CN105164930A - 用于波束成形的方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种战术通信的实例性方法。所述方法包含：接收指示与目标区域相关联的战术情况的信息。所述战术情况为以下各项中的一者：飞行中的导弹、***、信号***及位于关注区中的收发器。所述方法进一步包含：执行包含指令从一或多个发射器朝所述目标区域发射多个信令波束的波束成形过程。所述战术情况可与敌军相关联且所述多个信令波束产生抑制与所述敌军进行的通信的干扰。所述战术情况可与友军相关联且所述多个信令波束产生用于增强与所述友军的通信的可解码信号。

Description

用于波束成形的方法及设备
相关申请案的参考
本申请案主张于2013年5月6日申请的标题为“用于协调的波束成形的方法及设备(METHODANDAPPARATUSFORCOORDINATEDBEAMFORMING)”的第61/820166号临时申请案的优先权，所述临时申请案为共同拥有的且以引用方式全部并入本文中。
技术领域
本发明大体来说涉及通信，且特定来说涉及无线通信***中的波束成形。
背景技术
本章节介绍可帮助促进对本发明的较佳理解的方面。因此，本章节的陈述应从此角度来阅读而不应理解为关于什么在现有技术中或什么不在现有技术中的承认。
商业无线网络经设计以提供跨越大的地理区域(例如，3G及/或4G都市蜂窝式网络)或对具有密集用户的热点区域(例如，室内***，例如微微型、微型、WiFi及类似物)的普遍存在的移动存取。如果业务需求经预测发生变化，那么可通过组合借助于先进统计预测方法的历史数据与由负载均衡技术补偿的邻近基站(BS)当中的业务不均衡来预测与BS相关联的数据业务及用户设备(UE)的数目。
公共安全无线网络经设计以覆盖大的地理区域，其中跨越相邻小区的业务需求在特定小区中的紧急事件期间动态地变化。公共安全网络中的此些热点区域为随机的且公共安全网络需要比商业无线网络高得多的可靠性、弹性及安全性水平。
存在用于防范干扰及窃听的数个已知技术。这些已知技术包含数据加密算法及使用安全密钥。这些已知技术中的其它者包含经设计以保护信息发射的适合存取技术。
经设计以保护信息发射的适合存取技术的实例包含扩展频谱通信及超宽频带通信。在扩展频谱通信(例如，直接序列扩展频谱-DSSS)中，使用用户特定正交伪噪声(PN)序列(例如，金氏(Gold)或沃尔什(Walsh)代码序列)来调制经发射信息位，此使信号跨大的频宽扩展。对应接收器能够通过采用由发射器使用的相同PN序列解调制并解码所接收的经发射信息。在超宽频带(UWB)通信中，信息是使用低能量通过一连串窄脉冲(例如，具有若干纳秒持续时间的脉冲)来发送(即，在噪声基准(noisefloor)下发射)。在对应接收器处，可通过检测并积累来自一连串此些脉冲的能量来检索所接收的经发射信息，从而允许解码。
然而，最终在战术通信中，敌人可开发用于解码意在秘密发送到既定接收器的经发射信息的算法及技术。
发明内容
本发明提供一种战术通信的实例性方法。所述方法包含：接收指示与目标区域相关联的战术情况的信息。所述战术情况为以下各项中的一者：飞行中的导弹、***、信号***及位于关注区中的收发器。所述方法进一步包含：执行包含指示从一或多个发射器朝所述目标区域发射多个信令波束的波束成形过程。所述战术情况可与敌军相关联且所述多个信令波束产生抑制与所述敌军进行的通信的干扰。所述战术情况可与友军相关联且所述多个信令波束产生用于增强与所述友军的通信的可解码信号。
在一个实施例中，所述方法包含确定与所述战术情况相关联的所述目标区域，其中所述目标区域为所述战术情况的当前位置或所述战术情况的预期未来位置。
在一个实施例中，所述方法包含以下步骤中的至少一者：确定来自可用于发射到所述目标区域的一组发射器的所述一或多个发射器；确定来自可用于所述一或多个发射器处的一组波束的所述多个波束；及确定来自可用于在所述一或多个发射器的所述多个波束上操作的一组通信资源的资源。
在一个实施例中，可用于操作的所述组通信资源包含一或多个物理层参数。物理层参数包含频率、信道、时间、空间、功率及/或代码序列。
在一个实施例中，执行所述波束成形过程的所述方法包含：用所述一或多个发射器执行联合波束调度，所述一或多个发射器为能够服务所述目标区域的一组发射器的部分。
在一个实施例中，执行联合波束调度包含：使用瞬时信道反馈信息或所测量信道反馈信息中的至少一者以每一用户为基础计算联合波束成形向量。
在一个实施例中，所述方法还可包含：从所述一或多个发射器朝所述目标区域发射所述多个信令波束。
