互易性无法用来减少CSI估计的数量，因为在全双工模式中，上行链路和下行链路没有共享公共天线。这意味着，每个无线装置需要N×K个CSI估计，其中N = NG1 + NG2，以及K是无线装置14的天线的数量。在一些实施例中，如果无线装置14连接到用于上行链路和下行链路的天线74、92的相同集合，使得信道互易性能够用来使所需的信道或CSI估计的数量减半，则会是有利的。但是，如果独立天线用于基站12中的传送和接收，则基站12中的全双工操作将更可靠。
在这方面，图15A至图15C和图16示出按照本公开的另一个实施例的双模无线电系统60的全双工操作模式。在这个实施例中，在全双工操作模式中，第一无线电单元编组62和第二无线电单元编组64操作在半双工或TDD操作模式但是相互反相。如本文所使用的，当第一无线电单元编组62中的无线电单元66在第二无线电单元编组64中的无线电单元68进行接收的同时进行传送时(反过来也是一样)，两个无线电单元编组62和64相互反相操作。无线电单元编组62和64单独操作在半双工或TDD操作模式；但是无线电单元编组62和64共同提供双模无线电系统60的全双工操作模式。无线电单元编组62和64中的反相TDD无线电单元66和68使两个无线电单元编组62和64能够基本上以独立的方式操作，以便例如服务于TDD无线装置的不同集合。
如图15A和图16中所示的，当双模无线电系统60操作在全双工模式时，操作在TDD模式的第一组无线装置122-1至122-NTDD1(在本文中一般统称为多个无线装置122并且单独称作无线装置122)对于上行链路和下行链路连接到第一无线电单元编组62。同样，操作在TDD模式的第二组无线装置124-1至124-NTDD2(在本文中一般统称为多个无线装置124并且单独称作无线装置124)对于上行链路和下行链路连接到第二无线电单元编组64。这是有益的，因为需要对任何特定无线装置122、124所估计的信道的数量是当将不同天线用于传送和接收时需要估计的数量的一半一样多。减少需要估计的信道的数量降低计算复杂度(例如，减小多用户多输入多输出(MU-MIMO)或空分多址(SDMA)预编码矩阵的大小)。
如图15B中所示的，连接到第一无线电单元编组62的无线装置122包括传送器126-1至126-NTDD1(在本文中一般统称为多个传送器126并且单独称作传送器126)和接收器128-1至128-NTDD1(在本文中一般统称为多个接收器128并且单独称作接收器128)，其经由开关132-1至132-NTDD1(在本文中一般统称为多个开关132并且单独称作开关132)和滤波器134-1至134-NTDD1(在本文中一般统称为多个滤波器134并且单独称作滤波器134)选择地耦合到对应天线130-1至130-NTDD1(在本文中一般统称为多个天线130并且单独称作天线130)。在这个示例中，传送器126分别包括DAC 136-1至136-NTDD1(在本文中一般统称为多个DAC 136并且单独称作DAC 136)和PA 138-1至138-NTDD1(本文中一般统称为多个PA 138并且单独称作PA 138)。但是，传送器126可包括附加或备选组件，如本领域的技术人员在阅读本公开时将会理解的。类似地，接收器128在这个示例中分别包括LNA 140-1至140-NTDD1(在本文中统称为LNA 140并且单独称作LNA 140)和ADC 142-1至142-NTDD1(在本文中一般统称为多个ADC 142并且单独称作ADC 142)。但是，接收器128可包括附加或备选组件，如本领域的技术人员在阅读本公开时将会理解的。
