CN116711223A - 无线网络中的协作通信 - Google Patents

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CN116711223A CN202080107759.3A CN202080107759A CN116711223A CN 116711223 A CN116711223 A CN 116711223A CN 202080107759 A CN202080107759 A CN 202080107759A CN 116711223 A CN116711223 A CN 116711223A
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Abstract

一种接收网络节点，包括第一天线阵列、一个或更多个射频组件、一个或更多个可配置负载、交换机以及第一控制电路。所述第一控制电路获取指令数据，所述指令数据用于将所述第一天线阵列从收发模式配置为散射模式。所述第一控制电路基于所述指令数据来配置所述一个或更多个可配置负载，以将由位于第一小区的发射网络节点发送的射频信号的第一波束散射到位于第二小区的第一用户设备。所述第一波束被所述配置的第一天线阵列散射。所述第一控制电路控制所述交换机以将一个或更多个天线从与所述射频组件耦接改变成与所述配置的一个或更多个可配置负载耦接，并将所述射频组件设置为空闲模式以用于节能协作通信。

Description

无线网络中的协作通信
技术领域
本发明总体上涉及无线通信领域，更具体地，涉及接收网络节点、发射网络节点、中央通信设备以及用于在无线网络(例如，蜂窝网络)中执行协作通信的方法。
背景技术
随着无线网络(例如，蜂窝网络)的迅速发展和新技术的出现，流量(例如，蜂窝流量)大幅增长。通常，在无线网络中，消耗大量的能量来维持网络节点(例如，基站)的运行。在某些场景中，蜂窝网络面临着低负荷时段(即低流量阶段)的问题，在所述低负荷时段期间，需要将许多基站接通，而仅为有限数量的用户设备服务。因此，必须设计各种节能模式，以降低蜂窝网络的能耗，这进而影响网络节点(例如，基站)的运营成本。
目前，已经进行了使用各种部署策略来降低无线网络(例如，蜂窝网络)的能耗的某些尝试。例如，为了降低低流量阶段(或低负荷时段)中的能耗，最常见的方案包括选择一组可以在低流量周期期间关闭的网络节点(例如，基站)。在低流量阶段(或低负荷时段)中，需要较少的处理操作来为有限数量的用户设备服务，并且因此，通常关闭空闲网络节点(例如，空闲基站)。这种节能模式也称为休眠模式，用于降低与空闲网络节点(例如，空闲基站)相关联的能耗。在休眠模式下，剩余(或活动)网络节点(例如，活动基站)确保传统蜂窝网络的覆盖范围，这些网络节点的小区半径和发射功率通常被增加以覆盖空闲网络节点(例如，空闲基站)的区域。然而，在这种情况下，空闲基站所覆盖的移动用户(例如，用户终端)的链路预算会消减。此外，活动基站的功耗增加以覆盖附加区域(即，空闲基站所覆盖的区域)。目前，使用小区呼吸机制来补偿空闲网络节点(例如，空闲基站)所覆盖的用户设备的链路预算的消减。在传统的小区呼吸机制中，具有满流量负载(full traffic load)的活动基站通过能量控制来减少其通信区域，并且位于其通信区域边缘的移动用户由具有低流量负载的相邻基站服务。传统的小区呼吸机制用于通过增加活动基站在信令信道和数据信道上的发射功率来增加活动基站的覆盖范围。除此之外，在活动基站处使用功率管理动作，这导致移动用户和相邻基站的发射功率增加。在这种情况下，空闲基站在部署中是没有用的。因此，存在网络节点的低效功率管理(例如，活动基站、相邻基站和用户设备的发射功率增加)导致蜂窝网络中运营成本高的技术问题。
因此，鉴于上述讨论，需要克服与传统网络节点及其在无线网络(例如，蜂窝网络)中的操作相关联的上述缺点。
发明内容
本发明提供接收网络节点、发射网络节点、中央通信设备以及用于在无线网络中执行协作通信的方法。本发明提供解决网络节点的低效功率管理导致无线网络(例如，蜂窝网络)中运营成本高的现有问题的方案。本发明的目的在于，提供至少部分地克服现有技术中遇到的问题的解决方案，提供改进的网络节点(即，接收网络节点、发射网络节点和中央通信设备)和改进的方法，并且将空闲网络节点(例如，空闲基站)用于在无线网络(例如，蜂窝网络)中进行节能协作通信(power-efficient cooperative communication)，从而降低无线网络(例如，蜂窝网络)中的运营成本。
本发明的一个或更多个目的是通过所附独立权利要求中提供的方案实现的。本发明的有利实现方式在从属权利要求中进一步限定。
一方面，本发明提供接收网络节点，该接收网络节点包括：第一天线阵列；一个或更多个射频组件；一个或更多个可配置负载；交换机；以及第一控制电路。所述第一天线阵列包括一个或更多个天线，所述一个或更多个天线用于经由所述交换机可选择地耦接至所述一个或更多个射频组件或所述一个或更多个可配置负载。所述第一控制电路用于获取指令数据，所述指令数据用于将所述第一天线阵列从收发模式配置成散射模式。所述第一控制电路还用于：基于所述指令数据来配置所述一个或更多个可配置负载，以通过所述配置的第一天线阵列将由位于第一小区的发射网络节点发送的射频信号的第一波束散射到位于第二小区的第一用户设备。所述第一控制电路还用于：控制所述交换机，以将所述一个或更多个天线从与所述一个或更多个射频组件耦接改变成与所述配置的一个或更多个可配置负载耦接，并将所述一个或更多个射频组件设置为空闲模式。
本发明的接收网络节点使得能够在无线网络(例如，蜂窝网络)中实现节能协作通信，而不会使服务质量(quality-of-service，QoS)方面受到任何损害，从而降低了这种无线网络的运营成本。例如，发射网络节点(例如，活动网络节点或活动基站)与接收网络节点(例如，空闲网络节点或空闲基站)之间的协作通信有效地降低了低流量阶段(或低负荷时段)的能耗。由于第一天线阵列被动态地从收发模式配置为散射模式，所以低流量阶段(或低负荷时段)的能耗大幅降低。此外，作为通过经配置的第一天线阵列来散射由发射网络节点发送的射频信号的第一波束的结果，发射网络节点的覆盖范围增加，而发射网络节点、相邻网络节点(例如，接收网络节点)以及蜂窝网络中的用户设备的发射功率没有任何增加或者其增加几乎可以忽略不计。此外，该方案增强了位于第一小区的发射网络节点(例如，活动基站)与位于接收网络节点的第二小区(例如，空闲基站的小区)的第一用户设备之间的链路的信号水平。
在一种实现方式中，所述第一控制电路还用于释放与所述第一用户设备的无线电资源控制连接。
通过接收网络节点来释放与第一用户设备的无线电资源控制连接有助于第一用户设备附接至发射网络节点。
在另一种实现方式中，所述接收网络节点还包括第二天线阵列，并且所述第一控制电路还用于：将所述第二天线阵列设置处于收发模式，以及在将所述射频信号的第一波束散射到所述第一用户设备的同时，经由所述第二天线阵列将射频信号的第二波束传送至第二用户设备。
接收网络节点能够同时进行：在散射模式下以受控低功率状态将第一波束散射到第一用户设备，以及传送第二波束以为该接收网络节点的小区中的有限数量的用户(例如，第二用户设备)服务。
在另一种实现方式中，第一天线阵列用于在收发模式和散射模式下进行射频通信。
接收网络节点借助于双功能天线阵列提高了网络性能，并且在接收网络节点和整个网络的操作方面提供了灵活性。基于所获取的指令数据来动态配置一个或更多个可配置负载，使得同一天线面板(例如，第一天线阵列)能够用作用于通信(在收发模式下)和用于散射(在散射模式下)两者的双功能天线阵列。
在另一种实现方式中，所述接收网络节点还包括与所述第一天线阵列并置的专用散射阵列。
专用散射阵列可以充当与第一天线阵列(例如，在该实现方式中为通信天线阵列)并置的单独阵列，以使得能够进行在收发模式下通信以及通过专用散射阵列进行散射两者。
在另一种实现方式中，所述第一控制电路还用于：与中央单元或所述发射网络节点通信，以获取所述指令数据。
接收网络节点用于：从中央单元(例如，云网络管理服务器)或发射网络节点获取指令数据，所述指令数据使得能够将第一天线阵列从收发模式配置成散射模式，以有效降低低流量阶段(或低负荷时段)的能耗。
在另一种实现方式中，所述接收网络节点为蜂窝基站和用户设备中的至少之一。
接收网络节点潜在地是用来(即，用于)在蜂窝网络中执行节能协作通信的蜂窝基站，例如，空闲基站。在另一种情况下，接收网络节点潜在地是用户设备，例如，用户终端。
在另一方面，本发明提供发射网络节点，该发射网络节点包括：第三天线阵列；以及第二控制电路，所述第二控制电路用于选择所述第三天线阵列中的一个或更多个天线以向接收网络节点发送射频信号的第一波束。所述第二控制电路还用于向所述接收网络节点提供指令数据，所述指令数据用于将所述接收网络节点的第一天线阵列从收发模式配置为散射模式。基于所述指令数据，所述第一天线阵列用于将所述射频信号的第一波束散射到第一用户设备。
本发明的发射网络节点与接收网络节点协作使得能够实现节能协作通信，而不会使服务质量(quality-of-service，QoS)方面受到任何损害。此外，作为散射由发射网络节点发送的射频信号的第一波束的结果，发射网络节点的覆盖范围增加，而发射网络节点、相邻网络节点(例如，接收网络节点)以及蜂窝网络中的第一用户设备的发射功率没有任何增加或者其增加几乎可以忽略不计。此外，位于第一小区的发射网络节点(例如，活动基站)与位于接收网络节点的第二小区(例如，空闲基站的小区)的第一用户设备之间的链路的信号水平显著增强。此外，第一天线阵列被动态地从收发模式配置为散射模式，这进而实现了节能协作通信，在节能协作通信中，网络的低流量阶段(或低负荷时段)的整体能耗大幅降低。
在另一种实现方式中，提供给接收网络节点的指令数据包括以下中的至少之一：针对接收网络节点的第一天线阵列的选择数据，该选择数据用于选择将第一天线阵列的一个或更多个天线中的哪个天线耦接至可配置负载；配置数据，该配置数据用于配置可配置负载；以及定时数据，该定时数据用于限定第一天线阵列被设置为保持散射模式的持续时间。
有益地，第一天线阵列的一个或更多个天线被连接至极低功率负载阵列(即，可配置负载)，这使得能够在所限定的持续时间内控制第一天线阵列的一个或更多个天线的散射行为。
在另一种实现方式中，所述第二控制电路还用于：执行信道探测(channelsounding)操作，以确定在所述第二小区内是否能够检测到所述第一用户设备。
发射网络节点位于第一小区，并且对第二小区内的第一用户设备的检测使得能够确定可以经由第二网络节点利用散射来充分服务的用户(例如，第一用户设备)。
