DE112017005563T5 - Selbst anpassendes Millimeterwellen-Netzwerk - Google Patents

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Abstract

System und Verfahren zum Anpassen eines Netzwerks von Millimeterwellen-Kommunikationsknoten an sich ändernde Bedingungen. Das System erkennt einen sich ändernden Zustand und schließt daraus, dass das Netzwerk angepasst werden muss. Im Ergebnis wechselt das System im Wesentlichen augenblicklich zwischen einer aktuellen Netztopologie zu einer neuen Netztopologie, indem jeder von mehreren Millimeterwellen-Kommunikationsknoten angewiesen wird, den jeweiligen Millimeterwellenstrahl elektronisch von dem aktuellen Zielknoten zu einem anderen Ziel hin zu lenken Knoten. Das Endergebnis ist, dass mehrere Strahlen innerhalb einer kurzen Zeit die Richtung wechseln und so zur neuen Netztopologie wechseln, ohne die laufende Kommunikation zu beeinträchtigen. In einigen Ausführungsformen wird der Übergang zwischen den Netzwerktopologien auf systematische Weise mehrmals durchgeführt, um im Allgemeinen eine optimale Netzwerktopologie zu finden und nicht als Antwort auf eine sich ändernde Bedingung. In einigen Ausführungsformen ist der Übergang zwischen den Netzwerktopologien ein normaler fortlaufender Betriebsmodus.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 62/417,389 , eingereicht am 4. November 2016.
  • TECHNISCHES GEBIET
  • Einige der offenbarten Ausführungsformen beziehen sich auf Kommunikationssysteme und Netzwerke, und insbesondere auf Millimeterwellen-Kommunikationssysteme und drahtlose Netzwerke.
  • HINTERGRUND
  • Die Millimeterwellen-Mesh und Backhaul-Netzwerke sind Arten von drahtlosen Kommunikationsnetzwerken aus Knoten von Millimeterwellen, die in einem Netz angeordnet sind oder in einer Baum-Topologie. Jeder Millimeterwellenknoten überträgt einen schmalen Millimeterwellenstrahl an den genauen Ort eines anderen Millimeterwellen-Knotens, üblicherweise einen benachbarten Knoten, zum Zwecke der Datenausbreitung bei relativ hohen Geschwindigkeiten. Solche Millimeterwellen-Übertragungen werden durch Änderung atmosphärischer Bedingungen oder andere Faktoren leicht gestört, die auf das System einwirken, sowohl statisch als auch dynamisch. Einige Störungen könnten eine erhebliche Korrekturmaßnahme erfordern, um das Netz in Betrieb zu halten.
  • KURZFASSUNG
  • Eine Ausführungsform ist ein System (6A-H), das so funktioniert, dass es ein Netzwerk von Millimeterwellen-Kommunikationsknoten in Reaktion auf eine Änderungsbedingung anpasst. Das System umfasst: (i) mehrere Millimeterwellen-Kommunikationsknoten, die jeweils an mehreren unterschiedlichen Orten angeordnet sind, und (ii) mehrere Millimeterwellenverbindungen, wobei jede der Millimeterwellenverbindungen bestimmte zwei der mehreren Millimeterwellen-Kommunikationsknoten kommunikativ verbindet, wodurch ein Kommunikationsnetzwerk gebildet wird, das eine bestimmte aktuelle Netzwerktopologie aufweist, in der jede der Millimeterwellenverbindungen gebildet wird, indem mindestens einer der Millimeterwellen-Kommunikationsknoten einen Millimeterwellenstrahl elektronisch zu einem anderen der Millimeterwellenkommunikationsknoten lenkt. Ferner ist das System so konfiguriert, dass es: (i) eine Änderung in einem mit dem Kommunikationsnetzwerk verbundenen Zustand erkennt, in dem die Änderung einen Übergang von der bestimmten aktuellen Netzwerktopologie zu einer neuen Netzwerktopologie erfordert, (ii) die neue Netzwerktopologie auswählt und (iii) den Übergang durchführt, indem jeder der mindestens zwei der Millimeterwellen-Kommunikationsknoten angewiesen wird, die jeweilige Millimeterwellenverbindung außer Eingriff zu bringen, den jeweiligen Millimeterwellenstrahl elektronisch von der aktuellen Peilung weg und hin zu einer der identifizierten Millimeterwellen-Kommunikationsknoten zu lenken, der spezifisch identifiziert ist, und eine neue Millimeterwellenverbindung damit in Eingriff bringen.
  • Eine Ausführungsform ist ein Verfahren (7) zum Anpassen eines Netzwerks von Millimeterwellen-Kommunikationsknoten. Das Verfahren umfasst: (i) Einrichten mehrerer Millimeterwellenverbindungen in Verbindung mit mehreren Millimeterwellen-Kommunikationsknoten, die sich jeweils an mehreren unterschiedlichen Orten befinden, wobei jede der Millimeterwellenverbindungen bestimmte zwei der mehreren Millimeterwellen-Kommunikationsknoten kommunikativ verbindet, wodurch ein Kommunikationsnetzwerk mit einer bestimmten Netzwerktopologie gebildet wird, in dem jede der Millimeterwellen-Verbindungen gebildet wird, indem mindestens einer der Millimeterwellen-Kommunikationsknoten einen Millimeterwellenstrahl elektronisch in Richtung eines anderen der Millimeterwellen-Kommunikationsknoten steuert, (ii) in Verbindung mit dem Kommunikationsnetzwerk, Durchführen einer Reihe von synchronen Übergängen zwischen verschiedenen Netzwerktopologien, die die bestimmte Netzwerktopologie umfassen, in denen jeder der synchronen Übergänge das Anweisen mindestens einiger der Millimeterwellen-Kommunikationsknoten umfasst, die jeweilige Millimeterwellenverbindung zu lösen und stattdessen eine neue Millimeterwellenverbindung einzurichten, (iii) Messen der Netzwerkleistung jeder der verschiedenen Netzwerktopologien, und (iv) Bevorzugen bestimmter Netzwerktopologien unter den verschiedenen Netzwerktopologien, basierend auf den Messungen, wodurch das Kommunikationsnetz angepasst wird, um besser zu funktionieren.
  • Figurenliste
  • Die Ausführungsformen sind hierin unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beispielhaft beschrieben. Es wird nicht versucht, strukturelle Einzelheiten der Ausführungsbeispiele näher zu zeigen, als für ein grundsätzliches Verständnis der Ausführungsformen notwendig ist. In den Zeichnungen:
    • 1A stellt eine Ausführungsform einer eingebetteten Millimeterwellen-Kommunikationskomponente dar, in denen die eingebettete Millimeterwellen-Kommunikationskomponente mechanisch an anderen Komponenten befestigt ist, und daher in einer bestimmten Richtung orientiert ist, die nicht unbedingt auf einen Zielknoten ausgerichtet ist;
    • 1B zeigt eine Ausführungsform der eingebetteten Millimeterwellen-Kommunikationskomponente, bei der die eingebettete Millimeterwellen-Kommunikationskomponente die Orientierung durch elektronisches Lenken eines Millimeterwellenstrahls in Richtung des Zielknotens kompensiert;
    • 1C zeigt eine Ausführungsform der eingebetteten Millimeterwellen-Kommunikationskomponente, bei der die eingebettete Millimeterwellen-Kommunikationskomponente wiederum die Orientierung kompensiert, indem wiederum der Millimeterwellenstrahl oder ein anderer Millimeterwellenstrahl auf einen anderen Zielknoten gerichtet wird;
    • 2A zeigt eine Ausführungsform einer Millimeterwellen-Kommunikationskomponente, die unter Verwendung eines eingebauten Verbinders in eine andere Komponente eingebettet werden soll;
    • 2B veranschaulicht nun eine Ausführungsform der Millimeterwellen-Kommunikationskomponente, die nunmehr vermittels des eingebauten Verbinders in die andere Komponente eingebettet ist;
    • 3 veranschaulicht eine Ausführungsform eines Verfahrens zum kommunikativen Verbinden eines mechanisch festen Systems mit einem Millimeterwellennetzwerk;
    • 4A veranschaulicht eine Ausführungsform eines Systems, das zur Ermöglichung gleichzeitiger Millimeterwellen-Übertragungen betreibbar ist, bei dem mehrere Millimeterwellen-Kommunikationsknoten in einer Maschentopologie oder einer Baumtopologie angeordnet sind, wodurch ein drahtloses Maschennetz, ein drahtloser Backhaul oder ein drahtloses Netzwerk beliebiger Art gebildet wird, das dazu dient, Daten entlang oder zwischen den mehreren Millimeterwellen-Kommunikationsknoten auszubreiten;
    • 4B veranschaulicht eine Ausführungsform des Systems, das dazu dient, gleichzeitige Millimeterwellen-Übertragungen zu erleichtern, bei der Millimeterwellenstrahlen elektronisch von mindestens einigen der Millimeterwellen-Kommunikationsknoten zu benachbarten Millimeterwellen-Kommunikationsknoten gelenkt werden, wodurch die Erzeugung von Kommunikationsverbindungen erleichtert wird;
    • 4C zeigt eine Ausführungsform einiger Millimeterwellen-Kommunikationsknoten, die in einer gegebenen räumlichen Konfiguration angeordnet sind, wodurch bestimmte Winkelpositionen zwischen einigen der Millimeterwellen-Kommunikationsknoten relativ zu einem Referenz-Millimeterwellen-Kommunikationsknoten gebildet werden;
    • 4D zeigt eine Ausführungsform eines ersten Millimeterwellen-Kommunikationsknotens, der einen Millimeterwellenstrahl elektronisch auf einen zweiten Millimeterwellen-Kommunikationsknoten lenkt, wobei der Millimeterwellenstrahl eng genug ist, um einen dritten Millimeterwellen-Kommunikationsknoten zu verfehlen;
    • 4E veranschaulicht eine Ausführungsform eines Millimeterwellen-Kommunikationsknotens mit einer Antennenkonfiguration mit einer Antennenöffnung;
    • 5 veranschaulicht eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Ermöglichen gleichzeitiger Millimeterwellenübertragungen;
    • 6A veranschaulicht eine Ausführungsform eines Netzwerks von Millimeterwellen-Kommunikationsknoten, die derzeit gemäß einer ersten Netzwerktopologie angeordnet sind;
    • 6B veranschaulicht eine Ausführungsform der ersten Netzwerktopologie;
    • 6C veranschaulicht eine Ausführungsform einer zweiten Netzwerktopologie;
    • 6D veranschaulicht eine Ausführungsform des Netzwerks von Millimeterwellen-Kommunikationsknoten, die jetzt gemäß der zweiten Netzwerktopologie angeordnet sind;
    • 6E veranschaulicht eine Ausführungsform einer Verwaltungskomponente, die dem Netzwerk von Millimeterwellen-Kommunikationsknoten zugeordnet ist;
    • 6F veranschaulicht eine Ausführungsform des Netzwerks von Millimeterwellen-Kommunikationsknoten, bei dem ein neuer Millimeterwellen-Kommunikationsknoten hinzugefügt wurde;
    • 6G zeigt eine Ausführungsform einer Netzwerktopologie, die dem Netzwerk von Millimeterwellen-Kommunikationsknoten entspricht, die jetzt den neu hinzugefügten Millimeterwellen-Kommunikationsknoten enthalten;
    • 6H veranschaulicht eine Ausführungsform eines Millimeterwellen-Kommunikationsknotens; und
    • 7 zeigt eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Anpassen eines Netzwerks von Millimeterwellen-Kommunikationsknoten.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • 1A zeigt eine Ausführungsform einer Millimeterwellen-Kommunikationskomponente 9-mmv, die eine Antennenkonfiguration 9-Ant umfasst, bei der die Millimeterwellen-Kommunikationskomponente an einer anderen Komponente 9 cmp über ein starres mechanisches Element 8 mechanisch befestigt ist und ist daher zusammen mit der Antennenkonfiguration 9-ant in eine bestimmte Richtung ausgerichtet, die nicht notwendigerweise mit einem Zielknoten 5-mmn-1, 5-mmn-2 ausgerichtet ist. Ein System 4-sys, das die Millimeterwellen-Kommunikationskomponente 9-mmv umfasst, ist an einem starren Gegenstand 1-sp (z. B. einem Straßenmast) befestigt, der bereits an einem ersten räumlichen Ort 1-SL (in diesem Beispiel der) befestigt ist. Das Ende des Straßenmastes ist in einer bestimmten Höhe oberhalb eines bestimmten Punktes in der Straße befestigt), wodurch die erste Antennenkonfiguration 9-ant an dem bestimmten räumlichen Ort 1-SL und in einer bestimmten Ausrichtung 9-DR-1 fixiert wird die durch den starren Artikel 1-sp und durch die Befestigung des Systems 4-sys an dem starren Artikel bestimmt werden. Ein Strahl 9-BM-1, der von der Antennenanordnung 9-ant in Richtung 9-DR-1 oder in einer mit Richtung 9-DR-1 verknüpften Richtung erzeugt wird, würde nicht notwendigerweise den Zielknoten 5-mmn-1 abdecken, der sich an befindet räumlicher Ort 2-SL oder der Zielknoten 5-mmn-2, der sich am räumlichen Ort 3-SL befindet, wodurch das System 4-sys daran gehindert wird, eine Millimeterwellen-Kommunikationsverbindung mit einem der Zielknoten 5-mmn-1, 5-mmn-2 aufzubauen.
