CN107667488A - 未授权频带中的主动干扰避免 - Google Patents

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CN107667488A CN201680030435.8A CN201680030435A CN107667488A CN 107667488 A CN107667488 A CN 107667488A CN 201680030435 A CN201680030435 A CN 201680030435A CN 107667488 A CN107667488 A CN 107667488A
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Abstract

公开了一种用于未授权频带中的主动干扰避免的方法(600)。所述方法包括从相控阵天线(500)接收具有传送频率(522)、传送时段(524)和天线图案(526)的电磁信号(520)。所述方法还包括将传送频率从具有第一信号与干扰和噪声比(528)的第一传送频率切换到具有第二信号与干扰和噪声比的第二传送频率。第二信号与干扰和噪声比低于第一信号与干扰和噪声比。所述方法进一步包括基于当在传送频率上存在最少量的信号噪声时的时间来选择传送时段以及选择减少所选择的传送频率上的干扰的天线图案。

Description

未授权频带中的主动干扰避免
技术领域
本公开涉及主动干扰避免。
背景技术
通信网络是用于接收信息(例如信号)并且将该信息传送到目的地的大型分布式系统。在过去几十年里对通信接入的需求已显著地增加。尽管常规的导线和光纤陆上线路、蜂窝网络和对地静止卫星系统已在持续地增加以适应需求的增长，然而现有的通信基础设施仍然不足够大到适应需求的增加。此外，世界的一些区域未连接到通信网络并因此不能是一切都连接到互联网的全球社区的一部分。
卫星用于向有线电缆不能到达的区域提供通信服务。卫星可以是对地静止的或非对地静止的。对地静止卫星永久保持在与从地球上的特定位置看相同的天空的区域中，因为卫星是以恰好一天的轨道周期围绕赤道的轨道运行。非对地静止卫星通常在低地球轨道或中地球轨道上操作，并且不会相对于地球上的固定点保持静止；卫星的轨道路径可部分地通过与地球的中心相交并包含该轨道的平面来描述。每颗卫星可以配备有被称作卫星间链路(或更一般地，装置间链路)的通信装置以与同一平面中或其它平面中的其它卫星通信。通信装置允许卫星与其它卫星通信。这些通信装置昂贵且沉重。此外，通信装置显著地增加建立、发射并操作每颗卫星的成本；它们也使得卫星通信系统以及用于允许每颗卫星获取并跟踪其相对位置在改变的其它卫星的相关联天线和机构的设计和开发大大复杂化。每个天线具有机械或电子转向机构，这增加卫星的重量、成本、振动和复杂性，并且增加故障的风险。针对此类跟踪机构的要求对于被设计成与不同平面中的卫星通信的卫星间链路来说与对于仅与同一平面中的附近的卫星通信的链路来说相比挑战性大得多，因为存在相对位置的少得多变化。类似的考虑和附加成本适用于具有气球间链路的高空通信气球系统。
发明内容
本公开的一个方面提供用于未授权频带中的主动干扰避免的方法。所述方法包括在相控阵天线处接收具有传送频率、传送时段和天线图案的电磁信号。所述方法也包括将传送频率从具有第一信号与干扰和噪声比的第一传送频率切换到具有第二信号与干扰和噪声比的第二传送频率，其中第二信号与干扰和噪声比低于第一信号与干扰和噪声比。所述方法进一步包括基于当在传送频率上存在最少量的信号噪声时的时间来选择传送时段并且选择减少所选择的传送频率上的干扰的天线图案。
本公开的实施方案可以包括以下可选特征中的一个或多个。在一些实施方案中，所述方法包括对于暂时时间段停止所述传送以及测量可能的传送频率的信号与干扰和噪声比。所述方法还包括从传送监视装置接收期望的传送频率以及将传送频率切换到期望的传送频率。传送监视装置是无线路由器。所述方法可以进一步包括从传送监视装置接收目标传送时段以及将传送时段调整到目标传送时段。
在一些示例中，所述方法包括基于包错误的数目来选择天线图案。所述方法也可以包括：基于天线图案的表来调整天线图案；针对来自天线图案的表的每一个天线图案测量电磁信号的干扰的量；以及选择其中电磁信号具有最少量的干扰的天线图案。
在一些实施方案中，所述方法包括将相控阵天线的位置从第一位置调整到第二位置。所述方法包括测量电磁信号在第一位置和第二位置中的干扰的量，以及在第一位置与第二位置之间选择具有电磁信号的最少量的干扰的位置。所述方法也包括将相控阵天线移动到所选择的位置。相控阵天线可以包括多个天线。所述方法可以进一步包括测量电磁信号上的干扰的第一量、选择所述多个天线的测试天线以及禁用测试天线。所述方法还包括测量电磁信号上的干扰的第二量以及当电磁信号的干扰的第一量小于或者等于干扰的第二量时启用测试天线。在一些示例中，所述方法包括：测量电磁信号上的干扰的第一量；选择滤波器组；将滤波器组连接到相控阵天线；测量电磁信号上的干扰的第二量；以及当干扰的第一量低于干扰的第二量时使滤波器组断开连接。
