CN111492595A - 基于天线系统相位分布的干扰抑制 - Google Patents

Abstract

一种干扰抑制的方法可以包括在天线组件处从系统的资产接收期望信号，并且基于期望信号的起源的相对定位将期望信号与相对相位分布信息相关联，其中相对相位分布信息是为天线组件预先确定的。该方法还包括接收干扰信号并且基于干扰信号的起源的相对定位将干扰信号与相对相位分布信息相关联，其中期望信号和干扰信号形成接收信号集。该方法还包括将接收信号集的信号归一化为与每个相应的起源的相对定位相关联的相应的相对相位，并且基于归一化的信号来执行干扰信号的干扰消除。

Description

基于天线系统相位分布的干扰抑制

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年12月19日提交的美国申请第62/607,569号的优先权，其全部内容通过引用整体结合于此。

技术领域

示例实施例通常涉及无线通信，并且更具体地涉及用于无线空对地(ATG)网络的干扰抑制技术。

背景技术

高速数据通信和支持这种通信的设备在现代社会中已经无处不在。这些设备使许多用户能够维持与因特网和其他通信网络的几乎持续的连接。尽管通过电话线、电缆调制解调器或其他具有物理有线连接的设备这些高速数据连接是可用的，但是无线连接已经彻底改变了我们在不牺牲移动性的情况下保持连接的能力。

然而，尽管人们已经熟悉了在地面上仍然保持与网络持续的连接，但人们普遍了解，一旦登上飞机，便捷和/或廉价的连接往往会停止。至少对于机上的乘客来说，航空平台仍未实现与通信网络便捷、廉价的连接。试图在空中保持连接通常是昂贵的，并且有带宽限制或高延迟问题。此外，愿意处理飞机通信能力所带来的费用和问题的乘客往往局限于非常特殊的通信模式，这种通信模式由飞机上提供的一成不变的通信架构支持。

随着网络基础设施得到改进，使其能够更好地与各种飞行接收设备进行通信，预计将会有更多的解决方案出台，以试图缓解上述问题。竞争性解决方案的存在，以及可能与任何特定通信解决方案相关联的频谱的普遍稀缺性都可能会导致干扰的可能性和影响的增加。因此，在这种独特和非常具有挑战性的通信环境中，可能需要定义功能强大的解决方案来抑制干扰。

发明内容

无线技术的不断发展为在飞行中的飞机提供无线覆盖提供了新的机会。一些示例实施例可以提供例如可以在飞机天线上实现以改善其性能的干扰抑制技术。例如，一些实施例可允许使用天线系统相位分布的先验知识结合使用接近实时的能力来执行干扰抑制。

在一个示例实施例中，可以设置干扰抑制模块。该模块可以包括处理电路，该处理电路被配置为在天线组件处从系统的资产接收期望信号，并且基于期望信号的起源的相对定位将期望信号与相对相位分布信息相关联，其中相对相位分布信息是为天线组件预先确定的。处理电路可以进一步被配置为接收干扰信号并且基于干扰信号的起源的相对定位将干扰信号与相对相位分布信息相关联，其中期望信号和干扰信号形成接收信号集。处理电路可以进一步被配置为将接收信号集的信号归一化为与每个相应的起源的相对定位相关联的相应的相对相位，并且基于归一化的信号来执行干扰信号的干扰消除。

在另一个示例实施例中，可以提供一种抑制干扰的方法。该方法可以包括在天线组件处从系统的资产接收期望信号，并且基于期望信号的起源的相对定位将期望信号与相对相位分布信息相关联，其中相对相位分布信息是为天线组件预先确定的。该方法还包括接收干扰信号并且基于干扰信号的起源的相对定位将干扰信号与相对相位分布信息相关联，其中期望信号和干扰信号形成接收信号集。该方法还包括将接收信号集的信号归一化为与每个相应的起源的相对定位相关联的相应的相对相位，并且基于归一化的信号来执行干扰信号的干扰消除。

附图说明

在如此概括地描述了本发明之后，现在将参考附图，这些附图不一定按比例绘制，并且其中：

图1示出了可以采用干扰抑制的示例实施例的ATG通信网络的功能框图；

图2示出了根据示例实施例的接收期望信号和干扰信号的飞机的侧视图。

图3示出了根据示例实施例的定向参考球的透视图；

图4示出了根据示例实施例的定向参考半球的透视图；

图5示出了根据示例实施例的定向参考半球的仰视图；

图6示出了根据示例实施例的相位分布地图的一部分；

图7示出了根据示例实施例的干扰抑制模块的框图；以及

图8示出了根据示例实施例的执行干扰抑制的方法的框图。

具体实施方式

现在将在下文中参考附图更充分地描述一些示例实施例，在附图中示出了一些但不是全部示例实施例。实际上，本文描述和描绘的示例不应被解释为对本公开的范围、适用性或配置进行限制。相反，提供这些示例实施例是为了使本公开满足适用的法律要求。贯穿全文，相似的附图标记可用于指代相似的元件。此外，如本文中所使用的，术语“或”将被解释为逻辑运算符，只要其中的一个或更多个操作数为真，就得出真。

