用于波束成形的方法及设备的制造方法
【专利说明】用于波束成形的方法及设备
[0001]相关串请案的参考
[0002]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(METHOD AND APPARATUS FOR COORDINATED BEAMFORMING) ”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
[0003]本发明大体来说涉及通信，且特定来说涉及无线通信系统中的波束成形。
【背景技术】
[0004]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。
[0005]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，室内系统，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。
[0006]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。
[0007]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。
[0008]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(noise floor)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。
[0009]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】
[0010]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、窃听器、信号干扰器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。
[0011 ] 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。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]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。
[0015]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。
[0016]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。
[0017]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。
[0018]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。
[0019]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O
[0020]在一个实施例中，用于通信系统的网络设备经配置以与所述系统中的其它设备通信。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】
[0021]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。
[0022]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。
[0023]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。
[0024]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。
[0025]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。
[0026]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)。
[0027]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)。
[0028]图8a到Sb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。
[0029]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。
[0030]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。
[0031]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。
[0032]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。
[0033]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。
[0034]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】
[0035]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。
[0036]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)系统。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。此夕卜，此方法可显著增强系统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BS 101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MMO方法组合以进一步抑制干扰并增强系统范围的容量。
[0037]下文概述所提出方法的一些相异特征。
[0038]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系统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，所述系统可自适应地提供对热点区域的覆盖