同样地，如图15C中所示的，连接到第二无线电单元编组64的无线装置124包括传送器144-1至144-NTDD2(在本文中一般统称为多个传送器144并且单独称作传送器144)和接收器146-1至146-NTDD2(在本文中一般统称为多个接收器146并且单独称作接收器146)，其经由开关150-1至150-NTDD2(在本文中一般统称为多个开关150并且单独称作开关150)和滤波器152-1至152-NTDD2(在本文中一般统称为多个滤波器152并且单独称作滤波器152)选择地耦合到对应天线148-1至148-NTDD2(在本文中一般统称为多个天线148并且单独称作天线148)。在这个示例中，传送器144分别包括DAC 154-1至154-NTDD2(在本文中一般统称为多个DAC 154并且单独称作DAC 154)和PA 156-1至156-NTDD2(本文中一般统称为多个PA 156并且单独称作PA 156)。但是，传送器144可包括附加或备选组件，如本领域的技术人员在阅读本公开时将会理解的。类似地，接收器146在这个示例中分别包括LNA 158-1至158-NTDD2(在本文中统称为LNA 158并且单独称作LNA 158)和ADC 160-1至160-NTDD2(在本文中一般统称为多个ADC 160并且单独称作ADC 160)。但是，接收器146可包括附加或备选组件，如本领域的技术人员在阅读本公开时将会理解的。
在操作中，在全双工操作的第一相位期间，第一无线电单元编组62中的无线电单元66配置在传送模式中，以及第二无线电单元编组64中的无线电单元68配置在接收模式中，如图15A中所示的。因此，连接到第一无线电单元编组62(图15B)的无线装置122操作在接收相位，以及连接到第二无线电单元编组64(图15C)的无线装置124操作在传送相位。然后，如图16中所示的，在第二相位期间，第一无线电单元编组62中的无线电单元66配置在接收模式，以及第二无线电单元编组64中的无线电单元68配置在传送模式。因此，连接到第一无线电单元编组62的无线装置122操作在传送相位，以及连接到第二无线电单元编组64的无线装置124操作在接收相位。无线电单元编组62和64在全双工操作的两个相位之间同时转变，但是相互反相。这样，始终存在无线电单元编组62、64其中之一进行传送以及无线电单元编组62、64其中之一进行接收。虽然未示出，但是无线电单元编组62和64均可配置成同相而不是反相操作，以提供双模无线电系统60的半双工操作模式。
值得注意地，相互反相表示两个无线电单元编组62和64的TDD下行链路到上行链路(DL:UL)比率将彼此相反。例如，如果第一无线电单元编组62的DL:UL比率为2:1，则第二无线电单元编组64的DL:UL比率将为1:2。作为另一个示例，如果无线电单元编组62具有带有90%下行链路和10%上行链路的TDD帧，则需要无线电单元编组64具有带有10%下行链路和90%上行链路的TDD帧的反相操作。如同常规TDD无线电系统那样，保护间隔可存在于从传送到接收以及从接收到传送的转变之间。这些保护间隔在两个无线电单元编组62与64之间同步。
在一个具体实现中，两个无线电单元编组62和64具有相同的DL:UL比率(即，1:1)，其又表示两个无线电单元编组62和64具有等量的传送相位和接收相位。在这种情况下，在一些实施例中，基站12可在半双工或TDD模式只激活两个无线电单元编组62、64其中之一，并且当需要或者另外期望额外容量时才激活两个无线电单元编组62、64(其反相操作)的另一个。但是，但是当操作在半双工模式时，不需要关闭或停用两个无线电单元编组62、64其中之一。而是无线电单元编组62和64均可相互反相操作，以便由此增加由基站12在半双工模式中所使用的天线的数量。
两个无线电单元编组62和64的不相等TDD DL:UL比率会是有益的，以便使特定无线装置14能够指配给具有最密切匹配无线装置14的需求的TDD DL:UL比率的无线电单元编组62、64。例如，如果第一无线电单元编组62具有9:1的TDD DL:UL比率，并且第二无线电单元编组64具有1:9的TDD DL:UL比率，则下载流播视频的特定无线装置14可指配给第一无线电单元编组62(即，成为连接到(一个或多个)第一无线电单元编组62的无线装置122之一)，而上传图片的特定无线装置14可指配给第二无线电单元编组64(即，成为连接到第二无线电单元编组64的无线装置124之一)。在一些实施例中，基站12可操作以便基于该无线装置14的动态变化需求在两个无线电单元编组62与64之间动态切换特定无线装置14。注意，在将无线装置14指配给两个无线电单元编组62和64时可考虑其他标准，例如诸如无线装置间干扰。相互之间会或者确实强干扰的无线装置14可以不指配给相同无线电单元编组62、64。