在另一种实现方式中，所述第二控制电路还用于：建立与所述第一用户设备的无线电资源控制连接；断开所述第一用户设备与所述接收网络节点的连接；以及将所述第一用户设备附接至所述发射网络节点，以供所述第一用户设备接收经由所述第一天线阵列散射的所述射频信号的第一波束。
位于第一小区的发射网络节点能够使用接收网络节点的第一天线阵列的散射能力(例如，通过使用空闲基站)与第二小区内的第一用户设备形成链路。
在另一种实现方式中，所述第二控制电路还用于：从多个波束成形方案中选择波束成形方案，以将所述射频信号的第一波束传送至所述接收网络节点。所传送的所述射频信号的第一波束被以下中的至少之一散射：被配置处于所述散射模式的所述第一天线阵列，以及所述接收网络节点的专用散射阵列。
选择合适的波束成形方案进一步确保了位于第一小区的发射网络节点(例如，活动基站)与位于接收网络节点的第二小区(例如，空闲基站的小区)的第一用户设备之间的链路的信号水平被有效增强。
在另一种实现方式中，所选择的波束成形方案包括下述两者的组合：所述发射网络节点与第二用户设备之间的直接链路，以及所述发射网络节点与所述第一用户设备之间经由所述接收网络节点的所述第一天线阵列的散射链路。
发射网络节点(例如，活动基站)利用由直接链路(其可以是视线或非视线)加上散射路径(即，散射链路)组成的双路径信道，其利用被置于受控散射模式下的相邻第二网络节点(例如，空闲基站)的第一天线阵列。
在另一种实现方式中，所述发射网络节点是蜂窝基站和用户设备中的至少之一。
发射网络节点潜在地是蜂窝基站，例如，活动基站，其使用被置于受控散射模式下的相邻第二网络节点(例如，空闲基站)，以便在蜂窝网络中执行节能协作通信。在另一种情况下，发射网络节点潜在地是用户设备，例如，用户终端。
在又一方面，本发明提供中央通信设备，该中央通信设备包括第三控制电路，所述第三控制电路用于监测与无线网络中的多个无线电资源单元相关联的无线流量负载信息。所述第三控制电路还用于：基于监测到的无线流量负载信息向接收网络节点发送指令数据，所述指令数据用于将所述接收网络节点的无线电资源单元的第一天线阵列从收发模式切换为散射模式。所述第三控制电路还用于：控制位于第一小区的发射网络节点，以经由被配置处于所述散射模式的所述第一天线阵列或者与所述接收网络节点的所述第一天线阵列并置的专用散射阵列，向位于第二小区的第一用户设备提供射频信号的第一波束。
本发明的中央通信设备使得能够在发射网络节点与接收网络节点之间进行节能协作通信，而不会在QoS方面受到任何损害。基于监测到的无线流量负载信息，中央通信设备识别接收网络节点处于空闲模式(或将处于空闲模式)。因此，为了向接收网络节点的有限用户提供服务，发送指令数据以使得第一天线阵列能够被从收发模式配置成散射模式，从而有效地降低无线网络(例如，蜂窝网络)中的低流量阶段(或低负荷时段)中的整体能耗。
在另一种实现方式中，所述第三控制电路还用于：基于监测到的无线流量负载信息，确定位于第一小区的所述发射网络节点的将在一定时间段内保持活动的一个或更多个第一无线电资源单元以及位于第二小区的所述接收网络节点的将在所述时间段内处于空闲的一个或更多个第二无线电资源单元。
准确识别不同网络节点的一个或更多个无线电资源单元中的哪些无线电资源单元将保持活动或空闲，使得能够在活动发射网络节点与空闲接收网络节点之间实时或接近实时地有效实施节能协作通信。
在另一种实现方式中，所述散射模式是下述模式：与所述接收网络节点的所述第一天线阵列相关联的一个或更多个射频组件处于空闲模式，并且所述第一天线阵列或所述专用散射阵列的散射特性处于受控功率状态，以将所述射频信号的第一波束偏转到所述第一用户设备。
散射模式是一种新的模式，该模式进一步提高了协作通信的能效，而不会使服务质量(quality-of-service，QoS)方面受到任何损害。受控功率状态是比收发模式的功率状态小得多的极低功率状态。
在又一方面，本发明提供用于在无线网络中执行协作通信的方法，所述方法包括：由接收网络节点获取指令数据，所述指令数据用于配置所述接收网络节点的无线电资源单元的第一天线阵列。所述方法还包括：由所述接收网络节点将所述无线电资源单元的第一天线阵列从收发模式配置为散射模式；以及通过经配置的第一天线阵列将由位于第一小区的发射网络节点发送的射频信号的第一波束散射到位于第二小区的第一用户设备。
由接收网络节点执行的方法实现了本发明的接收网络节点的所有优点和效果。
在一种实现方式中，将所述无线电资源单元的所述第一天线阵列从收发模式配置为散射模式包括：由所述接收网络节点释放与所述第一用户设备的无线电资源控制连接；将所述接收网络节点的所述无线电资源单元的一个或更多个射频组件设置为空闲模式；以及通过将所述第一天线阵列的一个或更多个天线从与所述一个或更多个射频组件耦接切换成与所述接收网络节点的一个或更多个可配置负载耦接来控制所述第一天线阵列的散射特性。
由于第一天线阵列被动态地从收发模式配置为散射模式，因此与传统方法相比，蜂窝网络中的低流量阶段(或低负荷时段)的能耗大幅降低。
在另一方面，本发明提供用于在无线网络中进行执行协作通信的方法，所述方法包括：提供指令数据，所述指令数据用于将接收网络节点的无线电资源单元的第一天线阵列从收发模式配置为散射模式；以及基于所述指令数据来配置发射网络节点的天线阵列，以将射频信号的第一波束朝向所述第一天线阵列引导。该射频信号的第一波束被第一天线阵列散射到第一用户设备。
由发射网络节点执行的方法实现了本发明的发射网络节点的所有优点和效果。
在另一方面，本发明提供用于在无线网络中执行协作通信的方法，所述方法包括：由中央通信设备监测与所述无线网络中的多个无线电资源单元相关联的无线流量负载信息；由所述中央通信设备基于监测到的无线流量负载信息向接收网络节点发送指令数据，所述指令数据是用于将所述接收网络节点的无线电资源单元的第一天线阵列从收发模式配置为散射模式的指令；以及由所述中央通信设备控制位于第一小区的发射网络节点，以经由被配置处于所述散射模式的所述第一天线阵列或者与所述第一天线阵列并置的专用散射阵列，向位于第二小区的第一用户设备提供射频信号的第一波束。
由中央通信设备执行的方法实现了本发明的中央通信设备的所有优点和效果。
在又一方面，本发明提供包括非暂态计算机可读存储介质的计算机程序产品，所述非暂态计算机可读存储介质存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令能够由通信设备的处理器执行，以执行上述各方面的方法。
计算机程序产品实现了本发明的相应方法的所有优点和效果。
要说明的是，本申请中描述的所有设备、元件、电路、单元和装置可以以软件或硬件元件或其任何类型的组合实现。由本申请中描述的各种实体执行的所有步骤以及要由所描述的各种实体执行的功能意指相应实体适于或用于执行相应步骤和功能。虽然在以下具体实施例的描述中，要由外部实体执行的具体功能或步骤没有在执行该具体步骤或功能的实体的具体详述元件的描述中反映，但是技术人员应清楚，这些方法和功能可以以相应的硬件或软件元件或其任何组合实现。可以理解的是，本发明的特征易于在不脱离由所附权利要求书限定的本发明的范围的情况下以各种组合进行组合。
本发明的附加方面、优点、特征和目的将根据附图以及对结合所附权利要求书解释的说明性实现方式的详细描述而变得明显。
附图说明
当结合附图阅读时，可以更好地理解以上发明内容以及以下对说明性实施例的详细描述。为了说明本发明，在附图中示出本发明的示例性结构。但是，本发明不限于本文所公开的具体方法和手段。此外，本领域技术人员应理解，附图不是按比例绘制的。在可能的情况下，相同的元件用相同的附图标记来表示。
现在参照以下附图仅以示例的方式来描述本发明的实施例，在附图中：
图1A是根据本发明的实施例的具有用于执行协作通信的接收网络节点和发射网络节点的系统的网络环境图；
图1B是示出根据本发明的实施例的接收网络节点的各种示例性组件的框图；
图1C是根据本发明的实施例的在收发模式与散射模式之间重新配置天线的电路图；
图1D是根据本发明的实施例的在收发模式与散射模式之间重新配置天线对的电路图；
图1E是示出根据本发明的实施例的发射网络节点的各种示例性组件的框图；
图2A是根据本发明的实施例的协作通信中的无线网络的示例性实现方式的图示；
图2B是根据本发明的实施例的中央通信设备的各种示例性组件的框图；
图3A是根据本发明的另一实施例的在无线网络中进行协作散射的示例性场景的图示；
图3B是根据本发明的实施例的与针对协作散射中的天线的均匀线性阵列(uniform linear array，ULA)的负载的配置相关的示例性场景的图示；
图3C是根据本发明的实施例的与针对协作散射中的天线的均匀平面阵列(uniform planar array，UPA)的负载的配置相关的示例性场景的图示；
图3D是根据本发明的实施例的来自均匀平面阵列的散射图案的图示；
图3E是根据本发明的另一实施例的来自均匀平面阵列的散射图案的图示；
图4是根据本发明的实施例的用于在无线网络中执行协作通信的方法的流程图；
图5是根据本发明的另一实施例的用于在无线网络中执行协作通信的方法的流程图；
图6是根据本发明的又一实施例的用于在无线网络中执行协作通信的方法的流程图。
在附图中，带下划线的附图标记用于表示带下划线的附图标记所在的项目或与带下划线的附图标记相邻的项目。不带下划线的附图标记与由将不带下划线的附图标记与项目关联的线标识的项目有关。当附图标记不带下划线并具有关联的箭头时，不带下划线的附图标记用于标识箭头指向的一般项目。
具体实施方式
以下详细描述说明了本发明的实施例以及可以实施这些实施例的方式。虽然已经公开了实施本发明的一些模式，但本领域技术人员应认识到，也可以存在用于实施或实践本发明的其他实施例。
图1A是根据本发明的实施例的具有用于执行协作通信的接收网络节点和发射网络节点的系统的网络环境图。参考图1A，系统100A的网络环境包括接收网络节点102和发射网络节点104。发射网络节点104位于第一小区106内，接收网络节点102位于第二小区108内。接收网络节点102包括一个或更多个天线阵列，例如，第一天线阵列110。在一些实施例中，接收网络节点102包括第二天线阵列(未示出)。发射网络节点104包括一个或更多个天线阵列，例如，第三天线阵列112。还示出了由发射网络节点104朝向接收网络节点102传送的第一波束114。第一波束114被第一天线阵列110散射成指向第一用户设备118的散射波束116。在这种情况下，第一用户设备118位于第二小区108内，多个其他用户设备(例如，用户设备120至126)位于第一小区106内。还示出了源自发射网络节点104的多个波束，例如，波束128至136。