如本文中所使用的，术语“部件”、“模块”等旨在包括与计算机有关的实体，例如但不限于硬件、固件或硬件和软件的组合(即，硬件以特定方式被其上执行的软件配置)。例如，部件或模块可以但不限于在处理器上运行的进程、一个或更多个处理器、对象、可执行的执行线程和/或计算机。举例来说，在计算设备上运行的应用程序和/或计算设备都可以是部件或模块。一个或更多个部件或模块可以驻留在执行的进程和/或执行线程中，并且部件/模块可以位于一台计算机上和/或分布在两个或多个计算机之间。另外，这些部件能够从其上存储有各种数据结构的各种计算机可读介质执行。这些部件可以例如根据具有一个或更多个数据包的信号，通过本地和/或远程过程进行通信，所述一个或更多个数据包例如来自一个部件/模块，该部件/模块与本地系统、分布式系统中的另一个部件/模块交互和/或以信号的方式跨过例如因特网的网络与其他系统交互。每个相应的部件/模块可以执行一个或更多个功能，将在本文中对该一个或更多个功能进行更详细的描述。然而，应当理解的是，尽管根据与所执行的各种功能相对应的单独的模块来描述了该示例，但是一些示例可能不一定利用模块化体系结构来使用各个不同的功能。因此，例如，代码可以在不同模块之间共享，或者处理电路本身可以被配置为执行被描述为与本文所述的部件/模块相关联的所有功能。此外，在本公开的上下文中，术语“模块”不应被理解为用于表示执行各个模块的功能的任何通用手段的仿词。相反,术语“模块”应理解为模块化部件，该模块化部件被专门配置在处理电路中或者可操作地耦合到处理电路，以便基于硬件和/或软件来修改处理电路的行为和/或功能，所述硬件和/或软件被添加到处理电路或以其他方式可操作地耦合到处理电路以相应地配置处理电路。

本文描述的一些示例实施例提供了用于改进的空对地(ATG)无线通信性能的策略。就这一点而言，一些示例实施例可以提供改进的干扰抑制技术，其能够被应用于飞机上的与地面上的基站无线通信的天线。这些干扰抑制技术可以被认为是相对复杂的，并且由于这种环境带来的挑战，因此在ATG通信情况下是特别有用的。但是，应当理解的是，本文描述的概念适用于使用天线并且期望干扰抑制的任何情况。因此，本文中与飞机天线有关的描述应被理解为仅描述一种情况，在这种情况下，已知实践示例实施例的计算负荷和复杂性能够满足操作环境的复杂性和挑战，而不是限制示例实施例可以适用的其它情况。

图1示出了可以采用示例实施例的ATG网络100的功能框图。如图1所示，第一BS102和第二BS 104可以分别是ATG网络100的基站。ATG网络100可以进一步包括其他BS 106，并且BS中的每一个可以经由网关(GTW)设备110与ATG网络100通信。ATG网络100可以进一步与诸如因特网120的广域网或其他通信网络进行通信。在一些实施例中，ATG网络100可以包括或以其他方式耦合到分组交换核心网络。还应当理解的是，第一BS 102、第二BS 104，以及其他BS 106中的任何一个可以是采用天线的基站的任一示例，该天线被配置为通过为ATG网络100定义的网络频率和协议与飞信器150通信。飞机150可以是在飞行中的并且可以在与第一BS 102、第二BS 104和其他BS 106中的相应一些相关联的覆盖区域(定义成地球表面上方的3D空间)之间移动。这些覆盖区域可以重叠，使得能够限定连续的覆盖，并且当飞机150行进时通过切换，所述飞机150能够与BS中的各个依次通信。在某些情况下，可以在诸如网络控制器160之类的网络部件的控制下完成飞机上接收机的切换。

尽管在图1中网络控制器160被表示为可操作地直接耦合到ATG网络100，但是应当理解的是，网络控制器160可以位于ATG网络100中的任何地方，甚至在某些情况下可以是分布式部件的集合。网络控制器160可以包括例如交换功能。因此，例如，网络控制器160可以被配置为处理往返于飞机150(或飞机150上的通信设备)的路由呼叫和/或处理飞机150上的通信设备与ATG网络100之间的其他数据或通信。在一些实施例中，当飞机150上的通信设备参与呼叫时，网络控制器160可以起到向座机中继线提供连接的作用。另外，网络控制器160可以被配置为控制往返于飞机150上的通信设备的消息和/或数据的转发，并且还可以控制基站的消息的转发。应当注意的是，尽管在图1的系统中示出了网络控制器160，但是网络控制器160仅是示例性网络设备，并且示例实施例不限于在采用网络控制器160的网络中使用。

网络控制器160可以被耦合到诸如局域网(LAN)、城域网(MAN)和/或广域网(WAN)(例如，因特网120)之类的数据网络，并且可以被直接或间接地耦合到数据网络。继而，诸如处理元件的设备(例如，个人计算机、膝上型计算机、智能电话、服务器计算机等)能够经由因特网120耦合到飞机150上的通信设备。