本公开的另一方面提供相控阵天线系统。相控阵天线包括多个天线，所述多个天线被配置成接收具有信号频率、信号传送时段、信号形状和信号干扰的电磁信号。频率控制器连接到相控阵天线并且被配置成基于信号干扰来调整电磁信号的信号频率。时段控制器连接到相控阵天线并且被配置成调整电磁信号的信号传送时段以使信号干扰最小化。形状控制器连接到相控阵天线并且被配置成通过从预设锥度的集合中选择锥度来调整电磁信号的信号形状。
这个方面可以包括以下可选特征中的一个或多个。形状控制器可以被配置成基于电磁信号的干扰的量来选择所述锥度。形状控制器可以进一步被配置成基于丢失包值来选择所述锥度。频率控制器可以被配置成基于从与频率控制器通信的用户终端接收到的干扰测量结果来调整信号频率。
在一些示例中，相控阵天线进一步包括：滤波器组控制器，滤波器组控制器连接到相控阵天线；以及多个滤波器组，所述多个滤波器组连接到滤波器组控制器并且被配置成对电磁信号滤波。滤波器组可以被配置成激活所述多个滤波器组中的滤波器组以基于信号干扰来对电磁信号滤波。相控阵天线可以进一步包括天线开关，天线开关连接到所述多个天线中的至少一个天线，其中天线开关被配置成响应于信号干扰而使所述至少一个天线断开连接。
在一些实施方案中，时段控制器被配置成基于从与时段控制器通信的用户终端接收到的时间干扰值来调整电磁信号的信号传送时段。相控阵天线也可以包括：旋转器，旋转器连接到相控阵天线；以及位置控制器，位置控制器连接到旋转器并且被配置成控制旋转器以响应于信号干扰而调整相控阵天线的位置。形状控制器可以基于信号干扰从预设锥度的集合中选择锥度。
在附图和以下描述中阐述了本公开的一个或多个实施方案的细节。其它方面、特征和优点将根据说明书和附图并根据权利要求书显而易见。
附图说明
图1A是示例性通信系统的示意图。
图1B是具有卫星和通信气球的示例性全球规模通信系统的示意图，其中卫星形成极轨星座。
图1C是形成Walker星座的图1A的示例性一组卫星的示意图。
图2A和图2B是示例高空平台的透视图。
图3是示例卫星的透视图。
图4A是包括高空平台和地面终端的示例性通信系统的示意图。
图4B是包括相控天线阵和终端用户的示例性通信系统的示意图。
图5A是示例性相控阵天线的示意图。
图5B是包括传送监视装置的示例性相控阵天线的示意图。
图5C是包括用户终端和接收波束图案的表的示例性相控阵天线的示意图。
图5D是包括滤波器组和滤波器组控制器的示例性相控阵天线的示意图。
图5E是包括天线开关、旋转器和位置控制器的示例性相控阵天线的示意图。
图6是用于操作相控阵天线以避免干扰的方法的示意图。
在各个附图中相同的附图标记指示相同的元件。
具体实施方式
参考图1A至图1C，在一些实施方案中，全球规模通信系统100包括网关110(例如，源地面站110a和目的地地面站110b)、高空平台(HAP)200和卫星300。源地面站110a可以与卫星300通信，卫星300可以与HAP 200通信，并且HAP 200可以与目的地地面站110b通信。在一些示例中，源地面站110a也作为卫星300之间的链接网关操作。源地面站110a可以连接到一个或多个服务提供者，并且目的地地面站110b可以是用户终端(例如移动装置、住宅WiFi装置、家庭网络等)。在一些实施方案中，HAP 200是在高空(例如17-22km)处操作的空中通信装置。HAP可以例如通过飞行器被释放到地球的大气层中，或者飞到所期望的高度。此外，HAP 200可以作为准静止飞行器操作。在一些示例中，HAP 200是飞行器200b，诸如无人机(UAV)；而在其它示例中，HAP 200是通信气球200b。卫星300可以处于低地球轨道(LEO)、中地球轨道(MEO)或高地球轨道(HEO)(包括对地同步地球轨道(GEO))中。
HAP 200可以沿着路径、轨迹或轨道202(也被称为平面，因为它们的轨道或轨迹可以近似地形成几何平面)绕地球5移动。此外，几个HAP 200可以在相同或不同的轨道202中操作。例如，一些HAP 200可以在第一轨道202a中近似地沿着地球5的纬度(或者在部分地由盛行风确定的轨迹中)移动，而其它HAP 200可以在第二轨道202b中沿着不同的纬度或轨迹而移动。可以将HAP 200分组在围绕地球5的几个不同的轨道202之中并且/或者它们可以沿着其它路径202(例如个别路径)移动。类似地，卫星300可以沿着不同的轨道302(302a-n)移动。一致地工作的多个卫星300形成卫星星座。卫星星座内的卫星300可以以协调方式操作以在地面覆盖范围中重叠。在图1B中所示出的示例中，卫星300通过使卫星300围绕地球5的两极的轨道运行来在极轨星座中操作；然而，在图1C中所示出的示例中，卫星300在Walker星座中操作，所述Walker星座覆盖某些纬度以下的区域并且鉴于地面上的网关110同时提供大量的卫星300(导致较高的可用性、较少的丢弃连接)。
