用于在fdd、tdd和mimo通信中執(zhí)行jrnso的方法和設備的制作方法

文檔序號：7938283閱讀：513來源：國知局

專利名稱：用于在fdd、tdd和mimo通信中執(zhí)行jrnso的方法和設備的制作方法
技術領域：
本申請涉及無線通信。
背景技術：
加密理論的發(fā)展展示了如何在假設潛在攻擊者/竊聽者沒有顯著共享相同的隨機性來源的情況下從聯(lián)合隨機性中產(chǎn)生信息理論保密性。由于無線通信媒介的特性，這些發(fā)展非常適合在無線通信系統(tǒng)的保密性生成處理中使用。
為了秘密地進行通信，可以使用信息理論安全性來防止攻擊實體發(fā)現(xiàn)兩個終端之間的通信。大多數(shù)無線信道都具有不斷變化的物理屬性，該屬性在終端的信道觀測方面提供了大量隨機性。這種隨機性被稱為獨占式聯(lián)合隨機性(JRNSO)，并且它是美國專利申請11/339,958的主題。
在現(xiàn)有技術中，JRNSO通常依賴于兩個終端觀察基本相同的信道脈沖響應(CIR)，這種狀況是只有一個接收信道的時分雙工(TDD)所固有的狀況。但是，很多通信系統(tǒng)使用的是頻分雙工(FDD)，其中兩個終端通常會因為每個方向上的信號傳輸處于顯著不同的信道頻率而沒有觀察到基本相同的信道脈沖響應。更進一步，在TDD應用中，基于JRNSO的加密必須更為健壯，并且需要將JRNSO擴展到無法自然產(chǎn)生足夠JRNSO信息的環(huán)境中。出現(xiàn)這種情況有可能因為信道不如應用所需要的那樣接近于真實的互反性。這些技術適用于單輸入單輸出(SISO)和單輸入多輸出(SIMO)系統(tǒng)。最終，存在將JRNSO擴展到使用了多輸入多輸出(MIMO)和多輸出單輸出 (MISO)天線陣列的更復雜的通信系統(tǒng)中的需要。

發(fā)明內容
本發(fā)明公開的是用于確定JRNSO的方法和設備。在一個實施方式中，
JRNSO是在FDD中使用基帶信號回環(huán)以及私有導頻確定的。在另一個實施方式中，JRNSO是在TDD中使用基帶信號回環(huán)以及私有導頻、私有增益函數(shù)與可選的卡爾曼濾波處理或類似的時間定向處理的組合來確定的。在一個示例中，F(xiàn)DD和TDD JRNSO實施方式是在SISO和SIMO通信步驟中執(zhí)行的。在其他示例中，F(xiàn)DD和TDD實施方式是在MIMO通信中實施的。JRNSO是通過將MIMO和MISO通信降至SISO或SIMO通信來確定的。在其他實施方式中，信道測量信令限制是通過使用諸如行列式之類的矩陣乘積的對稱屬性來移除的。

從以下描述中可以更詳細地理解本發(fā)明，這些描述是以實例的方式給出
的并且可以結合附圖加以理解，其中
圖1顯示的是被配置成使用JRNSO的無線通信系統(tǒng)的框圖示例；
圖2顯示的是在FDD中使用了回環(huán)方法和公共導頻的JRNSO過程示
例；
圖3顯示的是在FDD中使用了回環(huán)方法和私有導頻的JRNSO過程示
例；
圖4顯示的是在FDD中作為時間函數(shù)的JRNSO信號處理示例；圖5顯示的是FDD中的JRNSO信道修改處理示例；圖6顯示的是在FDD中作為時間函數(shù)的JRNSO信道修改處理示例；圖7顯示的是在FDD中作為時間函數(shù)的JRNSO信道使用示例；圖8顯示的是在FDD中作為時間函數(shù)且使用了簡化假設的JRNSO信道使用示例；
8圖9顯示的是在FDD中使用了回環(huán)信號隨機時間定位的JRNSO信號處理示例；
圖IO顯示的是信噪比與差錯率的關系的示例；
圖11顯示的是在TDD中使用了具有公共導頻的回環(huán)方法以及私有增
益函數(shù)的JRNSO過程的示例；
圖12顯示的是在TDD中作為時間函數(shù)的JRNSO信號處理示例；
圖13顯示的是在TDD中使用了類似于配對的傳輸?shù)腏RNSO信號處理
示例；
圖14顯示的是在TDD中處于導頻周期的JRNSO信號處理示例；
圖15顯示的是在TDD中處于數(shù)據(jù)周期的JRNSO信號處理示例；
圖16顯示的是卡爾曼濾波器的一個示例；
圖17顯示的是卡爾曼濾波定向處理的示例；
圖18顯示的是MIMO中的JRNSO信號處理示例；
圖19顯示的是MIMO中的JRNSO信號處理示例；
圖20顯示的是MIMO中的可導出信道乘積的示例；
圖21顯示的是作為時間函數(shù)的JRNSO測量示例；
圖22顯示的是在MIMO中使用了具有公共導頻的回環(huán)方法和私有增益函數(shù)的JRNSO過程的示例；
圖23顯示的是在FDD中使用方陣傳輸?shù)目蓪С龀朔e的示例；以及圖24顯示的是在FDD對稱型MIMO中的JRNSO過程的示例。
具體實施例方式
下文引用的術語"無線發(fā)射/接收單元"包括但不局限于用戶設備(UE)、移動扎、固定或移動訂戶單元、尋呼機、蜂窩電話、個人數(shù)字助理(PDA)、計算機或是其他任何能在無線環(huán)境中工作的用戶設備。下文引用的術語"基站"包括但不局限于節(jié)點B、站點控制器、接入點(AP)或是其他任何能在無線環(huán)境中工作的接口設備。
圖1顯示的是被配置成使用JRNSO的無線通信系統(tǒng)100的框圖示例。該圖顯示了介于無線發(fā)射/接收單元(WTRU)之間的射頻通信信道集合105，在這里，所述無線發(fā)射/接收單元是Alice (艾麗斯)110和Bob (鮑勃)120。Eve (伊夫)130是一個可以監(jiān)視Alice 110與Bob 120之間的RF通信信道集合105的攻擊實體。假設Alice 110和Bob 120是兩個無線終端，這兩個通信彼此在無線環(huán)境中以相同的頻率進行通信。由于信道互反性，如果這兩個終端在大致相同的時間觀測其相互的信道105，那么它們的觀測結果彼此會非常接近。第三終端Eve 130被顯示成位于離開Alice 110和Bob 120 —個波長以上的地方，并且Eve 130得到的信道觀測結果幾乎必然獨立于Alice110和Bob 120得到的特定于信道的觀測結果。
因此，Alice 110和Bob 120可以根據(jù)其信道觀測結果而在其間產(chǎn)生公共密鑰。在產(chǎn)生這種密鑰的過程中，Alice 110和Bob 120有可能需要使用如下所述的回環(huán)信令過程之一來相互通信。
圖2顯示的是由圖1系統(tǒng)執(zhí)行的JRNSO過程的示例。在本示例中，回環(huán)方法是在頻分雙工(FDD)模式中通過使用公共導頻來運用的。實線指示的是Alice 110的回環(huán)處理。虛線指示的則是Bob 120的回環(huán)處理。
Alice 110通過在信道GAB205上向Bob 120傳送公共導頻p 200來發(fā)起她的回環(huán)處理，由此創(chuàng)建合成(resulting)信號Gabp210。 Bob 120接收這個信號Gabp210，并且將這個信號變換到基帶。在其他方面，Bobl20不會對該信號進行處理。經(jīng)由具有不同頻率的信道GBA230， Bob 120將這個信號回送到Alice 110，由此創(chuàng)建合成信號GBAGABp 235。 Alice 110在240接收這個回壞信號GbaGabP，從而完成其回環(huán)處理。
Bob 120通過在信道GBA 230上向Alice 110傳送公共導頻p 245來發(fā)起他的回環(huán)處理，由此創(chuàng)建合成信號GBAp 250。 Alice 110接收這個信號GBAp 250，并且將這個信號變換到基帶。在其他方面，Alice IIO不會對該信號進行處理。經(jīng)由具有不同頻率的信道GAB 205， Alice 110將這個信號回送到Bob 120，由此創(chuàng)建合成信號GABGBAp 235。在265， Bob 120接收這個回環(huán)信號 GABGBAp260，從而完成其回環(huán)處理。
在通信過程中，Eve 130有可能在信道GBE 270上監(jiān)視Bob 120傳送的信號，由此允許Eve 130觀測合成信號GBEGABp 280和GBEp 290。雖然在圖2 中沒有描述，但是Eve 130還可以在信道GAE上監(jiān)視Alice 110傳送的信號，由此允許Eve 130觀測合成信號GAEp和GAEGBAp。
在完成了用于Alice 110和Bob 120的回環(huán)處理時，Alice 110在240觀測了 GBAGABp 235和GBAp250;并且Bob 120在265觀測了 GABp 210和 GABGBAp 260。 Alice 110通過對她接收的兩個信號進行處理來確定GBA和 GAB。同樣，Bob 120通過處理他接收的兩個信號來確定Gab和Gba。 Eve 130 觀測了GBEp、 GBEGABp、 GAEp以及GaeGbaP。 Eve 130知道公共導頻，由此她可以確定GBE、 GBEGAB、 Gae和GaeGba。如果有這四個信號，那么Eve 130
可以執(zhí)行更進一步的計算并確定GAB和GBA。這表明，在使用公共導頻時，
雖然在Alice 110與Bob 120之間可以通過基本的FDD方式來實現(xiàn)信道信息共享，但是這種實施方式當使用公共導頻時是不能防范Eve 130的侵害的。
圖3是由圖1系統(tǒng)執(zhí)行且不會遭受Eve 130侵害的JRNSO過程的一個示例。在本示例中，回環(huán)方法是在頻分雙工(FDD)模式中通過使用僅僅為相應的初始發(fā)送方Alice 110或Bob 120所知的私有導頻來運用的。雖然首先論述的是Alice 110的回環(huán)周期，但在Alice和Bob同時發(fā)起其相應的回環(huán)周期時，JRNSO處理將是最有效的。
Alice 110通過在信道GAB205上向Bob 120傳送私有導頻pA300來發(fā)起她的回環(huán)處理，由此創(chuàng)建合成信號GABPA310。 Bobl20接收信號GABPA310，并且將這個信號變換到基帶。在其他方面，Bob 120不會對該信號進行處理或者嘗試使用該信號。在具有不同頻率的信道Gba 230上，Bob 120將這個信號回送到Alice 110，由此創(chuàng)建合成信號GBAGABPA320。在335， Alice 110 接收這個回環(huán)信號GBAGABpA，并且完成其回環(huán)處理。
與Alice幾乎在同一時間，Bob 120通過在信道GBA 235上向Alice 110 傳送私有導頻pB 340來發(fā)起他的回環(huán)處理，由此創(chuàng)建合成信號GBApB 345。在335， Alice 110接收信號GBApB 345，并且將這個信號變換到基帶。在其他方面，Alice 110不會對該信號進行處理或者嘗試使用該信號。在具有不同頻率的信道GAB 205上，Alice 110將信號GBApB 345回送到Bob 120，由此創(chuàng)建合成信號GABGBApB 350。在355，Bob 120接收這個回環(huán)信號GABGBApB ，并且完成其回環(huán)處理。