尽管本文没有示出和描述ATG网络100的每个可能的实施例的每个元件，但是应当理解的是，飞机150上的通信设备可以通过ATG网络100耦合到许多不同网络中的任何一些中的一个或更多个。就这一点而言，网络能够具有支持根据许多第一代(1G)、第二代(2G)、第三代(3G)、第四代(4G)和/或未来的移动通信协议或类似协议中的任何一种或更多种的通信的能力。在某些情况下，所支持的通信可以采用使用例如2.4GHz或5.8GHz的非许可频段频率定义的通信链路。示例实施例可以采用时分双工(TDD)、频分双工(FDD)或任何其他合适的机制来实现系统内(往返于飞机150的)双向通信。此外，在某些情况下，通过与飞机150和/或基站(102、104、106)相关联的天线组件形成的或以其他方式分辨的窄射频波束，该通信可以完成，并且可以形成与该通信相关联的链路之一或两者。这样，波束成形技术可以用于定义到达飞机150的上行链路和来自飞机150的下行链路之一或两者。

在一些实施例中，波束成形控制模块的一个或更多个实例可以被用于示例实施例中的网络侧或飞机侧之一或两者处的无线通信设备上。因此，在一些实施例中，波束成形控制模块可以在飞机150上的接收站(例如旅客设备或与飞机通讯系统相关联的设备(例如WiFi路由器))中实现。在一些实施例中，波束成形控制模块可以在网络控制器160中或在某些其他网络侧实体处实现。波束成形控制模块可以被配置为利用定位信息(例如，表示为飞机150距离基站中的一个的相对定位)从发射实体(例如，第一BS 102)引导或形成指向目标(例如，飞机150)的窄波束。窄波束然后可以以由相对定位确定的到达角(在3D空间中)到达目标(例如，飞机150)。

图2是根据示例实施例的无线通信环境的侧视图的图示。如图2所示，飞机150(即，飞行中的飞机)可以以任何可达到的高度在上空飞行。飞机150可以具有设置在其一部分上的至少一个天线组件200。在该示例中，天线组件200可以设置在飞机150的机身的底部。然而，应当理解的是，天线组件200也可以可位于其他位置，并且其他天线组件也可以被包括在飞机150上。

尽管在图1中仅示出了一个ATG基站(即，第一BS 102)，但是应当理解的是，可以分布多个这样的基站以具有重叠覆盖区域，从而限定如上所述的ATG网络100。因此，当飞机150相对于地球表面移动时，飞机150(或其上的通信设备)能够依次在ATG基站中的各个基站之间切换。

在地球表面上的多个定位，可以放置干扰发射机210，并且干扰发射机210可以在所有或不同的方向上发射处于离散或宽带频率的多个不同信号中的任何一个，所述多个信号中的任何一个可以与飞机150上的通信设备与ATG网络100的基站用以通信的频率重叠或不重叠。在一定程度上ATG网络100的基站与干扰发射机210之间的频率有任何重叠，或者在一定程度上干扰发射机210的频率影响基站的频率(即使没有重叠)，可以在飞机150(或更具体地，在飞机150的天线组件200处)处接收干扰。

如图2中所示，期望信号220(例如，与从第一BS 102到飞机150的上行链路相关联)可以以给定的到达角入射到天线组件200上，并且干扰信号230也可以以另一到达角入射到天线组件200上。在该示例中，并且在许多示例中，到达角可以是不同的并且是可确定的。然而，应当理解的是，也可以从其他源接收到多个干扰信号，因此干扰信号230仅是一个示例，并且干扰信号的每个其他实例也可以具有自己的可确定的到达角。还应当理解的是，图2中描绘的场景示出了期望信号220和干扰信号230之间的到达角的差异的二维(2D)视图，但是该角度差异实际上也存在于3D空间中。

为了更好地概念化期望信号220和干扰信号230之间的到达角的实际差异，请参考图3。图3示出了在天线阵列200上方重叠的定向参考球300，另外还单独显示了天线阵列。作为3D对象的定向参考球300为3D空间内到达天线组件200的所有可能的到达角提供参考框架。因此，能够确定期望信号220和定向参考球300的相交点，并且能够将该相交点与干扰信号230和定向参考球300的相交点区分开。当然，这种确定和区分信号到达角的这种能力能够用于将干扰消除技术应用于已知存在干扰信号230的独特区域。如下面更详细地描述的，示例实施例将定义一种机制，通过该机制，在具有挑战性的ATG环境中的干扰抑制的情况下应用这种知识来发挥极大的优势，并且实时或接近实时地进行。

对于通用的天线组件，其可以期望从定向参考球300上的任何定位接收期望信号220，可能有必要或谨慎地将整个定向参考球300视为潜在的到达定位，其中每个到达定位都对应于映射到定向参考球300的到达角。然而，对于图2的天线组件，可以理解的是，期望信号几乎总是仅从一个半球(即，面对地球的底部半球)接近天线组件200。飞机150的机身还可以屏蔽天线组件200，使其免受来自上方的可能的干扰。因此，如图4和5所示，定向参考球300可以被定向参考半球310代替。在这方面，图4是定向参考半球310的透视、侧视图，图5是定向参考半球310的俯视图。因此，能够确定期望信号220和定向参考半球310的相交点，并且能够将该相交点与干扰信号230和定向参考半球300的相交点区分开。

如上所述，知道干扰信号230相对于某种参考的定位，能够相对于已知定位应用信号处理技术。但是，也如上所述，在ATG的情况下这样做可能是非常具有挑战性的。该挑战至少部分是由于飞机高速(例如450mph或更高)的行进。由于像1和图2中的飞机150一样的飞机能够实现高速飞行，期望信号220的相关特性(如幅度、相位和到达角)能够在很短的时间内转过大量的相位角。例如，在450mph时，2.4GHz信号能够在一毫秒内转过579度的相位。