接收网络节点102包括适当的逻辑、电路、接口和/或代码，其用于获取指令数据，所述指令数据用于将第一天线阵列110从收发模式配置为散射模式。接收网络节点102使用该指令数据来将第一天线阵列110从收发模式配置为散射模式。收发模式是指发射和接收射频信号的常用模式。在收发模式下，第一天线阵列110潜在地连续发射和接收射频信号，并因此一直保持活动，进而消耗较多的功率。散射模式是一种新的操作模式，在该模式下，与接收网络节点102的第一天线阵列110相关联的射频组件处于空闲模式，并且第一天线阵列110的散射特性处于受控低功率状态，以将射频信号的给定波束(例如，第一波束114)偏转到给定用户设备(例如，第一用户设备118)。散射模式潜在地用于为少量用户设备服务。在该模式下，第一天线阵列110在为用户设备服务时消耗明显较少的功率。接收网络节点102的示例包括但不限于基站、接收器、中继器设备、物联网(Internet-of-Things，IoT)控制器、用户设备、用于无线通信的定制硬件或者任何其他便携式或非便携式通信设备或系统。
发射网络节点104包括适当的逻辑、电路、接口和/或代码，其用于将射频信号的第一波束114发送至接收网络节点102。在一种实现方式中，发射网络节点104可以被称为在无线网络中主动发射和接收射频信号的活动基站。在另一种实现方式中，发射网络节点104所在的第一小区106也可以被称为正常负载小区或过载小区。发射网络节点104的示例包括但不限于基站、服务器、发射器、物联网(Internet-of-Things，IoT)控制器、用户设备、用于无线通信的定制硬件或者任何其他便携式或非便携式通信设备。
第一小区106通常是指发射网络节点104向多个用户设备(例如，用户设备120至126)中的每一个提供无线电覆盖的地理区域。类似地，第二小区108潜在地是接收网络节点102(例如，空闲基站)向其用户(例如，第一用户设备118)提供无线电覆盖的地理区域。
第一天线阵列110包括适当的逻辑、电路、接口和/或代码，其用于将由位于第一小区106的发射网络节点104发送的射频信号的第一波束114散射到位于第二小区108的第一用户设备118。在一种实现方式中，第一天线阵列110被从收发模式配置为散射模式。第一天线阵列110的示例可以包括但不限于天线面板、网络接口、远程信息处理单元或者适于在接收网络节点102中使用的任何其他天线阵列。第一天线阵列110支持各种无线(例如，蜂窝)通信协议以执行无线通信。
第一用户设备118包括适当的逻辑、电路、接口和/或代码，其用于接收由发射网络节点104传送的第一波束114作为散射波束116(第一波束114被第一天线阵列110散射，从而被称为散射波束116)。第一用户设备118的示例包括但不限于智能电话、笔记本电脑、无线耳机、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)、物联网(Internet-of-Things，IoT)设备、机器类型通信(machine type communication，MTC)设备、计算设备、演进的通用移动通讯系统(universal mobile telecommunications system，UMTS)地面无线电接入(evolved UMTS terrestrial radio access，E-UTRAN)NR双连接(E-UTRAN New Radio-Dual Connectivity，EN-DC)设备、无人机、用于无线通信的定制硬件、发射器、接收器或者任何其他便携式或非便携式电子设备。
第三天线阵列112包括适当的逻辑、电路、接口和/或代码，其用于将射频信号的第一波束114发送至接收网络节点102。此外，第三天线阵列112在收发模式下进行射频通信。在一种实现方式中，第三天线阵列112用于分别经由多个波束(例如波束128至134)与多个用户设备(例如用户设备120至126)中的各用户设备进行通信。第三天线阵列112的示例可以包括但不限于：天线面板、射频收发器、网络接口、远程信息处理单元或适于在发射网络节点104中使用的任何其他天线阵列或者其他便携式或非便携式通信设备。第三天线阵列112支持各种无线和蜂窝通信协议以执行无线通信。
多个用户设备(即，用户设备120至126)中的每一个包括适当的逻辑、电路、接口和/或代码，其用于与第一小区106内的发射网络节点104通信。第一波束114也可以被称为准静态波束或准静态波束成形链路。
在操作中，接收网络节点102用于：获取指令数据，以基于指令数据将第一天线阵列110从收发模式配置为散射模式。在一种实现方式中，从发射网络节点104获取指令数据。在另一种实现方式中，从中央通信设备获取指令数据。例如，在图2A和图2B中详细描述了中央通信设备。此后，接收网络节点102将无线电资源单元的第一天线阵列110从收发模式配置为散射模式。发射网络节点104对其天线阵列(例如，第三天线阵列112)进行配置，以将射频信号的第一波束114朝向第一天线阵列110引导。接收网络节点102的经配置的第一天线阵列110还用于将由位于第一小区106的发射网络节点104发送的射频信号的第一波束114散射到位于第二小区108的第一用户设备118。在一个示例中，接收网络节点102(例如，空闲基站)所在的第二小区108是低负荷小区。第一天线阵列110使用所提供的指令数据将射频信号的第一波束散射到第一用户设备118。
图1B是示出根据本发明的实施例的接收网络节点的各种示例性组件的框图。结合图1A的元件描述图1B。参考图1B，示出了接收网络节点102的框图100B。接收网络节点102包括一个或更多个天线阵列，例如，第一天线阵列110和第二天线阵列138。接收网络节点102还包括一个或更多个射频组件140、一个或更多个可配置负载142、第一控制电路144、交换机146和存储器148。在一种实现方式中，接收网络节点102包括与第一天线阵列110并置的专用散射阵列150。
第一天线阵列110、第二天线阵列138、一个或更多个射频组件140、一个或更多个可配置负载142以及存储器148通信地耦接至第一控制电路144。在一种实现方式中，第一天线阵列110、一个或更多个射频组件140、一个或更多个可配置负载142和交换机146可以是无线电资源单元(例如，在图2A和图2B中详细描述了无线电资源单元)的一部分。在这种实现方式中，第二天线阵列138可以被设置在另一无线电资源单元中。
第一天线阵列110包括一个或更多个天线，所述一个或更多个天线用于经由所述交换机146可选择地耦接至所述一个或更多个射频组件140或所述一个或更多个可配置负载142。例如，在图1C和图1D中详细描述了第一天线阵列110的一个或更多个天线与一个或更多个射频组件140或与一个或更多个可配置负载142的耦接。
第二天线阵列138包括适当的逻辑、电路、接口和/或代码，其用于将射频信号的第二波束传送至第二小区108内的第二用户设备。第二天线阵列138被设置处于收发模式。例如，在图2A中详细描述了经由第二天线阵列138将射频信号的第二波束传送至第二用户设备，同时通过第一天线阵列110将射频信号的第一波束114散射到第一用户设备118。
所述一个或更多个射频组件140包括适当的逻辑、电路、接口和/或代码，其被配置处于收发模式。所述一个或更多个射频组件140对应于无线电链(radio chain)(例如，收发器链的组件，诸如混频器、放大器、移相器等)，并且负责处理与这些信号的发射或接收相关联的射频信号。
所述一个或更多个可配置负载142包括适当的逻辑、电路、接口和/或代码，其基于所获取的指令数据而被配置以通过所配置的第一天线阵列110将由位于第一小区106的发射网络节点104发送的射频信号的第一波束114散射到位于第二小区108的第一用户设备118。例如，在图3A、图3B和图3C中详细描述了针对一个或更多个可配置负载的配置的示例性实现。
第一控制电路144包括适当的逻辑、电路、接口和/或代码，其用于：获取指令数据，以用于将第一天线阵列110从收发模式配置为散射模式。第一控制电路144还用于执行存储在存储器148中的指令。第一控制电路144的示例可以包括但不限于集成电路、数字信号处理器(digital signal processor，DSP)、通用处理器、协处理器、微处理器、微控制器、复杂指令集计算(complex instruction set computing，CISC)处理器、专用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)处理器、精简指令集(reducedinstruction set，RISC)处理器、超长指令字(very long instruction word，VLIW)处理器、中央处理器(central processing unit，CPU)、状态机、数据处理单元以及其他处理器或电路。此外，第一控制电路144可以指一个或更多个单独的处理器、处理设备、作为机器的一部分的处理单元。
交换机146包括适当的逻辑、电路、接口和/或代码，其用于：将第一天线阵列110的一个或更多个天线从与一个或更多个射频组件140改变成与一个或更多个可配置负载142耦接。
存储器148可以包括适当的逻辑、电路和/或接口，其用于存储能够由第一控制电路144(例如，处理器)执行的机器代码和/或指令。存储器148的实现方式的示例可以包括但不限于电可擦除可编程只读存储器(electrically erasable programmable read-onlymemory，EEPROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、只读存储器(read onlymemory，ROM)、硬盘驱动器(hard disk drive，HDD)、闪存、安全数字(secure digital，SD)卡、固态硬盘(solid-state drive，SSD)、计算机可读存储介质和/或CPU高速缓冲存储器。存储器148可以存储操作系统和/或计算机程序产品以操作接收网络节点102。用于提供非暂态存储器的计算机可读存储介质可以包括但不限于电子存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或上述各项任何合适的组合。
在操作中，第一控制电路144用于获取指令数据以将第一天线阵列110从收发模式配置为散射模式。所获取的指令数据由第一控制电路144使用，以便将第一天线阵列110(例如，第一天线阵列110的一个或更多个天线)从收发模式配置为散射模式。例如，所获取的指令数据可以指定足以选择天线的信息(指令)，并将第一天线阵列110的这样选定的天线配置为散射模式。
基于所获取的指令数据，第一控制电路144还用于配置一个或更多个可配置负载142，以通过经配置的第一天线阵列110将由位于第一小区106的发射网络节点104发送的射频信号的第一波束114散射到位于第二小区108的第一用户设备118。第一天线阵列110(具体地，第一天线阵列110的一个或更多个选定天线)在散射模式下切换至一个或更多个可配置负载142，以将射频信号的第一波束114散射到位于第二小区108的第一用户设备118。