参考图2A和2B，在一些实施方案中，HAP 200包括HAP主体210和天线500，天线500布置在HAP主体210上，所述天线500接收来自卫星300的通信20并且将通信20重新路由到目的地地面站110b，并且反之亦然。HAP 200可以包括数据处理装置220，数据处理装置220对所接收到的通信20处理并且确定通信20到达目的地地面站110b(例如用户终端)的路径。在一些实施方案中，地面上的用户终端110b具有向HAP 200发送通信信号的专门天线。接收通信20的HAP 200将通信20发送到另一HAP 200，发送到卫星300，或者发送到网关110(例如用户终端110b)。
图2B图示示例通信气球200b，该示例通信气球200b包括气球204(例如设定大小为在宽度上约49英尺和在高度上39英尺并且填充有氦或氢)、作为HAP主体210的设备箱206以及太阳能面板208。设备箱206包括数据处理装置310，数据处理装置310执行算法以确定通信气球200a需要去哪里，然后每个通信气球200b移动到在将带它往它应该去哪里的方向上吹风的层中。设备箱206也包括用于存储电力的电池以及用于与其它装置(例如其它HAP200、卫星300、网关110(诸如用户终端110b)、地面上的互联网天线等)通信的收发器(例如天线500)。太阳能面板208可以给设备箱206供电。
通信气球200a通常被释放到地球的平流层中以达到11至23英里之间的高度并且以与比得上陆地无线数据服务(诸如3G或4G)的速度为直径上25英里的地面区域提供连接性。通信气球200a在飞机和天气两倍高的高度(例如地球的表面上方20公里)处漂浮在平流层中。通信气球200a被风围绕地球5携带并且可通过上升或者下降到其中风在所期望的方向上移动的高度来转向。平流层中的风通常是稳定的并且以约5和20mph缓慢地移动，并且风的每个层在方向和大小上变化。
参考图3，卫星300是被置于围绕地球5的轨道302中的物体并且可以为不同的目的(诸如军事或民用观测卫星、通信卫星、导航卫星、天气卫星和研究卫星)服务。卫星300的轨道302部分地取决于卫星300的目的而变化。卫星轨道302可以基于它们离地球5的表面的高度被分类为低地球轨道(LEO)、中地球轨道(MEO)和高地球轨道(HEO)。LEO是范围在从0至1,240英里的高度中的地心轨道(即围绕地球5的轨道运行)。MEO也是范围在从1,200英里至22,236英里的高度中的地心轨道。HEO也是地心轨道并且具有22,236英里以上的高度。对地同步地球轨道(GEO)是HEO的特例。对地静止地球轨道(GSO，尽管有时也被称作GEO)是对地同步地球轨道的特例。
在一些实施方案中，卫星300包括卫星主体304，卫星主体304具有数据处理装置310(例如与HAP 200的数据处理装置310类似)。数据处理装置310执行算法以确定卫星300朝向哪里。卫星300也包括天线320，天线320用于接收和传送通信20。卫星300包括太阳能面板308，太阳能面板308安装在卫星主体304上以用于向卫星300提供电力。在一些示例中，卫星300包括可再充电电池，在太阳光没有到达太阳能面板308且不对太阳能面板308充电时使用可再充电电池。
当使用HAP 200来构建全球规模通信系统100时，有时期望通过将HAP 200链接到卫星300并且/或者将一个HAP 200链接到另一个来经过长距离系统100路由业务(traffic)。例如，两颗卫星300可以经由装置间链路通信并且两个HAP 200可以经由装置间链路通信。装置间链路(IDL)消除或者减少HAP 200或卫星300到网关110的跳数，这减小延迟并提高总体网络能力。装置间链路允许来自覆盖特定区域的一个HAP 200或卫星300的通信业务被无缝地移交给覆盖相同区域的另一HAP 200或卫星300，其中第一HAP 200或卫星300正离开第一区域并且第二HAP 200或卫星300正进入该区域。这样的装置间链接可用于向远离源地面站110a和目的地地面站110b的区域提供通信服务，并且也可以减少延迟并增强安全性(光纤电缆12可以被拦截并且可以检索通过电缆的数据)。这种类型的装置间通信不同于“弯管”模型，在所述“弯管”模型中所有信号业务从源地面站110a转到卫星300，并然后直接下至目的地地面站110b(例如用户终端)，或反之亦然。“弯管”模型不包括任何装置间通信。替代地，卫星300作为中继器。在“弯管”模型的一些示例中，由卫星300接收到的信号在它被重新发送之前被放大；然而，不发生信号处理。在“弯管”模型的其它示例中，可以对信号的一部分或全部处理和解码以允许到不同波束的路由、纠错或服务质量控制中的一个或多个；然而，不发生装置间通信。
