CN109983708A - 用于跳频集选择的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
提供了使用跳频方案进行通信的技术。使用多个信道的子集的选择性测量来获得与频带的多个信道相关联的功率数据。至少部分地基于功率数据来预测多个信道中的每个信道的错误率。至少部分地基于所预测的多个信道的错误率从多个信道中选择用于跳频的信道的跳频集。
Description
背景技术
现代无人机(UAV)用于执行导航、监视和跟踪、遥感、搜索和救援、科学研究等各种任务。然而,为UAV提供抗干扰通信仍然是一个挑战。
发明内容
根据实施例,提供了一种用于通信的计算机实现的方法。所述方法包括:获得与频带的多个信道相关联的功率数据;至少部分地基于所述功率数据来预测所述多个信道中的每个信道的错误率;以及至少部分地基于所预测的所述多个信道的错误率,从所述多个信道中选择用于跳频的信道的跳频集。
根据实施例,提供了一种无人机(UAV)。所述UAV包括:存储器,存储一个或多个计算机可执行指令;以及一个或多个处理器,被配置为访问所述存储器并执行所述计算机可执行指令以执行包括以下操作的方法:获得与频带的多个信道相关联的功率数据;至少部分地基于所述功率数据来预测多个信道中的每个信道的错误率;以及至少部分地基于所预测的所述多个信道的错误率,从所述多个信道中选择用于跳频的信道的跳频集。
根据实施例,提供了一种通信系统。所述通信系统包括:存储器,存储一个或多个计算机可执行指令;以及一个或多个处理器,被配置为访问所述存储器并执行所述计算机可执行指令以执行包括以下操作的方法:获得与频带的多个信道相关联的功率数据;至少部分地基于所述功率数据来预测多个信道中的每个信道的错误率;以及至少部分地基于所预测的所述多个信道的错误率,从所述多个信道中选择用于跳频的信道的跳频集。
根据实施例,提供了用于存储计算机可执行指令的一个或多个非暂时性计算机可读存储介质,所述计算机可执行指令在由计算系统执行时将所述计算系统配置为执行包括以下的操作:获得与频带的多个信道相关联的功率数据;至少部分地基于所述功率数据来预测多个信道中的每个信道的错误率;以及至少部分地基于所预测的所述多个信道的错误率,从所述多个信道中选择用于跳频的信道的跳频集。
在一些实施例中,与所述多个信道相关联的所述功率数据包括功率谱密度(PSD)数据。与所述多个信道相关联的PSD数据可以包括噪声功率谱密度(NPSD)数据和/或信号功率谱密度(SPSD)数据。
在一些实施例中,获得所述功率数据包括从所述多个信道中选择一个或多个测量信道的集合,其中所述测量信道的集合的信道带宽共同覆盖所述频带;获得所述测量信道的集合中的每一个测量信道的功率数据;以及使用所述测量信道的集合的功率数据来获得所述多个信道的功率数据。
在一些实施例中,所述多个信道包括第一信道和第二信道,其中,所述第一信道在所述测量信道的集合中,并且所述第二信道不在所述测量信道的集合中。
在一些实施例中,所述第一信道和所述第二信道重叠,并且基于所述第一信道的所述功率数据获得所述第二信道的功率数据。
在一些实施例中,预测多个信道中的每个信道的错误率包括:至少部分地基于所述信道的功率数据来计算所述信道的信噪比(SNR)集合;基于SNR阈值确定所述SNR集合的计数器;以及至少部分地基于所述计数器来预测所述错误率。
在一些实施例中,所述计数器指示超过所述SNR阈值的所述SNR的数量。
在一些实施例中,选择信道的跳频集包括:通过将所预测的所述多个信道的错误率与一个或多个预定阈值进行比较,从所述多个信道中选择预定数量的信道。
在一些实施例中,UAV使用所述信道的跳频集来经由上行链路从远程终端接收信号。
在一些实施例中,经由与所述远程终端的下行链路向所述远程终端发送所述跳频集。
在一些实施例中,基于所述跳频集和时间戳的函数,从所述跳频集中选择信道以从所述远程终端接收信号。
应当理解,可以单独地、共同地或彼此组合地理解本发明的不同方面。本文描述的本发明的各个方面可以应用于下面阐述的任何特定应用或任何其它类型的可移动和/或静止物体之间的数据通信。
通过阅读说明书、权利要求书和附图,本发明的其它目的和特征将变得显而易见。
附图说明
本发明的新颖特征在所附权利要求中具体阐述。通过参考下面的详细描述及其附图,将更好地理解本发明的特征和优点,所述详细描述中阐述了利用本发明的原理的说明性实施例,所述附图中:
图1示出了根据实施例的用于实现跳频集选择的示例性通信系统。
图2示出了根据实施例的用于实现跳频的示例性过程。
图3示出了根据实施例的用于选择跳频集的示例性过程。
图4示出了根据实施例的用于选择跳频集的示例性过程。
图5示出了根据实施例的用于获得与多个信道相关联的功率数据的示例性过程。
图6示出了根据实施例的具有多个信道的示例性频带。
图7示出了根据实施例的获得示例性重叠信道的功率数据。
图8示出了根据实施例的示出功率数据随时间的示例性频谱图。
图9详细地示出了示例性频谱图的部分。
图10示出了根据实施例的用于预测信道的错误率的示例性过程。
图11示出了根据实施例的用于选择信道的跳频集的示例性过程。
图12示出了根据实施例的包括载体和搭载物的可移动物体。
图13是根据实施例的作为用于控制可移动物体的系统的框图的示意说明。
具体实施方式
跳频(FH)技术已用于抗干扰并降低无线电通信中的噪声。噪声通常指例如由热噪声(例如,白噪声)、来自接收机输入电路的电子噪声、或来自接收机的天线拾取的辐射电磁噪声的干扰对信号的不希望的影响。在FH方案中,可用频带(例如,2.4GHz频带)被划分为多个通信信道。每个信道与频带内的给定子频率和信道带宽相关联。用于发送无线电信号的载波频率可以被配置为以发送装置和接收装置两者都知道的顺序(例如,预定的或伪随机的)在这些子频率(或信道)之间快速改变或“跳跃”。因此,特定频率的干扰仅在该频率用于发送信号的短间隔期间影响信号。
为了提高性能,用于跳频的信道或频率集(下文中称为“跳频集”)可以被配置为根据通信装置周围的通信环境的特性自适应地改变。这些特性可以包括噪声功率、信号功率、信噪比(SNR)等。例如,具有强干扰或低SNR的信道可以从跳频集中移除,而具有强干扰或高SNR的信道可以被添加到跳频集。改变的跳频集可以在发送装置和接收装置之间同步。
根据实施例,提供了用于使用跳频来改善通信的技术。可以在一段时间内获得与频带的多个信道相关联的功率数据。可以至少部分地基于功率数据来预测多个信道中的每个信道的错误率。随后,可以至少部分地基于所预测的信道的错误率从多个信道中选择用于跳频的信道的跳频集。
根据实施例,提供了用于有效地获得信道的功率数据的技术。不是测量频带内每个可用信道的功率数据,而是仅测量一些信道。在一些实施例中,从多个信道中选择一个或多个测量信道的集合,使得测量信道的信道带宽共同地且基本上覆盖该频带。获得每个测量信道的功率数据并将其组合以产生多个信道的功率数据。因此,可以在比测量频带内的每个信道的时间更短的时间内获得整个频带的功率数据。此外,更快的信道测量意味着用于跳频集选择的更可靠的测量结果,从而提高跳频方案的可靠性。