图17示出具有对两个无线电单元编组62和64所示的上行链路和下行链路子帧的TDD帧的一个示例。这个示例TDD帧示出两个无线电单元编组62和64的反相操作。在这个示例中，在子帧0至5，第一无线电单元编组62中的无线电单元66进行传送，以及第二无线电单元编组64中的无线电单元68进行接收。这对应于图15A中所示的全双工相位。相比之下，在子帧6-9，第一无线电单元编组62中的无线电单元66进行接收，以及第二无线电单元编组64中的无线电单元68进行传送。这对应于图16中所示的全双工相位。
在图15A和图16的实施例中，特定无线装置122、124的下行链路和上行链路信道去往相同无线电单元编组62、64的天线74、92。因此，CSI仅需要基于信道互易性沿一个方向并且仅对于无线电单元编组62、64的天线74、92（无线装置122、124与其连接）来估计。此外，连接到不同无线电单元编组62、64的无线装置的多用户干扰(对于MU-MIMO、SDMA等)在时间上是正交的(不包括无线装置到无线装置干扰)，这表示第一无线电单元编组62的预编码和检测矩阵无需包括去往与第二无线电单元编组64连接的无线装置124的信道。这显著减小预编码和检测矩阵的大小，这表示降低矩阵运算的计算复杂度。
在图15A、图16和图17的实施例中，仅存在两个无线电单元编组62和64。但是，双模无线电系统60在一些实施例中可包括如图18中所示的两个以上无线电单元编组。具体来说，如图18中所示的，双模无线电系统60包括第一和第二无线电单元编组62、64以及一个或多个附加无线电单元编组162。在一个实施例中，第一和第二无线电单元编组62、64以及一个或多个附加无线电单元编组162全部服务于相同覆盖区域(例如小区)。如所示的，一个或多个附加无线电单元编组162的每个包括多个无线电单元164-1至164-NGX(在本文中一般统称为多个无线电单元164并且单独称作无线电单元164)。在这个实施例中，附加无线电单元编组162中的无线电单元164的每个更具体来说是收发器单元，其包括传送器(TX)166-1至166-NGX(在本文中一般统称为多个传送器166并且单独称作传送器166)和接收器(RX)168-1至168-NGX(在本文中一般统称为多个接收器168并且单独称作接收器168)。传送器166和接收器168分别经由开关172-1至172-NGX(在本文中一般统称为多个开关172并且单独称作开关172)和滤波器174-1至174-NGX(在本文中一般统称为多个滤波器174并且单独称作滤波器174)选择地耦合到对应天线170-1至170-NGX(在本文中一般统称为多个天线170并且单独称作天线170)。在这个示例中，传送器166包括DAC 176-1至176-NGX(在本文中一般统称为多个DAC 176并且单独称作DAC 176)和PA 178-1至178-NGX(本文中一般统称为多个PA 178并且单独称作PA 178)。但是，如本领域的技术人员将意识到的，传送器166可包括未示出的附加组件，例如诸如(一个或多个)滤波器、(一个或多个)混频器、(一个或多个)调制器等。接收器168包括LNA 180-1至180-NGX(在本文中统称为LNA 180并且单独称作LNA 180)和ADC182-1至182-NGX(在本文中一般统称为多个ADC 182并且单独称作ADC 182)。但是，如本领域的技术人员将意识到的，接收器168可包括未示出的附加组件，例如诸如(一个或多个)滤波器、(一个或多个)混频器、(一个或多个)解调器等。
