CN113364506A - 中继设备、具有该中继设备的通信系统及通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种中继设备，应用于一通信系统中，所述通信系统还包括信号源及终端设备，所述中继设备具有5G中继共享模块，当所述中继设备位于所述信号源的非信号盲区、所述终端设备位于所述信号源的信号盲区、且所述中继设备与所述终端设备在一可连接的发射距离范围内时，所述中继设备作为所述终端设备的微基站，以实现所述中继设备与所述终端设备的连接，并使得所述终端设备通过所述中继设备与所述基站建立通信。所述中继设备可实现微基站的功能，进而有效减少基站数量、降低网络基础设施成本。本发明还提供了一种具有该中继设备的通信系统及通信方法。

Description

中继设备、具有该中继设备的通信系统及通信方法

技术领域

本发明涉及一种适用于第五代移动通信技术(5G技术)的中继设备、具有该中继设备的通信系统及通信方法。

背景技术

随着第五代移动通信技术(即5G技术)的发展，5G具有高速的上传和下载的数据流量、传输频率高、传输距离短等特点。为了增加5G网络的覆盖率与网络密度，要求设置连接的基站会更多。然而，新架5G基站的成本较高，而若5G基站设置过少，则在多用户时可能会有区域存在信号覆盖不到、出现信号死角等问题。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种可有效覆盖信号盲区的中继设备、具有该中继设备的通信系统及通信方法。

本发明一方面提供一种中继设备，应用于一通信系统中，所述通信系统还包括信号源及终端设备，所述中继设备具有5G中继共享模块，当所述中继设备位于所述信号源的非信号盲区、所述终端设备位于所述信号源的信号盲区、且所述中继设备与所述终端设备在一可连接的发射距离范围时，所述中继设备作为所述终端设备的微基站，以实现所述中继设备与所述终端设备的连接，并使得所述终端设备通过所述中继设备与所述信号源建立通信。