根据实施例,提供了用于提高跳频集选择的准确性和效率的技术。特别地,跳频集中的信道是基于它们各自的预测错误率来选择的。在一些实施例中,可以基于最近的噪声功率数据和/或平均信号功率来预测信道要经历的错误率。可以在跳频集中选择具有低预测错误率的信道以用于跳频。本文描述的技术提供了对信道要经历的错误率的快速且相对准确的估计,从而提高了跳频方案的性能。
根据实施例的各方面,提供了用于发送装置和接收装置之间的跳频集的有效同步的技术。例如,可以以有效时间在装置之间发送跳频集。作为另一示例,可以响应于诸如干扰环境改变之类的触发事件来更新跳频集。作为又一示例,可以基于跳频集的功能和时间戳从跳频集使用中选择信道。
图1示出了根据实施例的用于实现跳频集选择的示例性通信系统100。通信系统100包括跳频(FH)接收装置102和跳频(FH)发送装置104。FH接收装置102可以被配置为使用FH链路108接收由FH发送装置104发送的信号。FH发送装置104可以被配置为使用反向链路106接收由FH接收装置102发送的信号。FH链路108和反向链路106可以是任何无线通信链路(例如,无线电链路)。FH链路108可以使用跳频方案。反向链路106可以使用或不使用跳频。
在一些实施例中,FH接收装置102和FH发送装置104可以被配置为使用某一频带(例如,2.4GHz频带)内的多个信道来接收和发送信号。在一些实施例中,FH接收装置102可以被配置为获得(例如,测量、估计和/或计算)频带内的信道的功率数据(例如,噪声功率和/或信号功率),并基于功率数据产生或更新信道的跳频集。跳频集可以由FH接收装置102经由反向链路106发送到FH发送装置104。随后,FH接收装置102和FH发送装置104可以被配置为通过在跳频集中的信道之间跳跃在FH链路108上进行通信。
在一些实施例中,FH接收装置102可以是上行链路装置。FH发送装置104可以是下行链路装置。FH链路108可以是上行链路。反向链路106可以是下行链路。在其它实施例中,FH接收装置102可以是下行链路装置。FH发送装置104可以是上行链路装置。FH链路108可以是下行链路。反向链路106可以是上行链路。
在一些实施例中,FH接收装置102可以包括无人机(UAV)或本文所述的任何其它可移动物体或者被无人机(UAV)或本文所述的任何其它可移动物体包括。FH发送装置104可以包括远程终端(例如,地面站、遥控器、移动装置等)或者被远程终端(例如,地面站、遥控器、移动装置等)包括。在一些其它实施例中,FH接收装置102可以包括远程终端(例如,地面站、遥控器、移动装置等)或者被远程终端(例如,地面站、遥控器、移动装置等)包括。FH发送装置104可以包括无人机(UAV)或本文所述的任何其它可移动物体或者被无人机(UAV)或本文所述的任何其它可移动物体包括。
图2示出了根据实施例的用于实现跳频的示例性过程200A和200B。过程200(或本文描述的任何其它过程、或其变型和/或组合)的一些或所有方面可以由与FU接收装置102和/或FH发送装置104相关联的一个或多个处理器执行。过程200(或本文描述的任何其他过程,或其变型和/或其组合)的一些或全部方面可以在配置有可执行指令的一个或多个计算机/控制系统的控制下执行,并且可以实施为通过硬件或硬件和代码(例如,可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)的组合在一个或多个处理器上共同执行的代码。代码可以例如以包括可由一个或多个处理器执行的多个指令的计算机程序的形式存储在计算机可读存储介质上。计算机可读存储介质可以是非暂时性的。描述操作的顺序不意图被解释为限制,并且任何数量的所描述的操作可以以任何顺序和/或并行地组合以实施过程。
首先转到图1的过程200A。在块202处,基于预测的信道的错误率来选择用于跳频的信道的跳频集。例如,可以将具有较低的预测的错误率的信道选择到跳频集中;同时可以从跳频集中排除具有较高的预测的错误率的信道。在一些实施例中,跳频集的选择可以由图1中所示的FH接收装置102实现。在其它实施例中,跳频集的选择可以由其它装置实现。跳频集选择的更详细讨论例如结合图4至图9在其它地方提供。
在块204处,在发送装置和接收装置之间同步所选择的跳频集,使得这两个装置具有用于跳频的相同跳频集。例如,如图1所示,跳频集可以由FH接收装置102向FH发送装置104发送。与跳频集同步相关的更详细讨论在本文其它地方提供。
在块206处,跳频集用于使用跳频技术来发送和/或接收信号。例如,FH发送装置104和FH接收装置102可以分别被配置为在跳频集中的信道之间“跳跃”,以用于信号发送和接收。需要同步发送装置和接收装置之间的跳频,使得使用给定信道发送的信号也在该信道上接收。与信道同步相关的更详细讨论在本文其它地方提供。
转到图1的过程200B。在块208处,响应于环境的改变(例如,干扰或信噪比(SNR)的增大/减小)来更新跳频集。例如,当SNR达到预定阈值时,可以更新跳频集。在一些实施例中,如本文其它地方进一步详细描述的,可以基于预测的信道的错误率来更新跳频集。例如,由于一个或多个信道增大了信道的错误率,可以从跳频集中移除这些信道。相反,由于一个或多个信道减小了错误率,可以将这些信道添加到跳频集。
在块210处,在发送装置和接收装置之间同步更新后的跳频集,使得这两个装置具有用于跳频的相同跳频集。可以以与过程200A的块204的方式类似的方式来实现块210。在块212处,跳频集用于使用跳频技术来发送和/或接收信号。可以以与过程200A的块206的方式类似的方式来实现块210。
图3示出了根据实施例的用于选择跳频集的示例性过程300。横轴示出从T1开始的信号发送的时间,纵轴示出从C1开始的频带或频谱中的频率或信道。阴影区域示出了用于在给定时隙发送信号的频率或信道。例如,在T1处,信道C1用于发送信号。包括信道C1、C2、C3、C4和C5在内的第一跳频集(跳频集1)用于从T1开始发送信号。选择跳频集内的信道的顺序可以是预定的或伪随机的。图3中示出的示例性顺序是:分别在T1、T2、T3、T4和T5处的C1、C4、C2、C5和C3。然而,由于通信环境的特性的改变,可以添加和/或移除来自第一跳频集的信道/频率。例如,可以获得一些或可用信道处的功率数据,并且可以选择具有低的预测的错误率的信道。新选择的信道可以形成更新后的跳频集2。与跳频集1相比,跳频集2可以包括被确定为具有相对较低的错误率、噪声或干扰的附加信道(例如,C6、C8和C10),同时排除被确定为具有相对较高的错误率、噪声或干扰的信道(例如,C2和C3)。通过根据通信环境的特性自适应地改变跳频集,可以提高跳频方案的整体性能。
图4示出了根据实施例的用于选择跳频集的示例性过程400。过程400的各方面可以由与FH接收装置102、FH发送装置104或两者相关联的一个或多个处理器执行。
在块402处,在一段时间内获得与频带内的多个信道(频率)相关联的功率数据。在一些实施例中,可以根据图5的过程500获得功率数据。图7至图8示出了示例性的获得的功率数据。
在块404,至少部分地基于上面获得的功率数据,多个信道中的每个信道预测错误率。在一些实施例中,可以根据图9的过程900来预测错误率。
可以使用备选方法来预测错误率。在实施例中,基于噪声或干扰功率(例如,NPSD)超过预定阈值的测量结果的次数或百分比来预测错误率。在另一实施例中,针对处于或曾处于跳频集中的信道/频率,所预测的错误率可以基于数据发送中的错误率(例如,块错误率(BLER))的统计分析。