在一些实施方案中，根据轨道202、302的数目以及每轨道202、302的HAP 200或卫星300的数目对大规模通信星座进行描述。相同轨道202、302内的HAP 200或卫星300相对于其轨道内HAP 200或卫星300邻居维持相同的位置。然而，HAP 200或卫星300相对于相邻轨道202、302中的邻居的位置可以随着时间而变化。例如，在具有近极轨道的大规模卫星星座中，相同轨道202(其在给定时间点大致对应于特定纬度)内的卫星300相对于其轨道内(intra-orbit)邻居(即前方和后方卫星300)维持大致恒定的位置，但是其相对于相邻轨道302中的邻居的位置随着时间而变化。类似的概念适用于HAP 200；然而，HAP 200沿着纬度平面绕地球5移动并且对邻近HAP 200维持大致恒定的位置。
源地面站110a可以被用作卫星300与互联网之间或者HAP 200与用户终端110b之间的连接器。在一些示例中，系统100利用源地面站110a作为用于将通信20从一个HAP 200或卫星300中继到另一HAP 200或卫星300的链接网关110a，其中每个HAP 200或卫星300在不同的轨道202、302中。例如，链接网关110a可以从轨道卫星300接收通信20，对通信20处理，并且将通信20切换到不同轨道302中的另一卫星300。因此，卫星300和连接网关110a的组合提供完全连接系统100。为了进一步示例的目的，网关110(例如源地面站110a和目的地地面站110b)将被称为地面站110。
图4A提供在HAP 200与地面站110(例如网关110)之间建立通信链路的通信系统400的示例性架构的示意图。在一些示例中，HAP 200是无人航空系统(UAS)。在本申请各处可互换地使用这两个术语。在所示出的示例中，HAP 200包括HAP主体210，HAP主体210支撑相控阵天线500，所述相控阵天线500可通过通信20(例如无线电信号或电磁能量)与地面站110通信。地面站110包括地面天线122，地面天线122被设计成与HAP 200通信。HAP 200可以向地面站110传达各种数据和信息，诸如但不限于空速、航向、姿态位置、温度、GPS(全球定位系统)坐标、风况、飞行计划信息、燃料量、电池量、从其它源接收到的数据、从其它天线接收到的数据、传感器数据等。地面站110可以向HAP 200传达各种数据和信息，诸如但不限于飞行方向、飞行状况警告、控制输入、对信息的请求、对传感器数据的请求、待经由其它天线或系统重新发送的数据等。HAP 200可以是包括以下的组合的飞行器的各种实施方案，诸如但不限于飞机、飞艇、直升机、旋翼机、软式飞艇、多轴直升机(multi-copter)、滑翔机、气球、固定翼、旋转翼、旋翼(rotor)飞行器、比飞行器重或比飞行器轻的升力体等。
与在HAP 200与地面站110之间建立通信系统相关联的挑战之一是HAP 200的移动和距离。对此问题的一个解决方案是在HAP 200和地面上使用全向天线系统。因为全向天线具有较低的增益并因此将范围交换成其从所有方向接收的能力，所以这呈现了缺点。附加地，大接收区域使它更易受到干扰。可以使用定向天线来改进系统的增益、范围和干扰抑制，但是这呈现它自己的挑战，因为取决于天线是如何定向的，飞行器可以从天线传送或接收区域移出。当使用定向天线时，系统需要移动两个天线(即HAP天线和地面终端天线)以使天线在飞行器与地面之间保持对准。信号的干扰一般量越低天线可以越少定向，从而允许较容易的通信。克服干扰并且覆盖所需距离所需要的天线的定向性越大，天线跟随系统必须越精确。甚至高度定向天线将不用来抑制所有形式的干扰。结合HAP 200正操作在的距离，存在与信号强度和干扰相关联的显著挑战。本公开呈现了相控阵天线500，相控阵天线500具有干扰避免系统的组合以允许到固定地面站110的链路的连续覆盖。
在无线电传送系统中，可使用天线的阵列来提高在更大范围上通信的能力并且/或者在越过个别元件的方向上提高天线增益。在相控阵天线中，可以调整个别元件的相位以使覆盖范围的区域成形，从而产生更长的传送、更好的接收或者在没有以物理方式移动阵列的情况下使传送方向转向。可以通过对阵列中的个别元件、传送相位和/或增益的更改来调整覆盖范围的形状。
图4B提供通信系统400的示例性架构的示意图，通信系统400包括在HAP 200与用户终端420之间建立通信链路的相控阵天线500。控制器410接收数据402并且将数据402转换成适合于传送到相控阵天线500的形式。包含在控制器410内的是调制解调器412和收发器模块414。调制解调器412将数据402转换为用于通过收发器模块414经由电磁能量或无线电信号传送的信号。然后经由由多个天线510组成的相控阵天线500传送或者接收电磁能量。来自天线510的信号的组合形成发射波束。相控阵天线500空中以电磁能量的形式传送数据402以供由用户终端420接收。用户终端420可以包括独立装置424或个人装置422。系统也可按照相反次序操作，其中用户终端420向相控阵天线500传送信号，所述信号然后被控制器410转换为数据。所述多个天线510用来作为可通过调整个别天线510的相位和增益被重新配置成在接收电磁能量时优化接收的不同的天线形状。