第一控制电路144还用于：控制交换机146，以将一个或更多个天线从与一个或更多个射频组件140耦接改变成与一个或更多个可配置负载142耦接。一个或更多个天线从与射频组件140耦接到与一个或更多个配置负载142耦接指示一个或更多个天线从收发模式到散射模式的切换。
第一控制电路144还用于将一个或更多个射频组件140设置为空闲模式。为了减少接收网络节点102在低流量阶段(或低负荷时段)的能耗，第一控制电路144将一个或更多个射频组件140设置为空闲模式。
根据实施例，第一控制电路144还用于释放与第一用户设备118的无线电资源控制连接。通常，无线电资源控制(radio resource control，RRC)协议的一个主要功能包括建立和释放连接功能。第一用户设备118最初经由无线资源控制(radio resource control，RRC)连接附接至接收网络节点102。接收网络节点102在获取到指令数据时释放与第一用户设备118的无线电资源控制连接。一旦与第一用户设备118的无线电资源控制连接被释放，第一用户设备就可以附接至发射网络节点104。换句话说，接收网络节点102释放与第一用户设备118的无线电资源控制连接有助于第一用户设备118附接至发射网络节点104。
根据实施例，接收网络节点102还包括第二天线阵列138，其中，第一控制电路144还用于：将第二天线阵列138设置处于收发模式，以及在将射频信号的第一波束114的散射到第一用户设备118的同时，经由第二天线阵列138将射频信号的第二波束传送至第二用户设备。第二天线阵列138将射频信号的第二波束传送至第二用户设备(例如，在第二小区108内的另一用户设备)，同时第一天线阵列110将射频信号的第一波束114散射到第一用户设备118。
根据实施例，第一天线阵列110用于在收发模式和散射模式下进行射频通信。第一天线阵列110包括一个或更多个天线，所述一个或更多个天线可以耦接至一个或更多个射频组件140以在收发模式下进行射频通信，或者耦接至一个或更多个可配置负载142以在散射模式下进行射频通信。以这种方式，将同一天线阵列(例如，第一天线阵列110)(及其天线)用于射频通信和散射。
根据实施例，接收网络节点102还包括与第一天线阵列110并置的专用散射阵列150。专用散射阵列150潜在地仅在散射模式下进行射频通信。在一种实现方式中，专用散射阵列150可以使用一个或更多个天线来进行散射。在另一种实施方式中，专用散射阵列150可以使用超材料，例如，液晶显示器(liquid crystal display，LCD)或等离子体单元(plasmonic cells)。专用散射阵列150也可以被称为用于进行散射并与第一天线阵列110并置的单独阵列。例如，专用散射阵列150的天线可以以并置形式与第一天线阵列110的天线并列(或并排布置)。因此，给定的物理阵列(例如，第一天线阵列110)潜在地具有天线的混合，其中一组天线专用于散射，而另一组天线用于通常的射频通信。
根据实施例，第一控制电路144用于与中央单元或发射网络节点104通信以获取指令数据。中央单元(即，中央通信设备)还连续地监测与发射网络节点104和接收网络节点102相关联的无线流量负载。基于对无线流量负载信息的监测，中央单元(或中央通信设备)向接收网络节点102的第一控制电路144传送指令数据。例如，在图2B中详细描述了中央单元(或中央通信设备)。发射网络节点104也可以向第一控制电路144传送指令数据，因为发射网络节点104是接收网络节点102的相邻基站。例如，在蜂窝网络中，诸如在新空口(newradio，NR)或长期演进(long-term evolution，LTE)蜂窝网络中，相邻基站(例如，发射网络节点104和接收网络节点102)可以利用专用接口来交换流量负载信息。所获取的指令数据使得能够将第一天线阵列110从收发模式配置为散射模式，以有效降低低流量阶段(或低负荷时段)的能耗。
根据实施例，接收网络节点102为蜂窝基站和用户设备中的至少之一。在蜂窝网络中，例如在新空口(new radio，NR)或长期演进(long-term evolution，LTE)蜂窝网络中，接收网络节点102充当蜂窝基站。接收网络节点102潜在地是用来(即，用于)在蜂窝网络中执行节能协作通信的蜂窝基站，例如，空闲基站。在另一种情况下，接收网络节点102潜在地是用户设备，例如，用户终端(user equipment，UE)。
图1C是根据本发明的实施例的在收发模式与散射模式之间重新配置天线的电路图。结合图1A和图1B的元件描述图1C。参考图1C，示出了利用交换机146在收发模式与散射模式之间重新配置第一天线阵列110中的第一天线108A的电路架构100C。在电路架构100C中，还示出了一个或更多个射频组件140中的第一射频组件140A以及一个或更多个可配置负载142中的第一可配置负载142A。
接收网络节点102的第一天线阵列110可以用于射频通信以及针对极低功耗通信进行散射。在该实施例中，第一天线阵列110的第一天线108A可以用于通过使用交换机146来连接至第一射频组件140A或第一可配置负载142A。当连接至第一射频组件140A时，第一天线108A在收发模式下进行射频通信。类似地，当通过使用交换机146连接至第一可配置负载142A时，第一天线108A在散射模式下进行散射。
图1D是根据本发明的实施例的在收发模式与散射模式之间重新配置天线对的电路图。结合图1A、图1B和图1C的元件描述图1D。参考图1D，示出了描述在收发模式与散射模式之间重新配置天线对的电路架构100D。在电路架构100D中，还示出了第一天线阵列110中的第二天线108B、第一交换机152、第二交换机154、一个或更多个射频组件140中的第二射频(radio frequency，RF)组件140B。第一交换机152和第二交换机154均对应于图1B的交换机146。
在该实施例中，第一天线阵列110中的第一天线108A和第二天线108B分别通过第一交换机152和第二交换机154配置到负载网络142B，并且因此在散射模式下进行散射。负载网络142B是指联网的多个负载(或可配置负载)，而非单个负载。然而，第一天线108A和第二天线108B也可以在通过第一交换机152和第二交换机154配置到第一射频组件140A和第二射频组件140B时在收发模式下进行射频通信。
图1E是示出根据本发明的实施例的发射网络节点的各种示例性组件的框图。结合图1A、图1B、图1C和图1D的元件描述图1E。参考图1E，示出了发射网络节点104的框图100E。发射网络节点104包括第二控制电路156和存储器158。还示出了第三天线阵列112。第三天线阵列112通信地耦接至第二控制电路156和存储器158。在一种实现方式中，第三天线阵列112可以是无线电资源单元的一部分(例如，在图2A和图2B中详细描述了无线电资源单元)。第三天线阵列112包括一个或更多个天线。
第二控制电路156包括适当的逻辑、电路、接口和/或代码，其用于选择第三天线阵列112的一个或更多个天线以将射频信号的第一波束114发送至接收网络节点102。射频信号的第一波束114被接收网络节点102的第一天线阵列110散射，以在接收网络节点102处于使用中时向第一用户设备118提供射频信号的第一波束114。第二控制电路156还用于执行存储在存储器158中的指令。第二控制电路156的示例可以包括但不限于集成电路、协处理器、微处理器、微控制器、复杂指令集计算(complex instruction set computing，CISC)处理器、专用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)处理器、精简指令集(reduced instruction set，RISC)处理器、超长指令字(very long instructionword，VLIW)处理器、中央处理器(central processing unit，CPU)、状态机、数据处理单元以及其他处理器或电路。此外，第二控制电路156可以指一个或更多个单独的处理器、处理设备、作为机器的一部分的处理单元。
存储器158可以包括适当的逻辑、电路和/或接口，其用于存储能够由第二控制电路156(例如，处理器)执行的机器代码和/或指令。存储器158的实现方式的示例可以包括但不限于电可擦除可编程只读存储器(electrically erasable programmable read-onlymemory，EEPROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、只读存储器(read onlymemory，ROM)、硬盘驱动器(hard disk drive，HDD)、闪存、安全数字(secure digital，SD)卡、固态硬盘(solid-state drive，SSD)、计算机可读存储介质和/或CPU高速缓冲存储器。存储器158可以存储操作系统和/或计算机程序产品以操作发射网络节点104。用于提供非暂态存储器的计算机可读存储介质可以包括但不限于电子存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或上述各项任何合适的组合。
在操作中，第二控制电路156用于：选择第三天线阵列112的一个或更多个天线，以将射频信号的第一波束114发送至接收网络节点102。第二控制电路156还用于：向接收网络节点102提供指令数据，以用于将接收网络节点102的第一天线阵列110从收发模式配置为散射模式，其中，基于所述指令数据，第一天线阵列110用于将射频信号的第一波束114散射到第一用户设备118。例如，在一种情况下，接收网络节点102潜在地处于空闲模式或即将变得空闲，并且仅为少量用户设备服务。在这种情况下，指令数据被传送至接收网络节点102，以用于将第一天线阵列110从收发模式配置为散射模式，从而散射第一波束114。第三天线阵列112的一个或更多个天线用于：执行波束成形并将射频信号的第一波束114发送到接收网络节点102，该第一波束114通过使用第一天线阵列110而被进一步散射到第一用户设备118。以这种方式，第一用户设备118通过接收网络节点102的第一天线阵列110与发射网络节点104连接。