作为一种优选方案，所述非信号盲区为所述中继设备位于所述信号源的辐射范围的非遮挡区域内，所述中继设备与所述信号源之间不存在障碍物。

作为一种优选方案，所述可连接的发射距离范围为所述终端设备与所述中继设备之间不存在障碍物，两者建立正常通信。

作为一种优选方案，所述5G中继共享模块通过多天线设计MIMO架构、毫米波频段特性及5G通信协议实现微基站功能。

作为一种优选方案，当所述中继设备与所述终端设备建立通信时，所述中继设备通过所述5G中继共享模块实现实时蜂窝电话主动寻呼和被动连接通话功能。

作为一种优选方案，当所述中继设备与所述终端设备建立通信时，所述中继设备通过无线技术与所述终端设备实现流量或无线传输带宽共享。

作为一种优选方案，当所述中继设备与所述终端设备建立通信时，所述中继设备通过D2D通信技术与所述终端设备实现数据高速传输。

作为一种优选方案，所述中继设备或基站作为所述信号源。

本发明另一方面提供一种通信系统，所述无线通信系统包括信号源、终端设备及上述的中继设备。

作为一种优选方案，所述信号源与所述终端设备均与所述中继设备使用相同的调制技术与频段进行通信。

作为一种优选方案，所述通信系统包括多个终端设备，其中至少一个终端设备连接至所述中继设备，其他的终端设备通过连接协议实现互连。

本发明还提供一种通信方法，应用于一通信系统中，所述通信系统包括信号源、中继设备及终端设备，所述方法包括：

当所述中继设备位于所述信号源的非信号盲区时，所述中继设备与所述信号源建立通信，所述中继设备具有5G中继共享模块；

当所述终端设备位于所述信号源的信号盲区，且所述终端设备与所述中继设备在可连接的发射距离范围内时，所述终端设备通过所述中继设备实现中继，进而与所述信号源建立通信。

作为一种优选方案，所述非信号盲区为所述中继设备位于所述信号源的辐射范围的非遮挡区域内，所述中继设备与所述信号源之间不存在障碍物。

作为一种优选方案，所述可连接的发射距离范围为所述终端设备与所述中继设备之间不存在障碍物，两者建立正常通信。

作为一种优选方案，所述5G中继共享模块通过多天线设计MIMO架构、毫米波频段特性及5G通信协议实现微基站功能。

作为一种优选方案，所述方法还包括：

所述终端设备与所述中继设备通过技术实现多余流量或无线传输带宽共享；及/或所述中继设备与所述终端设备通过D2D通信技术实现数据高速传输。

作为一种优选方案，当所述通信系统包括多个终端设备时，所述方法还包括：

将其中至少一个终端设备连接至所述中继设备，其他的终端设备通过连接协议实现互连。

本发明的中继设备可模拟基站接收和发送信号，以覆盖更多信号盲区。即所述中继设备可通过设置于其内的5G阵列天线、毫米波频段特性及5G通信协议，以实现微基站的功能，进而有效减少基站数量、降低网络基础设施成本。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的通信系统的功能框图。

图2为图1所示通信系统的应用场景示意图。

图3为图1所示通信系统的另一应用场景示意图。

图4为本发明较佳实施方式中通信方法的流程图。

主要元件符号说明

中继设备 100

5G中继共享模块 101

基站 200

终端设备 300

通信系统 400

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当一个元件被称为“电连接”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“电连接”另一个元件，它可以是接触连接，例如，可以是导线连接的方式，也可以是非接触式连接，例如，可以是非接触式耦合的方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参阅图1，本发明实施例提供一种中继设备100，应用于一通信系统400。所述通信系统400还包括基站200及终端设备300。

可以理解，本申请实施例中的中继设备100、终端设备300可以是移动电话、平板电脑、笔记本电脑、个人数字助理(Personal DigitalAssistant，PDA)、具有无线通信功能的手持设备、计算设备、连接到无线调制解调器的其它处理设备、车载设备、可穿戴设备等支持5G技术的终端设备，本申请实施例对此并不限定。例如，所述中继设备100可以设置在移动中的5G终端内，也可以是移动的5G手机或者移动5G终端设备。同样，所述基站200为5G基站。

请一并参阅图2，在本实施例中，当用户，例如所述终端设备300位于所述基站200的信号盲区时，所述终端设备300无法直接与所述基站200建立通信，例如无法实现打电话和上网等功能。

可以理解，所述终端设备300位于所述基站200的信号盲区可以为，但不局限于，所述终端设备300与所述基站200之间存在障碍物，所述终端设备300位于所述基站200的辐射范围的遮挡区内。

当用户，例如所述中继设备100位于所述基站200的非信号盲区时，所述中继设备100可与所述基站200建立通信，即可正常工作，例如实现打电话和上网等功能。

可以理解，所述中继设备100位于所述基站200的非信号盲区可以为，但不局限于，所述中继设备100位于所述基站200的辐射范围的非遮挡区域内，即两者之间不存在障碍物。

因此，在本实施例中，当所述中继设备100位于所述基站200的非信号盲区、所述终端设备300位于所述基站200的信号盲区、且所述终端设备300与所述中继设备100在可连接的发射距离范围内时，所述终端设备300可通过所述中继设备100实现中继，进而与所述基站200建立正常的通信连接，以解决所述基站200辐射信号盲区或信号遮挡等问题。

可以理解，所述可连接的发射距离范围是指所述终端设备300与所述中继设备100之间不存在障碍物，两者可建立正常通信。

具体地，在本实施例中，所述中继设备100具有5G中继共享模块101。所述5G中继共享模块101通过多天线设计MIMO(Multiple-InputMultiple-Output，多入多出)架构、毫米波频段特性及5G通信协议实现微基站的功能。即当所述终端设备300位于所述基站200的信号盲区内时，所述中继设备100可作为所述终端设备300的微基站，进而实现彼此之间的通信。

可以理解，所述中继设备100的MIMO架构及毫米波频段特性可通过设置于其内的阵列天线实现。

可以理解，所述中继设备100及所述终端设备300可通过所述5G中继共享模块101实现实时蜂窝电话主动寻呼和被动连接通话功能。例如，当所述终端设备300在没有基站连接信号的前提下，所述终端设备300，例如用户A可通过所述中继设备100呼叫其他终端设备300，例如用户C，即用户A主动寻呼。又如，其他终端设备300，例如用户D可通过所述中继设备100提供的中继功能连接查询并呼叫到用户A，即用户A被动连接通话。