  • 1B zeigt eine Ausführungsform der Millimeterwellen-Kommunikationskomponente 9 mmv, bei der die Millimeterwellen-Kommunikationskomponente die Orientierung 9-DR-1 (1A) durch elektronisches Steuern eines Millimeterwellenstrahls 9-BM-2 in Richtung 9-DR-2 der Zielknoten 5-mmn-1, 5-mmn-2 kompensiert. Das System 4-sys baut dann über den Millimeterwellenstrahl 9-BM-2 eine erste Kommunikationsverbindung 9-lnk-1 mit dem Zielknoten 5-mmn-1 auf, wodurch ein Millimeterwellennetz 4-sys, 9-lnk-1, 5-mmn-1 gebildet wird.
  • 1C zeigt eine Ausführungsform der Millimeterwellen-Kommunikationskomponente 9-mmv, bei der die Millimeterwellen-Kommunikationskomponente wiederum die Ausrichtung 9-DR-1 (1A) durch Steuern des Millimeterwellenstrahls kompensiert oder eines andereren Millimeterwellenstrahls 9-BM-3 in Richtung 9-DR-3 noch ein weiterer Zielknoten 5-mmn-2. Das System 4-sys baut dann über den Millimeterwellenstrahl 9-BM-3 eine zweite Kommunikationsverbindung 9-lnk-2 mit dem Zielknoten 5-mmn-2 auf, wodurch ein größeres Millimeterwellennetz 4-sys, 9-lnk-1, 5-mmn-1, 9-lnk-2, 5-mmn-2 gebildet wird.
  • 2A stellt eine Ausführungsform einer Millimeterwellen-Kommunikationskomponente 9-mmv dar, die eine Antennenkonfiguration 9-ant umfasst, die in oder mit einer anderen Komponente eingebettet werden soll, unter Verwendung eines eingebauten Verbinders 8-con, der (i) die Millimeterwellen-Kommunikationskomponente an der anderen Komponente oder an einem Gehäuse der anderen Komponente mechanisch fixiert, und (ii) eine elektrische Verbindung 8-el der Millimeterwellen-Kommunikationskomponente mit der anderen Komponente herstellt. Die Millimeterwellen-Kommunikationskomponente 9-mmv, die eine Antennenkonfiguration 9-Ant umfasst, und der eingebaute Verbinder 8-con bilden zusammen ein Millimeterwellen-Subsystem 4-sub.
  • 2B zeigt eine Ausführungsform der Millimeterwellen-Kommunikationskomponente 9-mmv, die nun mit der anderen Komponente 9-cmp über den eingebauten Verbinder 8-con in einem Gehäuse 8-mcn der anderen Komponente 9-cmp eingebettet ist, wodurch sie zusammen ein vollständiges und starres System 4-sys bilden, das an einem ersten räumlichen Ort 1-SL an einem starren Gegenstand 1-sp befestigt ist, in dem der Verbinder 8-con die Millimeterwellen-Kommunikationskomponente 9-mmv mit der anderen Komponente 9-cmp die elektrische Verbindung 8-el herstellt.
  • Eine Ausführungsform ist ein System 4-System, das eine eingebettete Millimeterwellen-Kommunikationskomponente ermöglicht. Das System umfasst: (i) eine erste Komponente 9-cmp, die eine bestimmte Funktion ausführt, in der die bestimmte Funktion in Verbindung mit einem ersten räumlichen Ort 1-SL ausgeführt wird, (ii) eine Millimeterwellen-Kommunikationskomponente 9-mmv konfiguriert, um 9-DR-1, 9-D-2 einen Millimeterwellenstrahl 9-BM-1, 9-BM-2 zu lenken, und (iii) eine mechanische Komponente 8-mcn, die die erste Komponente 9-cmp und die Millimeterwellen-Kommunikationskomponente 9-mmv miteinander mechanisch fixiert, wodurch die Millimeterwellen-Kommunikationskomponente dem ersten räumlichen Ort 1-SL zugeordnet wird. Die Millimeterwellen-Kommunikationskomponente 9-mmv ist ferner so konfiguriert, dass sie den Millimeterwellenstrahl 9-BM-1, 9-BM-2 automatisch in Richtung eines ersten Millimeterwellenknotens 5-mmn-1 steuert (beispielsweise von Richtung 9-DR-1 nach Richtung 9-DR-2), der sich an einem zweiten räumlichen Ort 2-SL befindet, wodurch eine erste Kommunikationsverbindung 9-Ink-1 zwischen dem ersten räumlichen Ort 1-SL und dem zweiten räumlichen Ort 2-SL hergestellt wird, und dadurch wird die Kommunikation in Verbindung mit der bestimmten Funktion und dem ersten räumlichen Ort erleichtert.
  • In einer Ausführungsform umfaßt der erste Millimeterwellenknoten 5-mmn-1 mindestens eines von folgendem: (i) ein Netzwerk-Gateway, (ii) einen Zugangspunkt, der zu einem Funkzugangsnetzwerk gehört, (iii) Mobilgerät, das mit Millimeterwellen funktioniert, und (iv) ein Kommunikationselement in einem drahtgebundenen Netzwerk.
  • In einer Ausführungsform ist die erste Komponente 9-cmp eine Backhaul-Kommunikationskomponente, ist die bestimmte Funktion Backhaul-Kommunikation, ist die mechanische Komponente 8-MCN ein mechanisches Gehäuse, ist die erste räumliche Position 1-SL eine erhöhte Position an einer Straße, ist die zweite räumliche Position 2-SL eine andere Position an der Straße, ist der erste Millimeterwellenknoten 5-mmn-1 ein Mobilgerät, das mit Millimeterwellen funktioniert, und funktioniert die Kommunikation so, dass Datentransport zwischen der Backhaul-Kommunikationskomponente dem Mobilgerät erleichtert wird, das mit Millimeterwellen funktioniert.
  • In einer Ausführungsform ist die erste Komponente 9-cmp eine Straßenlaterne, die bestimmte Funktion ist Außenbeleuchtung, die mechanische Komponente 8-mcn ist ein Straßenlaternengehäuse, ist die erste räumliche Position 1-SL eine bestimmte Position auf einem Straßenpfosten 1-sp, und die Kommunikation ist wirksam, um die Kontrolle über die Außenbeleuchtung im Wege der zweiten räumlichen Lage 2-SL zu erleichtern.
  • In einer Ausführungsform ist die erste Komponente 9-cmp eine Ampel oder ein Verkehrszeichen, ist die bestimmte Funktion eine Verkehrssteuerung, ist die mechanische Komponente 8-mcn eine starre Konstruktion, ist die erste räumliche Position 1-SL eine bestimmte Position auf einem Straßenpfosten 1-sp, der ein Verkehrspfosten ist, und funktioniert die Kommunikation, um die Steuerung der Ampel oder des Verkehrszeichens zu erleichtern.
  • In einer Ausführungsform funktioniert die erste Kommunikationsverbindung 9-lnk-1 so, dass sie BreitbandKommunikation zwischen dem ersten räumlichen Ort 1-SL und dem zweiten räumlichen Ort 2-SL erleichtert. In einer Ausführungsform ist die Millimeterwellen-Kommunikationskomponente 9-mmv ferner konfiguriert, um den Millimeterwellenstrahl 9-BM-2 oder einen andere Millimeterwellenstrahl 9-BM-3 automatisch in Richtung eines zweiten Millimeterwellenknotens 5-mmn-2 zu lenken, der sich an einem dritten räumlichen Ort 3-SL befindet, wodurch eine zweite Kommunikationsverbindung 9-lnk-2 zwischen dem ersten räumlichen Position 1-SL und der dritten räumlichen Position 3-SL hergestellt wird. In einer Ausführungsform ist das System 4-sys wirksam, um die Breitbandverbindung zwischen dem ersten Millimeterwellenknoten 5-mmn-1 und dem zweiten Millimeterwellenknoten 5-mmn-2 unter Verwendung der ersten Kommunikationsverbindung 9-lnk-1 und der zweiten Kommunikationsverbindung 9-lnk-2 weiterzuleiten.
  • In einer Ausführungsform hält oder enthält die mechanische Komponente 8-men die erste Komponente 9-cmp und die Millimeterwellen-Kommunikationskomponente 9-mmv, so wie um das gesamte System 4-sys als ein einzelnes mechanisch starres Element zu bilden. In einer Ausführungsform umfasst das System 4-sys ferner eine erste Antennenkonfiguration 9-ant, das zu der Millimeterwellen-Kommunikationskomponente 9-mmv gehört und so funktioniert, dass die Bildung des Millimeterwellenstrahls 9-BM-1, 9-BM-2 zu erleichtert wird, wobei die Antennenkonfiguration 9-ant mechanisch an der Millimeterwellen-Kommunikationskomponente 9-mmv befestigt ist, und daher jegliche mechanischen Freiheitsgrade in Bezug auf die räumliche Orientierung des Systems 4-sys vermissen läst, die ausschließlich in Verbindung mit der bestimmten Funktion festgelegt wird, und daher funktioniert das Lenken 9-DR-1, 9-DR-2 des Millimeterwellenstrahls 9-BM-1, 9-BM-2, um die Abwesenheit der mechanischen Freiheitsgrade zu umgehen, und dementsprechend die Herstellung der ersten Kommunikationsverbindung 9-lnk-1 zwischen der ersten räumlichen Position 1-SL und der zweiten räumlichen Position 2-SL zu ermöglichen.
  • In einer Ausführungsform ist die mechanische Komponente 8-men ein Gehäuse, und sowohl die erste Komponente 9-cmp als auch die Millimeterwellen-Kommunikationskomponente 9-mmv werden von dem Gehäuse umschlossen, wodurch die Millimeterwellen-Kommunikationskomponenten 9-mmv in das System 4-sys eingebettet sind.
  • In einer Ausführungsform ist die mechanische Komponente 8-MCN ein Gehäuse ist, wobei die erste Komponente 9-cmp durch das Gehäuse umschlossen ist, und der Millimeterwellen-Kommunikationskomponente 9-mmv ist mechanisch mit einer Außenfläche des Gehäuses befestigt ist, wodurch die Komponente Kommunikationsmillimeterwellen-Einbettungs 9-mmv in dem System-4-sys.
  • 3 veranschaulicht eine Ausführungsform eines Verfahrens zum kommunikativen Verbinden eines mechanisch feststehenden Systems mit einem Millimeterwellennetz. Das Verfahren umfasst: In Schritt 1011, Festlegen an einem starren Gegenstand 1-sp, der bereits an einem ersten räumlichen Ort 1-SL fixiert ist, ein System 4-sys, das eine Millimeterwellen-Kommunikationskomponente 9-mmv umfasst, die eine erste Antennenkonfiguration 9-ant umfasst, wodurch bewirkt wird, dass die erste Antennenkonfiguration in einer bestimmten Ausrichtung 9-DR-1 fixiert wird, die durch den starren Gegenstand 1-sp und die Fixierung festgelegt ist. In Schritt 1012, Kompensieren der bestimmten Ausrichtung 9-DR-1, in der die erste Antennenkonfiguration 9-ant fixiert ist, durch die Millimeterwellen-Kommunikationskomponente 9-mmv, indem mittels der ersten Antennenkonfiguration ein Millimeterwellenstrahl 9-BM-1, 9-BM-2 erzeugt wird, und elektronisches Lenken des Millimeterwellenstrahls (z. B. von der Richtung 9-DR-1 in Richtung 9-DR-2) zu einem zweiten räumlichen Ort 2-SL. In Schritt 1013, mittels des Millimeterwellenstrahls 9-BM-2 Einrichten einer ersten Kommunikationsverbindung 9-lnk-1 zwischen dem System 4-sys, das an dem ersten räumlichen Ort 1-SL angeordnet ist, und einem ersten Millimeterwellenknoten 5-mmn-1, der an dem zweiten räumlichen Ort 2-SL angeordnet ist, wodurch in Verbindung mit dem System ein Millimeterwellennetzwerk 4-sys, 9-lnk-1, 5-mmn-1 gebildet wird.
  • In einer Ausführungsform wird das elektronische Lenken des Millimeterwellenstrahls 9-BM-1, 9-BM-2 in Richtung des zweiten räumlichen Ortes 2-SL unter Verwendung einer Strahllenkungstechnik erreicht, die mindestens eines der folgenden Elemente umfasst: (i) phasengesteuert Array-Strahlsteuerung, (ii) Strahlumschaltung und (iii) eine Kombination aus phasengesteuerter Strahlsteuerung und Strahlumschaltung.