根据实施例，提供给接收网络节点102的指令数据包括针对接收网络节点102的第一天线阵列110的选择数据以选择将第一天线阵列110的一个或更多个天线中的哪个天线耦接至可配置负载(即，一个或更多个可配置负载)。可选地，提供给接收网络节点102的指令数据还包括配置数据以对可配置负载142进行配置。可选地，提供给接收网络节点102的指令数据还包括定时数据以限定第一天线阵列110被设置为保持散射模式的持续时间。选择数据用于选择进行散射所需的适当数量的天线。例如，第一天线阵列110的一个或更多个选定天线(即，天线元件)被耦接至一个或更多个可配置负载142(例如，第一可配置负载142A或负载网络142B)。配置数据用于对一个或更多个配置负载142(例如，第一可配置负载142A或负载网络142B)进行配置。例如，配置数据包括针对第一天线阵列110的一个或更多个选定天线元件的可配置负载(例如，第一可配置负载142A)的阻抗值。例如，在图3B中描述阻抗值。所提供的指令数据还包括定时数据，该定时数据用于将第一天线阵列110设置处于散射模式达所限定的持续时间，例如，直至第二小区108处于低负荷而第一用户设备118仍待服务。
根据实施例，第二控制电路156还用于：执行信道探测操作，以感测在第二小区108内是否能够检测到第一用户设备118。信道探测操作是指对用于无线通信的无线通信信道进行评估。由于通过第一天线阵列110将射频信号的第一波束114散射到第一用户设备118，所以在发射网络节点104与第一用户设备118之间创建了通信信道。发射网络节点104基于对第二小区108内的第一用户设备118的检测来评估通信信道。在一个示例中，监测波束潜在地用于检测第二小区108内的第一用户设备118。来自第一用户设备118的反射功率潜在地指示距离发射网络节点104的距离。在另一示例中，可以在接收网络节点102(例如，空闲基站)进入休眠模式之前在线或离线计算对应于该波束成形(例如，监测波束)的预编码器。
根据实施例，第二控制电路156还用于建立与第一用户设备118的无线电资源控制连接。第二控制电路156还用于断开第一用户设备118与接收网络节点102的连接。第二控制电路156还用于：将第一用户设备118附接至发射网络节点104，以供第一用户设备118接收经由第一天线阵列110散射的射频信号的第一波束114。与第一用户设备118的无线电资源控制连接的建立提供了对发射网络节点104用于射频通信(例如，数据和语音通信)的接入。第一用户设备118从接收网络节点102断开(释放)并附接至发射网络节点104，以接收射频信号的第一波束114。
根据实施例，第二控制电路156还用于：从多个波束成形方案中选择波束成形方案，以将射频信号的第一波束114传送至接收网络节点102，其中，所发射的射频信号的第一波束114被以下中的至少之一散射：被配置处于散射模式的第一天线阵列110，或接收网络节点102的专用散射阵列150。发射网络节点104使用从多个波束成形方案中选择的波束成形方案，将射频信号的第一波束114引导至接收网络节点102的第一天线阵列110。波束成形方案是指发射器(例如，发射网络节点104)的多个天线朝向接收器(例如，接收网络节点102)在相同方向上发射相同信号的信号处理技术。利用被配置处于散射模式的第一天线阵列110或与第一天线阵列110并置的专用散射阵列150，通过所选择的波束成形方案来散射射频信号的第一波束114。
根据实施例，所选择的波束成形方案包括下述两者的组合：所述发射网络节点104与所述第二用户设备之间的直接链路，以及所述发射网络节点104与所述第一用户设备118之间经由所述接收网络节点102的所述第一天线阵列110形成的散射链路。在一种实现方式中，发射网络节点104与第二用户设备(例如，图1A的用户设备120)之间的直接链路包括视线(line of sight，LOS)通信。在视线通信中，发射网络节点104和第三用户设备(例如，图1A的用户设备120)彼此直视，它们之间没有任何障碍物，并且经由无线电波束彼此通信。在另一种实现方式中，发射网络节点104与第二用户设备(例如，用户设备120)之间的直接链路包括非视线(non-line of sight，NLOS)通信。在非视线通信中，发射网络节点104和第二用户设备(例如，图1A的用户设备120)并非彼此直视，它们之间具有各种障碍物。在这种情况下，可以使用一个或更多个其他网络节点(例如，中继器设备)来与第三用户设备(例如，图1A的用户设备120)形成链路，而无需使用接收网络节点102(即，空闲节点)。在散射链路的情况下，发射网络节点104通过接收网络节点102的第一天线阵列110与第一用户设备118通信。发射网络节点104(例如，活动基站)，特别地发射网络节点104的第三天线阵列112，利用由直接链路(其可以是视线路径或非视线路径)加上散射路径(即，散射链路)组成的双路径信道，其中散射路径利用被置于受控散射模式的相邻接收网络节点102(例如，空闲基站)的第一天线阵列110。
根据实施例，发射网络节点104为蜂窝基站和用户设备中的至少之一。在蜂窝网络中，例如在新空口(new radio，NR)5G或长期演进(long-term evolution，LTE)蜂窝网络中，发射网络节点104充当蜂窝基站(例如，gNB或eNB)。发射网络节点104潜在地是蜂窝基站，例如活动基站，其使用被置于受控散射模式的相邻接收网络节点(例如，空闲基站)，以在蜂窝网络中执行节能协作通信。在另一种情况下，发射网络节点104潜在地是用户设备，例如UE。
图2A是根据本发明的实施例的协作通信中的无线网络的示例性实现方式的图示。结合图1A、图1B、图1C、图1D和图1E的元件描述图2A。参考图2A，示出了无线网络200A，该无线网络包括中央通信设备202和多个网络节点，例如，接收网络节点204、发射网络节点206和另一网络节点208。还示出了多个无线电资源单元(即，第一无线电资源单元(radioresource unit，RRU)210、第二无线电资源单元212和第三无线电资源单元214)。接收网络节点204、用户设备218和第二用户设备222存在于第二小区216内。发射网络节点206以及用户设备232至236存在于第一小区230内，而第三网络节点例如网络节点208存在于第三小区244(例如，活动小区)内。
中央通信设备202包括适当的逻辑、电路、接口和/或代码，其用于监测与无线网络200A中的多个无线电资源单元(例如，第一电无线资源单元210、第二电无线资源单元212和第三无线电资源单元214)相关联的无线流量负载信息。无线网络200A的示例包括但不限于蜂窝网络，例如所有无线流量负载信息在中央通信设备202处均可得的无线接入网(radioaccess network，RAN)，或者其他无线网络。中央通信设备202潜在地是用于网络管理的云服务器，并且也可以被称为中央单元。
接收网络节点204和发射网络节点206分别对应于图1A的接收网络节点102和发射网络节点104。在多个无线电资源单元(radio resource unit，RRU)中，第一无线电资源单元(radio resource unit，RRU)210被设置在接收网络节点204中，第二无线电资源单元212被设置在发射网络节点206中，第三无线电资源单元214被设置在网络节点208中。
多个无线电资源单元(即，第一无线电资源单元210、第二无线电资源单元212和第三无线电资源单元214)中的每个无线电资源单元潜在地被配置为基站(例如，接收网络节点204或发射网络节点206)的射频(radio frequency，RF)电路，所述RF电路执行射频功能，例如，射频信号的发射和接收、过滤、放大等。此外，多个无线电资源单元可以用于：经由物理通信链路(例如，光链路)与基带单元(baseband unit，BBU)通信，并且经由无线链路与用户设备(例如，第一用户设备218)通信。所述多个无线电资源单元中的每个无线电资源单元被配置成具有一个或更多个天线阵列。
在操作中，中央通信设备202(或中央单元)用于监测与无线网络200A中的多个无线电资源单元相关联的无线流量负载信息。中央通信设备202还用于：基于监测到的无线流量负载信息向接收网络节点204发送指令数据，该指令数据用于将接收网络节点204的无线电资源单元(即，第一无线电资源单元210)的第一天线阵列(例如，该第一天线阵列对应于图1A的第一天线阵列110，为了简洁起见，此处未示出)从收发模式切换为散射模式。这是因为，接收网络节点204仅有少量用户设备要服务(例如，第一用户设备218和第二用户设备222)，因此，发送指令数据以在散射模式下操作接收网络节点204的第一天线阵列。或者说，基于监测到的无线流量负载信息，中央通信设备202识别接收网络节点204处于空闲模式(或将处于空闲模式)。因此，为了服务于接收网络节点204的有限用户，发送指令数据以使得能够将接收网络节点204的第一天线阵列从收发模式配置为散射模式，从而有效地降低无线网络200A(例如，蜂窝网络)中的低流量阶段(或低负荷时段)的总能耗。
中央通信设备202(或中央单元)还用于：控制位于第一小区230的发射网络节点206，以经由第一天线阵列(例如，图1A的第一天线阵列110，为了简洁起见，此处未示出)或专用散射阵列向位于第二小区216的第一用户设备218提供射频信号的第一波束228。第一天线阵列被配置处于散射模式。在使用图1B的专用散射阵列150(为了简洁起见，图2A中未示出)的情况下，将专用散射阵列150与接收网络节点204的第一天线阵列并置。以这种方式，发射网络节点206通过第一波束228与位于第二小区216的第一用户设备218通信，其中，第一波束228被接收网络节点204的第一天线阵列散射以提供给第一用户设备218。
此外，接收网络节点204用于：在将射频信号的第一波束228散射到第一用户设备218的同时，经由第二天线阵列(例如，图1B的第二天线阵列138，为了简洁起见，此处未示出)将射频信号的第二波束224传送至第二用户设备222。位于第一小区230的用户设备232至236由发射网络节点206服务。发射网络节点206在收发模式下进行操作，并经由射频信号的相应波束(即，分别是第三波束238、第四波束240和第五波束242)与位于第一小区230内的用户设备232至236通信。
图2B是根据本发明的实施例的中央通信设备(或中央单元)的各种示例性组件的框图。结合图1A、图1B、图1C、图1D、图1E和图2A的元件描述图2B。参考图2A，示出了中央通信设备202的框图200B。中央通信设备202包括第三控制电路246、存储器248和网络接口250。
第三控制电路246包括适当的逻辑、电路、接口和/或代码，其用于监测与无线网络200A中的多个无线电资源单元(例如，无线电资源单元210至214)相关联的无线流量负载信息。第三控制电路246还用于执行存储在存储器248中的指令。第三控制电路246的示例可以包括但不限于集成电路、协处理器、微处理器、微控制器、复杂指令集计算(complexinstruction set computing，CISC)处理器、专用集成电路(application-specificintegrated circuit，ASIC)处理器、精简指令集(reduced instruction set，RISC)处理器、超长指令字(very long instruction word，VLIW)处理器、中央处理器(centralprocessing unit，CPU)、状态机、数据处理单元以及其他处理器或电路。此外，第三控制电路246可以指一个或更多个单独的处理器、处理设备、作为机器的一部分的处理单元。