在块406处,至少部分地基于所预测的信道的错误率,从多个信道中选择信道的跳频集。在一些实施例中,可以根据图10的过程1000来选择跳频集。
可以使用备选方法来选择跳频集。例如,可以至少部分地基于通信环境的地理位置(例如,诸如UAV之类的FH接收装置的地理位置)来选择跳频集。例如,某些信道可能在某些地理位置处具有强干扰,因此不应被选择到跳频集中。相反,某些信道可能在某些地理位置处几乎没有干扰,因此应该包括在内。基于地理位置来管理信道的包括或排除的规则可以本地存储(例如,存储在与诸如UAV之类的FH接收装置相关联的存储器中),或者存储在网络装置(例如,基于云的存储装置)中。作为另一示例,给定地理位置可以与给定跳频集相关联。地理位置和跳频集之间的关联可以本地存储(例如,存储在与诸如UAV之类的FH接收装置相关联的存储器中),或者存储在网络装置(例如,基于云的存储装置)中。
在一些实施例中,信道的功率数据是连续或周期性地测量和计算的。因此,当通信环境改变时,可以基于功率数据快速检测这种改变,并且必要时可以及时更新跳频集。随后,可以跨装置同步对跳频集的更新以使得能够基于更新后的跳频集来进行跳频。
图5示出了根据实施例的用于获得与多个信道相关联的功率数据的示例性过程500。过程500的各方面可以由与FH接收装置102、FH发送装置104或两者相关联的一个或多个处理器执行。
在块502处,从给定频带内的多个信道中选择一个或多个测量信道的集合,使得测量信道的信道带宽共同覆盖频带。
现在转向图6,其示出了具有多个信道的示例性频带。如所示,2.4GHz频带(从2.4GHz到2.4835GHz)被划分成14个信道,各个信道的中心频率从2.412GHz到2.484GHz。对于每个测量信道,接收信号的带宽(信道带宽)约为22MHz。尽管图6中所示的信道具有相同的信道带宽,但是应该理解,在其它实施例中,信道可以具有不同的信道带宽。例如,信道1以频率2.412为中心,信道2以频率2.417为中心,依此类推。因此,一些信道的信道带宽重叠。作为测量所有信道的信道条件(例如,功率数据)的替代,可以仅测量信道的子集以导出整个频带的条件。所选择的测量信道的总带宽基本上覆盖该频带。基本上覆盖该频带可以包括100%覆盖频带,或对频带的覆盖高达或超过50%、60%、70%、80%、90%或95%。
例如,在实施例600A中,选择信道1、5、9和13进行测量。这些信道基本上覆盖2.4GHz频带。未选择的信道可以与至少一个所选择的信道重叠。因此,可以使用所选择的信道的功率数据来估计未选择信道(例如,信道2、3、4、6、7、8、10、11、12)的功率数据。例如,未选择信道2在频谱602处与所选择的信道1重叠。因此,频谱602处的信道1的功率数据可以用于频谱602处的信道2的功率数据。类似地,信道2在频谱604处与所选择的信道5重叠。因此,频谱604处的信道5的功率数据可以用于频谱604处的信道2的功率数据。因此,可以通过将信道1的功率数据和信道5的功率数据进行组合来获得信道2的整个信道带宽的功率数据。
在一些实施例中,至少两个相邻测量信道可以重叠,以便能够更可靠地覆盖该频带。第一信道和第二信道之间的重叠部分的功率数据可以基于第一信道的功率数据、第二信道的功率数据或两者。例如,相邻测量信道5和9在部分606处重叠。部分606的功率数据可以是与选项606相对应的信道5的功率数据、与选项606相对应的信道9的功率数据、或者二者的组合(例如,诸如平均值之类的线性组合)。
在一些实施例中,增加测量信道的数量可以增加测量数据的可靠性。例如,在实施例600B中,选择信道1、4、7、10和13用于测量。这些信道基本上覆盖2.4GHz频带,并且在所选择的信道之间提供比实施例600A中所示的更宽的重叠。例如,实施例600B中的重叠部分608比实施例600A中的重叠部分606宽。更宽的重叠意味着多个测量结果可用于更大部分的频谱,从而能够对重叠部分进行更准确和可靠的估计。
在一些实施例(例如,600C)中,至少两个相邻的测量信道不重叠。如所示,可以选择信道1、6、11和14进行测量。信道14的选择可以是可选的。相邻的信道1和6不重叠。类似地,信道6和11不重叠。在这样的实施例中,可以基于来自相邻区域的测量数据来获得不具有直接测量数据的部分的功率数据。例如,可以使用信道1的功率数据、信道6的功率数据或两者来估计信道1和信道6之间的间隙610的功率数据。例如,间隙610的功率数据可以被计算为信道1的功率数据和信道6的功率数据的平均值。
如本文所讨论的,选择性地测量频带内的一些但不是全部信道可以缩短估计整个频带的功率数据所需的时间量以及处理量。在一些示例中,与完全测量或扫描所有信道相比,处理时间或工作量可以减少约5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%或90%。附加地,减少的处理时间意味着处理结果更可能是最新的,从而反映了实际环境(其可以随时间改变)。因此,该结果可能比使用全扫描获得的结果更可靠。
返回参考图5,在块504处,获得每个测量信道的功率数据。可以以诸如1MHz之类的预定分辨率来估计功率数据。也就是说,在信道带宽内针对每1MHz估计功率数据。测量分辨率可以是可配置的(例如,通过用户)。以更高分辨率进行的测量会产生更可靠的结果但需要更长的时间,而以较低分辨率进行的测量会产生较不可靠的结果但会缩短时间。
在一些实施例中,功率数据可以包括功率谱密度(PSD)数据,其描述信号的功率到频率分量的分布。功率数据可以包括预期信号的功率数据(例如,信号功率谱数据(SPSD))。备选地或附加地,功率数据可以包括噪声的功率数据(例如,噪声功率谱数据(NPSD))。
获得功率数据可以包括测量、变换、估计或以其它方式处理与功率相关的数据。例如,可以使用任何合适的谱密度估计(SDE)技术来估计来自信号的时间样本序列的信号的谱密度。这些技术可以包括非参数化和参数化的SDE技术。非参数化SDE可以包括周期图、Bartlett方法、Welch方法、多窗谱(multitaper)、最小二乘谱分析、非均匀离散傅里叶变换、奇异谱分析、短时傅里叶变换等。参数化SDE可以包括自回归模型(AR)估计、移动平均(MA)模型、自回归移动平均(ARMA)估计、最大熵谱估计等。
在块506处,使用信道测量集的功率数据来获得多个信道的功率数据。如前所述,当获得所选择的测量信道的功率数据时,可以基于所选择的信道的功率数据来获得未选择信道的功率数据。例如,如果未选择信道与所选择的信道重叠,则重叠部分上的所选择的信道的功率数据可以用作重叠部分的未选择信道的功率数据。如果未选择信道不与所选择的信道重叠,则可以使用最接近的所选择的信道的功率数据来估计未选择信道的功率数据(例如,通过取平均值)。对于第一部分和第二部分这两个重叠部分,可以基于第一部分的功率数据、第二部分的功率数据或两者来计算这两个重叠部分(第一部分和第二部分)的功率数据。
图7示出了根据实施例的获得示例性重叠信道C1和C2的功率数据。信道C1和C2在704处重叠。选择信道C1以用于以分辨率702进行测量。F5是信道C1的中心频率。例如,假设C1的信道带宽是8MHz,并且分辨率702是1MHz,则在间隔1MHz的频率F1至F9处测量功率数据。如所示,当选择F5进行测量时,还测量未选择频率F1至F4和F6至F9。