  • Eine Ausführungsform ist ein Millimeterwellen-Untersystem 4-sub, das dazu dient, eine erste Komponente in einen Knoten eines Millimeterwellennetzes umzuwandeln. Das System umfasst: (i) eine Millimeterwellen-Kommunikationskomponente 9-mmv, (ii) eine erste Antennenkonfiguration 9-ant, die zu der Millimeterwellen-Kommunikationskomponente 9-mmv gehört, in der die Millimeterwellen-Kommunikationskomponente wirksam ist, um einen Millimeterwellenstrahl 9-BM-1, 9-BM-2 über die erste Antennenkonfiguration 9-ant steuern, und (iii) einen Verbinder 8-con, der in der Millimeterwellen-Kommunikationskomponente 9-mmv eingebettet ist, in dem der Verbinder wirksam ist, um die Millimeterwellen-Kommunikationskomponente 9-mmv in einem ersten Gehäuse 8-mcn, das eine erste Komponente 9-cmp aufnimmt, mechanisch zu fixieren, und um eine elektrische Verbindung 8-el der Millimeterwellen-Kommunikationskomponente 9-mmv mit der ersten Komponente 9-cmp herzustellen. Die Millimeterwellen-Kommunikationskomponente 9-mmv ist so konfiguriert, dass sie über den Verbinder 8-con elektrische Energie von der ersten Komponente 9-cmp empfängt. Die Millimeterwellen-Kommunikationskomponente 9-mmv, wenn sie einmal elektrische Energie von der ersten Komponente 9-cmp empfängt, ist ferner so konfiguriert, dass sie den Millimeterwellenstrahl 9-BM-1, 9-BM-2 (z. B. von Richtung 9-DR-1 in Richtung 9-DR-2) automatisch in Richtung eines ersten Millimeterwellenknotens 5-mmn-1 steuert, wodurch eine erste Kommunikationsverbindung 9-lnk-1 zwischen der Millimeterwellen-Kommunikationskomponente 9-mmv und dem ersten Millimeterwellenknoten 5-mmn-1 hergestellt wird, bei dem die erste Kommunikationsverbindung 9-lnk-1 zu einem Millimeterwellennetz 9-mmv, 9-lnk-1, 5-mmn-1 gehört, und die Millimeterwellen-Kommunikationskomponente 9-mmv ist ferner konfiguriert, um Daten über den Verbinder 8-con zwischen dem Millimeterwellennetz und der ersten Komponente 9-cmp weiterzuleiten, wodurch die erste Komponente zu einem zusätzlichen Knoten des Millimeterwellennetzes wird.
  • In einer Ausführungsform ist die erste Komponente 9-cmp eine Straßenbeleuchtung, die so funktioniert, dass sie eine Außenbeleuchtung bereitstellt, und die erste Kommunikationsverbindung 9-lnk-1 funktioniert so, dass sie Steuerung der Außenbeleuchtung zu erleichtert.
  • In einer Ausführungsform ist die erste Komponente 9-cmp eine Ampel oder ein Verkehrszeichen, die so funktioniert, dass sie eine Verkehrssteuerung bereitstellt, und die erste Kommunikationsverbindung 9-lnk-1 funktioniert derart, dass sie die Steuerung der Ampel oder des Verkehrszeichens erleichtert.
  • In einer Ausführungsform ist die erste Kommunikationsverbindung 9-lnk-1 wirksam, um eine Breitbandkommunikation zwischen dem ersten Millimeterwellenknoten 5-mmn-1 und der Millimeterwellen-Kommunikationskomponente 9-mmv zu erleichtern. In einer Ausführungsform ist die Millimeterwellen-Kommunikationskomponente 9-mmv ferner dazu konfiguriert, den Millimeterwellenstrahl 9-BM-2 oder einen anderen Millimeterwellenstrahl 9-BM-3 automatisch in Richtung eines zweiten Millimeterwellenknotens 5 mmn-2 zu lenken (z. B. von der Richtung 9-DR-2 in die Richtung 9-DR-3), wodurch eine zweite Kommunikationsverbindung 9-lnk-2 zwischen der Millimeterwellen-Kommunikationskomponente 9-mmv und dem zweiten Millimeterwellenknoten 5-mmn-2 hergestellt wird. In einer Ausführungsform ist die Millimeterwellen-Kommunikationskomponente 9-mmv weiter konfiguriert, um die Breitbandkommunikation zwischen dem ersten Millimeterwellenknoten 5-mmn-1 und dem zweiten Millimeterwellenknoten 5-mmn-2 unter Verwendung der ersten Kommunikationsverbindung 9-lnk-1 und der zweiten Kommunikationsverbindung 9-lnk-2 weiterzuleiten.
  • 4A veranschaulicht eine Ausführungsform eines Systems 5-sys, das so funktioniert , dass es gleichzeitige Millimeterwellenübertragungen erleichtert, wobei mehrere Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 1-mmv, 2-mmv, 3-mmv, 4-mmv, 5-mmv, 6-mmvin einer Maschentopologie oder einer Baumtopologie angeordnet sind, wodurch ein drahtloses Maschennetz, ein drahtloser Backhaul oder eine beliebige Art eines drahtlosen Netzwerks gebildet wird, das so funktioniert, dass Daten entlang oder zwischen den mehreren Millimeterwellen-Kommunikationsknoten ausgebreitet werden. Die mehreren Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 1-mmv, 2-mmv, 3-mmv, 4-mmv, 5-mmv, 6-mmv befinden sich jeweils an mehreren verschiedenen Stellen 11-SL, 12-SL, 13-SL, 14-SL, 15-SL, 16-SL. Gezeigt sind imaginäre geometrische Linien 12-L, 23-L, 34-L, 15-L, 56-L, bei denen sich jede imaginäre geometrische Linie zwischen zwei der Millimeterwellen-Kommunikationsknoten erstreckt. Eine Verwaltungskomponente 1-mng wird ebenfalls gezeigt. Es wird angemerkt, dass ein erster nicht geradliniger Pfad 12-L, 23-L, 34-L durch die Kombination der imaginären Linie 12-L, der imaginären Linie 23-L und der imaginären Linie 34-L gebildet wird, und dass ein zweiter nicht-gerader Pfad 15-L, 56-L durch die Kombination der imaginären Linie 15-L und der imaginären Linie 56-L gebildet wird.
  • 4B zeigt eine Ausführungsform des Systems 5-sys, das so arbeitet, dass gleichzeitige Millimeterwellen-Übertragungen 1 -LK-1, 1-LK-2, 2-LK1, 2-LK-2 erleichtert werden, wobei Millimeterwellenstrahlen 12-BM, 23-BM, 15-BM, 56-BM elektronisch von mindestens einigen der Millimeterwellen-Kommunikationsknoten zu benachbarten Millimeterwellen-Kommunikationsknoten gelenkt werden, wodurch die Erzeugung von Kommunikationsverbindungen wie beispielsweise der Kommunikationsverbindung 1-LK-1+1-LK-2 erleichtert wird, die die Millimeterwellenübertragung 1-LK-1 und die Millimeterwellenübertragung 1-LK-2 umfasst, und eine Kommunikationsverbindung 2-LK-1+2-LK-2, die die Millimeterwellenübertragung 2-LK-1 und die Millimeterwellenübertragung 2-LK-2 umfasst. Als ein Beispiel werden Millimeterwellenstrahlen 12-BM elektronisch von einem Millimeterwellenkommunikationsknoten 1-mmv zu einem benachbarten Millimeterwellenkommunikationsknoten 2-mmv gesteuert, wird Millimeterwellenstrahl 23-BM elektronisch vom Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 2-mmv auf den benachbarten Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 3-mmv gesteuert, wird Millimeterwellenstrahl 15-BM von dem Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 1-mmv auf den benachbarten Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 5-mmv gesteuert, und wird Millimeterwellenstrahl 56 elektronisch vom Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 5-mmv in Richtung des benachbarten Millimeterwellen-Kommunikationsknotens 6-mmv gesteuert. Es wird angemerkt, dass der Millimeterwellenstrahl 12-BM von 1-mmv 2-mmv erreicht, den nicht benachbarten Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 3-mmv jedoch verfehlt; dies wird mit Absicht gemacht und ist möglich, weil der Millimeterwellenstrahl 12-BM schmal genug ist, um 3-mmv zu verfehlen, und weil die Knoten 1-mmv, 2-mmv und 3-mmv konstruktionsbedingt von mehreren Knoten ausgewählt werden können oder auf andere Weise in einer bestimmten Weise angeordnet sind, um den ersten nicht-geraden Pfad 12-L, 23-L, 34-L zu bilden. Der erste nicht-gerade Pfad 12-L, 23-L, 34-L ist in dem Sinne „nicht gerade“, dass der Millimeterwellenstrahl 12-BM 3-mmv verfehlt, wenn er auf 2-mmv gerichtet ist. In ähnlicher Weise erreicht der Millimeterwellenstrahl 15-BM von 1-mmv 5-mmv, aber er verfehlt den nicht benachbarten Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 6-mmv. Es wird ferner angemerkt, dass der Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 1-mmv zwei verschiedene Millimeterwellenstrahlen 12-BM, 15-BM elektronisch steuern kann; dies kann dadurch erleichtert werden, dass der Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 1-mmv tatsächlich von zwei getrennten Knoten (nicht gezeigt) gebildet ist, die sich bei 11-SL befinden, oder indem der Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 1-mmv zwei separate Sendegeräte (nicht gezeigt) hat, oder indem der Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 1-mmv unter Verwendung der zwei verschiedenen Millimeterwellenstrahlen 12-BM, 15-BM während verschiedener Zeitschlitze einen Zeitmultiplexzugriff durchführt.
  • 4C stellt eine Ausführungsform einiger Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 1-mmv, 2-mmv, 3-mmv dar, die in einer gegebenen räumlichen Konfiguration angeordnet sind, die durch die jeweiligen unterschiedlichen Positionen 11-SL, 12-SL, 13-SL definiert ist, wodurch bestimmte Winkelstellungen 12-ang, 13-ang zwischen einigen der Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 2-mmv, 3-mmv relativ zu einem Referenz-Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 1-mmv gebildet werden. Der Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 2-mmv befindet sich an einer bestimmten Winkelstellung 12-ang bezüglich des Millimeterwellen-Kommunikationsknotens 1-mmv, was bedeutet, dass ein Winkel 12-ang zwischen der imaginären geometrischen Linie 12-L, die die beiden Knoten verbindet, und einer anderen imaginären Achsenlinie 11-axis gebildet wird, die sich vom Ort 11-SL des Knotens 1-mmv aus erstreckt und als Referenzachse zum Definieren von Winkelstellungen dient. In ähnlicher Weise befindet sich der Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 3-mmv an einer bestimmten verschiedenen Winkelposition 13-ang relativ zum Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 1-mmv, was bedeutet, dass zwischen der imaginären geometrischen Linie 13-L (die sich von 1-mmv nach 3-mmv erstreckt) und der imaginäre Achsenlinie 11-axis ein anderer Winkel 13-ang gebildet wird. Eine bestimmte Winkeldifferenz 12-13-diff wird zwischen der bestimmten Winkelstellung 12-ang und der bestimmten verschiedenen Winkelstellung 13-ang gemessen. Die bestimmte Winkeldifferenz 12-13-diff existiert konstruktionsbedingt und ist eine direkte Folge davon, dass der erste nicht-gerade Pfad 12-L, 23-L, 34-L konstruktionsbedingt „nicht-gerade“ ist.