存储器248可以包括适当的逻辑、电路和/或接口，其用于存储能够由第三控制电路246(例如，处理器)执行的机器代码和/或指令。存储器248的实现方式的示例可以包括但不限于电可擦除可编程只读存储器(electrically erasable programmable read-onlymemory，EEPROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、只读存储器(read onlymemory，ROM)、硬盘驱动器(hard disk drive，HDD)、闪存、安全数字(secure digital，SD)卡、固态硬盘(solid-state drive，SSD)、计算机可读存储介质和/或CPU高速缓冲存储器。存储器248可以存储操作系统和/或计算机程序产品以操作中央通信设备202。用于提供非暂态存储器的计算机可读存储介质可以包括但不限于电子存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或上述各项任何合适的组合。
在操作中，(中央通信设备202的)第三控制电路246用于监测与无线网络中的多个无线电资源单元相关联的无线流量负载信息。例如，无线流量负载信息包括与无线网络(例如，无线网络200A)中的多个无线电资源单元相关联的用户设备(或用户终端)的数量。基于对无线流量负载信息的监测，第三控制电路246决定多个无线电资源单元中的每个无线电资源单元的通信模式(或操作模式)。
在操作中，第三控制电路246还用于：基于监测到的无线流量负载信息向接收网络节点204发送指令数据，该指令数据是用于将接收网络节点204的无线电资源单元(例如，第一无线电资源单元210)的第一天线阵列(例如，第一天线阵列110)从收发模式切换为散射模式的指令。基于监测到的无线流量负载信息，第三控制电路246向接收网络节点204传送指令数据。该指令数据包括用于将接收网络节点204的无线电资源单元(例如，第一无线电资源单元210)的第一天线阵列(例如，第一天线阵列110)从收发模式配置为散射模式的一组指令。
第三控制电路246还用于：控制位于第一小区230的发射网络节点206，以经由被配置处于散射模式的第一天线阵列(例如，第一天线阵列110)或与接收网络节点204的第一天线阵列(例如，第一天线阵列110)并置的专用散射阵列150，向位于第二小区216的第一用户设备218提供射频信号的第一波束228。在一种实现方式中，使用被配置处于散射模式的第一天线阵列(例如，第一天线阵列110)，向第一用户设备218提供射频信号的第一波束228。在另一种实现方式中，使用与接收网络节点204的第一天线阵列(例如，第一天线阵列110)并置的专用散射阵列150，向第一用户设备218提供射频信号的第一波束228。在这种情况下，专用散射阵列150在散射模式下操作，而第一天线阵列(例如，第一天线阵列110)在收发模式下操作。
根据实施例，第三控制电路246还用于：基于监测到的无线流量负载信息，确定位于第一小区230的发射网络节点206的将在一定时间段内保持活动的一个或更多个第一无线电资源单元以及位于第二小区216的接收网络节点204的将在即将到来的所述时间段内处于空闲的一个或更多个第二无线电资源单元。第三控制电路246还监测与接收网络节点204和发射网络节点206的每个无线电资源单元相关联的无线流量负载信息。基于监测到的无线流量负载信息，第三控制电路246决定是否需要任何网络节点(例如，接收网络节点204)在该时间段内以散射模式(即，受控低能耗模式)操作。当要使与接收网络节点(即，接收网络节点204)相关联的一个或更多个无线电资源单元(例如，第一无线电资源单元210)在该时间段(例如，即将到来的时间段)内处于空闲时，指示接收网络节点204在散射模式下操作。类似地，第三控制电路246决定发射网络节点206是否将在该时间段内处于活动状态并在收发模式下操作。为了使发射网络节点206在收发模式下操作，一个或更多个无线电资源单元(例如，第二无线电资源单元212)在该时间段内保持活动。
根据实施例，散射模式是以下模式：与接收网络节点204的第一天线阵列(例如，第一天线阵列110)相关联的一个或更多个射频组件(例如，一个或更多个射频组件140)处于空闲模式，并且第一天线阵列(例如，第一天线阵列110)或专用散射阵列150的散射特性处于受控功率状态，以将射频信号的第一波束228偏转到第一用户设备218。受控功率状态是比收发模式的功率状态小得多的极低功率状态。在散射模式下，接收网络节点204的一个或更多个射频组件(例如，一个或更多个射频组件140)处于空闲模式，这样产生低功耗。此外，接收网络节点204借助于第一天线阵列(例如，第一天线阵列110)或专用散射阵列150的散射特性与第一用户设备218通信。
图3A是根据本发明的另一实施例的无线网络中的协作散射的示例性场景的图示。结合图1A、图1B、图1C、图1D、图1E、图2A和图2B的元件描述图3A。参考图3A，示出了无线网络300A，该无线网络包括第一基站302、第二基站304、用户设备306和阻塞物308(例如，信号阻隔物)。
第一基站302被配置为活动基站，这意指第一基站302在收发模式下操作以为较大数量的用户设备服务。然而，第二基站304被配置为空闲基站，这意指第二基站304在受控散射模式下操作以为有限数量的用户设备(例如，用户设备306)服务。在该示例性场景中，第一基站302和第二基站304各自潜在地在例如3.5GHz的频带中操作并具有大小为N的天线阵列。第一基站302对应于(图1A的)发射网络节点104，第二基站304对应于(图1A的)接收网络节点102。用户设备306位于第二基站304的覆盖区域(例如，图1A的第二小区108)下并且配备有M个天线。在本实施例中，为了简单起见，考虑M等于1。由于阻塞物308(例如，强阻塞物)，第一基站302潜在地不直接与用户设备306通信，因此，用户设备306只能从第二基站304的天线阵列(例如，图1A的第一天线阵列110)接收散射信号。因此，在无线网络300A中，第二基站304在受控散射模式(即，低功耗模式)下操作，以服务于由第二基站304(例如，第二小区108)覆盖的覆盖区域中的用户设备306。
第一基站302处的发射天线(例如，第i天线)与用户天线之间的信号模型(y)可以被写成等式(等式1)的形式：
y＝σx+z (1)
其中，σ可以被写成等式(等式2)的形式
其中，Pt是表示第一基站302处的天线阵列(例如，图1A的第三天线阵列112)与第二基站304处的感兴趣天线(例如，图1A的第一天线阵列110中的第一天线108A)之间的链路的矢量。类似地，Pr是表示第二基站304处的天线阵列(例如，图1A的第一天线阵列110)与用户设备306之间的链路的矢量。此外，矩阵Za表示第二基站304处的天线元件之间的耦合，并且ZL是具有第二基站304处处于散射模式的天线元件的可配置负载(例如，图1B的一个或更多个可配置负载142)的值的对角矩阵。
图3B是根据本发明的实施例的描绘针对协作散射中的天线的均匀线性阵列(uniform linear array，ULA)的负载的配置的示例性场景的图示。结合图1A、图1B、图1C、图1D、图1E、图2A、图2B和图3A的元件描述图3B。参考图3B，示出了包括均匀线性阵列310的示例性场景300B。在该示例性场景中，均匀线性阵列310包括第一天线元件310A、第二天线元件310B、第三天线元件310C和第四天线元件310D。
均匀线性阵列310属于图3A的第二基站304。对于均匀线性阵列310，针对矢量Pt和Pr分别已知到第二基站304的入射方向(direction of incidence)(即θr)以及从第二基站304的出射方向(direction of departure)(即θt)。因此，矢量Pt和Pr的第k个系数的值由等式(等式3)表示
其中，θ是入射角(即，θr，针对从第一基站302到第二基站304的矢量Pt)或出射角(即，θt，针对从第二基站304到用户设备306的矢量Pr)，λ是与载波频率相关的波长，d是第二基站304处的天线元件(例如，第一天线元件310A、第二天线元件310B、第三天线元件310C和第四天线元件310D)之间的元件间距离。为了反映从θr到θt(即，从第一基站302到用户设备306)的方向上的信号(例如，图3A中考虑的信号模型)，根据等式(等式4)来设置可配置负载(例如，图1B的一个或更多个可配置负载142)以使可配置负载的值最大化
当耦合矩阵(即，Za)是对角矩阵时，可以通过将等式4中的量重写为/>来获取等式4的解。在一个示例中，当被应用于矩阵时，运算符“diag”以矢量的形式提供该矩阵的对角线元素。在另一个示例中，当被应用于矢量时，运算符“diag”提供其对角线元素是上述矢量的元素的矩阵。以等式4表示的优化问题在ZL -1中是凸的，并且可以使用数值凸优化工具来求解。
在另一种实现方式中，考虑均匀线性阵列310包括10个天线元件，这些天线元件均匀间隔开并且间隔为半波长，例如，在3.5GHz(基站的操作频率)下。假设耦合矩阵Za是恒定的，并且对角线元素的值为50Ω，这指示均匀线性阵列310的天线元件之间的耦合可忽略不计。对于入射角(即，θr)为-60°、出射角(即，θt)为0°的信号，x的值可以通过使等式4最大化来计算并且结果由等式(等式5)表示
ZL＝diag([14,-60,-129,87,29,-76,-46,85,23,-85]iΩ) (5)。
阻抗值(例如，由等式5表示)是可以利用不同配置中的可变电容器和电感器的适当组合来计算的典型值。可选地，可以针对一组入射角(即，θr)和出射角(即，θt)预先计算阻抗值(即，ZL)作为码本。
图3C是根据本发明的实施例的描绘针对协作散射中的天线的均匀平面阵列(uniform planar array，UPA)的负载的配置的示例性场景的图示。结合图1A、图1B、图1C、图1D、图1E、图2A、图2B、图3A和图3B的元件描述图3C。参考图3C，示出了包括金属板312和均匀平面阵列314的示例性场景300B。
均匀平面阵列314是图3B的均匀线性阵列310的二维版本。在该示例性场景中，均匀平面阵列314包括7个水平天线元件和7个垂直天线元件，并且因此，总共具有49个天线阵列元件。在这种情况下，为了使阻抗和耦合计算更精确，假设天线元件是半波偶极天线(即，λ/2)，其长度等于波长的一半。此外，假设均匀平面阵列314位于与金属板312相距λ/4的平面中。金属板312在垂直方向和水平方向上延伸超过天线元件在自身上的投影达3λ。