假设C2(中心频率为F10)具有与C1相同的信道带宽和测量分辨率,则在也间隔1MHz的频率F6至F14处测量C2。因此,当选择F10进行测量时,还测量未选择的频率F6至F9和F11至F14。落入C1和C2之间的重叠部分704内的频率F6至F9被测量两次,一次是在测量C1时,并且在测量C2时被再次测量。可以基于该频率处的C1的功率数据、该频率处的C2的功率数据或两者(例如,平均值)来获得重叠部分704中的频率(例如,F6、F7、F8或F9)处的功率数据。因此,针对重叠部分的可靠性测量高于非重叠部分。尽管C1和C2在图7中被示出为具有相同的信道带宽和测量分辨率,应当理解,本文描述的选择性测量技术适用于测量信道具有不同信道带宽和/或测量分辨率的其它实施例。
在一些实施例中,本文获得的功率数据可以用于产生频谱图,然后可以使用该频谱图来确定跳频集。图8示出了根据实施例的示出功率谱密度(PSD)数据相对于时间的示例性频谱图800。x轴表示时间(例如,以毫秒为单位),y轴表示频率(例如,以MHz为单位)。对于频谱图中的每个(时间,频率)点,灰度值指示根据灰度级802的以dBM/MHz为单位的对应PSD值,其中较高的PSD值与较高的灰度值(较暗)相对应,较低的PSD值与较低的灰度值(较浅)相对应。在任何给定的时间点处,被选择到跳频集中的频率用粗体表示。
图9详细示出了示例性频谱图800的部分。与每个(时间,频率)单元相关联的功率密度信息由对应的灰度值表示。围绕(时间,频率)单元的粗体框指示频率被选择到跳频集中以供跳频使用。例如,在时间T1、T2、T3和T4处,跳频集包括F2、F3、F4和F5。在T5和T6处,跳频集被更新为包括F1、F2、F3和F5。如所示,F1的PSD随时间的推移减少(这指示F1处的干扰减小),直到在T5处干扰足够低以使F1被添加到跳频集。另一方面,F4的PSD随着时间的推移而增加(这指示F5处的干扰增大),直到在T5处干扰足够高以使F4从跳频集中被移除。在一些实施例中,可以基于测量结果来产生频谱图,并且可以使用频谱图来预测错误率并选择跳频集,如图10至图11中所述。
根据实施例,可以根据所预测的错误率来选择跳频集中的信道。可以基于指示干扰的功率数据和/或指示信号强度的功率数据来预测错误率。特别是,错误率的预测利用了最近测量而得到的一系列测量结果,从而提高了预测的准确性和可靠性。
图10示出了根据实施例的用于预测信道的错误率的示例性过程1000。过程1000的各方面可以由与FH接收装置102、FH发送装置104或两者相关联的一个或多个处理器执行。
在块1002处,至少部分地基于多个信道中的每一个信道的功率数据来计算该信道的信噪比(SNR)集合。可以使用图5至图9中描述的方法来获得功率数据。
例如,对于给定信道c,在给定时间t处,在最近的M次测量中测量的干扰功率是PI(m);m=1,2,...,M,其中M是大于或等于1的整数。令平均值表示时间t处的平均信号功率,则SNR(m)=10*m=1,2,...,M。在一些实施例中,可以使用如本文(在图5至图8中)所述的选择性测量技术来获得干扰功率和/或平均信号功率。
在块1004处,基于SNR阈值来确定该SNR集合的计数器。例如,计数器M’可以表示当SNR(m)<T时的次数,其中T是SNR阈值。阈值T可以基于实验或仿真来确定。在示例中,值T可以是在加性白高斯噪声(AWGN)模型下信道中的错误率约为50%时的SNR值。也就是说,当SNR<T时,块错误率(BLER)大于50%。由于BLER从100%急剧下降到50%,因此当SNR<T时,可以大致假设已经发生了错误。相反,当SNR>T时,BLER<50%。由于BLER从50%急剧下降到0%,因此当SNR>T时,可以大致假设没有发生错误。
在一些实施例中,可以基于真实场景来调整SNR阈值T。例如,可以基于诸如考虑多径信道等实际考虑来调整(例如,增大)SNR阈值T。可以基于现场测量来确定调整量。
在块1006处,可以至少部分地基于上面确定的计数器来预测给定信道要经历的错误率。例如,给定预测的信道的错误率可以是M′/M。
在一些实施例中,可以通过将多个预测的信道的错误率与一个或多个预定阈值进行比较,从多个信道中选择预定数量的信道。该预定数量可以是跳频集中的最小信道数量(例如,15)。
图11示出了根据实施例的用于选择信道的跳频集的示例性过程1100。过程1100的各方面可以由与FH接收装置102、FH发送装置104或两者相关联的一个或多个处理器执行。
在块1102处,选择具有小于预定第一阈值的最小的预测的错误率的信道。信道可以是频带内的所有可用信道,并且可以基于使用本文描述的技术获得的功率数据来确定预测的错误率。可以根据它们各自的预测的错误率对信道进行排序或分类,例如,从最低错误率到最高错误率。可以选择具有最低错误率的N个信道以用于跳频集,其中N是最小跳频集数(例如,15)。N可以是任何合适的正整数。在一些示例中,可以根据相关规则针对某一频带预先确定N。在一些实施例中,第一阈值可以是块错误率(BLER)的低阈值。
在块1104处,确定来自块1102的总选择信道的数量是否等于或大于N。如果是,则跳频集选择过程在块1110处结束。否则,在块1106处,选择具有在第一阈值和第二阈值之间的最低的预测的错误率的信道。第二阈值可以高于第一阈值。在一些实施例中,第二阈值可以是BLER的高阈值。
在块1108处,确定目前的总选择信道的数量是否等于或大于N。如果是,则跳频集选择过程在块1110处结束。否则,在块1112处,选择具有最低平均干扰功率的信道,直到选择了总共N个信道为止。在一些实施例中,根据其余信道的各自的平均干扰功率(其可以作为功率数据的一部分而被获得)对其余信道进行排序或分类,并且选择处在最前头的信道直到选择了总共N个信道为止。
在一些实施例中,FH链路(例如,图1的FH链路108)被配置为支持跨多个频带的发送。在这样的实施例中,可以扩展本文描述的跳频集选择技术以从不同的频带中选择信道的跳频集。可以使用本文描述的选择性测量技术来获得每个频带的功率数据。除了功率数据之外,可以在跳频集选择中考虑其它因素,例如不同频带之间的不同特性,包括发送功率、天线增益、传播损耗等。
根据各种实施例,提供了用于在两个通信装置之间同步FH信道的技术。FH信道的同步可以包括装置之间的跳频集的同步以及从跳频集中选择特定信道的同步。
当产生或更新跳频集时(例如,通过FH接收装置102),可以将包括更新后的跳频集在内的控制数据发送到FH发送装置(例如,经由反向链路106)。然而,由于干扰、衰落和其它因素,FH发送装置可能无法接收这样的控制数据,导致FH发送装置和FH接收装置使用不同的跳频集。可以单独或组合使用以下示例中描述的技术,以减少这种不一致的发生。在下面的讨论中,跳频集的发送可以包括跳频集内的信道的发送或者更新后的跳频集和较旧的跳频集之间的差异(Δ)(例如,被添加或移除的信道)的发送。
在示例中,FH接收装置重复地向FH发送装置发送跳频集(例如,经由反向链路106)。FH发送装置一次没有接收到跳频集不一定妨碍FH发送装置最终接收正确的跳频集,例如,在FH发送装置恢复正常操作之后或者当通信环境改善时。