通常，干扰抑制技术可以被应用在射频(RF)域或基带域中。例如，RF域中的干扰抑制技术可以包括对天线辐射图的有意操纵(例如，在识别出的干扰信号方向上将空值定位在天线幅度图上)。这些空值能够是固定的(使用硬件)、动态的(使用软件控件)或两者的组合。

在数学上，能够通过(在幅度上)施加已反转(例如，偏移180度)的相似信号来消除信号。因此，当从一组接收信号(包括期望的、预期信号和干扰信号)中识别出干扰信号时，能够将干扰信号反转并加回到该组接收信号中(或“接收信号集”)。因此，反相的干扰信号消除了接收到的干扰信号，并从接收信号集中“去除”了干扰信号。反相过程可以在RF域中物理实现(使用移相器和组合器)，或者在基带域中数字实现(使用软件定义的对信号的I分量和Q分量操作)。随着软件无线电(SDR)和高级数字信号处理功能的出现，基带级别的干扰抑制已很普遍。额外的干扰抑制技术包括对于许多可商用的空中接口协议(如，CDMA，802.11和LTE)通用的高级数字编码方案。

示例实施例的干扰抑制可以提供利用能够在实时或接近实时的实施方式中执行的RF特性和基带干扰抑制能力中的任一个或两者的能力。此外，如果能够确定干扰信号集的特性(预先地或原地地)，则能够预测性地应用示例实施例。

一般而言，一些示例实施例可以提供抑制技术，该抑制技术利用了天线孔径和周围结构(包括飞机框架)上的天线组件200的相位分布(可能还包括幅度分布)。相位信息能够凭经验确定(例如在电波暗室中)，或通过天线组件200和飞机150的电磁仿真确定。类似于常规的天线辐射图，在表示围绕天线(和飞机)的球面上的每个位置的相对幅度的情况下，能够生成相位分布图案以表示球上的每个位置的相对相移。

在示例实施例中，可以针对定向参考半球310(可能是定向参考球300)上的至少每个位置(即，每个到达角或定位)确定相位分布图案(例如，“辐射”相位分布)。因此，每个到达角都有一个与该到达角相关联的相位改变，并且相位分布图案将相位改变关联在每个到达角(或定向参考球300上的起源的参考定位，其提供了用于了解3D空间中的到达角的参考框架)。这种确定了的定位专用的相位分布图案可以被称为相位分布地图320(参见图6和图7)，这是因为其将相位分布图案映射到了定向参考半球310(或定向参考球300)上的每个对应定位或位置。在某些情况下，幅度信息也可以被包括在相位分布地图中或另一能够访问这种信息的资源中。因此，能够将取决于到达角的期望信号、预期信号和干扰信号的相对幅度和相对相位与相位分布地图320进行比较，以进行归一化和进一步的信号处理，以消除干扰信号。对于快速移动的飞机，随着飞机的位置和定向(俯仰、横滚、偏航等)变化的到达角可以快速变化。然而，由于相位分布地图可能是已知的，所以干扰信号的定位的相对运动的跟踪也能够被迅速归一化和消除。此外，由于该球的每个起源的定位都有相应的相位分布，对于以已知相位到达的信号，有可能基于从已知相位向对应起源的定位(即3D空间中的到达角)的反向工作来确定信号的起源的定位。

因此，应该认识到，额外考虑相对相位信息(其能够针对每个定位根据相位分布地图320得知)允许优化RF域和基带域中的一个或两者中的干扰抑制技术。图6示出了定向参考半球310(或定向参考球300)的一部分(或段)的描绘。参照图6，示出了期望信号220和干扰信号230与定向参考半球310相交的定位。另外，可以定义多个表面定位或定位区域400以指示(例如，使用笛卡尔坐标、球坐标、极坐标、圆柱坐标或任何其他合适的方法)定向参考半球310上的特定点，这些特定点与相对于天线组件200的相应到达角相关联。针对每个位置区域400，可以得知天线阵列200的相位分布图案，以定义相位分布地图320。有了相位分布地图，然后可以通过对基于干扰信号的相对定位(并且因此基于相对相位信息)所能够预期的对干扰信号230的影响(由于相位分布)的了解(以及对该影响的补偿能力)，利用干扰抑制技术。然后能够完成实时或接近实时地消除干扰信号230，但是这种消除也能够是非常准确的。

图7示出了根据示例实施例的干扰抑制模块600的架构。干扰抑制模块600可以包括处理电路610，该处理电路被配置为基于包括相对相位信息的各种输入信息的处理来提供用于抑制干扰的控制输出。根据本发明的示例实施例，处理电路610可以被配置为执行数据处理、控制功能执行和/或其他处理和管理服务。在一些实施例中，处理电路610可以被实施为芯片或芯片组。换句话说，处理电路610可以包括一个或更多个物理封装(例如，芯片)，所述一个或更多个物理封装包括结构组件(例如，基板)上的材料、部件和/或线。该结构组件可以为包括在其上的部件电路提供物理强度、尺寸保护和/或电相互作用的限制。因此，在某些情况下，处理电路610可以被配置为在单个芯片上或作为单个“片上系统”来实现本发明的实施例。这样，在某些情况下，芯片或芯片组可以构成用于执行一个或更多个操作以提供本文所述功能的装置。