應該指出的是，雖然從一般角度來說，Alice 110和Bob 120沒有必要同時執(zhí)行其測量，但是這種處理從最有可能結合相關信道效果來執(zhí)行信號測量的角度上講是可取的。
在Alice 110與Bob 120進行通信的過程中，Eve 130可以在信道GAE360 上監(jiān)視Alice 110傳送的信號，并且在信道GBE 270上監(jiān)視Bob 120傳送的信號。如果Eve 130監(jiān)視Alice 110的傳輸，那么Eve 130將會觀測到信號GAEpA 370和GAEGBApB 389。如果Eve 130監(jiān)視的是Bob 120的傳輸，那么Eve將會觀測到信號GBEpB 385和GBEGABpA 380。
在完成了用于Alice 110和Bob 120的回環(huán)處理之后，在335， Alice 110 觀測到了 GBAGABpA 320和GBApB 345;并且在355， Bob 120觀測到了 GABpA 310和GabGbaPb 350。但是，由于Alice不知道pB，因此她不能處理gbapb 345。同樣，Bob不能確定GABPA315，因為Alice 110和Bob 120分別知道他們使用的私有導頻，因此Alice 110可以計算信道矩陣乘積GBAGAB 391，并且Bob 120可以計算信道矩陣乘積GABGBA 393。在本示例中，Alice 110和Bob 120
12使用的是單輸入單輸出(SISO)信令，由此，信道矩陣的秩(rank)是1。因此，信道矩陣將會退化到單個值，并且是可交換的(例如，GABGBA 393=GBAGAB391)。然后，Alice 110和Bob 120可以確定基本相同的CIR。
由于本示例中的導頻所具有的私有特性，Eve 130不能從私有導頻固有的設置中分離出信道引入的縮放、偏移和旋轉效果。從方程式的角度來看，導頻是不能從信道矩陣中分離出來的。因此，Eve 130無法摘定GbaGab391。
圖4是關于圖3所述的信令處理的信道使用時間限制的一個示例。在本示例中，Alice 110和Bob 120在JRNSO確定時段中使用了私有導頻，并且在數(shù)據(jù)傳輸時段中使用了公共導頻。在這里存在兩個信道，即處于某個頻率的Alice-Bob信道GAB 405，以及處于不同頻率的Bob-Alice信道GBA 410。數(shù)據(jù)傳輸時段是在420描述的。JRNSO確定時段是在425描述的。時間延遲(、delay)是在430描述并在數(shù)據(jù)時段420與JRNSO時段tHRNSO 425之間發(fā)生的。在數(shù)據(jù)傳輸時段420中，Alice 110和Bob 120將會使用公共導頻 p。私有導頻PA僅僅為Alice 110所知，其中Alice 110會在JRNSO時段425 中傳送所述導頻，以便發(fā)起她的回環(huán)處理。私有導頻PB僅僅為Bob 120所知，并且Bob 120會在JRNSO時段425中傳送該導頻，以便發(fā)起他的回環(huán)處理。
在圖4的示例中，信道變換被顯示成是一個時間函數(shù)。時間t從左向右遞增。首先，在這里存在一個數(shù)據(jù)時段420。然后，在Alice 110和Bob 120 切換到JRNSO模式時存在一個時間延遲tc一delay 430。然后，Alice 110和 Bob 120啟動JRNSO處理。Alice 110通過在信道Gab上向Bob 120發(fā)送私有導頻PA來發(fā)起她的回環(huán)處理，由此產(chǎn)生信號GAB(tj)pA 435。 Bobl20則將該信號變換到基帶，但在其他方面則不對該信號進行處理。Bob 120將返回的信號回送到Alice 110。 Alice 110則接收和處理該回環(huán)信號。
在Alice IIO發(fā)起她的回環(huán)處理的同時，Bob 120通過在信道GBA上向 Alice llO發(fā)送私有導頻pB來發(fā)起他的回環(huán)處理，由此產(chǎn)生信號GBA(tj)pB 445。Alice 110將這個信號變換到基帶，但在其他方面則不對該信號進行處理。 Alice 110將返回的信號回送到Bob 120。然后，Bob 120接收并處理該回環(huán)信號。
當JRNSO確定時段結束時，在Alice 110和Bob 120切換到非JRNSO 模式時將會存在一個時間延遲430。
如圖4的示例所示，為了確保防范Eve 130的安全性，數(shù)據(jù)時段與JRNSO
時段之間的時間延遲將會超出信道tGAB和tGBA的最大相干時間，其中
tc—delay>max(tGAB，tGBA)。如圖4示例進一步顯示的那樣，JRNSO時段小于任一信道的最小相干時間，其中t應so〈 min(tGAB，tGBA)。為了防止Eve 130 從數(shù)據(jù)時段中確定在JRNSO時段中存在的基本相同的信道參數(shù)，延遲 tc—delay是必需的。為了假設Alice 110和Bob 120在測量時段中測量基本相
同的信道效應，最大觀測時間tj^so是必需的。
對于某些應用、例如電子郵件、文件傳輸、被緩存的流音頻或視頻來說，它們能夠容忍很長的tc—delay。而對于其他應用、例如音頻轉換來說，這些應用則不能容忍很長的tc一delay，并且有必要減小tc_delay。此外，tc—delay 還會影響無線電信道的總體使用率。由此，較為理想的是通過減小其持續(xù)時間來提高用于數(shù)據(jù)傳輸和JRNSO的信道使用率。
在一個實施方式中，tc—delay 430是通過在數(shù)據(jù)時段中使用特定的導頻星座減小的。導頻星座是JRNSO判定函數(shù)，該星座為Alice 110和Bob 120 所知，但卻不為Eve 130所知。因此，比Eve 130知道更多的Alice 110和 Bob 120可以計算信道變換。但是，Eve 130則只能在其將所有四個數(shù)據(jù)流全都同步到同一時刻才能計算信道變換。
在另一個實施方式中，tc—delay 430是通過修改數(shù)據(jù)時段與JRNSO時段之間的信道變換來減小的。圖5是由圖1系統(tǒng)執(zhí)行的JRNSO過程的一個示例，并且在這里顯示的是處于FDD模式的一般的總體信道修改系統(tǒng)。在本示例中，Alice 110、 Bob 120以及Eve 130之間的信道變換將會修改，以使 JRNSO時段中的信道變換不同于數(shù)據(jù)時段中的信道變換。
GAB、 GBA、 GAE、 Gbe是正常條件下在Alice 110、 Bob 120禾卩Eve 130之間進行的信道變換。
Jab、 Jba、 Jae、 Jbe是在JRNSO時段中在Alice 110、 Bob 120和Eve 130 之間進行的信道變換。
DAB、 DBA、 DAE、 Dbe是在數(shù)據(jù)吋段中在Alice 110、 Bob 120和Eve 130 之間進行的信道變換。
在500處描述了通用形式的信道變換的一個示例，其中合成信道矩陣是 GXYGxPx。在503處描述了處于數(shù)據(jù)時段的信道變換的一個示例，其中合成矩陣GXYDxp=DXYp。在506處描述了處于JRNSO時段的信道變換的一個示例，其中信道矩降是GxyJxP^JxyPx。
在本示例中，Alice 110和Bob 120在每次傳送信號時都會應用各自函數(shù) G八和Gb。
Ga是Alice IIO應用的任何函數(shù)，該函數(shù)通過修改信道變換而使JRNSO
時段中的信道變換不同于數(shù)據(jù)時段中的信道變換。
Gs是Bob 120應用的任何函數(shù)，該函數(shù)通過修改信道變換而使JRNSO
時段中的信道變換不同于數(shù)據(jù)時段中的信道變換。
GA=JA1=Alice在JRNSO時段中在其自身回環(huán)處理中應用的函數(shù)。 GA=JA2=Alice在JRNSO時段中在Bob的回環(huán)處理中應用的函數(shù)。 G^jb產(chǎn)Bob在JRNSO時段中在其自身回環(huán)處理中應用的函數(shù)。 GB=JB2=Bob在JRNSO時段中在Alice的回環(huán)處理中應用的函數(shù)。 GA=DA=Alice在數(shù)據(jù)時段中應用的函數(shù)。 GB=DB=Bob在數(shù)據(jù)時段中應用的函數(shù)。
Alice 110通過將函數(shù)GA 509應用于私有導頻pA 512以及在信道GAB 205
15上將信號Pa 515發(fā)送到Bob 120來發(fā)起她的回環(huán)處理，由此創(chuàng)建合成信號 GABpA518。 Bob 120接收信號GabPa 518并且將這個信號變換到基帶。Bob 將函數(shù)GB 512應用于所述信號，并且在具有不同頻率的信道GBA230上將信號GABpA 524回送到Alice 110，由此創(chuàng)建信號GBAGABpA 527。 Alice 110接收回環(huán)信號GBAGABpA 527，由此完成她的JRNSO回環(huán)處理。
Bob 120在其將函數(shù)Gb 521應用于私有導頻pB 530的時候發(fā)起其回環(huán)處理，并且經(jīng)由信道GBA 230來向Alice 110發(fā)送信號，由此創(chuàng)建合成信號GBApB 533。 Alice 110接收信號GbaPb 533，并且將這個信號變換到基帶。Alice 110 皮用函數(shù)Ga 509，并且將信號gbapb536經(jīng)由具有不同頻率的信道gab 205 回送到Bob 120，由此創(chuàng)建合成信號gabgbapb 539。 Bob 120接收回環(huán)信號 GABGBAp,從而完成他的回環(huán)處理。
在完成了 Alice 110和Bob 120的回環(huán)處理之后，Alice 110觀測到了 GBAGABpA 527和GBApB 533;并且Bob 120觀測到了 GABpA 518和GABGBApB 539。雖然Eve 130在數(shù)據(jù)時段和JRNSO時段觀測到了不同的值，但是函數(shù) Ga和GB的效果是不能從總的信道變換中看到的。因此，知道私有導頻的 Alice 110和Bob 120能夠計算其信道變換。但是，Eve 130只有在她將四個采樣流全都同步到相同的相應時刻才能計算信道變換。在使用不同的信道修改變換的情況下，Eve 130無法觀測到數(shù)據(jù)和JRNSO信令時段中的相同信道波動。因此，即使實際信道在這兩個時段中沒有顯著偏離，Eve 130也無法確定與Alice 110和Bob 120相同的信道信息。Eve 130可以通過同步來自不同測量結果的實際采樣，并且在以統(tǒng)計方式確定信道效應矩陣之前，處理這些測量結果來移除私有增益函數(shù)的效果，從而繞過這種方法。
