CN110495107A - 用于移动设备通信的天线控制 - Google Patents

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丹尼尔·莱姆·菲茨杰拉德
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Inmerschiff Robot Private Ltd
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Abstract

一种通信系统，包含：第一及第二通信设备，各通信设备包含天线、定位系统，其确定该第一及第二通信设备中的至少一个的位置，及控制系统，其自该位置系统接收指示该位置的位置信息、确定该第一及第二通信设备的相对位置，并根据该相对位置选择性控制该第一及第二通信设备中的至少一个的传输天线，由此优化该第一及第二通信设备之间的通信。

Description

用于移动设备通信的天线控制
发明背景
本申请关于控制天线，使第一及第二通信设备进行通信的系统及方法，在一特定实施例中，此系统及方法优化与移动设备的通信。
现有技术描述
本文中与任何公开参考文献(或自其中衍生的信息)或任何已知内容(或自其中衍生的信息)相关的描述，皆非且不应被视为认可、承认或以任何形式建议公开参考文献(或自其中衍生的信息)或已知内容属于本发明所属技术领域中通常知识的一部分。
提供多人游戏场地进行游戏为已知做法，如进行激光枪战游戏(laser tag)。在此游戏当中，每位玩家皆穿戴如红外线传感器等器材，该器材可被其它玩家发射的激光击中。
近年来开发的虚拟现实(VR)及增强现实(AR)系统，可提供内容给可穿戴显示设备，如头戴式显示器(HMD)，该装置基于相对空间位置及/或方向显示信息供穿戴者观看。此系统会基于与显示设备的姿态(位置及方向)相关的信息生成图像，因此当显示设备移动时，图像会随之更新以反映显示设备的新姿态。
为避免穿戴者晕眩，由搜集姿态信息到生成对应图像的时间差必须减到最小，尤其在当显示设备快速移动时。有鉴于此，再加上对生成高画质拟真图像的需求，便需要搭配能有效操作的处理硬件。于是，目前的高端系统通常需要使用静态台式机，再通过高速带宽及低延迟联机使台式机联机至显示设备。如此一来，现有的系统如HTC ViveTM、OculusRiftTM及Playstation VRTM等，皆须在计算机及头戴式显示器之间建立较不寻常的联机，为相当不便利的情形。
虽然目前已经开发出无线系统，但搭配现有的硬件设施仍无法应付多人游戏情境中的传输需求。
关于无线传输系统，另一需求是须确保信号强度及带宽合适恰当，并将延迟减至最小。在此情况下，在相控天线阵列中使用波束成形时，阵列通常会进行扫描，称之为扫掠(sweep)，此时，波束会扫掠接收者所在的整块区域，以界定可使接收信号达到最强的波束配置。一般而言，扫掠过程会花费一些时间，如20毫秒，可能导致传输带宽减少、延迟增加，使得传输情况不尽理想。此外，当波束控制过程失去对相应天线的联机时，必须加大扫掠范围并执行缩减聚焦过程，以便重新搜寻到天线，结果会导致延迟继续拉长，若该过程在数字现实下使用，通常也会同时导致图像信号及头部追踪发生遗漏情形。最后，为了使整个系统重新联机，更会造成延迟继续拉长。
另一项在多人游戏场地中会出现的相关问题是，使用不同头戴装置进行无线通信时，信号会彼此干扰。此时，头戴装置和基站之间的通信模式通常为双向，两者也各自配有天线，可进行信号扫掠以使信号优化。多个头戴装置进行扫掠时可能造成大幅干扰，最后导致数据封包遗失并破坏信号质量。
发明概述
概括而言，本发明之一方面力图提供一种通信系统，其包含：第一通信设备及第二通信设备，各通信设备包含天线；定位系统，其确定该第一通信设备及该第二通信设备中的至少一个的位置；及控制系统，其：自该定位系统接收表示位置的位置指示；确定该第一通信设备及该第二通信设备的相对位置；及根据该相对位置，选择性控制该第一通信设备及该第二通信设备中的至少一个的传输天线，由此优化该第一及第二通信设备之间的通信。
在一具体实施例中，该位置是环境中的位置。
在一具体实施例中，该定位系统是位置系统，其确定相对于环境的姿态，且其中该控制系统：确定该第一通信设备及该第二通信设备的相对姿态；及根据该相对姿态选择性控制传输天线。
在一具体实施例中，该控制系统控制该天线，以执行下列中至少一项：调整天线方向；实施波束控制；及实施波束成形。
在一具体实施例中，该第一通信设备及该第二通信设备中的至少一个包含多个天线，且其中该控制系统根据该相对位置，从该多个天线中选择相应的天线。
在一具体实施例中，该控制系统：确定该第一及第二通信设备的相对移动；及根据该相对移动控制传输天线。
在一具体实施例中，该控制系统根据多个位置指示追踪至少一个通信设备的移动，并根据该移动控制该天线。
在一具体实施例中，该控制系统至少部分使用相对移动及预测算法确定该第一通信设备及该第二通信设备的相对位置。
在一具体实施例中，该控制系统：确定信号强度；根据该信号强度确定初始通信设备位置；及根据一个或更多个位置指示确定移动设备位置的变化。
在一具体实施例中，该定位模块包含传感器，且根据来自该传感器的信号确定通信设备的位置。
在一具体实施例中，该传感器包含测距传感器，其确定该通信设备与环境之间的距离。
在一具体实施例中，该定位模块使用同步定位及映射算法确定该通信设备的位置。
在一具体实施例中，该天线是以下中的至少一项：相控天线阵列；及移动式定向天线。
在一具体实施例中，该控制系统：确定该第一通信设备及该第二通信设备在环境内的相对位置；获得环境地图；及至少部分根据相对位置及环境地图控制该天线。
在一具体实施例中，该环境地图是遮蔽地图及反射地图中的至少一个。
在一具体实施例中，该控制系统获得遮蔽地图，遮蔽地图界定遮蔽位置；及传输路径，以避免遮蔽；以及根据该相对位置及遮蔽地图选择性控制该至少一个天线。
在一具体实施例中，该控制系统：检测通信设备的遮蔽；控制天线以调整传输方向，由此与该通信设备重新建立通信；确定通信设备的位置；及使用该通信设备的位置及该传输方向更新遮蔽地图。
在一具体实施例中，该控制系统：确定至少一个其它通信设备的位置；及根据该至少一个其它通信设备的位置控制该天线。
在一具体实施例中，该控制系统：确定被该至少一个其它通信设备使用的通信信道；及根据该其它通信设备的通信信道，选择性控制被该天线使用的通信信道。
在一具体实施例中，该第一通信设备为静态设备，且其中该控制系统使用该第二通信设备的位置及该第一通信设备的已知位置确定该相对位置。
在一具体实施例中，该第一通信设备为静态设备，且其中该控制系统使用该第二通信设备的位置及该第一通信设备的已知位置确定该相对位置。
在一具体实施例中，该已知位置在初始化过程期间确定。
在一具体实施例中，该通信设备包含：移动设备，其包含：定位模块，定位模块确定相对于环境的移动设备位置；移动设备收发器，其通过移动设备天线传送并接收信号；及移动设备处理器，其通过该移动设备收发器传送表示该移动设备位置的位置指示；及基站，其包含：基站传输系统，其传送并接收信号，以允许和该移动设备通信，该基站传输系统包含至少一个天线；及控制系统，该控制系统：通过该基站传输系统，自该移动设备接收该位置指示；确定该移动设备的位置；及根据该移动设备的位置选择性控制该至少一个天线，由此优化该基站与移动设备之间的通信。
在一具体实施例中，该移动设备包含以下中的至少一个：数字现实头戴式装置及移动通信设备。
在一具体实施例中，该移动设备及基站通过以下中的至少一者通信：蜂窝通信协议；短距无线通信协议；及5G网络。
概括而言，本发明之一方面力图提供一种针对第一通信设备及第二通信设备的通信方法，各通信设备包含天线，该方法包含：使用定位系统确定该第一通信设备及该第二通信设备中的至少一个的位置；及使用控制系统来：自该定位系统接收表示位置的位置指示；确定该第一通信设备及该第二通信设备的相对位置；及根据该相对位置选择性控制该第一通信设备及该第二通信设备中的至少一个的传输天线，由此优化该第一通信设备及该第二通信设备之间的通信。
概括而言，本发明之一方面力图提供一种通信系统，其包含：移动设备，该移动设备包含：定位模块，其确定相对于环境的移动设备的位置；移动设备收发器，其传送并接收信号；及移动设备处理器，其通过该移动设备收发器传送表示该移动设备的位置的位置指示；及基站，其包含：基站传输系统，其传送并接收信号，以允许和该移动设备进行通信，该基站传输系统包含至少一个天线；及控制系统，其：通过该基站传输系统，自该移动设备接收该位置指示；确定该移动设备的位置；及根据该移动设备的位置，选择性控制该至少一个天线，由此优化该基站与移动设备之间的通信。
概括而言，本发明之一方面力图提供一种通信方法，该通信方法用于提供移动设备与基站之间的通信，所述方法包含，在该移动设备内：使用定位模块确定相对于环境的移动设备的位置；及于移动设备处理器内，通过移动设备收发器传送表示该移动设备的位置的位置指示；及于该基站的控制系统内：通过该基站传输系统，自该移动设备接收该位置指示，该基站传输系统包含至少一个天线；确定该移动设备的位置；及根据该移动设备的位置，选择性控制该至少一个天线，由此优化该基站与移动设备之间的通信。
概括而言，本发明之一方面力图提供一种针对第一通信设备与第二通信设备之间的通信的天线控制系统，各通信设备包含天线，该天线控制系统经配置以：自定位系统接收位置指示，该位置指示表示该第一通信设备及该第二通信设备中的至少一个的位置；确定该第一通信设备与该第二通信设备的相对位置；及根据该相对位置，选择性控制至少一个传输天线，由此优化该通信设备之间的通信。
在一具体实施例中，该控制系统控制该天线，以执行下列中至少一项：调整天线方向；实施波束控制；及实施波束成形。
在一具体实施例中，该第一通信设备及该第二通信设备中的至少一个包含多个天线，且其中该控制系统根据该相对位置，从该多个天线中选择相应的天线。
在一具体实施例中，该控制系统：确定该第一通信设备及该第二通信设备的相对移动；及根据该相对移动控制传输天线。
在一具体实施例中，该控制系统至少部分利用相对移动及预测算法控制传输天线。
在一具体实施例中，该控制系统根据多个位置指示追踪至少一个通信设备的移动，并根据该移动控制该天线。
在一具体实施例中，该控制系统：确定信号强度；根据该信号强度确定初始通信设备位置；及根据一个或更多个位置指示确定移动设备的位置的变化。
在一具体实施例中，该位置指示使用同步定位及映射算法确定。
在一具体实施例中，该天线是以下中的至少一个：相控天线阵列；及移动式定向天线。
在一具体实施例中，该控制系统：确定该第一通信设备及该第二通信设备在环境内的相对位置；获得环境地图；及至少部分根据相对位置及环境地图控制该传输天线。
在一具体实施例中，该环境地图是遮蔽地图及反射地图中至少一个。
在一具体实施例中，该控制系统：获得遮蔽地图，该遮蔽地图界定：遮蔽位置；及传输路径，以避免遮蔽；以及根据该相对位置及遮蔽地图，选择性控制该至少一个天线。
在一具体实施例中，该控制系统：检测通信设备的遮蔽；控制天线以调整传输方向，由此与该通信设备重新建立通信；确定通信设备的位置；及使用该通信设备的位置及该传输方向更新遮蔽地图。
在一具体实施例中，该控制系统：确定至少一个其它通信设备的位置；及根据该至少一个其它通信设备的位置控制该传输天线。
在一具体实施例中，该控制系统：确定被该至少一个其它通信设备使用的通信信道；及根据该至少一个其它通信设备的通信信道，选择性控制被该天线使用的通信信道。
