BR112016028202B1 - Sistema de comunicação - Google Patents
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Abstract
sistemas e métodos para comunicação. trata-se de um sistema de comunicações. um sistema de comunicação para comunicação entre uma ou mais unidades terminais compreendendo: um gerenciador de comunicação que é configurado para definir e gerenciar um ou mais enlaces de comunicação ajustáveis para utilização eficiente de largura de banda, em que o um ou mais enlaces de comunicação são ajustáveis pelo gerenciador de comunicação que ajusta a largura de banda de cada um dentre o um ou mais enlaces de comunicação, as bandas de frequência utilizadas por cada um dentre o um ou mais enlaces de comunicação e a latência para cada um dentre o um ou mais enlaces de comunicação.
Description
[001] A invenção diz respeito a sistemas e métodos para comunicação. Mais particularmente, mas não exclusivamente, a invenção fornece sistemas e métodos melhorados para comunicações de rádio ou sem fio, em que as comunicações são fornecidas entre um ou mais dispositivos.
[002] Comunicações e redes sem fio podem ser usadas vantajosamente em uma variedade de diferentes ambientes para fornecer infraestrutura de comunicações, dispostas com o uso de inúmeras topologias e estratégias que, de outra forma, não seriam possíveis e/ou seriam inconvenientes com o uso de redes com fio apenas. Comunicações sem fio podem ser utilizadas em conjunto com comunicações com fio.
[003] Um desafio com que se deparam as redes sem fio quando fornecem comunicação efetiva e consistente é a limitada largura de banda do espectro. O espectro é limitado tanto por restrições naturais (por exemplo, características desejáveis e indesejáveis para sinais em certas faixas de frequência) e também por motivos legais/regulatórios (por exemplo, certas bandas de frequência são alocadas para usos particulares por um corpo governamental ou regulatório).
[004] Várias técnicas para alocar o uso de espectro, em várias dimensões, tais como tempo, frequência, etc., e a capacidade de combinar/separar sinais podem ser utilizadas para usar largura de banda de espectro limitado mais eficientemente. Na maioria das disposições, uma rede sem fio é configurada para fornecer um protocolo para compartilhar, alocar e reutilizar a largura de banda do espectro.
[005] Esses protocolos podem também ser projetados considerando-se inúmeros fatores ambientais, e podem também ser escaláveis, dado que esses protocolos são frequentemente usados em conjunto com sistemas dinâmicos onde o número de dispositivos pode variar com o tempo, e a comunicação precisa poder também variar com o tempo. Por exemplo, dispositivos podem entrar na rede, deixar a rede, gravar dados, transmitir atualizações, receber arquivos de configuração, receber instruções, etc. Problemas adicionais podem incluir a densidade dos dispositivos em uma área física e a necessidade de comunicações simultâneas.
[006] Fatores ambientais podem incluir, por exemplo, problemas com ruído espectral, interferência, degradação de sinal, absorção/bloqueio/reflexão de onda, desvanecimento multicaminho e disponibilidade limitada de espectro.
[007] Além disso, em sistemas nos quais pode haver inúmeros dispositivos, o sistema pode ser projetado, por exemplo, para levar em conta dispositivos que unem/saem da rede, alocar / redimensionar vários caminhos de transmissão necessários para vários dispositivos, difundir mensagens através de inúmeros dispositivos, levar em conta mau funcionamento de dispositivos ou que, de outra forma, estão fora de comunicação, exigências de redundância, etc.
[008] O sistema pode também ser configurado em consideração a problemas de acesso de rede potenciais, tais como latência de sinal, perda de pacote, pacotes de dados fora de ordem, congestionamento no enlace de comunicação, colisão de pacotes, etc.
[009] Embora haja tecnologias/protocolos existentes disponíveis, tais como a norma IEEE 802.11 / Wi-Fi1m, e comunicações celulares sem fio (2G, 3G, Sistema de Telecomunicação Móvel Universal (UMTS), Evolução a Longo Prazo (LTE), etc.), essas tecnologias/protocolos podem ter desvantagens que limitam sua aplicação em vários cenários.
[010] Adicionalmente, essas tecnologias/protocolos existentes podem frequentemente ser limitadas a bandas de frequência que são altamente reguladas, podem frequentemente ser usadas por dispositivos externos para comunicações (por exemplo, tráfego e ruído externo), podem ter características de sinal indesejáveis (por exemplo, incapacidade de penetrar em paredes, falta de largura de banda, baixa taxa de bits, tamanho da antena, potência de transmissão, densidade de feixe), entre outros.
[011] Uma desvantagem da utilização de infraestrutura e/ou tecnologias de comunicações celulares sem fio existentes é que pode haver altos custos envolvidos com o aprovisionamento de serviço. Pode ser necessário que dispositivos tenham que ser adaptados para acesso a essas redes, que podem ser controladas por empresas de telecomunicações terceirizadas, e podem também ser adaptados deficientemente para os cenários de uso particulares contemplados. O aprovisionamento de serviços pode também ter custo proibitivo, especialmente se um grande número de dispositivos for envolvido. Adicionalmente, a infraestrutura de comunicações celulares sem fio existente pode ser precariamente adaptada para um grande número de dispositivos densamente empacotados que são engajados em comunicações frequentes, especialmente se enlaces de comunicação forem estabelecidos de uma forma dinâmica e/ou ad-hoc (por exemplo, o número de enlaces de comunicação disponíveis poderia ser sobrecarregado durante períodos de alta demanda). Uma perda de comunicações poderia levar a consequências como maior sobrecarga de comunicação/redundância, colisões de dispositivos, falta de coordenação, etc.
[012] Pode ser potencialmente vantajosa a possibilidade de operar em bandas de frequência diferentes daquelas utilizadas por tecnologias/protocolos existentes, com o uso de uma variedade de esquemas e tecnologias de telecomunicações que podem, por exemplo, fornecer resiliência/redundância melhorada, escalabilidade melhorada, menor latência, largura de banda melhorada, exigências regulatórias reduzidas, exigências de infraestrutura reduzidas, melhores características de sinal, ruído reduzido e/ou outras diferenças.
[013] As tecnologias/protocolos existentes podem também ser projetadas para outros usos, os quais podem resultar em topologias e/ou características indesejáveis. Por exemplo, tecnologias/protocolos existentes podem utilizar funções de coordenação distribuídas, ao contrário de funções de coordenação de ponto (que, na maioria das circunstâncias, podem não ser suportadas pelas normas de interoperacionalidade WiFi™) na camada de controle de acesso a mídia (MAC), o que impacta a maneira pela qual as informações são transmitidas através de um dado enlace de comunicação e a maneira pela qual o tráfego é coordenado. A função de coordenação distribuída, embora útil para certas aplicações, fornece transmissão de dados síncrona, que pode ser mais bem adequada para dados insensíveis a atraso.
[014] WiFi tipicamente lida com até 64 ou até 256 terminais por estação-base. Ela pode não ser bem equipada para lidar com aplicações tais como aquelas com centenas, ou mesmo milhares de terminais / dispositivos, tais como aqueles contemplados em algumas modalidades.
[015] WiFi tipicamente tem um alcance de 100 m, radialmente a partir da estação-base. Um sistema pode precisar ter um maior alcance, dependendo da aplicação e implantação particular.
[016] Redes WiFi degradam mais à medida que mais terminais são adicionados por causa do acesso disputado ao meio (em vez de usar intervalos de frequência e tempo dedicados). O acesso disputado pode se tornar problemático quando um terminal estiver no alcance de uma estação-base, mas não estiver no alcance de outros terminais que estão por sua vez no alcance da estação-base.
[017] Um terminal pode transmitir, sem perceber que um outro terminal está transmitindo simultaneamente, e a transmissão pode então encontrar problemas tais como colisões, latência, perda de pacote, etc.
[018] WiFi pode incluir um recurso de função de coordenação de ponto para fornecer acesso não disputado com o uso de uma abordagem todos contra todos; entretanto, isto não está normalmente disponível pelos principais vendedores e pode ser limitado à metade da largura de banda disponível.
[019] Um projeto de função de coordenação de ponto pode ser potencialmente vantajoso para comunicações em um ambiente no qual existe um grande número de dispositivos densamente empacotados que precisam se comunicar de uma maneira que seja sensível ao atraso (por exemplo, instruções em tempo real ou quase em tempo real, particularmente onde o controle e coordenação de atividades são importantes).
[020] Uma outra consideração pode ser como o protocolo trata a contenção de rede, em que um ou mais dispositivos competem pelo acesso de rede. Uma vantagem potencial em relação a um projeto de função de coordenação de ponto é a capacidade de utilizar esquemas de tráfego livre de contenção, em que, por exemplo, um ponto de acesso coordena comunicações com dispositivos de maneira tal que não possa existir transmissões simultâneas (por exemplo, o ponto de acesso fornece a cada dispositivo um tempo específico, ou frequência, ou tempo, em que ele tem o direito à maneira de comunicações). Esquemas de tráfego livres de contenção podem ser potencialmente úteis no estabelecimento de prioridades de comunicação e/ou evitação de vários problemas de rede, tais como colisões de pacotes, latência, etc.
[021] Redes de comunicações podem ser usadas para trocar informações de diferentes tamanhos, prioridade e/ou importância, tais como informações de monitoramento e diagnóstico, informações de controle, dados, informações de configuração, informações de movimento, informações ambientais, sendo que as informações podem ser sensíveis ao tempo, não sensíveis ao tempo e/ou programadas, dependendo da aplicação.
[022] É desejável fornecer um sistema de comunicações que fornece comunicações efetivas para um ou mais dispositivos.
[023] Em alguns aspectos, um sistema de comunicação para comunicação entre uma ou mais unidades terminais é fornecido, compreendendo um gerenciador de comunicação que é configurado para definir e gerenciar um ou mais enlaces de comunicação ajustáveis para utilização de largura de banda eficiente, em que um ou mais enlaces de comunicação são ajustáveis pelo gerenciador de comunicação ajustando-se a largura de banda de cada um dentre o um ou mais enlaces de comunicação, as bandas de frequência utilizadas por cada um dentre o um ou mais enlaces de comunicação, e a latência para cada um dentre o um ou mais enlaces de comunicação.
[024] Em alguns aspectos, é fornecido um sistema de comunicação em que a largura de banda do um ou mais enlaces de comunicação pode ser ajustada ajustando-se um dentre pelo menos um parâmetro associado com o um ou mais enlaces de comunicação, incluindo utilização de frequência, características de bloco, técnicas de multiplexação/ demultiplexação, sincronismo e utilização de código.
[025] Em alguns aspectos, é fornecido um sistema de comunicação em que as características de bloco incluem pelo menos um dentre pilotos e correção antecipada de erro.
[026] Em alguns aspectos, um sistema de comunicação compreende uma ou mais estações-base.
[027] Em alguns aspectos, um sistema de comunicação compreende um ou mais controladores de estação-base. Em alguns aspectos, é fornecido um sistema de comunicação em que o um ou mais enlaces de comunicação são constituídos de: um ou mais enlaces de comunicação de baixa largura de banda configurados para comunicação entre a estação-base e a pluralidade de unidades terminais; e um ou mais enlaces de comunicação de alta largura de banda configurados para comunicação entre a estação-base e a pluralidade de unidades terminais.
[028] Em alguns aspectos, é fornecido um sistema de comunicação em que o um ou mais enlaces de comunicação de baixa largura de banda são configurados para comunicação em uma faixa de latência predeterminada.
[029] Em alguns aspectos, é fornecido um sistema de comunicação em que zero ou mais enlaces de comunicação de alta largura de banda são configurados para comunicação em uma faixa de latência variável.
[030] Em alguns aspectos, é fornecido um sistema de comunicação em que o número do um ou mais enlaces de comunicação de baixa largura de banda e zero ou mais enlaces de comunicação de alta largura de banda podem ser ajustados durante um processo de iniciação da uma ou mais estações- base.
[031] Em alguns aspectos, é fornecido um sistema de comunicação em que o número do um ou mais enlaces de comunicação de baixa largura de banda e zero ou mais enlaces de comunicação de alta largura de banda podem ser ajustados em tempo real ou quase em tempo real para responder às exigências para comunicação entre pelo menos uma estação- base e a pluralidade de unidades terminais.
[032] Em alguns aspectos, é fornecido um sistema de comunicação em que um pacote de dados transmitido por uma unidade terminal dentre a uma ou mais unidades terminais através do um ou mais enlaces de comunicação de baixa largura de banda é transmitido pelo menos duas vezes, como uma primeira intermitência de dados e uma segunda intermitência de dados.
[033] Em alguns aspectos, é fornecido um sistema de comunicação em que a primeira intermitência de dados e a segunda intermitência de dados ocupam uma ou mais diferentes frequências.
[034] Em alguns aspectos, é fornecido um sistema de comunicação em que um ou mais enlaces de comunicação são utilizados como enlaces de comunicação de emergência.
[035] Em alguns aspectos, é fornecido um sistema de comunicação em que a transmissão de informações para a uma ou mais unidades terminais continua independentemente da possibilidade de existir informações de controle a serem transmitidas.
[036] Em alguns aspectos, é fornecido um sistema de comunicação em que o um ou mais enlaces de comunicação incluem pelo menos um enlace de comunicação livre de contenção.
[037] Em alguns aspectos, é fornecido um sistema de comunicação em que a transmissão de informações para a uma ou mais unidades terminais é utilizada para manutenção e diagnóstico de problemas.
[038] Em alguns aspectos, é fornecido um sistema de comunicação em que técnicas de frequência dinâmica são utilizadas na otimização de características dos enlaces de comunicação.
[039] Em alguns aspectos, é fornecido um sistema de comunicação em que técnicas de frequência dinâmica são utilizadas por uma ou mais estações-base e são tratadas por uma ou mais cadeias de radiofrequência dedicadas.
[040] Em alguns aspectos, é fornecido um sistema de comunicação que utiliza esquemas de acesso múltiplo coordenado de banda larga para comandar e controlar equipamento de manuseio de material em grande escala em um depósito de logística.
[041] Em alguns aspectos, é fornecido um sistema de comunicação em que o equipamento de manuseio de material inclui um ou mais veículos guiados autônomos no depósito de logística, que pode incorporar uma ou mais dentre a uma ou mais unidades terminais.
[042] Em alguns aspectos, é fornecido um sistema de comunicação em que o esquema de acesso múltiplo coordenado se dá através de múltiplos intervalos de tempo em múltiplas subportadoras OFDM.
[043] Em alguns aspectos, o gerenciador de comunicação (a) analisa demandas atuais para acesso de rede, e (b) aplica uma série de regras para determinar dinamicamente parâmetros de enlaces de comunicação de rede particulares para fornecer utilização eficiente de largura de banda com base nas demandas atuais para acesso de rede.
[044] Em alguns aspectos, um sistema de comunicação é configurado para implantar uma ou mais técnicas para melhorar as chances de transmissão e/ou recepção bem sucedida de comunicações. Algumas redes sem fio exigem um “aperto de mão” de rede a fim de estabelecer comunicações entre dois ou mais dispositivos e permitir que esses dispositivos estabeleçam o protocolo de rede a ser usado para estabelecer uma sessão de rede entre eles. Esses tipos de sessões de rede geralmente fornecem comunicações confiáveis, por exemplo, com relação à obtenção de mínima perda de pacote. Entretanto, essas comunicações também geralmente utilizam uma quantidade significativa de largura de banda de rede.
[045] Em alguns aspectos, o sistema de comunicação não utiliza apertos de mão ou um protocolo de rede tais como aqueles tipicamente usados no estabelecimento de um enlace de comunicação dedicado. Isto, em parte, pode fornecer utilização mais eficiente de largura de banda.
[046] Em alguns aspectos, o sistema de comunicação pode utilizar uma ou mais técnicas para melhorar a transmissão ou recepção bem sucedida de comunicações. O sistema pode ser configurado, por exemplo, para transmitir dados mais de uma vez, retransmitir dados por diferentes enlaces de comunicação, retransmitir dados por diferentes enlaces de comunicação não adjacentes, e/ou usar um esquema para confirmar a recepção bem sucedida de dados. Em outras palavras, a presente invenção alcança utilização de largura de banda eficiente em parte através do uso de duplicação de comunicações de rede de uma maneira estratégica.
[047] Em alguns aspectos, um pacote de dados transmitido por uma unidade terminal da pluralidade das unidades terminais através de um ou mais enlaces de comunicação de baixa largura de banda é transmitido pelo menos duas vezes, pelo menos como uma primeira intermitência de dados e uma segunda intermitência de dados.
[048] Em alguns aspectos, o sistema de comunicação é configurado para empregar técnicas de diversidade de frequência em comunicações de enlace ascendente e/ou de enlace descendente.
[049] A este respeito, antes de explicar pelo menos uma modalidade da invenção com detalhes, deve-se entender que a invenção não está limitada em sua aplicação aos detalhes de construção e às disposições dos componentes apresentados na descrição seguinte ou ilustrados nos desenhos. A invenção é passível de outras modalidades e de ser praticada e realizada de várias maneiras. Também, deve-se entender que a fraseologia e terminologia empregadas aqui têm o propósito de descrição e não devem ser consideradas limitantes.
[050] A invenção será agora descrita, apenas a título de exemplo, com referência aos desenhos diagramáticos em que:
[051] A Figura 1 fornece um diagrama de blocos exemplificativo indicando dispositivos que podem interoperar com o sistema, de acordo com algumas modalidades da invenção.
[052] A Figura 2 fornece um diagrama de blocos de amostra de um sistema de gerenciamento de depósito, de acordo com alguns aspectos da invenção.
[053] A Figura 3 fornece um cenário de canal adjacente de amostra, de acordo com alguns aspectos da invenção.
[054] A Figura 4 ilustra um diagrama de relacionamento de intermitência lógica e canal físico de amostra, de acordo com alguns aspectos da invenção.
[055] A Figura 5a ilustra um tubo fino de amostra, de acordo com alguns aspectos da invenção.
[056] A Figura 5b ilustra um tubo grosso de amostra, de acordo com alguns aspectos da invenção.
[057] A Figura 6 ilustra um símbolo de multiplexação por divisão de frequências ortogonais (OFDM) de amostra, de acordo com alguns aspectos da invenção.
[058] A Figura 7 ilustra um formato de bloco de amostra, de acordo com alguns aspectos da invenção.
[059] A Figura 8 ilustra uma estrutura de quadro de duplexação por divisão de tempo (TDD) de amostra, de acordo com alguns aspectos da invenção.
[060] A Figura 9a mostra uma estrutura de quadro de amostra mostrando subquadros e blocos de acordo com alguns aspectos da invenção.
[061] A Figura 9b mostra uma estrutura de subquadro de amostra mostrando tubo (ou tubos) fino e tubo (ou tubos) grosso, de acordo com alguns aspectos da invenção.
[062] A Figura 10 mostra uma codificação de canal lógico de amostra, de acordo com alguns aspectos da invenção.
[063] A Figura 11 mostra uma sequência de salto de exemplo do modo duplicado de tubo fino de amostra e tubo fino, de acordo com alguns aspectos da invenção.
[064] A Figura 12 mostra protocolos de controle em tempo real, de acordo com alguns aspectos da invenção.
[065] A Figura 13 mostra pilhas de protocolo de tubo grosso, de acordo com alguns aspectos da invenção.
[066] A Figura 14 mostra um diagrama de blocos de amostra de módulos de controlador da estação-base, de acordo com alguns aspectos da invenção.
[067] A Figura 15a mostra um diagrama de blocos de amostra de módulos de estação-base, de acordo com alguns aspectos da invenção.
[068] A Figura 15b mostra um outro diagrama de blocos de amostra de módulos terminais/de robô, de acordo com outros aspectos da invenção.
[069] A Figura 16 mostra um sistema de rádio de amostra, de acordo com alguns aspectos da invenção.
[070] A Figura 17 mostra uma arquitetura de estação-base e radiofrequência geral, de acordo com alguns aspectos da invenção.
[071] A Figura 17a mostra uma modalidade específica da arquitetura de estação-base e radiofrequência geral da Figura 17 de acordo com alguns aspectos da invenção.
[072] A Figura 18 mostra nível de sinal de enlace ascendente máximo estimado para um único tubo fino, de acordo com alguns aspectos da invenção.
[073] A Figura 19 mostra nível de sinal de enlace ascendente mínimo estimado para um único tubo fino, de acordo com alguns aspectos da invenção.
[074] A Figura 20 mostra um diagrama de blocos e nível do receptor de acordo com alguns aspectos da invenção.
[075] A Figura 21 mostra um diagrama de blocos e nível do transmissor de amostra de acordo com alguns aspectos da invenção.
[076] A Figura 22 mostra um diagrama de blocos da estação-base exemplificativo de acordo com alguns aspectos da invenção.
[077] A Figura 23 mostra um diagrama de blocos de placa de comunicações de robô exemplificativo de acordo com alguns aspectos da invenção.
[078] A Figura 23a mostra uma modalidade específica do diagrama de blocos de placa de comunicações de robô da Figura 23 de acordo com alguns aspectos da invenção.
[079] A Figura 24 ilustra uma implantação genérica representativa exemplificativa de um dispositivo de computação.
[080] Em algumas modalidades é revelado um sistema de comunicação que pode ser configurado para fornecer comunicações entre um ou mais dispositivos ou terminais conectados em rede, uma ou mais estações-base e/ou um ou mais controladores de estação-base.
[081] Um ou mais controladores de estações-base podem ser implantados, por exemplo, como um gerenciador de rede para gerenciar comunicações em um ambiente de rede.
[082] Os elementos que podem estar transmitindo ou recebendo dados podem ser genericamente denominados de dispositivos, que incluem pelo menos os terminais, estações- base e controladores de estação-base indicados anteriormente, mas podem também ser qualquer outro elemento capaz de transmitir ou receber dados.
[083] O sistema de comunicação, em uma variedade de modalidades, pode ser operável de maneira tal que o um ou mais terminais possam se comunicar um com o outro, ou pode ser operável de maneira tal que o um ou mais terminais possam se comunicar com um ou mais sistemas centralizados, os sistemas centralizados incluindo uma ou mais estações-base e/ou um ou mais controladores de estação-base e/ou um ou mais gerenciadores de rede. Em várias modalidades da invenção, o sistema pode ser operável para fornecer comunicações em uma disposição ponto a ponto, uma disposição ponto-multipontos, e/ou uma disposição multipontos- multipontos.
[084] Referindo-se à Figura 1, um diagrama de blocos exemplificativo é fornecido indicando vários dispositivos que podem ser operáveis com o sistema de comunicação, de acordo com algumas modalidades da invenção. O sistema pode ser operável com quaisquer dispositivos que se comunicam um com o outro, mas os dispositivos mostrados na Figura 1 fornecem uma ilustração de algumas modalidades da invenção, em que o sistema é usado para fornecer comunicações para um ou mais controladores de estação-base 12 a..n, uma ou mais estações-base 14 a..n, um ou mais terminais 16 a..n. Em outras modalidades da invenção, pode haver mais, diferentes e/ou menos dispositivos interoperando com o sistema.
[085] Como indicado na Figura 1, os enlaces de comunicação não são necessariamente estabelecidos de uma maneira hierárquica. Enlaces de comunicação podem ser formados também entre dispositivos que desempenham funções similares, tal como entre terminais 16a e 16b, estações-base 14a e 14b ou controladores de estação-base 12 a..n. Os enlaces de comunicação podem ser implantados usando várias mídias ou tecnologias com fio e/ou sem fio, e podem ser compostos por um ou mais enlaces de comunicação.
[086] O sistema pode, em algumas modalidades, operar por meio de uma variedade de meios de transmissão. O sistema, em várias modalidades, pode se comunicar usando, por exemplo, ondas eletromagnéticas (radiação de ondas de rádio, microondas, infravermelha, luz, laser, lidar, radiação terahertz), som, ou qualquer meio de transmissão que pode ser utilizado para comunicações sem fio. O sistema pode adicionalmente ser operável em uma ou mais mídias de transmissão.
[087] O sistema de comunicação pode ser configurado para permitir comunicações pelo aprovisionamento e alocação de um ou mais enlaces de comunicação para comunicações pelos dispositivos. O sistema de comunicação pode também ser configurado para utilizar várias tecnologias e/ou disposições para usar a largura de banda de espectro limitado mais eficientemente. Cada enlace pode ser aprovisionado com base em vários fatores, tal como usando várias faixas de frequência, intervalos de tempo, blocos, etc. Cada um desses enlaces pode ter características iguais ou diferentes, tais como largura de banda, latência, congestionamento de tráfego, esquema de modulação, etc.
[088] Frequências usadas por vários enlaces de comunicação podem ou não ser adjacentes uma à outra, dependendo da modalidade e da configuração particular.
[089] Em algumas modalidades, as faixas de frequência podem ser selecionadas e o sistema pode operar de maneira tal que o sistema opere dentro das normas regulatórias e possa coexistir com outros usuários de frequências de comunicações, tais como transmissores de televisão, telefones móveis, etc. Essas normas podem variar de jurisdição para jurisdição. Pode haver exigências para coexistir “polidamente” com outros usuários do espectro.
[090] Os enlaces de comunicação podem ser usados para transmitir ou receber informações, e um ou mais enlaces de comunicação podem também ser utilizados com propósitos de emergência, monitoramento ou diagnóstico. Em algumas modalidades do sistema, o sistema pode ser configurado para se adaptar a problemas de interferência ou outros problemas, por exemplo, enlaces de comunicação variáveis para comunicações, redimensionamento de enlaces de comunicação, aplicação de filtros, emprego de verificação de erro, emprego de técnicas espaciais / frequência, etc.
