CN112805941A - 时分双工通信中的干扰 - Google Patents

时分双工通信中的干扰 Download PDF

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Abstract

提出了一种用于断开两个节点之间的无线时分双工通信链路的方法。第一节点在分配给第一节点的时隙期间传输，并且第二节点在分配给第二节点的单独的时隙期间传输。该第一节点在其时隙期间在不同的相应频带处传输。该方法包括：将分配给第一节点的时隙细分成连续时间间隔；以及在该时间间隔期间传输相应的断开信号。每个断开信号在由第一节点使用的频带上传输。在该时间间隔中的至少两个时间间隔期间，该断开信号在不同的频带上传输。

Description

时分双工通信中的干扰
相关申请
本申请要求2018年7月22日提交的以色列专利申请号260726的优先权，该专利申请的内容以其整体通过引用方式并入本文中。
本申请还涉及题为“INTERFERING IN TIME-DIVISION DUPLEX COMMUNICATION”的共同提交的美国专利申请(代理人案卷号78381)，该专利申请的内容以其整体通过引用方式并入本文中。
发明的领域和背景
在本发明的一些实施例中，本发明涉及时分双工通信(time division duplexcommunication)，并且更具体地但非排他地，涉及干扰时分双工通信。
在时分双工(TDD)通信中，由网络节点进行的传输被分到不同时隙中。在一些情况下，节点使用不同的传输方案。例如，在分配给它们的各自的时隙期间，一个节点传输跳频分组，而第二节点传输固定频率分组。
在上行链路数据速率和下行链路数据速率不对称的情况下，时分双工具有强大的优势。随着上行链路数据量增加，可动态分配更多的通信容量，并且随着流量负载变更轻，可带走容量。
在一些情况下，宽带干扰信号用于中断通信上行链路和/或下行链路通信。为了干扰节点B接收来自节点A的传输，朝向节点B传输宽带干扰信号。干扰信号可以是高带宽(BW)噪声信号(诸如高斯白噪声)或任何其他宽带信号(诸如实际数据或线性调频信号(chirpsignal))。
宽带干扰解决方案的一个缺点是对该区域中的其他通信链路的可能干扰。另一个缺点是功率损耗，因为功率分布在整个带宽上。此外，干扰解决方案不使用断开命令，并且因此只能通过提高节点B对节点A的接收中的比特误码率(BER)来致使两个节点断开。
此问题的另一种方法是在节点A时隙期间在由节点A所使用的所有已知频率处并行传输脉冲式干扰信号。上述解决方案的缺点仍然是功率损耗，因为功率分布在节点A的整个频率范围内。同样，与先前的解决方案一样，此干扰技术不包含断开命令。
另外的背景技术包括：
[1]M.Karlsson等人的“Jamming a TDD Point-to-Point Link UsingReciprocity-Based MIMO”,IEEE Transactions on Information Forensics andSecurity,12(12),pp.2957-2970,2017年7月11日。
[2]国际专利申请公开号WO 93/26124。
[3]K.Grover等人的“Jamming and Anti-jamming Techniques in WirelessNetworks:A Survey”,International Journal of Ad Hoc and Ubiquitous Computing第17卷第4期,第197-215页,2014年12月。
[4]国际专利申请公开号WO 93/22850。
[5]K.Parlin的“Jamming of Spread Spectrum Communications Used in UAVRemote Control Systems”,TALLINN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY School ofInformation Technologies,2017。
发明内容
本发明的实施例旨在断开和/或干扰TDD通信链路中的节点之间的通信，在该TDD通信链路中，至少一个节点(本文表示为节点A)在分配给其的不同时隙(即，跳频)期间在不同的相应频带处进行传输。通过在分配给节点A的每个时隙期间传输一系列高功率短断开信号来干扰由节点A进行的传输。在节点A时隙内的相应时间间隔期间传输每个断开信号。因为断开装置仅在单个节点A频带内以任何给定时间间隔进行传输，所以断开信号的传输功率可在节点A时隙的一部分期间在每个频带处最大化。任选地，使用断开命令来调制断开信号，该断开命令在被节点B接收时致使节点B与节点A断开。任选地，断开信号可以是旨在干扰节点A和节点B之间的通信的预定义模式和/或噪声信号。
在一些实施例中，断开信号在给定时间间隔期间在一个以上的频带内传输。尽管在该实施例中，在多个频带之中分配了传输功率，但传输功率仍然比在断开信号覆盖整个节点A频率范围的情况下要高。
根据本发明的一些实施例的第一方面，提供了一种用于断开在第一节点和第二节点之间的无线时分双工通信链路的方法，该第一节点在分配给该第一节点的时隙期间传输，该第二节点在分配给该第二节点的单独时隙期间传输。该第一节点在其时隙期间在不同的相应频带处传输。该方法包括：
将分配给该第一节点的时隙细分成连续时间间隔；以及在该时间间隔期间传输相应断开信号。
每个断开信号在由该第一节点使用的频带上传输。在该时间间隔中的至少两个时间间隔期间，该断开信号在不同的频带上传输。