  • 4D stellt eine Ausführungsform eines ersten Millimeterwellen-Kommunikationsknotens 1-mmv dar, der einen Millimeterwellenstrahl 12-BM elektronisch zu einem zweiten Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 2-mmv lenkt, in dem der Millimeterwellenstrahl 12-BM 12 sich in einem genügend engen 12-BM-ang befindet, um einen dritten Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 3-mmv zu verfehlen. Der Millimeterwellenstrahl 12-BM hat eine spezifische Winkelbreite 12-BM-ang, die schmaler als die jeweilige Winkeldifferenz 12-13-diff ist, was bedeutet, dass der Millimeterwellenstrahl 12-BM garantiert den Knoten 3-mmv verfehlt, wenn er auf den Knoten 2-mmv gerichtet wird, wodurch der Millimeterwellenstrahl 12-BM als „schmal genug“ eingestuft wird. Ein typischer Millimeterwellenstrahl 12-BM hat eine spezifische Winkelbreite 12-BM-ang, die schmaler als 4 (vier) Grad ist, manchmal sogar enger als 2 (zwei) Grad, aber in den meisten Fällen schmaler als 6 (sechs) Grad, was den Millimeterwellenstrahl 12-BM als „Bleistiftstrahl“ ausweist - ein Begriff, der insbesondere mit der Millimeterwellen-Technologie verbunden ist. Millimeterwellenstrahlen werden aufgrund der Tatsache, dass Millimeterwellenstrahlen typischerweise Frequenzen oberhalb von 30 GHz zugeordnet sind, leicht zu „Bleistiftstrahlen“ gemacht, weshalb eine relativ kleine Antennengröße erforderlich ist, um schmale Strahlen zu erzeugen. Die bestimmte Winkeldifferenz 12-13-diff muss, wie oben erläutert, breiter sein als die spezifische Winkelbreite 12-BM-ang, aber wenn die spezifische Winkelbreite 12-BM-ang ein „Bleistiftstrahl“ ist, beispielsweise schmaler als vier Grad, dann muss die bestimmte Winkeldifferenz 12-13-diff nicht breiter als vier Grad sein, was bedeutet, dass, obwohl der erste nicht-gerade Pfad 12-L, 23-L, 34-L „nicht-gerade“ sein muss, er „fast gerade“ gemacht werden könnte und immer noch zuließe, dass der Millimeterwellenstrahl 12-BM auf den Knoten 2-mmv trifft, aber den Knoten 3-mmv verfehlt, und daher bestimmte Einsätze erlaubt, die ansonsten im Wesentlichen unmöglich wären. Als ein Beispiel sei auf 1C Bezug genommen. Wenn wir davon ausgehen, dass der Zielknoten 5-mmn-2 der Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 1-mmv ist, dass die Millimeterwellen-Kommunikationskomponente 9-mmv der Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 2-mmv ist, und dass der Zielknoten 5-mmn-1 der Millimeterwellenkommunikationsknoten 3-mmv ist, dann könnte 5-mmn-2 durchaus einen Bleistiftstrahl auf 9-mmv ausrichten und immer noch 5-mmn-1 verfehlen, da 5-mmn-1 sich an dem Ort 2-SL auf einem Pfosten etwas unterhalb von 5 mmn-2 befindet, der sich an dem Ort 3-SL auf einem anderen Pfosten und etwas unterhalb von 9-mmv befindet, der sich am Ort 1-SL auf einem weiteren Pfosten befindet, auch wenn alle Pfosten einer geraden Kontur einer typischen Straße folgen.
  • 4E stellt eine Ausführungsform eines Millimeterwellen-Kommunikationsknotens 1-mmv mit einer Antennenkonfiguration 1-ant mit einer Antennenapertur 1-ant-aperture dar. Die Antennenkonfiguration 1-ant wird verwendet, um den Millimeterwellenstrahl 12-BM zu erzeugen und elektronisch zu steuern. Es besteht eine unmittelbare und umgekehrte Korrelation zwischen der spezifischen Winkelbreite 12-BM-ang des Millimeterwellenstrahls 12-BM und der Antennenöffnung 1-appaperture: Je größer die Antennenöffnung ist, desto enger ist die resultierende spezifische Winkelbreite 12-BM-ang. Um einen „Bleistiftstrahl“ zu erzeugen, müsste die Antennenöffnung 1-ant daher größer als eine bestimmte Größe sein. Unter der Annahme, dass der Millimeterwellenstrahl 12-BM in einem Frequenzband zwischen 50 GHz und 70 GHz liegt, würde dann ein Bleistiftstrahl durch eine kreisförmige Antennenkonfiguration 1-ant erzeugt werden, vorausgesetzt, dass der Durchmesser der Antennenöffnung 1-ant-aperture größer ist als 100 Millimeter. Andere Antennenformen sind möglich, beispielsweise eine rechteckige Antenne. Es wird angemerkt, dass ein Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 1-mmv kompakte Abmessungen und Gewicht aufrechterhalten kann, wenn die Antennenöffnung 1-ant-aperture einen Durchmesser von zwischen 100 mm und 200 mm aufweist. Üblicherweise würden solche kompakten Abmessungen Volumina unter 5 Litern und Gewichte unter 5 Kilogramm umfassen. Sehr kompakte Abmessungen würden Volumina unter 2 Litern und Gewichte unter 2 Kilogramm umfassen, würden aber zu einer etwas breiteren spezifischen Winkelbreite von 12-BM-Ang, wie beispielsweise sechs Grad, führen. Ein globaler Satellitennavigationssystem (GNSS)-Empfänger 1-GNSS, wie beispielsweise ein GPS-Empfänger (Global Positioning System), wird gezeigt und wird zur Bestimmung des Ortes 11-SL verwendet.
  • Eine Ausführungsform ist ein System 5-sys, das derart funktioniert, dass es die gleichzeitige Übertragung von Millimeterwellen erleichtert. Das System 5-sys umfasst: (i) einen ersten Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 1-mmv, der sich an einem ersten Ort 11-SL befindet und so funktioniert, dass er einen Millimeterwellenstrahl 12-BM, der eine bestimmte Winkelbreite 12-BM-ang aufweist, elektronisch lenkt, (ii) einen zweiten Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 2-mmv, der sich an einem zweiten Ort 12-SL befindet und der derart funktioniert, dass er eine Millimeterwellenemission 23-BM erzeugt, wobei sich der zweite Ort 12-SL in einer bestimmten Winkelstellung 12-ang in Bezug auf den ersten Ort 11-SL befindet und (iii) einen dritten Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 3-mmv, der an einem dritten Ort 13-SL angeordnet ist, wobei sich der dritte Ort 13-SL in einer bestimmten verschiedenen Winkelstellung 13-ang relativ zu der ersten Stelle 11-SL befindet, so dass eine bestimmte Winkeldifferenz 12-13-diff zwischen der bestimmten Winkelposition 12-ang und der bestimmten unterschiedlichen Winkelposition 13-ang gebildet wird.
  • In einer Ausführungsform des Systems 5-sys: (i) ist der erste Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 1-mmv so konfiguriert, dass er den Millimeterwellenstrahl 12-BM elektronisch in Richtung des zweiten Millimeterwellen-Kommunikationsknotens 2-mmv lenkt, wodurch eine erste Datenübertragung 1-LK-1 zwischen dem ersten Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 1-mmv und dem zweiten Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 2-mmv über den Millimeterwellenstrahl 12-BM ermöglicht wird, und (ii) die spezifische Winkelbreite 12-BM-ang ist kleiner als die bestimmte Winkeldifferenz 12-13-diff, wodurch das Vorhandensein des Millimeterwellenstrahls 12-BM an der dritten Stelle 13-SL erheblich verringert wird, wodurch dem zweiten Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 2-mmv ermöglicht wird, gleichzeitig mit der ersten Datenübertragung 1-LK-1 eine zweite Datenübertragung 1-LK-2 an den dritten Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 3-mmv über die Millimeterwellenemission 23-BM zu senden.
  • In einer Ausführungsform überlappen sich der Millimeterwellenstrahl 12-BM und die Millimeterwellenemission 23-BM zumindest teilweise in der Frequenz und teilen sich eine gemeinsame Polarisation oder zumindest eine gemeinsame Polarisationskomponente.
  • In einer Ausführungsform hat der Millimeterwellenstrahl 12-BM eine Frequenz oberhalb von 30 GHz, und die spezifische Winkelbreite 12-BM-ang kann daher weniger als fünf Grad erreichen.
  • In einer Ausführungsform befindet sich der Millimeterwellenstrahl 12-BM in einem Frequenzband zwischen 50 GHz und 70 GHz, der erste Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 1-mmv umfasst eine Antennenkonfiguration 1-ant, die so funktioniert, dass sie den Millimeterwellenstrahl 12-BM erzeugt und elektronisch steuert, und die Antennenkonfiguration 1-ant hat eine Antennenöffnung 1-ant-aperture mit einem Durchmesser zwischen 100 Millimeter und 200 Millimeter oder eine gleichwertig bemessene Antennenöffnung, wodurch: (i) die spezifische Winkelbreite 12-BM-ang in Verbindung mit dem Frequenzband im Ergebnis unter vier Grad liegt, (ii) dem ersten Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 1-mmv ermöglicht wird, kompakte Abmessungen beizubehalten, die mit der Antennenöffnung 1-ant-aperture verbunden sind und von dieser vorgegeben werden, und (iii) ermöglicht wird, dass die bestimmte Winkeldifferenz 12-13-diff bis zu vier Grad schmal ist, wodurch ein Beitrag zur zusätzlichen Flexibilität beim Auswählen des ersten, zweiten und dritten Millimeterwellen-Kommunikationsknotens 1-mmv, 2-mmv, 3-mmv aus den mehreren Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 1-mmv, 2-mmv, 3-mmv, 4-mmv, 5-mmv, 6-mmv, unter Beibehaltung der kompakten Abmessungen geleistet wird.
  • In einer Ausführungsform befindet sich der Millimeterwellenstrahl 12-BM in einem Frequenzband zwischen 50 GHz und 70 GHz, der erste Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 1-mmv umfasst eine Antennenkonfiguration 1-ant, die den Millimeterwellenstrahl 12-BM erzeugt und elektronisch steuert, und die Antennenkonfiguration 1-ant hat eine Antennenöffnung 1-ant-aperture mit einem Durchmesser zwischen 60 mm und 100 mm oder eine gleichwertig bemessene Antennenöffnung, wodurch (i) die spezifische Winkelbreite 12-BM-ang in Verbindung mit dem Frequenzband im Ergebnis unter sechs Grad liegt, (ii) dem ersten Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 1-mmv ermöglicht wird, hochkompakte Abmessungen beizubehalten, die mit der Antennenöffnung 1-ant-aperture verbunden sind und von dieser vorgegeben werden, und (iii) ermöglicht wird, dass die bestimmte Winkeldifferenz 12-13-diff bis zu sechs Grad schmal ist, wodurch ein Beitrag zur Flexibilität beim Auswählen des ersten, zweiten und dritten Millimeterwellen-Kommunikationsknotens 1-mmv, 2-mmv, 3-mmv aus den mehreren Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 1-mmv, 2-mmv, 3-mmv, 4-mmv, 5-mmv, 6-mmv unter Beibehaltung der hochkompakten Abmessungen geleistet wird.
  • 5 stellt eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Ermöglichen gleichzeitiger Millimeterwellen-Übertragungen dar. Das Verfahren umfasst: In Schritt 111, Identifizieren, mittels einer Verwaltungskomponente 1-mng, unter mehreren Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 1-mmv, 2-mmv, 3-mmv, 4-mmv, 5-mmv, 6-mmv, die jeweils an mehreren unterschiedlichen Orten 11-SL, 12-SL, 13-SL, 14-SL, 15-SL, 16-SL angeordnet sind, einer ersten Gruppe von mindestens drei Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 1-mmv, 2-mmv, 3-mmv, 4-mmv, so dass bei geometrischer Verbindung der Stellen 11-SL, 12-SL, 13-SL, 14-SL der mindestens drei Millimeterwellen-Kommunikationsknoten mit 1-mmv, 2-mmv, 3-mmv, 4-mmv ein erster nicht-geradliniger Pfad 12-L, 23-L, 34-L gebildet wird. In Schritt 1112, Erzeugen, mittels der Verwaltungskomponente 1-mng, einer ersten Kommunikationsverbindung 1-LK-1+1-LK-2, die mit eine erste Frequenz aufweist, in Verbindung mit der ersten Gruppe, indem jeder der mindestens drei Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 1-mmv, 2-mmv, 3-mmv, 4-mmv angewiesen wird, einen Millimeterwellenstrahl 12-BM, 23-BM elektronisch auf den ersten nicht-geraden Pfad 12-L, 23-L, 34-L zu benachbarten Millimeterwellenkommunikationsknoten zu lenken. In Schritt 1113, Aufrechterhalten eines Zustands, in dem nicht benachbarte Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 1-mmv, 3-mmv auf dem ersten nicht-geraden Pfad, obwohl in derselben ersten Frequenz gearbeitet wird, sich deshalb nicht stören, weil der erste nicht-gerade Pfad „nicht-gerade“ ist. Es wird angemerkt, dass der Begriff „benachbarte Millimeterwellen-Kommunikationsknoten“ Knoten bedeutet, die im Zusammenhang mit dem Durchlaufen des nicht-geraden Pfads 12-L, 23-L, 34-L Nachbarn sind. Wenn zum Beispiel der erste nicht-gerade Pfad 12-L, 23-L, 34-L von rechts nach links durchlaufen wird, trifft man zuerst auf Knoten 1-mmv, dann auf Knoten 2-mmv, dann auf Knoten 3-mmv, und schließlich wird Knoten 4-mmv angetroffen, was bedeutet: Knoten 1-mmv liegt neben Knoten 2-mmv, Knoten 2-mmv grenzt an beide Knoten 1-mmv und Knoten 3-mmv, Knoten 3-mmv grenzt an beide Knoten 2-mmv und Knoten 4-mmv, und Knoten 4-mmv liegt neben Knoten 3-mmv. Es wird angemerkt, dass der Begriff „nicht benachbarte Millimeterwellen-Kommunikationsknoten“ Knoten bedeutet, die in Zusammenhang mit dem Durchlaufen des nicht-geraden Pfads 12-L, 23-L, 34-L keine Nachbarn sind. Beispielsweise ist im Zusammenhang mit dem nicht-geraden Pfad 12-L, 23-L, 34-L der Knoten 1-mmv nicht zu den Knoten 3-mmv und 4-mmv benachbart, der Knoten 2-mmv ist nicht zu dem Knoten 4-mmv benachbart, der Knoten 3-mmv grenzt nicht an Knoten 1-mmv an, und der Knoten 4-mmv grenzt nicht an die Knoten 1-mmv und 2-mmv an. Die Feststellung, dass zwei Knoten „benachbart“ sind, impliziert nicht notwendigerweise einen bestimmten Abstand zwischen den beiden, und es ist sehr gut möglich, dass ein Abstand zwischen benachbarten Knoten größer ist als ein Abstand zwischen nicht benachbarten Knoten, was üblicherweise der Fall sein kann, wenn der nicht-gerade Pfad 12-L, 23-L, 34-L durch steile Winkel gekennzeichnet ist.