在圖5的信道修改示例中，函數(shù)ga和gb既可以在放大之前應用，也可以在放大期間應用，還可以在放大之后應用。
圖6顯示的是時間函數(shù)圖示的示例，其中tc—delay由于圖5中的信道修改處理而被最小化。在這里描述了數(shù)據(jù)時段600，在該時段中，Alice IIO和 Bob 120使用公共導頻p605來傳送信號。在這里還描述了 JRNSO時段610，在該時段中，Alice 110和Bob 120使用私有導頻615來傳送信號。數(shù)據(jù)時段與JRNSO時段之間的延遲是在620描述的，其中該延遲有可能是因為信道轉換、同步或設置造成的。JRNSO時段短于任一信道的最小信道相干時間 625。
圖7顯示的是圖5中的信道修改處理的示例，其中信道狀況和私有導頻是根據(jù)所述時段究竟是JRNSO時段還是數(shù)據(jù)時段而改變的。在這里描述了兩個信道處于一個頻率的Alice-Bob信道700，以及處于另一個頻率的 Bob-Alice信道705。在這里存在一個JRNSO時段(k) 710。在JRNSO時段 (k) 710之前有一個數(shù)據(jù)時段(k-1) 715。此外，在JRNSO時段(k) 710 之后還會出現(xiàn)一個數(shù)據(jù)時段(k+1) 720。
在在先數(shù)據(jù)時段(k-1) 715中，Alice 110和Bob 120分別傳送信號 DAB(k-l)p 740和DBA(k-l)p 745，其中p是私有導頻。在JRNSO時段(k) 710 中，Alice 110傳送信號JAB(k)pA(k) 750和JAB(k)JBA(k)pB(k)755，并且Bob 120 傳送信號JBA(k)pB(k) 760以及JBA(k)JAB(k)pA(k) 765，其中Pa和Pb分別是只有Alice 110和Bob 120知道的私有導頻。在后續(xù)數(shù)據(jù)時段(k+1) 720中， Alice 110和Bob 120分別傳送信號DAB(k+l)p 770和DBA(k+l)p 775，其中p 是公共導頻。
在圖7的示例中，信道狀況是根據(jù)指定情形調整的。例如，在每一個時段中，信道值可以保持在相對恒定的等級，以便提供健壯的統(tǒng)計分析能力。作為替換，信道值可以在每一個時段內部變化，以便防止Evel30獲取的信息比Alice 110和Bob 120執(zhí)行其JRNSO確定處理所需要的信息還要多。另一個替換方案是使用基本函數(shù)來預先處理信號，或者緩解已知的信道變化。
圖8顯示的是圖5中的信令處理的示例，其中信道狀況的變化取決于所述時段是JRNSO時段還是數(shù)據(jù)時段。在本示例中，數(shù)據(jù)采樣是在統(tǒng)計分析之前處理的，并且端到端的信道變換將被設置成是理想的信道狀況恒等式。信號時作為狀況的函數(shù)來描述的，其中所述狀況是根據(jù)信道使用率而改變的；其中(k) 800是JRNSO時段805中的狀況，(k-l) 810是在JRNSO時段805之前的數(shù)據(jù)時段815中的狀況，(k+l) 818則是JRNSO時段805之后的數(shù)據(jù)時段820中的狀況。數(shù)據(jù)時段815、 820與JRNSO時段805之間的延遲是在825描述的。
在JRNSO時段805之前的數(shù)據(jù)時段815中，Alice 110和Bob 120分別傳送信號GA(k-l)p 840和GB(k-l)p 845，其中p是公共導頻。在JRNSO時段 805中，Alice 110傳送信號GA(k)pA(k) 850和GA(k)GB(k)pB(k) 855，并且Bob 120傳送信號GB(k)pB(k) 860以及GB(k)GA(k)pA(k) 865，其中Pa和Pb分別是只有Alice 110和Bob 120知道的私有導頻。在JRNSO時段805之后的數(shù)據(jù) 時段820中，Alice 110和Bob 120分別傳送信號GA(k+l)p 870和GB(k+l)p 875，其中p是公共導頻。
如果Alice 110和Bob 120始終在傳輸開始時同時傳送其私有導頻，并且信噪比是健壯的，那么老練的Eve 130有可能檢測出序列開端并且恰當?shù)?校準采樣。
圖9顯示的是圖5中的信號處理的一個示例，其中回環(huán)信號是依照隨機時間定位傳送的。在這個示例中，數(shù)據(jù)時段905與JRNSO時段910之間的邊界900是用回環(huán)函數(shù)掩蔽(mask)的。該回環(huán)函數(shù)在接收導頻的時間與傳送導頻的時間之間引入了一個隨機延遲。這個隨機延遲是通過引入假反饋數(shù) 據(jù)創(chuàng)建的，并且在這里將其稱為假調制(false modulation)。所述假調制可以在完成Alice和Bob的相應回環(huán)之前或之后引入。如果JRNSO確定時段小于任一信道的最小信道相干時間，那么雖然在理論上并不是不可能的，但是這要求Eve具有計算量更大的信道變換計算能力。
18在本示例中bA=Alice 110在完成其回環(huán)處理之前插入的假調制；aA=Alice 110在完成了其回環(huán)處理之后插入的假調制；bB=Bob 120在完成其回環(huán)處理之前插入的假調制；以及aB=Bob 120在完成其回環(huán)處理之后插入的假調制。如圖9所示，Alice 110和Bob 120可以同時發(fā)起和完成其回環(huán)處理。在一個實施方式中，Alice 110通過向Bob 120傳送信號JABpA 915來發(fā)起她的回環(huán)處理，并且Bob 120通過向Alice 110傳送信號JBApB 935來發(fā)起他的回環(huán)處理。接下來，Alice 110引入假調制bA 920，并且Bob 120引入假調制bB 940。如938所示，Alice 110和Bob 120可以在其傳送其相應的返回信號之前或之后引入假調制。接下來，Alice 110接收她的回環(huán)信號jbajabpa 925，從而完成她的回環(huán)處理，而Bob 120則接收他的回環(huán)信號JABJBApB 945，從而完成他的回環(huán)處理。在另一個實施方式中，Alice 110通過向Bob 120傳送信號JabPa915來發(fā)起她的回環(huán)處理，并且Bob 120通過向Alice 110傳送信號JBApB 935來發(fā) 起他的回環(huán)處理。接下來，Alice 110接收她的回環(huán)信號JBAJABPA 925，并且引入假調制aA 930，而Bob 120則接收他的回環(huán)信號JABJBApB 945,并且引入假調制aB950。如948所示，只有在引入了假調制aA 930和aB 950之后，回環(huán)處理才會完成。上述兩個示例可以擴展，其中Alice 110和Bob 120在JRNSO時段期間的隨機時間引入假調制，其中所述隨機時間可以是開端、末尾或是與實際測量信令相交織。如果JRNSO時段910短于信道Gab和Gba的最小相干時間，那么無法識別從真實JRNSO到數(shù)據(jù)時段邊界的假調制的Eve 130將不能同步四個數(shù)據(jù)流和校準采樣。圖10是描述信道編碼器的差錯率與信噪比對比的圖表示例，其中該信會變換成Eve 130觀測到的Alice 110或Bob 120的信道具有實際較弱的信噪比。這種處理被用于在Alice 110與Bob 120之間交換信息，并且在沒有向Eve 130揭露真實信道觀測結果的情況下合并信道觀測結果。差錯率1000 (y軸)是作為信噪比lOlO(x軸)的函數(shù)1005表示的。隨著信噪比1010的提升，差錯率1000 保持相對恒定，然后則會急劇降低1020。如所述，Alice 110和Bob 120的信噪比025在曲線1005的拐點(knee)的右邊，并且超出了位于曲線1005 的拐點的左邊的Eve 130的信噪比1030。由于差錯率會隨著信噪比的提升而降低，因此，Alice 110和Bob 120的差錯率1035明顯小于Eve 130的差錯率1040。為了確保Eve 130具有較高的差錯率，Alice 110禾口 Bob 120監(jiān)視并控制其相應的SNR狀況，其目標則是保持自身的相應SNR狀況如圖IO所示處于曲線1005的拐點。Eve 130得到的信道觀測結果可以通過將調整信道失真控制的處理或者在Alice 110和Bob 120傳送的數(shù)據(jù)流中添加噪聲的處理進行組合來控制。在信號發(fā)起過程以及回環(huán)處理過程中，在數(shù)據(jù)流中可以添加偽噪聲。Eve 130 的信道觀測結果既可以由Alice 110或Bob 120單獨控制，也可以由Alice 110 和Bobl20聯(lián)合控制，并且可以擴展到其他WTRU。如圖10所示，Eve 130 的信道觀測結果與Bob 120/Alice 110的信道觀測結果之間的輕微差別有可能導致Alice 110觀測的差錯率與Eve 130觀測的差錯率相比存在顯著差異。因此，通過輕微調整噪聲或失真等級，Alice 110和Bob 120即可確保Eve 130 具有較高的差錯率。結果，Alice 110和Bob 120可以保持通信質量，同時限制Eve 130損害安全性敏感信息的能力。圖11是由圖1系統(tǒng)執(zhí)行的JRNSO過程的一個示例。在本示例中，回環(huán) 方法是用于時分雙工(TDD)模式中使用僅僅為相應發(fā)送方Alice 110和Bob 120所知的私有導頻以及私有增益函數(shù)。JRNSO處理是在Alice 110使用私有增益函數(shù)GA 1103修改私有導頻pA 1100的時候開始的，由此將會創(chuàng)建信號GAPAl106。然后，Alice 110將在信道G 1109上將信號GaPa侍送到Bob 120，由此創(chuàng)建合成信號GGApA 1112。 Bob 120接收信號GGApA 1112，并且將這個信號變換到基帶。然后，Bob 120 使用私有增益函數(shù)1115來修改GGApA 1112，從而創(chuàng)建合成信號GBGGApA 1118。在同一信道G 1109上，Bob 120將信號GbGGaPa 1118回送到Alice 110，由此創(chuàng)建合成信號GGBGGAPA 1121。