在一具体实施例中，该第一通信设备为静态设备，且其中该控制系统使用该第二通信设备的位置及该第一通信设备的已知位置确定该相对位置。
在一具体实施例中，该第一通信设备为静态设备，且其中该控制系统使用该第二通信设备的位置及该第一通信设备的已知位置确定该相对位置。
在一具体实施例中，该已知位置于初始化过程期间确定。
在一具体实施例中，该通信设备包含移动设备及基站，且其中该控制系统经配置以：自移动设备接收位置指示，该位置指示表示相对于环境的移动设备的位置；确定该移动设备的位置；及根据该移动设备的位置选择性控制至少一个天线，由此优化该基站及移动设备之间的通信。
在一具体实施例中，该天线使用以下中的至少一个进行通信：蜂窝通信协议；短距无线通信协议；及5G网络。
概括而言，本发明之一方面力图针对第一通信设备及第二通信设备之间的通信提供一种天线控制方法，各通信设备包含天线，该天线控制方法包含，在控制系统内：自定位系统接收位置指示，该位置指示表示该第一及第二通信设备中的至少一个的位置；确定该第一及第二通信设备的相对位置；及根据该相对位置选择性控制至少一个传输天线，由此优化该通信设备之间的通信。
概括而言，本发明之一方面力图针对移动设备通信提供一种天线控制系统，该天线控制系统经配置以：自移动设备接收位置指示，该位置指示表示相对于环境的移动设备的位置；确定该移动设备的位置；及根据该移动设备的位置选择性控制该至少一个天线，由此优化该基站及该移动设备之间的通信。
概括而言，本发明之一方面力图针对移动设备通信提供一种天线控制方法，该天线控制方法包含，在天线控制系统内：自移动设备接收位置指示，该位置指示表示相对于环境的移动设备的位置；确定该移动设备的位置；及根据该移动设备的位置选择性控制该至少一个天线，由此优化该基站及移动设备之间的通信。
应可理解，本发明的概括形式及其各自特征可合并使用、变换使用及/或单独使用，且针对各概括形式描述的内容皆不具限制性。
附图简述
以下参考附图，针对本发明的多个示例及具体实施例进行说明，其中：
图1为系统的第一示例的示意图，该系统用于在多人游戏场地中向多个用户显示内容；
图2A为系统的第二示例的示意图，该系统用于在多人游戏场地中向多个用户显示内容；
图2B为示意图，其显示图2A系统中的信标位置示例；
图2C为系统的第二示例的示意图，该系统用来在多人游戏场地中向多个用户显示内容；
图3为过程示例的流程图，该过程用于配置图2A的系统；
图4为流程图，其显示图2A的系统操作示例；
图5为示意图，其显示图2A系统使用的传输系统的示例；
图6为示意图，其显示图2A装置的控制系统的示例；
图7A为示意图，其显示图2A系统使用的定位系统的示例；
图7B为示意图，其显示图2C系统使用的定位系统的示例；
图8为编码过程示例的流程图；
图9为示意图，其显示编码系统的示例；
图10为示意图，其显示该显示系统的遮蔽；
图11为示意图，其显示用来使移动设备与基站进行通信的系统示例；
图12为流程图，其显示图11的系统操作示例；
图13为示意图，其显示用来使多个通信设备进行通信的系统示例。
优选实施方式的详细描述
以下参考图1，说明在多人游戏场地中使用的一个系统示例，其用来向多个玩家显示内容。
在本示例中，系统100专门用于场地101中，该场地含多个使用可穿戴显示系统120的用户。每一可穿戴显示系统120皆穿戴于一特定使用者身上，且一般包含一显示设备120.1，该显示设备120.1用于显示内容流，且可选择性包含一个或更多个关联控制器120.2，让用户能和被显示的内容互动。应可理解，一般也会包含收发器及显示系统天线等关联组件、传感器及处理组件配置，并将其与可穿戴系统整合。
内容流通常包含一个或更多个图像，且更常包含基于显示器相对位置及/或方向而生成及/或显示的图像序列，此为VR和AR应用中常出现的情形。在一示例中，该可穿戴显示系统可因此被视为现有的商业显示设备，如HTC ViveTM、Oculus RiftTM或PlaystationVRTM头戴式装置、Microsoft HoloLensTM等，然而应可理解这些装置并非必要，且亦可使用任何合适的配置。
此系统进一步包含会产生多个内容流的内容系统110，每一内容流与一对应显示系统相关联。该内容系统可具任何适当形式，且于示例中包含一个或更多个处理系统，如用于产生该内容的计算机系统。
该装置进一步包含定位系统130，其可检测场地101中每一显示系统120的位置。该定位系统可具任何适当形式，且可为VR/AR系统的一部分或为相应的定位系统，以下将举出定位系统实例并予以说明。
此系统包含传输系统140，其包含多个传输系统天线141，该天线将内容传送至可穿戴显示系统及/或自可穿戴显示系统接收数据。该传输系统通常包含产生待传输信号所需的处理电子组件，且可包含商业用无线收发器，以及任何额外的必要组件，如在传输前进行信号编码的编码器。该天线可具备任何适当形式，且通常包含可提供足够传输带宽及低延迟的定向天线，以将内容流传送至可穿戴显示系统120。
为使传输系统天线141与显示系统120之间的传输优化，此系统进一步包含控制系统150，其根据定位系统130确定场地内每一显示系统的位置，并根据每一显示系统的位置选择性控制传输系统天线141，由此将各内容流传送至对应的显示系统。
执行控制的方式视传输系统天线141的实施方式而定，特别是视其配置方式而定。举例而言，传输系统天线141可包含移动式天线，其控制过程包含改变天线141的空间方向。或者，传输系统天线141可为静态，且各自被置于场地内不同的位置，其控制过程包含根据可穿戴显示系统120的位置，通过各个不同的传输系统天线141传送内容流。
因此，应可理解以上所描述的系统可使内容被传送至场地101内的多个可穿戴显示系统，具体而言，通过控制一个或更多个传输系统天线141的方式，由此使内容通过一个或更多个定向天线被传送至显示系统，无论显示系统位于何处。执行该过程的目的，在于以最大程度增强有效信号的传输强度，使得可用带宽增至最大并使延迟维持最少的程度，同时减少不同显示系统之间的干扰。举例而言，有鉴于信号扫掠一方面可能导致延迟变得较长，另一方面可能在内容传送至其它显示系统或自其它显示系统传送时造成干扰，执行该过程可消除进行信号扫掠的需求，以使信号强度最大化。利用此配置即可执行大规模多人无线VR或AR系统，原本此需求一般而言无法达成。
应可理解，显示系统120通常包含显示系统天线(未示出)，其可用于将数据传送回传输系统。经传送的数据可包含产生内容时可能需要的位置及/或相对位置及方向数据，也同时包含其它数据，例如经机载相机系统(on-board camera系统)所捕获的信息、用户通过控制输入部提供的输入指令等。在本示例中，可执行一模拟过程，其中控制系统操作时会控制显示系统天线，使得信号能传送回传输系统，接着经过接收并处理。同样地，此过程包含控制定向显示系统天线，使得传输方向能指向传输系统天线141或其它接收天线，由此减少传输信号至其它显示系统或自其它显示系统传输信号时彼此之间的干扰，并且消除或减少执行信号扫掠的需求，此过程有利于维持信号强度及带宽，同时减少延迟。
以下说明更多其它特征。
在一示例中，控制系统150根据对应显示系统120的位置，控制多个传输系统天线141每一者的空间方向。此步骤可通过任何适当方式完成，但通常藉由使每个天线141包含能使天线移动的传动装置完成，该传动装置由控制系统150启动，以调整天线141的空间方向，进而使天线141的空间方向追踪对应显示系统120的位置。如此一来，可采取的移动方式视优选的实施方式而定，但通常至少包含平移作动，以便于使用者在场地内移动时进行追踪；移动方式也可视需要包含倾斜作动，使得天线141与用户的位置能形成最佳夹角，例如天线安装高度与用户形成的夹角，以及天线141与用户之间的水平距离。
系统100除了包含空间方向可调整的传输系统天线141，也可包含多个分散于场地各处的传输系统天线141，且控制系统150会根据每一显示系统120的位置，控制向特定显示系统120传送内容流的传输系统天线141。在一示例中，上述步骤经由将传输系统天线141配置为提供涵盖整个场地101的天线覆盖范围，并根据用户所在位置挑选欲使用的传输系统天线141。在本示例中，应可理解的是需要多个传输系统天线141提供涵盖各个区域的天线覆盖范围，以应对多个使用者同时处于同一区域中的情形。
另外一种可能的情形是，传输系统天线141可进一步改为包含相控天线阵列，且该控制系统使用波束控制及/或波束成形控制该天线阵列。在本示例中，该天线通常会在每一天线上使用元件的相控阵列，以便控制经传输信号的形状和方向。通过在不同元件和天线之间进行相位调整或切换，此控制过程可在单一天线上的不同元件之间执行，或将天线上的多个元件视为一单独的可配置阵列。在所谓的波束成形过程中，可针对该元件实施适当控制以产生干涉图案。至于所谓的波束控制，是指通过实时改变信号相位以动态调整波束图案，但又不改变天线元件或其它硬件的过程。相控阵列波束成形会产生波束，波束会经由电子式波束控制被导向目标接收天线，且无须实际移动天线。应可理解其提供另一种将信号导向可穿戴显示设备的机制。
应可理解类似过程可用于显示系统天线。举例而言，该显示系统可包含多个天线，每一显示系统天线皆根据需求挑选，视该显示系统及基站的相对位置而定。该显示系统另外且/或可改成包含相控阵列天线，该天线经由波束控制及/或波束成形控制，以便控制该波束的方向及/或形状。
控制系统150通常包含用来控制每一传输系统天线141的相应控制器。在本示例中，每一传输系统天线141自给定内容源(如自相应内容引擎)分别传送内容流，且该控制器对相应内容流确定对应显示系统120的位置，并据此控制传输系统天线141。对每一传输系统天线141提供单独的控制器可简化控制过程，此时仅需要自定位系统130取得相应显示系统120的位置，再将该位置提供给该控制器。
同样地，可对各可穿戴显示系统提供相应控制系统，该控制系统可与该显示系统整合或位于远程，视优选的实施方式而定。然而应可理解此并非必要，且可使用单独的中央控制器，针对多个不同的显示系统同时在基站及显示系统端进行天线整合。
通常，控制系统110包含多个内容引擎，每一内容引擎皆针对对应显示系统产生内容流。该内容引擎可为逻辑上分立的实体，如经服务器等处理系统执行的相应软件应用，或可代表实体上独立的硬件系统，如针对特定显示系统产生内容流的相应计算机系统。应可理解的是，使用专属内容引擎有助于在对应显示系统产生内容流时，延迟情形可降到最少。
在一示例中，内容系统110根据定位系统130或独立位置系统确定显示系统120的位置及/或方向，具体而言是显示设备120.1的位置及/或方向。内容系统110接着基于显示设备120.1的位置及/或方向产生内容流。因此，应可理解该内容是基于该显示系统用户的特定视角而产生。此过程可经由使用定位系统130追踪显示系统120并控制传输系统天线141完成。然而亦可通过另一不同的系统完成此过程。
举例而言，增强或虚拟现实系统可包含各自的位置系统，以确定显示器的位置及/或方向，亦可将此位置系统作为定位系统130，以确认该显示系统位于场地101内的位置。举例而言，该显示系统可包含一个或更多个内部传感器，该传感器可在所谓由内而外追踪(inside-out tracking)的过程中，利用像是同步定位及映射(SLAM)算法确定该显示系统相对于环境的位置及方向。或者，该系统亦可在由外而内追踪(outside-in tracking)过程中使用外部传感器，如追踪站。使用现有追踪系统确定该显示系统的位置，可减少使用独立定位系统的需求，然而应可理解，此方式可能无法提供充足信息以便准确确定该位置，或者本身并不容易执行，因此可能必须使用独立定位系统130。