  • In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren zum Ermöglichen gleichzeitiger Millimeterwellen-Übertragungen ferner: Betreiben einer zweiten Gruppe von Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 1-mmv, 5-mmv, 6-mmv unter Verwendung einer zweiten Frequenz, so dass die erste Kommunikationsverbindung 1-LK-1+1- LK-2 nicht mit den Millimeterwellen-Kommunikationsknoten der zweiten Gruppe interferiert.
  • In einer Ausführungsform umfasst das Betreiben der zweiten Gruppe von Millimeterwellen-Kommunikationsknoten:
  • Identifizieren, mittels der Verwaltungskomponente 1-mng, unter mehreren Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 1-mmv, 2-mmv, 3-mmv, 4-mmv, 5-mmv, 6-mmv der zweiten Gruppe von drei Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 1-mmv, 5-mmv, 6-mmv, derart, dass bei geometrischer Verbindung die Stellen 11-SL, 15-SL, 16-SL der mindestens drei Millimeterwellen-Kommunikationsknoten der zweiten Gruppe ein zweiter nicht-gerader Weg 15-L, 56-L gebildet wird; und
  • Erstellen, mittels der Verwaltungskomponente 1-mng, einer zweiten Kommunikationsverbindung 2-LK-1+2-LK-2 mit einer zweiten Frequenz in Verbindung mit der zweiten Gruppe durch Anweisen jedes der mindestens drei Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 1-mmv, 5-mmv, 6-mmv der zweiten Gruppe, einen Millimeterwellenstrahl 15-BM, 56-BM elektronisch auf benachbarte Millimeterwellen-Kommunikationsknoten auf dem zweiten nicht-geraden Pfad 1-L, 56-L derart zu lenken, dass sich nicht benachbarte Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 1-mmv, 6-mmv auf dem zweiten nicht-geraden Pfad nicht gegenseitig stören, obwohl sie in derselben zweiten Frequenz arbeiten.
  • In einer Ausführungsform wird die Identifikation durch Analysieren der relativen Winkelstellungen 12-ang, 13-ang zwischen verschiedenen Paaren von Orten unter den mehreren verschiedenen Orten 11-SL, 12-SL, 13-SL, 14-SL, 15-SL, 16-SL erreicht, wodurch die Schlussfolgerung gezogen wird, dass, wenn die Positionen der mindestens drei Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 1-mmv, 2-mmv, 3-mmv, 4-mmv geometrisch miteinander verbunden werden, ein erster nicht-gerader Pfad 12-L 23-L, 34-L gebildet wird.
  • In einer Ausführungsform werden die mehreren verschiedenen Orte 11-SL, 12-SL, 13-SL, 14-SL, 15-SL, 16-SL durch eine Prozedur bestimmt, in der jeder der Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 1-mmv, 2-mmv, 3-mmv, 4-mmv, 5-mmv, 6-mmv der Verwaltungskomponente 1-mng die jeweils andere Position meldet.
  • In einer Ausführungsform werden die mehreren verschiedenen Orte 11-SL, 12-SL, 13-SL, 14-SL, 15-SL, 16-SL jeweils in den mehreren Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 1-mmv, 2-mmv, 3-mmv, 4-mmv, 5-mmv, 6-mmv unter Verwendung jeweils mehrerer globaler Satellitensystem-Satellitenempfänger (GNSS) 1-GNSS gemessen.
  • In einer Ausführungsform wird die Identifizierung erreicht, indem in der Verwaltungskomponente 1-mng eine Richtungsabtastprozedur in Verbindung mit den mehreren Millimeterwellen-Kommunikationsknoten ausgeführt wird, in der die Richtabtastprozedur umfasst:
  • Auswählen, unter mehreren Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 1-mmv, 2-mmv, 3-mmv, 4-mmv, 5-mmv, 6-mmv, einer möglichen Gruppe von mindestens drei Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 1-mmv, 2-mmv, 3-mmv, 4-mmv;
  • Anweisen des ersten 1-mmv der drei ausgewählten Millimeterwellen-Kommunikationsknoten, einen Test-Millimeterwellenstrahl 12-BM elektronisch auf einen zweiten 2-mmv der drei Millimeterwellen-Kommunikationsknoten zu richten, die ausgewählt sind; und
  • Anweisen des dritten 3-mnv der drei ausgewählten Millimeterwellen-Kommunikationsknoten, es zu versuchen und den Test-Millimeterwellenstrahl 12-BM zu empfangen, wobei ein Fehler beim Empfang des Test-Millimeterwellenstrahls ein Hinweis darauf ist, dass, wenn die Positionen der mindestens drei ausgewählten Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 1-mmv, 2-mmv, 3-mmv, 4-mmv geometrisch miteinander verbunden werden, ein nicht-gerader Pfad 12-L, 23-L, 34-L gebildet wird, woraus geschlossen wird, dass die potentielle Gruppe von mindestens drei Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 1-mmv, 2-mmv, 3-mmv, 4-mmv die erste Gruppe werden soll.
  • In einer Ausführungsform interferieren die nicht benachbarten Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 1-mmv, 3-mmv in dem ersten nicht-geraden Pfad 12-L, 23-L, 34-L nicht miteinander, weil der Millimeterwellenstrahl 12-BM eine spezifische Winkelbreite 12-BM-ang aufweist, die ausreichend schmal ist, um eine Übertragung (z. B. 1-LK-1) zu bewirken, die von einem der Millimeterwellen-Kommunikationsknoten (z. B. 1-mnv) erzeugt wird und auf einen beliebigen benachbarten Millimeterwellen-Kommunikationsknoten (z. B. 2-mmv) gerichtet wird, um alle nicht benachbarten Millimeterwellen-Kommunikationsknoten (z. B. 3-mmv) zu verfehlen.
  • In einer Ausführungsform ist die spezifische Winkelbreite 12-BM-ang kleiner als eine Winkeldifferenz 12-13-diff zwischen (i) einer Linie 12-L, die den Ort 11-SL eines ersten 1-mmv der Millimeterwellen-Kommunikationsknoten verbindet zu einem Ort 12-SL eines benachbarten Millimeterwellen-Kommunikationsknotens 2-mmv und (ii) einer weiteren Leitung 13-L, die den Ort 11-SL dieses ersten Millimeterwellen-Kommunikationsknotens 1-mmv mit dem Ort 13-SL eines nicht benachbarten Millimeterwellen-Kommunikationsknotens 3-mmv verbindet, und daher ist die spezifische Winkelbreite 12-BM-ang ausreichend schmal.
  • 6A veranschaulicht eine Ausführungsform eines Netzwerks von Millimeterwellen-Kommunikationsknoten, die derzeit gemäß einer ersten Netzwerktopologie angeordnet sind. Das Netzwerk 9-net von Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 1-mmv, 2-mmv, 3-mmv, 5-mmv, 6-mmv kann auf viele Arten verbunden sein, um viele Netzwerktopologien zu bilden. Eine solche Möglichkeit, das Netzwerk zu verbinden, wird hier beschrieben. Jeder der Knoten wird während der Bildung des Netzwerks mit mindestens einem der anderen Knoten verbunden: Der Millimeterwellenknoten 6-mmv steuert einen Millimeterwellenstrahl 65-BM elektronisch in Richtung des Millimeterwellenknotens 5-mmv, und dann wird zwischen den Knoten 6-mmv, 5-mmv über den Strahl 65-BM eine Kommunikationsverbindung 65-LNK eingerichtet, durch die Daten zwischen den Knoten transportiert werden. Der Millimeterwellenknoten 3-mmv lenkt einen Millimeterwellenstrahl 35-BM elektronisch in Richtung des Millimeterwellenknotens 5-mmv, und dann wird über den Strahl 35-BM zwischen den Knoten 3 mmv, 5 mmv eine Kommunikationsverbindung 35-LNK hergestellt, durch die Daten zwischen den Knoten transportiert werden. Der Millimeterwellenknoten 5 mmv lenkt elektronisch einen Millimeterwellenstrahl 51-BM in Richtung Millimeterwellenknoten 1-mmv, und dann wird über den Strahl BM-51 eine Kommunikationsverbindung 51-LNK zwischen den Knoten 5-mmv, 1-mmv hergestellt, durch die Daten zwischen den Knoten transportiert werden. Der Millimeterwellenknoten 2-mmv lenkt einen Millimeterwellenstrahl 21-BM elektronisch in Richtung des Millimeterwellenknotens 1-mmv, und dann wird über den Strahl 21-BM zwischen den Knoten 2-mmv, 1-mmv eine Kommunikationsverbindung 21-LNK hergestellt, durch die Daten zwischen den Knoten transportiert werden.
  • Nachdem das Netzwerk 9-net wie beschrieben eingerichtet ist, können nun Daten entlang der Kommunikationsverbindungen fließen. Die Daten können im Knoten 6-mmv erzeugt werden, über die Verbindung 65-LNK mittels des Strahls 6-BM an den Knoten 5-mmv gesendet und dann vom Knoten 5-mmv über die Verbindung 51-LNK mittels des Strahls 51-BM an den Knoten 1-mmv gesendet werden. Die Daten können im Knoten 3-mmv erzeugt werden, über die Verbindung 35-LNK mittels des Strahls 35-BM zum Knoten 5-mmv gesendet und dann vom Knoten 5-mmv über die Verbindung 51-LNK mittels des Strahls 51-BM zum Knoten 1-mmv gesendet werden. Daten können auch im Knoten 2-mmv erzeugt und über die Verbindung 21-LNK mittels des Strahls 21-BM an den Knoten 1-mmv gesendet werden. Daten können auch vom Knoten 1-mmv zu den anderen Knoten fließen, und dies erfordert einen umgekehrten Satz von Strahlen, die hier nicht dargestellt sind, d.h. einen Strahl, der elektronisch vom Knoten 1-mmv zum Knoten 5-mmv gelenkt wird, und Strahlen, die vom Knoten 5-mmv elektronisch zu Knoten 3-mmv und 6-mmv gelenkt werden.
  • Das elektronische Lenken jedes der Millimeterwellenstrahlen kann unter Verwendung verschiedener Techniken wie Strahlumschaltung und mittels phasengesteuerter Arrays erreicht werden, die alle in Millimeterwellenfrequenzen zwischen 30 GHz und 300 GHz angewendet werden können. Es ist anzumerken, dass aufgrund der hohen Frequenzen, die mit Millimeterwellen verbunden sind, schmale Strahlen verwendet werden müssen, um eine nützliche Kommunikation zwischen den Knoten 1-mmv, 2-mmv, 3-mmv, 5-mmv, 6-mmv zu erleichtern, damit das Ausrichten der verschiedenen Strahlen auf den korrekten Ort der Zielknoten irgendwie erfolgen muss. Das Ausrichten der Strahlen könnte mechanisch durch manuelles Drehen einer Richtantenne in die richtige Richtung erfolgen, was jedoch mit den verschiedenen Ausführungsformen nicht kompatibel ist, die als nächstes beschrieben werden, weil zumindest eine schnelle und synchrone Strahlsteuerung von den verschiedenen Millimeterwellen-Knoten erforderlich ist, und eine solche schnelle und synchrone Strahlsteuerung kann nur durch elektronisches Steuern der Strahlen erreicht werden.
  • 6B zeigt eine Ausführungsform der ersten Netztopologie 9-top-1, gemäß der das Netzwerk 9-net angeordnet ist. Graphenknoten 1-node, 2-node, 3-node, 5-node, 6-node entsprechen jeweils Millimeterwellenknoten 1-mmv, 2-mmv, 3-mmv, 5-mmv, 6-mmv und Graphenkanten 35-edge, 65-edge, 51-edge, 21-edge entsprechen jeweils Millimeterwellenverbindungen 35-LNK, 65-LNK, 51-LNK, 21-LNK.