[091] Uma vantagem potencial de se ter um ou mais enlaces de comunicação que podem ser alocados, redirecionados e/ou redimensionados é que o sistema pode se beneficiar de flexibilidade aumentada na facilidade de uso e posicionamento, com uma vantagem potencial adicional durante elevação/redução na escala de posicionamento existente.
[092] Em algumas modalidades do sistema, a capacidade do sistema pode ser alterada alterando-se as características do bloco, tais como pilotos, correção antecipada de erro, etc., por vários motivos, tal como levando em consideração as características (físicas e espectrais) do ambiente.
[093] O sistema pode ser projetado para uso interno e/ou externo.
[094] Ambientes específicos, de acordo com algumas modalidades da invenção, serão discutidos adicionalmente neste relatório descritivo. Segue-se uma descrição geral dos ambientes nos quais o sistema pode operar, de acordo com algumas modalidades da invenção.
[095] O sistema pode ser utilizado para fornecer enlaces de comunicação entre um ou mais terminais, uma ou mais estações-base e/ou um ou mais controladores de estação-base. Como anteriormente indicado, o sistema pode ser usado entre vários dispositivos que precisam se comunicar. As comunicações, por exemplo, poderiam ser em qualquer combinação dos dispositivos citados, tais como comunicações entre terminais, entre terminais e estações-base, estações- base e controladores de estação-base, etc.
[096] Em algumas modalidades exemplificativas da invenção, o sistema é utilizado para fornecer enlaces de comunicação entre inúmeros terminais a partir de um sistema ou controlador central. O sistema ou controlador central pode, por exemplo, fornecer instruções ao um ou mais terminais e/ou receber informações (tais como estado, posição, etc.) do um ou mais terminais.
[097] O sistema pode operar como parte de um sistema ou instalação maior, e elementos do sistema podem também interoperar com outros dispositivos que podem exigir enlaces de comunicação. Por exemplo, o sistema pode operar dentro de um depósito ou linha de montagem, onde, além dos terminais, pode haver trabalhadores humanos ou outras máquinas/dispositivos operando.
[098] O sistema pode, em algumas modalidades, interoperar com esses outros elementos. Por exemplo, o sistema pode fornecer enlaces de comunicação que um sistema de gerenciamento de depósito pode utilizar, ou um caminhão que chega/sai pode utilizar. Como tal, os enlaces de comunicação não precisam ser limitados a terminais, estações-base e/ou controladores de estação-base em algumas modalidades.
[099] Comunicações entre vários dispositivos interoperando com o sistema podem ser conduzidas em várias direções, tais como transmissão de dados (enlace ascendente) e recepção de dados (enlace descendente), e essas comunicações podem ocorrer em diferentes tempos, ao mesmo tempo, ou sobrepondo quadros de tempo.
[100] Como adicionalmente explicado em outro ponto desta revelação, um aspecto da invenção é um método de acesso enlace de comunicação de rede inédito e um sistema de comunicação associado, que inclui usar quadros e intervalos de tempo de uma maneira inédita e inovadora para comunicar dados através de uma ou mais redes. Quadros são normalmente usados para dividir dados, tal como um fluxo de dados; e, então, quadros podem ser adicionalmente subdivididos em intervalos de tempo. Quadros e intervalos de tempo associados são usados em inúmeras diferentes redes de mídia compartilhadas para gerenciar acesso a recursos de rede a partir de uma pluralidade de dispositivos conectados na rede.
[101] Quadros, no contexto deste relatório descritivo, podem ser usados para descrever o período de tempo no qual dispositivos têm uma oportunidade de transmitir e receber, ao contrário do conceito de quadros no contexto de rede de computador.
[102] A presente invenção inclui uma abordagem inédita e inovadora para métodos de acesso de enlace de comunicação que fornecem utilização eficiente de largura de banda disponível adequada para ambientes de alta densidade, onde, por exemplo, um número relativamente grande de dispositivos conectados na rede compartilha largura de banda disponível, ou dados de comunicações relativamente frequentes são exigidos.
[103] Sinais de comunicação entre vários dispositivos podem ser analógicos ou digitais, ou uma combinação de sinais analógicos e digitais. Os sinais podem ser sinais de banda- base, e/ou sinais de passa banda, e sinais intermediários, em algumas modalidades, podem ser usados. O uso e/ou conversão em/de sinais intermediários pode ser potencialmente vantajoso para realizar operações em sinais em faixas de frequência que são mais bem adequadas para uma operação particular.
[104] Dado que o sistema pode operar em ambientes com características físicas e espectrais diferentes, o sistema, em algumas modalidades, pode ser configurado correspondentemente para operar nesses ambientes. Por exemplo, o sistema pode operar em um ambiente onde paredes podem ser de uma espessura que impede a transmissão de sinais de uma faixa de frequência particular. Neste cenário, uma ou mais faixas de frequência apropriadas podem ser selecionadas para operação que podem ser capazes de penetrar nessas paredes.
[105] Em algumas modalidades, os dispositivos podem aplicar diversidade espacial de antenas para ajudar a abordar problemas ambientais, tal como a capacidade de se comunicar em torno de cantos, etc. Técnicas usando diversidade de frequência, salto de frequência, etc., podem também ser utilizadas.
[106] Em algumas modalidades, os dispositivos operando com o sistema podem ter seus meios de comunicações sincronizados no tempo, ou dentro de uma faixa de tempos adequada. A sincronização pode ser, por exemplo, relativa à de um relógio mestre particular.
[107] Tipos de terminais específicos, de acordo com algumas modalidades da invenção, serão discutidos adicionalmente neste relatório descritivo. Segue-se uma descrição geral de terminais que podem interoperar com o sistema. O sistema pode fornecer enlaces de comunicação para um ou mais terminais. Esses terminais podem ser dispositivos que fornecem várias funcionalidades ou realizam várias tarefas e têm capacidades para transmissão e/ou recepção de dados.
[108] O um ou mais terminais, em algumas modalidades, podem ser móveis e podem se mover em relação ao ambiente, ou o um ou mais terminais podem ser estacionários. Quando um terminal é móvel e se move no ambiente, o terminal pode ser capaz de comutar enlaces de comunicação quando o sistema detecta que o terminal foi movimentado para uma área particular, tal como para a borda de uma área particular servida por uma estação-base particular. Este processo pode ser conhecido com uma “transferência”.
[109] O um ou mais terminais podem ter outras conexões para comunicações, tais como conexões com fio, e podem ser capazes de se comunicar por meio de qualquer uma dessas conexões.
[110] O um ou mais terminais podem também ter um ou mais sensores incorporados para fornecer informações relacionadas aos terminais e/ou relacionadas ao ambiente. O um ou mais terminais podem também compreender mídia legível por computador não transitória incorporada para armazenar várias informações, e/ou um ou mais processadores para fornecer funções de computação variadas.
[111] O um ou mais terminais podem ser configurados para utilizar enlaces de comunicação dentro de um ou mais enlaces de comunicação e podem, adicionalmente, ser configurados para se mover entre enlaces de comunicação.
[112] O um ou mais terminais podem ser também configurados para se comunicar um com o outro e/ou ouvir as comunicações de um outro terminal dentre o um ou mais terminais onde o outro terminal se comunicar com um outro dispositivo, por exemplo, uma estação-base.
[113] O um ou mais terminais podem ser configurados para realizar um conjunto de instruções se enlaces de comunicação tiverem sido divididos ou forem degradados. Por exemplo, um ou mais terminais podem ser configurados para usar enlaces de comunicação de redirecionamento, parar suas ações, tentar restabelecer um enlace depois de um período de tempo, alterar enlaces de comunicação, ativar um indicador para indicar que o terminal não está em contato, etc. Em algumas modalidades, o um ou mais terminais podem ser instruídos para completar uma parada controlada que pode incluir, por exemplo, encontrar um lugar apropriado para parar, reduzir gradualmente a velocidade, descer objetos, etc.
[114] Em algumas modalidades, o um ou mais terminais podem ter a capacidade de medir qualidade/intensidade de sinal e/ou transmitir informações indicando o mesmo a outros dispositivos.
[115] Em algumas modalidades, o um ou mais terminais podem utilizar sinais intermediários que podem ser convertidos em sinais de banda-base antes de ser digitalizado.
[116] Em algumas modalidades, o um ou mais terminais podem, cada um, ter um ou mais enlaces de comunicação alocados para seu uso. Esses enlaces de comunicação podem ser enlaces dedicados, enlaces dinamicamente alocados, etc. Uma vantagem potencial de se ter um enlace de comunicação alocado é que, em combinação com métrica de rede detectada, pode-se certificar onde pode haver problemas com comunicações. Em algumas modalidades, os dados podem ser transmitidos por meio de um ou mais enlaces de comunicação duplicados.
[117] Com propósitos ilustrativos e não limitantes, terminais exemplificativos podem incluir dispositivos vestíveis, dispositivos de transporte, dispositivos carregados por indivíduos, sendo que os dispositivos têm capacidades de transmissão ou recepção limitadas, e/ou robôs autônomos operando dentro de uma instalação com um ou mais processadores e uma ou mais mídias legíveis por computador não voláteis para armazenar informações.
[118] Tipos específicos de estação-base, de acordo com algumas modalidades da invenção, serão discutidos adicionalmente neste relatório descritivo. Segue-se uma descrição geral de estações-base que podem interoperar com o sistema.
[119] Em algumas modalidades, pode haver uma ou mais estações-base que fornecem enlaces de comunicação com o um ou mais terminais. As estações-base em algumas modalidades podem ser configuradas para se comunicarem uma com a outra.
[120] A uma ou mais estações-base podem ser um transceptor que fornece enlaces para áreas particulares sintonizados em um ou mais enlaces de comunicação para comunicações. A uma ou mais estações-base podem ser configuradas e/ou operadas como vários tipos, por exemplo, estações-base podem ser configuradas para difundir sinais, fornecer enlaces de comunicação para se comunicar com terminais, se comunicar com outras estações-base, repetir sinais de outras fontes, etc. A uma ou mais estações-base podem ser estacionárias ou móveis.
[121] De acordo com várias modalidades, a uma ou mais estações-base podem operar em um enlace de comunicação ou mais que um enlace de comunicação. Adicionalmente, pode haver mais que uma estação-base para um enlace de comunicação particular.
[122] A uma ou mais estações-base podem ser configuráveis para operar em diferentes enlaces de comunicação, mudar enlaces de comunicação, etc.
[123] A uma ou mais estações-base podem também utilizar outras tecnologias, tal como filtragem de ruído, análise de frequência de frequências vizinhas, coordenação com outras estações-base, etc., para evitar interferência com outros usos no mesmo enlace de comunicação.
[124] A uma ou mais estações-base podem também se comunicar com outros dispositivos usando meios com fio ou sem fio. A uma ou mais estações-base podem também ser organizadas como um agrupamento de estações-base. A uma ou mais estações-base podem ser configuradas para estar em vários modos, tais como modos ativos, de reserva ou de monitoramento do sistema. A uma ou mais estações-base podem ser operáveis para transmitir mensagens para todos os dispositivos que operam em seu alcance.
[125] Em algumas modalidades, a uma ou mais estações- base podem operar em conjunto com um ou mais controladores de estação-base. A uma ou mais estações-base podem ser operadas de acordo com lógica e instruções fornecidas por dispositivos externos, o um ou mais controladores de estação- base, etc.
[126] Em algumas modalidades, a uma ou mais estações- base podem ser operadas de uma maneira similar àquelas em redes celulares típicas, por exemplo, com transceptores de localização fixa que evitam operar usando faixas de frequência usadas por estações-base adjacentes. Uma vantagem potencial de uma disposição como esta é a capacidade de reutilizar frequências em uma área geográfica particular.
[127] Em algumas modalidades, estações-base podem ser utilizadas em uma configuração mestre-escravo, em que uma ou mais estações-base podem ser configuradas para agir como estações-base mestras, e uma ou mais estações-base podem ser configuradas como estações-base escravas. Uma vantagem potencial dessas modalidades pode ser a capacidade de ter redirecionamentos e minimizar interrupções de serviço.
[128] Em algumas modalidades, a uma ou mais estações- base podem ser configuradas para utilizar sinais intermediários, sendo que os sinais intermediários são usados para digitalização.
[129] Controladores de estação-base específicos, de acordo com algumas modalidades, serão discutidos adicionalmente neste relatório descritivo. Segue-se uma descrição geral de controladores de estação-base que podem interoperar com o sistema.
[130] Um ou mais controladores de estação-base podem interoperar com o sistema. O um ou mais controladores de estação-base podem fornecer meios para controlar a uma ou mais estações-base, sendo que o controle fornece, por exemplo, alocação de enlaces de comunicação, dimensionamento de enlaces de comunicação, controle de transferências quando dispositivos se deslocam para dentro/para fora do alcance de uma estação-base particular, combinação/separação de vários sinais (por exemplo, como um concentrador), etc.
[131] Em algumas modalidades, o um ou mais controladores de estação-base podem ser implantados como um ou mais dispositivos de computação distribuídos, que podem adicionalmente ser configurados para redundância aumentada. Os controladores de estação-base podem também ser configurados para fornecer capacidades de resolução de falhas e/ou equilíbrio de carga, etc.
[132] Segue-se uma descrição ilustrativa e não limitante de uma disposição do sistema de acordo com algumas modalidades. Enlaces de comunicação podem ser utilizados como “tubos” de comunicações, e vários enlaces de comunicação podem ser agrupados para formar diferentes agrupamentos de “tubos” que podem ter características comuns, tais como baixa latência, largura de banda, etc.
[133] O sistema de comunicações pode ser operável para utilizar vários esquemas de multiplexação/demultiplexação para combinar/separar múltiplos sinais em um meio compartilhado limitado.
[134] Esses esquemas podem ser implantados utilizando várias técnicas, tais como, mas sem limitações, divisão de tempo, divisão de frequência, modulação pela amplitude da quadratura e/ou divisão de código, individualmente ou em combinação. Por exemplo, multiplexação por divisão de frequência ortogonal (OFDM) pode ser utilizada.
[135] Essas técnicas podem ser usadas para fornecer enlaces de comunicação de largura de banda variável (“tubos”) como descrito adicionalmente na seção seguinte.
[136] Em algumas modalidades, o sistema pode ser operável para fornecer um ou mais enlaces de comunicação de baixa largura de banda e/ou um ou mais enlaces de comunicação de alta largura de banda. A largura de banda dos enlaces de comunicação pode ser modificada, por exemplo, alocando blocos de frequências e de tempo seletivos, de acordo com várias estratégias de utilização de largura de banda. O um ou mais enlaces de comunicação de baixa largura de banda e o um ou mais enlaces de comunicação de alta largura de banda podem ter outras características, tais como diferentes características de latência, ruído ou degradação de sinal.
[137] A descrição apresentada acima é meramente fornecida como um exemplo ilustrativo não limitante, e deve- se entender que pode haver várias implantações, tal como tendo somente um ou mais enlaces de comunicação de baixa largura de banda, ou apenas um ou mais enlaces de comunicação de alta largura de banda, ou um ou mais enlaces de comunicação de várias larguras de banda.
[138] A distinção na largura de banda/latência/outras características entre enlaces de comunicação pode ser potencialmente vantajosa no fornecimento de uma escolha de enlaces de comunicação para uso por um terminal ou qualquer outro dispositivo, de forma que um enlace de comunicação apropriado possa ser utilizado para uma comunicação particular ou tipo de comunicação.
[139] O sistema pode não ser limitado simplesmente a ter enlaces de comunicação de alta e baixa largura de banda, os enlaces de comunicação podem ser configurados e agrupados de maneira tal que haja uma faixa de opções de largura de banda disponível. Por exemplo, pode haver uma banda de emergência, um conjunto de enlaces de comunicação de baixa largura de banda, um conjunto de enlaces de comunicação de média largura de banda e/ou um conjunto de enlaces de comunicação de alta largura de banda.
[140] Em algumas modalidades, o sistema pode ser configurado para ajustar o dimensionamento dos enlaces de comunicação ou grupos de enlaces de comunicação. Por exemplo, o sistema pode ser configurado para aumentar/diminuir a largura de banda de um enlace de comunicação de alta largura de banda ou um enlace de comunicação de baixa largura de banda. Redimensionamento dos enlaces de comunicação pode ser potencialmente vantajoso para adaptar às necessidades de comunicações variáveis.
[141] Os enlaces de comunicação, de acordo com algumas modalidades, podem também ter diferentes características, tal como latência ou congestionamento. Pode ser vantajoso, em algumas situações, fornecer enlaces de baixa latência, tal como para aplicações que podem exigir conexões quase em tempo real ou em tempo real, tal como transmissão de instruções e/ou informações sensoriais.
[142] Para os propósitos deste relatório descritivo, e para fornecer descrição ilustrativa e não limitante, enlaces de comunicação de baixa largura de banda podem ser denominados “tubos finos”, e enlaces de comunicação de alta largura de banda podem ser denominados “tubos grossos”. Em algumas modalidades, o sistema não está limitado simplesmente a ter “tubos finos” e “tubos grossos”, mas devem ser entendidos como tendo uma pluralidade de enlaces de comunicação de diferentes tamanhos.
[143] O uso de enlaces de comunicação de diferentes larguras de banda pode fornecer maior eficiência para a operação do sistema, especialmente dada à largura de banda limitada, já que diferentes operações de rede têm diferentes necessidades de larguras de banda e características de transmissão.
[144] Por exemplo, o fornecimento de um conjunto de instruções a um terminal em uma configuração inicial pode ser vantajosamente conduzido através de um tubo grosso, ao passo que a transmissão de instruções ou a recepção de informações de um terminal pode ser vantajosamente conduzida através de um tubo fino. O tubo fino poderia adicionalmente ter uma latência fixa. Neste cenário exemplificativo, um tubo grosso pode ser usado para transmitir “intermitências” de dados quando grandes quantidades de transferência de dados são preferíveis.
[145] Em uma disposição como esta, uma vantagem potencial pode ser que um maior número de tubos finos pode estar disponível para alocação em muitos terminais, enquanto um menor número de tubos grossos pode estar disponível para alocação em alguns terminais.
[146] Os vários tubos podem ser usados em várias direções, por exemplo, um tubo grosso pode ser usado para transferência de dados de enlace ascendente ou enlace descendente e, similarmente, um tubo fino pode ser usado para transferência de dados de enlace ascendente ou enlace descendente.
[147] Em algumas modalidades, o sistema pode ser configurado para alocar largura de banda em um ou mais grupos de tamanhos de enlaces de comunicação. Como um exemplo ilustrativo não limitante, uma faixa de frequência, que pode ser definida usando várias técnicas de multiplexação, pode ser utilizada, por exemplo, para fornecer um conjunto de 1.000 enlaces de comunicação de baixa largura de banda e 10 enlaces de comunicação de alta largura de banda.
[148] A razão/número/tamanho de grupos de enlaces de comunicação de largura de banda pode ser dinamicamente alterada pelo sistema. Por exemplo, o sistema pode fornecer 20 tubos grossos e 500 tubos finos em um tempo particular, mas então fornecer 10 tubos grossos e 1.000 tubos finos em um outro tempo.
[149] Quando o número de tubos for reduzido, o sistema pode ser configurado para gerenciar a realocação de tubos em terminais em que esses terminais não mais têm tubos.
[150] O sistema, em algumas modalidades, pode também alterar o dimensionamento de vários enlaces de comunicação e/ou criar novos grupos de vários enlaces de comunicação (por exemplo, o estabelecimento de um ou mais tubos supergrossos, ou um ou mais tubos superfinos).
[151] Em algumas modalidades, informações podem ser transmitidas em duplicata em dois ou mais diferentes tubos. Os tubos podem ser escolhidos de maneira tal que os tubos não fiquem adjacentes nas frequências, ou adicionalmente, podem estar em diferentes faixas de frequência.
[152] Uma vantagem potencial de uma implantação como esta é uma reduzida chance de interferência de sinal, degradação de sinal e/ou perda de sinal à medida que o sinal é transmitido em diferentes bandas de frequência.
[153] Os dispositivos podem adicionalmente ser configurados para se comunicar usando tubos associados com duas ou mais estações-base.
[154] Em algumas modalidades, tubos simétricos ou assimétricos podem ser utilizados para enlace descendente ou enlace ascendente. Quando tubos simétricos são utilizados, um tubo fino pode ser fornecido para uso para dados de enlace descendente e um outro tubo fino pode ser utilizado para dados de enlace ascendente. Quando tubos assimétricos são utilizados, um tubo fino pode ser fornecido para uso para dados de enlace descendente e um tubo grosso pode ser fornecido para uso com dados de enlace ascendente. As disposições adequadas podem ser selecionadas com base nas necessidades de comunicações que o sistema está suportando. Por exemplo, se um terminal estiver fornecendo um lote de informações em um tubo grosso, o terminal pode também estar recebendo instruções quase em tempo real por um tubo fino.
[155] Em algumas modalidades, o sistema pode ser configurado para fornecer comunicações usando várias técnicas que potencialmente melhoram a transmissão ou recepção bem sucedida de comunicações. O sistema pode ser configurado, por exemplo, para transmitir dados mais de uma vez, retransmitir dados por diferentes enlaces de comunicação, retransmitir dados por diferentes enlaces de comunicação não adjacentes e/ou usar um esquema para confirmar recepção bem sucedida de dados, etc.
[156] O sistema pode ser operado de uma maneira similar a protocolos orientados para conexão, em que disposições particulares podem ser utilizadas em uma tentativa de estabelecer a chegada garantida de dados em uma ordem particular. Nessas disposições, várias técnicas podem ser utilizadas, tal como aperto de mãos, controle de fluxo, confirmações de recebimento, etc. Por exemplo, dados podem ser fornecidos em uma disposição similar aos dados fornecidos pelo protocolo de controle de transmissão (TCP).
[157] O sistema pode ser operado de uma maneira similar aos protocolos sem conexão, onde dados são fornecidos independentemente de outros dados (por exemplo, similar ao protocolo de datagrama de usuário [UDP]).
[158] Os dados fornecidos pelo sistema podem conter vários elementos de informações, dispostos como um ou mais pacotes de dados. Os dados fornecidos pelo sistema podem, em algumas modalidades, conter informações adicionais, tal como informações de cabeçalho, que podem ser utilizados para fornecer informações adicionais para rastreamento, roteamento, soma de verificação, ordem, verificação de erro, etc.
[159] Quando dispositivos são configurados para que possam se comunicar com duas ou mais estações-base, os dispositivos podem adicionalmente ser configurados para se comunicar com duas ou mais estações-base diferentes.
[160] As seções seguintes abaixo do cabeçalho 3 fornecem uma descrição ilustrativa e não limitante de algumas modalidades, em particular, descrição de metodologias e tecnologias específicas que podem ser usadas na implantação dessas modalidades. Pode haver outras modalidades e outras variações, e várias etapas podem ser adicionadas, modificadas ou omitidas.
[161] A escolha da tecnologia de base para implantar o sistema pode ser baseada no uso de um modulador/demodulador de banda-base programável disponível: Por exemplo, o dispositivo de banda-base pode ser um dispositivo Octasictm ou qualquer outro dispositivo adequado.
[162] Os parâmetros operacionais podem variar.
[163] Em algumas modalidades, os parâmetros operacionais, tais como frequência central, máxima largura de banda, largura de banda ocupada, multiplexação por divisão de frequência ortogonal com comprimento da transformada de Fourier rápida, subportadoras ativas, espaçamento da subportadora, máximas intermitências de tubo grosso, e/ou período multiquadros podem ser inter-relacionados e podem ser escolhidos com base em um conjunto existente de normas ou especificações. Deve-se perceber que variações de parâmetros operacionais são possíveis.
[164] Por exemplo, um período multiquadros pode ser escolhido para equilibrar o número de unidades terminais com latência de conexão.
[165] Inúmeras subportadoras podem ser escolhidas, por exemplo, uma escolha de 600 subportadoras, cada uma das quais com 15 kHz de largura de banda, pode ser considerada como fornecendo uma largura de banda fundamental de 9 MHz, que pode ser considerada como se ajustando adequadamente a um espaçamento de canal de 10 MHz. Deve-se entender que essas constantes ou valores têm propósitos apenas ilustrativos e não devem ser limitantes.
[166] Deve-se entender que a escolhas de tecnologia reveladas aqui não devem ser limitantes, mas, em vez disso, têm propósitos ilustrativos.
[167] Bandas de frequência de amostra são fornecidas, mas deve-se entender que uma variedade de bandas pode ser utilizada e pode estar sujeita a alteração dependendo de vários fatores, tais como características de sinal, regulação, etc.
[168] A sub-banda superior de 5.470 a 5.725 MHz pode ser utilizada, de acordo com algumas modalidades, já que se pode considerar que a faixa de frequência permite uma maior potência do transmissor do que uma sub-banda de menor frequência, 5.150 a 5.350 MHz. Em algumas modalidades, o sistema pode também operar na sub-banda de menor frequência, ou qualquer outra faixa de frequência adequada.
[169] Os enlaces de comunicação de radiofrequência podem ser selecionados para que fiquem separados 10 MHz e o sinal modulado pode produzir uma largura de banda ocupada (99%) da potência não menos que 9 MHz e não mais que 10 MHz. O sinal modulado pode consistir em subportadoras de 600 x 15 kHz.
[170] Em uma modalidade, pode ser preferível que enlaces de comunicação adjacentes (por exemplo, adjacentes em frequência) a um enlace de comunicação principal não sejam usados em uma área imediatamente adjacente ao enlace de comunicação principal em uso. Como aqui indicado, pode haver problemas de interferência que de outra forma surgem, entre outros.