在一个实施例中，所述方法包含：执行另一波束成形过程，所述另一波束成形过程包含：指示从另一组一或多个发射器朝所述目标区域发射另外一或多个信令波束以便发信号到所述目标区域，及朝所述目标区域发射所述另外一或多个信令波束。
在一个实施例中，执行所述另一波束成形过程包含：根据位于所述关注区中的对所述收发器已知的算法确定所述一或多个发射器的所述另外一或多个信令波束；经由受到良好保护的信道将所述一或多个发射器的所述另外一或多个信令波束的身份标识明确传递到位于所述关注区中的所述收发器；或使用与所述一或多个发射器及所述收发器互相已知的提示或秘密代码将所述一或多个发射器的所述另外一或多个信令波束的所述身份标识传达到位于所述关注区中的所述收发器。
在一个实施例中，所述方法在有形处理器可读媒体中体现，所述有形处理器可读媒体排除信号且存储指令集，所述指令集在由处理器执行时执行上文所描述的方法中的任一者。
在一个实施例中，用于通信***的网络设备经配置以与所述***中的其它设备通信。所述网络设备包含处理器及相关联存储器单元，其中所述处理器经配置以执行上文所描述的方法中的任一者。
附图说明
图1是根据本发明的一或多个实施例在无线网络中激活的下行链路波束模式的描绘。
图2是根据本发明的一或多个实施例在无线网络中激活的上行链路波束模式的描绘。
图3是根据本发明的一或多个实施例的功能性的逻辑流程图。
图4是根据本发明的一或多个实施例的功能性的逻辑流程图。
图5是根据本发明的一或多个实施例的功能性的逻辑流程图。
图6图解说明根据本发明的一个实施例的当在无线通信中时可经受干扰及/或窃听的发射器(Tx)及接收器(Rx)。
图7图解说明根据本发明的一或多个实施例的可利用在存在敌手的情况下有益于战术无线通信的波束成形技术的实例性发射器(Tx)及实例性接收器(Rx)。
图8a到8b图解说明在进攻性打击中使用协调波束成形技术来导引对抗敌人干扰的攻击导弹的实例。
图9a到9b图解说明使用协调波束成形技术来迷惑来自敌人的攻击导弹且从而提供抵御敌人导弹的实例。
图10图解说明根据本发明的原理在一或多个实施例中实施的波束成形技术的实例。
图11是根据本发明的一或多个实施例的功能性的逻辑流程图。
图12a、12b及12c是根据本发明的一或多个实施例的功能性的逻辑流程图。
图13描绘适合于在执行本文中所描述的功能时使用的计算机的高阶框图。下文参考各图揭示本发明的特定实施例。已出于增强理解的意图起草了描述及图解说明两者。举例来说，各图元件中的一些元件的尺寸可相对于其它元件而夸大，且可不描绘对成功实施为有益的或甚至必需的众所周知的元件，使得可实现对实施例的较不模糊及较清晰呈现。另外，尽管参考以特定次序执行的特定步骤描述并展示上文的逻辑流程图，但在不偏离权利要求书的范围的情况下可省略这些步骤中的一些步骤或可组合、细分或重新排序这些步骤中的一些步骤。因此，除非明确指示，否则步骤的次序及分组并非对可落在权利要求书的范围内的其它实施例的限制。
图解说明及描述两者的简单及清晰力图有效地使所属领域的技术人员鉴于此项技术中所已知的内容而做出、使用并最佳地实践所描述的实施例。所属领域的技术人员将了解在不偏离本发明的精神及范围的情况下可对下文所描述的特定实施例做出各种修改及改变。因此，说明书及图式被认为是说明性及示范性的而非限制性或无所不包的，且对下文所描述的特定实施例的所有此些修改打算包含于本发明的范围内。
具体实施方式
为在做出及使用本发明的各种实施例时提供更大程度的细节，出于实例目的，接下来为对在例如公共安全、军事通信及战术无线的网络中的通信采取的方法的描述以及对特定、极其特定实施例的描述。
提出用于公共安全及战术无线网络中的高度可靠及频谱高效通信的协调波束成形(CoB)***。每一BS配备有能够根据业务条件从一组波束成形模式(例如，经预先计算的)选择一个或两个或多个波束的波束成形天线。此方法可用于解决战术或军事威胁。此外，此方法可显著增强***吞吐量且从而增加可同时连接的UE的数目。举例来说，如在图1及2中所展示，当在特定地理区域110中发生紧急事件情况(例如，火灾、医疗、战术及类似物)时，附近BS101到105将朝所述特定地理区域(即，目标)照射波束。由每一BS激活的波束模式由BS与目标(例如，小区、来袭导弹或其附近区域)之间的物理距离来确定。如果BS远离目标小区，那么选择具有较高波束成形增益但较窄波束宽度的波束。同样，在一个实施例中，此波束成形方法可与先进网络MIMO方法组合以进一步抑制干扰并增强***范围的容量。