在示例实施例中，处理电路610可以包括处理器612和存储器614的一个或更多个实例。这样，处理电路610可以被实施为配置为(例如，具有硬件、软件或硬件和软件的组合)执行本文所述的操作的电路芯片(例如，集成电路芯片)。但是，在一些实施例中，处理电路610可以被实施为机载计算机的一部分。在一些实施例中，处理电路610可以与飞机150和/或ATG网络100的多种部件、实体和/或传感器通信。

处理器612可以以多种不同方式实施。例如，处理器612可以被实施为多种处理装置，例如以下中的一个或更多个：微处理器或其他处理元件、协处理器、控制器或各种其他计算或处理设备，包括例如ASIC(专用集成电路)、FPGA(现场可编程门阵列)等的集成电路。在示例实施例中，处理器612可以被配置为执行存储在存储器614中或该处理器612可以以其他方式可访问的指令。因此，无论是通过硬件配置还是通过硬件和软件的组合配置，处理器612都可以表示为实体(例如，物理上以处理电路610的形式实现在电路中)，该实体能够根据本发明的实施例执行操作，同时进行相应的配置。因此，例如，当处理器612被实施为ASIC、FPGA或类似器件时，处理器612可以是专门配置的用于执行本文所述操作的硬件。或者，作为另一示例，当处理器612被实施为软件指令的执行器时，指令可以专门配置处理器612以执行本文所述的操作。

在示例实施例中，处理器612(或处理电路610)可以实现为基于处理电路610响应于接收到与网络的通信元件的各相对位置相关联的位置信息所接收到的输入，基于天线组件200处接收到的信号的相对定位(即，例如在与定向参考半球310相关联的情况下，相对于天线组件200或飞机150的定位)，以及基于相位分布地图320，包括或以其他方式控制干扰抑制模块600的操作。因此，在一些实施例中，可以说，处理器612(或处理电路610)使得结合干扰抑制模块600来描述的、与消除天线组件200的天线元件620处接收到的干扰信号的待进行的调整有关的操作中的每一个操作，响应于配置处理器612(或处理电路610)的执行的指令或算法，相应地承担与干扰抑制有关的相应功能。特别地，该指令可包括用于处理移动接收站(例如，飞机上的接收站)的3D位置信息以及固定发射站(例如，ATG网络100的基站)的2D位置信息的指令，以便确定与期望信号220的相对定位。指令还可以包括用于确定干扰信号230的一个或更多个实例的相对定位的指令。然后，这些相对定位可以与相位分布地图320一起使用，以使接收到的信号归一化，而对于期望信号220的定位以外的每个定位而言，可以通过添加与所接收信号中不期望的部分(即与干扰信号相对应的部分)相反的消除信号来消除干扰信号230。此外，对于许多不同的接收信号而言，这一过程可以同时完成，因此，任何数量的接收信号(和相应的干扰信号)都能够利用不同的频率或起源的定位来处理。如上所述，能够在RF域中(例如，使用移相器和组合器)或在基带域中(例如，使用数字信号处理)来实现该消除。

在示例性实施例中，存储器614可以包括一个或更多个非瞬时性存储设备，例如可以是固定或可移动的易失性和/或非易失性存储器。存储器614可以被配置为存储信息、数据、应用程序、指令等，以使得处理电路610能够执行根据本发明的示例性实施例的各种功能。例如，存储器614可以被配置为缓冲输入数据以供处理器612处理。附加地或替代地，存储器614可以被配置为存储指令以供处理器612执行。作为另一替代，存储器614可以包括一个或更多个数据库，所述一个或更多个数据库可以响应于输入传感器和部件而存储各种数据集。在存储器614的内容中，可以存储应用程序和/或指令以供处理器612执行，以便执行与每个相应的应用程序/指令相关联的功能。在一些情况下，应用程序可包括用于提供输入以控制如本文所述的干扰抑制模块600的操作的指令。

在示例实施例中，存储器614可以存储指示至少一个基站的固定地理定位的固定位置信息。在一些实施例中，固定位置信息可以指示ATG网络100的单个基站的固定地理定位。然而，在其他实施例中，固定位置信息可以指示ATG网络100的基站中的多个(或甚至全部)基站的固定地理定位。在其他实施例中，固定位置信息可以存储在飞机150上或网络控制器160可访问的另一存储设备处。但是，无论固定位置信息的存储位置如何，都可以从存储器中读取该信息，并将其提供给处理电路610(并因此在该处理电路处接收)，以便根据示例实施例进行处理，以基于对固定位置信息以及指示飞机150的3D定位的动态位置信息的了解来确定期望信号220的相对定位。然而，应当理解的是，还可以以其他方式确定期望信号220的相对定位。而且，相对定位可以从另一部件提供给处理电路610，或者可以基于跟踪信标信号或本领域中任何其他已知方法来确定。