针对均匀平面阵列314的信号模型(或系统模型)与针对图3B中的均匀线性阵列310所考虑的信号模型(或系统模型)相同。然而，矢量Pt和Pr的数学表达式是不同的。耦合矩阵(即，Za)也具有不同的表达式，其现在由于依赖于天线阵列元件(例如，偶极天线元件或偶极子)而被更精确地指定。通过使用优化工具，以等式(等式6)来表示所获取的可配置负载(例如，一个或更多个可配置负载142)的值
其中，表示克罗内克积，I7表示大小为7x7的单位矩阵，并且使均匀平面阵列314工作表示以下事实：当旨在在水平平面中进行散射时，可配置负载(例如，图1B的一个或更多个可配置负载142)在垂直平面中配置有相同的值(例如，这些值意指沿垂直方向相位均匀)，并且例如在图3D和图3E中详细描述。因此，当旨在在水平平面中进行散射时，仅7个不同的值确定所期望的负载配置。
图3D是根据本发明的实施例的来自均匀平面阵列的散射图案的图示。结合图1A、图1B、图1C、图1D、图1E、图2A、图2B、图3A、图3B和图3C的元件描述图3D。参考图3D，示出了包括多个波束316和多个竖条318的散射图案300D。
多个波束316表示朝向相应方向的散射能量的强度。散射图案300D针对等于-30°的入射角(即，θr)，并且可配置负载(例如，一个或更多个可配置负载142)被优化用于在水平平面中以等于0°的出射角(即，θt)进行散射。多个波束316也可以被称为辐射图。
多个波束316(或辐射图)的背景中的竖条318表示为了合成散射图案(例如，散射图案300D)由(图3C的)均匀平面阵列314的相应天线元件(或偶极子)处的可配置负载(例如，一个或更多个可配置负载142)实现所需的相位的分布。
图3E是根据本发明的另一实施例的来自均匀平面阵列的散射图案的图示。结合图1A、图1B、图1C、图1D、图1E、图2A、图2B、图3A、图3B、图3C和图3D的元件描述图3E。参考图3E，示出了包括多个波束320和多个竖条322的散射图案300E。
多个波束320表示朝向相应方向的散射能量的强度。散射图案300E针对不同的入射角和出射角。竖条322表示由相应天线元件(或偶极子)处的可配置负载(例如，一个或更多个可配置负载142)实现所需的相位的分布。竖条322还可以表示沿垂直方向相位均匀。
图4是根据本发明的实施例的用于在无线网络中执行协作通信的方法的流程图。方法400由例如在图1A和图1B中描述的接收网络节点102执行。方法400包括步骤402至406。
在步骤402处，方法400包括：由接收网络节点102获取指令数据，所述指令数据用于配置接收网络节点102的无线电资源单元(例如，第一无线电资源单元210)的第一天线阵列110。接收网络节点102的第一控制电路144用于：获取指令数据，所述指令数据用于配置无线电资源单元的第一天线阵列110。例如，已经在图1A和图2A中详细描述了由接收网络节点102获取指令数据的示例。
在步骤404处，方法400还包括：由接收网络节点102将无线电资源单元的第一天线阵列110从收发模式配置为散射模式。接收网络节点102的第一控制电路144用于将无线电资源单元的第一天线阵列110从收发模式配置为散射模式。例如，已经在图1C和图1D中详细描述了将第一天线阵列110从收发模式配置为散射模式的示例。
在步骤406处，方法400包括：通过经配置的第一天线阵列110将由位于第一小区的发射网络节点发送的射频信号的第一波束散射到位于第二小区的第一用户设备。接收网络节点102的第一天线阵列110用于将由位于第一小区106的发射网络节点104发送的射频信号的第一波束114散射到位于第二小区108的第一用户设备118。例如，已经在图1A和图2A中详细描述了将射频信号的第一波束114散射到第一用户设备118的示例。
根据实施例，方法400还包括：将接收网络节点102的第二天线阵列138设置为收发模式，以及在将射频信号的第一波束114散射到第一用户设备118的同时，经由第二天线阵列138将射频信号的第二波束传送至第二用户设备222。接收网络节点102的第一控制电路144用于：将第二天线阵列138设置为收发模式，以及通过使用第二天线阵列138来传送第二波束(例如，第二波束224)。例如，已经在图2A中详细描述了将射频信号的第二波束传送至第二用户设备的示例。
步骤402至406仅是说明性的并且还可以在不脱离本文权利要求的范围的情况下提供其他替选方案，在所述替选方案中可以添加一个或更多个步骤，删除一个或更多个步骤，或者以不同的顺序提供一个或更多个步骤。
图5是根据本发明的实施例的用于在无线网络中执行协作通信的方法的流程图。方法500由发射网络节点104执行。方法500包括步骤502和504。
在步骤502处，方法500包括：提供指令数据，所述指令数据用于将接收网络节点102的无线电资源单元的第一天线阵列110从收发模式配置为散射模式。发射网络节点104的第二控制电路156用于：提供指令数据，所述指令数据用于将接收网络节点102的无线电资源单元的第一天线阵列110从收发模式配置为散射模式。例如，已经在图1A和图2A中详细描述了提供用于配置接收网络节点102的无线资源单元的第一天线阵列110的指令数据的示例。
在步骤504处，方法500还包括：基于指令数据，配置发射网络节点104的天线阵列(例如，第三天线阵列112)，以将射频信号的第一波束114朝向第一天线阵列110引导，其中，射频信号的第一波束114被第一天线阵列110散射到第一用户设备118。发射网络节点104的第二控制电路156用于：配置天线阵列(例如，第三天线阵列112)，以将射频信号的第一波束114朝向第一天线阵列110引导。
根据实施例，方法500还包括：执行信道探测操作，以确定在第二小区108内是否能够检测到第一用户设备118。发射网络节点104的第二控制电路156用于：执行信道探测操作，以确定在第二小区108内是否能够检测到第一用户设备118。
根据实施例，方法500还包括：建立与第一用户设备118的无线电资源控制连接，以及断开第一用户设备118与接收网络节点102的连接。方法500还包括：将第一用户设备118附接至发射网络节点104，以供第一用户设备118接收经由第一天线阵列110散射的射频信号的第一波束114。发射网络节点104的第二控制电路156用于建立与第一用户设备118的无线电资源控制连接以及将第一用户设备118附接至发射网络节点104。
根据实施例，方法500还包括：从多个波束成形方案中选择波束成形方案，以将射频信号的第一波束114传送至接收网络节点102，其中，所发射的射频信号的第一波束114由以下中的至少之一散射：被配置处于散射模式的第一天线阵列110，或接收网络节点102的专用散射阵列。发射网络节点104的第二控制电路156还用于：从多个波束成形方案中选择波束成形方案，以将射频信号的第一波束114传送至接收网络节点102。
步骤502和504仅是说明性的并且还可以不脱离本文权利要求的范围的情况下提供其他替选方案，在所述替选方案中可以添加一个或更多个步骤，删除一个或更多个步骤，或者以不同的顺序提供一个或更多个步骤。
图6是根据本发明的实施例的用于在无线网络中执行协作通信的方法的流程图。方法600由中央通信设备202执行。方法600包括步骤602至606。
在步骤602处，方法600包括监测与无线网络200A中的多个无线电资源单元相关联的无线流量负载信息。中央通信设备202的第三控制电路246用于监测与无线网络200A中的多个无线电资源单元(例如，无线电资源单元210、212和214)相关联的无线流量负载信息。例如，已经在图2A中详细描述了对无线流量负载信息的监测。
在步骤604处，方法600还包括：基于监测到的无线流量负载信息，向接收网络节点102发送指令数据，该指令数据是用于将接收网络节点102的无线电资源单元的第一天线阵列110从收发模式切换为散射模式的指令。中央通信设备202的第三控制电路246用于：基于监测到的无线流量负载信息，向接收网络节点102发送指令数据，该指令数据是用于将接收网络节点102的无线电资源单元的第一天线阵列110从收发模式切换为散射模式的指令。例如，已经在图2A中详细描述了将接收网络节点102的第一天线阵列110从收发模式切换为散射模式。
在步骤606处，方法600还包括：控制位于第一小区106的发射网络节点104，以经由被配置处于散射模式的第一天线阵列110或与接收网络节点102的第一天线阵列110并置的专用散射阵列，向位于第二小区108的第一用户设备118提供射频信号的第一波束(第一波束114)。中央通信设备202的第三控制电路246用于：控制位于第一小区106的发射网络节点104，以经由被配置处于散射模式的第一天线阵列110或与第一天线阵列110并置的专用散射阵列150，向位于第二小区108的第一用户设备118提供射频信号的第一波束114。
根据实施例，方法600还包括：基于监测到的无线流量负载信息，确定位于第一小区106的发射网络节点104的将在一定时间段(例如，即将到来的时间段)内保持活动的一个或更多个第一无线电资源单元以及位于第二小区108的接收网络节点102的将在该时间段内处于空闲的一个或更多个第二无线电资源单元。中央通信设备202的第三控制电路246用于：基于监测到的无线流量负载信息，确定发射网络节点104将保持活动并且接收网络节点102将处于空闲的时间段。
步骤602至606仅是说明性的并且还可以不脱离本文权利要求的范围的情况下提供其他替选方案，在所述替选方案中可以添加一个或更多个步骤，删除一个或更多个步骤，或者以不同的顺序提供一个或更多个步骤。
可以在不脱离由所附权利要求限定的本发明范围的情况下对上文描述的本发明的实施例进行修改。诸如“包括”、“包含”、“并入”、“具有”、“是/为”的用于描述和要求保护本发明的表述旨在以非排他性的方式解释，即允许未明确描述的项目、组件或元件也存在。对单数的引用也应被解释为涉及复数。本文使用的词语“示例性”表示“用作示例、实例或说明”。任何被描述为“示例性的”实施例不必被解释为比其他实施例更优选或更有利和/或排除其他实施例的特征。本文使用的词语“可选地”表示“在一些实施例中提供而在其他实施例中不提供”。应当理解，为了清楚起见而在单独实施例的上下文中描述的本发明的某些特征还可以以组合的方式在单个实施例中提供。反之，为了简洁起见而在单个实施例的上下文中描述的本发明的各种特征也可单独地或以任何合适的组合或适当地在本发明的任何其他描述的实施例中提供。

Claims (22)

1.一种接收网络节点(102、204)，其特征在于，包括：
第一天线阵列(110)；