如所示的，对于全双工操作，无线电单元编组62、64和162的每个操作在TDD操作模式。在任何时间，无线电单元编组62、64和162的一个或多个能够处于传送模式，而无线电单元编组62、64和162的一个或多个能够处于接收模式。一般来说，无线电单元编组62、64和162的每个具有其自己的TDD配置(例如TDD DL:UL比率、占空比等)。换言之，无线电单元编组62、64和162具有独立的TDD配置。此外，使用其TDD配置，无线电单元编组62服务于连接到第一无线电单元编组62的无线装置122以用于TDD通信(即，用于下行链路和上行链路)，无线电单元编组64服务于连接到第一无线电单元编组64的无线装置124以用于TDD通信(即，用于下行链路和上行链路)，以及各附加无线电单元编组162服务于无线装置184-1至184-NTDDX(在本文中一般统称为多个无线装置184并且单独称作无线装置184)的附加集合。
在一个实施例中，无线电单元编组62、64和162具有不同的TDD配置，并且可具有重叠传送和/或接收相位。例如，图19示出帧结构的一个示例，所述帧结构示出三个无线电单元编组62、64和162的传送和接收相位。如所示的，在这个示例中，无线电单元编组62(编组1)具有传送相位或下行链路相位(其对应于子帧0至6)和接收相位或上行链路相位(其对应于子帧7至9)。无线电单元编组64(编组2)具有接收相位或上行链路相位(其对应于子帧0至4)和传送相位或下行链路相位(其对应于子帧5至9)，以及无线电单元编组162(编组3)具有接收相位或上行链路相位(其对应于子帧0至5)和传送相位或下行链路相位(其对应于子帧6至9)。因此，三个无线电单元编组62、64和162具有不同的TDD DL:UL比率。
值得注意地，在图19的示例中，存在若干子帧，其具有不同无线电单元编组62、64和162之间的重叠下行链路或上行链路相位。作为示例，在子帧0，第二无线电单元编组62(编组2)和附加无线电单元编组162(编组3)操作在上行链路模式。另一个示例是在子帧6期间，其中所有无线电单元编组62、64和162操作在下行链路模式，这表示基站12在子帧6期间没有操作在全双工。具有重叠下行链路相位的下行链路子帧可跨多个编组进行预编码，以便使多用户接入干扰为最小。类似地，具有重叠上行链路相位的上行链路子帧可按照与多用户检测相似的方式来执行跨多个编组的检测。在上行链路和下行链路传输同时发生的子帧中，(一个或多个)自干扰减轻技术可用来降低自干扰。
按照与以上针对图15A、图15B、图15C和图16的实施例所论述相似的方式，无线电单元编组62、64和162的不同TDD配置可用来服务于具有不同上行链路和下行链路需求的无线装置122、124和184。例如，使用图18的示例，指配给第一无线电单元编组62的无线装置122可以是具有高下行链路需求的无线装置(例如流播视频或其他媒体内容的无线装置)，指配给第二无线电单元编组64的无线装置124可以是具有平衡下行链路和上行链路需求的无线装置，以及指配给附加无线电单元编组162的无线装置184可以是具有高上行链路需求的无线装置(例如，上传内容、例如诸如照片的无线装置)。此外，无线装置122、124和184在一些实施例中可基于无线装置122、124和184的动态上行链路和下行链路需求在无线电单元编组62、64和162之间动态切换。
虽然基站12(或者任何类型的蜂窝接入节点)可通过硬件或者硬件和/或软件的任何组合来实现，但是图20是按照本公开的一个实施例的图1的基站12其中之一的框图。注意，虽然本文中论述基站12，但是本文所描述的基站12的功能性能够由任何类型的蜂窝无线电接入节点(例如无线接入网(RAN)节点、基站、增强节点B(eNB)、无线电网络控制器(RNC)等)来执行。如所示的，基站12包括：基带单元186，其包括处理器188、存储器190和网络接口192；以及双模无线电系统60。在一个实施例中，本文所描述的基站12的功能性的部分(例如控制器106的功能性)通过存储器190中存储并且由处理器188所运行的软件来实现。另外，基站12可包括附加组件，其负责提供附加功能性，包括上述功能性的任一个和/或支持本文所描述的实施例所需的任何功能性。