根据本发明的一些实施例的第二方面，提供了一种用于断开在第一节点和第二节点之间的无线时分双工通信链路的装置，该第一节点在分配给第一节点的时隙期间传输，该第二节点在分配给该第二节点的单独时隙期间传输。该第一节点在其时隙期间在不同的相应频带处传输。该装置包括信号发生器和无线发射器。该信号发生器将分配给该第一节点的时隙细分成连续时间间隔并且针对多个时间间隔生成相应的断开信号。每个断开信号占据该频带中的相应一个频带。针对该时间间隔中的至少两个时间间隔，该断开信号在不同的频带上。该无线发射器以相应的时间间隔传输断开信号。
根据本发明的第一方面或第二方面的一些实施方式，针对该时间间隔中的至少一个时间间隔，对该断开信号进行数据调制。
根据本发明的第一方面或第二方面的一些实施方式，针对该时间间隔中的至少一个时间间隔，通过用于该第二节点的断开命令来调制该断开信号。
根据本发明的第一方面或第二方面的一些实施方式，针对该时间间隔中的至少一个时间间隔，通过伪随机数据序列来调制该断开信号。
根据本发明的第一方面或第二方面的一些实施方式，针对该时间间隔中的至少一个时间间隔，该断开信号是以下中的一项：预定义干扰信号(predefined jamming signal)和随机噪声信号。
根据本发明的第一方面或第二方面的一些实施方式，监测由该第二节点进行的传输，并且基于所监测的传输来预测该第一节点的即将到来的时隙。
根据本发明的第一方面或第二方面的一些实施方式，当检测到由该第二节点进行的传输的停止时，发起该断开信号的传输。
根据本发明的第一方面或第二方面的一些实施方式，分析由该第二节点进行的传输以识别该第一节点和该第二节点之间的通信的断开，并且当识别到这种断开时，与该第二节点建立直接通信。
根据本发明的第一方面或第二方面的一些实施方式，从频带的指定列表中选择相应频带。
根据本发明的第一方面或第二方面的一些实施方式，在单个时隙期间，在由该第一节点使用的整个频率范围内传输断开信号。
根据本发明的第一方面或第二方面的一些实施方式，该第一节点以频带的已知顺序传输，并且以该已知顺序传输该断开信号。通过在该已知顺序之外的频带处传输该断开信号中的一个断开信号并且以该已知顺序继续后续的断开信号传输，来改变所传输的断开信号的顺序的相位。这种相变可在干扰传输的同时执行多次。
根据本发明的第一方面或第二方面的一些实施方式，在该第一节点的单个时隙期间，由该第一节点使用的整个频率范围受到该断开信号的干扰。
根据本发明的第一方面或第二方面的一些实施方式，该断开信号的该相应频带被选择为在由该第一节点使用的频率范围内的接续频带(successive frequency bands)。
根据本发明的第一方面或第二方面的一些实施方式，针对该时间间隔中的至少一个时间间隔，在该频带中的相应频带上并行传输至少两个断开信号。并行传输的断开信号的数量少于该频带的总数。
根据本发明的第一方面或第二方面的一些实施方式，在该第一节点的时隙期间传输该频带的第一子集，并且在该第一节点的后续时隙期间传输该频带的第二子集。
根据本发明的一些实施例的第三方面，提供了一种用于控制干扰无线时分双工通信的装置的方法。该时分双工通信在第一节点和第二节点之间，该第一节点在分配给该第一节点的时隙期间传输，该第二节点在分配给该第二节点的单独时隙期间传输。该第一节点在其时隙期间在不同的相应频带处传输。该方法包括：
使用接收器来从该第二节点接收无线传输；
基于该接收的传输来确定分配给该第一节点的时隙，并且将该确定的时隙细分成连续时间间隔；以及
指示该装置在多个该时间间隔期间传输相应断开信号，每个该断开信号用于在该多个频带中的相应一个频带上传输，其中针对该时间间隔中的至少两个时间间隔，该断开信号在不同频带上传输。
根据本发明的一些实施例的第四方面，提供了一种用于无线断开装置的控制器，该无线断开装置用于干扰无线时分双工通信链路。该时分双工通信在第一节点和第二节点之间，该第一节点在分配给该第一节点的时隙期间传输，该第二节点在分配给该第二节点的单独时隙期间传输。该第一节点在其时隙期间在不同的相应频带处传输。该装置包括：
接收器，该接收器从该第二节点接收无线传输；
信号分析器，该信号分析器：
基于该接收的传输来确定分配给该第一节点的时隙；
将该时隙细分成连续时间间隔；以及
指示该断开装置在多个该时间间隔期间传输相应断开信号，每个断开信号用于在该多个频带中的相应一个频带上传输，其中针对该时间间隔中的至少两个时间间隔，该断开信号在不同频带上传输。
根据本发明的第三方面或第四方面的一些实施方式，将用于生成该断开信号的至少一个信号参数提供给该装置。根据本发明的第三方面或第四方面的一些其他实施方式，该信号参数包括：
待传输的断开信号的类型；
用于调制到断开信号上的数据；
该时隙的持续时间；
该时间间隔的相应持续时间；
该断开信号的相应频带；
该断开信号的相应传输功率；以及
待并行传输的断开信号的数量。
根据本发明的第三方面或第四方面的一些实施方式，该装置被指示在该断开信号中的至少一个断开信号上传输用于将该第二节点与该第一节点断开的断开命令。
根据本发明的第三方面或第四方面的一些实施方式，从所接收的传输中检测到该第一节点和该第二节点之间的通信的断开，并且该装置被指示与该第二节点建立直接通信。
除非另有定义，否则本文中使用的所有技术和/或科学术语具有本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的相同含义。尽管与本文描述的那些类似或等同的方法和材料可用于本发明的实施例的实践或测试，但下面描述了示例性方法和/或材料。在冲突的情况下，以专利说明书(包括定义)为准。此外，材料、方法和示例仅是说明性的并且不旨在是限制性的。
本发明的实施例的方法和/或系统的实施方式可包括手动、自动或其组合来执行或完成所选择的任务。此外，根据本发明的方法和/或系统的实施例的实际仪器和设备，可通过硬件、通过软件、或通过固件、或通过它们的组合使用操作系统来实现几个选择的任务。