在另一示例中,除了跳频集之外,还可以发送指示跳频集何时变得有效的有效时间。可以将有效时间设置为允许FH发送装置在跳频集生效之前获得更新后的跳频集某个时间。在一些实施例中,替代有效时间或者除了有效时间之外,还可以发送诸如与跳频集相关联的到期时间或有效性持续时间之类的其它定时信息。
在另一示例中,跳频集可以被配置为以降低的频率改变。例如,跳频集可以被配置为仅响应于干扰的显著改变而改变。作为另一示例,在连续的跳频集改变之间必须经过预定时间段。
在一些实施例中,可以使用时间戳来实现跳频集内的信道选择的同步。在实施例中,发送装置和接收装置均可以保持时间戳。可以经由装置之间的通信来同步装置的时间戳。在任何给定的发送时间处,从跳频集中选择以用于发送的信道可以是相应装置的跳频集和时间戳二者的函数。因此,只要装置使用的跳频集相同,在任何给定时间选择用于发送和接收信号的信道也是相同的。
本文描述的系统、装置和方法可以应用于各种可移动物体。如前所述,本文对飞行器(例如UAV)的任何描述可以适用于并用于任何可移动物体。本文对飞行器的任何描述都可以专门适用于UAV。本发明的可移动物体可以被配置为在任何合适的环境中移动,例如在空气中(例如,固定翼飞机、旋转翼飞机或既不具有固定翼也不具有旋转翼的飞机)、在水中(例如,船或潜艇)、在地面上(例如,机动车辆,比如轿车、卡车、公共汽车、货车、摩托车、自行车;可移动的结构或框架,如棒、钓鱼竿;或火车)、地下(例如地铁)、太空中(例如,太空飞机、卫星或探测器)或这些环境的任意组合。可移动物体可以是载运工具,比如本文其它地方描述的载运工具。在一些实施例中,可移动物体可以由诸如人或动物的活体搭载或从活体上取下。合适的动物可以包括禽类、犬类、猫类、马类、牛类、羊类、猪类、海豚类、啮齿类或昆虫类。
可移动物体可以在相对于六个自由度(例如三个平移自由度和三个旋转自由度)环境内自由移动。备选地,可移动物体的运动可以相对于一个或多个自由度(例如通过预定的路径、轨道或朝向)进行限制。该移动可以由任何合适的致动机构(例如,引擎或电机)来致动。可移动物体的致动机构可以由任何合适的能源(例如电能、磁能、太阳能、风能、重力能、化学能、核能或其任何合适的组合)供电。如本文其它地方所述,可移动物体可以经由推进系统自推进。推进系统可以可选地依赖于能源(例如电能、磁能、太阳能、风能、重力、化学能、核能或其任何合适的组合)操作。备选地,可移动物体可以由生物体承载。
在一些情况下,可移动物体可以是飞行器。例如,飞行器可以是固定翼飞机(例如飞机、滑翔机)、旋转翼飞机(例如直升机、旋翼飞机)、具有固定翼和旋转翼的飞机,或没有固定翼和旋转翼的飞机(例如,飞艇、热气球)。飞行器可以是自驱动的,例如通过空气自驱动。自驱动飞行器可以利用推进系统,例如包括一个或多个发动机、电机、轮子、轴、磁体、旋翼、螺旋桨、叶片、喷嘴或其任何合适的组合的推进系统。在一些情况下,推进系统可以用于使可移动物体从表面起飞、在表面上着陆、维持其当前位置和/或取向(例如,悬停)、改变取向和/或改变位置。
可移动物体可以由用户遥控,或者可以由可移动物体内或可移动物体上的乘员对可移动物体进行本地控制。可移动物体可以通过单独的载运工具内的乘员遥控。在一些实施例中,可移动物体是诸如UAV的无人可移动物体。诸如UAV的无人可移动物体可以在该可移动物体上没有乘员。可移动物体可以由人或自主控制系统(例如,计算机控制系统)或其任何合适的组合来控制。可移动物体可以是自主的或半自主的机器人,例如配置有人工智能的机器人。
可移动物体可以具有任何合适的大小和/或尺寸。在一些实施例中,可移动物体可以具有在载具内或载具上有人类乘员的大小和/或尺寸。备选地,可移动物体的大小和/或尺寸可以小于能够在载运工具内或载运工具上有人类乘员的大小和/或尺寸。可移动物体的大小和/或尺寸可以适于被人抬起或携带。备选地,可移动物体可以大于适于被人抬起或携带的大小和/或尺寸。在一些情况下,可移动物体可以具有小于或等于约如下值的最大尺寸(例如,长度、宽度、高度、直径、对角线):2cm、5cm、10cm、50cm、1m、2m、5m或者10m。最大尺寸可以大于或等于约:2cm、5cm、10cm、50cm、1m、2m、5m或者10m。例如,可移动物体的相对转子的轴之间的距离可以小于或等于约:2cm、5cm、10cm、50cm、1m、2m、5m或者10m。或者,相对转子的轴之间的距离可以大于或等于约:2cm、5cm、10cm、50cm、1m、2m、5m或者10m。
在一些实施例中,可移动物体的体积可以少于100cm×100cm×100cm,少于50cm×50cm×30cm,或少于5cm×5cm×3cm。可移动物体的总体积可以少于或等于大约:1cm3、2cm3、5cm3、10cm3、20cm3、30cm3、40cm3、50cm3、60cm3、70cm3、80cm3、90cm3、100cm3、150m3、200cm3、300cm3、500cm3、750cm3、1000cm3、5000cm3、10,000cm3、100,000cm33、1m3、或10m3。相反,可移动物体的总体积可以大于或等于大约:1cm3、2cm3、5cm3、10cm3、20cm3、30cm3、40cm3、50cm3、60cm3、70cm3、80cm3、90cm3、100cm3、150m3、200cm3、300cm3、500cm3、750cm3、1000cm3、5000cm3、10,000cm3、100,000cm3、1m3、或10m3。
在一些实施例中,可移动物体可以具有小于或等于大约如下值的占地面积(其可以指由可移动物体包围的横向横截面积):32,000cm2、20,000cm2、10,000cm2、1,000cm2、500cm2、100cm2、50cm2、10cm2、或5cm2。相反,占地面积可以大于或等于大约:32,000cm2、20,000cm2、10,000cm2、1,000cm2、500cm2、100cm2、50cm2、10cm2、或5cm2。
在一些情况下,可移动物体的重量可以不超过1000kg。可移动物体的重量可以小于或等于大约:1000kg、750kg、500kg、200kg、150kg、100kg、80kg、70kg、60kg、50kg、45kg、40kg、35kg、30kg、25kg、20kg、15kg、12kg、10kg、9kg、8kg、7kg、6kg、5kg、4kg、3kg、2kg、1kg、0.5kg、0.1kg、0.05kg、或0.01kg。相反,重量可以大于或等于约:1000kg、750kg、500kg、200kg、150kg、100kg、80kg、70kg、60kg、50kg、45kg、40kg、35kg、30kg、25kg、20kg、15kg、12kg、10kg、9kg、8kg、7kg、6kg、5kg、4kg、3kg、2kg、1kg、0.5kg、0.1kg、0.05kg、或0.01kg。
在一些实施例中,可移动物体相对于由可移动物体承载的负载可以较小。负载可以包括搭载物和/或载体,如本文其它地方进一步详细描述的。在一些示例中,可移动物体重量与负载重量之比可以大于、小于或等于大约1∶1。在一些情况下,可移动物体重量与负载重量之比可以大于、小于或等于大约1∶1。可选地,载体重量与负载重量之比可以大于、小于或等于大约1∶1。当需要时,可移动物体重量与负载重量之比可以小于或等于:1∶2、1∶3、1∶4、1∶5、1∶10或甚至更小。反之,可移动物体重量与负载重量之比也可以大于或等于:2∶1、3∶1、4∶1、5∶1、10∶1或甚至更大。