在一个实施例中，提供一种包括指令的计算机程序，指令在运行于至少一个处理器时使至少一个处理器执行上述基站12的实施例的任一个。在一个实施例中，提供一种包含计算机程序的载体，其中载体是电子信号、光信号、无线电信号或计算机可读存储介质(例如非暂时计算机可读介质)其中之一。
虽然无线装置14、122、124和184可通过任何类型的硬件或者硬件和软件的任何组合来实现，但是图21是按照本公开的一个实施例的无线装置194的框图。如所示的，无线装置194包括处理器196、存储器198以及耦合到一个或多个天线202的收发器200。在具体实施例中，如由无线装置14、122、124或184所提供的上述功能性的部分或全部可通过处理器196（其运行计算机可读介质、例如存储器198上存储的指令）来提供。无线装置194的备选实施例可包括负责提供包括以上所标识的功能性的任一个和/或支持以上所描述的实施例所需的任何功能性的附加功能性的附加组件。
在一个实施例中，提供一种包括指令的计算机程序，指令在至少一个处理器上运行时使至少一个处理器执行上述无线装置194的实施例的任一个。在一个实施例中，提供一种包含计算机程序的载体，其中载体是电子信号、光信号、无线电信号或计算机可读存储介质(例如非暂时计算机可读介质)其中之一。
在本公开中通篇使用下列首字母缩写词。
● ADC 模数转换器
● dB 分贝
● CPU 中央处理器
● CSI 信道状态信息
● DAC 模数转换器
● DL:UL 下行链路到上行链路
● eNB 增强节点B
● FDD 频分双工
● LNA 低噪声放大器
● MU-MIMO 多用户多输入多输出
● PA 功率放大器
● RAN 无线电接入网
● RF 射频
● RNC 无线电网络控制器
● RX 接收器
● SDMA 空分多址
● TDD 时分双工
● TX 传送器
● UE 用户设备
本领域的技术人员将认识到对本公开的实施例的改进和修改。所有这类改进和修改均被认为在本文所公开的概念和以下权利要求的范围之内。

Claims (26)

1.一种用于无线通信系统(10)中的无线节点(12，14)的无线电系统(60)，包括：
● 第一无线电单元(66)，包括：
- 传送器(70)；
- 接收器(72)；
- 天线(74)；以及
- 开关电路(76)，适合于将所述第一无线电单元(66)的所述传送器(70)的输出或者所述第一无线电单元(66)的所述接收器(72)的输入耦合到所述第一无线电单元(66)的所述天线(74)；以及
● 第二无线电单元(68)，包括：
- 天线(92)；
- 下列之一：传送器(88)，具有耦合到所述第二无线电单元(68)的所述天线(92)的输出；接收器(90)，具有耦合到所述第二无线电单元(68)的所述天线(92)的输入；以及具有选择地耦合到所述第二无线电单元(68)的所述天线(92)的输出的传送器和具有选择地耦合到所述第二无线电单元(68)的所述天线(92)的输入的接收器两者；
其中所述无线电系统(60)具有全双工操作模式以及半双工操作模式，在所述全双工操作模式中所述无线电系统(60)进行操作以在相同频率信道上同时传送和接收，在所述半双工操作模式中所述无线电系统(60)进行操作以在不同时间在相同频率信道上传送和接收。
2.如权利要求1所述的无线电系统(60)，其中，所述第二无线电单元(68)包括：
所述传送器(88)；
所述接收器(90)；
所述天线(92)；以及
开关电路(94)，适合于将所述第二无线电单元(68)的所述传送器(88)的输出或者所述第二无线电单元(68)的所述接收器(90)的输入耦合到所述第二无线电单元(68)的所述天线(92)。
3.如权利要求2所述的无线电系统(60)，其中，当操作在所述全双工操作模式时：