一个或更多个射频组件(140)；
一个或更多个可配置负载(142)；
交换机(146)；以及
第一控制电路(144)，
其中，所述第一天线阵列(110)包括一个或更多个天线，所述一个或更多个天线用于经由所述交换机(146)可选择地耦接至所述一个或更多个射频组件(140)或所述一个或更多个可配置负载(142)，并且
其中，所述第一控制电路(144)用于：
获取指令数据，所述指令数据用于将所述第一天线阵列(110)从收发模式配置成散射模式；
基于所述指令数据来配置所述一个或更多个可配置负载(142)，以通过所述配置的第一天线阵列(110)将由位于第一小区(106、230)的发射网络节点(104、206)发送的射频信号的第一波束(114、228)散射到位于第二小区(108、216)的第一用户设备(118、218)；
控制所述交换机(146)，以将所述一个或更多个天线从与所述一个或更多个射频组件(140)耦接改变成与所述配置的一个或更多个可配置负载(142)耦接；以及
将所述一个或更多个射频组件(140)设置成空闲模式。
2.根据权利要求1所述的接收网络节点(102、204)，其特征在于，所述第一控制电路(144)还用于释放与所述第一用户设备(118、218)的无线电资源控制连接。
3.根据权利要求1或2所述的接收网络节点(102、204)，其特征在于，还包括第二天线阵列(138)，其中，所述第一控制电路(144)还用于：
将所述第二天线阵列(138)设置处于收发模式；以及
在将所述射频信号的第一波束(114、228)散射到所述第一用户设备(118、218)的同时，经由所述第二天线阵列(138)将射频信号的第二波束(224)传送至第二用户设备(222)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的接收网络节点(102、204)，其特征在于，所述第一天线阵列(110)用于在所述收发模式和所述散射模式下进行射频通信。
5.根据前述权利要求中任一项所述的接收网络节点(102、204)，其特征在于，还包括与所述第一天线阵列(110)并置的专用散射阵列(150)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的接收网络节点(102、204)，其特征在于，所述第一控制电路(144)还用于与中央单元(202)或所述发射网络节点(104、206)通信以获取所述指令数据。
7.根据前述权利要求中任一项所述的接收网络节点(102、204)，其特征在于，所述接收网络节点(102、204)为蜂窝基站和用户设备中的至少之一。
8.一种发射网络节点(104、206)，其特征在于，包括：
第三天线阵列(112)；以及
第二控制电路(156)，所述第二控制电路(156)用于：
选择所述第三天线阵列(112)的一个或更多个天线，以向接收网络节点(102、204)发送射频信号的第一波束(114、228)，以及
向所述接收网络节点(102、204)提供指令数据，所述指令数据用于将所述接收网络节点(102、204)的第一天线阵列(110)从收发模式配置成散射模式，其中，基于所述指令数据，所述第一天线阵列(110)用于将所述射频信号的第一波束(114、228)散射到第一用户设备(118、218)。
9.根据权利要求8所述的发射网络节点(104、206)，其特征在于，提供给所述接收网络节点(102、204)的所述指令数据包括以下中的至少之一：
针对所述接收网络节点(102、204)的所述第一天线阵列(110)的选择数据，所述选择数据用于选择将所述第一天线阵列(110)的一个或更多个天线中的哪个天线耦接至可配置负载；
配置数据，所述配置数据用于配置所述可配置负载；以及
定时数据，所述定时数据用于限定所述第一天线阵列(110)被设置成保持所述散射模式的持续时间。
10.根据权利要求8或9中任一项所述的发射网络节点(104、206)，其特征在于，所述第二控制电路(156)还用于：执行信道探测操作，以确定是否能够在第二小区(108、216)内检测到所述第一用户设备(118、218)。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的发射网络节点(104、206)，其特征在于，所述第二控制电路(156)还用于：
建立与所述第一用户设备(118、218)的无线电资源控制连接；
断开所述第一用户设备(118、218)与所述接收网络节点(102、204)的连接；以及
将所述第一用户设备(118、218)附接至所述发射网络节点(104、206)，以供所述第一用户设备(118、218)接收经由所述第一天线阵列(110)散射的所述射频信号的第一波束(114、228)。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的发射网络节点(104、206)，其特征在于，所述第二控制电路(156)还用于：从多个波束成形方案中选择波束成形方案，以将所述射频信号的第一波束(114、228)传送至所述接收网络节点(102、204)，并且
其中，所述传送的所述射频信号的第一波束(114、228)被以下中的至少之一散射：被配置处于所述散射模式的所述第一天线阵列(110)，以及所述接收网络节点(102、204)的专用散射阵列(150)。
13.根据权利要求12所述的发射网络节点(104、206)，其特征在于，所述选择的波束成形方案包括以下各项的组合：所述发射网络节点(104、206)与第二用户设备(222)之间的直接链路，以及所述发射网络节点(104、206)与所述第一用户设备(118、218)之间经由所述接收网络节点(102、204)的第一天线阵列(110)的散射链路。
14.根据权利要求8至13中任一项所述的发射网络节点(104、206)，其特征在于，所述发射网络节点(104、206)为蜂窝基站和用户设备中的至少之一。
15.一种中央通信设备(202)，其特征在于，包括：
第三控制电路(246)，所述第三控制电路(246)用于：
监测与无线网络中的多个无线电资源单元相关联的无线流量负载信息；
基于所述监测到的无线流量负载信息向接收网络节点(102、204)发送指令数据，所述指令数据用于将所述接收网络节点(102、204)的无线电资源单元的第一天线阵列(110)从收发模式配置成散射模式；以及
控制位于第一小区(106、230)的发射网络节点(104、206)，以经由被配置处于所述散射模式的所述第一天线阵列(110)或者与所述接收网络节点(102、204)的所述第一天线阵列(110)并置的专用散射阵列(150)，向位于第二小区(108、216)的第一用户设备(118、218)提供射频信号的第一波束(114、228)。
16.根据权利要求15所述的中央通信设备(202)，其特征在于，所述第三控制电路(246)还用于：基于所述监测到的无线流量负载信息，确定位于第一小区(106、230)的所述发射网络节点(104、206)的将在一定时间段内保持活动的一个或更多个第一无线电资源单元以及位于第二小区(108、216)的所述接收网络节点(102、204)的将在所述一定时间段内处于空闲的一个或更多个第二无线电资源单元。
17.根据权利要求15或16所述的中央通信设备(202)，其特征在于，所述散射模式是下述模式：与所述接收网络节点(102、204)的所述第一天线阵列(110)相关联的一个或更多个射频组件处于空闲模式，并且所述第一天线阵列(110)或所述专用散射阵列(150)的散射特性处于功率受控状态，以将所述射频信号的第一波束(114、228)偏转到所述第一用户设备(118、218)。
18.一种用于在无线网络中执行协作通信的方法，其特征在于，所述方法包括：
由接收网络节点(102、204)获取指令数据，所述指令数据用于配置所述接收网络节点(102、204)的无线电资源单元的第一天线阵列(110)；
由所述接收网络节点(102、204)将所述无线电资源单元的第一天线阵列(110)从收发模式配置成散射模式；以及
通过所述配置的第一天线阵列(110)将由位于第一小区(106、230)的发射网络节点(104、206)发送的射频信号的第一波束(114、228)散射到位于第二小区(108、216)的第一用户设备(118、218)。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，将所述无线电资源单元的第一天线阵列(110)从收发模式配置成散射模式包括：
由所述接收网络节点(102、204)释放与所述第一用户设备(118、218)的无线电资源控制连接；
将所述接收网络节点(102、204)的所述无线电资源单元的一个或更多个射频组件(140)设置为空闲模式；以及
通过将所述第一天线阵列(110)的一个或更多个天线从与所述一个或更多个射频组件(140)耦接切换成与所述接收网络节点(102、204)的一个或更多个可配置负载(142)耦接，来控制所述第一天线阵列(110)的散射特性。
20.一种用于在无线网络中执行协作通信的方法，其特征在于，所述方法包括：
提供指令数据，所述指令数据用于将接收网络节点(102、204)的无线电资源单元的第一天线阵列(110)从收发模式配置成散射模式；以及
基于所述指令数据来配置发射网络节点(104、206)的天线阵列，以将射频信号的第一波束(114、228)朝向所述第一天线阵列(110)引导，其中，通过所述第一天线阵列(110)将所述射频信号的第一波束(114、228)散射到第一用户设备(118、218)。
21.一种用于在无线网络中执行协作通信的方法，其特征在于，所述方法包括：
由中央通信设备(202)监测与所述无线网络中的多个无线电资源单元相关联的无线流量负载信息；
由所述中央通信设备(202)基于所述监测到的无线流量负载信息向接收网络节点(102、204)发送指令数据，所述指令数据用于将所述接收网络节点(102、204)的无线电资源单元的第一天线阵列(110)从收发模式配置成散射模式；以及
由所述中央通信设备(202)控制位于第一小区(106、230)的发射网络节点(104、206)，以经由被配置处于所述散射模式的所述第一天线阵列(110)或者与所述第一天线阵列(110)并置的专用散射阵列(150)，向位于第二小区(108、216)的第一用户设备(118、218)提供射频信号的第一波束(114、228)。
22.一种包括计算机可读存储介质的计算机程序产品，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令能够由通信设备的处理器执行，以执行根据权利要求18至21中任一项所述的方法。
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