然后，Alice 110在1124接收回環(huán)信號 GGBGGApA，由此完成其在JRNSO時段中的回環(huán)處理。Bob是在其使用私有増益函數(shù)Gb 1115修改私有導頻pB 1130的時候啟動其回環(huán)處理的，由此將會創(chuàng)建信號GBpB 1133。然后，Bob 120在信道G 1109 上將信號GBpB 1133傳送到Alice 110，由此創(chuàng)建合成信號GGBpB 1136。 Alice 110接收信號GGbPb 1136，并且將這個信號變換到基帶。然后，Alice 110使用私有增益函數(shù)GA 1103來修改信號GGBpB 1136，從而創(chuàng)建合成信號 GAGGBpB 1139。 Bob 120在同一信道G 1109上將信號GAGGBpB 1139回送到 Bob 120，由此創(chuàng)建合成信號GGAGGBpB 1142。然后，Bob 120在1145接收回環(huán)信號GGAGGBpB 1145，從而完成其在JRNSO時段中的回環(huán)處理。在Alice 110與Bob 120之間的JRNSO通信過程中，Eve 130可以監(jiān)視 Alice IIO在信道Gae 1151上傳送的信號，以及Bob 120在信道GBE 1154上傳送的信號。如果Eve 130正在監(jiān)視Alice 110的傳輸，那么Eve 130將會觀測到信號GaeGaPa 1157和GBEGBGGAPAll60。如果Eve 130監(jiān)視的是Bob 120 的傳輸，那么Eve 130將會觀測到信號GBEGBpB 1163和GAEGAGGBpB 1166。在完成了 Alice 110和Bob 120的回環(huán)處理之后，Alice 110觀測到了21GGBGGApA 1121禾H GGBpB 1136;并且Bob 120觀測到了 GGApA 1112和 GGAGGBpB 1142。由于Alice 110和Bob 120分別知道其使用的私有導頻和私有增益函數(shù)，因此，Alice 110可以通過處理其回環(huán)信號GGBGGAPA 1121來確定信道矩陣GGBGGA。 Bob 120可以通過處理其回環(huán)信號GGAGGBpB 1142 來確定信道矩陣GGAGGB。在本示例中，Alice 110和Bob 120使用了單輸入單輸出(SISO)信道。該信道矩陣的秩是l，所述矩陣退化至單值，并且是可交換的@,GABGBA=GBAGAB)。通過使用信道矩陣的可交換屬性，Alice 110和Bob 120將會確定基本相同的CIR。Eve 130觀測到了 GAEGApA 1157、 GAEGAGGBpB 1166、 GBEGBGGApA 1160 以及GbeGbPb1163。但是，由于本示例中的導頻所具有的私有特性，Eve 130 無法從導頻固有的設置中分離出信道引入的擴縮、偏移和旋轉效果。因此，即使Eve 130具有無限的計算能力，她也無法確定GBAGAB。圖12顯示的是圖11所示的信令處理的時間函數(shù)示例的一個示例。Alice llO和Bob 120在一個交互信道G 1109上傳送和接收信號。時段(k) 1200 是Alice 110與Bob 120之間的最小必要相關時間。由于Alice 110和Bob 120 的測量是按順序使用相同信道進行的，因此，必須保持足夠相關來使所有測量時段體驗基本相同的信道效應。所述信道效應可以是擴縮、偏移、以及針對私有導頻所固有的幅度、頻率和相位設置的旋轉變化。最小必要相關時間 1200包括Alice 110的JRNSO確定時段1205和Bob 120的JRNSO確定時段 1210。在JRNSO時段(k) 1200之前有一個數(shù)據(jù)時段(k-1) 1215。在JRNSO 時段(k) 1200之后有一個數(shù)據(jù)時段(k+1) 1220。所有G都是時段的函數(shù)。Alice 110通過在1225經(jīng)由信道G 1109向Bob 120傳送信號來發(fā)起她的回環(huán)處理，所得到的信號則是GGAPAl225，其中Pa是只有Alice 110知道的私有導頻，并且GA是只有Alice IIO知道的私有增益函數(shù)，該函數(shù)被用于修改Pa。然后，Bob 120接收信號，將信號變換到基帶，應用只有Bob 120知道的私有增益函數(shù)GB，將信號轉換回載波，并且將信號經(jīng)由同一信道G 1109回送到Alice 110。然后，Alice 110在1230接收回壞信號GGbGGaPa，由此完成其回環(huán)處理。接下來，Bob 120通過在信道G 1109上向Alice 110傳送信號來發(fā)起她的回環(huán)處理，所得到的信號則是GGBPB 1235，其中G是時間函數(shù)，Pb是只有Bob 120知道的私有導頻，并且Gb是只有Bob 120知道的私有增益函數(shù)，該函數(shù)被用于修改PB。 Alice 110將信號變換到基帶，應用只有Alice知道的私有増益函數(shù)Ga，將信號轉換回載波，并且在同一信道G1109上將信號回送到Bob 120。然后，Bob 120在1240接收回環(huán)信號GGAGGBpB，由此完成其回環(huán)處理。在本示例中，最小必要相關時間1200是在Alice 110發(fā)起和完成其回環(huán) 處理以及隨后由Bobl20發(fā)起和完成其回環(huán)處理的時候實現(xiàn)的。因此，在發(fā) 送了四個傳輸之后必須對信道進行相關。Alice 110和Bob 120可以通過將相似的信道配對在一起來減小最小必要相關時間，從而減小執(zhí)行信道測量所需要的傳輸次數(shù)。應該指出的是，如果Eve 130在統(tǒng)計分析之前以代數(shù)學的方式處理采樣，那么Alice 110和Bob 120可以使用在FDD部分中論述的方法來防止同步，以及使用其更高的信噪比。圖13是圖11所示的信令處理的時間函數(shù)示例，在這里顯示的是具有類似于配對的傳輸?shù)膶ьl使用率。在Alice 110與Bob 120之間存在一條交互信道G1109，并且所有信號都是在該信道上傳送和接收的。時段(k) 1300代表的是Alice 110與Bob 120之間的信道G 1109的JRNSO使用率。在1305 和1310處描述了兩個最小相關時段。在JRNSO時段(k) 1300之前有一個數(shù)據(jù)時段(k-1) 1315。并且在JRNSO (k) 1300之后將會出現(xiàn)一個數(shù)據(jù)時段(k+1) 1320。所有的G都是時段的函數(shù)。導頻序列被分成組塊，并且是由Alice 110和Bob 120按照交替順序傳送的，這種傳輸被稱為配對傳輸。同樣，返回信號也被分成組塊，并且是由 Alice 110和Bob 120按照交替順序傳送的，這種傳輸同樣被稱為配對傳輸。一個配對傳輸1305包括如1325處描述的Alice 110的導頻傳輸，以及如1330 處描述的Bob 120的導頻傳輸。另一個配對傳輸1310包括如1335處描述的 Alice 110的回環(huán)傳輸，以及如1340處描述的Bob 120的回環(huán)傳輸。
在1325， Alice 110通過在信道G 1109上向Bob 120傳送信號而啟動所述處理，所得到的信號則是GGAPA，其中Pa是只有Alice 110知道的私有導頻，并且Ga是只有Alice 110知道的私有增益函數(shù)，該函數(shù)被用于修改pa。然后，Bob 120接收信號GGApA。之后，Bob 120經(jīng)由信道G 1109向Alice 110 傳送一個不同信號，所得到的信號則是GGbPb，其中pB是只有Bob知道的私有導頻，并且GB是只有Bob 120知道的私有增益函數(shù)，該函數(shù)被用于修改Pb。然后，Alice IIO接收信號GGBpB。至此，在這里已經(jīng)進行了兩個傳輸，即一個由Alice 110進行的導頻傳輸，以及一個由Bob 120進行的導頻傳輸。
然后，Bob 120將Alice 110返回的信號與他的私有增益函數(shù)Gb相乘并將其傳送到Alice 110。 Alice 110隨后接收她的回環(huán)信號。之后，Alice 110 將Bob 120的回環(huán)信號與他的私有增益函數(shù)GA相乘并將其傳送到Bob 120。此時，在這里總共進行了四次傳輸兩次是由Alice 110實行的，兩次是由 Bob 120實行的。
總的來說，這種方法具有來自每一個終端并且最先按順序執(zhí)行的外發(fā) (outbound)初始傳輸，以及保存在回環(huán)終端的接收信號。然后，回環(huán)終端按順序獲取其存儲的基帶信號，將其與它們自己的私有增益函數(shù)相乘，并且將其回送到發(fā)起端。由于每一個終端都知道它們初始發(fā)送的私有導頻，因此，它們將會確定相關聯(lián)的矩陣乘積用于Alice的GGbGGa禾B用于Bob的GGAGGB 。
由此，如圖13的示例所述，TDD模式中的配對傳輸類型顯著減小了 Alice 110和Bob 120執(zhí)行其測量所耗費的信道相關時間。
在圖13的示例中，配對傳輸可以是作為時間函數(shù)變化的單位矩陣或復雜矩陣。更復雜的矩陣通常會導致更高的JRNSO安全性。此外，Alice 110 和Bob 120可以在數(shù)據(jù)時段中為私有增益函數(shù)使用非標識(non-identity)值，以便隱藏JRNSO時段值。這非標識值可以通過對數(shù)據(jù)流進行預處理以補償測量得到的信道失真來導出。
圖14顯示的是在TDD模式中的導頻時段使用了公共導頻和私有增益函數(shù)的信號流程示例。在本示例中并未使用私有導頻，并且不存在回環(huán)信號。在這里存在一信道G 1109，并且Alice 110和Bob 120是在該信道上傳送和接收信號的。
如果Alice 110是傳送終端，那么在1405， Alice 110使用私有增益函數(shù) GA來修改公共導頻p，其中GA僅僅為Alice 110所知。在1410， Alice 110 在信道G 1109上向Bob 120傳送信號GAp，由此創(chuàng)建合成信號GGAp。在 1415， Bob 120接收信號GGAp，在1420將這個信號變換到基帶，并且在1425 將這個基帶信號與私有增益函數(shù)GB相乘，其中GB僅僅為Bobl20所知。假設信道乘積的導數(shù)(derivation)對順序并不敏感(例如SISO及其通信)，那么在Bob 120確定信道矩陣乘積之前或之后，Bob 120可以將該信號與私有増益函數(shù)Gb相乘。如果Bob 120先確定信道乘積GGA，然后將該乘積與他的私有増益函數(shù)Gb相乘，那么得到的矩陣是GbGGa。如果Bobl20先應用其増益函數(shù)Gb，然后確定信道乘積，那么得到的矩陣是GGAGB。無論哪一種情況，Bob 120都會將信道乘積GGa用于符號恢夏，并且將信道乘積 GBGGA或GGAGB用于JRNSO信息。