图5A提供相控阵天线500的示例性架构的示意图。天线510发射或者接收电磁信号520。信号频率522、信号传送时段524、信号形状526和信号干扰528包括电磁信号520。信号频率522表示在一定时间段期间出现基底信号或载波的速率。信号频率522也可以代表在给定频带内使用的信道。信号传送时段524表示天线510正在传送或者接收的时间。在一些情况下，信号传送时段524可以是连续的、部分时间量或在传送与接收之间划分的不等时间量。信号形状526表示电磁信号520的形状或接收波束图案。可以通过改变操作中的天线510的数目、个别天线510的信号频率522、天线510的放置、个别天线510的增益或其它手段来更改信号形状526或接收波束图案。在一些示例中，信号形状526包括锥度或接收波束图案，其代表以下给定配置：用于创建给定信号形状526或接收波束图案的操作中的天线510的数目、个别天线510的信号频率522以及天线510的放置。信号干扰528表示干扰的量、接收和传送强度、所接收的信号强度指示、数据包丢失和/或信号与干扰和噪声比。信号干扰528是旨在覆盖所有形式的测量干扰的一般描述，诸如但不限于信号与干扰加噪声比、信号干扰加噪声比、信号与干扰和噪声比、信噪比、峰值信号与噪声比、信号与噪声和失真比等。
信号控制器530控制从天线510发射或者接收的电磁信号520。信号控制器530包括频率控制器532、时段控制器534和形状控制器536。频率控制器532控制信号频率522并且可以响应于各种信息(诸如信号干扰528)而切换信号频率522或接收或传送。在一些示例中，频率控制器532检查第一信号频率522a的信号干扰。频率控制器532然后可以将信号频率522切换到第二信号频率522b并且检查信号干扰528。当第二信号频率522b具有较高的信号干扰528时，频率控制器532可以切换回到第一信号频率522a或者到第三信号频率522c并且重复直到频率控制器532定位具有可接受信号干扰528的适合的信号频率522为止。
时段控制器534控制信号传送时段524，从而调整传送或者接收信息的时间段。时段控制器534可以等待信号干扰528减小至可接受水平并然后传送或者接收信息。在一些示例中，时段控制器534可以响应于信号干扰528而定义天线510传送和接收数据的时间段。在一些示例中，时段控制器534对于一定时间段停止来自天线510的信息传送并且测量信号干扰528。时段控制器534可以引导诸如HAP 200的其它装置停止信息传送，以便对于一定时间段测量信号干扰528或环境的一般干扰。基于该时间段期间的信号干扰528，时段控制器534可以选择与低于给定阈值的信号干扰528的值相对应的信号传送时段524。
形状控制器536控制信号形状526或接收波束图案。形状控制器536可以调整天线510的所有或个别频率、相位和增益，停止或者开始个别天线510的传送，或者可以更改个别天线510的位置以便更改信号形状526或接收波束图案。基于信号干扰528，形状控制器536可以更改信号形状526或接收波束图案以使信号干扰528最小化。在一些示例中，信号形状526包括信号零位(null)的区域。信号零位表示天线510不接受并因此不接收干扰的区域。形状控制器536可以调整信号形状526或接收波束图案以按照减少信号干扰528的方式定位信号零位。
图5B提供相控阵天线500的示例性架构的示意图。相控阵天线500包括传送监视装置540。传送监视装置540测量信号干扰528或电磁频谱的一般干扰。传送监视装置540可以直接连接到天线510以便测量信号干扰528；它可以让它自己的天线510来测量信号干扰528或者它可以被远程定位以便测量信号干扰528。传送监视装置540可以将信号干扰528传达到频率控制器532、时段控制器534或形状控制器536。频率控制器532、时段控制器534或形状控制器536中的每一个可以为了减少信号干扰528而作出适当的改变，诸如基于从传送监视装置540传达的信息来调整信号频率522、信号传送时段524、信号形状526或接收波束图案。在一些示例中，传送监视装置540将期望的传送选择542与基于来自传送监视装置540的测量结果的针对信号频率522、信号传送时段524或信号形状526的期望值一起传达到频率控制器532、时段控制器534或形状控制器536中的一个或全部。传送监视装置540也可以将各种电磁频谱的一般干扰的干扰测量结果544传达到频率控制器532、时段控制器534或形状控制器536，从而允许相应的控制器作出选择以使信号干扰528最小化。传送监视装置540也可以向时段控制器534传达用于基于信号干扰528协调最佳信号传送时段524的时间干扰值546。传送监视装置540也可以是与其它附近的装置通信的无线路由器。传送监视装置540无线路由器和时段控制器534可以为了使装置之间的信号干扰528最小化而安排其相应的传送中的每一个传送的时间。