例如，根据本发明的实施例的用于执行选择的任务的硬件可被实现为芯片或电路。作为软件，根据本发明的实施例的选择的任务可被实现为由计算机使用任何合适的操作系统来执行的多个软件指令。在本发明的示例性实施例中，根据本文所述的方法和/或系统的示例性实施例的一个或更多个任务由数据处理器执行，诸如用于执行多个指令的计算平台。任选地，数据处理器包括用于存储指令和/或数据的易失性存储器和/或用于存储指令和/或数据的非易失性存储设备，例如磁硬盘和/或可移除介质。任选地，还提供网络连接。还任选地提供显示器和/或用户输入设备(诸如键盘或鼠标)。
附图的各自视图的简要描述
本文仅通过示例的方式参考附图描述了本发明的一些实施例。现在详细地具体参考附图，要强调的是，示出的细节是作为示例并且出于对本发明的实施例的说明性讨论的目的。就这一点而言，结合附图进行的描述使得可如何实践本发明的实施例对于本领域技术人员而言是显而易见的。
在附图中：
图1示出了用于干扰节点A和节点B之间的TDD通信链路的示例性场景；
图2是根据本发明的实施例的用于断开无线时分双工通信链路的方法的简化流程图；
图3A至图5示出了根据本发明的相应示例性实施例的用于干扰TDD通信链路的聚合断开信号(aggregated disconnect signal)；
图6是根据本发明的实施例的用于断开无线时分双工通信链路的断开装置的简化框图；
图7A至图7C示出了用于TDD通信链路的相应定时场景；
图8是根据本发明的实施例的用于控制断开装置的方法的简化流程图；
图9是根据本发明的实施例的用于无线断开装置的控制器的简化框图；以及
图10是根据本发明的示例性实施例的断开装置的简化框图。
本发明的具体实施例的描述
在本发明的一些实施例中，本发明涉及时分双工通信，并且更具体地但非排他地，涉及干扰时分双工通信。
TDD通信链路通常用于控制器和无人驾驶飞行器(UAV)(诸如无人机)之间的无线通信。因为上行链路通信(从控制器到UAV)相对于下行链路(从UAV到控制器)的典型的不对称性，TDD特别适合此用途。
本发明的实施例干扰两个节点之间的时分双工通信链路以便断开两个节点。目标是在对区域内的其他通信链路造成最小干扰的情况下执行此断开。
在详细解释本发明的至少一个实施例之前，应当理解，本发明的应用不一定限于在以下描述中阐述和/或在附图和/或示例中示出的部件和/或方法的构造和布置的细节。本发明能够具有其他实施例，或者能够以各种方式被实践或执行。
本发明可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可包括其上具有用于致使处理器执行本发明的方面的计算机可读程序指令的计算机可读存储介质。
计算机可读存储介质可以是有形的设备，其可保持并存储指令以供指令执行设备使用。计算机可读存储介质可以是例如但不限于电子存储设备、磁性存储设备、光学存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备、或前述的任何合适组合。计算机可读存储介质的更具体示例的非穷举列表包括以下：便携式计算机软盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦可编程只读存储器(EPROM或闪存存储器)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、存储棒、软盘、机械编码的设备(诸如打孔卡或凹槽中的其上记录有指令的凸起结构)以及前述的任何合适组合。如本文所使用的计算机可读存储介质不应被理解为是瞬时信号本身，诸如无线电波或其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输介质传播的电磁波(例如，穿过光纤电缆的光脉冲)、或通过电线传输的电信号。
本文描述的计算机可读程序指令可经由网络(例如，互联网、局域网、广域网和/或无线网络)从计算机可读存储介质下载到相应计算/处理设备或者下载到外部计算机或外部存储设备。网络可包括铜传输电缆、光传输光纤、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配器卡或网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发计算机可读程序指令以存储在相应计算/处理设备内的计算机可读存储介质中。
用于执行本发明的操作的计算机可读程序指令可以是汇编程序指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或以一种或更多种编程语言的任意组合编写的源代码或对象代码，该编程语言包括面向对象的编程语言，诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程编程语言，诸如“C”编程语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可完全在用户计算机上执行，部分在用户计算机上执行，作为独立软件包执行，部分在用户计算机上并且部分在远程计算机上执行，或完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种场景中，远程计算机可通过任何类型的网络(包括局域网(LAN)或广域网(WAN))连接到用户的计算机，或者可与外部计算机建立连接(例如，通过使用互联网服务提供商的互联网)。在一些实施例中，包括例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)的电子电路可通过利用计算机可读程序指令的状态信息以个性化电子电路来执行计算机可读程序指令，以便执行本发明的方面。
本文参考根据本发明的实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图图示和/或框图描述了本发明的各方面。将理解，流程图图示和/或框图的每个框以及流程图图示和/或框图中的框的组合可通过计算机可读程序指令来实现。