如果Bobl20是發(fā)射機，那么在1430， Bobl20將會使用私有增益函數(shù)
25GB來修改公共導頻p，其中所述GB僅僅為Bobl20所知。在1435， Bob 120 將信號GbP徑由信道G 1109傳送到Alice 110，由此創(chuàng)建合成信號GGBp。在1440， Alice 110接收信號GGbP，在1445將該信號變換到基帶，并且在 1450將基帶信號與私有增益函數(shù)Ga相乘，其中GA僅僅為Alice 110所知。假設信道乘積的導數(shù)對順序并不敏感，那么在Alice 110確定信道矩陣乘積之前或之后，Alice 110可以將該信號與私有增益函數(shù)GA相乘。如果Alice 110 先確定信道乘積GGB，然后將該乘積與他的私有增益函數(shù)GA相乘，那么得到的矩降是GaGGb。如果Alice 110先應用其增益函數(shù)GA，然后確定信道乘積，那么得到的矩陣是GGAGB。無論哪一種情況，Alice 110都會將信道乘積GGb用于符號恢夏，并且將信道乘積GaGGb或GGbGa用于JRNSO信息。在通信過程中，Eve 130有可能經(jīng)由信道gae監(jiān)視Alice 110的傳輸1455 以及經(jīng)由信道GBE460監(jiān)視Bob 120的傳輸1460。如果Eve 130監(jiān)視的是Alice 110的傳輸，則Eve 130會觀測到GAEGAp。如果Eve 130監(jiān)視的是Bob 120 的傳輸，則Evel30會觀測到GBEGBp。由于Eve 130知道公共導頻p，因此， Eve 130可以通過在1465、 1470處理觀測到的信號來確定信道乘積GAEGA 和GbeGb。雖然Eve 130可以將信道乘積用于符號恢復，但是Eve 130并不知道私有函數(shù)Ga和Gb。因此，Eve 130無法確定Alice 110和Bob 120的 JRNSO信息。
在圖14的示例中，在JRNSO時段中使用的同一私有增益函數(shù)值還可以在數(shù)據(jù)時段中使用。從導頻中得出的信道和私有增益乘積可以用于數(shù)據(jù)處理。
圖15顯示的是在TDD模式中的數(shù)據(jù)時段使用了公共導頻和私有增益函數(shù)的信號流程的示例。在這里存在一信道G1109，并且Alice 110和Bob 120 是在該信道上傳送和接收信號的。
如果Alice 110執(zhí)行傳送，那么在1505， Alice 110將數(shù)據(jù)符號cU與私有
26増益函數(shù)Ga相乘，其中所述GA僅僅為Alice 110所知。在1510， Alice 110 將信號GAcU經(jīng)由信道G 1109發(fā)送到Bob 120，由此創(chuàng)建合成信號GGAdA。在1515， Bobl20接收信號GGAdA。在1520， Bob 120將信號處理到基帶。在1525， Bobl20進一步處理信號，并且提取dA和GGA，其中(U被用作數(shù) 據(jù)1530，并且GGa被存儲以用于可迭的JRNSO運用1535。
如果Bob 120執(zhí)行傳送，那么在1537， Bob 120將數(shù)據(jù)符號&與私有增益函數(shù)Gb相乘，其中所述GB僅僅為Bobl20所知。在1510， Bob 120將信號GBdB經(jīng)由信道G 1109發(fā)送到Alice 110，由此創(chuàng)建合成信號GGBdB。在 1545， Alice 110接收信號GGBdB。在1550， Alice 110將信號處理到基帶。在1555， Alice 110進一步處理信號，并且提取c1b和GGb,其中&被用作數(shù) 據(jù)1530，并且GGb被存儲以用于可逸的JRNSO運用1535。
Eve 130有可能經(jīng)由信道GAEl565監(jiān)視Alice 110的傳輸，以及經(jīng)由信道 GBE 1570監(jiān)視Bob 120的傳輸。如果Eve 130監(jiān)視的是Alice 110的傳輸，那么Eve 130將會觀測到GAEGAdA。在1575， Eve 130可以進一步處理Alice 的信號，以便提取cU和GaeGa。如果Evel30監(jiān)視的是Bobl20的傳輸，那么Eve 130將會觀測到GBEGBdB。在1580， Eve 130進一步處理Bob 120的信號，以便提取cIb和GbeGb。但是，由于Eve 130不知道私有增益函數(shù)GA 和Gb，因此，如1585所示，Eve 130無法確定JRNSO信息。圖16顯示的是使用導頻和數(shù)據(jù)來解碼符號的卡爾曼濾波器的一個示例。信道估計1600 是一個數(shù)值集合，它是在每一個信道配對測量時段的末端記錄的。
圖17顯示的是卡爾曼濾波時間定向處理的一個示例。數(shù)據(jù)是按照相反的時間順序處理的，以便改善相互確定的數(shù)值集合比較。Alice 110使用數(shù)值 1600來確定與Bob 120的配對測量相對應的JRNSO信息，反之亦然。作為選擇，Alice 110和Bob 120會以盡可能接近JRNSO時段與數(shù)據(jù)時段之間的變換邊界的方式來處理卡爾曼濾波器輸出。如1705所示，Alicell0和Bob 120會在前向和反向時間方向上處理相同的數(shù)據(jù)。反向時間播種(seeding)是從前向時間計算中計算得到的最后一個信道集合。優(yōu)選地，在反向方向上會使用前向方向的符號。作為替換，如果在當前時段中不需要前向時間處理，那么所述播種是從在先測量時段得出的。在后一個示例中，在先測量時段在時間上可以是前向或反向的。
作為替換，對Alice 110和Bob 120的信道信息的統(tǒng)計確定將通過使用滑動窗口或加權采樣而朝著JRNSO時段數(shù)據(jù)的時段變換邊界偏置。
應該指出的是，為了簡單起見，上述實施方式是在單輸入單輸出(SISO)或單輸入多輸出(MISO)模式中使用的。實際上，F(xiàn)DD禾H TDD中的JRNSO應用還可以在多輸入多輸出(MIMO)或多輸入單輸出(MISO)模式中使用。以下的MIMO實施方式是在Alice 110和Bob 120中的每一個都具有兩個天線部件的情況下描述的。實際上，Alice 110和Bob 120可以具有兩個以上的天線部件。此外，Alice 110和Bob 120還可以具有不同數(shù)量的天線部件。陣列耦合、空間天線方向圖和偏振都可以用來替代不同的天線部件。優(yōu)選地，Alice 110與Bob 120之間的信道路徑會在傳播時段中并行使用，由此每一個回環(huán)信道對都是以時間上盡可能接近的方式測量的。作為替換，在傳播時段中將會順序使用Alice 110與Bob 120之間的信道路徑，以便減少干擾效應。優(yōu)選地，Alice 110和Bob 120使用的是保護JRNSO保密性所需要的數(shù)量最少的天線。
圖18是顯示為MIMO RF網(wǎng)絡使用了最少時段的回環(huán)信號流程的框圖示例。Alice 110的回環(huán)周期中的信號流程是在1800顯示的。Bob 120的回環(huán)周期中的信號流程是在1805顯示的。在這里有三個時段是為Alice 110的回環(huán)處理顯示的，并且有三個時段是為Bobl20的回環(huán)處理顯示的。這些時段是以配對方式描述的。初始傳輸(基本(primary))是在時段1傳送的。回環(huán)信號則是在時段2和3傳送的。如果AlicellO是初始發(fā)射方，那么Alice 110會從一個天線部件發(fā)送信號，Bob 120則在兩個天線部件上接收信號，然后，Bob 120將兩個信號按順序從一個天線部件返回到Alice 110。隨后，Alice 110會經(jīng)由兩個天線部件來接收回環(huán)信號。
對Alice 110的回環(huán)處理1800來說，在時段11810， Alice 110從天線部件Al傳送一個導頻信號1815，并且Bob 120經(jīng)由天線部件B1 1820和B21825來接收該信號。在時段2 1930， Bob 120從天線部件B1 1820發(fā)送一個返回信號，并且Alice 110經(jīng)由天線部件A1 1815和A2 1840來接收回環(huán)信號。在時段3 1835， Bob 120將信號從天線部件B2 1825傳送到天線部件B11820，然后則將信號從天線部件B1 1820傳送到Alice 110。此外，如時段31835所示，Alice 110經(jīng)由天線部件A1 1815和A2 1840來接收回環(huán)信號。Alice 110不會直接從Bob 120的天線部件B2 1825接收到回環(huán)信號。
對Bob 12的回環(huán)處理1805來說，在時段1 1845， Bob 120從天線部件Bl 1855傳送一個導頻信號，并且Alice 110經(jīng)由天線部件A1 1855和A21860來接收這個信號。在時段2 1865， Alice 110從天線部件A1 1855發(fā)送返回信號，并且Bob 120經(jīng)由天線部件B1 1850和B2 1870來接收回環(huán)信號。在時段3 1875， Alice 110將信號從天線部件A2 1860傳送到天線部件Al1855，然后則將信號從天線部件A1 1855傳送到Alice 110。此外，如時段31875所示，Bob 120經(jīng)由天線部件B1 1850和B2 1870接收回環(huán)信號。Bob 120不會直接從Alice 110的天線部件A2 1860接收回環(huán)信號。
在Alice 110完成了她的回環(huán)處理1800之后，Alice 110在天線部件A11815上觀測到兩個信號，即時段2 1830的一個信號JB1A1JA1B1pA1，以及時段3 1835的另一個信號JB1A1JA1B2pA1。 Alice 110還在天線部件A2 1940上觀測到了兩個信號，即時段2的一個信號JB1A2JA1BlPA1以及時段3的另一個信號
Jb1A2JaIB2PA1 。
在Bob 120完成了他的回環(huán)處理之后，Bob 120在天線部件B1 1945上觀測到兩個信號，即一個信號JA1B1JB1AlPB1，以及另一個信號JA1B1JB1A2pB1。Bob 120還在天線部件B2 1950上觀測到了兩個信號，即一個信號