[171] Refere-se agora à Figura 3, que demonstra um cenário de enlace de comunicação adjacente. O cenário de enlace de comunicação de exemplo é fornecido no contexto de uma implantação em que vários robôs são utilizados em uma instalação para realizar várias tarefas. Esses robôs agem como um ou mais terminais que recebem / transmitem informações a uma ou mais estações-base usando algumas modalidades.
[172] Pode-se considerar que o robô 1 (conectado na estação-base 1) está também na linha de visão de estação- base 2 sem desvanecimento; ele está transmitindo máxima potência para sua própria estação-base 1.
[173] O sinal que chega à estação-base 2 para um tubo grosso pode ser selecionado para ter S1 = -54 dBm.
[174] Considera-se, adicionalmente, que o sinal do robô 2 está chegando à estação-base 2 logo acima da sensibilidade de -88 dBm. O piso de ruído na estação-base 2 é cerca de - 96,5 dBm e qualquer sinal residual do robô 1 deve ser da ordem de 10 dB abaixo do piso de ruído da estação-base 2.
[175] Neste cenário, o receptor da estação-base 2 pode precisar rejeitar o enlace de comunicação N+2 por pelo menos -54-(-106,5) = 52,5 dB, que pode ser possível aplicando uma combinação de filtração analógica e digital.
[176] O problema apresentado pode ser potencialmente atenuado configurando-se o sistema para escolher colocar tanto a estação-base 1 quanto a estação-base 2 no meio do ambiente, e não na borda, mas isto nem sempre pode ser fisicamente possível.
[177] A Figura 4 ilustra um relacionamento de intermitência lógica e canal físico exemplificativo, de acordo com algumas modalidades. De maneira similar ao que foi descrito acima, o cenário exemplificativo, ilustrado na Figura, é fornecido no contexto de uma implantação em que vários robôs são utilizados em uma instalação para realizar várias tarefas. Esses robôs agem como um ou mais terminais que recebem / transmitem informações a uma ou mais estações- base usando algumas modalidades.
[178] A direção do enlace ascendente pode ser definida como a direção do robô para a estação-base e a direção do enlace descendente pode ser definida como a direção da estação-base para o robô.
[179] Um enlace de comunicação de emergência pode ser usado para fornecer um alarme de enlace ascendente para condições nas quais pode haver situações de emergência, tal como quando o robô detecta uma interrupção do caminho do sinal físico potencial. O enlace de comunicação de emergência pode ser um enlace de comunicação de retirada para robôs usarem nessas situações.
[180] Em algumas modalidades, o enlace de comunicação de emergência pode incluir maior resiliência de comunicação.
[181] O enlace de comunicação de difusão pode ser usado para transmitir dados de identidade da estação-base de enlace descendente para todos os robôs (todos os robôs recebem o enlace de comunicação de difusão todo o tempo).
[182] O tubo fino pode ser usado para transmitir comandos de enlace descendente para o robô e transmitir dados de posição e situação do enlace ascendente.
[183] O tubo grosso pode ser usado para transmitir grandes quantidades de dados para qualquer propósito adequado em qualquer direção. Um uso exemplificativo do tubo grosso pode ser um sinal de vídeo de um dispositivo de inspeção.
[184] A seção seguinte fornece descrições de amostra não limitantes de algumas modalidades. Em particular, a implantação de tubos finos e tubos grossos é discutida, e escolhas de implantação específicas são descritas. Deve-se entender que escolhas para implantação podem variar; etapas específicas podem estar em várias ordens, podem ser adicionadas, omitidas e/ou modificadas.
[185] Em uma modalidade, pode haver dois tipos de conexões de dados, um tubo fino (banda estreita) e um tubo grosso (banda larga).
[186] Em uma modalidade, um tubo fino simétrico e tubo grosso simétrico podem ser implantados. Em uma outra modalidade, o tubo grosso pode ser assimétrico para acomodar a necessidade de encadear dados de enlace descendente enquanto procura no enlace ascendente a presença de radar.
[187] Referindo-se agora à Figura 5a, à Figura 7, à Figura 8 e às Figuras 9a e 9b, uma conexão de tubo fino pode ser baseada em um superquadro de 100 ms (também referido como um multiquadro) constituído de cinco quadros de 20 ms. Este quadro de 20 ms pode ser dividido em um enlace descendente de 10 ms ou receber subquadro e um enlace ascendente de 10 ms ou transmitir o subquadro.
[188] O subquadro de 10 ms pode ser dividido em vinte intervalos de tempo de 0,5 ms e o intervalo de tempo de 0,5 ms pode ser adicionalmente dividido em 7 constelações ou símbolos de chaveamanto por deslocamento de fase da quadratura (QPSK) dos quais 5 são usados para portar dados e 2 são usados como símbolos de pilotos.
[189] Como anteriormente indicado no relatório descritivo, em algumas modalidades, as estações-base podem ser operadas em uma configuração mestre-escravo.
[190] Uma largura de banda ocupada (por exemplo, 9 MHz) pode ser dividida em 40 blocos de frequência de 225 kHz de largura de banda cada. Cada bloco de frequência pode consistir em subportadoras de 15 x 15 kHz. Cada conexão de banda estreita escrava pode usar 2 blocos de frequência em um intervalo de tempo de 0,5 ms. Através da largura de banda ocupada de 9 MHz e em um intervalo de tempo de 0,5 ms 20 escravos podem operar simultaneamente.
[191] Pode haver 20 intervalos de tempo em um quadro de 10 ms, incluindo um intervalo de tempo usado para difusão de enlace descendente, deixando 19 intervalos de tempo para conexões de enlace ascendente e 19 para enlace descendente em um quadro. Isto significa que pode haver 380 possíveis conexões por quadro e existem 5 quadros em um superquadro de 100 ms de maneira que um único canal de 10 MHz possa suportar 1.900 enlaces de comunicação de tubo fino. A taxa de dados brutos em um tubo fino pode ser assim 2 (QPSK) x 5 x 15 (subportadoras) x 2 (blocos) x 10 (superquadros) = 3.000 bits/s.
[192] Intermitências de dados de tubo fino são adicionalmente descritas em outro ponto nesta revelação.
[193] Além da conexão de tubo fino, a estação-base pode transmitir um enlace de comunicação de difusão no primeiro intervalo de tempo de 0,5 ms para todos os robôs. O tubo fino pode ser uma conexão simétrica em termos da largura de banda.
[194] Referindo-se agora à Figura 5b, uma conexão de tubo grosso pode ser baseada também no superquadro de 100 ms mas, para este caso, 4 intervalos de 0,5 ms e através de todos os 40 blocos de frequência e em todos os cinco subquadros (equivalente a 4 x 20 x 5 = 400 tubos finos) são atribuídos a um único robô. Isto pode permitir um cenário de 4 tubos grossos (16 intervalos de tempo x 40 frequências). Depois de usar um intervalo de tempo para a difusão, cerca de 300 tubos finos (3 intervalos de tempo x 20 frequências x 5 quadros) podem operar simultaneamente com os quatro tubos grossos. A taxa de dados brutos em um tubo grosso pode ser equivalente a 400 tubos finos de 3 kbits/s ou 1,2 Mbits/s.
[195] Deve-se perceber que o número de conexões de tubo fino em uma conexão de tubo grosso pode variar.
[196] Em uma modalidade, inúmeros intervalos de tempo para um tubo grosso podem ser baseados na razão do número e/ou largura de banda de tubo fino para tubo grosso. A razão pode ser ajustada sob demanda por uma ou mais estações-base e/ou um ou mais controladores de estação-base. A uma ou mais estações-base podem ser gerenciadas centralmente por um ou mais controladores de estação-base.
[197] Em uma outra modalidade, no contexto de um novo depósito de logística, para um pequeno número de robôs e durante uma fase inicial de comissionamento, o tubo grosso pode ser usado para extrair dados dos robôs / encaminhar dados para os robôs com propósitos de configuração. À medida que os robôs se movem para a produção, esta exigência pode não mais se aplicar e, assim, a razão de tubos finos para tubos grossos pode ser ajustada para reduzir o número de tubos grossos e, por sua vez, aumentar a capacidade no tubo fino.
[198] Intermitências de dados de tubo grosso são adicionalmente descritas em outro ponto nesta revelação.
[199] Referindo-se agora às Figuras 9a e 9b, ilustrando algumas modalidades, pode haver uma razão configurável ou ajustável entre o número de enlaces de comunicação de menor largura de banda e o número de enlaces de comunicação de maior largura de banda. A estação-base pode ser configurada (ou direcionada, por exemplo, por um gerenciador de rede) para atribuir e reatribuir a frequência e/ou quadro de tempo de tubos finos e tubos grossos em um ou mais subquadros em tempo real ou quase em tempo real.
[200] Em outras palavras, o número de blocos atribuídos a tubos finos Nt e tubos grossos Nf pode ser ajustados correspondentemente com base nas necessidades do sistema de comunicação e outros fatores relacionados.
[201] O sistema pode ser configurado para empregar diversidade espacial em qualquer/ambos os enlace ascendente e enlace descendente com as antenas de qualquer dispositivo sendo colocadas a uma distância para ajudar abordar parâmetros estruturais do ambiente de implantação, tal como permitir que os sinais operem em torno dos pilares de construção que podem estar presentes em certos ambientes de implantação. A distância entre antenas pode variar.
[202] Em algumas modalidades, uma distância de aproximadamente 50 cm pode ser considerada potencialmente vantajosa para atenuar vários efeitos ambientais, tais como pilares estruturais verticais de aço.
[203] O sistema pode ser configurado para empregar diversidade de frequência no enlace descendente e/ou no enlace ascendente.
[204] A transmissão do enlace ascendente e enlace descendente de tubo fino pode usar uma pluralidade de blocos que leva os mesmos dados em diferentes frequências no enlace de comunicação de 10 MHz.
[205] Em algumas modalidades, dois blocos que ocupam diferentes frequências podem ser usados para cada pacote de dados em uma transmissão de enlace ascendente ou enlace descendente. Em uma outra modalidade, quatro blocos ocupando diferentes frequências podem ser usados para cada pacote de dados em uma transmissão de enlace ascendente ou enlace descendente.
[206] As frequências do bloco podem saltar de quadro para quadro em uma sequência de salto como aqui descrito. O salto pode ocorrer, por exemplo, dentro de 10 MHz que ocorre o enlace de comunicação como parte do sinal digital da banda- base apresentado à parte analógica do rádio.
[207] Se dois blocos forem usados para cada transmissão de dados em um enlace ascendente ou enlace descendente, as duas frequências dos blocos podem ser simétricas ou assimétricas, e centralizadas no ponto de 0 Hz (banda-base). A subportadora média pode ou não ser usada.
[208] O salto de frequência aplicada a um único robô / terminal pode indicar que a frequência pode mudar a cada 100 ms, portanto, com 20 frequências através das quais saltam, a sequência completa pode ser coberta em 2 segundos circulando nas frequências disponíveis, os efeitos do desvanecimento multicaminho podem ser contornados. Pode ser útil contar, a qualquer profundidade, nulos permanentes em um local particular.
[209] Percebe-se que pares de frequência simétricos em torno de uma frequência central podem ser alocados para a mesma unidade terminal de forma que qualquer fuga de energia de +f para -f, e vice-versa, ocorra no local da unidade terminal de maneira tal que ocorra menos interferência indesejada, comparado com alocação de +f e -f para diferentes unidades terminais.
[210] Adicionalmente, as unidades terminais podem estar a diferentes distâncias da mesma estação-base, em decorrência do que um sinal vazado para -f de uma unidade terminal próxima da estação-base pode interferir fortemente no sinal -f real de uma unidade terminal afastada da estação- base (similarmente para fuga para f).
[211] O sistema pode encontrar latência à medida que sinais de comunicação são transmitidos/recebidos de um dispositivo a outro. Esses problemas de latência podem surgir por vários motivos, e algumas desses são descritos a seguir. O sistema, em algumas modalidades, pode ser configurado para levar em conta esses problemas de latência. Alguns problemas de latência podem ser previsíveis, outros problemas de latência podem ocorrer em decorrência de várias mudanças ou fatores ambientais.
[212] Em algumas modalidades, a latência pode ser reduzida usando um menor multiquadro (por exemplo, 4 x 20 ms quadros para 80 ms). Em uma implantação como esta, pode haver menos largura de banda de tubo fino e tubo grosso disponível.
[213] Por exemplo, a latência de dados de ida e volta pode ser menor que 200 ms. As contribuições para latência podem, por exemplo, resultar de:
[214] Pela Ethernet, de um sistema de controle principal para estações-base
[215] Processamento nas estações-base
[216] Estação-base para terminal
[217] Terminal para estação-base, incluindo processamento do sinal recebido e criação do sinal de transmissão no terminal (o processamento no terminal pode ocorrer nos 10 ms entre recepção em um tubo fino no subquadro receptor e transmissão em um tubo fino no subquadro de transmissão adjacente).
[218] Pela Ethernet, da estação-base para o sistema de controle principal.
[219] Em um aspecto, a estrutura de quadro usada pode ser configurada de maneira tal que um comando de enlace descendente que acaba de perder seu intervalo de tempo do enlace descendente será transmitido 100 ms depois e sua resposta de enlace ascendente será então no subquadro de transmissão enlace ascendente 10 ms depois.
[220] Os atrasos estimados são mostrados na tabela a seguir. A tabela é uma tabela de amostra fornecida de acordo com algumas modalidades, em que terminais são representados por robôs e o sistema pode interoperar com um sistema de controle de robô e estações-base. TABELA 1 - ATRASO DE IDA E VOLTA DO SINAL ESTIMADO DA AMOSTRA A PARTIR DO SISTEMA DE CONTROLE E DE VOLTA
[221] Em algumas modalidades, um teste de integridade do enlace de comunicação de ida e volta pode ser fornecido em algum ponto em que o sistema é operacional ou no estágio de indução.
[222] Uma baia de indução pode ser uma área onde um terminal é induzido / aprovisionado para uso, ou itens são levados para uma instalação.
[223] Isto pode ser separado de qualquer outro tipo de teste tal como um teste de fabricação ou desenvolvimento.
[224] Quando um terminal está em uma baia de indução, por exemplo, uma verificação pode ser realizada para verificar que seu enlace de comunicação é operacional com o sistema. Se a posição da baia de indução for conhecida em relação à estação-base, o indicador do valor da intensidade de sinal recebido aproximado (RSSI) tanto para as conexões de enlace ascendente quanto enlace descendente podem ser conhecidas. Isto combinado com um teste de limite de taxa de erro de bits (BER), para verificar a condição das camadas físicas / controle de acesso à mídia, individualmente ou em combinação com um teste de mensagem pode ser usado para fornecer esta verificação de integridade.
[225] Embora o terminal seja móvel, um teste similar ao citado pode ser feito. Uma exigência adicional pode ser aquela em que existe um mapa RSSI do ambiente contra o qual a intensidade de sinal pode ser verificada. Isto pode ser disponibilizado a partir de uma pesquisa ambiental.
[226] Em algumas modalidades, o sistema pode ser configurado para fornecer pelo menos um enlace de comunicação de menor largura de banda livre de contenção e pelo menos um enlace de comunicação de maior largura de banda livre de contenção separado. O sistema pode ser configurado para evitar contenção através de transmissões por grito aberto e, consequentemente, maximizar o espectro de rádio utilizável.
[227] Nessas modalidades, o sistema pode reduzir conflitos em decorrência dos modos normais de tubo fino e modos de duplicação.
[228] Em algumas modalidades, contenção pode ser usada em parte, por exemplo, para comunicações de emergência.
[229] Segue-se uma tabela de constantes de interface de ar exemplar. Os valores fornecidos têm propósitos apenas ilustrativos e não devem ser limitantes.
[230] Esta seção sumariza parâmetros—chave exemplificativos da interface de ar em inúmeras tabelas:
[231] Utilização do espectro: como a banda é usada
[232] Enquadramento: como o enlace ascendente e o enlace descendente são duplexados e sincronizados
[233] Codificação: como os dados são mapeados no espectro e enquadramento 3.9.1 UTILIZAÇÃO DE ESPECTRO EXEMPLIFICATIVA
TABELA 2 - PARÂMETROS RELACIONADOS À UTILIZAÇÃO DO ESPECTRO 3.9.2 ENQUADRAMENTO TABELA 3 - PARÂMETROS RELACIONADOS AO ENQUADRAMENTO 3.9.3 CODIFICAÇÃO TABELA 4 - PARÂMETROS RELATIVOS À CODIFICAÇÃO
[234] Segue-se descrição de uma estrutura de quadro de duplexação por divisão de tempo de amostra, de acordo com algumas modalidades.
[235] Cada estação-base lida com uma única divisão de canal de frequência de 10 MHz com o tempo em multiquadros (cada Tsp), cada um dividido em quadros Nfps (cada Tfp), cada um dividido em dois subquadros (enlace descendente e enlace ascendente), cada um dividido em blocos (compostos de símbolos de piloto e símbolos de dados) nos quais intermitências físicas são mapeadas, que carregam enlaces de comunicação lógicos.
[236] Cada símbolo OFDM pode consistir em 1.024 amostras de domínio de tempo (em que 1.024 é a extensão do prefixo da transformada de Fourier rápida (FFT) usada) prefixadas com um Prefixo Cíclico (CP) de 72 amostras para reduzir interferência intersímbolos dos efeitos multicaminhos.
[237] O símbolo OFDM é mostrado na Figura 6, junto com a abertura de intervalo que pode ser aplicada para reduzir potência de canal adjacente (ACP), de acordo com algumas modalidades.
[238] Várias funções podem ser usadas como funções de intervalo, de acordo com várias modalidades. Por exemplo, uma função de intervalo de cosseno elevada pode ser usada no início e final da intermitência.
[239] Cada símbolo OFDM no domínio de tempo pode ser mapeado para um conjunto de subportadoras no domínio de frequência passando o símbolo por uma transformada de Fourier rápida inversa (iFFT).
[240] Em um aspecto, referindo-se agora à Figura 7, é mostrado um formato de bloco de amostra que pode ser usado como parte de uma estrutura de quadro ou no gerenciamento de comunicações de dados através de uma ou mais redes.
[241] Em um aspecto, cada das subportadoras ocupadas na saída da iFFT contém tanto um símbolo de piloto quanto um símbolo de dados, de acordo com algumas modalidades. Esses símbolos podem ser agrupados com o tempo e frequência em uma estrutura denominada um bloco. O bloco pode ser a menor unidade de um subquadro que pode ser ocupada ou não ocupada.
[242] O bloco pode ser uma unidade de comunicação útil em virtude do processamento de sinal digital, codificação e decodificação (correção antecipada de erro, embaralhamento, estimativa, equalização, etc.) poder ser otimizado para funcionar para o tamanho do bloco. Uma intermitência pode cobrir diversos blocos.
[243] Blocos podem ser especificados como se segue:
[244] Cada bloco contém uma mistura de bits e pilotos de dados brutos.
[245] Cada bloco cobre 7 símbolos OFDM no tempo (‘7 símbolos de largura’)
[246] Cada bloco cobre 15 subportadoras na frequência (‘15 subportadoras de altura’)
[247] Pilotos são fornecidos em cada subportadora para facilitar a estimativa de canal no receptor. Pilotos ocupam o primeiro e último símbolos OFDM do bloco.
[248] Pilotos podem ser utilizados para ver a distorção na amplitude e fase e usar esta distorção para ver o que ocorreu. O modelo da mídia pode ser usado para decodificar símbolos desconhecidos usando uma sequência de operações definida.
[249] Pilotos podem ser sequências predefinidas; pode haver mais de uma possibilidade para uma sequência de pilotos.
[250] O conjunto de blocos que cobre todas as subportadoras ocupadas em 7 símbolos OFDM é referido como um intervalo.
[251] O período de um único quadro TDD 310a, 310b do sistema pode ser estabelecido em Tfp = 20ms, que é típico de sistemas TDD e negocia parâmetros tais como velocidade de aquisição (por exemplo, correção relógio de frequência), sobrecarga de comunicação no enquadramento e assim por diante. Entretanto, deve-se perceber que o período do quadro pode também ser estabelecido em algum outro valor (por exemplo, 30 ms ou 50 ms), com ou sem outras limitações técnicas.
[252] Se cada terminal exigir somente uma transmissão de sinal em intermitência fina e recepção de sinal a cada 100 ms e é desejável maximizar os terminais suportados pela estação-base, quadros Nfps podem ser agrupados em um multiquadro (também referido como superquadro) do período Tsp = 100 ms. Uma vez por multiquadro um terminal pode receber uma intermitência fina e transmitir uma intermitência fina.
[253] Subquadros de enlace descendente 320a, 320b e subquadros de enlace ascendente 330a, 330b podem ser duplexados em uma estrutura de quadro TDD 310a, 310b como mostrado na Figura 8.
[254] A razão entre períodos de subquadros de enlace descendente 320a, 320b e enlace ascendente 330a, 330b pode ser fixada em 1:1, por exemplo, ou pode variar.
[255] Em uma outra modalidade, a razão entre extensões de subquadros de enlace descendente e enlace ascendente pode ser fixada em uma razão sem ser 1:1.
[256] Períodos de guarda opcionais entre os subquadros e quadros pode permitir estabelecer tempo para a comutação de rádio de transmissão para recepção, e vice-versa.
[257] Referindo-se agora às Figuras 9a e 9b, cada subquadro pode ter 20 blocos ‘de largura’ no tempo, e pode ter 40 blocos ‘de altura’ na frequência. A subportadora DC é inutilizada, com um número igual e inteiro de blocos situando acima e abaixo da subportadora DC na frequência.
[258] Formatos de subquadro no enlace descendente e enlace ascendente são muito similares, com a exceção de que são um sinal de sincronização no início de apenas o subquadro do enlace descendente. De outra forma, todo o subquadro é quebrado em blocos. Blocos são agrupados em intermitências que podem ser um dentre diversos tipos diferentes, dependendo do tipo de dados contidos neles. Intermitências são descritas com mais detalhes a seguir. O exato esquema do subquadro pode ser configurado alterando o número de intermitências ‘fina’ e ‘grossa’. A Figura 9a mostra a estrutura de um quadro quando os subquadros de enlace ascendente e enlace descendente foram, cada um, configurados para suportar dois tubos ‘grossos’, e tubos finos do Modo Normal estão em uso. Figura 9b mostra uma subestrutura de quadro de amostra mostrando tubo (ou tubos) fino e tubo (ou tubos) grosso de acordo com alguns aspectos. TABELA 5 A SEGUIR DEMONSTRA TIPOS DE INTERMITÊNCIAS DE DADOS E RESPECTIVA LOCALIZAÇÃO NO QUADRO DE ACORDO COM UMA MODALIDADE.
TABELA 5: SUMÁRIO DO TIPO DE INTERMITÊNCIA
[259] A camada física pode fornecer inúmeros tipos de enlaces de comunicação lógicos para camadas superiores.
[260] Como previamente descrito, Figura 4 mostra como os enlaces de comunicação lógicos podem ser mapeados nos tipos de intermitência, cada um dos quais codifica os dados como um conjunto de blocos, de acordo com algumas modalidades.
[261] Todos os enlaces de comunicação portando dados podem ser codificados e mapeados em intermitências nas etapas seguintes pela Figura 10, de acordo com algumas modalidades.
[262] Na etapa 510, uma CRC pode ser usada para detectar erros para vários tipos de enlace de comunicação. A extensão da CRC pode ser, por exemplo, 24-bits. A CRC pode ser anexada aos dados dos enlaces de comunicação.
[263] Outros códigos ou técnicas de verificação de erro podem também ser aplicados, de acordo com várias modalidades.
[264] Na etapa 520, um código de correção antecipada de erro (FEC) pode ser usado para corrigir erros em dados recebidos.
[265] Em algumas modalidades, o sistema é configurado para aplicar uma FEC com um código convolucional de taxa 1/2, com uma extensão de restrição de 9. As funções do gerador usadas são:
[266] G0 = 561 (octal)
[267] G1 = 753 (octal)
[268] Para cada bit de entrada, a saída de GO então G1 é produzida pelo codificador.
[269] “bit de cauda” é usado, e assim o codificador deve ser inicializado com os últimos 8 bits dos dados de entrada. Em algumas modalidades, um código convolucional de taxa 1/3 pode ser usado em intermitências de controle e emergência.
[270] A função do gerador pode então ser G0 = 557 (octal), = 663 (octal), G2 = 711 (octal)
[271] Em algumas modalidades, o sistema pode ser configurado de maneira tal que blocos possam ser espalhados com o tempo para aumentar redundância e/ou melhorar a chance de recuperação de informações com o tempo.
[272] Por exemplo, um intercalador pode ser usado. Na etapa 530, um intercalador de bloco pode ser usado para espalhar os bits codificados através da intermitência, ganhando diversidade de frequência e tempo. Diversidade de frequência, diversidade de tempo e/ou diversidade espacial podem ser usadas para abordar as exigências do sistema. Em um exemplo adicional, o intercalador pode intercalar em etapas de 67 bits.
[273] O sistema pode ser configurado para adicionalmente monitorar/detectar tentativas de interferir no sistema, por exemplo, tentativas de interceptar sinais, fornecer falsos sinais, saltar sinal, negar de ataques de serviço, etc.
[274] Na etapa 540, depois da intercalação, o sistema pode ser configurado para embaralhar dados para “branquear” os dados, que pode reduzir o pico na potência média do sinal de saída no caso em que dados similares podem ser transmitidos através do subquadro.
[275] Por exemplo, a sequência de embaralhamento pode ser obtida de uma sequência de bits pseudoaleatória de extensão 31 (PRBS).