可将这些计算机可读程序指令提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器以产生机器，使得经由计算机的处理器或其他可编程数据处理装置执行的指令创建用于实现在流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作的装置。这些计算机可读程序指令也可存储在计算机可读存储介质中，其可指导计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式起作用，使得其中存储有指令的计算机可读存储介质包括制品，该制品包括实现流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作的方面的指令。
还可将计算机可读程序指令加载到计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备上，以致使要在计算机、其他可编程装置、或其他设备上执行的一系列操作步骤产生计算机实现的过程，使得在计算机、其他可编程装置或其他设备上执行的指令可实现流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作。
现在参考图1，其示出了用于干扰两个节点之间的TDD通信链路的示例性场景。节点A 110将跳频分组传输到节点B 120。节点B 120将固定频率分组传输到节点A 110。节点B120和节点A 110在不同的时间帧中传输。断开装置130传输信号，该信号由节点B 120接收并且被设计为将节点B120与节点A 110断开。通常，来自节点B 120的传输由断开装置130接收，但来自节点A110的传输未被接收并且因此不能由断开装置130分析。
为了清楚起见，本文中的描述给出了非限制性示例性实施例，其中TDD通信链路在两个节点(在本文中称为节点A和节点B)之间，并且其中期望将节点B与节点A断开。如本领域技术人员将理解的，可为具有两个以上节点的TDD通信链路实现本发明的其他实施例(例如，控制多个无人机的单个控制器或控制多个无人机的多个控制器)。
I.用于干扰TDD通信链路的方法
现在参考图2，其是根据本发明的实施例的用于断开无线时分双工通信链路的方法的简化流程图。时分双工(TDD)通信链路在第一节点(本文表示为节点A)和第二节点(本文表示为节点B)之间，该第一节点在分配给节点A的时隙期间传输，并且该第二节点在分配给节点B的单独时隙期间传输。
本文所用的术语“单独时隙”表示节点A的时隙与节点B的时隙不重叠。
节点A在多个频带处传输。在分配给它的每个时隙期间，节点A在这些频带中的相应一个频带处传输。节点A可能以固定跳频模式(即以预定的重复顺序)进行传输，或者节点A所使用的频带可能以不同的方式变化。节点B应知道或可检测节点A所使用的频带，使得节点B能够正确接收节点A的传输。
在210中，将分配给第一节点的时隙细分成连续时间间隔。下文描述了用于识别或确定节点A时隙的方法。
如本文所使用的，术语“连续时间间隔”是指时间间隔处于非重叠序列，该非重叠序列开始于时隙的开始并且结束于时隙的结束。任选地，针对节点A的时隙中的每一个，时间间隔持续时间是相同的。替代地，将一些或所有的时隙划分成时间间隔持续时间的不同序列。
在220中，在一些或全部的时间间隔期间传输相应断开信号。每个断开信号在节点A的频带中的一个上传输。在时间间隔中的至少两个时间间隔期间，断开信号在不同的频带上传输。任选地，当无法准确知道节点A的频带时，断开信号在预期由节点A使用的频带上传输。
任选地，在单个节点A时间期间，断开信号覆盖由节点A使用的整个频率范围。
任选地，从频带的指定列表中选择断开信号的相应频带。列表可包括已知将由节点A使用的频带。当节点A不在连续频率范围内而是在其总频率范围内的某些频带处传输时，该方法是有益的。
如本文所使用的，术语“聚合断开信号”是指在单个时隙中传输的整个断开信号。聚合断开信号是由在单个时隙内的相应时间间隔期间所传输的多个短断开信号构建的。针对所有节点A时隙，可能以相同的方式构建聚合断开信号，或者针对不同时隙，可能以不同的方式构建聚合断开信号。例如，在一些节点A时隙中，聚合断开信号可覆盖节点A的整个频率范围，而在其他时隙中，仅节点A的频率范围的一个或多个部分受到干扰。
任选地，在每个时间间隔中传输单个断开信号(即，单个频带上的信号)，因此传输功率集中在一个频带中。
图3A示出了示例性实施例，其中节点A传输在节点A时隙期间受到断开信号的交错传输的干扰。节点A时隙被细分为N个时间间隔。在每个时间间隔期间传输单个断开信号。如果节点A的频带(Fl-FN)覆盖连续频率范围，则聚合断开信号覆盖整个频率范围。如果Fl-FN是节点A的总频率范围的一些部分，则聚合断开信号会干扰节点A所使用的所有频带。在图3A中，在每个节点A时隙期间，以相同的顺序传输聚合断开信号的频带。
图3B示出了示例性实施例，其中节点A以不同相位但是以恒定周期发送多个分组。如图3A所示，在节点A时隙期间，节点A传输受到断开信号的交错传输的干扰。
图4示出了替代示例性实施例，其中针对不同的节点A时隙，聚合断开信号内的频带的顺序是不同的。
替代地，在至少一个时间间隔期间，并行地传输两个或更多个断开信号。图5示出了一个示例，其中在每个时间间隔期间传输不同频带处的两个断开信号。当单个节点A时隙中可用的时间间隔的数量少于节点A频带的数量时，在多个频带处的并行传输可能是有用的。为了在单个节点A时隙期间覆盖所有的节点A频带，必须在给定时间间隔中在一个以上的频带处进行传输。当可用传输功率足够高以并行地干扰多个频带时(例如，当以指示节点B在附近的高功率接收到节点B传输时)，该技术也可以是有益的。