在一示例中，定位系统130包含多个位于场地101内的信标，以及一定位处理设备，其基于显示系统120相对于该信标其中至少两者的位置，以及场地内信标已知位置，确定该显示系统120的位置。因此在本示例中，信标位于场地内已知位置上，使得显示系统120相对于该信标的位置可用于确认场地内显示系统120的位置。
应可理解，此过程可通过多种方式完成。举例而言，该信标可用于通过适当感测技术感测显示系统120的位置。然而更常见的做法是，每一显示系统120包含定位模块，该定位模块检测来自该信标其中至少两者的信号、计算该显示系统相对于该信标其中至少两者的位置，接着通过无线通信系统将位置数据传输至定位处理设备，该位置数据表示该相对位置。因此，在本示例中，每一显示系统确定各自相对于该信标的位置、将此信息传送至定位处理设备，使得该定位处理设备能确认场地101内显示系统120的位置。
有鉴于此，应可理解本过程可包含使用该定位处理设备进行计算，或可单纯包含自该位置数据获取表示该位置的位置指示，该位置计算仅由显示系统120进行。因此，该位置可于该显示系统内部确定，且可被传送至该控制系统，或者将表示位置的位置信息(如信标信号强度)提供给该控制系统，使其能确定该位置。
在本示例中，由该信标传输的信号的性质会视优选的实施方式而定，但通常该信号为电磁信号(如射频信号)，其被检测器(如定位模块天线)所检测。定位模块处理器接着使用检测到的电磁信号，例如基于该信号的性质(如信号强度、飞行时间(time of flight)等)，计算该显示系统相对于该信标的位置。
除此之外，虽然该信标可为独立实体，应可理解在另一示例中，该信标可构成该传输系统的一部分，例如可与传输系统天线141整合，且本文中关于独立信标描述不必然为限制性的。
在一示例中，该定位模块包含感器(如测距传感器)，以使该显示系统能根据来自该传感器的信号确定该位置，如利用SLAM算法。此过程可包含使用激光测距仪(LIDAR)，或通过一个或更多个图像捕获设备来完成，该一个或更多个图像捕获设备使用立体图像或多个由不同移动设备的姿态捕获的图像，如此一来，即可确定该移动设备相对于环境的位置。因此，举例而言，置于该显示系统前方的一个或更多个相机可比对跨两个或多个帧的公共对象，以计算并产生三维空间中的相机位置，该相机位置对应于置于该显示系统前方的相机。具体而言，该SLAM过程通常包含确定该显示系统及环境之间的分隔状况，并以点云形式呈现。在初始配置过程期间会产生场地三维模型，其中包含该天线的位置。可将该显示系统在点云中的位置与该三维模型比较，以确定该显示系统相对于该天线的位置。此过程可用于依需求控制天线位置。同样地，此确定过程可在机载显示系统上执行，或由该显示系统将测距信息传送出去，在远程处确定该位置。
应可理解，机载惯性测量单元(IMU)可提供三个自由度的头部追踪，此装置通常提供有限的平移追踪，因此可利用SLAM或其它可提供平移追踪的过程进行由内而外追踪，以提供三维空间中的头部绝对位置，具体而言是提供六个自由度的位置信息，包含平移与转动信息。此技术可让使用者在环境中穿梭移动，一般称为大空间定位虚拟现实、增强现实或混合现实(World Scale VR/AR/MR)。
应可理解，可取得姿态信息时，此信息可被进一步用来强化天线控制过程。具体而言，在本示例中，该控制系统可确定该可穿戴显示系统与传输系统天线的相对姿态，并根据该相对姿态选择性控制传输天线，如传输系统天线141或显示系统天线。
无论该显示系统位置的确定结果为何，应可理解，若基于经确定的显示系统物理位置，进而实施天线定位及/或波束控制或波束成形，即可消除扫掠以便通过所接收的信号强度的反馈来确定位置的需求。如此一来，可使该控制系统的指令周期加快，并更快定位/控制该天线，以减少延迟及信号遗漏情形。当包含许多天线的阵列被以多样配置置于房间内各处时，此实施方式会更具价值，因为能够提供用户下一刻的位置、应选择哪一天线进行传输等信息，并据此建立预测模型。
预测可基于与显示系统上显示内容相关的信息，如基于针对显示内容的预期响应来预测移动，及/或基于人体移动模型，如纳入移位的物理限制考虑执行预测。此外，位置信息可用于追踪该显示系统长时间的移动，此信息可被进一步用于训练预测算法，以确定该显示系统下一刻可能的位置。此过程有助于确保波束控制/天线定位技术被实施来使得该追踪系统能维持在该天线波束的视野(field of view)内，由此减少延迟并维持带宽。具体而言，此过程可使该系统确定可穿戴显示系统的移动，并根据经确定的移动或选择性利用预测算法来控制传输天线。在本示例中，该系统通常会根据该多个位置指示追踪可穿戴显示系统的移动，并根据该移动情形控制该天线。
另外，亦可将一具备高更新率的IMU置于该天线上，或使用HMD利用该IMU，以提供能辅助由内向外追踪技术的更多向量修正信息，并缩短追踪用相机帧速率之间的时间延迟。
当该显示系统受遮蔽而无法被天线检测时，例如当一使用者弯腰时，身体会介于传输系统天线141及显示系统120之间，如图10所示，亦可使用该位置数据应对此状况。
现有的系统会控制天线以便搜寻显示系统120，搜寻方式为针对传输方向进行扫掠，直到该显示系统接收到信号为止，该信号通常反射自墙壁或天花板。辨识遮蔽发生通常会出现延迟现象，在进行扫掠步骤并重新建立通信时，会出现更多延迟现象。
为避免以上情形，在一示例中，该控制系统获得遮蔽地图，其界定场地内的遮蔽位置以及传输路径，以避免遮蔽发生。在本示例中，若该控制系统检测到该显示系统可能处于被遮蔽的位置，便可根据每一显示系统的位置及该遮蔽地图选择性控制该天线，由此确保通信持续进行无碍。此过程可通过多种方式执行，且可包含控制该天线的方向性，以使例如该传输过程的信号自一表面(如天花板或墙壁)反射，或可包含对另一天线进行传输，且该天线与该显示系统之间的视线良好不受阻。
完成以上过程需要产生遮蔽地图。产生方式通常为检测显示系统的遮蔽；控制一个或更多个天线以调整传输方向，由此重新与该显示系统建立通信；确定显示系统的位置；根据该显示系统的位置及传输方向更新遮蔽地图。
此过程可实时执行，使得当遮蔽位置数据被使用时，该系统便可进行学习，且实施扫掠步骤时，该系统亦学习房间内反射路径或其它替代传输路径。此过程虽然会导致延迟，应可理解此现象仅会出现一次，未来将避免延迟。
另一种情形且/或另一种可能是，该遮蔽地图可事先在例行校正或初始化过程中被系统学习。在本示例中，使用者可在受到提示的情况下，将该显示系统移至该“场地”内的“定义点”。举例而言，该显示系统可显示位置点供用户观看，该用户可移动至该位置，以判断遮蔽现象是否发生。此过程亦可包含要求该使用者进行特定动作，如弯腰或类似动作。如此一来，应可理解该些特定动作可通过该显示系统的位置辨识，例如当该使用者弯腰时，该显示系统的位置会比一般情形更接近地面。一旦发生遮蔽现象，即可执行扫掠步骤或对该天线进行其它重新配置，直到通信重新建立为止，此时，所使用的传输路径会被储存为该遮蔽地图的一部分，供将来提取使用。
亦可针对反射信号执行一类似过程，使用反射地图辨识反射信号可能出现的时机。此过程可用来避免反射发生，如避免反射信号对信号质量造成干扰或遗漏，但亦可作为避免遮蔽现象的机制，如在信号会被遮蔽时，允许使用反射信号以维持传输。
应可理解，可将该显示系统置于场地内的特定位置，以实施类似校正过程，且/或该校正过程为扫描场地，以辨识有机会用来反射信号的对象，如地面、天花板或其它对象。
应可理解，若能够有效利用反射信号，便可在可能不合适的位置上放置天线。举例而言，该天线可被整合入基站供家庭环境使用，且上述遮蔽现象及/或反射映射过程可搭配位于较不合适位置(如低处、咖啡桌上、电视机顶端等)的基站，即可有效利用反射信号。
根据先前文献的描述，利用反射信号的目的皆为用于传送内容至显示系统，但应可理解，此过程亦可用于信号被传送至移动设备的其它情况。
因此，执行遮蔽映射过程可加快天线控制过程的速度，包含方向性、波束成形或波束控制等控制过程，且可预测即将发生的遮蔽状况，以根据储存的环境数据进行适当调整。
该天线控制过程亦可用来将与其它显示设备的干扰情形减到最小。举例而言，在传输信号时，该控制系统可确定至少一个其它可穿戴显示系统的位置，并根据该至少一个其它可穿戴显示系统的位置以控制该天线，目的为例如避免被传输的信号造成影响，干扰被传送至该其它可穿戴显示设备或自该装置传输的信号。作为本过程的一部分，该控制系统可确定该至少一个其它可穿戴显示系统所使用的通信信道，且根据该至少一个其它可穿戴显示系统所使用的通信信道，选择性控制该天线所使用的通信信道。若使用同一信道的两个显示系统同时出现在场地的同一区域内，便可改变通信信道，以避免传送至每一显示系统/自每一显示系统传送的信号之间的干扰。
位置数据可通过任何适当方式被传送至定位处理设备。在一示例中，使用网状网络执行此步骤，该网状网络由多个可穿戴显示系统120的无线通信系统定位模块建立，具体而言，是由每一可穿戴显示系统120的相应定位模块建立。此网状网络可通过低功率通信科技，使数据自显示系统120传送至该定位处理设备，以减少耗电量并且避免干扰发生，且干扰由多个定位模块尝试通过直接通信信道，并使用该定位处理设备更新自身位置信息而导致。然而，由于此过程可能导致额外的延迟，因此在其它示例中，优选的方式为使用直接的点对点通信。
应可理解，当中央定位处理设备自多个系统120接收位置数据时，该定位处理设备会确定显示系统120的身份及位置，并根据显示系统120或定位模块的身份，提供表示相应显示系统120位置的位置指示给控制系统150。具体而言，此过程可通过直接传送位置指示给特定控制器来完成，该特定控制器与由该身份确定的相应显示系统120相关联，或可单纯通过提供位置信息给控制系统150来完成，该位置信息表示该显示系统的位置及身份，且视需要被指派给相应控制器。在任一情形下，应可理解显示系统120应与特定控制器及因此与传输系统天线141相关联，以确保该内容流被传送给正确的显示系统120。应可进一步理解，此配置方式可在初始设置阶段中被配置，或可在每次使用显示系统120时被动态配置。
在一示例中，该系统进一步包含多个编码器，每一编码器压缩相应内容流，由此产生被压缩且传送至显示系统120的内容流。压缩该数据可缩小须传送的数据大小，以使该数据能利用现行的802.11ac或802.11ad技术，轻易通过可用的无线带宽传输。在本示例中，每一显示系统120通常包含解码器，以将被压缩的内容流解压缩。
可使用的适当压缩方案示例，在皆处于待审阶段的美国专利临时申请案第62/351,738号以及澳洲专利临时申请案第2016905048号中皆有说明，两案国际公开号为WO2017/214671，其内容皆以交叉引用方式并入本文中。
每一显示系统120亦通常包含接收该内容流的接收器，以及显示处理设备，其可使该内容流于显示器上显示。
在一特定示例中，对于每一显示系统120，系统100包含产生该内容流的内容引擎；针对该内容流编码以产生压缩内容流的编码器；传输系统天线141；通过传输系统天线141传送该压缩内容流的发送器，及控制器，该控制器根据定位系统提供的信息确定显示系统120的位置，并根据显示系统120的位置控制传输系统天线141的方向。因此应可理解，在本实施例中，每一显示系统120都具备内容引擎、编码器、天线、发送器及控制器等专门提供该内容给显示设备120.1的硬件。这确保传输该内容时延迟情形减到最少，这点在VR及AR应用时非常重要。