所述第一无线电单元(66)的所述传送器(70)是活动的，并且所述第一无线电单元(66)的所述开关电路(76)将所述第一无线电单元(66)的所述传送器(70)的所述输出耦合到所述第一无线电单元(66)的所述天线(74)；以及
所述第二无线电单元(68)的所述接收器(90)是活动的，并且所述第二无线电单元(68)的所述开关电路(94)将所述第二无线电单元(68)的所述接收器(90)的所述输入耦合到所述第二无线电单元(68)的所述天线(92)。
4.如权利要求3所述的无线电系统(60)，其中：
● 当操作在所述半双工操作模式的传送相位时：
○ 所述第一无线电单元(66)的所述传送器(70)是活动的，并且所述第一无线电单元(66)的所述开关电路(76)将所述第一无线电单元(66)的所述传送器(70)的所述输出耦合到所述第一无线电单元(66)的所述天线(74)；以及
○ 所述第二无线电单元(68)的所述传送器(88)是活动的，并且所述第二无线电单元(68)的所述开关电路(94)将所述第二无线电单元(68)的所述传送器(88)的所述输出耦合到所述第二无线电单元(68)的所述天线(92)；以及
● 当操作在所述半双工操作模式的接收相位时：
○ 所述第一无线电单元(66)的所述接收器(72)是活动的，并且所述第一无线电单元(66)的所述开关电路(76)将所述第一无线电单元(66)的所述接收器(72)的所述输入耦合到所述第一无线电单元(66)的所述天线(74)；以及
○ 所述第二无线电单元(68)的所述接收器(90)是活动的，并且所述第二无线电单元(68)的所述开关电路(94)将所述第二无线电单元(68)的所述接收器(90)的所述输入耦合到所述第二无线电单元(68)的所述天线(92)。
5.如权利要求1所述的无线电系统(60)，其中，所述无线电系统(60)包括：
● 第一组无线电单元(62)，包括所述第一无线电单元(66)和一个或多个附加第一无线电单元(66)，所述第一组无线电单元(62)中的各无线电单元(66)包括：
- 传送器(70)；
- 接收器(72)；
- 天线(74)；以及
- 开关电路(76)，适合于将所述第一组无线电单元(62)中的所述无线电单元(66)的所述传送器(70)的输出或者所述第一组无线电单元(62)中的所述无线电单元(66)的所述接收器(72)的输入耦合到所述无线电单元(66)的所述天线(74)；以及
● 第二组无线电单元(64)，包括所述第二无线电单元(68)和一个或多个附加第二无线电单元(68)，所述第二组无线电单元(64)中的各无线电单元(68)包括：
- 天线(92)；以及
- 下列之一：传送器(88)，具有耦合到所述第二组无线电单元(64)中的所述无线电单元(68)的所述天线(92)的输出；接收器(90)，具有耦合到所述第二组无线电单元(64)中的所述无线电单元(68)的所述天线(92)的输入；以及具有选择地耦合到所述第二组无线电单元(64)中的所述无线电单元(68)的所述天线(92)的输出的传送器和具有选择地耦合到所述第二组无线电单元(64)中的所述无线电单元(68)的所述天线(92)的输入的接收器。
6.如权利要求5所述的无线电系统(60)，其中，所述第二组无线电单元(64)中的各无线电单元(68)包括所述接收器(90)但是不包括所述传送器(88)。
7.如权利要求5所述的无线电系统(60)，其中，所述第二组无线电单元(64)中的各无线电单元(68)包括所述传送器(88)但是不包括所述接收器(90)。
8.如权利要求5所述的无线电系统(60)，其中，所述第二组无线电单元(64)中的各无线电单元(68)包括：
传送器(88)；
接收器(90)；
天线(92)；以及
开关电路(94)，适合于将所述第二组无线电单元(64)中的所述无线电单元(68)的所述传送器(88)的输出或者所述第二组无线电单元(64)中的所述无线电单元(68)的所述接收器(90)的输入耦合到所述第二组无线电单元(64)中的所述无线电单元(68)的所述天线(92)。
9.如权利要求8所述的无线电系统(60)，其中，在所述全双工操作模式中：