任选地，在单个节点A时隙期间，断开信号仅干扰节点A频带的一个子集，并且在不同的节点A时隙期间干扰节点A频带的第二子集。如上所述，当单个节点A时隙中可用的时间间隔的数量少于节点A频带的数量时，这可能是有用的。当对有关节点A可在其中传输的可能频带有一些了解时，此实施例也是有用的。
可通过本领域中已知的任何方式来将相应频带分配给聚合时间信号中的时间间隔。将频带分配给相应时间间隔的实施例包括但不限于：
i)预定义顺序；
ii)根据指定规则；以及
iii)随机地。
分配可考虑附加信息，诸如关于TDD通信链路的已知信息和/或通过分析从节点B接收的传输而收集的信息。
在一些实施例中，节点A以已知的跳频模式传输。尽管节点A所使用频带的顺序是已知的，但节点A传输没有被接收，因此不知道当前正在使用哪个频带。该添加的信息可用于选择干扰信号。任选实施例包括基于已知的跳频模式传输快速变化的断开信号，使用来自列表的部分频率，以便附加地增加断开信号功率。例如，假设已知节点A的频率的顺序为F1、F2、F3、…、FN。然后，F1、F2、F3、F4和F5可在一个聚合断开信号中与第一节点A分组并行传输，并且F2、F3、F4、F5和F6可在第二聚合断开信号中与第二节点A分组并行传输。在某个时间后，如果未实现断开，则可改变下一个序列。
这样，由于实现断开需要较少断开信号，因此最终将以较高功率达到正确相位。
II.断开信号的类型
在许多TDD通信链路中，可将“断开命令”从一个节点发出到另一个节点。断开命令向接收者通知连接已终止。然后，接收节点终止其连接侧。在一些情况下，节点随后将尝试以相同或另一个定时相位重新建立其连接。通过向节点B传输承载断开命令的断开信号，可能干扰此类通信。当节点B以比节点A分组更高的信噪比(SNR)接收到断开信号时，节点B可解调断开信号而不是由节点A发送的分组。这导致节点A和节点B之间的链路被破坏。
任选地，在至少一个时间间隔期间，断开信号是数据调制载波信号。进一步任选地，该断开信号承载根据TDD通信链路协议构造的一个或更多个数据分组。
任选地，通过用于节点B的一个或多个断开命令来调制一个或更多个断开信号。断开命令是根据节点A和节点B之间的已知协议构建的。断开信号通常是短信号(shortsignal)，优选地短于TA/N(TA是节点A时隙并且N是已知频率的数量)。如果最短断开信号时间Tdis长于TA/N，则为了覆盖所有节点A频率，必须传输k＝floor(N·Tdis/TA)个并行断开信号。
在一些情况下，诸如当断开长度太长或节点A和节点B之间的协议未知时，可使用不同类型的断开信号。在这种情况下，断开是通过减小节点B对节点A信号的接收的SNR来实现的。这导致高比特误码率(BER)，从而由于奇偶校验(parity check)失败而最终将使整个分组或帧失效。
其他类型的断开信号包括但不限于：
a)噪声信号，诸如预定义噪声模式、随机噪声或高斯白噪声信号；
b)预定义干扰信号；
c)调制伪随机二进制序列，任选地使用恒定包络诸如BPSK；以及
d)被调制为恒定包络信号(诸如任何相移键控信号)的预定义二进制序列。
当节点B由于并行接收节点A的分组而无法接收来自断开信号的分组时，使用噪声或PSK断开信号是有益的。
单个时隙的聚合断开信号可表示为：
J(T)＝N(t)·cos(2πf(t)t+φ)
其中N(t)是聚合断开信号，f(t)是载波频率，并且
Figure BDA0002906098760000141
是恒定或随机相位。任选地，N(t)是以下中的一项：
i)包含用于断开的协议特定命令的M个分组的序列；以及
ii)预定义模式(诸如高斯白噪声、调制伪随机二进制序列、任何调制二进制序列、或任何预定义干扰信号)。
关于节点A的变化载波频率f(t)：
A)在其中断开信号载波频率是线性系列{f0+n·Δf}的实施例中：
Figure BDA0002906098760000151
Figure BDA0002906098760000152
Figure BDA0002906098760000153
B)在其中从列表{fn}中选择断开信号载波频率的实施例中：
Figure BDA0002906098760000154
如图4所示，针对不同时隙中的传输，聚合断开信号内的频率的顺序可不同。
III.断开装置
现在参考图6，其是根据本发明的实施例的用于断开无线时分双工通信链路的断开装置的简化框图。如上所述，TDD通信链路在节点A与节点B之间，该节点A在分配给它的时隙期间在不同的相应频率处传输，并且该节点B在其时隙期间在固定频率处传输。
断开装置600包括信号发生器610和无线发射器620。
通过将分配给第一节点的时隙细分成连续时间间隔并为多个时间间隔生成相应断开信号，信号发生器610为每个节点A时隙生成聚合断开信号。每个断开信号占用节点A频带中相应的一个频带，其中在至少两个时间间隔期间，断开信号占用不同的频带。
为了干扰节点A和节点B之间的通信，在相应节点A时隙期间，由信号发生器610生成的聚合断开信号由发射器620与节点A传输并行地传输。
如技术人员将理解的，信号发生器610可用于生成本文描述的任何断开信号并且聚合断开信号，如特定实施例所要求的。例如，在一些实施例中，在单个时间间隔期间传输一个以上的断开信号(在不同的相应频带处)。
任选地，针对时间间隔中的至少一个，断开信号是相应频带中的载波频率，其中载波信号通过以下中的一项进行调制：
a)第二节点的断开命令(或断开命令的几个选项之一，如果存在几个选项的话)；
b)噪声信号，诸如预定义噪声模式、随机噪声或高斯白噪声信号；
c)预定义干扰信号；
d)伪随机二进制序列，任选地使用恒定包络，诸如BPSK；以及
e)预定义二进制序列(被调制为恒定包络信号，例如任何相移键控信号)。
任选地，在给定的时隙期间，信号发生器610从节点A所使用的已知频带的列表中选择断开信号的相应频带。替代地或附加地，在给定的时隙期间，信号发生器610将断开信号的相应频带选择为节点A所使用的频率范围内的接续频带。