图5C提供相控阵天线500的示例性架构的示意图。在一些示例中，传送监视装置540是用户终端420，诸如独立装置424或个人装置422。用户终端420可以将期望的传送选择542与基于来自传送监视装置540的测量结果的针对信号频率522、信号传送时段524或信号形状526的期望值一起传达到频率控制器532、时段控制器534或形状控制器536中的一个或全部。用户终端420也可以将各种电磁频谱的一般干扰的干扰测量结果544传达到频率控制器532、时段控制器534或形状控制器536，从而允许相应的控制器作出选择以使信号干扰528最小化。用户终端420也可以向时段控制器534传送用于基于信号干扰528协调最佳信号传送时段524的时间干扰值546。用户终端420和时段控制器534可以安排其相应的传送或接收中的每一个的时间，以便通过在最低信号干扰528时传送或者接收来使信号干扰528最小化。
在一些示例中，形状控制器536能够访问接收波束图案的表538(例如查找表、数据库、结构化数据集等)。接收波束图案的表538包含个别天线510的配置、个别天线510的信号频率、相位、传送功率和/或位置，以便更改信号形状526或接收波束图案。形状控制器536可以通过接收波束图案的表538循环并且选择具有最低信号干扰528的一个。
图5D提供相控阵天线500的示例性架构的示意图，相控阵天线500包括滤波器组控制器550和滤波器组552。滤波器组控制器550连接到天线510并且测量信号干扰528。滤波器组552连接到滤波器组控制器550并且可以连接到天线510。取决于信号干扰528，滤波器组控制器550可以从滤波器组552选择滤波器并且将它连接到天线510。当信号干扰528比在滤波器未连接的情况下低或者比不同的滤波器低时，滤波器组控制器550可以使该滤波器连接到天线510。在一些示例中，滤波器组控制器550为了使信号干扰528最小化而连接多个滤波器或者根本不连接滤波器。
图5E提供相控阵天线500的示例性架构的示意图，相控阵天线500包括天线开关560、旋转器570和位置控制器572。天线开关560可以连接到个别或成组的天线510。天线开关560检测个别天线510和信号干扰528的饱和的水平。在天线510变饱和或者经受过度的信号干扰528的情况下，信号开关可以使天线510与天线510的组断开连接，从而阻止它传送或者接收。这可以用来减少系统上存在的信号干扰528的量。
旋转器570连接到天线510并且被配置成移动天线510的位置。在一些示例中，旋转器570包括电机和位置传感器以物理上移动天线510。位置控制器572连接到旋转器570。位置控制器572可以读取信号干扰528并且经由旋转器570移动天线510的位置以便使信号干扰528最小化。在一些示例中，位置控制器572检测信号干扰528的位置并且移动天线510以使信号干扰528最小化。
图6图示用于操作相控阵天线500以避免干扰的方法600。在方框610处，方法600包括从相控阵天线500接收具有传送频率522、信号传送时段524和天线图案或信号形状526的电磁信号520。天线510接收或者发射电磁信号520。信号频率522、信号传送时段524、信号形状526和信号干扰528包括电磁信号520。信号频率522表示在一定时间段内出现基底信号或载波的速率。信号频率522也可以代表在给定频带内使用的信道。信号传送时段524表示天线510正在传送或者接收的时间。在一些情况下信号传送时段可以是连续的、部分时间量或在传送与接收之间划分的不等时间量。信号形状526表示电磁信号520的形状。
在方框620处，方法600包括将传送频率或信号频率522从具有第一信号与干扰和噪声比或信号干扰528的第一传送频率或信号频率522切换到具有第二信号与干扰和噪声比或信号干扰528的第二传送频率或信号频率522，其中第二信号与干扰和噪声比或信号干扰528低于第一信号与干扰和噪声比或信号干扰528。可以通过频率控制器532将信号频率522从第一信号频率522切换到第二信号频率522。频率控制器532可以在第一信号频率522或第二信号频率522被选择时读取信号干扰528。
在方框630处，方法600包括基于当在传送频率或信号频率522上存在最少量的信号噪声或信号干扰528时的时间来选择传送时段或信号传送时段524。信号传送时段524可以由时段控制器534来控制。时段控制器534可以在对于当信号干扰最小时的时间或重复的时间段监视信号干扰528。时段控制器534然后可以选择与当信号干扰528最小时的时间对应的信号传送时段524以使干扰最小化。