  • 6C veranschaulicht eine Ausführungsform einer zweiten Netztopologie 9-top-2, gemäß der das Netzwerk 9-net angeordnet werden könnte, wenn die erste Netzwerktopologie 9-top-1 den Datenfluss zwischen den Knoten nicht mehr unterstützen kann. Gemäß der zweiten Netzwerktopologie 9-top-2 erscheinen dieselben Graphenknoten 1-node, 2-node, 3-node, 5-node, 6-node immer noch und entsprechen immer noch denselben Millimeterwellenknoten 1-mmv, 2-mmv, 3-mmv, 5-mmv, 6-mmv, aber die Konnektivität der Knoten unterscheidet sich jetzt: 5-node ist jetzt über 52-edge mit 2-node verbunden, 6-node ist jetzt über 62-edge mit 2-node verbunden, 3-node ist jetzt über 32-edge mit 2-node verbunden, und 2-node ist jetzt über 21-edge mit 1-node verbunden. Beim Vergleich der zweiten Netzwerktopologie 9-top-2 mit der ersten Netztopologie 9-top-1 wird angemerkt, dass 5-node nicht mehr direkt mit 1-node verbunden ist, und es ist jetzt nur noch 2-node direkt mit 1-node verbunden, so dass 5-node sich mit 2-node verbinden müsste, um 1-node zu erreichen. Es wird auch angemerkt, dass, obwohl 6-node und 3-node mit 5-node hätte verbunden bleiben können und dann über 2-node 1-node hätte erreichen können, sie jetzt stattdessen direkt mit 2-node verbunden sind, möglicherweise weil es kürzer ist, 1-node über 2-node direkt zu erreichen (zwei Sprünge) als 1-node über 5-node und 2-node zu erreichen(drei sprünge). Der Grund für das Umschalten zwischen der ersten Netzwerktopologie 9-top-1 und der zweiten Netzwerktopologie 9-top-2 kann mit einer Art oder einem Problem zusammenhängen, das den ordnungsgemäßen Betrieb der Verbindung 1-LNK verhindert, was eine andere, aber dennoch effiziente Konnektivität der Knoten ohne die Verbindung 1-LNK benötigt (entsprechend der Eliminierung der Graphenkante 51-edge).
  • 6D veranschaulicht eine Ausführungsform des Netzwerks 9-net von Millimeterwellen-Kommunikationsknoten, die nun gemäß der zweiten Netzwerktopologie 9-top-2 angeordnet sind. Der Millimeterwellenknoten 3-mmv, der die neue Graphenkante 32-edge realisiert, lenkt einen Millimeterwellenstrahl 32-BM elektronisch in Richtung des Millimeterwellenknotens 2-mmv, und dann wird mittels des Strahls 32-BM eine Kommunikationsverbindung 32-LNK zwischen den Millimeterwellenknoten 3-mmv, 2-mmv hergestellt. Der Millimeterwellenknoten 6-mmv, der zur Realisierung der neuen Kante 62 der Graphenkante dient, lenkt einen Millimeterwellenstrahl 62-BM elektronisch in Richtung des Millimeterwellenknotens 2-mmv, und dann wird mittels des Strahls 62-BM eine Kommunikationsverbindung 62-LNK zwischen den Knoten 6-mmv, 2-mmv hergestellt. Ein Millimeterwellenknoten 5-mmv, der zur Realisierung der neuen Kante der Graphenkante 52 dient, lenkt einen Millimeterwellenstrahl 52-BM elektronisch in Richtung des Millimeterwellenknotens 2-mmv, und dann wird mittels des Strahls 52-BM eine Kommunikationsverbindung 52-LNK zwischen den Knoten 5-mmv, 2-mmv hergestellt. Der Millimeterwellenknoten 2-mmv muss die Verbindung 21-LNK und den Strahl 21-BM nicht ändern, da die Graphenkante 21-edge den beiden Netzwerktopologien 9-top-1 und 9-top-2 gemeinsam ist. Der Übergang zwischen der Netzwerktopologie 9-top-1 und der Netzwerktopologie 9-top-2, wie oben beschrieben, der viele Aktionen umfasst, einschließlich der elektronischen Steuerung vieler Millimeterwellenstrahlen, wird während eines ausreichend kurzen Zeitraums durchgeführt, um die laufende Kommunikation nicht beeinträchtigen. Eine solche kurze Zeitdauer kann so gestaltet werden, dass sie kürzer ist als die Zeit, die benötigt wird, um ein einzelnes Datenpaket über eine der Verbindungen zu transportieren, oder sie kann so ausgelegt werden, dass sie kürzer ist als die durchschnittliche Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Datenpaketen, oder sie kann so konzipiert sein, dass sie kürzer ist als die Zeit, die eine TCP-Sitzung (Transmission Control Protocol) benötigt, um abzubrechen. In den meisten Fällen kann die kurze Zeitdauer bis zu 100 Millisekunden betragen, ohne dass sie Echtzeitprotokolle wie Voice Over IP (VoIP) beeinträchtigt, und sie könnte manchmal bis zu einer Sekunde dauern, falls keine harte Echtzeitanforderung benötigt wird. Es ist auf jeden Fall klar, dass der einzige Weg, wie kurze Zeitspannen erreicht werden können, darin besteht, alle oben genannten Aktionen zu synchronisieren und schnell ansprechende, elektronisch gesteuerte Millimeterwellenstrahlen zu verwenden.
  • 6E zeigt eine Ausführungsform einer Verwaltungskomponente 9-MNG, die mit dem Netzwerk 9-net von Millimeterwellen-Kommunikationsknoten verbunden ist. Die Verwaltungskomponente 9-MNG kann mehrere Funktionen erfüllen, darunter die Identifizierung eines Bedarfs zum Umschalten zwischen zwei Netzwerktopologien, die Bestimmung einer neuen Netzwerktopologie, die ein gegebenes Problem lösen könnte, und die Steuerung von Millimeterwellen-Kommunikationsknoten in dem Netzwerk 9-net. Die Verwaltungskomponente 9-MNG steht in kommunikativem Kontakt mit den Millimeterwellen-Kommunikationsknoten im Netzwerk 9-net, möglicherweise über das Netzwerk selbst, und ist in der Lage, Telemetrie von den verschiedenen Knoten in Bezug auf verschiedene Parameter zu empfangen, die sich auf die Kommunikationsverbindungen und die Millimeterwellenstrahlen beziehen. Ferner kann die Verwaltungskomponente 9-MNG entscheiden, als Ergebnis der empfangenen Telemetrie zwischen zwei Netzwerktopologien zu wechseln, und auf der Grundlage dieser Entscheidung die verschiedenen Knoten vor und während des Umschaltvorgangs anzuweisen und zu synchronisieren.
  • 6F stellt eine Ausführungsform des Netzwerks 9-net von Millimeterwellen-Kommunikationsknoten dar, bei dem ein neuer Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 4-mmv hinzugefügt wurde. Wenn ein neuer Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 4-mmv zur Aufnahme in dem ursprünglichen Netzwerk 9-net von 6A zur Verfügung gestellt wird, muss eine Entscheidung, möglicherweise durch die Verwaltungskomponente 9-MNG, hinsichtlich der neuen Topologie getroffen werden, die eine solche Einbeziehung ermöglicht. In dem obigen Beispiel des Hinzufügens des Knotens 4-mmv wird für die neue Netztopologie die in 6G dargestellte Netztopologie 9-top-3 ausgewählt, in der 9-top-3 9-top-1 ersetzt, und in der der neue Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 4-mmv, der dem Graphenknoten 4-node in 9-top-3 entspricht, zwischen 1-node und 2-node (entsprechend 1-mmv bzw. 2-mmv) eingefügt ist. Nach der Auswahl der Netztopologie 9-top-3 findet in Verbindung mit einem synchronisierten und schnellen Übergang zwischen der Netztopologie 9-top-1 und der Netztopologie 9-top-3 der folgende Prozess statt: 1-mmv wird angewiesen, 21-LNK zu lösen, den jeweiligen Millimeterwellenstrahl 21-BM elektronisch von 1-mmv in Richtung 4-mmv lenken (wodurch er zu 24-BM wird), und eine neue Millimeterwellenverbindung 24-LNK mit 4-mmv einzuschalten; 1-mmv wird angewiesen, 21-LNK zu lösen, den jeweiligen Millimeterwellenstrahl (nicht gezeigt) elektronisch von 2-mmv zu 4-mmv zu lenken (wodurch er 14-BM wird), und eine neue Millimeterwellenverbindung 14-LNK mit 4-mmv einzuschalten. Der Knoten 4-mmv kann auch angewiesen werden, Millimeterwellenstrahlen (nicht gezeigt) elektronisch auf 2-mmv und 1-mmv zu lenken. Der Übergang zwischen der Netzwerktopologie 9-top-1 und der Netzwerktopologie 9-top-3, wie oben beschrieben, der viele Aktionen beinhaltet, einschließlich der elektronischen Steuerung vieler Millimeterwellenstrahlen, wird gemäß einigen Ausführungsformen während einer ausreichend kurzen Zeitspanne durchgeführt, um die laufende Kommunikation nicht negativ zu beeinflussen.
  • 6G zeigt eine Ausführungsform einer Netztopologie 9-top-3, die dem Netzwerk 9-net von Millimeterwellen-Kommunikationsknoten entspricht, das jetzt den neu hinzugefügten Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 4-mmv enthält. Graphenknoten 1-node, 2-node, 3-node, 4-node, 5-node, 6-node entsprechen jeweils Millimeterwellenknoten 1-mmv, 2-mmv, 3-mmv, 4-mmv, 5-mmv 6-mmv und Graphenkanten 35-edge, 65-edge, 51-edge, 24-edge und 14-edge entsprechen jeweils Millimeterwellenverbindungen 35-LNK, 65-LNK, 51-LNK, 24-LNK, 14-LNK.
  • 6H veranschaulicht eine Ausführungsform eines Millimeterwellen-Kommunikationsknotens. Der Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 1-mmv ist als Beispiel dargestellt, dieses Beispiel kann jedoch auf alle Knoten des Netzwerks 9-net ausgedehnt werden. Der Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 1-mmv umfasst eine Antennenkonfiguration 1-ant, bei der die Antennenkonfiguration eine beliebige Kombination eines beliebigen Typs von Antenne(n) und verwandten Schaltungen ist, die die elektronische Steuerung von Millimeterwellenstrahlen erleichtern. Zum Beispiel kann die Antennenkonfiguration 1-ant ein phasengesteuertes Array-Subsystem sein, das eine Matrix aus vielen Weitwinkel-Millimeterwellenantennen enthält, die durch einen Phasenverschiebungsmechanismus gesteuert werden, der einen Millimeterwellenstrahl elektronisch steuert, indem Phasendifferenzen zwischen verschiedenen Signalen gesteuert werden, die der Matrix von Weitwinkelantennen oder von Antennen zu zugeführt werden, oder 1-ant kann möglicherweise ein Strahlumschalt-Untersystem sein, das viele gerichtete Millimeterwellenantennenenthält, die in viele verschiedene Richtungen ausgerichtet sind, und eine verwandte Schaltung, die so funktioniert, dass sie jederzeit eine oder mehrere der gerichteten Millimeterwellen aktiviert, oder 1-ant kann sogar ein Millimeterwellen-Linsenuntersystem sein, das viele Millimeterwellen-Strahlungsquellen umfasst, die an verschiedenen Orten in einer Brennebene der Millimeterwellenlinse angeordnet sind und die so funktionieren, dass sie elektronisch entsprechend einer gewünschten Richtung des Strahls geschaltet werden können. Der Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 1-mmv enthält ferner einen Datensatz 1-REC, der dazu dient, Informationen zu speichern, die von der Antennenkonfiguration 1-ant benötigt wird, um einen Millimeterwellenstrahl elektronisch auf einen bestimmten Satz von Richtungen zu lenken. Zum Beispiel kann der Datensatz 1-REC mehrere Sätze von Phasendifferenzen speichern, in denen jeder der Sätze von Phasendifferenzen so funktioniert, dass bewirk wird, dass ein Phased-Array-Subsystem (1-ant) einen Millimeterwellenstrahl in eine bestimmte Richtung überträgt, die die Richtung eines der benachbarten Millimeterwellen-Kommunikationsknoten sein kann. Der Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 1-mmv kann den Datensatz 1-REC auf verschiedene Arten aufbauen. Eine der Möglichkeiten zum Erstellen des Datensatzes 1-REC kann darin bestehen, einen Test-Millimeterwellenstrahl 1-T-BM elektronisch in verschiedene Richtungen zu lenken, bis ein bestimmter benachbarter Knoten erreicht ist, in dem die Parameter, die zum Zeitpunkt des Erreichens des bestimmten Nachbarknoten, dem Teststrahl zugeordnet sind, zur späteren Verwendung in dem Datensatz 1-REC aufgezeichnet werden, wobei gemäß einigen Ausführungsformen die zukünftige Verwendung einer zukünftigen Anweisung zugeordnet werden kann, einen Strahl in Verbindung mit einem Umschalten zwischen zwei Netzwerktopologien in Richtung dieses bestimmten Nachbarknotens zu lenken. Eine andere Möglichkeit zum Aufbau des Datensatzes 1-REC kann die Verwendung eines globalen Navigationssatellitensystems (GNSS) sein, beispielsweise eines globalen Positionsbestimmungssystems (GPS), bei dem ein GNSS-Empfänger 1- -GNSS auf jedem der Knoten die Position des Knotens bestimmt, so dass relative Richtungen zwischen allen Knotenpaaren festgelegt werden können, und sodann verwendet werden können, um die Parameter zu berechnen, die von Datensätzen wie 1-REC benötigt werden, anstatt sie zu testen und zu finden.