任选地，在单个节点A时隙期间，节点A所使用的整个频率范围受到断开信号的干扰。
在图6的实施例中，信号发生器610和发射器620是单个装置。在替代实施例中，信号发生器610是将聚合断开信号提供给独立发射器的附加单元。
IV.监测节点B通信
任选地，监测和分析节点B通信以便收集有关节点A和节点B之间的通信和/或TDD通信链路的参数的信息。可连续或间歇地监测和/或分析节点B传输。
可收集和分析几个节点B传输以预测即将到来的节点A时隙。预测还可基于先验知识，诸如节点A正在以固定周期传输分组，或者节点A正在以固定周期(例如，以10n msec以及以10n+4msec，它们是具有10msec周期的两个相位)传输几个分组。
通过此分析可获得的信息的类型包括但不限于：
1)识别节点A和B之间的断开。任选地，当识别到断开时，与节点B建立直接通信(例如，通过向节点B发送连接请求)；
2)识别和/或预测分配给节点A和/或节点B的时隙。了解时隙的开始和/或停止时间可实现在正确时间传输断开信号；
3)由节点A和B所使用的通信协议；以及
4)节点A和节点B时隙的管理(例如，参见图7A至图7C)。
期望在构建聚合断开信号的节点A时隙期间传输聚合断开信号。在TDD中分配时隙的许多方式在本领域中是已知的。本文提出的实施例不限于TDD通信链路进行的时隙分配的任何特定类型。
替代地或附加地，当节点B发送重新连接的请求时，将检测到节点A时隙的开始。任选地，分析节点B传输以确定TDD通信链路所使用的协议，使得可在节点B传输中识别重新连接的请求。
何时开始传输聚合断开信号的决定可能基于以下各项：
1)检测节点B传输的开始和/或结束。可收集和一起分析几个节点B传输，以便“学习”时隙模式并提前预测即将到来的节点A时隙(例如传输分组时间)。这可阻止节点A在其时隙开始传输的信号(诸如ACK响应)。
2)识别由节点B所发送的数据的传输(诸如重新连接的请求、ACK分组、断开命令等)。
3)接入方案的先验知识。
示例性实施例包括：
1)在节点B传输结束后的预定义时间传输聚合断开信号。如图7A所示，当节点B是主机并管理时间帧且节点A响应节点B时，该方法有效。
2)在预测的节点B时隙之前的预定义时间传输聚合断开信号。这种方法在图7B和7C所示的定时场景中有效。在图7B中，节点A是主机并且节点B通常在相对较短的缓冲时间后响应节点B。图7C示出了例如在创建链路时预先确定周期时间T以及时隙时间TA和TB的情况。如果已知此模式，则一旦识别出节点A或节点B时隙，就知道未来时隙的定时。
V.控制断开装置
现在参考图8，其是根据本发明的实施例的用于控制干扰无线时分双工通信的断开装置的方法的简化流程图。该控制基于通过接收和分析由节点B传输的信号而收集的信息。
在810中，从节点B接收无线传输。
在820中，基于所接收的传输来确定即将到来的节点A时隙。上面描述了用于执行该确定的任选技术(例如，通过时隙的定时的先验知识来识别节点B时隙的结束等)。
在830中，将即将到来的节点A时隙细分为连续时间间隔。
在840中，指示断开装置在820中所确定的节点A时隙期间进行传输，聚合断开信号基于分配给时隙内的时间间隔的相应频带来构建。频带分配可被设计为产生本文描述的任何一种或多种类型的聚合断开信号，如特定实施例所要求的。
任选地，到断开装置的指令包括用于生成断开信号的至少一个信号参数。用于生成断开信号的信号参数包括但不限于：
i)待传输的断开信号的类型；
ii)用于调制到断开信号上的数据；
iii)时隙的持续时间；
iv)时间间隔的相应持续时间；
v)断开信号的相应频带；
vi)断开信号的相应传输功率；以及
vii)待并行传输的断开信号的数量。
任选地，断开装置被指示为将断开命令调制到至少一个断开信号上。
任选地，方法还包括检测节点A和节点B断开(例如，TDD通信链路已成功受到干扰)。然后指示断开装置与节点B建立直接通信。任选地，通过以高功率传输与节点B相连接的请求来与节点B建立通信。
VI.用于断开装置的控制器
现在参考图9，其是根据本发明的实施例的用于无线断开装置的控制器的简化框图。控制器900包括接收器910和信号分析器920，其一起实现图8中所示的方法。
接收器910从节点B接收无线传输。信号分析器920分析所接收的信号以确定分配给节点A的即将到来的时隙并将节点A时隙细分为连续时间间隔。信号分析器920还指示断开装置应如何构建聚合断开信号以及何时应传输该信号。
任选地，接收器910在将所接收的信号提供给信号分析器920之前对其执行模拟和/或数字处理。例如，接收器910可包括模数转换器，该模数转换器将所接收的节点B信号转换成由信号分析器920分析的数字信号。
在图9的实施例中，接收器910和信号分析器920是单个装置。
在替代实施例中，信号分析器920是将聚合断开信号提供给独立发射器的附加单元。
VII.示例性断开装置
现在参考图10，其是根据本发明的示例性实施例的断开装置的简化框图。断开装置1000包括图6和图9中所示的部件。接收器1010接收由节点B传输的信号。信号分析器1020分析所接收的信号，确定即将到来的节点A时隙和/或决定应如何针对节点A时隙构建聚合断开信号。将这些指令被提供给信号发生器1030，该信号发生器1030生成聚合断开信号以供无线发射器1040传输。
信号分析器1020和信号发生器1030的组合操作可执行本文中所描述的任何分析，并生成本文所述的任何断开信号和聚合断开信号。为简便起见，所有可能实施例的完整细节都不再赘述，但其由断开装置1000涵盖。
在图10所示的实施例中，接收器1010、信号分析器1020、信号发生器1030和发射器1040形成单个装置。在替代实施例中，接收器和/或发射器是外部的。
如上所述的方法用于集成电路芯片的制造。