在方框640处，方法600包括选择减少所选择的传送频率或信号频率522上的干扰或信号干扰528的天线图案或信号形状526。形状控制器536可以调整所有或个别天线510的频率、相位，停止或者开始个别天线510的传送，或者可以更改个别天线510的位置以便更改信号形状526。形状控制器536可以读取信号干扰528并且选择使信号干扰528最小化的信号形状526。
在一些示例中，方法600包括对于暂时时间段停止传送或电磁信号520并且测量可能的传送频率或信号频率522的信号与干扰和噪声比或信号干扰528。可在当没有电磁信号520的传送时的时段期间测量电磁频谱的状态以确定存在于各种信号频率522上的干扰或信号干扰528的电平。可以包括以下步骤，从传送监视装置540接收期望的传送频率或期望的传送选择542并且将传送频率或信号频率522切换到所述期望的传送频率或信号频率522。传送监视装置540可以是无线路由器。方法600可以包括从传送监视装置540接收目标传送时段或时间干扰值546、将传送时段或信号传送时段524调整到目标传送时段或时间干扰值546。可以基于包错误的数目来选择天线图案或信号形状526。
在一些示例中，方法600包括基于天线图案的表或接收波束图案的表538来调整天线图案或信号形状526。该方法也包括针对来自天线图案的表或接收波束图案的表538的天线图案或信号形状526中的每一个来测量电磁信号520的干扰或信号干扰528的量。方法600也包括选择其中电磁信号520具有最少量的干扰或信号干扰528的天线图案或信号形状526。方法600可以进一步包括将相控阵天线500的位置从第一位置调整到第二位置并且测量电磁信号520在第一位置和第二位置中的干扰或信号干扰528的量。方法600也可以包括在第一位置与第二位置之间选择具有电磁信号520的最少量的干扰或信号干扰528的位置并且将相控阵天线500移动到所选择的位置。
在至少一个示例中，相控阵天线500进一步包括多个天线510。方法600可以进一步包括测量电磁信号520上的干扰或信号干扰528的第一量并且选择所述多个天线510的测试天线510。方法600也包括禁用测试天线510并且测量电磁信号520上的干扰或信号干扰528的第二量。方法600也可以包括当电磁信号520的干扰或信号干扰528的第一量小于或者等于干扰或信号干扰528的第二量时启用测试天线510。在一些示例中，方法600包括测量电磁信号520上的干扰或信号干扰528的第一量并且选择滤波器组552。方法600也包括将滤波器组552连接到相控阵天线500；测量电磁信号520上的干扰或信号干扰528的第二量；以及当干扰或信号干扰528的第一量低于干扰或信号干扰528的第二量时使滤波器组552断开连接。
已经对许多实施方案进行了描述。然而，应当理解，可以在不脱离本公开的精神和范围的情况下作出各种修改。因此，其它实施方案在所附权利要求书的范围内。例如，权利要求书中所陈述的动作可被以不同的次序执行并且仍然实现期望的结果。

Claims (19)

1.一种方法(600)，包括：
在相控阵天线(500)处接收具有传送频率(522)、传送时段(524)和天线图案(526)的电磁信号(520)；
将所述传送频率(522)从具有第一信号与干扰和噪声比(528)的第一传送频率(522)切换到具有第二信号与干扰和噪声比(528)的第二传送频率(522)，其中所述第二信号与干扰和噪声比(528)低于所述第一信号与干扰和噪声比(528)；
基于当在所述传送频率(522)上存在最少量的信号噪声(528)时的时间来选择传送时段(524)；以及
选择减少所选择的传送频率(522)上的干扰的天线图案(526)。
2.根据权利要求1所述的方法(600)，进一步包括：
对于暂时时间段停止所述传送；以及
测量可能的传送频率的信号干扰噪声比(528)。
3.根据权利要求1或2所述的方法(600)，进一步包括：
从传送监视装置(540)接收期望的传送频率(522)；以及
将所述传送频率(522)切换到所述期望的传送频率(522)。
4.根据权利要求3所述的方法(600)，其中，所述传送监视装置(540)是无线路由器。
5.根据权利要求1或2所述的方法(600)，进一步包括：
从传送监视装置(540)接收目标传送时段(524)；以及
将所述传送时段(524)调整到所述目标传送时段(524)。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的方法(600)，进一步包括基于包错误的数目来选择天线图案(526)。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的方法(600)，进一步包括：
基于天线图案的表(538)来调整所述天线图案(526)；
针对来自所述天线图案的表(538)的每一个所述天线图案(526)测量所述电磁信号(520)的干扰的量；以及
选择其中所述电磁信号(520)具有最少量的干扰的所述天线图案(526)。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的方法(600)，进一步包括：