如图7所示，干扰抑制模块600可以被直接或间接地可操作地耦合到飞机150的天线组件200和/或射频电路的部件，以便执行本文描述的干扰抑制技术。因此，例如，一个或更多个天线元件620可以被可操作地耦合到飞机150上的射频设备的接收器630和/或发送器640。在一些示例中，切换组件650的多个部件可以被插入在天线元件620与接收器630和发射器640之间。切换组件650可以包括例如组合器，该组合器可以被可操作地耦合到多极掷开关，该多极掷开关可以进一步被可操作地耦合到环形器。环形器可以隔离各个端口之间的信号，以提供高程度的的端口到端口的隔离，并具有相对较低的插入损耗。环形器可以经由低噪声放大器(LNA)和开关被可操作地耦合到接收器630的接收滤波器。环形器还可以通过开关、空腔滤波器和/或功率放大器被可操作地耦合到发射器640的发射器电路。

在一些实施例中，无论干扰抑制模块600在哪里被实例化，干扰抑制模块600都可以被配置为提供本文所述的干扰抑制技术。因此，尽管图7示出了干扰抑制模块600正在与切换组件650通信，但应该注意的是，干扰抑制模块600可能是切换组件650的一部分，或者位于沿着通往接收器630或作为其一部分的元件的链的任何位置。因此，干扰抑制模块600可以在切换组件650和接收器630之间实例化，或者可以是接收器630的一部分或以其他方式被可操作地耦合到接收器630。

图8示出了可以与图7的干扰抑制模块600的系统相关联的一种方法的框图。从技术角度来看，上述干扰抑制模块600可以用于支持图8中描述的一些或全部操作。因此，图7中描述的平台可以用于促进几种计算机程序、天线组件和/或基于网络通信的交互的实现。作为示例，图8是根据本发明示例实施例的方法和程序产品的流程图。将理解的是，流程图的每个框以及流程图中的框的组合可以通过各种装置来实现，例如硬件、固件、处理器、电路和/或与包括一个或更多个计算机程序指令的软件的执行相关联的其他设备。例如，上述过程中的一个或更多个可以由计算机程序指令来实施。在这方面，实施上述过程的计算机程序指令可以由实体或装置的存储设备(例如，干扰抑制模块600)存储，并由该实体或装置中的处理器执行。可以理解的是，任何此类计算机程序指令都可以加载到计算机或其他可编程装置(例如硬件)上以生产机器，使得在计算机或其他可编程装置上执行的指令创建用于实现流程图框中指定的功能的方法。这些计算机程序指令也可以存储在计算机可读存储器中，该计算机可读存储器可以指导计算机或其他可编程装置以特定方式正常工作，使得存储在计算机可读存储器中的指令可以生产一件产品，该产品实现流程图框中指定的功能。计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程装置上，以便在计算机或其他可编程装置上执行一系列操作，从而产生计算机实现的过程，使得在计算机或其他可编程装置上执行的指令实现流程图框中指定的功能。

因此，流程图框支持用于执行指定功能的装置的组合以及用于执行指定功能的操作的组合。还将理解的是，流程图的一个或更多个框以及流程图中的框的组合能够由执行指定功能的基于专用硬件的计算机系统，或专用硬件和计算机指令的组合来实现。

就这一点而言，如图8所示，根据本发明的一个实施例的方法可以包括在操作800处为天线组件确定相对相位分布。在某些情况下，相对相位分布确定还可以伴随用于天线组件的相对幅度分布的确定。相对幅度分布(如果采用的话)可以根据本领域中的已知技术来确定。对于通用天线组件，可以针对上述定向参考球300来确定所确定的相对相位分布。但是，如果天线组件在飞机上(尽管围绕飞机完整视图是可能的)，也可以替代地针对定向参考半球310确定相对相位分布。在示例实施例中，在可选操作810处，所确定的相对相位分布可用于生成相位分布地图。

值得注意的是，可以在执行本文所述的其余操作之前执行操作800和810。因此，对于干扰抑制的实时(或接近实时)执行，该方法可以仅包括操作820至870。操作820可以包括从ATG(或其他通信)网络的基站接收期望信号(即，旨在用于与接收期望信号的接收器相关联的资产的信号)。然后，在操作830处，可以基于期望信号的起源的相对定位(例如，基于相位分布地图)，将期望信号与相对相位分布信息(并且可能还与相对幅度信息)相关联。在某些情况下，期望信号可以确定，因为期望信号是从已知的基站所在的相对定位检测到的。该方法还可包括在操作840处接收一个或更多个其他信号(即干扰信号或非期望信号)，并在操作850处基于干扰信号的起源的相对定位(例如基于相位分布地图)将干扰信号与相对相位分布信息(也许还包括相对幅度信息)相关联。期望信号和干扰信号可以统称为接收信号集。

然后，该方法可以包括在操作860处将包括接收信号集的信号归一化为与每个起源的定位相关联的相对相位(可能还有幅度)。在操作870处，识别来自接收信号集中的，不是来自与期望信号的起源位置相关联的定位的归一化信号，然后将与每个归一化信号相关联的反相信号添加到接收信号集。所得信号集包括来自接收信号集的所有信号和反相信号，从而消除(或部分消除)每个对应的干扰信号。因此，接收器630仅有效地(或主要地)处理期望信号。

如前所述，能够在RF域(使用移相器和组合器)、基带域(使用信号的I分量和Q分量的操作)或两者的组合中实现归一化、反相和加法处理。还应注意的是，能够通过单个天线元件的物理选择、波束控制技术的实施或数字波束成形技术来实现方向上的“指向”。在这些技术的每一种中，在期望的操作频率范围上，相对幅度和相位分布是已知的。