附图中的流程图和框图示出了根据本发明的各个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实施方式的架构、功能和操作。就这一点而言，流程图或框图中的每个框可表示模块、代码段或代码部分，其包括用于实现指定逻辑功能的一个或更多个可执行指令。还应注意，在一些替代实施方式中，框中指出的功能可不按图中指出的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能，实际上可基本上同时执行连续示出的两个框，或者有时可以相反的顺序执行这些框。还应注意，框图和/或流程图图示的每个框以及框图和/或流程图图示中的框的组合可由执行指定功能或动作的基于专用硬件的系统来实现，或由专用硬件和计算机指令的组合实现。
已经出于说明的目的给出了对本发明的各种实施例的描述，但这些描述并不旨在是穷举性的或限于所公开的实施例。在不脱离所描述的实施例的范围和精神的情况下，许多修改和变型对于本领域普通技术人员将是显而易见的。选择本文使用的术语以最好地解释实施例的原理、实际应用或对市场上存在的技术的技术改进，或者使得本领域的其他普通技术人员能够理解本文公开的实施例。
可预期，在本申请的专利寿命到期期间，将开发许多相关的TDD通信链路、通信协议和通过TDD通信链路进行通信的节点，并且术语TDD、TDD通信链路、协议和节点的范围旨在先验地包括所有此类新技术。
术语“包括(comprises)”、“包含(comprising)”、“包括(includes)”、“包含(including)”、“具有”及其共轭词(conjugates)表示“包括但不限于”。
术语“由……组成”是指“包括并限于”。
术语“实质上由……组成”是指该组合物、方法或结构可包括附加成分、步骤和/或部分，但前提是附加成分、步骤和/或部分不会实质性改变所要求保护的组合物、方法或结构的基本和新颖特性。
如本文所使用，单数形式“一个(a)”、“一种(an)”和“该(the)”包括复数引用，除非上下文另外明确指出。例如，术语“一种化合物”或“至少一种化合物”可包括多种化合物，包括其混合物。
在整个申请中，本发明的各种实施例可能以范围格式呈现。应当理解，以范围格式的描述仅是为了方便和简洁，而不应被解释为对本发明范围的不灵活限制。因此，应将范围的描述视为已具体公开了所有可能的子范围以及该范围内的各个数值。例如，对诸如从1到6的范围的描述应视为已具体公开了诸如从1到3、从1到4、从1到6、从2到4、从2到6、从3到6等的子范围，以及该范围内的单个数字，例如1、2、3、4、6和6。无论范围的广度如何，这都适用。
每当在本文中指示数值范围时，其意在包括在指示范围内的任何引用数字(分数或整数)。短语“在第一指示数字和第二指示数字之间变化”和“从第一指示数字变化到第二指示数字”在本文中可互换使用，并且旨在包括第一指示数字和第二指示数字以及其间的所有分数和整数。
应当理解，为清楚起见，在单独实施例的上下文中描述的本发明的某些特征也可在单个实施例中组合提供。相反，为简洁起见，在单个实施例的上下文中描述的本发明的各种特征也可单独地或以任何合适的子组合或在本发明的任何其他所述实施例中合适地提供。在各种实施例的上下文中描述的某些特征不应被认为是那些实施例的必要特征，除非该实施例没有那些要素就不能操作。
尽管已经结合本发明的特定实施例描述了本发明，但显然的是，许多替代、修改和变型对于本领域技术人员将是显而易见的。因此，旨在涵盖落入所附权利要求的精神和广泛范围内的所有此类替代、修改和变型。
本说明书中提及的所有出版物、专利和专利申请都通过引用整体并入本文说明书，其程度与好像每个单独的出版物、专利或专利申请被具体地和单独地指示以通过引用并入本文的程度相同。此外，在本申请中对任何参考文献的引用或标识均不应解释为承认该参考文献可用作本发明的现有技术。就使用的章节标题而言，不应将其解释为必然的限制。
此外，本申请的任何优先权文件在此以其整体通过引用方式并入本文。

Claims (28)

1.一种用于断开无线时分双工通信链路的方法，所述时分双工通信链路在第一节点和第二节点之间，所述第一节点在分配给所述第一节点的时隙期间传输，所述第二节点在分配给所述第二节点的单独时隙期间传输，所述第一节点在分配给所述第一节点的每个所述时隙期间在多个频带中的相应一个频带处传输，所述方法包括：
将分配给所述第一节点的时隙细分成连续时间间隔；
在多个所述时间间隔期间使用发射器来传输相应的断开信号，每个所述断开信号在所述多个频带中的相应一个频带上传输，其中针对所述时间间隔中的至少两个时间间隔，所述断开信号在不同频带上传输。
2.根据权利要求1所述的方法，其中针对所述时间间隔中的至少一个时间间隔，对所述断开信号进行数据调制。
3.根据权利要求1所述的方法，其中针对所述时间间隔中的至少一个时间间隔，通过用于所述第二节点的断开命令来调制所述断开信号。
4.根据权利要求1所述的方法，其中针对所述时间间隔中的至少一个时间间隔，通过伪随机数据序列来调制所述断开信号。
5.根据权利要求1所述的方法，其中针对所述时间间隔中的至少一个时间间隔，所述断开信号包括以下中的一项：
预定义干扰信号；以及
随机噪声信号。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括：
监测由所述第二节点进行的传输；以及
基于所述监测的传输来预测所述第一节点的即将到来的时隙。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括当检测到由所述第二节点进行的传输停止时，发起所述断开信号的所述传输。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括：
分析由所述第二节点进行的传输以识别所述第一节点和所述第二节点之间的通信的断开；以及
当识别到所述断开时，与所述第二节点建立直接通信。