下文概述所提出方法的一些相异特征。
快速响应：网络应能够对紧急事件(例如，火灾、医疗及/或战术)快速作出响应。举例来说，根据本发明的原理的一个实例性CoB***可通过智能地选择波束成形模式群组并朝目标区域辐射波束群组来满足对具有数百或甚至数千用户的热点区域中的可靠数据通信的需求。这样做，所述***可自适应地提供对热点区域的覆盖以便保证选定用户群组的必要吞吐量性能。借助于能够非常快速地切换波束的当前电装置，根据本发明的原理的一个实例性CoB***能够适应热点区域中的用户数目的快速增加。举例来说，在接收到关于来袭制导导弹的信息之后，根据本发明的原理的一个实例性CoB***可即刻通过智能地选择波束成形模式群组并朝包含来袭导弹的目标区域辐射波束群组来解决所述威胁。
灵活性：在一个实施例中，根据本发明的原理的实例性CoB***能够支持非紧急事件数据通信以及非战术通信。所述CoB***可通过灵活地调适由每一BS使用的波束模式以跨越不同小区服务目标及/或用户来满足此需求。
弹性：波束成形天线通常包括天线元件集合，且所述天线元件集合中的每一者可独立地工作或可联合形成波束。万一一个天线元件无法工作，剩余天线元件仍可一起工作以朝所要(若干)目标及/或用户引导信号。相比之下，具有传统全向天线的BS可相当更容易经受天线元件故障，此可造成目标区域中的覆盖空洞。另外，在CoB***实施例中，如果BS失效，那么相邻BS可使用具有较高波束成形增益的经调整波束模式以提供所要结果。
安全性：安全性为网络的至关重要特征。无线网络的特定弱点为潜在的无线拒绝服务(WDoS)攻击。在WDoS攻击中，恶意节点用可使无线网络崩溃的各种虚假请求及消息连续轰击目标BS。此DoS攻击可通过形成恰当波束来缓解，以抑制来自恶意节点的信号且从而允许大部分合法用户接入BS。在战术情况中，可形成恰当波束以抑制敌人的能力。
能量效率：全向天线具有均匀辐射模式。相反，波束成形天线可仅朝选定目标区域及/或用户群组辐射信号。这样做，波束成形天线可以小得多的功率消耗来实现同等类似的吞吐量性能。
定向天线已广泛用于室外及室内发射两者以增强商业无线网络的覆盖及吞吐量性能。各种理论性及实验性研究已指示波束成形技术为用于缓解无线干扰且从而增加***性能的有效构件。波束成形技术还可与其它智能型资源分配方案(例如，部分频率复用、功率控制或混合自动重复请求(混合ARQ)方案)组合以进一步改进无线***的吞吐量。
实现波束成形增益的标准方法为以特定几何形状(举例来说，圆形、直线或矩形几何形状)放置天线元件集合。由施加到天线元件的特定权重集来确定由BS辐射的波束的形状。这样做，每一BS可将波束引导到目标区域、小区及/或用户以便改进信号强度及/或增加或减小干扰。波束成形天线的主波瓣表示辐射的主要方向。
理想地，波束成形天线将信号仅引导到目标区域(即，主波瓣的方向)。主波瓣的波束宽度通常随着较多天线元件而减小，从而提供窄得多且聚焦的波束。然而，在实践中，天线可不完全移除在其它方向(例如，侧波瓣)上发射的与从主波瓣辐射的能量相比可为相当显著的非所要辐射。
除了波束成形方法以外，用于改进链路吞吐量(尤其当链路信号对干扰加噪声比(SINR)为有利时)的相关技术还有多输入多输出(MIMO)技术。与波束成形技术相反，MIMO技术利用无线信道的强散射性质并跨不同天线端口发射不同信号。注意，每一天线端口可包含多个天线元件。如果不同对发射器与接收器天线端口之间的信道为充分不相关的(即，在环境中存在许多散射)，那么此方法可实现显著MIMO增益(例如，分集或空间多路复用增益)并显著地改进链路吞吐量。
本文中推动双层波束成形技术，作为实现MIMO增益及波束成形增益两者的有效方式。在下行链路发射中，双层波束成形技术允许发射器实现两层预处理。第一层的目标为执行波束成形，而第二层的目标为实现MIMO增益。
在本文中所提出的一些实施例中，BS及/或相邻BS的一或多个天线将朝已发生紧急事件的区域辐射信号。此行动可造成强烈小区间干扰。因此，在一些实施例中，协调多点发射(CoMP)可用于协助进一步抑制强烈小区间干扰并增强用户吞吐量，尤其在小区边界处。CoMP是指针对协调数据发射利用地理分布的天线且从而减小小区间干扰的发射/接收策略的框架。通常需要参与协作的节点通过X2接***换实时信息。协调波束成形(CB)及联合处理(JP)为CoMP技术的两个众所周知实现。在协调波束成形***的一个实施例中，UE仅从一个BS接收信息，同时联合波束成形/预编码方法由相邻BS采用来消除小区间干扰。相反，联合处理方法通过将信息从多个BS联合发射到UE来消除干扰。已展示两个方案均可以跨X2接口的额外数据处理及发射为代价来显著改进***性能。然而，由于信道反馈中的误差及需要实时交换的大量信息，因此随着协调BS的数目增加，CoMP的实现变得越来越困难。