  • Eine Ausführungsform ist ein System, das ein Netzwerk von Millimeterwellen-Kommunikationsknoten als Reaktion auf eine sich ändernde Bedingung anpassen kann. Das System umfasst: (i) mehrere Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 1-mmv, 2-mmv, 3-mmv, 5-mmv, 6-mmv, die sich jeweils an mehreren verschiedenen Orten befinden, und (ii) mehrere Millimeterwellenverbindungen 35-LNK, 65-LNK, 51-LNK, 21-LNK, bei denen jede der Millimeterwellenverbindungen bestimmte zwei mehreren Millimeterwellen-Kommunikationsknoten kommunikativ verbindet (z. B. 35-LNK verbindet 3-mmv und 5-mmv, 65-LNK verbindet 6-mmv und 5-mmv, 51-LNK verbindet 5-mmv und 1-mmv und 21-LNK verbindet 2-mmv und 1-mmv), wodurch ein Kommunikationsnetz 9-net mit einer bestimmten aktuellen Netzwerktopologie 9-top-1 gebildet wird, in dem jede der Millimeterwellenverbindungen durch mindestens einen der Millimeterwellenkommunikationsknoten gebildet wird, die einen Millimeterwellenstrahl elektronisch auf einen anderen der Millimeterwellen-Kommunikationsknoten lenken (z.B. der Millimeterwellenstrahl 65-BM wird von 6-mmv in Richtung 5-mmv gelenkt, wodurch 65-LNK gebildet wird, der Millimeterwellenstrahl 35-BM wird von 3-mmv in Richtung 5-mmv gelenkt, wodurch 35-LNK gebildet wird, der Millimeterwellenstrahl 51-BM wird von 5-mmv in Richtung 1-mmv gelenkt, wodurch 51-LNK gebildet wird, und der Millimeterwellenstrahl 21-BM wird von 2-mmv in Richtung 1-mmv gelenkt, wodurch 21-LNK gebildet wird).
  • In einer Ausführungsform ist das System konfiguriert zum: (i) Erkennen einer Änderung eines Zustandes, der dem Kommunikationsnetzwerk 9-net zugeordnet ist, in dem die Änderung einen Übergang von der bestimmten aktuellen Netztopologie 9-top-1 zu einer neuen Netzwerktopologie 9-top-2 erfordert, (ii) Auswählen der neuen Netzwerktopologie 9-top-2, und (iii) Durchführen des Übergangs, indem jeder von mindestens zwei der Millimeterwellen-Kommunikationsknoten angewiesen wird (z. B. 5-mmv, 6-mmv, 3-mmv): die jeweilige Millimeterwellenverbindung zu lösen, den jeweiligen Millimeterwellenstrahl elektronisch von der gegenwärtigen Ausrichtung weg und hin zu einem der speziell bestimmten Millimeterwellen-Kommunikationsknoten zu lenken, und damit eine neue Millimeterwellenverbindung aufzubauen. Als eine Folge eines Problems mit der Millimeterwellenverbindung 51-LNK wird zum Beispiel in Verbindung mit einem Übergang von 9-top-1 zu 9-top-2 folgendes ausgeführt: (i) 5-mmv wird angewiesen: 51-LNK zu lösen, den jeweiligen Millimeterwellenstrahl 51-BM elektronisch von 1-mmv nach 2-mmv auszurichten (wodurch er 52-BM wird), und eine neue Millimeterwellenverbindung 52-LNK mit 2-mmv aufzubauen, (ii) 6-mmv wird angewiesen, 65-LNK zu unterbrechen, den jeweiligen Millimeterwellenstrahl 65-BM elektronisch von 5-mmv in Richtung 2-mmv zu lenken (wodurch 62-BM entsteht) und eine neue Millimeterwellenverbindung 62-LNK mit 2-mmv einzurichten, und (iii) 3-mmv wird angewiesen, 35-LNK zu lösen, den jeweiligen Millimeterwellenstrahl 35-BM elektronisch von 5-mmv in Richtung 2-mmv zu lenken (wodurch er zu 32-BM wird), und eine neue Millimeterwellenverbindung 32-LNK mit 2-mmV einschalten.
  • In einer Ausführungsform umfasst das System ferner eine Verwaltungskomponente 9-MNG, die dazu dient, (i) basierend auf der neuen Netzwerktopologie 9-top-2 zu bestimmen, welcher der mehreren Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 1-mmv, 2-mmv, 3-mmv, 5-mmv, 6-mmv die mindestens zwei der Millimeterwellen-Kommunikationsknoten sind (z. B. 5-mmv, 6-mmv, 3-mmv), die an dem Übergang beteiligt sind, und (ii) den Befehl an jeden von mindestens zwei der bestimmten Millimeterwellen-Kommunikationsknoten auszugeben.
  • In einer Ausführungsform funktioniert die Verwaltungskomponente 9-MNG ferner derart, dass bestimmt wird, welche spezifischen zwei der mehreren Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 1-mmv, 2-mmv, 3-mmv, 5-mmv, 6-mmv eine bestimmte der Millimeterwellenverbindungen 35-LNK, 65-LNK, 51-LNK, 21-LNK bilden, wodurch die bestimmte aktuelle Netzwerktopologie 9-top-1 vor dem Übergang hergestellt wird.
  • In einer Ausführungsform ist die Erkennung einer Änderung in einem mit dem Kommunikationsnetzwerk verbundenen Zustand eine Erkennung eines Kommunikationsproblems, das mit mindestens einer der Millimeterwellenverbindungen in der bestimmten aktuellen Netzwerktopologie verbunden ist (z. B. ein Problem, das mit der Millimeterwellenverbindung 51-LNK in 9-top-1 verbunden ist), bei der die neue Netztopologie 9-top-2 nicht die mindestens eine Millimeterwellenverbindung (z. B. Verbindung 51-LNK) mit dem Kommunikationsproblem enthält.
  • In einer Ausführungsform umfasst das Kommunikationsproblem mindestens eines von: (i) Herunterfahren der Millimeterwellenverbindung (z. B. Verbindung 51-LNK), wobei das Herunterfahren mit einer Wetterbedingung wie beispielsweise einem ram verbunden ist, (ii) Herunterfahren der Millimeterwellenverbindung, wobei das Herunterfahren mit einem physischen Hindernis wie z. B. einem Objekt verbunden ist, das derzeit die Millimeterwellenverbindung blockiert, (iii) einer Fehlfunktion in einem der Millimeterwellenkommunikationsknoten, der der Millimeterwellenverbindung zugeordnet ist (z. B. eine Fehlfunktion bei 5-mmv, der der Verbindung 51-LNK zugeordnet ist) und (iv) eine elektromagnetische Interferenz, die auf die Millimeterwellenverbindung wirkt.
  • In einer Ausführungsform ist die Erkennung einer Änderung im Zustand, der mit dem Kommunikationsnetzwerk verbunden ist, eine Erkennung eines Kommunikationsleistungsproblems, das der bestimmten aktuellen Netzwerktopologie 9-top-1 zugeordnet ist, wobei die neue Netzwerktopologie 9-top-2 das Kommunikationsleistungsproblem zumindest teilweise löst.
  • In einer Ausführungsform umfasst das Kommunikationsleistungsproblem mindestens eines von: (i) einem Latenzproblem, das zusammenhängt mit dem Transport von Datensätzen über die bestimmte aktuelle Netzwerktopologie 9-top-1 oder zwischen deren Millimeterwellen-Kommunikationsknoten, (ii) einem Durchsatzproblem im Zusammenhang mit dem Transport von Datensätzen über die bestimmte aktuelle Netztopologie 9-top-1 oder unter deren Millimeterwellen-Kommunikationsknoten, und (iii) ein Paketverlustproblem, das zusammenhängt mit dem Transport von Datensätzen über die bestimmte aktuelle Netzwerktopologie 9-top-1 oder unter deren Millimeterwellen-Kommunikationsknoten.
  • In einer Ausführungsform wird der Übergang von der bestimmten aktuellen Netztopologie 9-top-1 zu einer neuen Netztopologie 9-top-2 synchron in Verbindung mit den mindestens zwei Millimeterwellen-Kommunikationsknoten (z. B. 5-mmv, 6-mmv, 3-mmv) durchgeführt.
  • In einer Ausführungsform wird die Synchronizität in Verbindung mit dem Abschluss des Übergangs in weniger als einer bestimmten Zeitspanne erreicht, so dass der Übergang von der bestimmten aktuellen Netztopologie 9-top-1 zu der neuen Netztopologie 9-top-2 in einem Moment stattzufinden scheint.
  • In einer Ausführungsform beträgt die bestimmte Zeitspanne 100 (einhundert) Millisekunden..
  • In einer Ausführungsform ist der bestimmte Zeitraum die Zeit, die benötigt wird, um ein einzelnes Datenpaket über eine der Millimeterwellenverbindungen zu transportieren.
  • In einer Ausführungsform ist der bestimmte Zeitraum die Zeit, die eine TCP-Sitzung (Transmission-Control-Protocol) benötigt, um sich abzubauen.
  • In einer Ausführungsform wird die Synchronität in Verbindung mit jeder dieser Anweisungen erreicht, die im Wesentlichen sofort an den jeweiligen Millimeterwellen-Kommunikationsknoten gesendet werden, so dass alle Anweisungen innerhalb einer bestimmten Zeitspanne gesendet werden.
  • In einer Ausführungsform wird die Synchronität erreicht, indem alle relevanten Millimeterwellen-Kommunikationsknoten (z. B. 5-mmv, 6-mmv, 3-mmv) angewiesen werden, den Übergang zu einer vorbestimmten Zeit zu starten, wobei die Millimeterwellen-Kommunikationsknoten mit einem Global-Navigation-Satelliten-System (GNSS) 1-GNSS wie etwa einem Global Positioning-System (GPS) oder mit einem zeitsynchronisierenden Netzwerkprotokoll wie etwa dem Network Time Protocol (NTP) oder IEEE 1588 Precision Time Protocol (PTP) zeitsynchronisiert werden, oder indem irgendein anderes Mittel verwendet wird, um die Zeit zwischen verschiedenen Knoten zu synchronisieren.
  • In einer Ausführungsform wird das elektronische Lenken jedes der Millimeterwellenstrahlen zu dem jeweiligen der speziell identifizierten Millimeterwellen-Kommunikationsknoten durch Verwenden eines Datensatzes (z. B. 1-REC) erreicht, der so funktioniert, dass die betreffenden Millimeterwellen-Kommunikationsknoten (z. B. 1-mmv) in Bezug auf einen Zustand, eine zugehörige Antennenkonfiguration (z. B. 1-ant) informiert werden, wie es zum Erreichen der Lenkung und zum Bewirken des Millimeterwellenstrahls (z. B. 14-BM) erforderlich ist, um den jeweiligen Millimeterwellen-Kommunikationsknoten zu erreichen, der speziell identifiziert wurde (z. B. 4-mmv).
  • In einer Ausführungsform wird der Zustand, der benötigt wird, um die Steuerung und die Reichweite zu erreichen, unter Verwendung einer räumlichen Analyse der verschiedenen Orte bestimmt, die in Verbindung mit den Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 1-mmv, 2-mmv, 3-mmv, 5-mmv, 6-mmv unter Verwendung eines globalen Navigationssatellitensystems (GNSS) (z. B. 1-GNSS), wie z. B. eines globalen Positionsbestimmungssystems (GPS) gesammelt werden.
  • In einer Ausführungsform wird der Zustand, der zum Erreichen der Lenkung und der Reichweite benötigt wird, unter Verwendung einer Prozedur bestimmt, die vor der Erfassung ausgeführt wird, wobei die Prozedur das Lenken eines Test-Millimeterwellenstrahls 1-T-BM in verschiedene Richtungen umfasst, bis ein benachbarter Millimeterwellen-Kommunikationsknoten erreicht wird.