将所述相控阵天线(500)的位置从第一位置调整到第二位置；
测量所述电磁信号(520)在所述第一位置和所述第二位置中的干扰的量；
在所述第一位置与所述第二位置之间选择具有所述电磁信号(520)的最少量的干扰的所述位置；以及
将所述相控阵天线(500)移动到所选择的位置。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的方法(600)，其中，所述相控阵天线(500)进一步包括多个天线(510)，并且所述方法(600)进一步包括：
测量所述电磁信号(520)上的干扰(528)的第一量；
选择所述多个天线(510)中的测试天线(510)；
禁用所述测试天线(510)；
测量所述电磁信号(520)上的干扰(528)的第二量；以及
当所述电磁信号(520)的干扰(528)的所述第一量小于或者等于干扰(528)的所述第二量时启用所述测试天线(510)。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的方法(600)，进一步包括：
测量所述电磁信号(520)上的干扰(528)的第一量；
选择滤波器组(552)；
将所述滤波器组(552)连接到所述相控阵天线(500)；
测量所述电磁信号(520)上的干扰(528)的第二量；以及
当干扰(528)的所述第一量低于干扰(528)的所述第二量时使所述滤波器组(552)断开连接。
11.一种相控阵天线系统(400)，包括：
相控阵天线(500)，所述相控阵天线(500)包括多个天线(510)，所述多个天线(510)被配置成接收具有信号频率(522)、信号传送时段(524)、信号形状(526)和信号干扰(528)的电磁信号(520)；
频率控制器(532)，所述频率控制器(532)连接到所述相控阵天线(500)并且被配置成基于所述信号干扰(528)来调整所述电磁信号(520)的所述信号频率(522)；
时段控制器(534)，所述时段控制器(534)连接到所述相控阵天线(500)并且被配置成调整所述电磁信号(520)的所述信号传送时段(524)以使所述信号干扰(528)最小化；以及
形状控制器(536)，所述形状控制器(536)连接到所述相控阵天线(500)并且被配置成通过从预设锥度的集合中选择锥度来调整所述电磁信号(520)的所述信号形状(526)。
12.根据权利要求11所述的相控阵天线系统(400)，其中，所述形状控制器(536)被配置成基于所述电磁信号(520)的干扰的量来选择所述锥度。
13.根据权利要求11或12所述的相控阵天线系统(400)，其中，所述形状控制器(536)被配置成基于丢失包值来选择所述锥度。
14.根据权利要求11所述的相控阵天线系统(400)，其中，所述频率控制器(532)被配置成基于从与所述频率控制器(532)通信(20)的用户终端(110b、420)接收到的干扰测量结果(544)来调整所述信号频率(522)。
15.根据权利要求11至14中的任一项所述的相控阵天线系统(400)，进一步包括：
滤波器组控制器(550)，所述滤波器组控制器(550)连接到所述相控阵天线(500)；以及
多个滤波器组(552)，所述多个滤波器组(552)连接到所述滤波器组控制器(550)并且被配置成对所述电磁信号(520)滤波，
其中，所述滤波器组控制器(550)被配置成激活所述多个滤波器组(552)中的一滤波器组(552)以基于所述信号干扰(528)来对所述电磁信号(520)滤波。
16.根据权利要求11至15中的任一项所述的相控阵天线系统(400)，进一步包括天线开关(560)，所述天线开关(560)连接到所述多个天线(510)中的至少一个天线(510)，其中所述天线开关(560)被配置为响应于所述信号干扰(528)而使所述至少一个天线(510)断开连接。
17.根据权利要求11至16中的任一项所述的相控阵天线系统(400)，其中，所述时段控制器(534)被配置成基于从与所述时段控制器(534)通信(20)的用户终端(110b、420)接收到的时间干扰值来调整所述电磁信号(520)的所述信号传送时段(524)。
18.根据权利要求11至17中的任一项所述的相控阵天线系统(400)，进一步包括：
旋转器(570)，所述旋转器(570)连接到所述相控阵天线(500)；以及
位置控制器(572)，所述位置控制器(572)连接到所述旋转器(570)并且被配置成控制所述旋转器(570)以响应于所述信号干扰(528)而调整所述相控阵天线(500)的位置。
19.根据权利要求11至18中的任一项所述的相控阵天线系统(400)，其中，所述形状控制器(536)被配置成基于所述信号干扰(528)从预设锥度的集合中选择锥度。
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