图3是根据本发明的一或多个实施例的功能性的逻辑流程图300。在初始化阶段(320)处，建构相邻BS群组(即，经受强烈相互干扰的BS)。注意，属于一群组的BS未必在地理上彼此邻近。在至少一个实施例中，可通过将训练序列从BS向外发送到移动站(MS)来测量两个BS之间的干扰的电平且所得的测量用于支持所述群组的建构。取决于实施例，训练序列可为跨控制信道(例如，广播信道)发射的***信息。此处，MS读取其它BS的身份标识并将其返回报告到至少一个BS，所述MS能够从所述其它BS接收***信息。
在初始化阶段之后，每一BS针对每一T时隙周期性地测量(330)信道以捕获信道的动态。在一或多个实施例中，时间间隔T为***参数，其可针对最佳***性能及最小额外开销而优化。基于信道条件(例如，使用信道质量信息(CQI)测量)及业务条件(例如，有关业务的***信息或来自MS的测量报告(例如，MS缓冲占有量))，BS确定(340)用于发射的波束模式。
朝相同区域照射多个波束可降低在用户设备(UE)处的所接收信号对噪声加干扰比(SINR)。因此，在一或多个实施例中，采用第二层联合波束成形处理来进一步抑制所得的干扰(350)。举例来说，附近BS根据在330中采取的测量及在附近BS当中交换的信息联合地计算针对每一BS的波束成形向量。同样，在一个实施例中，以每一用户为基础进行第二层波束成形。举例来说，相邻BS通过X2干扰交换信息并根据所测量信道反馈信息针对每一UE计算联合波束成形向量。
注意，尽管以上程序为针对下行链路发射(即，从BS到MS/UE的发射)进行描述，但可针对上行链路(即，从MS/UE到BS的发射)采用类似机制。举例来说，可设想用于上行链路及下行链路的干扰集为不同的，在此情形中，针对下行链路及上行链路的群组未必具有相同成员，如(举例来说)在图1(下行链路)及图2(上行链路)中所描绘。可通过测量适当上行链路***信息(例如，发声信号及上行链路信道质量反馈)，以类似于下行链路的方式形成上行链路中的群组。
上文提供详细且有时非常特定的描述以有效地使所属领域的技术人员鉴于此项技术中所已知的内容而做出、使用并最佳地实践本发明的一或多个实施例。在实例中，细节为出于图解说明本发明的可能实施例的目的而提供且不应被解释为局限或限制较广发明性概念的范围。
可参考图4及5理解本发明的一或多个实施例的方面。图4的图400是根据本发明的一或多个实施例的功能性的逻辑流程图。在于图400中描绘的方法中，检测(401)在目标区域中对额外无线服务的需要。作为第一层波束成形过程的部分，朝目标区域引导(402)信令波束，且作为第二层波束成形过程的部分，消除(403)目标区域中的至少一些小区间干扰。
提供许多实施例，其中可修改上文的方法及逻辑流程。举例来说，在许多实施例中，检测目标区域中对额外无线服务的需要包含检测影响目标区域的紧急事件情况及/或小区设备故障。在一或多个实施例中，执行第二层波束成形过程包含在提供用于目标区域的无线服务时促进协调多点发射(CoMP)。在一或多个实施例中，执行第二层波束成形过程包含：用服务所述目标区域的其它基站执行联合波束调度。此联合波束调度可包含：使用瞬时信道反馈信息及/或所测量信道反馈信息以每一用户为基础计算联合波束成形向量。
图5的图500是根据本发明的一或多个实施例的功能性的逻辑流程图。在于图500中描绘的方法中，检测(501)来自第一无线节点的无线拒绝服务(WDoS)攻击。朝第一无线节点引导(502)信令波束以抑制来自第一无线节点的信令。在抑制此信令时，可将服务提供(503)到其它无线节点。
图6图解说明根据本发明的一个实施例的当在无线通信中时可经受干扰及/或窃听的发射器(Tx)及接收器(Rx)。发射器(Tx)610期望/需要在存在***及***的情况下将安全信息发送到接收器(Rx)620。此情境可在军事或战术情况中出现。***630试图中断发射器Tx与接收器Rx之间的通信。***640试图解码发送到接收器(Rx)的信息。
根据本发明的原理的一或多个实施例可利用以下各项中的一或多者：
-单个发射器或多个发射器可同时形成引导到相同用户或到不同(若干)目标及/或用户的多个波束；
-发射器可同时使用多用户多输入多输出(MU-MIMO)来发射、干扰、窃听或其组合。