在另一个实施例中，能够将信号处理技术应用于接收信号集，以基于信号特性来识别特定干扰信号并将其与期望信号隔离。例如，期望信号的接收波形能够具有LTE信号的特性，而干扰信号的波形能够是WLAN(802.11)。能够使用数字信号处理(DSP)技术识别这些波形。对波形的了解能够结合特定波形的消除技术。例如，如果能够针对特定基站预期切换定位，则可以在完成切换的点估计“新的”期望信号(即，切换之后的期望信号)的起源的相对定位。也可以预测(例如，基于确定干扰信号源的定位)干扰信号将位于(定向参考球或定向参考半球上的)何处，并对不位于期望信号的起源的定位(而是位于预测的干扰信号定位处)的任何信号预先应用上述归一化和反相。

在另一个实施例中，能够将对接收信号的相对相位随时间的变化的了解与飞机位置和定向的变化相关联，以确定期望信号和干扰信号的方向和大致定位。该信息能够被用于优化系统性能(增强光束选择位置)以及建立预测性消除技术。

根据示例实施例，可以设置干扰抑制模块。该模块可以包括处理电路，该处理电路被配置为在天线组件处从系统的资产接收期望信号，并且基于期望信号的起源的相对定位将期望信号与相对相位分布信息相关联，其中相对相位分布信息是为天线组件预先确定的。处理电路可以进一步被配置为接收干扰信号并且基于干扰信号的起源的相对定位将干扰信号与相对相位分布信息相关联，其中期望信号和干扰信号形成接收信号集。处理电路可以进一步被配置为将接收信号集的信号归一化为与起源的每个相应的相对定位相关联的相应的相对相位，并且基于归一化的信号来执行干扰信号的干扰消除。

在一些实施例中，模块(以及模块可以被配置为执行的相应方法)可以被配置为执行(或包括)附加的、可选的操作，和/或上述的操作可以被修改或扩充。下面描述修改、可选操作和扩充的一些示例。应当理解的是，修改、可选操作和扩充可以分别单独添加，或者可以以任何期望的组合累积地添加。在示例实施例中，执行干扰消除可以包括使不是来自期望信号的起源的相对定位的归一化信号反相，并且将反相的的归一化信号添加到接收信号集中，以在与天线组件相关联的接收机器处进行处理。在示例实施例中，处理电路可以进一步被配置为执行为天线组件确定相对相位分布以定义相对相位分布信息的初始操作，并基于定向参考球或定向参考半球上的每个定位的相对相位分布生成相位分布地图。在示例实施例中，基于相位分布地图分别执行将期望信号与相对相位分布信息相关联以及将干扰信号与相对相位分布信息相关联。在一个示例实施例中，将期望信号与相对相位分布信息相关联进一步包括基于期望信号的起源的相对定位将期望信号与相对幅度分布信息相关联，并且将干扰信号与相对相位分布信息相关联进一步包括基于干扰信号的起源的相对定位将干扰信号与相对幅度分布信息相关联。在示例实施例中，分别从相位分布地图获得基于期望信号的起源的相对定位的相对幅度分布信息以及基于干扰信号的起源的相对定位的相对幅度分布信息。在示例实施例中，执行干扰消除可以包括施加消除信号，所述消除信号与不是来自射频(RF)域中期望信号的起源的相对定位的接收信号集的部分相对应。替代地或附加地，执行干扰消除可以包括施加消除信号，所述消除信号与不是来自基带域中期望信号的起源的相对定位的接收信号集的部分相对应。在示例实施例中，将期望信号与相对相位分布信息相关联可包括在定位区域具有已知相位分布图案的情况下，确定期望信号的起源相对于定向参考球上的定位区域的相对定位。在示例实施例中，将期望信号与相对相位分布信息相关联可包括在定位区域具有已知相位分布图案的情况下，确定期望信号的起源相对于定向参考半球上的定位区域的相对定位。

受益于前述描述和相关附图中给出的教导，本文阐述的本发明的许多修改和其他实施例对于本领域技术人员是可以想到的。因此，应当理解的是，本发明不限于所公开的特定实施例，并且修改和其他实施例旨在被包括在所附权利要求的范围内。此外，虽然上述说明和相关图纸描述了在某些元件和/或功能的示例性组合情况下的示例性实施例，但应当认识到的是，在不偏离所附权利要求的范围的情况下，可以通过替代性实施例提供元件和/或功能的不同组合。例如，在这方面，正如所附的一些权利要求所述，还考虑了与上文明确描述的不同的元件和/或功能的组合。在本文描述了优点、益处或问题的解决方案的情况下，应当理解的是，这样的优点、益处和/或解决方案可以适用于一些示例实施例，但不一定适用于所有示例实施例。因此，不应将本文所述的任何优点、益处或解决方案视为对于所有实施例或本文所要求保护的实施例都是至关重要的、必需的或必不可少的。尽管此处使用了特定术语，但它们仅在一般和描述性意义上使用，而不是出于限制的目的。

Claims (20)