[276] O embaralhador pode ser reinicializado no início dos dados para cada enlace de comunicação usando uma combinação dos seguintes parâmetros:
[277] Um valor de velocidade de 0x3715
[278] ID da estação-base (BSID)
[279] ID do tubo
[280] Número do intervalo
[281] A BSID pode ser estabelecida em zero para uma intermitência de controle, até que a mesma tenha sido decodificada, o terminal pode não conhecer a BSID.
[282] O número do Intervalo usado para uma intermitência grossa pode ser o intervalo de menor número ocupado pela intermitência.
[283] Polinômios PBRS podem ser, em algumas modalidades, G(x) = x15 + x14 + 1.
[284] Na etapa 550, o mapeamento de dados de intermitência em blocos é específico para cada tipo de enlace de comunicação, e assim é descrito com cada enlace de comunicação em algum lugar nesta revelação.
[285] Na etapa 560, bits podem ser mapeados em símbolos de chaveamento por deslocamento de fase da quadratura (QPSK) como mostrado a seguir:
[286] Mapeamento de símbolo de QPSK de exemplo
[287] Propósito
[288] Em algumas modalidades, o propósito do tubo fino é fornecer um conjunto de enlaces de comunicação com dadas características do conjunto de transmissão.
[289] Por exemplo, uma vez por multiquadro, cada terminal recebe e transmite uma intermitência para comunicações de tubo fino. O tubo fino pode ser configurado pelo sistema para fornecer um tubo de comunicações potencialmente garantido e/ou de baixa latência para/de cada terminal.
[290] Blocos maiores na frequência que a subportadora DC podem ser rotulados com índices de frequência 1 a 20 (frequência crescente).
[291] Blocos menores na frequência que a subportadora DC podem ser rotulados com índices de frequência -1 a -20 (frequência decrescente).
[292] Uma intermitência de tubo fino (enlace descendente ou enlace ascendente) pode ocupar um par de blocos com vários índices de frequência (por exemplo, +/-X) em um intervalo de tempo ou intervalo fixo (posição no tempo). Isto significa que o espectro ocupado por um tubo fino pode ser simétrico em torno de DC (demandas fáceis no rádio para rejeição de imagem).
[293] Em cada sucessivo multiquadro, X é extraído da posição seguinte em uma sequência de laço: 9, 19, 10, 20, 1,11, 2, 12, 3, 13, 4, 14, 5, 15, 6, 16, 7, 17, 8, 18, 9, 19, 10, 20, 10, 11, 2, 12,...
[294] Em uma modalidade, uma sequência de salto pode ser derivada de um gerador de números aleatórios. Pode haver muitas possíveis sequências de salto. A geração de uma sequência de salto pode ser obtida usando qualquer tecnologia adequada.
[295] Tubos finos no mesmo intervalo podem ser lidos com um deslocamento diferente na sequência. Por exemplo, os índices de frequência de blocos para dois terminais (Terminal A, Terminal B) podem ser como se segue: Terminal A:... {-5,+5}, {-15,+15}, {-6,+6}, {-16,+16}... Terminal B:... {-19,+19}, {-1,+1}, {-11,+11}, {-2,+2}...
[296] O pacote de tubo fino da MAC pode ser codificado, em algumas modalidades, como descrito na seção anterior sobre codificação. Parâmetros específicos de enlace de comunicação são: taxa FEC - ½
[297] Referindo-se agora à Figura 11, um modo duplicado de tubo fino pode ser usado, por exemplo, selecionando o mesmo na configuração do terminal, de acordo com algumas modalidades. Modo duplicado pode ser contrastado com um conjunto normal de tubos finos, que pode ser referido como modo normal.
[298] A configuração pode dividir em dois o número de terminais suportados pela estação-base, mas pode ter o benefício potencial de reduzir taxa de erros de pacote.
[299] O modo duplicado pode ser habilitado para ambientes de frequência raramente difíceis, e pode assim ser vantajoso em tais ambientes.
[300] De acordo com algumas modalidades, o modo pode ser usado para todas ou nenhuma das estações-base e terminais.
[301] Técnicas de diversidade de frequência podem ser usadas, por exemplo, para evitar problemas com desvanecimento, etc.
[302] Uma vantagem potencial é a maior confiabilidade; a combinação técnicas de salto de frequência, diversidade de tempo e diversidade espacial pode ser útil para resiliência contra um ambiente de frequência onde desvanecimento de sinal é um problema.
[303] Tanto em subquadros de enlace descendente quanto de enlace ascendente, o modo duplicado copia o sinal transmitido nos dois blocos de tubo fino normais em dois blocos adicionais em diferentes frequências; efetivamente, uma transmissão de tubo fino do modo duplicado ocupa o espaço que duas transmissões de modo tubo fino normais usariam, com diversidade de frequência adicional (isto é, duas vezes) do que o modo operação de tubo fino normal.
[304] Uma configuração do sistema em modo em duplicata pode fornecer dois benefícios potenciais:
[305] Mais resiliência ao desvanecimento; a probabilidade de desvanecer de forma suficientemente profunda em todos os 4 blocos ocupados que frustram o FEC é menor que a probabilidade de desvanecimento profundo em 2 blocos; e
[306] melhoria de 3 dB na Razão Sinal para Ruído (SNR) de (máxima razão) combinando as duas cópias da transmissão.
[307] O modo bloco normal com a maior frequência é copiado em uma menor frequência, e vice-versa.
[308] Em algumas modalidades, o sistema pode ser configurado para fornecer tubos grossos vestíveis para fornecer um ou mais enlaces de comunicação de alta saída a um número limitado de terminais.
[309] O número de tubos grossos suportados em um subquadro pode ser configurável. Cada intermitência grossa pode usar 4 intervalos totais, e assim o número máximo de tubos grossos suportados em um subquadro é 4. A implantação pode ser conduzida tanto no terminal quanto/ou estação-base.
[310] Dados da intermitência podem ser mapeados em blocos no padrão seguinte, de acordo com algumas modalidades:
[311] Neste exemplo, a intercalação já espalhou dados através da intermitência para diversidade de frequência e tempo, e assim o mapeamento do bloco pode não precisar fazer isto.
[312] Como a intermitência preenche todas as subportadoras ocupadas, salto de frequência pode não ser usado, de acordo com em algumas modalidades.
[313] O enlace de comunicação de controle de difusão pode conter dados difundidos para todos os terminais, e também pode conter mensagens alvejadas para um terminal individual (por exemplo, uma resposta a uma mensagem do tubo de emergência). Ela pode ser transmitida no enlace descendente.
[314] Em algumas modalidades, o sistema pode ser configurado de maneira tal que a intermitência de controle de difusão pode ser localizada no primeiro intervalo do subquadro do enlace descendente. O número de blocos necessários e o algoritmo de mapeamento pode ser 32, e os 8 do meio, em algumas modalidades, podem não ser usados para difusão.
[315] Em algumas modalidades, o sistema pode ser configurado de maneira tal que o enlace de comunicação de controle de difusão seja mais robustamente codificado que o tubo fino. A codificação pode ser similar à do tubo grosso.
[316] O sistema pode ser configurado para difusão em cada quadro, que pode implicar que haverá 5 tempos em um superquadro particular.
[317] O tubo de emergência pode ser um mecanismo baseado em contenção para um terminal que não pode receber dados através de tubos finos, para o terminal tentar comunicar com uma estação-base por um enlace de comunicação mais robusto. Eles podem ser transmitidos no enlace ascendente.
[318] Em algumas modalidades, o tubo de emergência pode ser localizado no primeiro intervalo do subquadro do enlace ascendente. Pode haver um ou mais tubos de emergência suportados.
[319] Em algumas modalidades, o sistema pode ser configurado de maneira tal que o tubo de emergência, como o enlace de comunicação de controle de difusão, é mais robustamente codificado que o tubo fino. A codificação pode ser similar à do tubo grosso.
[320] Um sinal de sincronização do enlace descendente pode ser utilizado pelo sistema em algumas modalidades. O sinal de sincronização do enlace descendente pode servir a dois propósitos:
[321] Fornecer um sinal conhecido e ‘fácil de encontrar’ que permite que um terminal estabeleça a existência de uma estação-base
[322] Permitir que um terminal sincronize no tempo e frequência como o enquadramento do sistema
[323] Várias medições podem ser feitas por dispositivos, tais como terminais e estações-base. Medições podem incluir ruído de pico e blocos não usados.
[324] Para terminais / estações-base, essas medições podem incluir potência de transmissão, deslocamento de frequência, ruído médio em blocos não usados, ruído de pico em blocos não usados, ruído médio em blocos não usados através de inúmeros (tal coo 4) blocos consecutivos.
[325] Por bloco, o processador de sinal digital pode ser configurado para medir:
[326] Nível de potência
[327] Razão Sinal para Ruído (SNR)
[328] A seção seguinte fornece uma descrição ilustrativa não limitante de algumas modalidades. Em particular, a modalidade pode ser fornecida no contexto de uma instalação de depósito com um ou mais robôs que podem ser considerados um ou mais terminais. Movimentos dos robôs podem ser habilitados através de vários caminhos, algumas dos quais podem se interceptar. Por exemplo, a instalação de depósito pode incluir escaninhos dispostos, por exemplo, em uma estrutura tipo grade, em que robôs se movem dentro da instalação de depósito para realizar várias tarefas. Outros dispositivos não robóticos podem também ser terminais para o contexto desta seção. Por exemplo, um ser humano poderia transportar um terminal para comunicação.
[329] A instalação de depósito pode incluir um número relativamente grande de terminais, e o sistema de comunicação permite as várias comunicações necessárias para que os vários robôs realizem essas tarefas.
[330] Um sistema de comunicação, de acordo com algumas modalidades, pode ser configurado para fornecer um sistema de controle de rádio de largura de banda eficiente para robôs / terminais que operam em uma grade X, Y de um tamanho definido, por exemplo, de aproximadamente 60 x 120 metros. Cada grade pode ter muitas centenas de robôs e pode haver diversas grades em um depósito. O esquema, dimensionamento e configuração de uma grade podem variar e existem muitas possíveis implantações.
[331] Por exemplo, de acordo com algumas modalidades, o sistema pode ser configurado usando uma estação-base, provendo comunicações ponto a multipontos usando Duplexação por Divisão de Tempo (TDD) para separar o enlace ascendente o enlace descendente e Multiplexação por Divisão de Tempo (TDM) e Multiplexação por Divisão de Frequência (FDM) para subdividir o espaço frequência de tempo para permitir inúmeras conexões de pequena largura de banda entre as estações-base e os terminais/robôs.
[332] O transmissor da estação-base pode usar perfuração adicional no subquadro Tx para detecção de radar (por exemplo, ouvir energia, e/ou detecção de sinal).
[333] As descrições seguintes de elementos na instalação podem indicar robôs, mas deve-se entender que muitas descrições aplicam mais grosseiramente de forma a englobar comunicações entre quaisquer terminais e outros dispositivos.
[334] Como um exemplo, uma única estação-base pode ser configurada para operar em uma única grade (60 x 120 m).
[335] Uma instalação ou um conjunto de grades pode consistir em muitos sistemas de grade individuais.
[336] Pode haver itinerância entre as grades, e os terminais/robôs podem mover em torno. Por exemplo, um terminal pode receber uma solicitação de transferência de uma primeira estação-base que solicita ao robô transferir para uma área coberta por uma segunda estação-base; o robô pode opcionalmente ir para uma parada. Em seguida, o robô pode travar a frequência, ajustes de controle de ganho automático e ajustes de controle de potência do enlace ascendente para o segundo robô. A segunda estação-base pode já ter recebido as informações do robô de um controlador da estação-base, pode então comunicar com o robô, e o robô pode então funcionar novamente no âmbito da cobertura da segunda estação-base.
[337] Em algumas modalidades, robôs podem ser configurados para realizar várias ações, tal como parar temporariamente, ou liberar um enlace de comunicação e então restabelecer um novo enlace de comunicação entre itinerância entre estações-base.
[338] Controle de potência de enlace ascendente pode ser usado para lidar com o problema do próximo-distante. O problema do próximo-distante é uma condição na qual um receptor captura um sinal forte (de um terminal sem fio por perto) e por meio disto torna difícil para o receptor detectar um sinal mais fraco (de um terminal sem fio distante).
[339] O sistema em uma possível modalidade é mostrado na Figura 2, que ilustra um diagrama de blocos de amostra de um sistema de gerenciamento de depósito de acordo com algumas modalidades.
[340] A Figura 2 mostra um diagrama esquemático de sistemas de armazenamento e recuperação de mercadorias totais e semiautomáticos de amostra, de acordo com algumas modalidades. Figura 2 é fornecida em um alto nível, ilustrando uma implantação exemplificativa. Várias implantações do sistema 200 podem envolver mais ou menos componentes e a Figura 2 é fornecida como exemplo.
[341] O sistema 200 pode incluir um sistema de controle de robô 202; um sistema de manutenção/monitoramento 204; um controlador da estação-base 206; uma ou mais estações-base 208a e 208b; um ou mais robôs 210a, 210b e 210c, e um ou mais estações de carregador 230. Embora somente duas estações-base 208a e 208b, e três robôs 210a, 210b e 210c sejam ilustrados, deve-se entender que pode haver mais ou menos robôs e estações-base em outras modalidades do sistema. O sistema 200 pode compreende adicionalmente uma banda larga Wi-Fi 250, que permite comunicação sem fio em tempo real ou quase em tempo real entre Estações-base 208a e 208b e robôs 210a, 210b e 210c.
[342] Pode haver um ou mais sistema de gerenciamento de depósitos (WMS) 232, sistemas de gerenciamento de pedido 234 e um ou mais sistemas de gerenciamento de informações 236.
[343] Os sistemas de gerenciamento de depósito 232 podem conter informações tais como itens necessários para um pedido, unidades de manutenção de estoque (SKUs) no depósito, pedidos em espera / previstos, itens ausentes nos pedidos, quando um pedido deve ser carregado em uma transportadora, datas de expiração nos itens, quais itens estão em qual contêiner, se os itens são frágeis ou grandes e volumosos, etc.
[344] O sistema de controle de robô 202 pode ser configurado para controlar a navegação/roteamento de robôs, incluindo, mas sem limitações, movimentação de um local para um outro, evitar colisão, otimização de caminhos de movimento, controle de atividades a ser realizadas, etc. O sistema de controle de robô 202 pode ser implantado usando um ou mais servidores, cada qual contendo um ou mais processadores configurados com base em instruções armazenadas em um ou mais mídias de armazenamento legíveis por computador não transitórias. O sistema de controle de robô 202 pode ser configurado para transmitir mensagens de controle, por meio de estações-base, para ou mais robôs, receber uma ou mais atualizações, por meio de estações-base, de um ou mais robôs, e se comunicar (por meio de estações- base) com um ou mais robôs usando um protocolo em tempo real ou quase real. O sistema de controle de robô 202 pode receber informações indicando localização e disponibilidade do robô do controlador da estação-base 206.
[345] Em algumas modalidades, os servidores podem ser compreendidos de servidores de alta disponibilidade. Em outras modalidades, os servidores podem utilizar uma plataforma tipo ‘computação na nuvem’ para computação distribuída.
[346] Um aspecto é um sistema de controle de robô que inclui ou liga a um sistema de comunicação sem fio que é baseado no método de acesso de enlace de comunicação revelado aqui. Vários possíveis aspectos de implantação do sistema de controle de robô são descritos a título de exemplo.
[347] Uma mensagem de interrupção de controle pode ser difundida para os robôs em um “grupo de controle” particular ou terminais individuais; benefícios potenciais da difusão de mensagens, ao contrário da transmissão de mensagens individuais, podem incluir melhores comunicações pelo de múltiplos intervalos de transmissão e uma Razão Sinal para Ruído potencialmente mais alta.
[348] Em algumas modalidades, o sistema de controle de robô 202 pode ser configurado para associar robôs dinamicamente com diferentes “áreas de controle” à medida que eles movimentam através da grade.
[349] O sistema de manutenção / monitoramento (MMS) 204 pode ser configurado para fornecer funções de monitoramento, incluindo receber alertas de um ou mais robôs ou uma ou mais estações-base, estabelecer conexões para consultar robôs. O MMS 204 pode também fornecer uma interface para a configuração de funções de monitoramento. O MMS 204 pode interagir com o sistema de controle de robô 202 para indicar quando certos robôs devem ser novamente chamados, ou determinar quando surgiu um problema com o sistema (por exemplo, muitas folgas foram removidas, muitos caminhos não puderam ser resolvidos, ou existem inúmeros robôs ociosos além de um número predeterminado).
[350] O controlador da estação-base 206 pode armazenar informações de roteamento mestre para mapear marcadores, estações-base e grades. Em algumas modalidades, pode haver um controlador da estação-base 206 por depósito, mas, em outras modalidades, pode haver uma pluralidade de controladores de estação-base. O controlador da estação-base 206 pode ser projetado para fornecer alta disponibilidade. O controlador da estação-base pode ser configurado para gerenciar seleção de frequência dinâmica e alocação de frequência de uma ou mais estações-base 208a e 208b.
[351] Seleção de frequência dinâmica, em algumas modalidades, pode ser tratada por uma cadeia de radiofrequência dedicada, que pode incluir vários elementos para processar sinais e identificar faixas de frequência apropriadas para uso.
[352] As estações-base 208a e 208b podem ser organizadas como um agrupamento de estações-base, que pode então ser configurado para ficar ativo, de reserva ou monitorar o sistema. Mensagens podem ser roteadas através de uma variedade de meios de comunicações para/a partir de robôs, tal como através do sistema 250. Em outras modalidades, os meios de comunicações podem ser qualquer meio de comunicações, em algumas modalidades, os meios de comunicações podem ser um enlace de radiofrequência tais como aqueles que se enquadram na norma sem fio 802.11. As estações-base 208a e 208b podem adicionalmente incluir unidades de processamento 212a, 212b, processadores de sinal digital 214a, 214b, e rádios 216a, 216b.
[353] Uma função de uma estação-base pode ser fornecer enlaces de comunicação sem fio aos robôs/terminais em uma grade particular servida por um sistema de controle de robô particular 202. Uma estação-base pode realizar uma ou mais das seguintes funções (mas sem se limitar a estas):
[354] suportar comunicações de tubo fino para controle de robô/terminal
[355] suportar comunicações de tubo grosso para gerenciamento de robô/terminal
[356] aceitar dados de configuração da estação-base do controlador da estação-base e se configurar de acordo com a instrução
[357] aceitar dados de tubos finos do enlace descendente da rede física e roteá-los para o robô/terminal correto pela rede sem fio
[358] aceitar dados de tubos finos do enlace ascendente, pela rede sem fio, e roteá-los para o controlador correto pela rede física
[359] comunicar pela rede física usando Ethernet
[360] comunicar pela rede sem fio usando a comunicação do sistema sem fio
[361] uma frequência do enlace de comunicação da radiofrequência da estação-base pode ser estabelecida pelo controlador da estação-base
[362] quando a estação-base for uma unidade independente, a estação-base pode, por padrão, escolher autonomamente a frequência de operação
[363] cobrir aproximadamente uma área de vários tamanhos, tal como 120m por 60m, que pode assumir uma distância diagonal de 135m
[364] cobertura específica pode depender da cobertura angular que a antena da estação-base pode ser configurada como uma estação-base servidora, uma estação-base reserva quente ou como um monitor de espectro
[365] pode ser configurada como operacional ou não operacional
[366] ter duas portas de antena do transceptor
[367] suportar recepção de diversidade
[368] ter uma única cadeia de transmissor
[369] as estações-base em uma rede podem ser sincronizadas no tempo para ficar em um limite (por exemplo, 1 us) de um relógio mestre
[370] estações-base podem transmitir e receber em sincronismo a menos que uma banda de guarda de 10us robôs/terminais/estações-base podem ser sincronizados no tempo com o sistema de controle de robô 202 dentro de ±5 ms para mensagens
[371] sinal para os robô/terminais, conectados nessa estação-base, para cessar a transmissão antes de a estação- base cessa sua própria transmissão
[372] mudar a frequência operacional da forma instruída pelo controlador da estação-base
[373] informar ao robô/terminais de uma mudança de frequência usando o suporte do enlace de comunicação de difusão (em conjunto com o controlador da estação-base) novos robô/terminais sendo adicionados a uma grade servida pela estação-base
[374] suportar (em conjunto com o controlador da estação-base) robô/terminais que estão sendo removidos de uma grade servida pela estação-base
[375] fornecer uma entrada para aceitar um pulso por segundo (PPS) de uma outra estação-base ou um gerador de PPS externo
[376] suportar protocolo de acesso de diretório leve (LDAP) para autorização de registros administrativos, ou qualquer outro tipo de protocolo de diretório.
[377] para conexão remota na estação-base por meio de Secure Shell (SSH) ou uma interface da linha de comando customizada (CLI)
[378] suportar uma CLI customizada para configuração e controle direto
[379] ter inúmeros indicadores de estado, que, por exemplo, podem ser visíveis através do encerramento. Indicadores podem ser configuráveis dependendo do uso.
[380] ter um botão de reinicialização, acessível por fora do encerramento, para reiniciar a estação-base ter um botão de reinicialização, acessível por fora do encerramento, cujo estado é legível por software permite que ele restaure a estação-base para seus ajustes padrões de fábrica
[381] periodicamente relatar informações de desempenho ao controlador da estação-base a um nível de detalhes solicitado pelo controlador da estação-base
[382] ser capaz de operar como instância ativa ou de reservar no modo de redundância 2N.
[383] redundância 2N significa uma estação-base ativa e reserva
[384] suportar redirecionamento ou comutar entre ativo ou reserva se um árbitro terceira parte estiver presente (controlador da estação-base)
[385] Comutação é um processo controlado onde ambos os nós estão ainda responsivos. Redirecionamento é um processo de recuperação quando um nó ativo não consegue responder
[386] suportar comutação entre ativo ou reserva se um árbitro terceira parte não estiver presente.
[387] Um ou mais robôs 210a, 210b, e 210c podem ser configurados para move em torno da grade e realizar operações ou tarefas. Operações podem incluir mover um contêiner de uma pilha para uma outra, ir para uma estação de carregamento para recarga, etc. Um ou mais robôs podem ser atribuídos para comunicar com uma ou mais estações-base 208a e 208b. Em algumas modalidades, cada um dentre um ou mais robôs comunica somente com uma estação-base em um dado momento.
[388] Um ou mais robôs 210a, 210b, e 210c podem nem todos ser o mesmo tipo de robô. Pode haver diferentes robôs com várias formas, desenhos e propósitos, por exemplo, pode haver um robô em balancim, um robô de ponte, um robô de gancho, etc.
[389] Em algumas modalidades, um ou mais robôs 210a, 210b e 210c têm guinchos neles vestíveis para impedir o movimento de um contêiner de uma posição na grade para uma outra.
[390] Os robôs 210a, 210b e 210c podem ter rádios 218a, 218b, 218c, processadores de sinal digital 220a, 220b, 220c, processadores 222a, 222b, 222c, controladores em real tempo 224a, 224b, 224c, baterias 226a, 226b, 226c e motores, sensores, conectores, etc., 228a, 228b, 228c.
[391] Uma ou mais estações de carregador 230 podem ser configuradas para fornecer potência para carregar baterias em um ou mais robôs 210a, 210b e 210c. Uma ou mais estações de carregador 230 podem adicionalmente ser configuradas para fornecer acesso de dados de alta velocidade ao robô, e diversas estações podem ser colocadas em torno da grade para uso por um ou mais robôs 210a, 210b e 210c.
[392] A seção seguinte descreve várias outras aplicações e implantações potenciais para o sistema. As descrições têm propósitos ilustrativos, e não limitantes, e o sistema pode ser utilizado em uma variedade de outras aplicações e implantações, de acordo com algumas modalidades.
[393] Em algumas modalidades, o sistema pode ser configurado para fornecer agrupamento de vários dados incluindo dados operacionais, dados de desempenho, métrica analítica e assim por diante, a fim de obter compreensão e inteligência de negócio geral com base nos dados relacionados às operações do sistema. Por exemplo, um ou mais terminais podem continuamente armazenar e/ou transmitir métrica relativas ao planejamento de rota ou obstáculos em um mapa, e tal inteligência pode ser coletada e processada na estação- base, ou um servidor central, e decisões podem ser subsequentemente determinadas e distribuídas a um ou mais terminais ou outros dispositivos na rede.
[394] Em algumas modalidades, essas informações alimentadas por agrupamento podem ser utilizadas para mapear várias propriedades de terminais em um período de tempo. Por exemplo, o fluxo de pessoas pode ser mapeado à medida que eles movem em torno de um local. O mapeamento do fluxo de pessoas pode ser útil para determinar estrangulamentos no movimento de pessoas em estações de metrô, ou o fluxo de pessoas em um festival de música / espaço de exibição, por exemplo. Pessoas podem ser rastreadas usando um dispositivo embutido, tal como um punho de camisa.
[395] Em algumas modalidades, os terminais podem ser utilizados para fornecer capacidades de votação a uma ou mais pessoas usando os terminais. Os votos podem ser transmitidos individualmente para as estações-base, e/ou os votos podem ser agregados por vários terminais e então transmitidos como agregado para as estações-base. Votação pode ser usada em vários contextos e aplicações, por exemplo, votação em uma apresentação de jogos, votação em um concerto, votação para partidos políticos, etc.
[396] Onde votação é usada em um contexto onde a transmissão precisa de votos pode ser de importância salientada (por exemplo, votação para partidos políticos), o sistema pode ser configurado para melhorar a precisão e confiabilidade usando métodos descritos nas especificações. Em algumas modalidades, o sistema pode ser adicionalmente configurado para fornecer uma camada adicional de segurança aos votos, por exemplo, através de autenticação, embaralhamento, encriptação, etc. Em algumas modalidades, metadados podem ser associados com os votos e transmitidos juntamente com os votos, tais como dados de localização, tempo de voto, identidade do votante, etc.