图7图解说明根据本发明的一个实施例的可利用在存在敌手的情况下有益于战术无线通信的波束成形技术的实例性发射器(Tx)及实例性接收器(Rx)。图7描绘战术通信场景实例，其中Tx710试图将关键信息安全地发送到Rx720。在安全地发送关键信息712时，为应对***730及***740的存在，发射器Tx可形成经波束化信号并朝***及***引导所述经波束化信号。通过有意地将经制作信号引导到***(例如，干扰***)714，TX可试图使***解码在Tx与Rx之间发送的关键信息的可能性最小化。
此外，Tx710还可试图对敌人发射器730(其在所图解说明实例中与飞机***共同定位，但还可以其它方式定位)进行主动地窃听716。为主动地窃听，TX710可使用波束成形技术来放大可关注的敌人通信信号，以试图解码来自敌人的任何关键信息或仅检测敌人(或敌手)的活动。
Rx720还可使用波束成形技术来进一步增加来自所要发射器(即，Tx710)的信号的电平722，以便增加接收所要信号的可能性。在Rx处采用的波束成形技术还将使Rx能够使由***730发送的信号722无效。此外，Rx720还可朝***740波束成形信号以有意地干扰***。
在另一实施例中，发射器(在于图7中图解说明的Tx及Rx处)可形成具有众多自由度的波束，探测使信号彼此区别开的频率、时间、空间、功率、代码序列及任何其它物理层参数的分集。
图8a到8b图解说明在进攻性打击中使用协调波束成形技术来导引对抗敌人干扰的攻击导弹的实例。图8a描绘战术通信场景实例，其中制导导弹810已经发射且在飞行中，以对敌人进行进攻性打击。敌人***820(例如，配备有电子对抗(ECM)能力的敌人飞机)可坚持对抗制导导弹810的干扰攻击822。进攻部队可利用发射器Tx830来形成多个波束化信号840(1)、840(2)并将其朝制导导弹引导以便增加接收安全地发送到关注区中的Rx810的关键信息的可能性并克服敌人试图进行的干扰。图8b描绘类似战术通信场景，多个发射器Tx832、834可用于形成多个波束化信号842、844并将其朝制导导弹引导除外。。虽然在图8b中仅图解说明两个发射器，但在其它实施例中可利用额外发射器。虽然在图8b中单个发射器经图解说明为仅发射单个波束，但每一发射器可发射一或多个波束。
图9a到9b图解说明使用协调波束成形技术来迷惑来自敌人的攻击导弹且从而提供抵御敌人导弹的实例。图9a描绘战术通信场景实例，其中敌人制导导弹910已经发射且在飞行中。敌人飞机920可与敌人制导导弹910通信。防御部队可利用发射器Tx930来形成多个波束化信号940(1)、940(2)并将其朝敌人制导导弹910引导以便减小接收来自敌人飞机920的关键信息的可能性及/或迷惑敌人制导导弹910。图9b描绘类似战术通信场景，多个发射器Tx932、934、936可用于形成多个波束化信号942、944及946并将其朝敌人制导导弹引导除外。虽然图9b中仅图解说明三个防御性发射器，但在其它实施例中可利用额外发射器。虽然在图9b中单个发射器经图解说明为仅发射单个波束，但每一发射器可发射一或多个波束。
图10图解说明根据本发明的原理在一或多个实施例中实施的波束成形技术的实例。在一个实例中，可在战术(例如，电子战争/战场)情境中采用这些实施例。将关键信息从指挥中心(例如，指挥中心单元#11010(1)、指挥中心单元#21010(2)、…指挥中心单元#N1010(N)或其组合)传达到既定(若干)接收器(例如，接收器1020)。举例来说，指挥中心可由数个指挥中心单元组成，所述指挥中心单元可使用网状网络连接技术互连以获得最大可靠性。此外，每一指挥单元连接到能够形成到既定接收器的至少一个波束的若干个收发器(例如，Tx1、Tx2、Tx3、…TxM)。在收发器(例如，Tx1、Tx2、Tx3、…TxM)处形成的波束可用于将来自数个指挥中心单元/指挥中心的数据同时传达到多个接收器(为便于图解说明仅展示一个接收器1020)。
更确切来说，每一收发器能够在若干个波束TB上发射，及在若干个波束RB上接收。TB及RB为收发器特有的。为简单起见，图10中的所有收发器经图解说明为具有三(3)个波束(TB＝RB＝3)，其中为便于理解，从左到右对波束进行连续编号。举例来说，第一收发器(Tx1)能够在波束1(B1)、波束2(B2)及波束3(B3)上发射；第二收发器(Tx2)能够在波束4(B4)、波束5(B5)及波束6(B6)上发射；第M收发器能够在波束k-2(Bk-2)、波束k-1(Bk-1)及波束k(Bk)上发射。如所图解说明，当存在M个收发器且每一收发器具有三个波束时，波束的总数目为k，k等于M*3。在一个实施例中，TB与RB可针对每一收发器而不同；并且，TB与RB可具有大于0的整数值。