1.一种用于无线通信系统中的干扰抑制的方法，该方法包括：

在天线组件处从系统的资产接收期望信号；

基于所述期望信号的起源的相对定位，将所述期望信号与相对相位分布信息相关联，所述相对相位分布信息是为所述天线组件预先确定的；

接收干扰信号；

基于所述干扰信号的起源的相对定位将所述干扰信号与相对相位分布信息相关联，所述期望信号和所述干扰信号形成接收信号集；

将所述接收信号集的信号归一化为与每个相应的起源的相对定位相关联的相应的相对相位；以及

根据归一化的信号来执行所述干扰信号的干扰消除。

2.权利要求1的方法，其中，执行干扰消除包括使不是来自所述期望信号的起源的相对定位的归一化信号反相，并且将反相的归一化信号添加到接收信号集中，以在与所述天线组件相关联的接收器处进行处理。

3.根据权利要求2所述的方法，所述方法还包括：

为所述天线组件确定相对相位分布以定义所述相对相位分布信息的初始操作；以及

根据定向参考球或定向参考半球上的每个定位的所述相对相位分布，生成相位分布地图。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，基于所述相位分布地图分别执行将所述期望信号与相对相位分布信息相关联以及将所述干扰信号与相对相位分布信息相关联。

5.根据权利要求3所述的方法，其中，将所述期望信号与相对相位分布信息相关联还包括基于所述期望信号的起源的相对定位，将所述期望信号与相对幅度分布信息相关联；以及

其中，将所述干扰信号与相对相位分布信息相关联还包括基于所述干扰信号的起源的相对定位，将所述干扰信号与相对幅度分布信息相关联。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，分别从所述相位分布地图获得基于所述期望信号的起源的相对定位的相对幅度分布信息以及基于所述干扰信号的起源的相对定位的相对幅度分布信息。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，执行干扰消除包括施加消除信号，所述消除信号与不是来自射频(RF)域中期望信号的起源的相对定位的接收信号集的部分相对应。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，执行干扰消除包括施加消除信号，所述消除信号与不是来自基带域中期望信号的起源的相对定位的接收信号集的部分相对应。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述期望信号与相对相位分布信息相关联包括确定所述期望信号的起源相对于定向参考球上的定位区域的相对定位，其中，所述定位区域具有已知相位分布图案。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述期望信号与相对相位分布信息相关联包括确定所述期望信号的起源相对于定向参考半球上的定位区域的相对定位，其中，所述定位区域具有已知相位分布图案。

11.一种包括处理电路的干扰抑制模块，该处理电路被配置为：

在天线组件处从系统的资产接收期望信号；

基于所述期望信号的起源的相对定位，将所述期望信号与相对相位分布信息相关联，所述相对相位分布信息是为所述天线组件预先确定的；

接收干扰信号；

基于所述干扰信号的起源的相对定位将所述干扰信号与相对相位分布信息相关联，所述期望信号和所述干扰信号形成接收信号集；

将所述接收信号集的信号归一化为与每个相应的起源的相对定位相关联的相应的相对相位；以及

根据归一化的信号来执行所述干扰信号的干扰消除。

12.根据权利要求11所述的干扰抑制模块，其中，执行干扰消除包括使不是来自所述期望信号的起源的相对定位的归一化信号反相，并且将反相的归一化信号添加到接收信号集中，以在与所述天线组件相关联的接收器处进行处理。

13.根据权利要求12所述的干扰抑制模块，其中，所述处理电路还被配置为执行：

为所述天线组件确定相对相位分布以定义所述相对相位分布信息的初始操作；以及

根据定向参考球或定向参考半球上的每个定位的相对相位分布，生成相位分布地图。

14.根据权利要求13所述的干扰抑制模块，其中，基于所述相位分布地图分别执行将所述期望信号与相对相位分布信息相关联以及将所述干扰信号与相对相位分布信息相关联。

15.根据权利要求13所述的干扰抑制模块，其中，将所述期望信号与相对相位分布信息相关联还包括基于所述期望信号的起源的相对定位，将所述期望信号与相对幅度分布信息相关联；以及

其中，将所述干扰信号与相对相位分布信息相关联还包括基于所述干扰信号的起源的相对定位，将所述干扰信号与相对幅度分布信息相关联。

16.根据权利要求15所述的干扰抑制模块，其中，分别从所述相位分布地图获得基于所述期望信号的起源的相对定位的相对幅度分布信息以及基于所述干扰信号的起源的相对定位的相对幅度分布信息。

17.根据权利要求11所述的干扰抑制模块，其中，执行干扰消除包括施加消除信号，所述消除信号与不是来自射频(RF)域中期望信号的起源的相对定位的接收信号集的部分相对应。

18.根据权利要求11所述的干扰抑制模块，其中，执行干扰消除包括施加消除信号，所述消除信号与不是来自基带域中期望信号的起源的相对定位的接收信号集的部分相对应。

19.根据权利要求11所述的干扰抑制模块，其中，将所述期望信号与相对相位分布信息相关联包括确定所述期望信号的起源相对于定向参考球上的定位区域的相对定位，其中，所述定位区域具有已知相位分布图案。

20.根据权利要求11所述的干扰抑制模块，其中，将所述期望信号与相对相位分布信息相关联包括确定所述期望信号的起源相对于定向参考半球上的定位区域的相对定位，其中，所述定位区域具有已知相位分布图案。

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