用于波束成形的方法及设备的制造方法_3

文档序号:8947710阅读:来源:国知局
其在所图解说明实例中与飞机干扰器共同定位,但还可以其它方式定位)进行主动地窃听716。为主动地窃听,TX 710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。
[0063]Rx 720还可使用波束成形技术来进一步增加来自所要发射器(即,Tx 710)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能够使由干扰器730发送的信号722无效。此外,Rx 720还可朝窃听器740波束成形信号以有意地干扰窃听器。
[0064]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。
[0065]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。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。敌人干扰器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Tx 830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Rx 810的关键信息的可能性并克服敌人试图进行的干扰。图Sb描绘类似战术通信场景,多个发射器Tx 832,834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Sb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Sb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。
[0066]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Tx 930来形成多个波束化信号940 (I)、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Tx 932、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。
[0067]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#1 1010 (I)、指挥中心单元#2 1010(2)、…指挥中心单元.1lO(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,Τχ1、Τχ2、Τχ3、”.ΤχΜ)。在收发器(例如,Txl、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)。
[0068]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(Txl)能够在波束I (BI)、波束2(B2)及波束3(B3)上发射;第二收发器(Tx2)能够在波束4(Β4)、波束5(Β5)及波束6(Β6)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O的整数值。
[0069]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:
[0070]-来自所有可用收发器的一组收发器;
[0071]-来自选定收发器的所有可用波束的一组波束;及
[0072]-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)。
[0073]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。
[0074]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。
[0075]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。
[0076]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。
[0077]图10展示若干个通信实例,其中如下发送关键信息:
[0078]-在时间tl处,由发射器Txl使用频道fI上的波束B2 ;
[0079]-在时间t2处,由发射器Tx6使用频率f2上的波束B18;且
[0080]-在时间t3处,联合地由发射器Txl使用频率f3上的B2及发射器TxM使用频率f4 上的 Bk-2。
[0081]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。
[0082]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(窃听器、敌人接收器)解码关键信息变得困难得多。
[0083]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窃听器的有意干扰。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窃听器1050的信号1030。此外,来自发射器Txl到TxM的波束中的一或多者可另外用于有意地干扰窃听器。
[0084]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Txl)。(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Π)。
[0085]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。
[0086]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。
[0087]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。
[0088]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窃听器的有意干扰。
[0089](若干)指挥中心单元接着指示收发器(必要时,Txl到TxM)按照所确定收发器、波束、资源的组进行发射。
[0090](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。
[0091]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。
[0092]如在图12a中所图解说明,在时间TO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Txl)。(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
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