根据本发明的原理，通过在任何时刻智能地确定以下各项中的一或多者而在指挥中心单元与既定目标及/或接收者之间传达关键信息：
-来自所有可用收发器的一组收发器；
-来自选定收发器的所有可用波束的一组波束；及
-来自在选定收发器的选定波束上操作的所有可用通信资源的一组资源(例如，频道、代码序列、其它物理层参数)。
在一个实施例中，经确定信道可用于在指挥中心与接收器单元之间来回通信。在一个实施例中，经确定信道可用于将信令波束从指挥中心传递到(若干)敌人目标。指挥中心与接收器单元之间的通信可本质上为广播、多播或单播。
可根据发送者(例如，(若干)指挥中心)及接收者两者众所周知的算法作出对在给定时间实例处使用的收发器、波束、资源(例如，频道、秘密代码及类似物)的选择以确保使用于调谐到适当通信信道的搜寻时间最小化。资源选择可依循由在发射侧(即，指挥中心)处可用的智能所确定的序列/模式。
在一个实施例中，可将接下来欲使用且既定接收器应调谐到其以便解码关键信息的所述组通信信道(例如，发射器、波束、频率等)的序列/模式经由受到良好保护的信道(例如，经受加密等级(例如，强加密)的信道)显式地传递到既定接收器。
在另一实施例中，可通过使用与发射器及既定接收者互相已知的提示或秘密代码进一步传达关于欲使用的所述组通信信道的信息。此外，既定接收器可根据接收器众所周知的算法确定将通过处理一些信息(例如，由发射器传达的秘密代码)调谐到的通信信道的序列。
图10展示若干个通信实例，其中如下发送关键信息：
-在时间t1处，由发射器Tx1使用频道f1上的波束B2；
-在时间t2处，由发射器Tx6使用频率f2上的波束B18；且
-在时间t3处，联合地由发射器Tx1使用频率f3上的B2及发射器TxM使用频率f4上的Bk-2。
如所图解说明，波束导向可用于产生具有不同PHY性质的唯一空间信道。可在任何时间处在单个波束上或在多个波束上发送关键信息。在于多个波束上发送关键信息的情形中，既定接收器能够组合并解码跨越多个波束发送的信息。(若干)指挥中心单元/指挥中心可切换发射器、波束、频道等等及类似物并可在任何时刻处使用所述通信资源的任何组合，只要接收器可快速调谐到使用中的新组通信资源。
在任何情形中，由此处揭示的用于在发射器与既定接收器之间传达关键信息的实施例提供的分集的等级使非既定接收者(***、敌人接收器)解码关键信息变得困难得多。
根据本文中所揭示的原理，在一或多个实施例中，发射器及接收器中的任一者或两者可产生对抗潜在***的有意干扰。此概念还在图10中加以图解说明，其中既定接收器波束成形干扰***1050的信号1030。此外，来自发射器Tx1到TxM的波束中的一或多者可另外用于有意地干扰***。
图11是根据本发明的一或多个实施例的功能性的逻辑流程图。如在图11中所图解说明，(若干)指挥中心单元确定一组收发器、来自选定收发器的所有可用波束的一组波束，以及用于将信息发射到目标接收器的一组资源。(若干)指挥中心单元确定来自所有可用收发器的一组收发器(例如，图10的Tx1)。(若干)指挥中心单元确定来自选定收发器的所有可用波束的一组波束(例如，图10的B2)。(若干)指挥中心单元确定来自在选定收发器的选定波束上操作的所有可用通信资源的一组资源(例如，频道、秘密代码、物理层资源等等)(例如，第一频率f1)。
在一个实施例中，对收发器、波束、资源(例如，频道、秘密代码)的组的确定依循对两个发送者(例如，指挥中心及接收者)众所周知的算法以使用于调谐到适当信道的搜寻时间最小化。
在一个实施例中，经由受良好保护的信道(例如，经受加密等级(例如，强加密))将对收发器、波束、资源(例如，频道、秘密代码)的组的确定显式地传递到既定接收器。
在一个实施例中，使用与发射器及既定接收者互相已知的提示或秘密代码将对收发器、波束、资源(例如，频道、秘密代码)的组的确定传达到既定接收器。此外，既定接收器可根据为接收器众所周知的算法确定将通过处理一些信息(例如，由发射器传达的秘密代码)调谐到的通信信道的序列。
任选地，发射器(及接收器)可进一步形成额外波束以产生对抗潜在***的有意干扰。
(若干)指挥中心单元接着指示收发器(必要时，Tx1到TxM)按照所确定收发器、波束、资源的组进行发射。
(若干)指挥中心接着确定所述事件已发生，使得收发器、波束及资源的组应刷新(例如，计时器期满、噪声高于阈值)并循环到开始。
图12a、12b及12c是根据本发明的一或多个实施例的功能性的逻辑流程图。