上述配置的另一优点在于可搭配现有的VR或AR头戴式装置，以翻新型态实施。
因此概括而言，显示系统120包含显示设备120.1以及处理装置，该处理装置可使该内容流于显示设备120.1上显示。此显示系统搭配一关联内容系统110，整体可对应至传统VR或AR系统。另外，该系统包含接收器模块，其通过无线传输方式自传输系统接收该内容流，该传输系统包含多个将内容传送至多个可穿戴显示系统的天线，以及定位模块，其检测来自多个信标其中至少两者的信号、计算该显示系统相对于该至少两信标的位置，以及通过无线通信系统传送表示该位置的位置数据给定位处理设备，由此使该定位处理设备确定该显示系统的位置。
在本示例中，应可理解该接收器模块可附接于显示系统输入部，以便将通过无线地接收的内容提供给该显示系统且将显示于头戴式装置上。另外，该定位模块在显示系统之外独立操作，与远程定位处理设备相互作用，使得场地内的该显示系统的位置可被确定。由此应可理解，此过程可使系统更容易与现有的VR或AR头戴式系统相合，且无须针对该VR/AR头戴式系统或者控制电子组件进行调整。
因此，定位系统130、传输系统140及控制系统150可被当作一附加组件系统实施，且可与现有的VR或AR头戴式装置共同操作。除此之外，本文虽提及独立定位、传输及控制系统，但应可理解此内容仅为方便参照之用，实际操作上可使用单独底层硬件系统实施以上系统。
应可理解的是，上述技术在通信上的应用面可以更广，例如用来使移动设备及基站之间及/或两个通信设备之间的通信优化。在一示例中，可实施此技术以使该基站、移动设备或通信设备使用波束控制及/或波束成形进行通信，而无须在该移动设备移动时进行扫掠步骤以维持信号强度，如此一来，便可同时使传输优化并减少延迟。
在一示例中，此过程包含使用移动设备，如移动电话、平板计算机、智能型手机、可穿戴显示设备等，该移动设备包含定位模块，其确定移动设备相对于环境的位置。该移动设备进一步包含移动设备收发器，其具有一可传送、接收信号的天线；以及可传送位置信息的移动设备处理器，该位置信息通过该移动设备收发器传输表示该移动设备的位置指示。该基站包含可传送及接收信号的基站传输系统，以和该移动设备进行通信，该基站传输系统包含至少一个基站天线。另包含控制系统，其通过该基站传输系统自该移动设备接收该位置指示，并使用此位置指示确定该移动设备的位置。可使用该移动设备的位置，据此选择性控制基站或移动设备天线，以使该基站及移动设备间的通信优化。
因此，应可理解在上述配置中，该基站内的天线控制系统使用移动设备的位置信息，该位置由该移动设备内的定位模块确定，以便追踪该移动设备的位置，并控制该基站传输系统或该移动设备的一个或更多个天线。
可使用此系统以进行定向及/或成形传输；具体而言，可实施波束控制及/或波束成形，而无须执行信号扫掠步骤或测定已接收的信号强度，以上皆可能导致传输延迟增加，干扰其它装置的情形也会因此增加。
对于数字现实应用，如混合现实、虚拟现实及/或增强现实而言，尤其需要消除扫掠步骤的需求，因为延迟可能会影响使用者体验。在一特定示例中，此过程有助于减少传输延迟，使得数字现实内容在分布式计算环境(如基于云的环境)中产生，同时使该内容通过移动通信网络，如5G网络，被传送至一可穿戴装置，如专用可穿戴显示系统及/或智能型手机，而不产生明显的传输延迟。
同样地，此过程可用于其它通信系统中，其包含第一及第二通信设备，每一者包含天线。在本示例中，可包含定位系统，其确定该第一及第二通信设备中的至少一个的位置，且控制系统用于自该定位系统接收表示该位置的位置指示、确定该第一及第二通信设备的相对位置，并根据该相对位置选择性控制该第一及第二通信设备中的至少一个的传输天线，由此使该第一及第二通信设备之间的通信优化。
在本示例中，可在该通信设备两者或其一之上设置该定位系统及/或控制系统。举例而言，每一通信设备可单独设置定位及控制系统，以使每一通信设备确定自身位置并控制自身天线。举例而言，该定位系统可确定该通信设备相对于环境的位置，并与其它设备交换位置信息，使得相对位置可被确定。或者亦可在该设备其中一者(如基站)上设置该定位及/或控制系统，或使该定位及/或控制系统分散于该设备间。无论该过程在何处执行，所用方法皆相当类似，类似之处在于皆使用一独立定位系统确定该通信设备之相对位置，使得确保通信优化时无须依赖信号扫掠步骤，进而维持通信质量并减少延迟。
以下说明更多其它特征。
在一示例中，该控制系统控制天线方向，此控制步骤是藉由例如实际移动该天线以追踪该移动设备及/或通信设备的方式；或者，该控制系统执行波束控制及/或波束成形，由此控制信号传输。然而应可理解此过程非必要，且可根据优选的实施方式，针对传输系统执行任何适当控制。举例而言，该第一及第二通信设备其中一者(包括基站及/或移动设备)可包含多个天线，且该控制系统根据该相对位置自该多个天线中挑选相应天线。
虽然该系统可确定该移动设备的实时位置，但此过程并非必要，且在一示例中，该控制系统根据该多个位置指示追踪通信设备或移动设备的移动，并根据该移动控制该天线。此步骤可用来进行预测，如基于历史移动模式预测之后的通信或移动设备的位置，使得控制能与该通信或移动设备移动时同步进行。因此，举例而言，该控制系统可确定该第一及第二通信设备的相对移动，并根据该相对移动控制传输天线，或选择性根据预测算法进行控制。预测可根据与显示系统上显示内容相关的信息进行，如根据针对显示内容的预期响应来预测移动，及/或根据人体移动模型，如纳入移位的物理限制考虑进行预测。
亦可理解，当通信设备或移动设备的绝对位置是未知时，也可以应用移动追踪技术。具体而言，可在此情形下使用标准扫掠技术，针对一给定移动设备的位置周期性地使信号传输优化，并根据该移动设备自相应位置移动的情形对该天线进行控制。在本示例中，该控制系统通常确定信号强度、根据该信号强度确定移动设备的初始位置，并根据一个或更多个位置指示确定移动设备的位置变化。因此，该控制系统可使用传统扫掠步骤，针对移动设备的初始起始位置使信号强度最大化，并使用该移动设备由该初始起始位置移动的相关信息，对该天线进行调整，如实施波束控制及/或波束成形。此步骤有助于降低执行扫掠步骤所需的频率。这也可用于引导波束控制/波束成形，如将扫掠步骤涵盖的区域面积最小化，以确定最大信号强度。
在本示例中，应可理解校正步骤可定时执行，以确保追踪过程带来最佳信息强度。亦可理解，与所接收信息强度相关的信息，具体而言为低于阈值的强度值，可被用来启动进一步扫掠，使得移动追踪无法如预期有效操作时，可有效校正移动追踪。
在一示例中，该定位模块包含传感器，并根据自该传感器传送的信号确定该通信或移动设备的位置。视优选的实施方式而定，该传感器可具备任何适当形式。举例而言，该传感器可包含测距传感器，其藉由如利用同步定位及映射(SLAM)算法，以确定该通信或移动设备与环境之间的距离。应可理解，视优选的实施方式而定，此步骤可经由相当多种方式完成。举例而言，该传感器可为激光测距仪(LIDAR)，其测量该通信或移动设备与一个或更多个该环境中的对象之间的距离。另外，该传感器也可包含一个或更多个图像捕获设备，如前所述，其使用立体图像或多个由不同移动设备姿态捕获的图像，以确定该移动设备相对于环境的位置。
该通信或移动设备包含数字现实头戴式装置，例如构成上述多人VR游戏场地的一部分。然而，此方法并非必要且概括而言，任何移动通信设备如智能型手机、平板计算机等皆可应用此方法，也就是不一定会构成数字现实显示系统的一部分。
就以上过程而言，亦可利用前述与多人游戏场地应用相关的过程。举例而言，此过程允许建立遮蔽或反射地图。在本示例中，该控制系统可确定场地内第一及第二通信设备的相对位置；获得环境地图，如遮蔽地图或反射地图；及至少部分根据相对位置及该环境地图控制该传输天线，如通过控制天线以选择能避免遮蔽的传输路径。同样地，该控制系统可检测通信设备的遮蔽；控制天线以调整传输方向，由此与该通信设备重建通信；确定通信设备的位置；及根据该通信设备的位置及该传输方向更新遮蔽地图。
亦可控制此系统以避免干扰其它通信设备，如通过确定至少一个其它通信设备的位置，及根据该至少一个其它通信设备的位置控制该传输天线。此过程可包含选择通信信道以进一步减少干扰。
当该第一通信设备为静态设备(如基站)时，该控制系统可利用该第二通信设备的位置，以及该第一通信设备的已知位置确定该相对位置，此已知位置可于初始化过程期间确定。
由此，应可理解该移动设备可通过种类繁多的各式通信协议与该基站通信，包括但不限于蜂窝通信协议、短距无线通信协议、5G网络等。同样地，视优选的实施方式而定，该天线可为相控天线阵列及/或移动式定向天线。
关于可在场地中提供多人VR或AR游戏体验的系统，以下将参考图2A及图2B，以描述该系统的一具体示例。然而应可理解可使用类似的配置，以便在更一般的情形下和其它通信设备(如移动设备)建立通信。
就本示例而言，本文描述三个显示系统120，但应可理解此内容仅作为示例说明之用，实际操作上该系统可随任意数量的显示系统120扩增，该显示系统可于一给定场地101内供实际操作使用。
在本示例中，内容系统110包含多个内容引擎210。每一内容引擎210的性质视优选的实施方式而变，但通常包含硬件及/或软件系统组合，其功能为视需要根据自显示系统120接收的信号产生AR或VR内容，且包含任何关联硬件，如关联基站。
该系统进一步包含传输系统140，其包含每一传输系统天线141专用的传输模块241。在使用传输系统天线141进行传输前，传输模块241可用于针对该内容流执行合适的编码。传输模块241可包含硬件及/或软件组件组合，且在一示例中包含专用编码器，以下将描述该编码器的一示例。传输系统天线141通常为定向天线，如适用802.11ac或802.11ad无线传输系统的天线，该无线传输系统方向可调整。此天线可包含使用方向可调整的移动式天线，及/或包含波束控制/波束成形的天线。因此应可理解，本文中与天线相关的描述，应被理解为涵盖物理方向及/或有效方向，其经由波束成型技术或其它适当过程控制。
传输系统天线141受控制系统150控制，控制系统150包含针对每一传输系统天线141的专用控制器251，其通常具备硬件及/或软件接口，用来控制该天线的方向。
每一传输系统天线141皆用于将该压缩内容流传送给相应可穿戴显示系统120，其通常包含收发器模块221，收发器模块221与一个或更多个显示系统天线222耦接，使得该压缩内容流在被提供给显示设备120.1以便正常显示前，即可被接收并解碼。
用于确定每一可穿戴显示系统120位置的定位系统130，通常包含定位处理系统231，其与多个定位模块232以无线方式进行通信，且对应每一显示系统120包含相应定位模块232。定位模块232自多个信标233接收信号，信标233被置于场地101内各处，如图2B中的示例所示。定位模块232确定该相应可穿戴显示器相对于信标的位置，并通过一网状网络将此信息传送至定位处理系统231，其确定该显示系统的相应位置，并如图所示，将此相应位置传送给相应控制器251。
因此，应可理解以上系统包含多信道配置，每一内容信道包含一相应内容引擎、控制器及天线，使得内容可被传送至一对应显示系统。此配置使内容被同时提供给多个显示系统，有助于增加可扩增性。
以下将参考图2C说明另一种配置。就本示例而言，仅示范使用单一内容信道，然应可理解此仅为便于说明示例之目的，实际操作上仍可使用多个信道。此外，将以图2A中使用的组件编号来指称相似的功能特征，不再详加描述该特征。