可以理解，所述中继设备100的中继功能是基于5G网络的超宽带资源、高速率的流量通道、低时延抗干扰的信号质量等技术实现。

可以理解，当所述中继设备100与所述基站200进行通信、所述终端设备300与所述中继设备100进行通信时，所述基站200与所述中继设备100、所述中继设备100与所述终端设备300之间均使用相同的调制技术与频段来进行通信，例如均采用MIMO技术、5G协议及毫米波频段，以实现三方连接及通信。

可以理解，在本实施例中，当同一基站200下的两个或多个用户，例如中继设备100与所述终端设备300互相建立通信后，还可通过无线技术(例如WIFI、5G或其他自定义无线技术)实现多余流量或无线传输带宽共享。例如，当所述中继设备100与所述终端设备300互相建立通信后，所述中继设备100可通过WIFI技术分享剩余频带给其他流量不足的终端设备300。也就是说，上网的媒体流量数据可通过所述中继设备100与所述终端设备300之间建立的通道实现上传和下载。

可以理解，在本实施例中，当同一基站200下的两个或多个用户，例如中继设备100与所述终端设备300互相建立通信后，还可通过设备到设备(Device-to-Device，D2D)通信技术实现数据高速传输。例如，当所述中继设备100与所述终端设备300互相建立通信后，所述终端设备300可通过D2D技术将视频图像、照片等数据分享或传送至所述中继设备100，而无需通过所述基站200转发，如此可有效节约大量的空中资料，减轻基站压力。

可以理解，所述D2D技术是指两个对等的用户节点之间直接进行通信的一种通信方式。可以理解，请一并参阅图3，在其他实施例中，所述中继设备100、基站200及终端设备300的数量均不局限于一个。例如，所述通信系统400包括多个中继设备100、多个基站200及多个终端设备300。其中，其中一部分终端设备300，例如位于基站200的信号盲区的终端设备300可连接至相应的中继设备100，以通过所述中继设备100与所述基站200建立通信。而其他的终端设备300可通过连接协议进行互连，进而同样连接到所述基站200。如此，通过多个终端设备300的互连，可使得所述基站200的信号盲区越来越小。较佳地，只要区域内相互连接的终端设备300越多，所述基站200的信号盲区就会越来越小，甚至没有盲区。也就是说，一旦有一个用户终端，例如所述中继设备100在所述基站200的辐射区域时，所述中继设备100会自动查找周边的其他终端，例如终端设备300，并通过其连接协议自动建立连接，并分享5G网络数据连接，从而达到互为中继的目的，实现盲区相互覆盖。

可以理解，所述连接协议可以为新的连接协议，而不局限为上述所述的5G协议。同样，区域内相互连接的终端设备300也可不通过所述基站200实现通信寻呼、数据连接共享的通信和连接。可以理解，图4是本发明较佳实施例中通信方法的流程图。可以理解，根据不同的需求，所述流程图中步骤的顺序可以改变，某些步骤可以省略。

步骤S01，当所述中继设备100位于所述基站200的非信号盲区时，所述中继设备100与所述基站200建立通信，即可正常工作，例如实现打电话和上网等功能。

可以理解，步骤S01中，所述中继设备100位于所述基站200的非信号盲区可以为，但不局限于，所述中继设备100位于所述基站200的辐射范围的非遮挡区域内，即两者之间不存在障碍物。

步骤S02，当所述终端设备300位于所述基站200的信号盲区，且所述终端设备300与所述中继设备100在可连接的发射距离范围内时，所述终端设备300通过所述中继设备100实现中继，进而与所述基站200建立正常的通信连接。

可以理解，步骤S02中，所述终端设备300位于所述基站200的信号盲区可以为，但不局限于，所述终端设备300与所述基站200之间存在障碍物，所述终端设备300位于所述基站200的辐射范围的遮挡区内。如此，所述终端设备300无法直接与所述基站200建立无线通信，例如无法实现打电话和上网等功能。