如在图12a中所图解说明，在时间T0处，(若干)指挥中心单元确定一组收发器、来自选定收发器的所有可用波束的一组波束，以及用于将信息发射到目标接收器的一组资源。(若干)指挥中心单元确定来自所有可用收发器的一组收发器(例如，图10的Tx1)。(若干)指挥中心单元确定来自选定收发器的所有可用波束的一组波束(例如，图10的B2)。(若干)指挥中心单元确定来自在选定收发器的选定波束上操作的所有可用通信资源的一组资源(例如，频道、秘密代码、物理层资源等等)(例如，第一频率f1)。除了其它方法外，对收发器、波束、资源的组的确定还可通过以下步骤来确定：通过依循对两个发送者众所周知的算法、通过经由受良好保护的信道明确传递到既定接收器，或通过使用与发射器及既定接收者互相已知或需要根据为接收器众所周知的算法进行进一步处理的提示或秘密代码来传达到既定接收器。
(若干)指挥中心还确定当收发器、波束及资源的组将刷新并激活被设置到T1的计时器时的时间T1。(若干)发射器发射每一经确定收发器、波束及资源的组，直到计时器期满为止。
继续到图12b，随着时间推移，时间前进到时间T1。在时间T1处，(若干)指挥中心单元确定：来自所有可用收发器的另一组收发器(例如，图10的Tx6)；来自选定收发器的所有可用波束的一组波束(例如，图10的B18)；及来自在选定收发器的选定波束上操作的所有可用通信资源的一组资源(例如，频道、秘密代码)(例如，另一频率f2)。此外，任选地，发射器(及接收器)可进一步形成额外波束以产生对抗潜在***的有意干扰。
(若干)指挥中心还确定当收发器、波束及资源的组将刷新并激活被设置到T2的计时器时的时间T2。(若干)发射器再次在经确定的收发器、波束及资源的组上发射，直到计时器T2期满为止。
继续到图12c，随着时间推移，时间前进到时间T2。在时间T2处，(若干)指挥中心单元确定：来自用于联合发射的所有可用收发器的再一组收发器(例如，图10中的Tx1及TxM)；来自选定收发器的所有可用波束的一组波束(例如，图10中的Tx1上的B2及TxM上的Bk-2)；及来自在选定收发器的选定波束上操作的所有可用通信资源的一组资源(例如，频道、秘密代码)(例如，Tx1/B2上的第三频率f3及TxM/Bk-2上的第四频率f4)。在经确定的收发器、波束、资源的组上传递信号。
既定接收器组合并解码跨越波束B2及Bk-2联合发送的信息。发射器及接收器中的一者或两者可进一步形成额外波束以产生对抗潜在***的有意干扰。
(若干)指挥中心确定当收发器、波束及资源的组将刷新并激活被设置到T3的计时器时的时间T3。(若干)发射器再次在经确定的收发器、波束及资源的组上发射，直到计时器T3期满为止。
图13描绘适合于在执行本文中所描述的功能时使用的计算机的高阶框图。计算机1300包含处理器1302(例如，中央处理单元(CPU)或其它适合处理器)及存储器1304(例如，随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)及类似物)。
计算机1300还可包含协作模块/过程1305。协作过程1305可加载到存储器1304中并由处理器1302执行以实施如本文中所讨论的功能，且因此，协作过程1305(包含相关联的数据结构)可存储于计算机可读存储媒体(例如，RAM存储器、磁性或光学驱动器或磁盘及类似物)上。
计算机1300还可包含一或多个输入/输出装置1306(例如，用户输入装置(例如，键盘、小键盘、鼠标及类似物)、用户输出装置(例如，显示器、扬声器及类似物)、输入端口、输出端口、接收器、发射器、一或多个存储装置(例如，磁带驱动器、软盘驱动器、硬盘驱动器、光盘驱动器及类似物)或类似物，以及其各种组合)。
将了解，在图13中描绘的计算机1300提供适合于实施本文中所描述的功能元件或本文中所描述的功能元件的部分的一般架构及功能性。举例来说，计算机1200提供适合于实施图10的指挥中心单元1010、TxM及接收器1020或类似物中的一或多者的一般架构及功能性。
所属领域的技术人员将容易地认识到，可通过经编程计算机来执行上文所描述的各种方法的步骤。在本文中，一些实施例打算涵盖程序存储装置(例如，数字数据存储媒体)，所述程序存储装置为机器或计算机可读的且编码指令的机器可执行或计算机可执行程序，其中所述指令执行本文中所描述的方法中的一或多者的步骤中的一些或所有步骤。程序存储装置可为非暂时性媒体，例如，数字存储器、磁性存储媒体(例如，磁盘或磁带)、硬盘驱动器或光学可读数字数据存储媒体。在一或多个实施例中，不包括信号的有形媒体可包含指令集，所述指令集在被执行时可操作以执行所描述方法中的一或多者。所提供实施例还打算在经编程以执行本文中所描述的方法的所述步骤的计算机中体现。