[397] Essas informações podem ser utilizadas para vários propósitos, tal como monitoramento de segurança, planejamento de evento, otimização de fluxo, anúncio alvejado, pesquisa demográfica, etc.
[398] AS informações alimentadas por agrupamentos podem ser compostas por várias propriedades dos terminais, e não são limitadas simplesmente a dados de posição. Por exemplo, dados de sinal (tais como características espectrais, receber/transmitir potência, Razão Sinal para Ruído, etc.) pode ser alimentada em agrupamento para vários propósitos, tais como determinação de problemas, propósitos de mapeamento, identificação de áreas de qualidade de sinal boa ou ruim, etc.
[399] Em algumas modalidades, um terminal pode ser configurado para espionar ou ouvir qualquer transmissão de dados de outro terminal; exigir um caminho de comunicação um para muitos com relação a um dado intervalo de tempo em um subquadro, como descrito a seguir. Em um outro exemplo, com relação a múltiplos intervalos de tempo, pode ser também um sistema de transmissão muitos para muitos. Ou seja, pode haver grupos de terminais formados e as mensagens a ser transmitidas podem ser marcadas com o grupo específico ao qual a mensagem é destinada. O sistema pode ser configurado de várias maneiras, e comunicações poderiam ser recebidas e/ou transmitidas em uma disposição de um para muitos, e várias disposições de tempo/frequência/bloco podem ser selecionadas para implantar essas modalidades.
[400] Em algumas modalidades, os intervalos de tempo podem ser configuradas estaticamente ou dinamicamente. Ou seja, um dado intervalo pode ser reservado para um terminal específico para transmitir uma mensagem para um outro terminal específico ou grupo de terminais. Isto pode permitir confirmação do transmissor/receptor automática sem ter que especificamente colocar um intervalo de destino na mensagem.
[401] Em algumas modalidades, posicionamento de terminais pode ser obtido por meio de comunicação por pontos: 1) cada terminal pode ter um rótulo, etiqueta, ou código QR em um ou mais de seus quatro lados com informações de identificação apropriadas; 2) cada terminal pode também ter uma webcam ou um tipo de sensor de imagem em alguns de seus quatro lados, onde a webcam ou sensor pode detectar e analisar o rótulo ou etiqueta em um lado de outros robôs em suas proximidades; 3) portanto, cada terminal pode ser capaz de detectar e identificar quais outros terminais podem estar na mesma fileira ou coluna, ou na mesma área, que ela própria. Neste caso, se um terminal, por qualquer motivo, se perder ou não puder comunicar com a estação-base, um terminal pode ouvir as mensagens de terminais por perto para determinar onde os outros terminais podem estar localizados e, consequentemente, onde ele próprio pode estar localizado. Webcams estéreo podem adicionalmente permitir que informações profundas sejam extraídas, se necessário.
[402] O mesmo tipo de esquema de comunicação pode fornecer meios para terminais ou dispositivos obterem detalhes adicionais no estado de outros terminais/ dispositivos em torno deles para ouvir as transmissões nos entornos ou distantes. Esses dispositivos podem ser da mesma natureza, ou eles podem realizar tarefas muito diferentes.
[403] Em algumas modalidades, de uma maneira similar tanto para comunicações de enlace ascendente quanto enlace descendente, tarefas e/ou chamadas procedurais adicionais podem ser realizadas por um dispositivo em resposta a informações transmitidas por outros dispositivos, mesmo que o alvo especificado (por exemplo, terminal de destino) para essas informações não é o dispositivo que ouve as informações. Consequentemente, um elemento de autonomia pode ser estabelecido entre os dispositivos ou terminais. Paradas de emergência em condições repentinas e perigosas podem ser tratadas com quando os dispositivos podem determinar autonomamente onde ou como evitar um obstáculo encontrado por um terminal ou dispositivo por ponto.
[404] Em uma outra modalidade, um dispositivo pode verificar a sanidade de sua operação, máquina de espaço de estado e tarefa ou instrução atual por monitoramento do tráfego a favor e contra outros dispositivos. Por exemplo, para um terminal móvel, ele pode ouvir conjuntos de instruções de movimento transmitidos para outros terminais móveis pela estação-base, de forma que o terminal móvel pode verificar a sanidade quanto a incidentes como evitação de colisão. Isto pode também ser aplicado a aplicações de proteção e segurança.
[405] Onde a aplicação e/ou mensagem de uma estação-base envolve a coleta de dados por um ou mais terminais ou dispositivos móveis, outros dispositivos podem realizar a mesma ação de uma maneira oportunista e ponto a ponto, algumas vezes dependendo da carga da CPU de cada dispositivo e /ou recurso estabelecido. Isto pode adicionar um elemento de eficiência ao esquema de comunicação onde os dados necessários já estão disponíveis em um ou mais dispositivos, caso o sistema esteja pesquisando todos os dispositivos por dados ou para transmitir dados.
[406] Em algumas modalidades, pode também haver um aspecto de inteligência de negócios alimentado por aglomerações ou mineração de dados para o sistema de forma que, mesmo se os dados não forem transmitidos para um dispositivo ou estação-base particular para análise adicional, eles podem ainda ser alimentados nos registros e analisados posteriormente.
[407] Em uma modalidade, o sistema pode ser desdobrado para permitir e configurar controle e monitoramento inteligente de aparelhos domésticos, dispositivos e sensores (por exemplo, uma “rede doméstica inteligente”). Cada aparelho ou sensor em uma residência pode ser um terminal conectado a uma estação-base ou servidor central, que pode ou não estar na periferia física de uma residência. Os aparelhos que estão sendo conectados na estação-base podem ser, por exemplo, um ou mais de uma TV, uma geladeira, uma câmera, um condicionador de ar, um umidificador, uma caldeira de vapor, um aquecedor, uma impressora, um lava-louça, uma lavadora de roupas, um secador, um computador ou mesa digitalizadora, e assim por diante. Os sensores que são conectados na estação-base podem ser, por exemplo, um ou mais de um sensor de temperatura, um sensor de porta, um sensor de alarme, um sensor de dióxido de carbono, um sensor de luz, um sensor de válvula de pressão e assim por diante. Outros dispositivos podem também ser conectados na rede doméstica inteligente, tal como um controle remoto, um telefone inteligente, ou um computador portátil (tal como um iPad™, e/ou computadores portáteis operando na plataforma Android™). Controle e monitoramento inteligente ou esperto de todos esses dispositivos e aparelhos em uma rede doméstica inteligente podem dependem de enlaces de comunicação confiáveis em tempo real ou quase em tempo real.
[408] O sistema neste caso pode permitir que todos os tipos de dispositivos, aparelhos, sensores, etc. sejam conectados sem fio em uma única rede. Esses dispositivos, aparelhos e sensores podem comunicar um com outro e gerar ou transmitir uma grande quantidade de dados em qualquer dado ponto em tempo. Em um caso, armazenamento e computação em nuvem podem ser implantados a fim de armazenar e processar uma grande quantidade de dados de um ou mais dos dispositivos, aparelho e sensores conectados em uma rede doméstica inteligente.
[409] Cada desses dispositivos, aparelhos, sensores conectados pode ser um nó ou um terminal (similar a um robô descrito na modalidade depósito anterior) na rede de comunicação, e pode ser associado com um ou mais tubos finos ou um ou mais tubos grossos para transmitir e receber pacotes de dados por meio de intermitências de dados, como descrito em algum lugar nesta revelação. As vantagens potenciais do sistema é que ele pode permitir que cada um dos nós ou terminais se comuniquem com uma estação-base ou servidor, e um com o outro, simultaneamente ou quase simultaneamente, em um enlace de comunicação livre de contenção, e/ou com mínima perda de pacotes.
[410] Por exemplo, um sensor de temperatura pode determinar que ele está atualmente a 27 graus Celsius em uma sala de estar e, portanto, não há necessidade de que o aquecimento interno esteja ligado. O sensor de temperatura pode ser configurado para diretamente contatar e transmitir uma mensagem para o componente controlador do aquecedor de maneira a desligá-lo, no caso de ele estar ligado. Este processo pode ser automático e em tempo real ou quase em tempo real, usando o sistema. No entanto, uma unidade ou controlador de monitoramento pode ser se capaz de acessar, registrar e armazenar todos dados de comunicação entre todos os nós e terminais.
[411] Em uma outra modalidade, todos os aparelhos, dispositivos e sensores podem monitorar transmissões entre si, e então podem autonomamente tomar a ação apropriada com base nos dados transmitidos e/ou estado dos aparelhos, dispositivos e sensores em torno deles. Por exemplo, um dispositivo de alarme pode ser automaticamente ativado se o dispositivo de entrada da porta for disparado. Ou os sensores de movimento podem ser desarmados se a porta do quarto de dormir principal for aberta, e assim por diante. Centralização do processo de tomada de decisão em um servidor conectado na estação-base pode não ser necessária.
[412] Em uma outra modalidade, o sistema pode ser desdobrado para permitir e configurar carros sem motorista ou que se conduzem automaticamente (também conhecidos como “veículos autônomos”) na estrada. Cada um desses carros que se conduzem automaticamente pode ser um terminal conectado a uma estação-base ou servidor central em uma nuvem, e podem ser capazes de se comunicar um com outro a fim de determinar a melhor rota em vista dos dados de outros carros que se conduzem automaticamente bem como dados da estação-base central.
[413] Além do mais, pode haver uma variedade de sensores, dispositivos e outras unidades técnicas em um carro que se conduz automaticamente que são essenciais para operação segura e eficiente do carro. Por exemplo, velocímetro, acelerômetro, sensor de freio, câmeras, radar, lidar, GPS, visão de computador, alto-falante, microfone, detector de cinto de segurança e assim por diante. Os carros que se conduzem automaticamente podem detectar múltiplos distintos objetos simultaneamente, reconhecer quando ele pode estar em risco de bater em outros objetos (por exemplo, meios-fios, carros, ou pedestres), e adicionalmente ré-rotear seu próprio caminho em vista de uma probabilidade de colisão razoável ou alta.
[414] Adicionalmente, o sistema poderia ser utilizado para controlar comunicações de vários objetos dentro de um carro. Por exemplo, vários sensores e recursos de segurança poderiam também comunicar dentro do ambiente de um carro (por exemplo, um acelerômetro detecta uma força de alto impulso e indica a outros dispositivos para colocar o cinto para o impacto e preparar para uma colisão).
[415] Por exemplo, o radar, lidar e a câmera em um carro que se conduz automaticamente podem funcionar de uma maneira interoperacional para determinar a posição do carro e sua distância relativa a outros objetos estacionários ou móveis nas imediações em uma certa proximidade em tempo real ou quase em tempo real. Isto pode exigir que sensores e dispositivos se comuniquem entre si de uma maneira eficiente e confiável.
[416] O sistema pode ser configurado para permitir que vários sensores, dispositivos ou outros terminais em um carro que se conduz automaticamente transmitam e/ou recebam, em real tempo ou quase em tempo real, informações para/a partir de centro de lógica ou controle de tomada de decisão, e então retransmitir a decisões de roteamento ou movimento para outros carros que se conduzem automaticamente ou outros veículos na estrada, semáforos, e outros dispositivos. Uma vez que a troca de dados entre os terminais (e entre os terminais e o centro de controle) pode ser a uma velocidade suficiente e através de um enlace de comunicação livre de contenção e resiliente como fornecido pelo sistema, as decisões podem potencialmente ser renderizadas em tempo real ou quase em tempo real, e assim podem permitir que os carros que se conduzem automaticamente possam evitar colisões ou rodar em um sinal vermelho. Em alguns exemplos, o centro de lógica e controle de tomada de decisão pode ser instalado dentro de um próprio carro que se conduz automaticamente. Em outros exemplos, a lógica de tomada de decisão pode ser em um carro diferente, ou em uma implantação tipo nuvem.
[417] Em uma outra modalidade, o sistema pode ser configurado para adicionalmente permitir que cada carro que se conduz automaticamente transfira um novo mapa ou uma versão atualizada da programação de sinal de tráfego de uma base de dados central ou um veículo de ponto na estrada próximo a ele.
[418] Sensores e/ou dispositivos podem também ser conectados usando fios, e o sistema pode ser configurado para fornecer tubos de vários tamanhos e alocá-los correspondentemente. Como uma implantação de amostra, o tubo fino poderia, por exemplo, transmitir “tudo OK” ou “não OK”, este último alertaria para uma desaceleração do veículo, seguida por informações mais detalhadas do tubo grosso para ajudar uma unidade central a decidir como responder.
[419] Uma mensagem de “emergência” no tubo fino poderia também alertar para frenagem enquanto tubo grosso dá informações a respeito da emergência para ajudar o controlador central a decidir qual tipo de reação adicional alertar (“mover para a esquerda” ou “mover para a direita”).
[420] Pode adicionalmente haver problemas com relação a falsos positivos, e o sistema de comunicação poderia ser utilizado com lógica para ajudar identificar falsos positivos, com leituras de vários sensores, ou sensores em duplicata, por exemplo.
[421] O sistema pode também ser utilizado para realizar itinerância com base na localização de um veículo. Por exemplo, se um estivesse deslocando na visa expressa M1, o veículo pode ser conectado na estação-base M1, enquanto, se o veículo estivesse cruzando a estrada M25, um veículo pode estar dentro do alcance de sua estação, mesmo que o veículo seja dirigido sob a M1. Na interseção, pode ocorrer um desmatado em uma localização física precisa. Essas informações podem ser utilizadas para facilitar as medidas de controle de tráfego, tal como um sistema de desconsideração do tráfego em qualquer dessas estradas.
[422] Em algumas modalidades, o controlador da estação- base ou qualquer outro sistema de controle adequado pode ser configurado para utilizar informações de localização recebidas de terminais e combinar as informações de localização das áreas de cobertura das estações-base para instruir os terminais a utilizar diferentes estações-base (“itinerância”).
[423] Em um sistema sem fio convencional, itinerância é conduzida com base em uma avaliação das condições espectrais às quais um terminal é submetido (por exemplo, Razão Sinal para Ruído, erro de pacotes, potência do sinal recebido).
[424] Ao contrário, o sistema pode ser configurado para iniciar itinerância com base na posição do terminal, potencialmente entre outros fatores. Um sistema como este pode então ser capaz de tirar vantagem de um conhecimento a priori das áreas de cobertura.
[425] Em algumas modalidades, o sistema pode ser desdobrado para controlar e monitorar drones e outras armas inteligentes. Os vários elementos de tecnologia militar podem exigir comunicações de um com o outro, ou com um sistema central. As modalidades e técnicas aqui descritas podem fornecer um meio eficiente e efetivo de estabelecer esses enlaces de comunicação, com informações sendo transmitidas potencialmente indicativas de informações tal como posicionamento da tropa, dados de câmera, informações de amigo ou inimigo, instruções de comando, movimento automático/ dados de encontro de caminho, localizações de ataque alvos, etc. Os enlaces de comunicação podem ser implantados usando uma variedade de tecnologias, tais como enlaces de satélite, etc. Os enlaces de comunicação podem adicionalmente ser rígido, criptografado e/ou configurado para resiliência aumentada, em particular, no caso de encontrar contramedidas eletrônicas, interferência, pulsos eletromagnéticos, etc. O sistema pode adicionalmente ser configurado para detectar e/ou responder a sinais que imitam ou mascaram sinais do sistema.
[426] Com relação a sistemas para assegurar/monitorar instalações, tal como um sistema de alarme doméstico, custos principais são incorridos por causa de falsos positivos. Tendo diversos sensores e conhecendo com um maior grau de confiança que um evento registrado em diversos sensores simultaneamente, ou não, pode ajudar em falsos positivos e as visitas caras associadas por um guarda de segurança ou outras ações tomadas.
[427] Adicionalmente, muitos sistemas de alarme veem com diversas câmeras que, quando disparadas, transmitirão vídeo por meio do controlador de alarme para a empresa de segurança. Em alguns cenários, pode ser benéfico usar muito mais que três de tais câmeras por apartamento, e pode haver muitos apartamentos dentro do alcance de uma estação-base (ou pode haver interferência entre estações-base se não gerenciadas devidamente). Dado que o espectro provavelmente deve estar em um suprimento curto, o sistema, especialmente os recursos do tubo grosso, pode ser utilizado para as transmissões de vídeo. Como o vídeo de vigilância é tipicamente de resolução suficientemente alta para identificar perpetradores, e assim pode ser provável que haja um maior número de câmeras de maior qualidade e, portanto, tem necessidades de maior largura de banda à medida que as câmeras ficam mais baratas e melhores.
[428] Inteligência na câmera, em conjunto com outros sensores, transmitiria frequentes sinais pelo tubo fino e somente se algo “interessante” (como pode ser definido de forma variada) ocorrer, o tubo grosso seria usado para transmitir vídeo.
[429] Em uma outra modalidade, o sistema pode alternativamente ser configurado ou projetado para monitorar sensores anexados a um grande número de pessoas em um pequeno espaço, tal como um teatro ou estádio. A saída desses sensores pode então ser usada para alterar aspectos da jurisdição (som, imagens, eventos etc.) com um atraso muito curto.
[430] Em uma outra modalidade, o sistema pode também ser configurado para monitor sensores em uma grande instalação industrial, tal como uma refinaria de petróleo, onde uma combinação de comunicações sem fio e baterias de longa duração (potencialmente anexadas em células solares) podem reduzir radicalmente o custo e tempo exigidos para equipar uma instalação com esta com todos os sensores necessários.
[431] Em uma outra modalidade, o sistema pode também ser configurado para monitor sensores usados em levantamos sísmicos. Em levantamento sísmico em grande escala, milhares de geofones (receptores sísmicos) podem ser desdobrados para qualquer levantamento. Esses podem ser conectados entre si usando cabos para comunicações e suprimento de energia. O sistema pode ser configurado para monitorar de forma sem fio uma pletora de geofones onde uma combinação de comunicações sem fio e baterias (potencialmente anexadas a células solares) pode potencialmente simplificar o processo de conduzir levantamentos sísmicos onde muitos sensores estão operando simultaneamente.
[432] Em algumas modalidades, o sistema pode ser compreendido de um ou mais dispositivos vestíveis e/ou dispositivos portáteis que agem como um ou mais terminais. Dispositivos vestíveis podem incluir vários tipos de dispositivos vestíveis, por exemplo, punho de camisa, proteção para cabeça, dispositivos de detecção do cérebro, óculos, braçadeiras, roupa, sapatos, etc. Dispositivos portáteis podem incluir vários tipos de dispositivos portáteis, por exemplo, terminais portáteis, controles remotos, consoles de jogos portáteis, etc.
[433] Em algumas modalidades, os dispositivos vestíveis e/ou portáteis podem ter vários sensores, tais como acelerômetros, giroscópios, magnetômetros, indicadores de nível de bateria, microfones, localizadores de sistema de posicionamento global (GPS), sem fio, câmeras, dispositivos de comunicações de campo próximo, sensores de proximidade, etc.
[434] Em algumas modalidades, os dispositivos vestíveis e/ou portáteis podem ter a capacidade de detectar dados biométricos através de vários sensores biométricos, tais como batimento cardíaco, resistência da pele, atividade cerebral, temperatura, impressão digital, reconhecimento da íris, atividade do olho, saturação de oxigênio, entradas olfativas, etc. Dados sensoriais podem ser coletados em tempo real, quase em tempo real, em lotes, etc. Os dados sensoriais podem também ser comunicados a vários dispositivos de maneira sincronizada ou de maneira não sincronizada.
[435] O sistema pode ser configurado para fornecer comunicações com um ou mais dispositivos vestíveis e/ou um ou mais dispositivos portáteis. Os dispositivos vestíveis e/ou portáteis podem comunicar um com o outro e/ou comunicar com várias estações-base. Os dispositivos vestíveis e/ou portáteis, em algumas modalidades, podem também fornecer vários dados sensoriais através de um ou mais enlaces de comunicação. O sistema pode alocar diferentes tipos de enlaces de comunicação dependendo das necessidades particulares dos dados que são transmitidos e, em algumas modalidades, dados do mesmo dispositivo vestível e/ou portátil podem ser transferidos por diferentes enlaces de comunicação. Por exemplo, o sistema pode ser configurado para transmitir dados de vídeo através de um enlace de comunicação de alta largura de banda, e mensagens de atualização de estado através de um enlace de comunicação de baixa largura de banda com baixa latência.
[436] Em algumas modalidades, pode haver outros tipos de terminais que podem também interoperar com os dispositivos vestíveis e/ou portáteis, tais como os dispositivos para colar e/ou exibir informações recebidas de uma pluralidade de dispositivos vestíveis e/ou portáteis.
[437] Como um exemplo ilustrativo, não limitante, uma aplicação potencial de uma implantação como esta seria o uso do sistema em eventos de vários tamanhos. O sistema de comunicação pode ser utilizado para fornecer um ou mais enlaces de comunicação com um ou mais dispositivos vestíveis e/ou portáteis. Esses dispositivos, por exemplo, podem ser usados por um ou mais indivíduos para tarefas tais como submeter votos, transmitir mensagens, submeter mídia, submeter pedidos de confeitaria, receber informações, várias atividades de contribuição colaborativa, etc.
[438] Um outro uso exemplificativo do sistema pode ser em restaurantes onde um ou mais patrões podem utilizar um ou mais terminais portáteis para submeter pedidos de comida e bebida, solicitar serviço, pagar contas, submeter imagens/vídeo de comida, submeter revistas de áudio/vídeo, etc.
[439] O sistema pode ser usado em várias aplicações em conjunto com dados sensoriais biométricos, tal como para uso em um restaurante, onde os dispositivos vestíveis e/ou portáteis podem ser usados para detectar uma ou mais propriedades biométricas associadas com os clientes (por exemplo, batimento cardíaco, resistência da pele, atividade cerebral, temperatura), e usar essas uma ou mais propriedades biométricas para controlar vários elementos dentro do restaurante, tal como a música, temperatura, umidade, iluminação, etc.
[440] Em algumas modalidades, vários sensores em participantes podem ser utilizados em conjunto com a capacidade de comunicações do sistema para fornecer entradas de controle para vários aspectos de uma jurisdição de entretenimento ou complexo de entretenimento. Um ou mais sensores podem fornecer entradas, e entradas podem também ser combinadas de várias maneiras (por exemplo, dados de acelerômetro são combinados com dados de giroscópio).
[441] Por exemplo, em uma jurisdição de entretenimento tal como um clube noturno, ou uma grande arena, um ou mais sensores conectados com dispositivos vestíveis e/ou portáteis associados com um ou mais participantes podem ser usados para controlar vários aspectos do entretenimento, tal como espetáculo de luzes, exibições de vídeo, etc. As entradas sensoriais podem ser usadas individualmente (por exemplo, um dispositivo vestível é levantado, uma luz move para cima) e/ou em agregação (por exemplo, pessoas terceiras partes levantam seu dispositivo vestível, então as lâmpadas movem para cima).
[442] Uma vantagem potencial de usar o sistema com dispositivos vestíveis e/ou portáteis é que um ou mais enlaces de comunicação podem ser ajustável por um gerenciador de comunicação para adaptar a várias necessidades ambientais e/ou de comunicações.
[443] Problemas encontrados por tecnologias celulares existentes que são sobrecarregadas por um grande número de solicitações para iniciar enlaces de comunicação podem ser atenuados e/ou evitado pelo uso do sistema, de acordo com algumas modalidades.
[444] Por exemplo, um grande número de enlaces de comunicação de baixa largura de banda livre de contenção, de baixa latência, pode ser estabelecido, que pode ser especialmente útil onde existe um grande número de dispositivos densamente espaçados engajados em comunicações em um período de tempo particular.
[445] Em algumas modalidades, o sistema pode ser configurado para uso com várias aplicações de controle em quase tempo real ou tempo real, onde um ou mais enlaces de comunicação podem ser estabelecido com um ou mais terminais que são interconectados com vários elementos. Exemplos de terminais interconectado com vários elementos podem incluir os dispositivos vestíveis e/ou portáteis descritos acima na Seção 5.9. Por exemplo, o sistema pode ser configurado para uso com um espetáculo de luzes, uma espetáculo pirotécnico, uma apresentação de fonte de água, etc. Nessas modalidades, o sistema pode fornecer um ou mais enlaces de comunicação para coordenar e controlar as ações de um ou mais terminais (por exemplo, transmitir informações de controle para indicar que uma luz deve ser ligada, apontada em uma direção particular, ativada com uma energia particular ou cor particular).
[446] Em algumas modalidades, um ou mais terminais podem também ser configurados para fornecer informações de volta a um sistema de controle, de forma que o sistema de controle pode ser capaz de monitorar e/ou detectar problemas com a operação dos terminais. Por exemplo, no contexto de um espetáculo de luzes, o terminal pode indicar que um servomotor anexado para controlar a direcionalidade de uma luz está funcionando com problema.
[447] Por exemplo, o sistema pode ser configurado para uso com um espetáculo de luzes, um espetáculo pirotécnico, um espetáculo de fonte de água, etc. Nessas modalidades, o sistema pode fornecer um ou mais enlaces de comunicação para coordenar e controlar as ações de um ou mais terminais (por exemplo, transmitir informações de controle para indicar que uma lâmpada deve ser ligada, apontada em uma direção particular, ativada com uma energia particular ou cor particular).