可以理解，步骤S02中，所述可连接的发射距离范围是指所述终端设备300与所述中继设备100之间不存在障碍物，两者可建立正常通信。

可以理解，在本实施例中，所述中继设备100具有5G中继共享模块101。所述5G中继共享模块101通过多天线设计MIMO(Multiple-InputMultiple-Output，多入多出)架构、毫米波频段特性及5G通信协议实现微基站的功能。即当所述终端设备300位于所述基站200的信号盲区内时，所述中继设备100可作为所述终端设备300的微基站，进而实现彼此之间的通信。

可以理解，所述中继设备100的MIMO架构及毫米波频段特性可通过设置于其内的阵列天线实现。

可以理解，所述中继设备100及所述终端设备300可通过所述5G中继共享模块101实现实时蜂窝电话主动寻呼和被动连接通话功能。例如，当所述终端设备300在没有基站连接信号的前提下，所述终端设备300，例如用户A可通过所述中继设备100呼叫其他终端设备300，例如用户C，即用户A主动寻呼。又如，其他终端设备300，例如用户D可通过所述中继设备100提供的中继功能连接查询并呼叫到用户A，即用户A被动连接通话。

可以理解，所述中继设备100的中继功能是基于5G网络的超宽带资源、高速率的流量通道、低时延抗干扰的信号质量等技术实现。

可以理解，当所述中继设备100与所述基站200进行通信、所述终端设备300与所述中继设备100进行通信时，所述基站200与所述中继设备100、所述中继设备100与所述终端设备300之间均使用相同的调制技术与频段来进行通信，例如均采用MIMO技术、5G协议及毫米波频段，以实现三方连接及通信。

可以理解，在其他实施例中，当所述终端设备300与所述中继设备100建立通信后，所述方法还包括步骤S03及/或步骤S04。

步骤S03，所述终端设备300与所述中继设备100通过无线技术(例如WIFI、5G或其他自定义无线技术)实现多余流量或无线传输带宽共享。

例如，当所述中继设备100与所述终端设备300互相建立通信后，所述中继设备100可通过WIFI技术分享剩余频带给其他流量不足的终端设备300。也就是说，上网的媒体流量数据可通过所述中继设备100与所述终端设备300之间建立的通道实现上传和下载。

步骤S04，所述中继设备100与所述终端设备300通过设备到设备(Device-to-Device，D2D)通信技术实现数据高速传输。

例如，当所述中继设备100与所述终端设备300互相建立通信后，所述终端设备300可通过D2D技术将视频图像、照片等数据分享或传送至所述中继设备100，而无需通过所述基站200转发，如此可有效节约大量的空中资料，减轻基站压力。

可以理解，所述D2D技术是指两个对等的用户节点之间直接进行通信的一种通信方式。

同样，当所述通信系统400包括多个中继设备100、多个基站200及多个终端设备300时，所述方法还包括将其中一部分终端设备300，例如位于基站200的信号盲区的终端设备300，连接至相应的中继设备100，以通过所述中继设备100与所述基站200建立通信。而其他的终端设备300通过连接协议进行互连，进而同样连接到所述基站200。

如此，通过多个终端设备300的互连，可使得所述基站200的信号盲区越来越小。较佳地，只要区域内相互连接的终端设备300越多，所述基站200的信号盲区就会越来越小，甚至没有盲区。也就是说，一旦有一个用户终端，例如所述中继设备100在所述基站200的辐射区域时，所述中继设备100会自动查找周边的其他终端，例如终端设备300，并通过其连接协议自动建立连接，并分享5G网络数据连接，从而达到互为中继的目的，实现盲区相互覆盖。

可以理解，所述连接协议可以为新的连接协议，而不局限为上述所述的5G协议。同样，区域内相互连接的终端设备300也可不通过所述基站200实现通信寻呼、数据连接共享的通信和连接。

可以理解，本发明中的基站200作为信号源，以接收和发送信号。另外，由于所述中继设备100可模拟基站接收和发送信号，例如作为所述终端设备300的微基站，因此所述中继设备100亦可作为信号源。

显然，本发明的中继设备100可模拟基站接收和发送信号，以覆盖更多信号盲区，并实现自动分享剩余频带给其他流量不足或超出原有基站覆盖范围的终端设备。即所述中继设备100可通过设置于其内的5G阵列天线、毫米波频段特性及5G通信协议，以实现微基站的功能，进而有效减少基站数量、降低网络基础设施成本。