对于所述第一组无线电单元(62)中的各无线电单元(66)，所述第一组无线电单元(62)中的所述无线电单元(66)的所述传送器(70)是活动的，并且所述第一组无线电单元(62)中的所述无线电单元(66)的所述开关电路(76)将所述第一组无线电单元(62)中的所述无线电单元(66)的所述传送器(70)的所述输出耦合到所述第一组无线电单元(62)中的所述无线电单元(66)的所述天线(74)；以及
对于所述第二组无线电单元(64)中的各无线电单元(68)，所述第二组无线电单元(64)中的所述无线电单元(68)的所述接收器(90)是活动的，并且所述第二组无线电单元(64)中的所述无线电单元(68)的所述开关电路(94)将所述第二组无线电单元(64)中的所述无线电单元(68)的所述接收器(90)的所述输入耦合到所述第二组无线电单元(64)中的所述无线电单元(68)的所述天线(92)。
10.如权利要求9所述的无线电系统(60)，其中：
● 当操作在所述半双工操作模式的传送相位时：
○ 对于所述第一组无线电单元(62)中的各无线电单元(66)，所述第一组无线电单元(62)中的所述无线电单元(66)的所述传送器(70)是活动的，并且所述第一组无线电单元(62)中的所述无线电单元(66)的所述开关电路(76)将所述第一组无线电单元(62)中的所述无线电单元(66)的所述传送器(70)的所述输出耦合到所述第一组无线电单元(62)中的所述无线电单元(66)的所述天线(74)；以及
○ 对于所述第二组无线电单元(64)中的各无线电单元(68)，所述第二组无线电单元(64)中的所述无线电单元(68)的所述传送器(88)是活动的，并且所述第二组无线电单元(64)中的所述无线电单元(68)的所述开关电路(94)将所述第二组无线电单元(64)中的所述无线电单元(68)的所述传送器(88)的所述输出耦合到所述第二组无线电单元(64)中的所述无线电单元(68)的所述天线(92)；以及
● 当操作在所述半双工操作模式的接收相位时：
○ 对于所述第一组无线电单元(62)中的各无线电单元(66)，所述第一组无线电单元(62)中的所述无线电单元(66)的所述接收器(72)是活动的，并且所述第一组无线电单元(62)中的所述无线电单元(66)的所述开关电路(76)将所述第一组无线电单元(62)中的所述无线电单元(66)的所述接收器(72)的所述输入耦合到所述第一组无线电单元(62)中的所述无线电单元(66)的所述天线(74)；以及
○ 对于所述第二组无线电单元(64)中的各无线电单元(68)，所述第二组无线电单元(64)中的所述无线电单元(68)的所述接收器(90)是活动的，并且所述第二组无线电单元(64)中的所述无线电单元(68)的所述开关电路(94)将所述第二组无线电单元(64)中的所述无线电单元(68)的所述接收器(90)的所述输入耦合到所述第二组无线电单元(64)中的所述无线电单元(68)的所述天线(92)。
11.如权利要求1所述的无线电系统(60)，其中，当操作在所述全双工操作模式时，所述第一和第二无线电单元(66，68)其中之一的所述传送器(70，88)是空闲的，并且被利用来提供自干扰消除。
12.如权利要求1所述的无线电系统(60)，其中，当操作在所述全双工操作模式时，所述第一和第二无线电单元(66，68)其中之一的所述接收器(72，90)是空闲的，并且被利用来提供自干扰消除。
13.如权利要求1所述的无线电系统(60)，其中，所述第二无线电单元(68)至少包括接收器(90)，以及所述无线电系统(60)配置成：
经由所述第一和第二无线电单元(66，68)的每个的所述接收器(72，90)来接收无线装置(122，124)所传送的训练序列；以及
基于经由所述第一组无线电单元(62)和所述第二组无线电单元(64)中的所述无线电单元(66，68)的每个的所述接收器(72，90)所接收的所述训练序列来估计所述无线装置(122，124)与所述第一和第二无线电单元(66，68)的各天线(74，92)之间的信道的信道状态信息。