9.根据权利要求1所述的方法，还包括从频带的指定列表中选择所述相应频带。
10.根据权利要求1所述的方法，其中在单个时隙期间，在由所述第一节点使用的整个频率范围上传输断开信号。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一节点以所述频带的已知顺序进行传输，还包括：
以所述已知顺序传输所述断开信号；以及
通过在所述已知顺序之外的频带处传输所述断开信号中的一个断开信号并且以所述已知顺序继续后续的断开信号传输，来改变所传输的断开信号的所述顺序的相位。
12.根据权利要求1所述的方法，其中在所述第一节点的单个时隙期间，由所述第一节点使用的整个频率范围受到所述断开信号的干扰。
13.根据权利要求1所述的方法，还包括针对所述时间间隔中的至少一个时间间隔，在所述频带中的相应一个频带上并行传输至少两个断开信号，其中并行传输的断开信号的数量少于所述频带的总数。
14.根据权利要求1所述的方法，还包括在所述第一节点的所述时隙期间传输所述频带的第一子集，并且在所述第一节点的后续时隙期间传输所述频带的第二子集。
15.一种用于控制干扰无线时分双工通信的装置的方法，所述时分双工通信在第一节点和第二节点之间，所述第一节点在分配给所述第一节点的时隙期间传输，所述第二节点在分配给所述第二节点的单独时隙期间传输，所述第一节点在分配给所述第一节点的每个所述时隙期间在多个频带中的相应一个频带处传输，所述方法包括：
使用接收器从所述第二节点接收无线传输；
基于所述接收的传输来确定分配给所述第一节点的时隙，并且将所述确定的时隙细分成连续时间间隔；以及
指示所述装置在多个所述时间间隔期间传输相应的断开信号，每个所述断开信号用于在所述多个频带中的相应一个频带上传输，其中针对所述时间间隔中的至少两个时间间隔，所述断开信号在不同频带上传输。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括向所述装置提供至少一个信号参数以用于生成所述断开信号。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述至少一个信号参数包括：
待传输的断开信号的类型；
用于调制到断开信号上的数据；
所述时隙的持续时间；
所述时间间隔的相应持续时间；
所述断开信号的所述相应频带；
所述断开信号的相应传输功率；以及
待并行传输的断开信号的数量。
18.根据权利要求15所述的方法，其中所述指示包括指示所述装置在所述断开信号中的至少一个断开信号上传输用于将所述第二节点与所述第一节点断开的断开命令。
19.根据权利要求15所述的方法，还包括：
从所述接收的传输中检测所述第一节点和所述第二节点之间的通信的断开；以及
指示所述装置与所述第二节点建立直接通信。
20.一种用于断开无线时分双工通信链路的装置，所述时分双工通信链路在第一节点和第二节点之间，所述第一节点在分配给所述第一节点的时隙期间传输，所述第二节点在分配给所述第二节点的单独时隙期间传输，所述第一节点在分配给所述第一节点的每个所述时隙期间在多个频带中的相应一个频带处传输，所述装置包括：
信号发生器，所述信号发生器适于：
将分配给所述第一节点的时隙细分成连续时间间隔；以及
针对多个所述时间间隔生成相应的断开信号，每个所述断开信号占据所述多个频带中的相应一个频带，其中针对所述时间间隔中的至少两个时间间隔，所述断开信号占据不同频带；以及
无线发射器，所述无线发射器与所述信号发生器相关联，适于以所述相应时间间隔传输所述断开信号。
21.根据权利要求20所述的装置，其中针对所述时间间隔中的至少一个时间间隔，所述断开信号通过以下中的一项来调制：
用于所述第二节点的断开命令；
伪随机数据序列；
预定义干扰序列；以及
噪声信号。
22.根据权利要求20所述的装置，其中所述信号发生器还适于从频带的指定列表中选择所述断开信号的所述相应频带。
23.根据权利要求20所述的装置，其中所述信号发生器还适于选择所述断开信号的所述相应频带作为在由所述第一节点使用的频率范围内的接续频带。
24.根据权利要求20所述的装置，其中在所述第一节点的单个时隙期间，由所述第一节点使用的整个频率范围受到所述断开信号的干扰。
25.一种用于无线断开装置的控制器，所述断开装置用于干扰在第一节点和第二节点之间的无线时分双工通信链路，所述第一节点在分配给所述第一节点的时隙期间传输，所述第二节点在分配给所述第二节点的单独时隙期间传输，所述第一节点在分配给所述第一节点的每个所述时隙期间在多个频带中的相应一个频带处传输，所述控制器包括：
接收器，所述接收器适于从所述第二节点接收无线传输；
信号分析器，所述信号分析器与所述接收器相关联，适于：
基于所述接收的传输来确定分配给所述第一节点的时隙；
将所述时隙细分成连续时间间隔；以及
指示所述断开装置在多个所述时间间隔期间传输相应的断开信号，每个所述断开信号用于在所述多个频带中的相应一个频带上传输，其中针对所述时间间隔中的至少两个时间间隔，所述断开信号在不同频带上传输。
26.根据权利要求25所述的控制器，还适于指示所述断开装置在所述断开信号中的至少一个断开信号上传输用于将所述第二节点与所述第一节点断开的断开信号。
27.根据权利要求25所述的控制器，还适于向所述断开装置提供至少一个信号参数以用于生成所述断开信号，所述至少一个信号参数包括：
待传输的断开信号的类型；
用于调制到断开信号上的数据；
所述时隙的持续时间；
所述时间间隔的相应持续时间；
所述断开信号的所述相应频带；以及
所述断开信号的相应传输功率。
28.根据权利要求25所述的控制器，其中所述信号分析器还适于：
从所述接收的传输中检测所述第一节点和所述第二节点之间的通信的断开；以及
指示所述断开装置与所述第二节点建立直接通信。
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