[448] Em algumas modalidades, um ou mais terminais podem também ser configurados para fornecer informações de volta a um sistema de controle, de forma que o sistema de controle pode ser capaz de monitorar e/ou detectar problemas da operação dos terminais. Por exemplo, no contexto de um espetáculo de luzes, o terminal pode indicar que um servomotor anexo que controla a direcionalidade de uma luz está funcionando indevidamente.
[449] Em algumas modalidades, o sistema pode ser configurado para fornecer uma rede DE comunicações para uso com um ou mais dispositivos conectados, tais como aqueles dispositivos conectados considerados sob “Internet de Coisas”.
[450] No contexto da “Internet de Coisas”, inúmeros dispositivos domésticos, externos, de fabricação e local de trabalho do dia a dia exigem cada vez mais a capacidade de comunicar com várias redes. Por exemplo, esses dispositivos conectados podem incluir, por exemplo, um refrigerador com a capacidade de receber instruções e/ou a capacidade para indicar que ele está funcionado com pouco leite, um tubo de água com vários sensores anexados, uma guarnição de lâmpada que é capaz de receber comandos, etc.
[451] Um desafio com redes celulares e sem fio existentes e infraestrutura é que redes e infraestrutura existentes são projetadas para fornecer comunicações basicamente para dispositivos de computação pessoais e/ou grandes servidores.
[452] Esses dispositivos conectados tipicamente considerados sob a “Internet de Coisas” frequentemente exigem conexões baixa largura de banda e baixa latência com várias redes. Dessa maneira, as redes celulares e sem fio existente e infraestrutura podem ser deficientemente equipados para servir às necessidades desses dispositivos conectados.
[453] Ao contrário, os enlaces de comunicação fornecidos pelo sistema podem ser configurados para fornecer um ou mais enlaces de comunicação que foram ajustados para eficientemente servir as necessidades particulares desses dispositivos conectados.
[454] O sistema pode ser empregado em muitas outras aplicações de acordo com algumas modalidades. Por exemplo, sensores podem ser embutidos em poços de mina profundos que reportam informações de estabilidade da rocha de uma forma em real tempo, onde os sensores tanto falam um com o outro quanto falam com a estação-base.
[455] Adicionalmente, usos médicos podem ser considerados tais como microssensores sendo localizados nas veias de um paciente que registram o fluxo sanguíneo e outras informações médicas e comunicam isto a um módulo do cardiologista que age como uma estação-base.
[456] Existem também outros cenários que podem ser considerados de acordo com certos aspectos da invenção. Esses podem incluir sensores embutidos na embalagem de itens de valor, onde os sensores transmitem uma mensagem quando o pacote é aberto. Usos para esta aplicação podem incluir equipamento médico utilizado em hospitais (por exemplo, stents, balões) supridos em consignação pelo fabricante, o hospital sendo cobrado somente pelo número usado. Uma outra modalidade pode ser para uso com envelopes contendo documentos de alto valor ou altamente confidenciais, o transmissor sendo avisado quando ou se o envelope for aberto.
[457] Percebe-se que essas modalidades não são limitantes e que qualquer aplicação que exige comunicação entre um grande número de unidades terminais e pelo menos uma estação-base em uma área física podem ser considerados. A área física pode ser escalada de acordo com o uso e o número de estações-base podem ser aumentados da maneira necessária, mas a capacidade do sistema permite grande escala, mantendo ainda uma alta densidade de unidades terminais é mantida.
[458] A seção seguinte fornece descrição de alguns hardwares vestíveis para implantar o sistema, de acordo com algumas modalidades. O hardware descrito é dotado de propósitos ilustrativos não limitantes e pode-se entender que vários elementos podem ser modificados, omitidos, adicionados, etc. Outro aspecto relacionado de possíveis componentes de hardware operacionais do sistema de comunicação é também descrito nesta seção.
[459] O sistema pode ser de um sistema de comunicações de ponto a multipontos operando na banda de frequência de 5.470 a 5.725 MHz não licenciada. Outras bandas de frequência podem ser usadas. Em algumas modalidades, uma ou mais bandas de frequência são usadas pelo sistema, incluindo aquelas que podem não ser adjacentes uma à outra.
[460] Uma única estação-base usando uma alocação de enlace de comunicação de 10 MHz pode ser configurada para conectar em uma técnica de duplexação por divisão de tempo, acesso múltiplo por divisão de tempo a inúmeros terminais de uma forma em tempo real ou quase tempo real.
[461] Referindo-se agora à Figura 16, o sistema de rádio pode ser disposto como inúmeras estações-base fixas, cada uma das quais está operando em uma formação tipo estrela conectando a um grande número de estações móveis ou terminais. Outras formações, tais como formações tipo anel, são também possíveis, de acordo com algumas modalidades. Para essas formações, o sistema pode exigir várias adaptações.
[462] As estações móveis podem move em torno e pode ter um alcance máximo até um valor específico (por exemplo, 150 m). Em uma modalidade, as estações-base, quando acionadas, pode pesquisar a banda de frequência para um enlace de comunicação limpo antes de a comunicação ser tentada.
[463] Durante operação, a estação-base pode continuar monitorar tanto interferência de sinal na banda (por exemplo, radar) quanto outros usuários da banda. A estação móvel pode opcionalmente também monitorar radar e outros usuários na banda e mover frequência, se exigido.
[464] Um sistema em uma fábrica pode usar uma ou mais estações-base para cobrir a área necessária.
[465] Em algumas modalidades, itinerância pode ser habilitada entre áreas de cobertura.
[466] Em algumas modalidades, técnicas de rede de frequência simples podem ser utilizadas para estender a cobertura.
[467] Pode ser necessário sistema sincronização geral de forma que que:
[468] O terminal é travado na frequência na estação-base na ordem de 50 partes por bilhão.
[469] Estações-base transmitem substancialmente ao mesmo tempo e recebem substancialmente ao mesmo tempo a um nível de precisão suficiente
[470] Se um terminal precisar transferir rapidamente de uma grade para uma outra, ter as estações-base sincronizadas pode ajudar simplificar a tarefa
[471] A arquitetura do terminal pode incluir um oscilador mestre que trava na estação-base servidora a partir de um recebido sinal.
[472] As estações-base podem ser supridas com um sinal de sincronização distribuído recebido de uma unidade de sincronismo mestre. O sinal de sincronização distribuído pode ser uma topologia em estrela, mas outras topologias podem ser utilizadas, tais como anéis, correntes, etc.
[473] O sistema pode ser configurado para usar Ethernet síncrona (SyncE) e pulso distribuída por segundo para ligar as frequências das estações-base entre si, e IEEE1588v2 protocolo de tempo de precisão (PTP) para alinhar sincronismos de quadros provendo esta abordagem fornece o alinhamento de tempo das estações-base.
[474] Para permitir que o sistema seja econômico em instalações menores que não podem suportar o custo de SyncE e equipamento de rede PTP, uma estação-base pode ter um conector de entrada para um único sinal 1 PPS de uma fonte de sincronismo do Suprimento de Sincronismo de Edifício Integrado (BITS). A estação-base pode também ter um conector de saída para o sinal 1 PPS que ela está usando. Desta maneira, estações-base podem ser margarida-ligadas para mantê-las em sincronia, embora um sistema como este possa exigir intervenção manual (para reconfigurar cabos) no caso de falha de qualquer estação-base.
[475] A estação-base pode opcionalmente suportar um mecanismo de detecção de radar.
[476] Pode haver dos tipos de detecção de radar, detecção no canal e fora do canal.
[477] Para detecção fora do canal, a implantação da detecção de radar será como uma ramificação de sinal das cadeias do receptor na frequência SE que é filtrada e amplificada antes de ser convertida a um sinal digital para processamento. Isto assume que o sinal do radar nunca pode ser potente o bastante para saturar o estágio de entrada RF.
[478] Para detecção no canal, o sinal recebido de uma ou ambas das cadeias do receptor de diversidade é analisada com relação à presença de sinal do radar.
[479] Em algumas modalidades, o sistema pode detectar transmissões de radar e inteligentemente comutar o enlace de comunicação para evitar qualquer interferência existente ou prevista.
[480] Pode haver mais de uma arquitetura em consideração para detecção de radar:
[481] Detecção apenas na estação-base.
[482] Detecção na estação-base com detecção suplementar nos terminais sinalizados para a estação-base.
[483] Um dispositivo completamente separado para detecção de radar.
[484] Detecção de radar opcional pode ser projetada de forma que transmissão de rádio pode ser cessada ou pausada no caso de haver interferência de qualquer tipo ocorrendo.
[485] Seleção dinâmica de frequência pode não ser necessária desde que a entidades transmitam abaixo de um certo limite de potência. Os terminais podem operar abaixo deste limite de forma que os terminais podem ou não implantar um esquema de detecção de radar, isto pode ser tratado pela estação-base que transmite uma maior potência.
[486] É de se esperar que ocorra uma certa degradação no desempenho quando se opera em uma zona do congelador a -28C ou qualquer outra aplicação congelador industrial.
[487] O acionamento DC específico segue uma filosofia de:
[488] Onde possível, não são usados reguladores de comutação nas proximidades das cadeias de sinal analógico.
[489] Laços travados de fase (PLLs) podem ter reguladores de baixo DropOut linear de adição para minimizar o efeito do ruído da fonte de alimentação nos osciladores locais.
[490] A placa de circuito impresso de rádio (PCBs) usada na estação-base e terminais será diferente. Ambas podem compreender um PCB principal para as seções de frequência intermediária (SE) e banda-base (e digital) do projeto e placa irmã PCB de pequena radiofrequência de alta qualidade (RF) soldada na placa principal, na qual as seções de radiofrequência são montadas, ou podem ser montadas como uma camada RF de alta qualidade como a camada superior e inferior de um PCB multicamadas.
[491] O rádio pode ter dois osciladores locais, em algumas modalidades. O primeiro pode converter entre frequências RF e SE e o segundo pode converte entre frequências SE e banda-base, onde banda-base pode não ser necessariamente centralizada em torno de DC.
[492] As cadeias de 2 receptores e a cadeira de monitoramento de radar podem acionar um Conversor Analógico Digital duplo I/Q (ADC) antes de ser passado para o processador de sinal digital da banda-base. O taxa de amostragem para o sistema pode ser qualquer taxa de amostragem adequada, tal como 15.36M amostras/s e o faixa dinâmica dos ADCs pode depender de quanto controle de potência é implantado. A taxa de amostra para o detector de radar pode ser contínua no subquadro receptor.
[493] A cadeia do transmissor pode aceitar dígitos da banda-base e converter isto ao domínio analógico em uma taxa de amostragem adequada, tal como (15,36 M amostras/s). A forma do seno X frequência introduzida pelo Conversor Analógico Digital (DAC) pode ser pré-compensada antes de o sinal ser apresentado ao DACs I/Q duplo.
[494] Em um aspecto do sistema de comunicação, tanto a estação-base quanto o terminal implantam uma arquitetura de radiofrequência geral que pode incluir alguns ou todos dos seguintes:
[495] Cadeias de receptor duplas
[496] Uma única cadeia de receptor de detecção de radar
[497] Uma única cadeia de transmissor
[498] Antenas duplas
[499] Conversão analógica em digital no final de cada cadeia de receptor
[500] Conversão digital em analógica no início da cadeia de transmissor
[501] Referindo-se agora à Figura 17, que mostra uma arquitetura de estação-base e terminal geral de acordo com alguns aspectos, a detecção de radar é mostrada como uma ramificação da cadeia de receptor, e a configuração pode também ser uma cadeia de receptor completamente separada para detecção de radar fora do canal. Figura 17a mostra uma modalidade específica da arquitetura de estação-base e terminal incluindo valores específicos onde apropriado. Percebe-se que este é apenas um exemplo da invenção e qualquer componente ou valor adequado dos ditos componentes pode ser usado da maneira apropriada.
[502] Os componentes eletrônicos da estação-base podem ser compreendidos de uma única placa para a banda-base e rádio. Gigabit Ethernet pode ser usada como a tecnologia de interconexão tanto entre a estação-base e o controlador da estação-base, quanto da própria placa da estação-base.
[503] O enlace externo no controlador da estação-base pode usar conectores e transformadores modulares padrão RJ45 (esses podem ser integrados em um único pacote) mais camadas físicas Gigabit Ethernet (PHYs). A PHY pode converter os sinais de linha a uma interface de mídia de reduzido gigabit independente (RGMII), e isto pode ser o sistema de sinalização que é usado na placa.
[504] Em algumas modalidades, uma ou mais antenas podem ser usadas. Por exemplo, duas antenas podem ser usadas para obter diversidade espacial na cadeia de recepção. As antenas podem ser antenas setorizadas de alto ganho capazes de cobrir entre 90 e 180 graus de cobertura.
[505] A disposição física do equipamento das antenas e da estação-base pode ser de maneira tal que as conexões na antena sejam as mais curtas possíveis. Isto introduz, idealmente, não mais que 0,5dB adicional de perda a 5,6GHz.
[506] O receptor da estação-base pode simultaneamente receber sinais que se originam de terminais que estão a um alcance mínimo, por exemplo, de 1 metro e não desvanecido, e, por exemplo, um máximo alcance de 135m e desvanecido.
[507] Níveis de codificação adicionais podem permitir ao rádio recuperar sinais 6dB menores que a sensibilidade nominal (mas com uma redução no número de terminais suportados pela estação-base) e esta faixa dinâmica aciona o sistema para precisar de controle de potência para enlace ascendente. Se um ADC de alta especificação for usado no processo de conversão, o controle de potência pode ser de natureza grosseira e poderia ser implantado usando intensidade de sinal recebido do enlace descendente (RSSI) ou e/ou posição física e alcance conhecido aproximado para estabelecer a potência do enlace ascendente.
[508] Em uma modalidade, um esquema de controle da potência de transmissão básica com base na intensidade de sinal recebido (RSSI) pode ser implantado como se segue, considerando que terminais têm cada qual uma fonte de alimentação tipo bateria e assim o consumo de energia pode precisar ser criteriosamente monitorado e ajustado para conservar energia sempre que possível.
[509] Pode haver um nível RSSI mínimo predeterminado (RSSmin) no qual a correta recepção de um pacote é ainda conseguida, a despeito de perda e desvanecimento no caminho. A estação-base pode determinar o nível de potência em uma intermitência de dados transmitida por um terminal. Uma vez que um RSSI associado com um sinal/intermitência recebido é determinado, a diferença entre o RSSI mínimo e o RSSI do sinal recebido pode ser adicionalmente determinada de forma que etapas corretivas com relação à transmissão de potência podem ser realizadas, se houver. Por exemplo, para cada pacote, a estação-base ou um terminal pode computar Px (perda no caminho) = Potência Transmitida - RSSI Recebido; e potência de transmissão ideal entre o transmissor e o receptor pode então ser Pop = Px + RSSmin.
[510] Em uma outra modalidade, um meio de explorar o uso de inclinação de uma antena para baixo para facilitar os desafios de controle de energia potenciais. A inclinação da antena para baixo pode ajudar, por exemplo, com reutilização de frequência.
[511] O nível de sinal máximo aproximado é mostrado na tabela na Figura 18 e pode ser tão alto quanto 23dBm, de acordo com algumas modalidades.
[512] Note o valor final da potência isotropicamente irradiada equivalente do enlace ascendente (EIRP) pode ser, por exemplo, 19,5 dBm, para o enlace ascendente de um terminal até uma estação-base.
[513] Este nível de sinal pode sugerir que controle de potência será necessário.
[514] O nível de sinal mínimo para enlace ascendente aproximado é mostrado na tabela na Figura 19, de acordo com algumas modalidades, e a sensibilidade do receptor é -101 dBm, com base em um sinal de enlace ascendente de 30 intervalos e assim cerca de 450 kHz de largura de banda. 6dB adicionais são permitidos, dando um sinal mínimo de -107dm.
[515] O receptor da estação-base pode ser um dual receptor super-heteródino de conversão com uma frequência RF de 5.470 a 5.725MHz, uma primeira frequência SE (a frequência específica na qual ele é acionado pela disponibilidade de desempenho de filtros e misturador fora de prateleira) e uma seção de ganho da banda-base de IQ final. A largura de banda da frequência SE é nominalmente 10 MHz e não existe controle AGC.
[516] A arquitetura usa duas cadeias paralelas de receptor ambas recebendo simultaneamente o sinal de enlace ascendente. Cada receptor tem um caminho de ganho que:
[517] Filtra a banda RF
[518] Fornece ganho na RF
[519] Converte o sinal em um SE
[520] Fornece ganho e divide o sinal em SE, um caminho para o sinal e o outro caminho para detecção de radar
[521] Fornece filtragem de canal em SE
[522] Converte o sinal na banda-base como componentes Em fase e Quadratura, ou como um sinal apenas real, o exato método será decidido durante a fase de projeto
[523] Fornece adicionalmente filtragem de canal e ganho na banda-base
[524] Fornece funcionalidade ADC
[525] Sem AGC inerente permitido em virtude das exigências de sinal próximo/distante, um método de ajustar o ganho na fabricação e compensação de temperatura será necessário
[526] A um nível de sistema, o desenho da arquitetura do receptor pode englobar o seguinte:
[527] Uma faixa de sinal próximo/distante de -107dBm a -23dBm
[528] Um valor de ruído nominal de cerca de 8dB com base em cálculo inicial.
[529] Um alto IP3 e, em geral, alta linearidade para lidar com a suposição de que o sistema pode usar enlaces de comunicação adjacentes
[530] Uma arquitetura de nível superior indicativa para a cadeia de receptor é mostrada na Figura 20, de acordo com algumas modalidades.
[531] O monitor da estação-base pode fornecer ganho analógico suficiente para intensificar o sinal recebido de um valor de -60 dBm no conector da antena para um nível adequado para o ADC escolhido. A exata configuração e complexidade da detecção do conjunto de circuitos do radar podem ser acionadas pelas exigências da European Telecomunications Standards Institute (ETSI) e Federal Comunications Commission (FCC) e a necessidade de monitorar tanto radar na banda quanto monitorar enlaces de comunicação alternativos disponíveis quase simultaneamente.
[532] O transmissor da estação-base segue uma estrutura similar ao receptor, mas na ordem inversa, de sinais de banda-base modulados no SE então filtrado e convertido de forma ascendente em RF.
[533] Um receptor de conversão ascendente direto poderia ser empregado, entretanto, especificações típicas para ruptura da portadora podem ser fracas e uma conversão ascendente SE de um único estágio pode fornecer uma opção adequada.
[534] A saída de potência do transmissor pode ser controlada para ficar na faixa especificada. Parte disto é obtido com um atenuador com temperatura controlada, entretanto, a variação entre dispositivos fabricados pode ser de maneira tal que pode ser necessário um detector de potência na saída da cadeia de transmissor.
[535] Uma arquitetura de nível superior indicativa é mostrada na Figura 21, um diagrama de blocos e nível do transmissor de amostra.
[536] A potência nominal no conector da antena de potência +16dBm pode ser disponível no conector da antena que, quando acoplado com um ganho da antena de pelo menos +9dBi (uma antena setorizada), produz uma potência isotropicamente irradiada equivalente (EIRP) de > +24dBm. Por exemplo, uma máxima saída permitida pelas regulamentações aplicáveis pode ser +24dBm.
[537] A arquitetura do transmissor pode suportar um envelope de potência de pico para média de 13dB que é o que se espera do sinal OFDM.
[538] Referindo-se agora à Figura 22, que mostra um diagrama de blocos exemplar da estação-base.
[539] A função DSP pode ser fornecida por qualquer dispositivo adequado, tal como um Octasictm OCT2224WE-BCN, com 256MB DDR3 SDRAM (dois chips de 1 Gb de 16-bit de largura) e memória adequada, tal como memória Flash de 16Gb NAND.
[540] Pode haver um FPGA nos caminhos de sinal entre os circuitos de rádio e o processador de sinal digital (DSP). O FPGA pode incluir qualquer lógica necessária para casar as interfaces elétricas e poderia também ser usado para processamento de sinal digital de alta velocidade sem carga que não pode ser tratado pelo software DSP.
[541] Gigabit Ethernet pode ser usada como a tecnologia de interconexão entre a estação-base e o controlador da estação-base. Os dois enlaces externos no controlador da estação-base podem usar conectores e transformadores modulares RJ45 padrões (esses podem ser integrados em um pacote simples) mais uma Gigabit Ethernet PHY duplo com suporte da Ethernet síncrono (SyncE) e Protocolo de Tempo de Precisão (PTP) IEEE1588v2. O PHY converte os sinais de linha em interfaces RGMII para um processador de rede.
[542] Todas as estações-base no sistema precisam ser mantidas em sincronização de tempo e frequência de forma que a interface de rádio funcione corretamente. A estação-base pode suportar duas maneiras independente de manter sincronismo: pelos enlaces de Ethernet usando SyncE mais PTP; ou por meio de um cabo coax que leva um sinal de 1 PPS (pulsos por segundo) de um BITS (Suprimento de Sincronismo Integrado de Edifício). Outros métodos de manter sincronismo podem também ser utilizados.
[543] O sinal 1 PPS local pode ser alimentado a uma porta de saída PPS BITS 1, independentemente se a estação-base está travada por meio de PTP ou da entrada de BITS. Sinais de entrada e saída de BITS podem ser conectados por meio de conectores BNC 50Q.
[544] Um sincronizador de relógio de um único chip, tal como o Microsemi ZL30342, é usado para produzir relógios e sinais de quadro que são sincronizados na fonte de referência mestre. Este dispositivo é controlado por software que roda no Processador de Rede, por meio de uma interface SPI ou I2C.
[545] Os vários relógios de baixa instabilidade exigidos para o sistema são derivados da frequência do relógio mestre pelos chips do gerador de relógio especializados.
[546] Existem várias maneiras para acionar a estação- base, alguns exemplos podem incluir:
[547] Por meio do enlace da Ethernet ao controlador da estação-base, usando Potência pela Ethernet (PoE)
[548] De uma fonte de alimentação de 48V CC local
[549] A primeira opção pode ser mais conveniente de um ponto de vista de fiação, já que a localização da estação- base precisará de apenas um cabeamento Cat6, embora possa haver uma penalidade de custo em virtude da necessidade de usar recurso de potência pela Ethernet (PoE) na rede.
[550] A entrada de energia 48V CC pode ser útil para teste baseado em laboratório e para permitir flexibilidade no desdobramento no campo, por exemplo, em sistemas muito pequenos.
[551] A estação-base pode aceitar potência alimentada por meio de PoE de qualquer do soquete de entrada CC. A entrada CC 48V pode ter prioridade sobre PoE - se ela estiver presente, a ‘assinatura’ PoE pode ser modificada para desabilitar a fonte de alimentação PoE. Os suprimentos de PoE são controlados por software no processador da rede, que pode assegurar que potência é retirada do enlace ativo, e não da reserva.
[552] Existem vários níveis de potência que podem ser supridos por meio de PoE; espera-se que a estação-base se adapte aos níveis de potência amplamente disponíveis mais altos de suprimentos de conformidade com IEEE802.3at (PoE+). Isto alimenta 30W na linha, e a potência esperada resultante na estação-base é 25.5W.
[553] Maiores níveis de potência podem ser disponíveis usando normas PoE proprietários, mas equipamento de fornecimento de potência de acordo com essas normas não é facilmente disponível. Se ocorrer que a estação-base exige mais potência do que PoE+ pode fornecer, então a entrada CC de 48V sempre precisará ser usada.
[554] Potência pela Ethernet pode usar uma alta tensão (48V nominal) a fim de minimizar corre pelos cabos de dados. Isto será convertido por um conversor de comutação isolado em um 5V ‘trilho-médio’. O trilho de 5V será alimentado em vários conversores ‘pontos de carga’ para produzir os trilhos de baixa tensão usados pelo conjunto de circuitos digital na placa. Energia alimentada nos circuitos analógicos usará em estranguladores em série ou reguladores de baixa queda para impedir que ruído de comutação afete o desempenho.
[555] O processador de rede pode ser um processador baseado em ARM Cortex-A8 de alcance de Sitara de Tl’s. Isto pode fornecer duas portas de interface independentes do meio de reduzido gigabit (RGMII), que são usadas para os enlaces principais e de reserva ao Controlador da estação-base. Outros dispositivos podem também ser utilizados.
[556] Um terceiro enlace de Ethernet pode ser necessário para agir como o caminho de tráfego para o Octasictm DSP. Isto pode ser fornecido por um controle de acesso de 100Mb à camada de mídia (MAC) localizada no FPGA e acionada pelo processador de rede pelo seu endereço e barramentos de dados.
[557] O processador de rede inicia de sua memória flash local e pode então carregar o FPGA e Octasictm DSP.
[558] A funcionalidade do receptor pode ser similar à da estação-base, exceto que, no lugar de um receptor de ganho fixo, um controle de ganho automático (AGC) é agora usado para estabelecer os níveis de sinal para os ADCs.
[559] O transmissor pode ser capaz de controlar o sinal do enlace ascendente de maneira tal que onde sempre o terminal/robô está na grade, a potência do transmissor é de maneira tal que o sinal recebido na estação-base é da ordem de -60dBm.
[560] Em algumas modalidades, um terminal pode transmitir a um nível de potência que é abaixo do nível de potência que exige o uso de detecção de radar no terminal de forma que a estação-base é capaz de detectar interferência de radar e iniciar uma mudança na frequência.
[561] A funcionalidade do transmissor pode ser virtualmente idêntica à da estação-base, exceto que ele transmite menos potência absoluta pela largura de banda mais estreita e também transmite uma menor densidade espectral, comparado com o transmissor da estação-base. O receptor da estação-base entretanto tem um maior ganho de antena que compensa a menor potência do terminal do transmissor.