从图中示例应可理解，所述系统包含一内容系统110，其针对各信道具有一内容引擎210。传输系统140包含用于该信道的一专用传输模块241，其经由一多路复用器242或其它类似的信号路由装置，连接至多个传输系统天线141。在本示例中，该传输系统天线141为具有已定义视野的定向天线，该信道的多个传输系统天线141用以提供涵盖整个场地的天线覆盖范围。在本示例中，多路复用器242用以控制传输系统天线141，同时内容也被提供给传输系统天线141，因此使得内容可被传送到相应的显示系统120。为完成上述过程，多路复用器242由控制系统150所控制，控制系统150包含一专用控制器251用于控制相应多路复用器242，也就是控制每个信道。
使用时，先以定位系统130确定每一可穿戴显示系统120的位置，控制器251接着控制多路复用器242，以确保内容是由最适当的传输系统天线141进行传送。
在本示例中，由显示系统120进行的数据传送，例如位置数据的传送，是经由接收内容的相同信道进行，具体而言是经由收发器221及天线222将数据传送到传输系统天线141。若是数据中包含了位置数据，传输系统140会将该位置数据传送给定位处理系统231。此外，显示系统120包含控制器252，藉由其操作以控制显示系统天线222，因此使得显示系统天线222可藉由使用适当的控制技术(例如在多个不同的显示系统天线222之间切换，或使用相控天线阵列以运用波束成形/控制技术)予以控制。
虽然以上示例描述了使用多个天线于单一信道，且天线是可控制的，应可理解上述方法并不互斥，而可结合运用。举例而言，如果该场地的范围较大，可以针对每一信道使用多个可移动天线，每一天线覆盖相应区域，使得用户在不同区域间移动时可切换不同的使用天线，并且每一天线都是可控制的，因此可基于相应区域内可穿戴系统的位置调整天线的指向。
以下将参考图3，说明配置上述系统的一过程示例。
在本示例中，在步骤300，当场地已完成初步设置时，在场地内的各个位置安装信标233；在步骤310，将每一信标位置的指示及信标标识符(identifier)予以记录。上述信息一般是作为信标数据记录于一单独的数据库中，该数据库可由定位处理系统231进行存取。
在步骤320，将每一个控制器的专用天线的位置予以记录。就此而言，需获得场地内传输系统天线141的位置，以确保控制器能够精准追踪显示系统120，特别是在使用者移动时，确保控制器能够产生控制信号使天线移动至正确位置。
在步骤330，将每一显示系统120与各自的一内容信道进行关联。就此而言，显示系统120通常向相应的内容引擎注册，以确保内容流可被提供给正确的显示系统120。
在步骤340，将显示系统120的定位模块232与同一内容信道的控制器251关联，使得此关联可用于确保显示系统120(即内容传送目标)的位置能被正确识别。在一示例中，欲完成此步骤，是将定位模块232(其附接于显示系统120)的一标识符与对应的控制器251之间建立起关联，并将该关联的一指示作为注册数据，记录于定位处理系统231可访问的一单独数据库中。
然而应可理解的是，显示系统120亦可包含测距传感器及/或成像装置，以基于所感测到的环境信息产生位置数据。前述环境信息可与定位处理系统231所执行的SLAM算法搭配使用，因此可获得显示设备的所在位置。
以下将参考图4，说明传送内容的一过程示例。
在本示例中，在步骤400，显示系统120的定位模块232检测该显示系统的位置，并在步骤410产生位置数据。在本示例中，该显示系统的位置相对于信标233的位置而确定，于此情形，该位置数据通常会指示各个信标所关联的标识符，以及相对于该信标的位置，例如该信标方向及/或距离及定位模块的标识符。然而应可理解的是，如果执行其它定位方法，例如使用机载传感器(on-board sensor)检测周围环境，则位置数据亦可包含图像及/或测距数据。
在步骤420，位置数据被传输至定位处理系统231。在图2A描绘的示例中，此步骤是通过多个定位模块232之间所建立的网状网络执行，使得位置数据能够直接被传输至定位处理系统231。或者，在图2C描绘的示例中，此步骤是通过显示设备的收发器221与天线222，先将上述位置数据传送至传输系统天线141与传输系统140，接着再将该位置数据路由传送到定位处理系统231而达成。无论采上述何种方式，都能够让定位处理系统231在步骤430确定该显示系统在场地内的所在位置。特别是，定位处理系统231利用该信标标识符，从信标数据中确定该信标的位置，接着再根据相对于该信标的位置，计算出显示系统的定位；或者在适用情形下，亦可利用SLAM算法确定。
在图2C例示的配置中，显示设备天线222为可控制的，因此在步骤432，显示设备相对于传输系统天线141的位置信息会被传送到该显示设备，使得控制器252能够在步骤434控制显示设备天线222。具体而言，此步骤包含控制天线的方向及/或波束形状，使得数据传输可以导向传输系统天线141，由此优化位置数据及其它数据的传输，同时避免干扰其它显示设备。
在步骤440，定位处理系统231基于注册数据及定位模块标识符，确定应向其提供位置信息的控制器251。在步骤450，将位置信息提供给相应控制器，使得控制器能够计算所需的天线位置/波束形状改变，并据此在步骤460控制天线的位置/波束形状。
在上述过程进行的同时，在步骤470，内容引擎会产生内容流的下一个部分，在步骤480进行编码，并在步骤490经由对应的天线进行传送。此过程将会不断重复，使得显示系统120在该场地内移动时，内容流会持续经由指向该显示系统的天线进行传送。
以下将参考图5，进一步详述内容产生与传输系统的示例。
在本示例中，提供给每一显示系统的内容由相应的内容引擎210产生，内容引擎210通常包含处理系统，其包含至少微处理器511、内存512、可选的输入/输出装置513(例如键盘及/或显示器)，以及外接接口514，如图所示，上述组件经由总线515互相连接。在本示例中，可利用外接接口514来连接内容引擎210与接口设备，例如通信网络、储存装置、周边装置等等。图中仅示出单一外接接口514，然而此仅为便于说明示例，实际操作上可包含多个使用不同方法(例如以太网络、串行端口、USB、无线连接等等)的连接接口。在本示例中，该外接接口包含至少一个数据连接接口(例如USB)、视频连接接口(例如DisplayPort、HDMI、Thunderbolt等等)，以及无线连接接口连接到头戴式装置120.1及/或关联控制器120.2。
使用时，微处理器511将会执行指令，使得所需过程能够被执行，指令是以应用软件的形式储存于内存512之中，具体而言，执行指令将使得内容可基于头戴式装置120.1及/或关联控制器120.2发出的信号产生，以及视需要可基于其它接口设备(例如ViveTM VR系统的基站)发出的信号产生。应用软件可包含一个或更多个软件模块，并可在适当的执行环境中予以执行，例如操作系统环境等。
基于上述说明，应可理解处理系统210可以由任何适当的处理系统构成，例如经过适当编程的个人计算机等。在特定示例中，处理系统210为标准处理系统，例如基于英特尔架构的处理系统，其执行储存在永久性(例如硬盘)储存器(但并非必需)之中的软件应用。然而应可理解该处理系统亦可以是任何电子处理装置，例如微处理器、微芯片处理器、逻辑门配置、视需要与实现逻辑关联的固件，例如现场可编程门阵列(FPGA)，或其它任何电子装置、系统或配置。
此外，虽然所示的处理系统210为一整体，应可理解在实际操作上，处理系统210可由多个物理装置构成，该物理装置可视需要分散在多个不同的地理位置，例如作为一基于云的环境的部分组件。
处理系统210输出内容流，该内容流被传送到传输系统140。传输系统140包含输入接口541、编码器542、可选的内存543以及发送器544。使用时，该内容流由输入接口541接收并转送至编码器542，编码器542继而进行操作以压缩该内容流，所述操作可视需要根据储存在内存543之中的编码方案及/或其它指令进行。后文将参照图9对编码器542的操作进一步详述。
经过压缩的数据会被传输到发送器544，发送器544将压缩的内容流格式化以供传送之用并产生信号，该信号会根据无线通信协议(例如802.11ac或802.11ad)，经由传输系统天线141进行传送。经压缩数据会由显示系统天线222所接收，并传输到收发器模块221。收发器模块221包含接收器521、解码器522、可选的内存523以及输出部524。使用时，接收器521会将接收到的信号转换为压缩内容流，该压缩内容流被转送至解码器522进行解码，解码后形成非压缩内容流。上述解码过程通常根据储存于内存523内的压缩方案执行，后文将参照图9对解码器522的操作示例进一步详述。解压缩后的图像流接着会被提供给输出部524，输出部524通常为HDMI、显示器端口或其它类似接口，其直接与头戴式装置120.1上的对应输入部连接，使得该内容流能够被提供给头戴式装置120.1并被该装置显示。
以下将参考图6，进一步详述控制系统示例。
在本示例中，每一个控制器251与安装在相应天线座上的电动机644、645连接，该电动机用于控制天线的平移及倾斜作动。每一个控制器251包含控制器输入部651、控制器处理器652、控制器内存653以及控制器输出部654。
使用时，控制器输入部651从定位系统130接收相应的显示系统120的位置指示，并将该位置指示提供给控制器处理器652。控制器处理器652利用对应显示系统120的定位信息，以及在该场地内已知的传输系统天线141的位置信息，确定该传输系统天线141所需的方向，并据以产生控制电动机644、645的控制信号，上述操作基于内存653内所储存的指令执行。该控制信号接着经由输出部654提供，由此对电动机644、645进行控制操作。
因此，使用时，控制器处理器652将会执行指令(指令以应用软件的形式储存于内存653内)以产生电动机控制信号，并经由输出部(例如接口)提供该信号。据此，应可理解该控制器251可以由任何适当的控制器构成，例如经适当编程的处理系统，或由电子处理装置构成，例如微处理器、微芯片处理器、逻辑门配置、视需要与实现逻辑关联的固件，例如现场可编程门阵列(FPGA)，或其它任何电子装置、系统或配置。
以下将参考图7A，进一步详述图2A系统中的定位系统示例。
在本示例中，该定位系统包含多个定位模块232，其中每一定位模块232包含定位模块收发器731与定位模块天线734耦接，以及定位模块处理器732、定位模块内存733。
系统中包含多个信标233，其所广播的信号将包含信标标识符的指示，表示各信标识别信息，且该信标信号将可被定位模块232检测。
具体而言，从信标233发出的信号将由定位模块收发器731接收，并转送至定位模块处理器732进行分析。定位模块处理器732根据储存于定位模块内存733内的指令分析该信号，以确定信标标识符以及显示系统120相对于信标的位置指示，例如基于信号强度及/或飞行时间确定。定位模块处理器732接着产生位置数据，其中包含相对于各信标的位置指示、各信标的信标识别信息、及指示定位模块识别信息的定位模块标识符，定位模块处理器732并将上述数据传输到定位处理系统231。在一特定示例中，上述过程藉由定位模块232建立起的网状网络达成。
因此，应可理解定位模块232可以由任何适当的、具备无线传输功能的处理系统构成，包括由电子处理装置构成，例如微处理器、微芯片处理器、逻辑门配置、视需要与实现逻辑关联的固件，例如现场可编程门阵列(FPGA)，或其它任何电子装置、系统或配置。