Ja1B2BIA1PB1以及另一個fe號Ja1B2B1A2PB1。
如圖18所示，在Alice 110和Bob 120完成了他們的回環(huán)周期之后，Alice110和Bob 120可以使得其觀測到的信道乘積相互關聯(lián)，以便確定基本相同的CIR。
在一個實施方式中，通過在每一個終端使用一個天線，可以將非SIMO或非SISO陣列降至SISO，其中在每一個連續(xù)回環(huán)期間使用的天線部件是相同的。
在另一個實施方式中，非SIMO或非SISO情況將會減至SISO或SIMO的多個實例，以便增加可用的CIR信息量。信號是從單個天線部件傳送的，但是是在多個接收天線部件上接收的。在這個實施方式中，在傳送回環(huán)信號時，接收終端按順序激活其天線部件。在每一個回環(huán)周期中使用的天線部件都是相同配對的，由此，Alice 110和Bob 120可以確定基本相同的CIR。
在另一個實施方式中，MIMO將會降至SIMO。在發(fā)射終端，一個發(fā)射天線部件將被激活，以便發(fā)送信號。在接收終端，信號是在多個天線部件上接收的。然后，接收終端回送所述返回信號。返回信號將會由同一個傳輸部件接收和解碼。該處理會在每一個終端上重復，由此Alice 110和Bob 120將會分析基本相同的交互信道乘積。
圖19是顯示在MIMO RF網(wǎng)絡中使用了所有獨特信令路徑分段的回環(huán)信號流程的框圖示例。Alice 110的回環(huán)處理中的信號流程是在1900描述的。Bob 120的回環(huán)處理中的信號流程是在1903描述的。在這里描述了六個用于Alice 110的回環(huán)處理的時段，并且描述了六個用于Bob 120的回環(huán)處理的時段。時段是配對描述的。初始傳輸(基本)是在時段1和時段4傳送的?；丨h(huán)信號是在時段2、 3、 5和6傳送的。對Alice 110的回環(huán)處理1900來說，在時段1， Alice 110從天線部件Al1906傳送一個導頻信號，并且Bob 120經(jīng)由天線部件Bl 1909和B2 1912來接收這個信號。在時段2， Bob 120從天線部件B1 1909發(fā)送一個返回信號，并且Alice 110經(jīng)由天線部件Bl 1906來接收該回環(huán)信號。在時段3， Bob 120從天線部件B2 1912傳送一個返回信號，并且Alice 110經(jīng)由天線部件Al1906來接收該回環(huán)信號。在時段4， Alice 110從天線部件A2 1915傳送一個導頻信號，并且Bob 120經(jīng)由天線部件Bl 1918和B2 1921來接收該信號。在時段5， Bob 120從天線部件Bl 1918發(fā)送返回信號，并且Alice 110在天線部件A2 1915上接收回環(huán)信號。在時段6， Bob 120從天線部件B2 1921發(fā)送返回信號，并且Alice 110經(jīng)由天線部件A2 2015接收回環(huán)信號。
對Bob 120的回環(huán)處理來說，在時段l， Bob 120從天線部件B1 1924傳送導頻信號，并且Alice 110經(jīng)由天線部件Al 1927和B2 1930接收該信號。在時段2， Alice 110從天線部件A1 1927發(fā)送一個返回信號，并且Bob 120經(jīng)由天線部件B1 1924接收回環(huán)信號。在時段3， Alice 110從天線部件A21930傳送一個返回信號，并且Bobl20經(jīng)由天線部件Bl 1924接收該回環(huán)信號。在時段4， Bob 120從天線部件B2 1933傳送導頻信號，并且Alice110經(jīng)由天線部件A1 1936和A2 1939來接收該信號。在時段5， Alicell0從天線部件Al 1936發(fā)送返回信號，并且Bob 120在天線部件B2 1933上接收回環(huán)信號。在時段6，AlicellO從天線部件A2 1939發(fā)送返回信號，并且Bob 120經(jīng)由天線部件B2 1933接收回環(huán)信號。
在Bob和Alice完成了其回環(huán)周期之后，如圖19所示，它們可以使得其接收的信道乘積數(shù)據(jù)相互關聯(lián)。
圖20是顯示在Alice 110和Bob 120中的每一個都具有兩個天線部件的情況下的所有可能的傳播乘積的表格。Alice 110的天線部件被表示為Al和A2。 Bob 120的天線部件被表示為Bl和B2?；?primary)傳輸是用標引
311 (Al和A6)以及標引6 (A2禾卩B2)顯示的。標引1的基本信號的回環(huán)傳輸是在標引2、 3、 4和5顯示的。標引6的基本信號回環(huán)傳輸是用標引7、 8、9和10顯示的。如圖20所示，在2X2的MIMO配置中，回環(huán)信號的傳播乘積有32個。在Alice 110和Bob 120完成了其回環(huán)處理之后，Alice 110觀測到了 16個傳播乘積，并且Bob 120觀測到了 16個傳播乘積。如所示，Alice110可以將她的16個傳播乘積與Bob的16個傳播乘積相關聯(lián)。
圖21是MIMORF網(wǎng)絡中的JRNSO子集測量使用的時間函數(shù)示例。時間是從左向右遞增的。正如所論證的那樣，數(shù)據(jù)交換時段將會與JRNSO時段交替。JRNSO時段被表示為JRNSO子集使用(k-1) 2105， JRNSO子集使用(k) 2110。以及JRNSO子集使用(k+1) 2115。
圖22是顯示了在FDD MIMO模式中使用私有導頻和私有增益函數(shù)的信號流程的框圖示例。MIMO乘積的對稱函數(shù)被用于計算信道變換。
Alice 120的回環(huán)處理始于2203，此時，在2206， Alice 110將私有導頻Pa與増益函數(shù)Ga相乘，其中Pa和ga僅僅為Alice所知。Alice 110將信號G八pA經(jīng)由信道GAB 2209傳送到Bob 120，由此創(chuàng)建合成信號GABGApA。 Bob120在2212接收該信號，在2215將這個信號變換到基帶，在2218將這個信號與増益函數(shù)Gb相乘，經(jīng)由具有不同頻率的信道GBA2224來傳送信號，由此創(chuàng)建合成信號GBAGBGABGApA。在2227， Alice接收信號GBAGBGABGApA。
Bob 120的回環(huán)處理始于2218，此時，Bob 120會將私有導頻pB與增益函數(shù)Gb相乘，其中pB和GB僅僅為Bob 120所知。在2222， Bob 120將信號GbPb徑由信道GBA傳送到Alice 110，由此創(chuàng)建合成信號GBAGBpB。 Alice 110在2228接收該信號，在2230將該信號變換到基帶，在2203將該信號與增益函數(shù)Ga相乘，并且在2207經(jīng)由具有不同頻率的信道GAB 2209來傳送信號，由此創(chuàng)建合成信號GABGAGBAGBpB 。在2213， Bob 120接收信號GabGaGb八GbPb o
32在Alice 110完成了她的回環(huán)處理之后，Alice 110觀測到了 GBAGBGABGApA 。在2223, Alice 110通過處理其私有導頻Pa來碗定 GBAGBGABGA。在Bob 120完成了他的回環(huán)處理之后，Bob 120觀測到了 GABGAGBApB。在2236， Bob 120通過處理他的私有導頻pB來確定 GabG八Gb八Gb o
Eve 130有可能經(jīng)由信道GAE 2239監(jiān)視Alice 110的傳輸以及經(jīng)由信道 GBE2242監(jiān)視Bob 120的傳輸。如果Eve 130監(jiān)視的是Alice 110的傳輸，那么Eve 130將會觀測到GAEGAPA和GAEGAGBAGBPB。如果Eve 130監(jiān)視的是 Bob 120的傳輸，那么Eve 130將會觀測到GbeGbPb和GBEGBGABGApA。但是，由于Eve 130不知道私有導頻PA和pB，因此，Eve 130不能計算信道變換。
如圖22的回環(huán)示例進一步顯示的那樣，在JRNSO時段中使用的信道變換不同于在數(shù)據(jù)時段中使用的信道變換。這一點是必需的，因為Evel30有可能使用公共導頻p來確定數(shù)據(jù)時段中的信道變換。在一個實施方式中，通過讓數(shù)據(jù)與JRNSO時段之間的切換時間超出信道的最大相干時間，可以阻止Eve 130確定JRNSO時段中的信道變換。先前為SISO描述的相同概念同樣可以在這種情形中使用。作為替換，端到端的信道變換將被修改，以使 Eve不能從自然信道效應中分離出信道修改效應。
在圖22的MIMO回環(huán)示例中，信道變換并不是可交換的。但是，與將 MIMO情況減至SISO或SIMO來從CIR矩陣中推導JRNSO信息不同， JRNSO可以從信道乘積矩陣的特定函數(shù)中導出。這可以被應用到任何MIMO 或SISO情況。在本示例中使用的是對稱函數(shù)，其中該對稱函數(shù)確定的是與信道操作順序無關的結果。矩陣的行列式和跡(trace)即為這種函數(shù)的示例。但是，眾多其他的對稱矩陣函數(shù)同樣是存在的。在數(shù)學上，所使用的行列式的屬性可以描述如下
det(JBAJAB)=det(JAB)det(JBA)，其中矩陣中的每個項都具有奇異值。因此，這些行列式具有奇異值，并且是可互換的，由此
<formula>formula see original document page 34</formula>其中NxN 函數(shù)將被轉換成單一值，該函數(shù)包含了可供Alice 110和Bob 120用來推導公共共享密鑰的N個獨立共享值。
對于對稱函數(shù)的一般定義來說，
假設1/,...—^是>^個參數(shù)的集合，其中該集合有可能具有矩陣值。然后，如果函數(shù)f(X/，.,.,^v)是其參數(shù)排列(permutation)的不變量，那么該函數(shù)是
對稱的。
舉個例子
p: W，…，JV1 □ U，…iV]是集合[入...TV]的排列。因此，如果 /(Im『'I，)-/(:""'U，那么對任何這樣的p來說，函數(shù)f都是對稱的。
為了處理在MIMO和SISO情況中產(chǎn)生的非對稱往返(round-trip)矩陣，在這里使用一個特定的對稱函數(shù)族，其中該函數(shù)族被稱為對稱的主子式總和 (Symmetric Principal Minor Sums ， SPMS )。
假設I、 J是[7，…iV]的k元素子集。對AWV矩陣X來說，