14.如权利要求1所述的无线电系统(60)，其中，所述第二无线电单元(68)至少包括传送器(88)，以及所述无线电系统(60)配置成：
经由所述第一和第二无线电单元(66，68)的每个的所述传送器(70，88)来传送用于所述无线电系统(60)与一个或多个无线装置(122，124)之间的信道估计的训练序列。
15.如权利要求2所述的无线电系统(60)，其中，当操作在所述全双工操作模式时，所述第一无线电单元(66)和所述第二无线电单元(68)具有不同的时分双工TDD配置。
16.如权利要求15所述的无线电系统(60)，其中，所述不同的TDD配置包括不同的TDD上行链路到下行链路比率。
17.如权利要求15所述的无线电系统(60)，其中，所述不同的TDD配置包括不同的TDD传送相位和不同的TDD接收相位。
18.如权利要求15所述的无线电系统(60)，其中，所述第一无线电单元(66)的TDD传送相位与所述第二无线电单元(68)的TDD传送相位反相，以及所述第一无线电单元(66)的TDD接收相位与所述第二无线电单元(68)的TDD接收相位反相。
19.如权利要求15所述的无线电系统(60)，其中，当操作在所述全双工操作模式时：
● 在所述全双工操作模式的第一相位期间：
- 所述第一无线电单元(66)的所述传送器(70)是活动的，并且所述第一无线电单元(66)的所述开关电路(76)将所述第一无线电单元(66)的所述传送器(70)的所述输出耦合到所述第一无线电单元(66)的所述天线(74)；以及
- 所述第二无线电单元(68)的所述接收器(90)是活动的，并且所述第二无线电单元(68)的所述开关电路(94)将所述第二无线电单元(68)的所述接收器(90)的所述输入耦合到所述第二无线电单元(68)的所述天线(92)；以及
● 在所述全双工操作模式的第二相位期间：
- 所述第一无线电单元(66)的所述接收器(72)是活动的，并且所述第一无线电单元(66)的所述开关电路(76)将所述第一无线电单元(66)的所述接收器(72)的所述输入耦合到所述第一无线电单元(66)的所述天线(74)；以及
- 所述第二无线电单元(68)的所述传送器(88)是活动的，并且所述第二无线电单元(68)的所述开关电路(94)将所述第二无线电单元(68)的所述传送器(88)的所述输出耦合到所述第二无线电单元(68)的所述天线(92)。
20.如权利要求15所述的无线电系统(60)，其中，操作在TDD操作模式的无线装置(122，124)的不同集合连接到所述第一无线电单元(66)和所述第二无线电单元(68)。
21.如权利要求15所述的无线电系统(60)，还包括一个或多个附加无线电单元(164)，其中所述第一无线电单元(66)、所述第二无线电单元(68)和所述一个或多个附加无线电单元(164)具有不同的TDD配置。
22.如权利要求21所述的无线电系统(60)，其中，所述第一无线电单元(66)、所述第二无线电单元(68)和所述一个或多个附加无线电单元(164)的至少一个的TDD传送相位部分重叠所述第一无线电单元(66)、所述第二无线电单元(68)和所述一个或多个附加无线电单元(164)的至少一个的TDD接收相位。
23.如权利要求1所述的无线电系统(60)，其中，所述无线通信系统(10)是蜂窝通信网络，以及所述无线节点(12，14)是基站(12)。
24.如权利要求1所述的无线电系统(60)，其中，所述无线通信系统(10)是蜂窝通信网络，以及所述无线节点(12，14)是连接到所述蜂窝通信网络的无线装置(122，124)。
25.如权利要求1所述的无线电系统(60)，其中，所述第二无线电单元(68)包括所述接收器(90)但是不包括所述传送器(88)。
26.如权利要求1所述的无线电系统(60)，其中，所述第二无线电单元(68)包括所述传送器(88)但是不包括所述接收器(90)。
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