同样地，该信标可为任何适当形式，并可包含任何能够产生信号从而获得位置信息的适当无线定位器信标，例如低功耗蓝牙信标，这类信标实例为本领域的已知技术。
位置数据会被提供给定位处理系统231，其通常包含至少一微处理器735、内存736、可选的输入/输出装置737(例如键盘及/或显示器)以及外接接口738，如图所示，上述组件经由总线739互相连接。在本示例中，可利用外接接口738将定位处理系统231与网状网络及控制系统150连接，例如通过一个或更多个通信网络等进行连接。图中仅示出单一外接接口738，然而此仅为便于说明示例，实际操作上可包含多个使用不同方法(例如以太网络、串行端口、USB、无线连接等等)的连接接口。
使用时，微处理器735将会执行指令，使得所需过程能够被执行，指令是以应用软件的形式储存于内存736之中。应用软件可包含一个或更多个软件模块，并可于适当的执行环境中予以执行，例如操作系统环境等。
基于上述说明，应可理解定位处理系统231可以由任何适当的处理系统构成，例如经过适当编程的个人计算机或服务器等。在一特定示例中，定位处理系统231为一标准处理系统，例如基于英特尔架构的处理系统，其执行储存在永久性(例如硬盘)储存器(但并非必需)之中的软件应用。然而应可理解该处理系统亦可以是任何电子处理装置，例如微处理器、微芯片处理器、逻辑门配置、视需要与实现逻辑关联的固件，例如现场可编程门阵列(FPGA)，或其它任何电子装置、系统或配置。
使用时，定位处理系统231接收来自各定位模块232的位置数据，并利用该位置数据确定对应显示系统的位置。为完成上述过程，定位处理系统231先利用信标标识符确定各个信标在场地内的所在位置；信标位置通常在初始的配置过程中建立，且对应数据会被储存在数据库中供后续查找。定位处理系统231接着利用相对于各信标的位置，以及信标位置，确定显示系统在场地内的位置。接下来，定位处理系统231利用定位模块标识符与相应控制器251之间的关联，确定用于控制相应显示系统120天线的控制器251。如此将使得定位处理系统231能够提供相关的位置信息给控制器251，进而让控制器能够控制天线位置。
以下将参考图7B，进一步详述图2A系统中的定位系统示例。
在本示例中，该定位系统与上述图7A所示者大致相似，在此使用相同的组件编号来指称类似的功能特征，不再进一步详述该特征。
本示例的不同处在于，定位模块232与显示系统221及天线222耦接，使得位置数据能够经由传输系统天线141及传输系统140，被传送到定位处理系统231。
以下将参考图8，说明编码及解码内容流的方法示例，该方法藉由压缩及后续解压缩图像数据完成。
在本示例中，在步骤800，从图像数据中获取像素数据，该像素数据代表在一个或更多个图像当中的像素阵列。该像素数据可使用任何适当方式获取，视图像数据的格式而定。在一示例中，获取像素数据仅藉由从图像数据中选择特定的字节序列达成。像素阵列通常对应于预定数量的像素，例如多个图像其中一者的8x8像素块，然而亦可使用其它像素阵列。
在步骤810，对像素数据实施变换以确定频率系数集合，该频率系数指示了像素阵列的频率分量。所述变换通常为频率变换，例如傅立叶变换或类似者，在一示例中为二维离散余弦变换(2D DCT)。所述变换可以任何适当方式实施，例如使用已知的变换技术，然而在一示例中以高度并行方式执行，因此可减少处理时间。
在步骤820，至少有部分频率系数藉由使用位编码方案被选择性编码，因此产生包含已编码频率系数的集合。所述位编码方案定义了编码每一频率系数所使用的位数，同时所有频率系数被选择性编码，因此至少有部分的已编码频率系数具有不同位数，且至少有一频率系数不予采用，使得该已编码频率系数集合小于该频率系数集合。
上述过程可以任何适当方式达成，且可包含放弃某些频率系数，再针对其余的频率系数以不同的位数进行编码，由此使得用于编码频率系数所需的位数减至最少。或者，上述过程可包含以零位编码某些频率系数，由此在编码步骤中有效放弃部分频率系数。
被放弃不采用的特定频率分量会根据优选的实施方式而有不同。一般而言会放弃较高频率的分量，因为这类分量的重要性较小且其对应于图像中的剧烈转变，也就是表示其对于整体图像质量的贡献度较少。如此可使得较高频率分量系数被放弃不用，且不会对所感知的图像质量产生明显的不利影响。除了放弃对应于较高频率的频率分量外，上述过程亦可对较高频率分量的频率系数使用较少的位进行编码，由此减少频率系数编码时所需的整体位数。
编码过程执行后，在步骤830，利用已编码频率系数即可产生已压缩图像数据。举例而言，此步骤可藉由建立字节流(byte stream)执行，字节流包含了多个序列的已编码频率系数，并可选择性包含辨识新图像起始点等等的额外信息，例如标志或其它标记。
据此，上述过程藉由选择性编码频率系数，而能够产生已压缩图像数据，该过程利用编码方案进行选择性编码，此编码方案会放弃至少部分编码系数，并以不同的位数(例如根据频率系数的重要性而定)对其余系数进行编码。因此，重要性较小的系数可用较少的位数编码，而不会产生信息损失。所使用的位编码方案定义了每一频率系数进行编码时使用的位数，因此同一方案可用于对已压缩的图像数据进行解压缩，以执行准确的解压缩，并且允许所使用的位编码方案可被配置为针对当前情况将压缩优化。
就本过程而言，在步骤840，根据所述位编码方案，从已压缩图像数据中确定多个已编码频率系数的集合。具体而言，藉由选择组成下一频率系数的下一个位数，用于编码每一频率系数的位数相关信息允许所接收的已压缩图像数据被分割成已编码频率系数。
在步骤850，根据所述位编码方案对该已编码频率系数执行选择性位解码，由此产生多个频率系数的集合。就本过程而言，执行此步骤是为了将每一已编码频率系数变换为频率系数，此外并针对编码过程中被放弃不用的频率系数另外产生频率系数。具体而言，通常执行此步骤以产生空值(null value)的多个频率系数，由此重新建立完整的多个频率系数的集合。
接下来可对前述频率系数集合执行逆变换，以确定像素数据，该像素数据代表在一个或更多个图像当中的像素阵列。具体而言，此步骤是以逆频率变换方式执行，例如执行傅立叶逆变换、二维离散余弦逆变换(2D IDCT)等。
据此，上述过程藉由使用位编码方案对频率系数进行选择性编码，使得图像数据可被编码，并接着使用相同的位编码方案对已编码频率系数进行解码。此外，所使用的该位编码方案可为适应性编码方案，可根据许多标准做出适用性调整，例如根据欲编码的图像数据性质、编码的特定信道等。如此将可执行该位编码方案，并能够最大化可完成的压缩量。
除了上述优点之外，该编码方案可采高度并行方式执行，例如使每一频率系数进行并行编码。如此将使得整个过程能够更快速地执行，因此减少延迟情形，减少延迟对许多应用来说至为重要，例如虚拟现实应用中，图像为响应显示设备的移动而产生，因此必须快速地传送到该显示设备进行显示。
以下将参考图9，说明编码与解码系统的示例。
编码器342通常包含编码器输入缓冲器941，其与编码器处理装置942、编码器输出缓冲器943以及收发器944耦接。编码器342另可包含数据缓冲器945，其与收发器944耦接。
使用时，接收图像数据(在特定示例中为内容流)，并在传送给编码器处理装置942进行压缩之前，先将该图像数据暂时储存于输入缓冲器941。就此步骤而言，所述编码器输入缓冲器通常缓冲图像当中接下来七列像素所对应的图像数据，继而再缓冲下一列像素当中的接下来八个像素。如此一来，编码器处理装置942将能够从已缓冲的图像数据中，获取接下来8x8像素块的像素数据，并开始编码。
上述过程一旦完成后，接下来的八个像素会被缓冲，且重复此步骤直到第一批八列像素的所有像素数据都被获取并进行编码。此过程会重复对同一图像当中的其余像素列执行，直到获取整个图像的所有像素数据，在此时点，下一图像也以类似方式开始进行处理。因此依上述方式执行后，编码器输入缓冲器始终不需要储存超过七列以及八个像素的图像数据，也就降低了内存需求。此外，在获取像素数据后，即使接下来八个像素的图像数据尚未完成缓冲，也可使用该编码过程立即处理像素数据。如此将大幅减少处理时间，并有助于将整体延迟情形减至最少。
所获得的已压缩图像数据接着被储存在编码器输出缓冲器943，例如藉由顺序读入已编码位，由此执行并列转串行(parallel to serial)的字节编码，完成后再经由收发器944传输到解码器322。收发器944亦可用于传输其它数据，例如通过编码器数据缓冲器945从头戴式显示器(HMD)接收的传感器数据。
缓冲器941、943、945可以是任何适当形式的缓存器，视优选的实施方式而定，在一示例中可包含高性能的FIFO(先进先出)场储存芯片等。输入缓冲器941通常连接于HDMI端口，而数据缓冲器945则连接于USB端口，因此两者可同样连接到计算机系统。
收发器944可以采任何适当形式，但在一示例中，其能够使编码器与解码器之间进行短距离无线电通信，例如经由点对点的WiFiTM直接连接、60GHz无线技术等。
处理装置942可以是任何能够执行本文所述压缩过程的装置。处理器942可包含通用的处理装置，其根据储存在内存中的软件指令操作。然而在一示例中，为了确保适当的快速压缩时间，该处理装置包含了定制硬件，其经过配置以执行压缩过程。该处理装置可包含视需要与实现逻辑关联的固件，例如现场可编程门阵列(FPGA)，或其它任何电子装置、系统或配置。在一优选示例中，编码器处理装置942经过配置，可就各独立信道及相应DCT执行并行处理，并对各个频率系数执行并行编码。因此，虽然示例中仅使用单个编码器处理装置942，实际操作上可使用多个编码器处理装置942，分别对每一信道执行并行编码。若是有一个信道(例如Y信道)未被编码，则该编码器处理装置可能在传送相应数据到编码器输出缓冲器943时引入延迟，以确保仍能与已编码的CbCr信道同步。
解码器322通常包含收发器924，其与解码器输入缓冲器921耦接，而解码器输入缓冲器921同时又与解码器处理装置922及解码器输出缓冲器923耦接。解码器322可另包含数据缓冲器925，其与收发器924耦接。
使用时，经由收发器924从编码器342接收已压缩图像数据，并将其暂存于输入缓冲器921，之后再将该数据传输至解码器处理装置922进行解压缩。解压缩后的图像数据接着会被储存至解码器输出缓冲器923，之后再被传输到显示设备120。收发器924亦可用于传输其它数据，例如通过解码器数据缓冲器925从显示设备120.1接收到的传感器数据。
缓冲器921、923、925可以是任何适当形式的缓存器，视优选的实施方式而定，在一示例中可包含高性能的FIFO(先进先出)场储存芯片等。输出缓冲器923通常连接于HDMI端口，而数据缓冲器925则连接于USB端口，因此两者可同样连接到显示设备。
收发器924可以采任何适当形式，但在一示例中，其能够使编码器与解码器之间进行短距离无线电通信，例如经由点对点的WiFiTM直接连接、60GHz无线传输技术等。
处理装置922可包含通用的处理装置，其根据储存在内存中的软件指令操作。然而在一示例中，为了确保较少的解压缩时间，该处理装置包含了定制硬件，其经过配置以执行解压缩过程。该处理装置可包含视需要与实现逻辑关联的固件，例如现场可编程门阵列(FPGA)，或其它任何电子装置、系统或配置。在一优选示例中，解码器处理装置922经过配置，可就各独立信道及相应DCT执行并行处理，并对各个频率系数执行并行编码。同样地，虽然示例中仅使用单一个解码器处理装置922，实际操作上可使用多个编码器处理装置942，分别对每一信道执行并行编码。若是有一个信道(例如Y信道)未被编码，则该解码器处理装置可能在传送相应数据到解码器输出缓冲器923时引入延迟，以确保仍能与已编码的CbCr信道同步。