其中《,,是一個^^矩陣，它的元素是使用索引集/和J選擇的。[/,w-x
的子式(minor)是義"的行列式，并且它是用[義],，,表示的。如果/= /，那么
子式是主子式。這些子式滿足以下屬性
<formula>formula see original document page 34</formula>其中該總和是在[/,…iV]的所有可能的A元素子集上
《
得到的(用K表示)。
對于AWV矩陣來說，以如下方式定義7V+7個基本SPMS (eSPMS):
<formula>formula see original document page 34</formula>
對于/《"《W，" 寧"w，其中該總和是在[/,…A/]的所有"元素子集上獲取的。這
些總和在矩陣乘積方面是對稱的，如下所述
WAB)^B幼],./ -ZSfAWBW =i;[BAk《=S (BA)
其中第三個等式是通過交換外總和與內積來遵循的。
eSPMS函數(shù)形成了一個用于產(chǎn)生更復雜的對稱子式函數(shù)的"基線集"。
例如，作為eSPMS多項式的任何乘積或線性組合都是矩陣乘積的對稱函數(shù)。此外，eSPMS函數(shù)與它們的參數(shù)矩陣特征值相關聯(lián)。例如，假設人，…，^
是AWV矩陣I的W個特征值。那么，
&(x)= i;ax…x^，其中右邊的特征值多項式是眾所周知的N變量
基本對稱多項式，并且它是如下定義的
(X ，…，)=21 、 x…x氣
因此，矩陣乘積特征值的基本對稱多項式不會因為矩陣相乘的順序而改變，即使特征值或是其乘積對于相乘的順序而言不是一成不變的。
應該指出的是，AWV矩陣X的行列式正是S"Z入并且AWV矩陣X的跡正是&(X入因此，SPMS代表的是矩陣行列式和跡的概念的普遍化。這種關系是從基于子式的SPSM定義或是基于特征值的替換定義中確定的。
在一個實施方式中，SPMS是根據(jù)主子式計算而被計算得到的。收斂性將會得到保證，但是主子式的計算有可能會很復雜。
在另一個實施方式中，SPMS是根據(jù)特征值計算的。特征值是以迭代方式計算的，其中所述計算并未確保收斂性。因此，特征值是使用低復雜度的近似來計算的。
在另一個實施方式中，對稱函數(shù)是使用方陣定義的，其中Alice 110和 Bob 120具有不等數(shù)量的輸入和輸出流。在這里為每一個JRNSO傳輸和回環(huán)都選擇一個具有相等維度的子集。為了提高相互可用的JRNSO信息量，在這里使用了每一個唯一的方形(square)子集。
圖23是顯示樣本方形傳輸序列的表格。具有相似的項的信令乘積將被用于推導方陣。這些方陣具有對稱函數(shù)，其中在測量時段中，所述函數(shù)在噪聲和方差限制以內是相等的。下標表示所使用的是哪一個收發(fā)信機部件。沒有下標則表示所有收發(fā)信機部件都處于使用之中。每一個路徑都至少被使用一次，以便消耗可用信道信息以及使用回環(huán)乘積。使用了一次的矩陣行條目將不再重復使用。作為替換，如果信道沒有正交特性，那么Alice 110和Bob 120將會使用時間作為正交因數(shù)而在五個時段中傳送信號。天線部件的編號是任意的，并且該編號改變的是eSPMS的相位，而不是它們的絕對值。
應該指出的是，即使Alice 110和Bob 120似乎與Eve 130具有合法的通信，他們也可以保護其安全性。在與Eve 130進行通信的過程中，Alice 110 和Bob 120將會使用唯一的私有增益函數(shù)。在與其他任何終端的通信中， Alice 110和Bob 120持續(xù)使用唯一的私有增益函數(shù)。
如果Alice 110和Bob遭遇到顯著的回環(huán)功率損失，那么在將主信號環(huán) 回到其來源之前，Alice 110和Bob 120可以使用增益乘法器來放大主信號。
圖24是FDD模式中的信號流程的框圖示例。在將主信號回環(huán)到其來源之前，增益乘法器將被用于放大主信號。
Alice 110的回環(huán)處理始于2400，此時，Alice 110會將私有導頻pA與私有函數(shù)GA相乘。在2403，Alice 110將信號GAPA經(jīng)由信道GAB傳送到Bob 120，由此創(chuàng)建合成信號GABGApA。在2409， Bob 120接收信號GABGApA。在2412， Bob 120將信號變換到基帶。在2415， Bob 120使用增益乘法器Db來放大信號。在2418， Bob 120將私有增益函數(shù)GB應用于該信號。在2421， Bob 120 將信號GBDBGABGAPA經(jīng)由具有不同頻率的信道GBA 2424傳送到Alice 110，由此創(chuàng)建合成信號GBAGBDBGABGApA 。在2427， Alice 110接收信號GbaGbDbG八bGaPa q
Bob 120的回環(huán)處理始于2418，此時，Bob 120會將私有導頻pB與私有函數(shù)Gb相乘。在2422， Bob 120將信號GbPb徑由信道Gba 2424傳送到Alice 110，由此創(chuàng)建合成信號GuAGBPB。在2428， Alice 110接收信號GbaGbPb。在2430， Alice 110將信號變換到基帶。在2433， Alice 110使用增益乘法器 Da來放大信號。在2400， Alice 110將私有增益函數(shù)GA應用于該信號。在 2428， Alice 110將信號GaDaGabGbPb徑由信道GAB 2406傳送到Bob 120，由此創(chuàng)建合成信號GABGADAGBAGBpB 。在2410， Bob 120接收信號
G八bG八DaGbaGbPb o
在Alice完成了她的回環(huán)處理之后，Alice 110將會觀測到 GBADBGBGABpA 。在2436， Alice 110通過處理其私有導頻Pa來摘定 GbaGbDbGabPa。在Bob 120完成了他的回環(huán)處理之后，Bobl20將會觀測到 GABGADAGBAGBpB。在2439， Bob 120通過處理其私有導頻pB來確定 GabG八DaGbaGbq
Eve 130有可能經(jīng)由信道GAE2442來監(jiān)視Alice 110的傳輸，以及經(jīng)由信道GBE 2445來監(jiān)視Bob 120的傳輸。如果Eve 130監(jiān)視的是Alice 110的傳輸，那么Eve 130觀測到的是GAEGAPA和GAEGADAGBAGBPB。如果Eve 130 監(jiān)視的是Bob 120的傳輸，那么Eve 130觀測到的是GBEGBpB和 GBEGBDBGABGApA。由于Eve 130不知道導頻pA或pB，因此，Eve 130無法計算信道變換。與類似示例中一樣，切換延遲要超出最大信道相干時間。
在本實施方式中，信息是通過選擇eSPMS的相對復雜的矢量旋轉值來提取的。例如，復雜矢量旋轉值可以是角度旋轉，或是輸入相位與正交相位幅度的比值。由于增益乘法器是實數(shù)值對角矩陣，因此，接收到的每一個流都可以與一個不同的補償增益值相乘。作為替換，單個平均增益值可以用于放大每一個接收到的流，以便將所有接收到的流的乘積減少成單個值。對用于所有信號的單個增益來說，在這里可以使用相對接收功率等級。對于不同路徑補償增益來說，路徑之間的相對增益損失是不能使用的。
雖然在特定組合的優(yōu)選實施方式中描述了本發(fā)明的特征和部件，但是這其中的每一個特征和部件都可以在沒有優(yōu)選實施方式中的其他特征和部件的情況下單獨使用，并且每一個特征和部件都可以在具有或不具有本發(fā)明的其他特征和部件的情況下以不同的組合方式來使用。本發(fā)明提供的方法或流程圖可以在由通用計算機或處理器執(zhí)行的計算機程序、軟件或固件中實施，其中所述計算機程序、軟件或固件以有形方式包含在計算機可讀存儲介質
中，關于計算機可讀存儲介質的實例包括只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)、寄存器、緩沖存儲器、半導體存儲設備、諸如內部硬盤和可移動磁盤之類的磁介質、磁光介質以及CD-ROM碟片和數(shù)字多用途光盤
(DVD)之類的光介質。
舉例來說，適當?shù)奶幚砥靼ㄍㄓ锰幚砥?、專用處理器、常?guī)處理器、數(shù)字信號處理器(DSP)、多個微處理器、與DSP核心相關聯(lián)的一個或多個微處理器、控制器、微控制器、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列
(FPGA)電路、任何一種集成電路(IC)和/或狀態(tài)機。
與軟件相關的處理器可用于實現(xiàn)射頻收發(fā)信機，以便在無線發(fā)射接收單元(WTRU)、用戶設備、終端、基站、無線電網(wǎng)絡控制器或是任何一種主機計算機中加以使用。WTRU可以與采用硬件和/或軟件形式實施的模塊結合使用，例如相機、攝像機模塊、視頻電路、揚聲器電話、振動設備、揚聲器、麥克風、電視收發(fā)機、免提耳機、鍵盤、藍牙⑧模塊、調頻(FM)無線電單元、液晶顯示器(LCD)顯示單元、有機發(fā)光二極管(OLED)顯示單元、數(shù)字音樂播放器、媒體播放器、視頻游戲機模塊、因特網(wǎng)瀏覽器和/或任何一種無線局域網(wǎng)(WLAN)或超寬帶(UWB)模塊。
38實施例
1. 一種用于在無線通信網(wǎng)絡中確定獨占式聯(lián)合隨機性(JRNSO)的方法，該方法包括
傳送第一信號，其中該第一信號包括第一導頻；接收第二信號，其中該第二信號包括第二導頻和第二信道效應；傳送第三信號，其中該第三信號包括第二信號；
接收第四信號，其中該第四信號包括第一信號、第一信道效應以及第二信道效應；
處理接收到的第四信號，以便確定總的信道效應；根據(jù)所確定的總的信道效應來確定JRNSO。
2. 根據(jù)實施例1所述的方法，其中第一導頻是第一私有導頻序列，第二導頻是第二私有導頻序列。
3. 根據(jù)前述任一實施例所述的方法，其中第一信號包括第一私有增益函數(shù)效應，并且第二信號包括第二私有增益函數(shù)效應。
4. 根據(jù)前述任一實施例所述的方法，其中第三信號包括第一私有增益函數(shù)，第四信號包括第二私有增益函數(shù)，并且在接收到所述第四信號時將該第四信號與相同的第一私有增益函數(shù)相乘。
5. 根據(jù)前述任一實施例所述的方法，其中在每一個信號中都引入假調制。
6. 根據(jù)前述任一實施例所述的方法，其中假調制是在接收到第四信號之后引入的。
7. 根據(jù)前述任一實施例所述的方法，該方法還包括控制信道上的信噪比。
8. 根據(jù)前述任一實施例所述的方法，其中在使用時分雙工(TDD)通信模式的情況下，第一信號和第三信號是在第一信道上傳送的，并且第二信說明書第34/35頁