[562] Referindo-se agora à Figura 23, que mostra um diagrama de blocos da placa de comunicações do robô exemplar de acordo com alguns aspectos, o conjunto de circuitos de banda-base de rádio do robô é efetivamente uma versão simplificada do projeto da estação-base. Ela pode diferir da placa da estação-base das seguintes maneiras:
[563] Nenhum Processador de rede, e assim o enlace de Ethernet vem diretamente do Octasic DSP por meio de uma Ethernet PHY padrão
[564] Nenhuma Ethernet Síncrona / IEEE1588v2 (ou estrobo de sincronismo), já que todo o sincronismo vem pelo ar. Nenhuma Potência pela Ethernet (toda potência é de uma bateria do terminal)
[565] Interface de rádio simplificada, assim FPGA substituído por dispositivo de lógica programável complexo mais barato (CPLD)
[566] Enlace de interface periférica serial adicional (SPI) de DSP com a placa do controlador do robô, por meio de CPLD. Figura 23a mostra um exemplo específico do diagrama de blocos do robô da placa de comunicações da Figura 23. Percebe-se que este diagrama diz respeito a uma modalidade específica apenas e que qualquer placa de comunicações de robô adequada pode ser usada de acordo com aspectos da invenção aqui descrita.
[567] A seção seguinte fornece uma descrição não limitante de amostra de vários elementos de software vestíveis para implantar algumas modalidades, bem como elementos de processamento relacionados e sua operação. As tecnologias de acesso de enlace de comunicação descritas aqui podem ser implantadas usando componentes de rede mas também podem ser implantados usando software, por exemplo, usando abordagens de rede baseados em software. O que se segue são possíveis aspectos de implantação baseada em software do sistema de comunicação descrito aqui.
[568] Embora detalhes específicos possam ser fornecidos, deve-se entender que pode haver variações na implantação e que vários elementos podem ser omitidos, modificados e/ou adicionados.
[569] As camadas de software podem fornecer dois enlaces de comunicação abstraídos entre dispositivos conectáveis a uma rede, dispositivos podem incluir vários tipos que podem incluir terminais, robôs, dispositivos portáteis, dispositivos vestíveis, ou qualquer aparelho que pode ter a capacidade de comunicar dados.
[570] Pode haver um ou mais tubos finos - os tubos finos podem fornecer comunicações entre pelo menos uma estação- base e terminais, por exemplo, para controle e monitoramento da atividade do terminal. Em algumas modalidades, terminais podem ter conexões de tubo fino dedicadas.
[571] Pode haver um ou mais tubos grossos - os tubos grossos podem fornecer comunicações entre um operador, ou sistema de manutenção, e terminais com vários propósitos, tal como acesso administrativo.
[572] Tubos grossos podem ser alocados da maneira necessária e podem ter recursos de largura de banda dedicados até que conexão seja liberada. A Camada de enlace pode ajudar assegurar que dados são transferidos confiavelmente.
[573] Um enlace de comunicação de controle pode permitir que a estação-base se identifique e transmitir qualquer configuração ou informações de comando comum aos terminais.
[574] Software de protocolo pode ser distribuído pelo controlador da estação-base, estação-base, terminais, etc.
[575] As pilhas de protocolos para mensagens de controle em tempo real (tubo fino) e para administração e manutenção (tubo grosso) podem variar.
[576] Referindo-se agora à Figura 12, um ou mais protocolos de controle em tempo real podem fornecer transporte das mensagens de posição e comando do terminal pelos tubos finos dedicados, de acordo com algumas modalidades. Mensagens podem ser encapsuladas em um quadro de controle de acesso à mídia (MAC) pela conexão, para todas as outras conexões, as mensagens podem ser encapsuladas em um variante de quadro de Interface em Tempo Real (RT). As duas variantes diferem no modo de abordagem. Entre o controle de rádio e robô do terminal, abordagem pode ser implícita em virtude de existir uma única conexão de ponto a ponto. Na conexão entre estações-base e um controlador da estação- base, o endereço pode compreender a identidade da estação- base (BSID) e o número do intervalo usado para o enlace de comunicação.
[577] Uma função de roteamento em um sistema de controle, tal como um em um controlador da estação-base, pode fornecer mapeamento entre o nome do robô e a BSID e um ou mais número de intervalo. Em algumas modalidades, o controlador da estação-base fornece uma fonte confiável das informações de roteamento e pode ser configurado para atualizar sempre que um terminal / robô é adicionado ou removido.
[578] O mecanismo de transporte fundamental para essas conexões pode ser uma ou mais conexões de tubo grosso. Em algumas modalidades, cada estação-base suporta um número limitado de Tubos grossos simultâneos (1-4 dependendo da configuração da estação-base). A estação-base pode fornecer uma interface programável pela aplicação (API) para permitir que o controlador da estação-base dinamicamente crie e libere conexões de tubo grosso com o terminal/robô. Na extremidade do terminal/robô, um módulo de rádio pode ser configurado para fornecer uma API similar ao PC (um processador que pode existir em um terminal/robô). Software acionador no controlador da estação-base e no PC podem usar essas APIs para fornecer uma interface tipo modem com TCPIP/UDP.
[579] Cada robô/terminal pode ser alocado com um endereço IP sem fio para conexões administrativas, e a rede pode ser configurada para rotear tráfego para esses endereços por meio do controlador da estação-base. Quando tráfego para um desses endereços é recebido no controlador da estação- base, ele pode ser configurado para tentar criar uma conexão TCPIP/UDP com o PC correspondente.
[580] Figura 13 mostra pilhas de protocolo de tubo grosso, de acordo com algumas modalidades. Conexões de tubo grosso podem também ser iniciadas por um terminal/robô. O módulo de rádio (que pode existir em um terminal/robô) pode ser configurado para usar uma sinalização de solicitação de tubo grosso no cabeçalho de MAC em um tubo fino. Quando isto é detectado, a estação-base notifica o acionador de tubo grosso no controlador da estação-base e, se recursos forem disponíveis, o controlador da estação-base criará uma conexão de tubo grosso.
[581] O LLC (Controle de Enlace Lógico) pode fornecer uma conexão de fluxo confiável para o tráfego tunelado.
[582] O RRC (Controle de Recurso de Rádio) pode fornecer funções de gerenciamento de enlace de comunicação de rádio.
[583] A camada MAC multiplexa todos os serviços que exigem acesso à interface de dados da camada física.
[584] Em uma modalidade, software de protocolo pode ser distribuído por inúmeros elementos.
[585] Referindo-se agora à Figura 14, o controlador da estação-base pode ser um agrupamento de alta disponibilidade de servidores da comodidade Intel que rodam em Linux. Em algumas modalidades, pode haver somente um controlador da estação-base em cada depósito e o controlador da estação- base pode ser configurado para fornecer algumas de das seguintes funcionalidades, a lista seguinte sendo uma lista de exemplo não limitante.
[586] Comissionamento e configuração de estações-base
[587] Planejamento de frequência da estação-base
[588] Alocação de enlace de comunicação do Terminal/robô
[589] Distribuição de informações de roteamento de terminal/robô
[590] Terminação de tubo grosso
[591] Funções monitoramento e registro
[592] Estação-base
[593] Referindo-se agora à Figura 15a, na extremidade da estação-base, os protocolos de módulos de protocolo podem rodar em um Processador de rede com base em Linux dedicado, de acordo com algumas modalidades. O processador de rede podem incluir duas interfaces Gigabit Ethernet para permitir enlaces de ‘hospedagem dupla’ (ativo + reserva) com o controlador da estação-base. Uma interface ótica pode também ser fornecida. Uma terceira interface de Ethernet pode ser usada para comunicar com o PHY que roda no Octasictm DSP.
[594] Referindo-se agora à Figura 15b, na extremidade do terminal/robô do protocolo de enlace módulos podem ser executados tanto no módulo de rádio quanto em um computador pessoal embutido (PC), de acordo com algumas modalidades.
[595] Em algumas modalidades, o PC pode rodar Linux e pode ter um acionador de tubo grosso que é similar a um no controlador da estação-base para terminar a conexão na extremidade do terminal/robô. O PC pode também agir como um servidor de iniciação para o módulo de rádio.
[596] As camadas de protocolo no módulo de rádio podem ser os pontos dos módulos de software na estação-base.
[597] O módulo de rádio e PC Linux podem comunicar por um enlace de Ethernet; este enlace pode carregar todo o tráfego do tubo grosso, bem como tráfego do tubo fino duplicado (para monitoramento / análise). O PC Linux pode também rodar um serviço que comunica continuamente com o Controlador em Real Tempo que recupera valores de estado e sensor atuais, e torna isto disponível por meio de uma API para escritas / programas customizados que rodam no PC Linux.
[598] Tráfego de tubo fino do módulo de rádio pode ser roteado por um enlace de interface periférica serial (SPI) para o controlador em real tempo, mensagens de resposta vindo de volta para o mesmo enlace.
[599] O elemento de processamento final é o controlador em real tempo. Isto pode ser um processador embutido responsável por todo o funcionamento / operação normal do terminal/robô e pode ser conectado por meio de duas interfaces SPI no módulo de rádio e no PC Linux.
[600] Todo o tráfego do tubo fino pode ser roteado para este módulo, que pode decodificar, agir sobre e responder a várias mensagens, por sua vez enviando o tráfego de volta para o tubo fino para o Módulo de rádio.
[601] Informações de estado podem ser retransmitidas através do segundo enlace de SPI para o PC Linux para que fiquem disponíveis para vários usos, tal como processamento customizado. Este enlace pode também permitir algum controle independente do terminal/robô, sujeito a ele ser colocado em um modo não operacional, de acordo com algumas modalidades.
[602] Os recursos de rádio disponíveis podem ser divididos em uma matriz de blocos, esses podem também ser verticalmente divididos em 3 grupos:
[603] Enlaces de comunicação de controle comum
[604] Tubos finos
[605] Tubos grossos
[606] O enlace de comunicação de controle comum pode ocupar a primeira coluna de blocos; o enlace de comunicação de controle comum pode usar um esquema de codificação mais resiliente do que outros enlaces de comunicação. Na direção do enlace descendente, o enlace de comunicação de controle comum pode ser usado para difundir informações a respeito da estação-base, mensagens ou comandos aplicáveis a todos os robôs/terminais (por exemplo, mudanças de frequência da estação-base ou uma parada de emergência) e/ou a mensagens direcionadas para um único terminal/robô (por exemplo, alocação de tubo grosso). Na direção do enlace ascendente, os enlaces de comunicação de controle comum podem ser divididos em inúmeros enlaces de comunicação de enlace ascendente de alta resiliência.
[607] Os demais blocos podem ser usados para conexões dedicadas aos robôs/terminais. A divisão de alocação de largura de banda entre tubos finos e grossos pode ser configurada pelo controlador da estação-base, e pode-se esperar que permaneça estática durante operação normal, de acordo com algumas modalidades.
[608] Em algumas modalidades, o efeito de perda de pacote pode ser atenuado por uma estação-base ou um terminal; retransmissão do último pacote transmitido até que um novo pacote precise ser transmitido. Um pacote como este pode conter, por exemplo, instruções da estação-base para o terminal.
[609] Em uma outra modalidade, um meio de equilibrar a capacidade do sistema para resiliência de dados adicional pode ser fornecido. Por exemplo, múltiplas transmissões podem ser configuradas para um pacote de dados.
[610] Em um outro exemplo, modo duplicado de intermitências de dados de tubo fino (como descrito em algum lugar nesta revelação) pode ser utilizado, ao contrário do modo normal, potencialmente provendo melhor resiliência de dados.
[611] Cada tubo fino pode comunicar com um par de blocos (ou quatro blocos para operação mais robusta na metade da capacidade), uma vez a cada multiquadro. Tubos finos podem ser enumerados e cada terminal/robô pode ser alocado com um número de tubo fino quando ele é primeiro introduzido no sistema. Em uma modalidade, o número do tubo fino (TPN) pode consistir nos seguintes campos:
[612] Deslocamento multiquadros (0 a 4)
[613] Tempo-intervalo (1 a 19)
[614] Deslocamento do bloco (0 a 19)
[615] Em uma modalidade, antes de ser introduzido no sistema ou uma estação-base, um terminal/robô pode ser usado com uma ID do conjunto de fábrica (a identificação do terminal/robô). A ID do terminal pode ser manual ou automaticamente carregado em um controlador da estação-base e o terminal/robô pode então se tornar disponível para uso. A ID da estação-base e tubo fino correspondente pode então ser estabelecida pelo controlador da estação-base (por um algoritmo adequado) e o terminal/robô pode ser subsequentemente configurado.
[616] Um deslocamento de bloco pode se referir a um eixo mostrado na Figura 9a, de acordo com algumas modalidades. Como previamente descrito, pode haver 40 blocos no total e dois blocos podem ser usados para cada tubo fino. Os dois blocos usados podem ser simétricos em torno da linha horizontal tracejada mostrada na Figura 9a e assim um número do deslocamento de bloco pode se referir a um par de blocos colocados simetricamente e assim somente 20 números de deslocamento de bloco são necessários. Em algumas modalidades, o número de deslocamento de bloco por fazer referência a uma sequência de salto (descrita em algum lugar aqui) ou um deslocamento absoluto da linha tracejada central.
[617] Em uma outra modalidade, um terminal/robô Pode receber seus dados de configuração incluindo uma ID da estação-base e TPN (número de tubo fino). Pode-se então ouvir a intermitência de difusão através de enlaces de comunicação. Dentro desta intermitência pode haver inúmeros intervalos de tempo em torno de DC (a frequência central) que são usados paras para sintonizar os osciladores locais. O terminal/robô pode sintonizar nesses enlaces de comunicação ou intervalos de tempo. Uma vez que isto esteja completo, o terminal/robô pode processar os dados recebidos por meio de da intermitência de difusão. Se os dados recebidos incluírem a ID da estação-base correta, então pode começar transmitir e receber dados em seu número de tubo fino ou tubo fino. Se não, então o terminal/robô pode mover para um enlace de comunicação diferente e o processo pode começar novamente, e continuar até que o terminal/robô detecte a ID da estação- base correta na intermitência de difusão.
[618] Em uma outra modalidade, o terminal/robô não precisa caçar entre frequências para encontrar a estação- base correta, já que isto pode potencialmente desacelerar o processo de união. Uma frequência alvo onde uma estação-base pode residir pode ser pré-carregada nos dados de configuração do terminal/robô. Isto pode acelerar a união do terminal/robô na rede já que o terminal/robô saberia qual frequência ouvir ou comunicar mediante ativação.
[619] Em algumas modalidades, um número de tubo fino de um terminal/robô pode ser alterado por uma estação-base:
[620] Quando um terminal/robô transfere entre estações- base;
[621] Quando uma instância de seleção dinâmica de frequência é disparada;
[622] Quando o quadro fica muito povoado (saindo da capacidade) e inúmeros terminais/robôs são removidos de serviço - números de tubo fino pode precisar ser reatribuído a um ou mais robôs/terminais para agrupar suas transmissões. Isto pode ser referido como ‘desfragmentação’ do espectro. Isto pode ser feito antes da mudança da razão entre a alocação de largura de banda entre tubos finos e tubos grossos.
[623] Tubos grossos podem ser alocados quando exigido por um sistema de gerenciamento de rede ou um operador por meio do controlador da estação-base. O controlador da estação-base pode ser configurado para coordenar solicitações de largura de banda e pode rejeitar solicitações se houver recursos de tubo grosso insuficientes disponíveis na estação-base. Solicitações podem ser encaminhados para a estação-base onde elas são tratadas por RRC. RRC aloca blocos de blocos ao Tubo grosso e atualizar o MAC e configuração PHY. A camada MAC informa ao terminal/robô da alocação pelo enlace de comunicação de controle comum.
[624] Em algumas modalidades, existe uma diferença entre os números de conexões que podem ser tratadas por uma estação-base, ao contrário do módulo do terminal/robô. Para o terminal/robô, isto pode ser um ou dois, mas, para a estação-base, pode ser centenas. Em um possível aspecto, uma camada MAC multiplexa todas as fontes de dados e fornece dados ao PHY de uma maneira síncrona. Na direção de recepção o sistema de comunicação demultiplexa dados para LLC, RRC e RTIF.
[625] Cada tubo fino ter uma oportunidade de transmitir e receber uma mensagem a cada multiquadro. Esses enlaces de comunicação podem ser basicamente para transferir informações de controle e posição em tempo real entre os robôs/terminais e a estação-base ou vários sistemas de controle.
[626] O cabeçalho da camada MAC pode ser mantido em um mínimo, e pode conter pelo menos as seguintes informações:
[627] O número da sequência é usado para descartar mensagens duplicadas e permitir que mensagens perdidas sejam contadas.
[628] A carga do tubo fino pode ser de até 14 bytes. Mensagens mais curtas que isto são com zero bytes.
[629] Mensagens MAC são somente transmitidas se não houver mensagens de controle novas ou confirmadas em tempo real para transmitir.
[630] Na direção de recepção, em um possível aspecto, o MAC recebe blocos e alimenta-os a uma interface em tempo real marcada com o número do tubo fino para o enlace de comunicação onde eles foram recebidos.
[631] O MAC pode reter estado limitado para cada conexão incluindo:
[632] Mensagens não transmitidas
[633] Mensagem que foi transmitida no último quadro
[634] Contagem de multiquadros desde o último bom recebido
[635] Contagem de multiquadros desde a última transmissão confirmada
[636] A camada física (PHY) pode suportar um pequeno número de conexões de ‘tubo grosso’ de alta velocidade a qualquer tempo, o número real pode representar um equilíbrio com o número total de tubos finos.
[637] A camada MAC pode ser configurada para fornecer a PHY com um bloco para transmitir em cada tubo grosso ativo a cada 20ms. Este bloco pode conter um ou mais quadros MAC. Se houver dados de carga insuficientes para preencher todo o bloco, então pode haver um quadro de Dados MAC seguido por um quadro MAC Fill.
[638] Em uma modalidade, alocação de tubo grosso pode ser continuamente anunciada no enlace de comunicação de controle. O rádio pode transmitir no tubo grosso somente se ele decodificar com sucesso o enlace de comunicação de controle e seu número de tubo fino for identificado na alocação de tubo grosso.
[639] O MAC provê a PHY com dados para transmitir no enlace de comunicação de difusão cada quadro. Dados podem ser divididos em informações de difusão públicas, anúncios públicos, informações de difusão direcionadas e assim por diante.
[640] Informações de difusão públicas podem ser transmitidas em cada quadro, os dados difundidos podem incluir:
[641] Identidade da estação-base
[642] Número de quadro
[643] Configuração o enlace de comunicação
[644] Alocações de tubo grosso
[645] Anúncios públicos podem ser transmitidos da maneira necessária, tais como:
[646] Mudança de frequência no quadro N
[647] Desligamento da estação-base no quadro N
[648] Anúncio ou difusão de emergência solicitando para que todos os pequenos robôs parem
[649] Para informações de difusão direcionadas, cada pacote de dados pode conter uma identidade do terminal; todos os terminais/robôs podem recebê-la, mas somente terminal/robô endereçado com a identidade do terminal contida no pacote pode precisar processar o pacote de dados. Essas informações de difusão direcionadas podem ser transmitidas como mensagens de enlace descendente de alta integridade (enlace de comunicação de controle tem maior resiliência do que tubos finos regulares).
[650] Na direção do enlace ascendente, o enlace de comunicação pode ser dividido em inúmeros blocos de alta integridade para terminais/robôs usar no caso em que eles são incapazes de comunicar em seu tubo fino regular. Em uma modalidade, o módulo de rádio só pode usar este enlace de comunicação se a contagem de multiquadros desde a última transmissão confirmada for maior que um valor estabelecido, tal como 5. Depois da primeira transmissão, ele pode aplicar um recuo aleatório antes de tentar novamente. A estação-base pode responder a qualquer mensagem recebida no enlace de comunicação de controle usando o mecanismo de difusão direcionado.
[651] Pode haver duas variantes do protocolo RTIF.
[652] No final da estação-base o processo de Agrupamento de Interface em Tempo Real (RTIFB) pode receber pacotes da camada MAC, adicionar um cabeçalho RTIFB contendo o BSID e o número de intervalo identificado pelo MAC.
[653] O RTIFB é uma coleção de mensagens para terminais individuais agrupado em uma única mensagem que é transmitida para/de uma ou mais estações-base. Uma vantagem potencial com esta abordagem é a conservação de recursos de Ethernet por fio.
[654] Inúmeros desses quadros podem ser combinados em um pacote UDP que é então transmitido para um sistema de controle de robô. Combinação de múltiplas mensagens em um único pacote pode reduzir a sobrecarga de comunicação de rede de pacotes UDP. Na direção contrária, RTIF processa pacotes UDP para transmitir para a porta RTIF dividindo-os em quadros RTIFB individuais e encaminhando para a fila de MAC apropriada para transmissão.
[655] O terminal/robô pode, em algumas modalidades, estar interessado somente em uma única conexão de tubo fino, e pacotes recebidos do MAC podem ser transmitidos para o controlador em tempo real por uma conexão SPI. Na direção inversa, o controlador em tempo real pode ser questionado regularmente pelo SPI, e qualquer nova mensagem recebida pode ser transmitida para a camada MAC para transmissão.
[656] Esta fornece conexão de enlace de dados confiável pelos enlaces de comunicação de tubo grosso.
[657] A camada física do tubo grosso pode ter funções de transmissão e recepção entrelaçadas e codificação robusta dos enlaces de comunicação físicos que a tornam adequada para um Protocolo de Acesso de Enlace - protocolo tipo Canal D (LAPD) com um pequeno tamanho de intervalo (1 ou 2) e confirmação simples.
[658] O software do protocolo para o terminal/robô pode ser mais simples que as entidades equivalentes na extremidade da estação-base em virtude de ter somente que gerenciar um ou dois enlaces de comunicação.
[659] O controlador da estação-base pode ser o repositório mestre para todo terminal/robô e estação-base radio e configuração de roteamento. Quando uma estação-base é adicionada a o sistema, ela pode ser manualmente adicionada ao controlador da estação-base, de acordo com algumas modalidades. Outras implantações são possíveis por exemplo.
[660] Outras implantações são possíveis, por exemplo, em uma modalidade, o sistema pode automaticamente configurar uma estação-base que é recém-introduzida no sistema, onde dados de configuração predeterminados podem ser derivados durante o comissionamento do sistema quando novo. Em uma outra modalidade, estações-base de reserva podem ser instaladas e ativas, mas não podem ser configuradas e, portanto, podem assumir um papel passivo no sistema. O controlador da estação-base pode então comissionar e ativá- las em uma data posterior. Isto pode ser vantajoso para responder à maior necessidade de capacidade, ou resolver uma interrupção em serviço causada por uma interrupção ou qualquer outra falha. Em uma outra modalidade, onde o sistema é configurado para evitar interferência em vários enlaces de comunicação, o controlador da estação-base pode orquestrar a alocação do enlace de comunicação de suas estações-base com base nas informações coletadas de estações-base que são configuradas para agir como sensores dedicados ou em resposta às informações disponíveis pelas estações-base normais existentes.
[661] Em algumas modalidades, quando o terminal/robô é introduzido no sistema, uma identidade da estação-base (BSID), um número/frequência e/ou número do tubo fino do enlace de comunicação (TPN) pode ser alocado para o controlador da estação-base. Onde houver uma única estação- base pelo enlace de comunicação, uma identidade da estação- base pode não ser necessária. Adicionalmente, um controlador da estação-base pode estar a par de mudanças por causa da seleção dinâmica de frequência, e os robôs/terminais podem ser programados correspondentemente.
[662] Essas informações podem ser armazenadas no terminal/robô, em qualquer módulo adequado ou em qualquer outro lugar adequado. O módulo de rádio pode receber estes dados de configuração como parte do processo de iniciação. Se nenhuma configuração estiver disponível, então o Rádio não é ativado, em uma possível implantação. O módulo de rádio pode varrer uma estação-base que difunde a correta identidade pode então receber configuração adicional descrevendo a estruturas de enlace de comunicação, etc. das mensagens difundidas. Essas informações podem também ser fornecidas de várias maneiras, tal como durante configuração quando induzida.
[663] Em algumas modalidades, estações-base podem ser configuradas para varrer radar e outra interferência, e essas informações podem ser reportadas ao controlador da estação- base. Se radar for detectado em uma frequência operacional da estação-base, então a frequência pode ser movimentada tão logo possível. Isto pode ser coordenado pelo controlador da estação-base para impedir que múltiplas estações-base selecionem a mesma frequência. A estação-base pode ser configurada para parar de transmitir se não for possível selecionar uma nova frequência nos limites de tempo estabelecidos para DFS.
[664] Tanto na estação-base quanto no terminal/robô, o processamento da camada física pode ser executado em qualquer implantação de software/hardware adequada, tal como em software em um processador de banda-base OCT2224W. Por exemplo, este processador pode ter 24 núcleos e 6 acelerados de hardware ligados no sentido de processamento de comunicações.
[665] A tabela seguinte mostra as funções principais no dispositivo OCT2224W no terminal/robô e estação-base. Cada função mapeia em um número total de núcleos e acelerados. A tabela é fornecida para apenas com propósitos ilustrativos, não limitantes.
[666] Além do mais, no terminal/robô a camada MAC pode ser configurada para rodar no OCT2224W juntamente com PHY.
[667] Recursos dos sistemas, dispositivos e métodos descritos aqui podem ser usados em várias combinações, e podem também ser usados para o sistema e mídia de armazenamento legível por computar não transitória em várias combinações.