以下将参考图11，说明可使基站与移动设备之间进行通信的系统的示例。
在本示例中，该系统包含处理系统1110，其与通信网络1100耦接，通信网络例如为因特网、专用网(例如802.11网络、广域网WAN等)。在本示例中，处理系统1110经过配置，用于经由基站1160与移动设备1120进行通信，而基站1160则利用移动通信网络(例如3G、4G、5G网络等)与该移动设备通信，并提供至通信网络1100的持续性的连接。
处理系统1110可采任何适当形式，在一示例中该处理系统为服务器，其经配置用于产生内容以在移动设备1120上显示，内容例如为数字现实内容、多媒体内容、网页等。在一示例中，处理系统1110包含内容引擎，该内容引擎包含硬件及/或软件系统的组合，该系统可操作以产生AR或VR内容，其操作可选择性地基于显示系统120以及任何关联硬件(例如关联基站)所接收到的信号。虽然所示的处理系统1110为一整体，应可理解该处理系统1110可分散在多个不同的地理位置，例如该处理系统1110作为基于云的环境的部分组件所使用。然而上述配置方式并非必要，亦可实行其它合适的配置。
在本示例中，移动设备1120包含收发器1121与天线1122，以及处理器1123、内存1124、输入/输出装置1125(例如触控屏幕、喇叭、麦克风)，上述组件经由总线1126互相连接。移动设备1120亦包含定位模块1132，其可为任何形式的定位模块，例如GPS模块或其它定位系统(例如使用距离感测技术测绘当地环境地图的系统)。或者，该定位模块可判定位置上的变化，例如为惯性测量单元，或者可以是加速度计，其可测量移动设备所做的移动。移动设备1120亦包含控制模块1152用于控制天线1122，特别是控制相控天线阵列的波束成形/波束控制。虽然示例中使用相应的控制模块，亦可采替代方式将此模块的功能并入作为处理器1123所执行的功能，视优选的实施方式而定。
使用时，处理器1123将会执行指令，使得所需过程能够被执行，指令是以应用软件的形式储存于内存1124之中。应用软件可包含一个或更多个软件模块，并可于适当的执行环境中予以执行，例如操作系统环境等。因此移动设备1120通常为例如AR、VR或混合现实显示系统、移动电话、智能型手机、平板计算机等的装置。然而上述形式并非必要，该移动设备亦可为便携式计算装置，例如笔记本电脑等。
在本示例中，基站1160包含传输系统1140，其包含传输模块1142与关联天线1141。虽然示例中使用单一模块与天线，应可理解在实际操作上，可使用多个天线与多个模块。传输模块1142可用于在通过传输系统天线1141进行传送之前，先对内容流执行适当编码。传输模块1142可包含硬件及/或软件组件的组合，且在一示例中包含了类似于前文所述的专用编码器。传输系统天线1141通常为定向的相控阵列天线，可通过电子式波束控制/波束成形调整其方向性。传输系统天线1141由控制系统1150控制，控制系统1150包含控制器1151，其通常为基于硬件及/或软件操作的控制器，用于控制天线方向。
基站1160并包含定位系统1130，其包含定位处理系统1131用于确定移动设备1120的位置。定位系统1130自移动设备1120的定位模块1132接收位置数据，该位置数据通常根据所在地环境或全球环境中的相对位置关系定义该移动设备。该定位系统接着确定移动设备1120相对于基站1160的位置，特别是相对于基站天线1141的位置，使得控制器1150能够据以控制天线1141。
应可理解基站1160通常亦包含与移动通信网络基站相关的其它基础设施和组件，在此不予以赘述。
以下将说明与移动设备进行通信的过程示例。就本示例而言，以下说明假设所述通信已根据标准的蜂窝通信协议建立，并且在基站1160的有效范围内。
在本示例中，在步骤1200，移动设备1120的定位模块1132确定该移动设备在环境中所在的位置，并将指示其位置的位置数据提供给基站1160。在步骤1210，基站1160通常会执行信号扫掠，扫掠信号传送方向以基于最强的信号建立移动设备1120所在的位置。此步骤可与移动设备确定位置数据同步执行，或可在位置数据产生后执行，允许来自被使用的位置数据的大概位置，来限制信号扫掠的范围。
无论顺序为何，在步骤1220，基站1160的定位系统1130接下来使用移动设备1120提供的位置数据以及信号扫掠的结果，设定初始相对位置，并将该初始相对位置传回移动设备1120。
在步骤1230，一旦移动设备1120进行移动，定位模块将会更新位置信息，并将位置数据提供给基站1160。移动设备1120的定位模块1132以及基站1160的定位系统1130可更新相对位置，允许各自的控制器1152、1151能够分别控制移动设备天线1122以及基站天线1141，如所示步骤1240及1250。
如此一来，在步骤1260，移动设备与基站将能够进行通信，而步骤1230至步骤1260会不断重复执行，因此不需要再执行信号扫掠步骤，即可持续进行通信。
因此，应可理解上述过程提供了一个优化移动设备1120与基站1160通信而无需持续执行信号扫掠的机制。如此将可减少延迟情形，同时能够让移动设备与基站之间维持最佳信号，因此可最大程度地提高传输带宽。
兼用信号扫掠与移动设备1120传来的位置数据执行初始定位，将可建立起具有高度准确性的移动设备与基站相对位置信息。接下来，移动设备的位置可基于该设备相对于环境所做的移动而进行更新，例如使用来自惯性传感器的信号、SLAM算法等等。也就是说，定位模块1132不需要建立起准确的初始位置信息，这在无法以适当方式确定绝对位置的情形下(例如无法获取GPS服务)将会很有帮助。然而应可理解，如果移动设备能够提供其相对于基站环境足够准确的绝对位置信息，则可不需要初始的信号扫掠步骤。
此外，应可理解在某些情形下，可能有必要定期地重复信号扫掠步骤，例如在追踪移动设备1120之移动及/或位置的过程中发生信号飘移(drift)情形时。
以下将参考图13，说明可使两个通信设备进行通信的系统示例。
在本示例中，该系统包含两个通信设备1320.1、1320.2。每一通信设备1320均包含收发器1321与天线1322，以及处理器1323、内存1324、输入/输出装置1325(例如触控屏幕、喇叭、麦克风)，上述组件经由总线1326互相连接。各通信设备亦包含定位模块1332，其可为任何形式的定位模块，例如GPS模块或其它定位系统(例如使用距离感测技术测绘当地环境地图的系统)。或者，该定位模块可判定位置上的变化，例如为惯性测量单元，或者可以是加速度计，其可测量通信设备所做的移动。各通信设备亦包含控制模块1352用于控制天线1322，特别是控制相控天线阵列的波束成形/波束控制。虽然示例中使用相应的控制模块，亦可采替代方式将此模块的功能并入作为处理器1323所执行的功能，视优选的实施方式而定。
使用时，处理器1323将会执行指令，使得所需过程能够被执行，指令是以应用软件的形式储存于内存1324之中。应用软件可包含一个或更多个软件模块，并可于适当的执行环境中予以执行，例如操作系统环境等。因此通信设备1320通常为例如AR、VR或混合现实显示系统、移动电话、智能型手机、平板计算机等的装置。然而上述形式并非必要，该通信设备可为任何形式。此外，虽然所示的该通信设备具有大致相似的配置，此并非必要条件，该通信设备可具有不同形式，例如包含计算机系统与AR、VR或混合现实显示系统。
在本示例中，两个通信设备的定位模块1332交换位置信息，因此可据以建立初始的相对位置信息。本示例的系统所执行的其它步骤大致与前文所述步骤类似，因此不再进一步予以详述。
综上，以上所述的各种系统所使用的配置，利用设备在所处环境中的相对位置追踪该设备的位置，由此达到控制该设备进行定向传输的目的。所述控制可包括：控制与该设备分开的天线，以控制向该设备进行的传输；以及控制机载天线(on-board antenna)，以控制该天线向另一天线进行的传输。在一示例中，所述控制方法被用于控制传输的方向，并可视需要使用波束成形及/或波束控制。
能够控制天线并实现传输优化，将有助于最大程度地提高可用带宽。此外，在达成前述目标的同时，又能够将执行信号扫掠(在先前技术中通常用于获得定位信息)的需求消除，因此可大幅减少延迟情形，并减少不必要的信号传输(且信号传输可能导致设备之间产生干扰)。然而应可理解的是，虽然本文所述的优选方法避开了信号扫掠步骤，但这并非必要条件，亦可选择替代方式将执行信号扫掠的需求减至最低，例如降低信号扫掠的执行频率或减少波束扫掠的区域，由此最大程度地减少执行扫掠的时间，并减少扫掠时执行的信号传输量。
以上描述以较广泛的方式说明了两种主要实施例，一是在多人游戏环境中提供数字内容，一是使两个通信设备进行通信。然而应可理解的是，关于多人游戏场地的实施例仅为更广泛通信过程的其中一种特定示例，故一实施例中运用的特征或过程，也可以在另一实施例中实现。因此，关于一实施例中所运用的特征或过程的描述，不应视为具有限制性，且各种特征或过程也可以在适当情形下变换使用。
虽然本文多使用位置这一用词，应可理解该用词意欲涵盖所在地点、位置之意，地点、位置等用词具有类似意义且可互相变换使用。
此外，应可理解本文中关于天线的描述若指称单数形式，不应视为具有限制性，相关技术应用于系统时可包含多个天线。
综言之，本文所述系统提供了一种可使得现有VR或AR硬件适用于多人游戏场地的机制。所述过程也可有更广泛的应用，可让通信设备彼此的位置信息用于优化通信执行。更明确而言，可利用位置信息达成控制定向天线(例如相控阵列天线)之目的，由此而可基于两通信设备相对的位置或所在点、方向，执行波束控制及/或波束成形。如此一来将能够减少及/或消除执行波束扫掠的必要性；波束扫掠会大幅增加通信延迟情形，并导致传输的分布范围更加扩大，而增加与其它设备发生干扰的机会。
在本发明说明书与所附的权利要求书中，除上下文另有要求外，“包含”、“包括”等用语应理解其所指之意为涵纳所述对象个体，或涵纳对象、步骤之群体，但不排除其它对象个体或群体。
所属技术领域中的普通技术人员应可理解，明显的，本发明可通过诸多改变与修饰实现。所有对于本技术领域中普通技术人员而言明显的此等改变与修饰，皆应视为落入广义的本发明之精神与范围内。

Claims (51)

1.一种通信系统，其包含：
a)第一通信设备及第二通信设备，各通信设备包含天线；
b)定位系统，其确定所述第一通信设备及所述第二通信设备中的至少一个的位置；及
c)控制系统，其：
i)自所述定位系统接收表示所述位置的位置指示；
ii)确定所述第一通信设备及所述第二通信设备的相对位置；及
iii)根据所述相对位置，选择性控制所述第一通信设备及所述第二通信设备中的至少一个的传输天线，由此优化所述第一通信设备与所述第二通信设备之间的通信。
2.如权利要求1所述的通信系统，其中所述位置是环境中的位置。
3.如权利要求1或权利要求2所述的通信系统，其中所述定位系统是位置系统，所述位置系统确定相对于环境的姿态，且其中所述控制系统：
a)确定所述第一通信设备及所述第二通信设备的相对姿态；及
b)根据所述相对姿态，选择性控制传输天线。
4.如权利要求1至3中任何一项所述的通信系统，其中所述控制系统控制所述天线，以执行下列至少一项：
a)调整天线方向；
b)实施波束控制；及
c)实施波束成形。
5.如权利要求1至4中任何一项所述的通信系统，其中所述第一通信设备及所述第二通信设备中的至少一个包含多个天线，且其中所述控制系统根据所述相对位置，从所述多个天线中选择相应的天线。