號和第四信號是在第一信道上接收的。
9. 根據(jù)前述任一實施例所述的方法，其中在使用頻分雙工(FDD)通信模式的情況下，第一信號和第三信號是在第一信道上傳送的，第二信號和第四信號是在第二信道上接收的。
10. 根據(jù)前述任一實施例所述的方法，其中第一信號和第二信號包括導頻，并且第二信號包括第二增益乘法器效應，以及第三信號包括第一增益乘法器效應。
11. 根據(jù)前述任一實施例所述的方法，其中
第一信號是從第一發(fā)射部件傳送的；
第二信號是經(jīng)由第一接收部件以及至少一個第二接收部件接收的；第三信號是在至少兩個迭代中從第一發(fā)射部件傳送的；其中的一個迭代是第一接收部件版本，另外的迭代則是至少一個第二接收部件版本；以及第四信號是經(jīng)由第一接收部件以及至少一個第二發(fā)射/接收部件接收的。
12. 根據(jù)前述任一實施例所述的方法，其中第一信號是從第一發(fā)射部件以及至少一個第二發(fā)射部件傳送的；第二信號是經(jīng)由第一接收部件以及至少一個第二接收部件接收的；第三信號是從第一發(fā)射部件以及至少一個第二發(fā)射部件傳送的；第四信號是經(jīng)由第一接收部件以及至少一個第二接收部件接收的。
13. 根據(jù)前述任一實施例所述的方法，其中總的信道效應是使用矩陣函數(shù)的對稱屬性確定的。
14. 根據(jù)前述任一實施例所述的方法，其中第四信號是在第二信號之前接收的。
15. 根據(jù)前述任一實施例所述的方法，其中信號是從一個發(fā)射/接收部件傳送并且經(jīng)由同一個發(fā)射/接收部件接收的。16. 根據(jù)前述任一實施例所述的方法，其中信號是從至少兩個發(fā)射/接收部件傳送的。
17. —種被配置成執(zhí)行前述任一實施例所述的方法中的至少一部分的無線發(fā)射/接收單元。
18. —種被配置成執(zhí)行實施例1-16中的任一實施例所述的方法中的至少一部分的基站。
權利要求
1.一種用于在無線通信網(wǎng)絡中確定獨占式聯(lián)合隨機性(JRNSO)的方法，該方法包括傳送第一信號，其中該第一信號包括第一導頻；接收第二信號，其中該第二信號包括第二導頻和第二信道效應；傳送第三信號，其中該第三信號包括所述第二信號；接收第四信號，其中該第四信號包括所述第一信號、第一信道效應以及所述第二信道效應；處理接收到的第四信號，以便確定總的信道效應；根據(jù)所確定的總的信道效應來確定JRNSO。
2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述第一導頻是第一私有導頻序列，所述第二導頻是第二私有導頻序列。
3. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述第一信號包括第一私有增益函數(shù)效應，并且所述第二信號包括第二私有增益函數(shù)效應。
4. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述第一導頻是公共導頻。
5. 根據(jù)權利要求3所述的方法，其中所述第三信號包括第一私有增益函數(shù)，所述第四信號包括第二私有增益函數(shù)，并且在接收到所述第四信號時將該第四信號與相同的第一私有增益函數(shù)相乘。
6. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中在每一個信號中都引入假調制。
7. 根據(jù)權利要求6所述的方法，其中所述假調制是在接收到第四信號之后引入的。
8. 根據(jù)權利要求1所述的方法，該方法還包括控制信道上的信噪比。
9. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中在使用時分雙工(TDD)通信模式的情況下，所述第一信號和所述第三信號是在第一信道上傳送的，并且所述第二信號和所述第四信號是在第一信道上接收的。
10. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中在使用頻分雙工(FDD)通信模式的情況下，所述第一信號和所述第三信號是在第一信道上傳送的，所述第二信號和所述第四信號是在第二信道上接收的。
11. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述第一信號和所述第二信號包括導頻，并且所述第二信號包括第二增益乘法器效應，以及所述第三信號包括第一增益乘法器效應。
12. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述第一信號是從第一發(fā)射部件傳送的；所述第二信號是經(jīng)由第一接收部件以及至少一個第二接收部件接收的；所述第三信號是在至少兩個迭代中從所述第一發(fā)射部件傳送的；其中的一個迭代是第一接收部件版本，另外的迭代則是至少一個第二接收部件版本；以及所述第四信號是經(jīng)由所述第一接收部件以及至少一個第二發(fā)射/接收部件接收的。
13. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述第一信號是從第一發(fā)射部件以及至少一個第二發(fā)射部件傳送的；所述第二信號是經(jīng)由第一接收部件以及至少一個第二接收部件接收的；所述第三信號是從所述第一發(fā)射部件以及至少一個第二發(fā)射部件傳送的；所述第四信號是經(jīng)由所述第一接收部件以及至少一個第二接收部件接收的。
14. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中總的信道效應是使用矩陣函數(shù)的對稱屬性確定的。
15. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述第四信號是在所述第二信號之前接收的。
16. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述信號是從一個發(fā)射/接收部件傳送并且經(jīng)由同一個發(fā)射/接收部件接收的。
17. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述信號是從至少兩個發(fā)射/接收部件傳送的。
18. —種用于確定獨占式聯(lián)合隨機性(JRNSO)的無線發(fā)射/接收單元 (WTRU)，該WTRU包括發(fā)射機，被配置成發(fā)射第一信號，其中該第一信號包括第一導頻，和第三信號，其中該第三信號包括第二信號；接收機，被配置成接收第二信號，其中該第二信號包括第二導頻和第二信道效應，和第四信號，其中該第四信號包括所述第一信號、第一信道效應以及所述第二信道效應；以及處理器，被配置成處理接收到的第四信號，以便確定總的信道效應；和根據(jù)所確定的總的信道效應來確定JRNSO。
19. 根據(jù)權利要求18所述的WTRU，其中所述第一導頻是第一私有導頻序列，所述第二導頻是第二私有導頻序列。
20. 根據(jù)權利要求18所述的WTRU，其中所述第一信號包括第一私有增益函數(shù)效應，并且所述第二信號包括第二私有增益函數(shù)效應。
21. 根據(jù)權利要求19所述的WTRU，其中所述第三信號包括第一私有增益函數(shù)，所述第四信號包括第二私有增益函數(shù)，并且在接收到所述第四信號時將該第四信號與相同的第一私有增益函數(shù)相乘。
22. 根據(jù)權利要求18所述的WTRU，其中所述處理器還被配置成在每一個信號中都引入假調制。
23. 根據(jù)權利要求22所述的WTRU，其中所述處理器還被配置成在接收到所述第四信號之后弓I入所述假調制。
24. 根據(jù)權利要求18所述的WTRU，其中所述處理器還被配置成控制信道上的信噪比。
25. 根據(jù)權利要求18所述的WTRU，其中在使用時分雙工(TDD)通信模式的情況下，所述發(fā)射機還被配置成在第一信道上傳送所述第一信號和所述第三信號，以及所述接收機還被配置成在第一信道上接收所述第二信號和所述第四信號。
26. 根據(jù)權利要求19所述的WTRU，其中在使用頻分雙工(FDD)通信模式的情況下，所述第一信號和所述第三信號是在第一信道上傳送的，所述第二信號和所述第四信號是在第二信道上接收的。
27. 根據(jù)權利要求18所述的WTRU，其中所述第一信號和所述第二信號包括導頻，并且所述第二信號包括第二增益乘法器效應，以及所述第三信號包括第一增益乘法器效應。
28. 根據(jù)權利要求1所述的WTRU，其中所述發(fā)射機包括第一發(fā)射部件和第二發(fā)射部件，并且該發(fā)射機還被配置成從所述第一發(fā)射部件傳送所述第一信號，以及在至少兩個迭代中從所述第一發(fā)射部件傳送所述第三信號；以及所述接收機包括第一接收部件和第二接收部件，并且該接收機還被配置成經(jīng)由所述第一接收部件以及至少一個第二接收部件接收所述第二信號，以及經(jīng)由所述第一接收部件以及所述第二接收部件接收所述第四信號。
29. 根據(jù)權利要求18所述的WTRU，其中所述處理器還被配置成使用矩陣函數(shù)的對稱屬性來確定總的信道效應。
30. 根據(jù)權利要求18所述的WTRU，其中所述接收機還被配置成在所述第二信號之前接收所述第四信號。
全文摘要
本發(fā)明公開的是一種用于確定獨占式聯(lián)合隨機性(JRNSO)的方法和設備。在一個實施方式中，JRNSO是在頻分雙工(FDD)中使用基帶信號回環(huán)以及私有導頻確定的。在另一個實施方式中，JRNSO是在時分雙工(TDD)中使用基帶信號回環(huán)以及私有導頻、私有增益函數(shù)與卡爾曼濾波定向處理的組合來確定的。在一個示例中，F(xiàn)DD和TDD JRNSO實施方式是在單輸入單輸出(SISO)和單輸入多輸出(SIMO)通信中執(zhí)行的。在其他示例中，F(xiàn)DD和TDD實施方式是在多輸入多輸出(MIMO)以及多輸入單輸出(MISO)通信中執(zhí)行的。JRNSO是通過將MIMO和MISO通信降至SISO或SIMO通信來確定的。JRNSO還可以使用MIMO信道乘積的行列式來確定。信道限制是使用矩陣乘積的對稱屬性來移除的。
文檔編號H04L9/08GK101682504SQ200880018646
公開日2010年3月24日申請日期2008年4月21日優(yōu)先權日2007年4月19日
發(fā)明者A·列茲尼克, S·J·戈德堡, Y·C·沙阿申請人:交互數(shù)字技術公司

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