在一些实施例中,可移动物体可以具有低能耗。例如,可移动物体可以使用小于大约如下值的能耗:5W/h、4W/h、3W/h、2W/h、1W/h或更小。在一些情况下,可移动物体的载体可具有低的能耗。例如,载体可以使用小于大约以下值的能耗:5W/h、4W/h、3W/h、2W/h、1W/h或更小。可选地,可移动物体的搭载物可以具有低的能耗,例如小于约:5W/h、4W/h、3W/h、2W/h、1W/h或更小。
UAV可以包括具有四个旋翼的推进系统。可以提供任何数量的旋翼(例如,一个、两个、三个、四个、五个、六个或更多个)。无人机的旋翼、旋翼组件或其它推进系统可以使得无人机能够悬停/保持位置、改变取向和/或改变位置。相对旋翼的轴之间的距离可以是任何合适的长度。例如,长度可以小于或等于2m、或小于等于5m。在一些实施例中,长度可以在40cm至1m、10cm至2m、或5cm至5m的范围内。本文UAV的任何描述可以应用于可移动物体,例如不同类型的可移动物体,并且反之亦然。
在一些实施例中,可移动物体可以被配置为承载负载。负载可以包括乘客、货物、装备、仪器等中的一个或多个。负载可以设置在壳体内。所述壳体可以与可移动物体的壳体分离,或者作为可移动物体的壳体的一部分。备选地,负载可以设置有壳体,而可移动物体不具有壳体。备选地,负载的一部分或整个负载可以不设置有壳体。负载可以相对于可移动物体刚性地固定。可选地,负载可以是相对于可移动物体可移动的(例如,相对于可移动物体可平移或可旋转)。负载可以包括搭载物和/或载体,如本文其它地方进一步详细描述的。
在一些实施例中,可移动物体、载体和搭载物相对于固定参照系(例如,周围环境)和/或彼此的移动可由终端控制。终端可以是远离可移动物体、载体和/或搭载物的遥控装置。终端可以设置在或固定在支撑平台上。备选地,终端可以是手持式或可穿戴式装置。例如,终端可以包括智能电话、平板电脑、膝上型电脑、计算机、眼镜、手套、头盔、麦克风或其合适的组合。终端可以包括诸如键盘、鼠标、操纵杆、触摸屏或显示器之类的用户接口。可以使用任何合适的用户输入来与终端进行交互,诸如手动输入的命令、语音控制、手势控制或位置控制(例如,经由终端的移动、位置或倾斜)。
终端可以用于控制可移动物体、载体和/或搭载物的任何合适的状态。例如,终端可以用于控制可移动物体、载体和/或搭载物相对于固定参照系和/或彼此的位置和/或取向。在一些实施例中,终端可以用于控制可移动物体、载体和/或搭载物的各个元件,例如载体的致动组件、搭载物的传感器或搭载物的发射机。终端可以包括适于与可移动物体、载体或搭载物中的一个或多个通信的无线通信装置。
终端可以包括用于观看可移动物体、载体和/或搭载物的信息的合适的显示单元。例如,终端可以被配置为显示可移动物体、载体和/或搭载物的关于位置、平移速度、平移加速度、取向、角速度、角加速度或其任何合适的组合方面的信息。在一些实施例中,终端可以显示由搭载物提供的信息,例如由功能型搭载物提供的数据(例如,由相机或其它图像捕获装置记录的图像)。
可选地,相同的终端既可以控制可移动物体、载体和/或搭载物、或者可移动物体、载体和/或搭载物的状态,又可以接收和/或显示来自可移动物体、载体和/或搭载物的信息。例如,终端可以在显示由搭载物捕获的图像数据或与搭载物的位置有关信息的同时,控制搭载物相对于环境的定位。备选地,不同的终端可以用于不同的功能。例如,第一终端可以控制可移动物体、载体和/或搭载物的移动或状态,而第二终端可以接收和/或显示来自可移动物体、载体和/或搭载物的信息。例如,第一终端可以用于控制搭载物相对于环境的定位,而第二终端显示由搭载物捕获的图像数据。在可移动物体和用于控制可移动物体并接收数据的集成终端之间,或者在可移动物体与用于控制可移动物体并接收数据的多个终端之间,可以使用各种通信模式。例如,在可移动物体和控制可移动物体并从可移动物体接收数据的终端之间,可以形成至少两种不同的通信模式。
图12示出了根据实施例的包括载体1202和搭载物1204的可移动物体1200。尽管可移动物体1200被描绘为飞机,但是该描述并不旨在限制,并且可以使用如前所述的任何合适类型的可移动物体。本领域技术人员将理解,本文在飞机系统的上下文中描述的任何实施例可以应用于任何合适的可移动物体(例如,UAV)。在一些情况下,搭载物1204可以设置在可移动物体1200上,而不需要载体1202。可移动物体1200可以包括推进机构1206、感测系统1208和通信系统1210。
如前所述,推进机构1206可以包括旋翼、螺旋桨、桨叶、引擎、电机、轮子、轮轴、磁体或喷嘴中的一个或多个。可移动物体可以具有一个或更多个、两个或更多个、三个或更多个、或四个或更多个推进机构。推进机构都可以是相同类型的。备选地,一个或多个推进机构可以是不同类型的推进机构。推进机构1206可以使用诸如本文其它地方所述的诸如支撑元件(例如,驱动轴)的任何合适的装置安装在可移动物体1200上。推进机构1206可以安装在可移动物体1200的任何合适的部分上,诸如顶部、底部、前部、后部、侧面或其合适的组合。
在一些实施例中,推进机构1206可以使可移动物体1200能够垂直地从表面起飞或垂直地着陆在表面上,而不需要可移动物体1200的任何水平移动(例如,无需沿着跑道行进)。可选地,推进机构1206可以可操作地允许可移动物体1200以指定位置和/或取向悬停在空中。推进机构1200中的一个或多个可以独立于其它推进机构受到控制。备选地,推进机构1200可以被配置为同时受控。例如,可移动物体1200可以具有多个水平取向的旋翼,其可以向可移动物体提供升力和/或推力。可以致动多个水平取向的旋翼以向可移动物体1200提供垂直起飞、垂直着陆和悬停能力。在一些实施例中,水平取向旋翼中的一个或多个可以沿顺时针方向旋转,而水平旋翼中的一个或多个可以沿逆时针方向旋转。例如,顺时针旋翼的数量可以等于逆时针旋翼的数量。为了控制由每个旋翼产生的升力和/或推力,从而调整可移动物体1200(例如,相对于多达三个平移度和多达三个旋转度)的空间布局、速度和/或加速度,可以独立地改变每个水平取向的旋翼的转速。
感测系统1208可以包括可感测可移动物体1200(例如,相对于高达三个平移度和高达三个旋转度)的空间布局、速度和/或加速度的一个或多个传感器。一个或多个传感器可以包括全球定位系统(GPS)传感器、运动传感器、惯性传感器、近距离传感器或图像传感器。由感测系统1208提供的感测数据可以用于(例如,使用合适的处理单元和/或控制模块,如下所述)控制可移动物体1200的空间布局、速度和/或取向。备选地,感测系统1208可以用于提供与可移动物体周围的环境有关的数据,例如天气条件、到可能障碍物的接近度、地理特征的位置、人造结构的位置等。