6.如权利要求1至5中任何一项所述的通信系统，其中所述控制系统：
a)确定所述第一通信设备与所述第二通信设备的相对移动；及
b)根据所述相对移动控制传输天线。
7.如权利要求6所述的通信系统，其中所述控制系统根据所述多个位置指示，追踪至少一个通信设备的移动，并根据该移动控制所述天线。
8.如权利要求6或权利要求7所述的通信系统，其中所述控制系统至少部分利用相对移动及预测算法确定所述第一通信设备及所述第二通信设备的相对位置。
9.如权利要求1至8中任何一项所述的通信系统，其中所述控制系统：
a)确定信号强度；
b)根据所述信号强度，确定初始通信设备位置；及
c)根据一个或更多个位置指示，确定移动设备位置的变化。
10.如权利要求1至9中任何一项所述的通信系统，其中所述定位模块包含传感器，且根据来自所述传感器的信号，确定通信设备的位置。
11.如权利要求10所述的通信系统，其中所述传感器包含测距传感器，所述测距传感器确定所述通信设备与环境之间的距离。
12.如权利要求10或权利要求11所述的通信系统，其中所述定位模块使用同步定位及映射算法来确定所述通信设备的位置。
13.如权利要求1至12中任何一项所述的通信系统，其中所述天线是以下中的至少一个：
a)相控天线阵列；及
b)移动式定向天线。
14.如权利要求1至13中任何一项所述的通信系统，其中所述控制系统：
a)确定所述第一通信设备及所述第二通信设备在环境内的相对位置；
b)获得环境地图；及
c)至少部分根据相对位置及所述环境地图控制所述天线。
15.如权利要求14所述的通信系统，其中所述环境地图是遮蔽地图及反射地图中的至少一个。
16.如权利要求1至15中任何一项所述的通信系统，其中所述控制系统：
a)获得遮蔽地图，所述遮蔽地图界定：
i)遮蔽位置；及
ii)传输路径，以避免遮蔽；及
b)根据所述相对位置及所述遮蔽地图，选择性控制所述至少一个天线。
17.如权利要求16所述的通信系统，其中所述控制系统：
a)检测通信设备的遮蔽；
b)控制天线以调整传输方向，由此与所述通信设备重新建立通信；
c)确定通信设备的位置；及
d)使用所述通信设备的位置及所述传输方向，更新遮蔽地图。
18.如权利要求1至17中任何一项所述的通信系统，其中所述控制系统：
a)确定至少一个其它通信设备的位置；及
b)根据所述至少一个其它通信设备的位置控制所述天线。
19.如权利要求18所述的通信系统，其中所述控制系统：
a)确定被所述至少一个其它通信设备使用的通信信道；及
b)根据所述其它通信设备的通信信道，选择性控制被所述天线使用的通信信道。
20.如权利要求1至19中任何一项所述的通信系统，其中所述第一通信设备为静态设备，且其中所述控制系统使用所述第二通信设备的位置及所述第一通信设备的已知位置确定所述相对位置。
21.如权利要求20所述的通信系统，其中所述第一通信设备为静态设备，且其中所述控制系统使用所述第二通信设备的位置及所述第一通信设备的已知位置确定所述相对位置。
22.如权利要求21所述的通信系统，其中所述已知位置在初始化过程期间确定。
23.如权利要求1至22中任何一项所述的通信系统，其中所述通信设备包含：
a)移动设备，其包含：
i)定位模块，其确定相对于环境的移动设备的位置；
ii)移动设备收发器，其通过移动设备天线传送并接收信号；及
iii)移动设备处理器，其通过所述移动设备收发器，传送表示所述移动设备的位置的位置指示；及
b)基站，其包含：
i)基站传输系统，其传送并接收信号，以允许与所述移动设备通信，所述基站传输系统包含至少一个天线；及
ii)控制系统，其：
(1)通过所述基站传输系统，自所述移动设备接收所述位置指示；
(2)确定所述移动设备的位置；及
(3)根据所述移动设备的位置，选择性控制所述至少一个天线，由此优化所述基站与移动设备之间的通信。
24.如权利要求23所述的通信系统，其中所述移动设备包含以下中的至少一项：
a)数字现实头戴式装置；及
b)移动通信设备。
25.如权利要求23或权利要求24所述的通信系统，其中所述移动设备及基站通过以下中的至少一项来通信：
a)蜂窝通信协议；
b)短距无线通信协议；及
c)5G网络。
26.一种用于第一通信设备及第二通信设备的通信方法，各通信设备包含天线，所述方法包含：
a)使用定位系统确定所述第一通信设备及所述第二通信设备中的至少一个的位置；及
b)使用控制系统以：
i)自所述定位系统接收表示所述位置的位置指示；
ii)确定所述第一通信设备及所述第二通信设备的相对位置；及
iii)根据所述相对位置，选择性控制所述第一通信设备及所述第二通信设备中的至少一个的传输天线，由此优化所述第一通信设备及所述第二通信设备之间的通信。
27.一种通信系统，包含：
a)移动设备，其包含：
i)定位模块，其确定相对于环境的移动设备的位置；
ii)移动设备收发器，其传送并接收信号；及
iii)移动设备处理器，其通过所述移动设备收发器，传送表示所述移动设备的位置的位置指示；及
b)基站，其包含：
i)基站传输系统，其传送并接收信号，以允许与所述移动设备进行通信，所述基站传输系统包含至少一个天线；及
ii)控制系统，其：
(1)通过所述基站传输系统，自所述移动设备接收所述位置指示；
(2)确定所述移动设备的位置；及
(3)根据所述移动设备的位置，选择性控制所述至少一个天线，由此优化所述基站与移动设备之间的通信。
28.一种提供移动设备与基站之间通信的通信方法，所述方法包含：
a)在所述移动设备内：
i)使用定位模块确定相对于环境的移动设备的位置；及
ii)在移动设备处理器内，通过移动设备收发器，传送表示所述移动设备的位置的位置指示；及
b)在所述基站的控制系统内：
i)通过所述基站传输系统，自所述移动设备接收所述位置指示，
所述基站传输系统包含至少一个天线；
ii)确定所述移动设备的位置；及
iii)根据所述移动设备的位置，选择性控制所述至少一个天线，由此优化所述基站与移动设备之间的通信。
29.一种用于第一通信设备与第二通信设备之间的通信的天线控制系统，各通信设备包含天线，所述天线控制系统经配置以：
a)自定位系统接收位置指示，所述位置指示表示所述第一通信设备及所述第二通信设备中的至少一个的位置；
b)确定所述第一通信设备与所述第二通信设备的相对位置；及
c)根据所述相对位置，选择性控制至少一个传输天线，由此优化所述通信设备之间的通信。
30.如权利要求29所述的天线控制系统，其中所述控制系统控制所述天线，以执行以下中的至少一项：
a)调整天线方向；
b)实施波束控制；及
c)实施波束成形。
31.如权利要求29或权利要求30所述的天线控制系统，其中所述第一通信设备及所述第二通信设备中的至少一个包含多个天线，且其中所述控制系统根据所述相对位置，从所述多个天线中选择相应的天线。
32.如权利要求29至31中任何一项所述的天线控制系统，其中所述控制系统：
a)确定所述第一通信设备及所述第二通信设备的相对移动；及
b)根据所述相对移动控制传输天线。
33.如权利要求32所述的天线控制系统，其中所述控制系统至少部分利用相对移动及预测算法控制传输天线。
34.如权利要求32或权利要求33所述的天线控制系统，其中所述控制系统根据所述多个位置指示，追踪至少一个通信设备的移动，并根据所述移动控制所述天线。
35.如权利要求29至34中任何一项所述的天线控制系统，其中所述控制系统：
a)确定信号强度；
b)根据所述信号强度，确定初始通信设备位置；及
c)根据一个或更多个位置指示，确定移动设备的位置的变化。
36.如权利要求29至35中任何一项所述的天线控制系统，其中所述位置指示使用同步定位及映射算法确定。
37.如权利要求29至36中任何一项所述的天线控制系统，其中所述天线是以下中的至少一项：
a)相控天线阵列；及
b)移动式定向天线。
38.如权利要求29至37中任何一项所述的天线控制系统，其中所述控制系统：
a)确定所述第一通信设备及所述第二通信设备在环境内的相对位置；
b)获得环境地图；及
c)至少部分根据相对位置及所述环境地图，控制所述传输天线。
39.如权利要求38所述的天线控制系统，其中所述环境地图是遮蔽地图及反射地图中的至少一个。
40.如权利要求29至39中任何一项所述的天线控制系统，其中所述控制系统：
a)获得遮蔽地图，所述遮蔽地图界定：
i)遮蔽位置；及
ii)传输路径，以避免遮蔽；及
b)根据所述相对位置及所述遮蔽地图，选择性控制所述至少一个天线。
41.如权利要求40所述的天线控制系统，其中所述控制系统：
a)检测通信设备的遮蔽；
b)控制天线以调整传输方向，由此与所述通信设备重新建立通信；
c)确定通信设备的位置；及
d)使用所述通信设备的位置及所述传输方向，更新遮蔽地图。
42.如权利要求29至41中任何一项所述的天线控制系统，其中所述控制系统：
a)确定至少一个其它通信设备的位置；及
b)根据所述至少一个其它通信设备的位置，控制所述传输天线。
43.如权利要求42所述的天线控制系统，其中所述控制系统：
a)确定被所述至少一个其它通信设备使用的通信信道；及
b)根据所述至少一个其它通信设备的通信信道，选择性控制被所述天线使用的通信信道。
44.如权利要求29至43中任何一项所述的天线控制系统，其中所述第一通信设备为静态设备，且其中所述控制系统使用所述第二通信设备的位置及所述第一通信设备的已知位置确定所述相对位置。
45.如权利要求29至44中任何一项所述的天线控制系统，其中所述第一通信设备为静态设备，且其中所述控制系统使用所述第二通信设备的位置及所述第一通信设备的已知位置确定所述相对位置。
46.如权利要求45所述的天线控制系统，其中所述已知位置在初始化过程期间确定。
47.如权利要求29至46中任何一项所述的天线控制系统，其中所述通信设备包含移动设备及基站，且其中所述控制系统经配置以：
a)自移动设备接收位置指示，所述位置指示表示相对于环境的移动设备的位置；
b)确定所述移动设备的位置；及
c)根据所述移动设备的位置，选择性控制所述至少一个天线，由此优化所述基站及移动设备之间的通信。
48.如权利要求29至47中任何一项所述的天线控制系统，其中所述天线使用以下中的至少一项进行通信：
a)蜂窝通信协议；
b)短距无线通信协议；及
c)5G网络。
49.一种针对第一通信设备及第二通信设备之间的通信的天线控制方法，各通信设备包含天线，所述天线控制方法包含，在控制系统内：
a)自定位系统接收位置指示，所述位置指示表示所述第一通信设备与所述第二通信设备中的至少一个的位置；
b)确定所述第一通信设备与所述第二通信设备的相对位置；及
c)根据所述相对位置，选择性控制至少一个传输天线，由此优化所述通信设备之间的通信。
50.一种针对移动设备通信的天线控制系统，所述天线控制系统经配置以：
a)自移动设备接收位置指示，所述位置指示表示相对于环境的移动设备的位置；
b)确定所述移动设备的位置；及
c)根据所述移动设备的位置，选择性控制所述至少一个天线，由此优化所述基站及移动设备之间的通信。
51.一种针对移动设备通信的天线控制方法，所述天线控制方法包含，在天线控制系统内：
a)自移动设备接收位置指示，所述位置指示表示相对于环境的移动设备的位置；
b)确定所述移动设备的位置；及
c)根据所述移动设备的位置，选择性控制所述至少一个天线，由此优化所述基站与移动设备之间的通信。
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