[668] As modalidades dos sistemas e métodos descritos aqui podem ser implantados em hardware ou software, ou uma combinação de ambos. Essas modalidades podem ser implantadas em programas de computador que executam em computadores programáveis, cada computador incluindo pelo menos um processador, um sistema de armazenamento de dados (incluindo memória volátil ou memória não volátil ou outros elementos de armazenamento de dados ou uma combinação dos mesmos), e pelo menos uma interface de comunicação. Por exemplo, e sem limitação, os vários computadores programáveis podem ser um servidor, aparelho de rede, decodificador de televisão, dispositivo embutido, módulo de expansão de computador, computador pessoal, mesa digitalizadora, assistente de dados pessoal, telefone celular, dispositivo inteligente, mesas digitalizadoras ultramóveis e dispositivo de hipermída sem fio ou qualquer outro dispositivo de computação que pode ser configurado para realizar os métodos aqui descritos.
[669] Código de programa é aplicado para entrar com dados para realizar as funções descritas aqui e gerar informações de saída. As informações de saída são aplicadas a um ou mais dispositivos de saída, de maneira conhecida. Em algumas modalidades, a interface de comunicação pode ser uma interface de comunicação de rede. Em modalidades nas quais elementos são combinados, a interface de comunicação pode ser uma interface de comunicação de software, tais como aquelas com comunicação interprocesso. Em ainda outras modalidades, pode haver uma combinação de interface de comunicações implantada como hardware, software, e combinação das mesmas.
[670] Cada programa pode ser implantada em uma programação procedural ou orientada para objeto de alto nível ou linguagem de escrita, ou uma combinação das mesmas, para comunicar com um computador sistema. Entretanto, alternativamente, os programas podem ser implantados em conjunto ou linguagem de máquina, se desejado. A linguagem pode ser uma linguagem compilada ou interpretada. Cada tal programa de computador pode ser armazenada em uma mídia de armazenamento ou um dispositivo (por exemplo, memória apenas de leitura (ROM), disco magnético, cisto ótico), legível por um computador programável de uso geral ou especial, para configurar e operar o computador quando a mídia de armazenamento ou dispositivo é lido pelo computador para realizar os procedimentos descritos aqui. Modalidades do sistema podem também ser considerados implantados como uma mídia de armazenamento legível por computador não transitória, configurada com um programa de computador, onde a mídia de armazenamento assim configurada faz com que um computador opere de uma maneira específica e predefinida para realizar as funções descritas aqui.
[671] Adicionalmente, os sistemas e métodos das modalidades descritas são capazes de ser distribuídas em um produto programa de computador incluindo uma mídia legível por computador não transitória física que leva instruções utilizáveis por computador para um ou mais processadores. A mídia pode ser fornecida em várias formas, incluindo um ou mais disquetes, discos compactos, fitas, chips, mídias de armazenamento magnéticas e eletrônicas, memória volátil, memória não volátil e similares. Mídia legível por computador não transitória pode incluir todas mídias legíveis por computador, com a exceção de ser um sinal de propagação transitório. O termo não transitório não visa excluir mídia legível por computador tais como memória primária, memória volátil, RAM e assim por diante, onde os dados armazenados nela só podem ser temporariamente armazenados. As instruções utilizáveis por computador podem também ser em várias formas, incluindo código compilado e não compilado.
[672] Na discussão seguinte, inúmeras referências serão feitas com relação a servidores, serviços, interfaces, portas, plataformas, ou outros sistemas formados de dispositivos de computação. Deve-se perceber que o uso de tais termos é considerado representar um ou mais dispositivos de computação com pelo menos um processador configurado para executar instruções de software armazenadas em uma mídia legível por computador, não transitória. Por exemplo, um servidor pode incluir um ou mais computadores operando como um servidor de rede, servidor de base de dados, ou outro tipo de servidor de computador de uma maneira a preencher os papéis, responsabilidades ou funções descritos. Deve-se perceber adicionalmente que os algoritmos, processos, métodos, ou outro tipos de instrução baseados em computador descritos podem ser incorporados como como um produto programa de computador compreendendo uma mídia legível por computador tangível não transitória que armazena as instruções que fazem com que um processador execute as etapas reveladas. Deve-se perceber que os sistemas e métodos descritos aqui podem transformar sinais eletrônicos de vários objetos de dados em representações tridimensionais para exibição em uma tela tangível configurada para exibições tridimensionais. Deve-se perceber que os sistemas e métodos descritos aqui envolvem redes interconectadas de dispositivos de hardware configurados para receber dados usando receptores, transmitir dados usando transmissores, e transformar sinais de dados eletrônicos em várias melhorias tridimensionais usando processadores particularmente configurados, onde as melhorias tridimensionais são para exibição subsequente em telas de exibição adaptadas tridimensionais.
[673] A discussão seguinte fornece muitas modalidades exemplificativas da matéria inventiva. Embora cada modalidade represente uma única combinação de elementos inventivos, considera-se que a matéria objeto inventiva inclua todas possíveis combinações dos elementos revelados. Assim, se uma modalidade compreender elementos A, B, e C, e uma segunda modalidade compreender elementos B e D, então se considera que a matéria objeto inventiva inclui outras demais combinações de A, B, C ou D, mesmo se se não explicitamente revelado.
[674] Na forma aqui usada, e a menos que o contexto dite de outra forma, o termo “acoplado a” deve incluir tanto acoplamento direto (no qual dois elementos que são acoplados entre si fazem contato um com o outro) e acoplamento indireto (no qual pelo menos um elemento adicional é localizado entre os dois elementos). Portanto, os termos “acoplado” e “acoplado com” são usados sinonimamente.
[675] A funcionalidade descrita aqui pode também ser acessada como um serviço da Internet, por exemplo, acessando as funções ou recursos descritos a partir de qualquer tipo de dispositivo de computador, pelo dispositivo computador acessando um computador servidor, um fazenda de servidor ou serviço de nuvem configurado para implantar as ditas funções ou recursos.
[676] As modalidades descritas acima podem ser implantadas de qualquer de inúmeras maneiras. Por exemplo, as modalidades podem ser implantadas usando hardware, software ou uma combinação dos mesmos. Quando implantada em software, o código de software pode ser executado em qualquer processador adequado ou coleção de processadores, que fornecido em um único computador ou distribuído entre múltiplos computadores. Tais processadores podem ser implantados como circuitos integrados, com um ou mais processadores em um componente do circuito integrado. Um processador pode ser implantado usando conjunto de circuitos em qualquer formato adequado.
[677] Adicionalmente, deve-se perceber que um computador pode ser concebido em qualquer de inúmeras formas, tal como um computador montado em prateleira, um computador de mesa, um computador de colo, ou um computador de mesa digitalizadora. Adicionalmente, um computador pode ser embutido em um dispositivo no geral não considerado um computador, mas com capacidades de processamento adequadas, incluindo um EGM, UM Web TV, um Assistente Pessoal Digital (PDA), um telefone inteligente, uma mesa digitalizadora ou qualquer outro dispositivo eletrônico portátil ou fixo adequado.
[678] Também, um computador pode ter um ou mais dispositivos de entrada e saída. Esses dispositivos podem ser usados, entre outras coisas, para apresentar uma interface de usuário. Exemplos de dispositivos de saída vestíveis para fornecer uma interface de usuário incluem impressoras e telas de exibição para apresentação visual de saída e alto-falantes ou outros dispositivos de geração de som para apresentação audível da saída. Exemplos de dispositivos de entrada vestíveis para uma interface de usuário incluem teclados e dispositivos de apontamento, tais como mouses, almofadas de toque, e mesas digitalizadoras. Como um outro exemplo, um computador pode receber informações de entrada através de reconhecimento de fala ou em outros formatos audíveis.
[679] Tais computadores podem ser interconectados por uma ou mais redes em qualquer forma adequada, incluindo como uma rede de área local ou uma rede de área abrangente, tal como uma rede empresarial ou a Internet. Tais redes podem ser baseadas em qualquer tecnologia adequada e podem operar de acordo com qualquer protocolo adequado e podem incluir redes sem fio, redes físicas ou redes de fibra ótica.
[680] Os vários métodos ou processos esboçados aqui podem ser codificados como software que é executável em um ou mais processadores que empregam qualquer um de uma variedade de sistemas operacionais ou plataformas. Adicionalmente, tal software pode ser gravado usando qualquer de inúmeras linguagens de programação adequadas e/ou ferramentas ou escrita de programação, e também pode ser compilado como código em linguagem de máquina executável ou código intermediário que é executado em uma estrutura ou máquina virtual.
[681] O sistema e método podem ser concebidos com uma mídia de armazenamento legível por computador não transitória tangível (ou múltiplas mídias de armazenamento legíveis por computador) (por exemplo, uma memória de computador, um ou mais discos flexíveis, discos compactos (CD), discos óticos, discos de vídeo digital (DVD), fitas magnéticas, memórias flash, configurações de circuito em Matrizes de Porta Programáveis no Campo ou outros dispositivos semicondutores, ou outras mídias de armazenamento legíveis por computador não transitórias tangíveis) codificadas com um ou mais programas que, quando executados em um ou mais computadores ou outros processadores, realizam métodos que implantam as várias modalidades discutidas acima. A mídia legível por computador ou meio pode ser transportável, de maneira tal que o programa ou programas armazenados nela podem ser carregados em um ou mais diferentes computadores ou outros processadores para implantar vários aspectos como aqui discutido. Na forma aqui usada, a expressão “mídia de armazenamento legível por computador não transitória” engloba somente uma mídia legível por computador que pode ser considerada uma manufatura (isto é, artigo de manufatura) ou uma máquina.
[682] Os termos “programa” ou “software” são usados aqui em um sentido genérico para referir a qualquer tipo de código de computador ou conjunto de instruções executáveis por computador que pode ser empregado para programar um computador ou outro processador para implantar vários aspectos da presente invenção como aqui discutido. Adicionalmente, deve-se perceber que, de acordo com um aspecto desta modalidade, um ou mais programas de computador que, quando executados, realizam métodos como aqui descrito, não precisam residir em um único computador ou processador, mas podem ser distribuídos de uma maneira modular entre inúmeros diferentes computadores ou processadores para implantar vários aspectos.
[683] Instruções executáveis por computador podem ser em muitas formas, tais como módulos de programa, executados por um ou mais computadores ou outros dispositivos. Em Geral, módulos de programa incluem rotinas, programas, objetos, componentes, estruturas de dados, etc., que realizam tarefas particulares ou implantam tipos de dados abstratos particulares. Tipicamente, a funcionalidade dos módulos de programa podem ser combinados ou distribuídos como desejado em várias modalidades.
[684] Também, estruturas de dados podem ser armazenadas em mídia legível por computador em qualquer forma adequada. Para simplicidade de ilustração, estruturas de dados podem ser mostradas com campos que são relacionados através de localização na estrutura de dados. Tais relacionamentos podem similarmente ser obtidos atribuindo armazenamento para os campos com localizações em uma mídia legível por computador que transfere relacionamento entre os campos. Entretanto, qualquer mecanismo adequado pode ser usado para estabelecer um relacionamento entre informações nos campos de uma estrutura de dados, incluindo pelo uso de apontadores, etiquetas ou outros mecanismos que estabelecem relacionamento entre elementos de dados.
[685] Dependendo da implantação particular e de vários fatores associados tais como os recursos do dispositivo de comunicações, parâmetros de rede sem fio, e outros fatores, diferentes arquiteturas de implantação podem ser usadas para a presente invenção.
[686] Deve-se também entender que o servidor de computador pode ser implantado como um ou mais servidores em qualquer arquitetura ou configuração de servidor possível incluindo, por exemplo, em uma arquitetura de servidor distribuída, uma fazenda de servidor, ou um ambiente de computação baseado em nuvem.
[687] Se o sistema é descrito como recebendo entrada do usuário do dispositivo de comunicações, deve-se entender que a entrada pode ser recebida pela ativação de uma chave física no dispositivo de comunicações, pela interação com um monitor sensível ao toque do dispositivo de comunicações, por meio de um comando de voz recebido no dispositivo de comunicações e processado pelo sistema, por um gesto do usuário observado e processado no dispositivo de comunicações, movendo fisicamente o dispositivo de comunicações em um padrão de gesto predeterminado incluindo agitar o dispositivo de comunicações, recebendo dados de um outro dispositivo de comunicações local ou remoto associado com o usuário, ou por qualquer outra interação sensorial com o dispositivo de comunicações ou senão controlando o dispositivo de comunicações.
[688] Os presentes sistema e método podem ser praticados em várias modalidades. Um dispositivo de computador devidamente configurado, e redes de comunicações, dispositivos, software e firmware associados podem fornecer uma plataforma para habilitar uma ou mais modalidades como aqui descrito. A título de exemplo, Figura 24 mostra um dispositivo de computador genérico 100 que pode incluir uma unidade de processamento central (“CPU”) 102 conectada a uma unidade de armazenamento 104 e a uma memória de acesso aleatório 106. A CPU 102 pode processar um sistema operacional 101, programa de aplicativo 103, e dados 123. O sistema operacional 101, programa de aplicativo 103 e dados 123 podem ser armazenados em uma unidade de armazenamento 104 e carregados em memória 106, da maneira que pode ser exigida. Dispositivo de computador 100 pode adicionalmente incluir uma unidade gráfica de processamento (GPU) 122 que é operacionalmente conectada na CPU 102 e na memória 106 para descarregar cálculos de processamento com muita imagem da CPU 102 e realizar esses cálculos em paralelo com a CPU 102. Um operador 107 pode interagir com o dispositivo de computador 100 usando uma exibição de vídeo 108 conectada por uma interface de vídeo 105, e vários dispositivos de entrada/saída tais como um teclado 115, mouse 112, e unidade de disco ou unidade de estado sólido 114 conectado por uma interface I/O 109. De uma maneira conhecida, o mouse 112 pode ser configurado para controlar movimento de um cursor na exibição de vídeo 108, e para operar vários controles da interface gráfica de usuário (GUI) que aparecem na exibição de vídeo 108 com um botão do mouse. A unidade de disco ou unidade de estado sólido 114 pode ser configurada para aceitar mídia legível por computador 116. O dispositivo de computador 100 pode formar parte de uma rede por meio de uma interface de rede 111, permitindo que o dispositivo de computador 100 comunique com outros sistemas de processamento de dados adequadamente configurados (não mostrados). Um ou mais diferentes tipos de sensores 135 podem ser usados para receber entrada de várias fontes.
[689] Os presentes sistema e método podem ser praticados em virtualmente de qualquer maneira de dispositivo de computador incluindo um computador de mesa, computador de colo, computador tipo mesa digitalizadora ou aparelho portátil sem fio. Os presentes sistema e método podem também ser implantados como uma mídia legível/utilizável por computador que inclui código de programa de computador para permitir que um ou mais dispositivos de computador implantem cada das várias etapas de processo em um método de acordo com a presente invenção. Em caso de mais de um dispositivo de computador realizam toda a operação, os dispositivos de computador são novamente ligados em rede para distribuir as várias etapas da operação. Deve-se entender que os termos mídia legível por computador ou mídia utilizável por computador compreendem um ou mais de qualquer tipo de modalidade física do código de programa. Em particular, a mídia legível/utilizável por computador pode compreender código de programa incorporado em um ou mais artigos de manufatura de armazenamento portáteis (por exemplo, um disco ótico, um disco magnético, uma fita, etc.), em um ou mais armazenamentos de dados proporcionados de um dispositivo de computação, tal como memória associada com um computador e/ou um sistema de armazenamento.
[690] A aplicação móvel da presente invenção pode ser implantada como um serviço de rede, onde o dispositivo móvel inclui um enlace para acessar o serviço de rede, e não uma aplicação nativa.
[691] A funcionalidade descrita pode ser implantada em qualquer plataforma móvel, incluindo a plataforma iOS™, ANDROID™, WINDOWS™ ou BLACKBERRY™.
[692] Versados na técnica percebem que outras variações das modalidades descritas aqui podem também ser praticadas sem fugir do escopo. Outras modificações são portanto possíveis.
[693] Em aspectos adicionais, a revelação fornece sistemas, dispositivos, métodos e produtos programa de computador, incluindo conjuntos de instruções legíveis por máquina não transientes, para uso na implantação de tais métodos e que habilitam a funcionalidade previamente descrita.
[694] Embora a revelação tenha sido descrita e ilustrada em formas exemplares com um certo grau de particularidade, deve-se notar que a descrição e ilustrações foram feitas apenas a título de exemplo. Inúmeras mudanças nos detalhes de construção e combinação e disposição de partes e etapas podem ser feitas. Dessa maneira, tais mudanças devem ser incluídas na invenção, cujo escopo é definido pelas reivindicações.
[695] Exceto até o ponto explicitamente declarado ou inerente nos processos descritos, incluindo qualquer etapa ou componente opcional da mesma, nenhuma ordem, sequência, ou combinação exigida é prevista ou implícita. Como versados na técnica devem entende, com relação tanto a processos quanto qualquer sistema, dispositivo, etc., descritos aqui, uma ampla faixa de variações é possível, e mesmo vantajosa, em várias circunstâncias, sem fugir do escopo da invenção, que deve ser limitado somente pelas reivindicações.
Claims (31)
1. Sistema de comunicação compreendendo: uma ou mais estações-base; uma pluralidade de unidades terminais localizadas remotamente; as estações-base e as unidades terminais localizadas remotamente compreendendo meios para transmitir e receber dados pelos enlaces de comunicação; e um gerenciador de comunicação que é configurado para definir e gerenciar os ditos enlaces de comunicação; caracterizado pelo fato de que os enlaces de comunicação compreendem um ou mais enlaces de comunicação de baixa largura de banda configurados para comunicação entre uma ou mais estações-base e uma ou mais unidades terminais, e um ou mais enlaces de comunicação de alta largura de banda configurados para comunicação entre uma ou mais estações-base e uma ou mais unidades terminais; o gerenciador de comunicação configura os enlaces de comunicação com informações as quais definem respectivos recursos de comunicação alocados, as informações incluindo um intervalo de tempo para uso para um enlace de comunicação de baixa largura de banda sendo armazenadas na unidade terminal quando a unidade terminal é introduzida ao sistema, visto que a informação define recursos para utilizar para enlaces de comunicação de alta largura de banda sendo alocados quando solicitados; e o gerenciador de comunicação compreende meios para definir um número de blocos alocados ao enlace de comunicação e a latência de qualquer enlace de comunicação.
2. Sistema de comunicações, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a informação incluindo um intervalo de tempo para uso para um enlace de comunicação de baixa largura de banda é armazenada na unidade terminal quando a unidade terminal é introduzida ao sistema como parte do processo de iniciação.
3. Sistema de comunicações, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o gerenciador de comunicação é operável para configurar ou ajustar dinamicamente uma taxa entre o número de enlaces de comunicação de baixa largura de banda e o número de enlaces de comunicação de alta largura de banda.
4. Sistema de comunicações, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que os enlaces de comunicação são adicionalmente ajustáveis pelo gerenciador de comunicações, o gerenciador de comunicações compreendendo meios para ajustar adicionalmente um, mais ou todos dentre: a. a taxa de dados de cada um dentre o um ou mais enlaces de comunicação; b. as bandas de frequência utilizadas por cada um dentre o um ou mais enlaces de comunicação; c. o canal nas bandas de frequência usadas por cada um dentre o um ou mais enlaces de comunicação; d. a resiliência de erro de comunicação por cada um dentre um ou mais enlaces de comunicação, a resiliência de erro sendo governada por i. um esquema de codificação predeterminado; e/ou ii. o uso de um modo de frequência duplicado; e. o número de unidades terminais que se comunicam por estação-base; f. o tipo e características de cada enlace de comunicação; g. o método de itinerância de unidades terminais que mudam entre estações-base; h. o canal (ou canais) de apoio para o qual comutar no caso de um evento DFS (interferência de radar); i. o monitoramento e registro de desempenho de rádio; j. as características de frequência e tempo de bloco; k. quais blocos são usados para sinais de piloto; l. a extensão de tempo antes de qualquer um ou mais dos parâmetros citados serem alterados.
5. Sistema de comunicações, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o gerenciador de comunicações é adicionalmente dotado de meios para alocar blocos de intervalo de tempo e frequência para o enlace de comunicações com base nas exigências do sistema de comunicações, enquanto mantém a latência desejada.
6. Sistema de comunicação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que as informações armazenadas nas unidades terminais incluem um número de enlace de comunicação de baixa largura de banda que identifica um ou mais dentre um deslocamento multiquadros, o intervalo de tempo e um deslocamento de bloco sendo utilizados para o enlace de comunicação de baixa largura de banda.
7. Sistema de comunicação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o um ou mais enlaces de comunicação de baixa largura de banda são configurados para comunicação em uma faixa de latência predeterminada.
8. Sistema de comunicação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o um ou mais enlaces de comunicação de alta largura de banda são configurados para comunicação em uma faixa de latência variável.
9. Sistema de comunicação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o número do um ou mais enlaces de comunicação de baixa largura de banda e do um ou mais enlaces de comunicação de alta largura de banda podem ser ajustados durante um processo de iniciação da uma ou mais estações- base.
10. Sistema de comunicação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que o número do um ou mais enlaces de comunicação de baixa largura de banda e o número do um ou mais enlaces de comunicação de alta largura de banda podem ser ajustados em tempo real ou quase em tempo real para responder às exigências para comunicação entre a pelo menos uma estação-base e a pluralidade de unidades terminais.
11. Sistema de comunicação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que um pacote de dados transmitido por uma unidade terminal da uma ou mais unidades terminais através do um ou mais enlaces de comunicação de baixa largura de banda é transmitido pelo menos duas vezes, como uma primeira intermitência de dados e uma segunda intermitência de dados.
12. Sistema de comunicação, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a primeira intermitência de dados e a segunda intermitência de dados ocupam uma ou mais diferentes frequências.
13. Sistema de comunicação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que o sistema é adicionalmente dotado de meios de controle de potência, a unidade terminal estabelecendo a potência na qual ela transmite dependendo da intensidade do sinal recebido da estação-base.
14. Sistema de comunicação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que o sistema é adicionalmente dotado de meios para sincronizar as comunicações, os ditos meios compreendendo sincronização de frequência de tempo fixa.
15. Sistema de comunicações, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 14, caracterizado pelo fato de que a alocação dos blocos de intervalo de tempo e frequência pode ser alterada dinamicamente durante a operação.
16. Sistema de comunicações, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 15, caracterizado pelo fato de que o gerenciador de comunicações pode alocar blocos de intervalo de tempo e frequência e outros dados de configuração nas unidades terminais e estações-base por uma conexão fora de banda sem fio ou fixa.
17. Sistema de comunicação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16, caracterizado pelo fato de que a latência do um ou mais enlaces de comunicação pode ser ajustada ajustando-se um dentre pelo menos um parâmetro associado com um ou mais enlaces de comunicação, incluindo utilização de frequência, características de bloco, técnicas de multiplexação/ demultiplexação, sincronismo e utilização de código.
18. Sistema de comunicação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 17, caracterizado pelo fato de que as características de bloco, tal como o número e colocação de pilotos, podem ser configuradas pelo gerenciador de comunicação.
19. Sistema de comunicação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 18, caracterizado pelo fato de que o sistema de comunicação compreende mais de um gerenciador de comunicação.
20. Sistema de comunicação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 19, caracterizado pelo fato de que o um ou mais enlaces de comunicação são utilizados como enlaces de comunicação de emergência.
21. Sistema de comunicação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 20, caracterizado pelo fato de que a retransmissão de dados existentes para a uma ou mais unidades terminais continua até que haja novos dados a serem transmitidos.
22. Sistema de comunicação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 21, caracterizado pelo fato de que um ou mais enlaces de comunicação incluem pelo menos um enlace de comunicação livre de contenção e zero ou mais enlaces de comunicação disputados.
23. Sistema de comunicação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 22, caracterizado pelo fato de que a transmissão de dados para a uma ou mais unidades terminais é utilizada para manutenção e diagnóstico de problemas.
24. Sistema de comunicação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 23, caracterizado pelo fato de que técnicas de salto de frequência dinâmico são utilizadas na otimização das características dos enlaces de comunicação.
25. Sistema de comunicação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 24, caracterizado pelo fato de que técnicas de seleção dinâmica de frequência são utilizadas por uma ou mais estações-base e são tratadas por uma ou mais cadeias de radiofrequência dedicadas.
26. Sistema de comunicação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 25, caracterizado pelo fato de que técnicas de seleção de frequência dinâmicas são utilizadas para detecção e evitação de radar.
27. Sistema de comunicação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 26, caracterizado pelo fato de que usa esquemas de acesso múltiplo coordenado de banda larga para comandar e controlar equipamento de manuseio de material.
28. Sistema de comunicação, de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de que o equipamento de manuseio de material inclui um ou mais veículos guiados autônomos em um depósito, que podem incorporar um ou mais dentre a uma ou mais unidades terminais.
29. Sistema de comunicação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 28, caracterizado pelo fato de que pares de frequência simétricas em torno de uma frequência central são alocados na mesma unidade terminal de forma que qualquer fuga de energia de +f para -f, e vice-versa, ocorra no local da unidade terminal de maneira tal que ocorra menos interferência indesejada comparada com alocação de +f e -f para diferentes unidades terminais.
30. Sistema de comunicação, de acordo com a reivindicação 29, caracterizado pelo fato de que as unidades terminais podem estar a diferentes distâncias da mesma estação-base, o que resulta na possibilidade de o sinal de fuga para -f de uma unidade terminal próxima da estação-base interferir fortemente no sinal -f real de uma unidade terminal distante da estação-base (similarmente à fuga para f).
31. Sistema de comunicação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 30, caracterizado pelo fato de que o rádio é implantado como um periférico de um computador.
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