通信系统1210能够经由无线信号1216与具有通信系统1214的终端1212进行通信。通信系统1210、1214可以包括适合于无线通信的任意数量的发射机、接收机和/或收发机。通信可以是单向通信;使得数据可以仅在一个方向上发送。例如,单向通信可以仅涉及可移动物体1200向终端1212发送数据,或者反之亦然。可以从通信系统1210的一个或多个发射机向通信系统1212的一个或多个接收机发送数据,或者反之亦然。备选地,所述通信可以是双向通信,使得可以在可移动物体1200和终端1212之间的两个方向上发送数据。双向通信可以涉及从通信系统1210的一个或多个发射机向通信系统I214的一个或多个接收机发送数据,并且反之亦然。
在一些实施例中,终端1212可以向可移动物体1200、载体1202和搭载物1204中的一个或多个提供控制数据,并且从可移动物体1200、载体1202和搭载物1204中的一个或多个接收信息(例如,可移动物体、载体或搭载物的位置和/或运动信息;由搭载物感测的数据,例如由搭载物相机捕获的图像数据)。在一些情况下,来自终端的控制数据可以包括用于可移动物体、载体和/或搭载物的相对位置、移动、致动或控制的指令。例如,控制数据(例如,经由推进机构1206的控制)可以使得可移动物体的位置和/或取向修改,或(例如,经由载体1202的控制)使得搭载物相对于可移动物体移动。来自终端的控制数据可以实现对搭载物的控制,比如对相机或其它图像捕获装置的操作的控制(例如,拍摄静态或动态图像、放大或缩小、接通或关断、切换成像模式、改变图像分辨率、改变焦点、改变景深、改变曝光时间、改变视角或视野)。在一些情况下,来自可移动物体、载体和/或搭载物的通信可以包括来自(例如,感测系统1208或搭载物1204的)一个或多个传感器的信息。通信可以包括来自一个或多个不同类型的传感器(例如,GPS传感器、运动传感器、惯性传感器、近距离传感器或图像传感器)的感测信息。这样的信息可以涉及可移动物体、载体和/或搭载物的定位(例如位置、取向)、移动或加速度。来自搭载物的这种信息可以包括由搭载物捕获的数据或搭载物的感测状态。由终端1212发送提供的控制数据可以被配置为控制可移动物体1200、载体1202或搭载物1204中的一个或多个的状态。备选地或组合地,载体1202和搭载物1204也可以各自包括被配置为与终端1212进行通信的通信模块,使得该终端可以独立地与可移动物体1200、载体1202和搭载物1204中的每一个进行通信并对其进行控制。
在一些实施例中,可移动物体1200可以被配置为与除了终端1212之外的或者代替终端1212的另一远程装置通信。终端1212还可以被配置为与另一远程装置以及可移动物体1200进行通信。例如,可移动物体1200和/或终端1212可以与另一可移动物体或另一可移动物体的载体或搭载物通信。当需要时,远程装置可以是第二终端或其它计算装置(例如,计算机、膝上型电脑、甲板电脑、智能电话或其它移动装置)。远程装置可以被配置为向可移动物体1200发送数据、从可移动物体1200接收数据、向终端1212发送数据和/或从终端1212接收数据。可选地,远程装置可以与互联网或其它电信网络连接,使得从可移动物体1200和/或终端1212接收的数据可以上传到网站或服务器。
图13是根据实施例的作为用于控制可移动物体的系统1300的框图的示意说明。系统1300可以与本文公开的系统、装置和方法的任何合适的实施例结合使用。系统1300可以包括感测模块1302、处理单元1304、非暂时性计算机可读介质1306、控制模块1308和通信模块1310。
感测模块1302可以利用以不同方式收集与可移动物体有关的信息的不同类型的传感器。不同类型的传感器可以感测不同类型的信号或来自不同源的信号。例如,传感器可以包括惯性传感器、GPS传感器、近距离传感器(例如,激光雷达)或视觉/图像传感器(例如,相机)。感测模块1302可以可操作地与具有多个处理器的处理单元1304耦接。在一些实施例中,感测模块可以可操作地与被配置为直接向合适的外部装置或系统发送感测数据的发送模块1312(例如,Wi-Fi图像发送模块)耦接。例如,发送模块1312可以用于向远程终端发送由感测模块1302的相机捕获的图像。
处理单元1304可以具有一个或多个处理器,例如可编程或非可编程处理器(例如,中央处理单元(CPU)、微处理器、FPGA、专用集成电路(ASIC))。处理单元1304可以与非暂时性计算机可读介质1306可操作地耦接。非暂时性计算机可读介质1306可以存储可由处理单元1304执行的用于执行一个或多个步骤的逻辑、代码和/或程序指令。非暂时性计算机可读介质可以包括一个或多个存储单元(例如,可移除介质或诸如SD卡或随机存取存储器(RAM)的外部储存器)。在一些实施例中,来自感测模块1302的数据可以被直接传送到非暂时性计算机可读介质1306的存储单元并存储于其中。非暂时性计算机可读介质1306的存储单元可以存储可由处理单元1304执行的逻辑、代码和/或程序指令,以执行本文描述的方法的任何合适的实施例。存储单元可以存储来自感测模块的感测数据以供处理单元1304处理。在一些实施例中,非暂时性计算机可读介质1306的存储单元可以用于存储由处理单元1304产生的处理结果。
在一些实施例中,处理单元1304可以可操作地与被配置为控制可移动物体的状态的控制模块1308耦接。例如,控制模块1308可以被配置为控制可移动物体的推进机构,以相对于六个自由度调整可移动物体的空间布局、速度和/或加速度。备选地或组合地,控制模块1308可以控制载体、搭载物或感测模块的状态中的一个或多个。
处理单元1304可以可操作地与被配置为从一个或更多个外部装置(例如,终端、显示装置或其它遥控器)发送和/或接收数据的通信模块1310耦接。可以使用任何合适的通信手段,例如有线通信或无线通信。例如,通信模块1310可以利用局域网(LAN)、广域网(WAN)、红外线、无线电、WiFi、点对点(P2P)网络、电信网络、云通信等中的一个或多个。可选地,可以使用中继站,例如塔、卫星或移动站。无线通信可以是接近度相关的或接近度不相关的。在一些实施例中,通信可能需要或可能不需要视距。通信模块1310可以发送和/或接收以下一个或多个:来自感测模块1302的感测数据、由处理单元1304产生的处理结果、预定控制数据、来自终端或遥控器的用户命令等。
系统1300的组件可以以任何合适的配置来布置。例如,系统1300的一个或多个部件可以位于可移动物体、载体、搭载物、终端、感测系统上或与上述一个或多个进行通信的附加的外部装置上。此外,尽管图13描绘了单个处理单元1304和单个非暂时性计算机可读介质1306,但是本领域技术人员将理解,这并非意在限制,并且系统1300可以包括多个处理单元和/或非暂时性计算机可读介质。在一些实施例中,多个处理单元和/或非暂时性计算机可读介质中的一个或多个可以位于不同的位置,例如位于可移动物体、载体、搭载物、终端、感测模块、与上述一个或多个进行通信的附加的外部装置、或其合适组合上,使得由系统1300执行的处理和/或存储功能的任何合适方面可以发生在前述位置中的一个或多个位置处。
尽管本文已经示出和描述了本发明的优选实施例,但是对于本领域技术人员显而易见的是,这些实施例仅以示例的方式提供。在不脱离本发明的情况下,本领域技术人员将会想到许多变化、改变和备选方式。应当理解,在实施本发明时可以采用本文所述的本发明的实施例的各种备选方案。以下权利要求旨在限定本发明的范围,并且这些权利要求及其等同物的范围内的方法和结构由此被涵盖。
Claims (30)