综上所述，尽管为说明目的已经公开了本发明的优选实施例，然而，本发明不只局限于如上所述的实施例，在不超出本发明基本技术思想的范畴内，相关行业的技术人员可对其进行多种变形及应用。

Claims (17)

1.一种中继设备，应用于一通信系统中，所述通信系统还包括信号源及终端设备，其特征在于：所述中继设备具有5G中继共享模块，当所述中继设备位于所述信号源的非信号盲区、所述终端设备位于所述信号源的信号盲区、且所述中继设备与所述终端设备在一可连接的发射距离范围内时，所述中继设备作为所述终端设备的微基站，以实现所述中继设备与所述终端设备的连接，并使得所述终端设备通过所述中继设备与所述信号源建立通信。

2.如权利要求1所述的中继设备，其特征在于：所述非信号盲区为所述中继设备位于所述信号源的辐射范围的非遮挡区域内，所述中继设备与所述信号源之间不存在障碍物。

3.如权利要求1所述的中继设备，其特征在于：所述可连接的发射距离范围为所述终端设备与所述中继设备之间不存在障碍物，两者建立正常通信。

4.如权利要求1所述的中继设备，其特征在于：所述5G中继共享模块通过多天线设计MIMO架构、毫米波频段特性及5G通信协议实现微基站功能。

5.如权利要求4所述的中继设备，其特征在于：当所述中继设备与所述终端设备建立通信时，所述中继设备通过所述5G中继共享模块实现实时蜂窝电话主动寻呼和被动连接通话功能。

6.如权利要求4所述的中继设备，其特征在于：当所述中继设备与所述终端设备建立通信时，所述中继设备通过无线技术与所述终端设备实现流量或无线传输带宽共享。

7.如权利要求4所述的中继设备，其特征在于：当所述中继设备与所述终端设备建立通信时，所述中继设备通过D2D通信技术与所述终端设备实现数据高速传输。

8.如权利要求1所述的中继设备，其特征在于：所述中继设备或基站作为所述信号源。

9.一种通信系统，其特征在于：所述无线通信系统包括信号源、终端设备及如权利要求1-8中任一项所述的中继设备。

10.如权利要求9所述的通信系统，其特征在于：所述信号源与所述终端设备均与所述中继设备使用相同的调制技术与频段进行通信。

11.如权利要求8所述的通信系统，其特征在于：所述通信系统包括多个终端设备，其中至少一个终端设备连接至所述中继设备，其他的终端设备通过连接协议实现互连。

12.一种通信方法，应用于一通信系统中，所述通信系统包括信号源、中继设备及终端设备，其特征在于，所述方法包括：

当所述中继设备位于所述信号源的非信号盲区时，所述中继设备与所述信号源建立通信，所述中继设备具有5G中继共享模块；

当所述终端设备位于所述信号源的信号盲区，且所述终端设备与所述中继设备在可连接的发射距离范围内时，所述终端设备通过所述中继设备实现中继，进而与所述信号源建立通信。

13.如权利要求12所述的通信方法，其特征在于：所述非信号盲区为所述中继设备位于所述信号源的辐射范围的非遮挡区域内，所述中继设备与所述信号源之间不存在障碍物。

14.如权利要求12所述的通信方法，其特征在于：所述可连接的发射距离范围为所述终端设备与所述中继设备之间不存在障碍物，两者建立正常通信。

15.如权利要求12所述的通信方法，其特征在于：所述5G中继共享模块通过多天线设计MIMO架构、毫米波频段特性及5G通信协议实现微基站功能。

16.如权利要求15所述的通信方法，其特征在于：所述方法还包括：

所述终端设备与所述中继设备通过无线技术实现多余流量或无线传输带宽共享；及/或

所述中继设备与所述终端设备通过D2D通信技术实现数据高速传输。

17.如权利要求12所述的通信方法，其特征在于：当所述通信系统包括多个终端设备时，所述方法还包括：

将其中至少一个终端设备连接至所述中继设备，其他的终端设备通过连接协议实现互连。

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