上文已关于本发明的特定实施例描述了益处、其它优点及问题的解决方案。然而，所述益处、优点、问题的解决方案及可导致或引起此些益处、优点或解决方案或致使此些益处、优点或解决方案变得更突出的任何元件均不应被解释为任何或所有权利要求的关键、必需或基本的特征或元件。
如本文中以及在所附权利要求书中所使用，术语“包括(comprises、comprising)”或其任何其它变化形式均打算指代非排他性包含，使得包括元件列表的过程、方法、制品或设备不仅包含所述列表中的所述元件，而且可包含其它未明确列出或此过程、方法、制品或设备所固有的元件。如本文中所使用的术语“一(a或an)”被定义为一个或一个以上。如本文中所使用的术语“多个”被定义为两个或两个以上。如本文中所使用的术语“另一”被定义为至少第二或以上。除非本文中另有指示，否则使用关系型术语(如果有)(例如，第一与第二、顶部与底部及类似物)仅用于区别一个实体或行动与另一实体或行动而不必需要或暗示此些实体或行动之间的任何实际的此关系或次序。
如本文中所使用的术语“包含(including)”及/或“具有(having)”被定义为包括(即，开放性语言)。如本文中所使用的术语“耦合(coupled)”被定义为连接，但未必直接地连接，且未必机械地连接。从文字“指示(indicating)”(例如，“指示(indicates)”或“指示(indication)”)衍生的术语打算涵盖可用于传递或参考所指示的对象/信息的所有各种技术。可用于传递或参考所指示的对象/信息的技术的一些而非所有实例包含传达所指示的对象/信息、传达所指示的对象/信息的识别符、传达用于产生所指示的对象/信息的信息、传达所指示的对象/信息的某一部或部分、传达所指示的对象/信息的某一衍生，以及传达表示所指示的对象/信息的一些符号。

Claims (10)

1.一种在通信***中的网络设备，所述网络设备经配置以与所述***中的其它设备通信，所述网络设备包含处理器及相关联的存储器单元，所述处理器经配置以
接收指示与目标区域相关联的战术情况的信息，其中所述战术情况为以下各项中的一者：飞行中的导弹、***、信号***及位于关注区中的收发器；及
执行包含指令从一或多个发射器朝所述目标区域发射多个信令波束的波束成形过程。
2.根据权利要求1所述的网络设备，其中所述处理器经配置以确定所述战术情况与敌军相关联，且其中所述多个信令波束是用于产生用于抑制由所述敌军进行的通信的干扰。
3.根据权利要求1所述的网络设备，其中处理器经配置以确定所述战术情况与友军相关联，且其中所述多个信令波束是用于产生用于增强与所述友军的通信的可解码信号。
4.根据权利要求1所述的网络设备，其中处理器经配置以确定与所述战术情况相关联的所述目标区域，其中所述目标区域为所述战术情况的当前位置或所述战术情况的预期未来位置。
5.根据权利要求1所述的网络设备，其中处理器经配置以进行以下操作中的至少一者：
确定来自可用于朝所述目标区域发射的一组发射器的所述一或多个发射器；
确定来自可用于所述一或多个发射器处的一组波束的所述多个波束；及
确定来自可用于所述一或多个发射器的所述多个波束的操作的一组通信资源的资源。
6.根据权利要求1所述的网络设备，其中所述一或多个发射器能够服务于所述目标区域，其中所述处理器经配置以
用能够服务于所述目标区域的一组收发器来执行联合波束调度以确定所述一或多个发射器；及
用信号发送联合波束调度到所述一或多个发射器。
7.根据权利要求5所述的网络设备，其中可用于操作的所述组通信资源包含一或多个物理层参数、频率、信道、时隙、空间、功率或代码序列。
8.根据权利要求1所述的网络设备，其进一步包括所述一或多个发射器。
9.一种战术通信方法，所述方法包括：
接收指示与目标区域相关联的战术情况的信息，其中所述战术情况为以下各项中的一者：飞行中的导弹、***、信号***及位于关注区中的收发器；及
执行包含指令从一或多个发射器朝所述目标区域发射多个信令波束的波束成形过程。
10.根据权利要求9所述的方法，其中执行所述波束成形过程包括：
通过使用瞬时信道反馈信息或所测量信道反馈信息中的至少一者以每一用户为基础计算联合波束成形向量来用所述一或多个发射器执行联合波束调度，所述一或多个发射器为能够服务于所述目标区域的一组发射器的部分。
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