1.一种用于通信的计算机实现的方法,包括:
获得与频带的多个信道相关联的功率数据;
至少部分地基于所述功率数据来预测所述多个信道中的每个信道的错误率;以及
至少部分地基于所预测的所述多个信道的错误率,从所述多个信道中选择用于跳频的信道的跳频集。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,与所述多个信道相关联的所述功率数据包括功率谱密度PSD数据。
3.根据权利要求2所述的方法,其中,与所述多个信道相关联的所述PSD数据包括噪声功率谱密度NPSD数据。
4.根据权利要求2所述的方法,其中,与所述多个信道相关联的所述PSD数据包括信号功率谱密度SPSD数据。
5.根据权利要求1所述的方法,其中,获得所述功率数据包括:
从所述多个信道中选择一个或多个测量信道的集合,其中所述测量信道的集合的信道带宽共同覆盖所述频带;
获得所述测量信道的集合中的每一个测量信道的功率数据;以及
使用所述测量信道的集合的功率数据来获得所述多个信道的功率数据。
6.根据权利要求5所述的方法,其中,所述多个信道包括第一信道和第二信道,其中,所述第一信道在所述测量信道的集合中,并且所述第二信道不在所述测量信道的集合中。
7.根据权利要求6所述的方法,其中,所述第一信道和所述第二信道重叠,并且基于所述第一信道的所述功率数据获得所述第二信道的功率数据。
8.根据权利要求1所述的方法,其中,预测所述多个信道中的每个信道的所述错误率包括:
至少部分地基于所述信道的所述功率数据来计算所述信道的信噪比SNR集合;
基于SNR阈值确定所述SNR集合的计数器;以及
至少部分地基于所述计数器来预测所述错误率。
9.根据权利要求8所述的方法,其中,所述计数器指示超过所述SNR阈值的所述SNR的数量。
10.根据权利要求1所述的方法,其中,选择所述信道的跳频集包括:通过将所预测的所述多个信道的错误率与一个或多个预定阈值进行比较,从所述多个信道中选择预定数量的信道。
11.一种无人机UAV,包括:
存储器,存储一个或多个计算机可执行指令;以及
一个或多个处理器,被配置为访问所述存储器并执行所述计算机可执行指令以执行包括以下操作的方法:
获得与频带的多个信道相关联的功率数据;
至少部分地基于所述功率数据来预测所述多个信道中的每个信道的错误率;以及
至少部分地基于所预测的所述多个信道的错误率,从所述多个信道中选择用于跳频的信道的跳频集。
12.根据权利要求11所述的UAV,其中,获得所述功率数据包括:
从所述多个信道中选择一个或多个测量信道的集合,其中所述测量信道的集合的信道带宽共同覆盖所述频带;
获得所述测量信道的集合中的每一个测量信道的功率数据;以及
使用所述测量信道的集合的功率数据来获得所述多个信道的功率数据。
13.根据权利要求11所述的UAV,其中,预测所述多个信道中的每个信道的所述错误率包括:
至少部分地基于所述信道的所述功率数据来计算所述信道的信噪比SNR集合;
基于SNR阈值确定所述SNR集合的计数器;以及
至少部分地基于所述计数器来预测所述错误率。
14.根据权利要求11所述的UAV,其中,选择所述信道的跳频集包括:通过将所预测的所述多个信道的错误率与一个或多个预定阈值进行比较,从所述多个信道中选择预定数量的信道。
15.根据权利要求11所述的UAV,其中,所述UAV使用所述信道的跳频集来经由上行链路从远程终端接收信号。
16.根据权利要求15所述的UAV,其中,所述方法还包括:经由与所述远程终端的下行链路向所述远程终端发送所述跳频集。
17.根据权利要求15所述的UAV,其中,所述方法还包括:基于所述跳频集和时间戳的函数,从所述跳频集中选择信道以从所述远程终端接收信号。
18.一种通信系统,包括:
存储器,存储一个或多个计算机可执行指令;以及
一个或多个处理器,被配置为访问所述存储器并执行所述计算机可执行指令以执行包括以下操作的方法:
获得与频带的多个信道相关联的功率数据;
至少部分地基于所述功率数据来预测所述多个信道中的每个信道的错误率;以及
至少部分地基于所预测的所述多个信道的错误率,从所述多个信道中选择用于跳频的信道的跳频集。
19.根据权利要求18所述的通信系统,其中,获得所述功率数据包括:
从所述多个信道中选择一个或多个测量信道的集合,其中所述测量信道的集合的信道带宽共同覆盖所述频带;
获得所述测量信道的集合中的每一个测量信道的功率数据;以及
使用所述测量信道的集合的功率数据来获得所述多个信道的功率数据。
20.根据权利要求19所述的通信系统,其中,所述多个信道包括第一信道和与所述第一信道重叠的第二信道,其中,所述第一信道在所述测量信道的集合中,并且所述第二信道不在所述测量信道的集合中,其中,基于所述第一信道的功率数据获得所述第二信道的功率数据。
21.根据权利要求18所述的通信系统,其中,预测所述多个信道中的每个信道的所述错误率包括:
至少部分地基于所述信道的所述功率数据来计算所述信道的信噪比SNR集合;
基于SNR阈值确定所述SNR集合的计数器;以及
至少部分地基于所述计数器来预测所述错误率。
22.根据权利要求21所述的通信系统,其中,所述计数器指示超过所述SNR阈值的所述SNR的数量。
23.根据权利要求18所述的通信系统,其中,选择所述信道的跳频集包括:通过将所预测的所述多个信道的错误率与一个或多个预定阈值进行比较,从所述多个信道中选择预定数量的信道。
24.一个或多个非暂时性计算机可读存储介质,存储计算机可执行指令,所述计算机可执行指令在由计算系统执行时将所述计算系统配置为执行包括以下的操作:
获得与频带的多个信道相关联的功率数据;
至少部分地基于所述功率数据来预测所述多个信道中的每个信道的错误率;以及
至少部分地基于所预测的所述多个信道的错误率,从所述多个信道中选择用于跳频的信道的跳频集。
25.根据权利要求24所述的存储介质,其中,与所述多个信道相关联的所述功率数据包括噪声功率谱密度NPSD数据。
26.根据权利要求24所述的存储介质,其中,获得所述功率数据包括:
从所述多个信道中选择一个或多个测量信道的集合,其中所述测量信道的集合的信道带宽共同覆盖所述频带;
获得所述测量信道的集合中的每一个测量信道的功率数据;以及
使用所述测量信道的集合的功率数据来获得所述多个信道的功率数据。
27.根据权利要求26所述的存储介质,其中,所述多个信道包括第一信道和与所述第一信道重叠的第二信道,其中,所述第一信道在所述测量信道的集合中,并且所述第二信道不在所述测量信道的集合中,其中,基于所述第一信道的功率数据获得所述第二信道的功率数据。
28.根据权利要求24所述的存储介质,其中,预测所述多个信道中的每个信道的所述错误率包括:
至少部分地基于所述信道的所述功率数据来计算所述信道的信噪比SNR集合;
基于SNR阈值确定所述SNR集合的计数器;以及
至少部分地基于所述计数器来预测所述错误率。
29.根据权利要求28所述的存储介质,其中,所述计数器指示超过所述SNR阈值的所述SNR的数量。
30.根据权利要求24所述的存储介质,其中,选择所述信道的跳频集包括:通过将所预测的所述多个信道的错误率与一个或多个预定阈值进行比较,从所述多个信道中选择预定数量的信道。
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