  • 7 veranschaulicht eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Anpassen eines Netzwerks von Millimeterwellen-Kommunikationsknoten. Die Methode beinhaltet:
  • In Schritt 1121 werden in Verbindung mit mehreren Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 1-mmv, 2-mmv, 3-mmv, 5-mmv, 6-mmv, die sich jeweils an mehreren unterschiedlichen Orten befinden, mehrere Millimeterwellenverbindungen 35-LNK, 65-LNK, 51-LNK, 21-LNK eingerichtet, bei denen jede der Millimeterwellenverbindungen bestimmte zwei mehreren Millimeterwellen-Kommunikationsknoten kommunikativ verbindet (z. B. 35-LNK verbindet 3-mmv und 5-mmv, 65-LNK verbindet 6-mmv und 5-mmv, 51-LNK verbindet 5-mmv und 1-mmv und 21-LNK verbindet 2-mmv und 1-mmv, wodurch ein Kommunikationsnetz 9-net mit einer bestimmten Netzwerktopologie 9-top-1 gebildet wird, in der jede der Millimeterwellenverbindungen von mindestens einem der Millimeterwellen-Kommunikationsknoten gebildet wird, indem ein Millimeterwellenstrahl elektronisch zu einem anderen der Millimeterwellen-Kommunikationknoten gelenkt wird (z. B. der Millimeterwellenstrahl 65-BM wird von 6-mmv in Richtung 5-mmv gelenkt, wodurch 65-LNK gebildet wird, der Millimeterwellenstrahl 35-BM wird von 3-mmv in Richtung 5-mmv gelenkt, wodurch 35-LNK gebildet wird, der Millimeterwellenstrahl 51-BM wird von 5-mmv in Richtung 1-mmv gelenkt, wodurch 51-LNK gebildet wird, und der Millimeterwellenstrahl 21-BM wird von 2-mmv in Richtung 1-mmv gelenkt, wodurch 21-LNK gebildet wird).
  • In Schritt 1122 wird in Verbindung mit dem Kommunikationsnetz eine Reihe synchroner Übergänge zwischen verschiedenen Netzwerktopologien 9-top-1, 9-top-2 durchgeführt, die die bestimmte Netzwerktopologie 9-top-1 umfassen, in denen jeder der synchronen Übergänge das Anweisen von mindestens einigen der Millimeterwellen-Kommunikationsknoten umfasst, die jeweilige Millimeterwellenverbindung zu lösen und stattdessen eine neue Millimeterwellenverbindung aufzubauen. Das Folgende findet beispielsweise in Verbindung mit einem synchronen Übergang von 9-top-1 nach 9-top-2 statt: 5-mmv wird angewiesen, 51-LNK zu lösen, den jeweiligen Millimeterwellenstrahl 51-BM elektronisch weg von 1-mmv und in Richtung 2-mmv zu lenken (wodurch er 52-BM wird), und eine neue Millimeterwellenverbindung 52-LNK mit 2-mmv aufzubauen; 6-mmv wird angewiesen, 65-LNK zu lösen, den jeweiligen Millimeterwellenstrahl 65-BM elektronisch weg von 5-mmv und in Richtung 2-mmv zu lenken (wodurch er zu 62-BM wird), und eine neue Millimeterwellenverbindung 62-LNK mit 2-mmv aufzubauen; und 3-mmv wird angewiesen, 35-LNK zu lösen, den jeweiligen Millimeterwellenstrahl 35-BM elektronisch weg von 5-mmv und in Richtung 2-mmv zu lenken (wodurch er zu 32-BM wird), und eine neue Millimeterwellenverbindung 32-LNK mit 2-mmv einzurichten.
  • In Schritt 1123, Messen der Netzwerkleistung jeder der verschiedenen Netzwerktopologien 9-top-1, 9-top-2.
  • In Schritt 1124, basierend auf den Messungen bestimmte Netzwerktopologien unter den verschiedenen Netzwerktopologien bevorzugen, wodurch das Kommunikationsnetz 9-net angepasst wird, um eine bessere Leistung zu erzielen.
  • In einer Ausführungsform werden mindestens einige der Übergänge in die jeweiligen Netzwerktopologien für eine kurze Zeitspanne durchgeführt, die gerade lang genug ist, um die jeweiligen Messungen durchzuführen, bevor sie in eine andere der Netzwerktopologien hin- und herwechseln.
  • In einer Ausführungsform werden mindestens einige der synchronen Übergänge periodisch ausgeführt, um Datensätze über das Kommunikationsnetz zu transportieren.
  • Eine Ausführungsform ist ein System, das so funktioniert, dass es ein Netzwerk von Millimeterwellen-Kommunikationsknoten als Reaktion auf eine sich ändernde Bedingung anpassen kann. Das System umfasst: (i) mehrere Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 1-mmv, 2-mmv, 3-mmv, 5-mmv, 6-mmv, die sich jeweils an mehreren verschiedenen Orten befinden, (ii) mehrere Millimeterwellenverbindungen 35-LNK, 65-LNK, 51-LNK, 21-LNK, bei denen jede der Millimeterwellenverbindungen bestimmte zwei der mehreren Millimeterwellen-Kommunikationsknoten kommunikativ verbindet (z. B. 35-LNK verbindet 3-mmv und 5-mmv, 65-LNK verbindet 6-mmv und 5-mmv, 51-LNK verbindet 5-mmv und 1-mmv und 21-LNK verbindet 2-mmv und 1-mmv), wodurch ein Kommunikationsnetz 9-net mit einer bestimmten aktuellen Netzwerktopologie 9-top-1 gebildet wird, bei der jede der Millimeterwellenverbindungen durch mindestens einen der Millimeterwellenkommunikationsknoten gebildet wird, die einen Millimeterwellenstrahl elektronisch auf einen anderen der Millimeterwellen-Kommunikationsknoten lenken (z. B. der Millimeterwellenstrahl 65-BM wird von 6-mmv in Richtung 5-mmv gelenkt, wodurch 65-LNK gebildet wird, der Millimeterwellenstrahl 35-BM wird von 3-mmv in Richtung 5-mmv gelenkt, wodurch 35-LNK gebildet wird, der Millimeterwellenstrahl 51-BM wird von 5-mmv in Richtung 1-mmv gelenkt, wodurch 51-LNK gebildet wird, und der Millimeterwellenstrahl 21-BM wird von 2-mmv in Richtung 1-mmv gelenkt, wodurch 21-LNK gebildet wird). Ferner ist das System so konfiguriert, dass es: (i) eine Änderung in einem Zustand erkennt, der mit dem Kommunikationsnetzwerk 9-net verbunden ist, in dem die Änderung einen Übergang von der bestimmten aktuellen Netzwerktopologie 9-top-1 zu einer neuen Netzwerktopologie 9-top-3 erfordert (6G), (ii) die neue Netzwerktopologie 9-top-3 auswählt, und (iii) den Übergang durchführt, indem jeder von mindestens zwei der Millimeterwellen-Kommunikationsknoten (z. B. 1-mmv, 2-mmv) angewiesen wird: die jeweilige Millimeterwellenverbindung zu lösen, den jeweiligen Millimeterwellenstrahl elektronisch weg von dem aktuellen zu einem der speziell identifizierten Millimeterwellen-Kommunikationsknoten zu lenken, und eine neue Millimeterwellenverbindung damit aufzubauen. Als Folge des Hinzufügens eines neuen Knotens 4-mmv (6F) zu dem System passiert beispielsweise in Verbindung mit einem Übergang von 9-top-1 zu 9-top-3 folgendes: 1-mmv wird angewiesen, die 21-LNK zu lösen, den jeweiligen Millimeterwellenstrahl 21-BM elektronisch weg von 1-mmv in Richtung 4-mmv zu lenken (wodurch er zu 24-BM wird), und in eine neue Millimeterwellenverbindung 24-LNK mit 4-mmv einzutreten; 1-mmv wird angewiesen, 21-LNK außer Eingriff zu bringen, den jeweiligen Millimeterwellenstrahl (nicht gezeigt) elektronisch weg von 2-mmv in Richtung 4-mmv zu lenken (wodurch er zu 14-BM wird), und eine neue Millimeterwellenverbindung 14-LNK mit 4 mmv einzurichten.
  • In einer Ausführungsform ist die Erfassung einer Änderung in einem mit dem Kommunikationsnetzwerk verbundenen Zustand eine Erfassung eines Zustands, in dem einer der Millimeterwellen-Kommunikationsknoten (4-mmv, 6F) ein neuer Millimeterwellen-Kommunikationsknoten ist, der gerade dem System zur Verfügung gestellt wurde und der als funktionierender Millimeterwellen-Kommunikationsknoten in das System integriert werden soll, wobei der neue Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 4-mmv der Millimeterwellen-Kommunikationsknoten ist, der speziell identifiziert wurde.
  • In einer Ausführungsform wird die Auswahl der neuen Netzwerktopologie (unter Bezugnahme auf 9-top-3, 6G als die neue Netzwerktopologie zum Ersetzen von 9-top-1) so geschaffen, dass die neue Netztopologie 9-top-3 den neuen Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 4-mmv in sich aufnimmt, wobei der neue Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 4-mmv jetzt über zwei der neuen Millimeterwellen-Verbindungen 24-LNK bzw. 14-LNK mit zwei Millimeterwellen-Kommunikationsknoten 2-mmv, 1-mmv verbunden ist, die zuvor jeweils direkt durch eine Verbindung 21-LNK (6A) verbunden waren, die während des Übergangs außer Eingriff gebracht wurde.
  • In dieser Beschreibung werden zahlreiche spezifische Details dargelegt. Die Ausführungsformen / Fälle der Erfindung können jedoch ohne einige dieser spezifischen Details ausgeführt werden. In anderen Fällen wurden bekannte Hardware, Materialien, Strukturen und Techniken nicht im Detail gezeigt, um das Verständnis dieser Beschreibung nicht zu erschweren. In dieser Beschreibung bedeuten Bezugnahmen auf „eine Ausführungsform“ und „ein Fall“, dass das Merkmal, auf das Bezug genommen wird, in mindestens einer Ausführungsform / einem Fall der Erfindung enthalten sein kann. Darüber hinaus beziehen sich separate Verweise auf „eine Ausführungsform“, „einige Ausführungsformen“, „ein Fall“ oder „einige Fälle“ in dieser Beschreibung nicht notwendigerweise auf dieselbe Ausführungsform / denselben Fall. Die dargestellten Ausführungsformen / Fälle schließen sich nicht gegenseitig aus, sofern nicht anders angegeben und es sei denn, dies ist für den Durchschnittsfachmann ohne weiteres ersichtlich. Somit kann die Erfindung eine Vielzahl von Kombinationen und / oder Integrationen der Merkmale der hier beschriebenen Ausführungsformen / Fälle enthalten. Auch veranschaulichen Flussdiagramme hier nicht einschränkende Ausführungsbeispiele / Fallbeispiele der Verfahren, und Blockdiagramme veranschaulichen nicht einschränkende Ausführungsbeispiele / Fallbeispiele der Vorrichtungen. Einige Operationen in den Flussdiagrammen können unter Bezugnahme auf die Ausführungsformen / Fälle beschrieben werden, die durch die Blockdiagramme veranschaulicht werden. Die Verfahren der Flussdiagramme könnten jedoch durch andere Ausführungsformen / Fälle der Erfindung als die mit Bezug auf die Blockdiagramme erörterten ausgeführt werden, und Ausführungsformen / Fälle, die unter Bezugnahme auf die Blockdiagramme erörtert werden, könnten Operationen ausführen, die sich von den unter Bezugnahme auf die beschriebenen Flussdiagramme unterscheiden. Obwohl die Flussdiagramme serielle Operationen darstellen können, könnten bestimmte Ausführungsformen / Fälle bestimmte Operationen parallel und / oder in unterschiedlicher Reihenfolge von den dargestellten ausführen. Darüber hinaus dient die Verwendung von wiederholten Bezugszeichen und / oder Buchstaben in dem Text und / oder den Zeichnungen der Einfachheit und Klarheit und schreibt an sich keine Beziehung zwischen den verschiedenen erörterten Ausführungsformen / Fällen und / oder Konfigurationen vor. Darüber hinaus werden Verfahren und Mechanismen der Ausführungsformen / Fälle manchmal aus Gründen der Klarheit in Singularform beschrieben. Einige Ausführungsformen / Fälle können jedoch mehrere Iterationen eines Verfahrens oder mehrere Instantiierungen eines Mechanismus enthalten, sofern nicht anders angegeben. Wenn zum Beispiel eine Steuerung oder eine Schnittstelle in einer Ausführungsform / einem Fall offenbart wird, soll der Umfang der Ausführungsform / der Fall auch die Verwendung mehrerer Steuerungen oder Schnittstellen abdecken.
  • Bestimmte Merkmale der Ausführungsformen / Fälle, die der Klarheit halber im Zusammenhang mit separaten Ausführungsformen / Fällen beschrieben worden sein können, können auch in verschiedenen Kombinationen in einer einzigen Ausführungsform / einem bestimmten Fall bereitgestellt werden. Umgekehrt können verschiedene Merkmale der Ausführungsformen / Fälle, die der Kürze halber im Zusammenhang mit einer einzigen Ausführungsform / einem Fall beschrieben worden sind, auch separat oder in irgendeiner geeigneten Unterkombination bereitgestellt werden. Die Ausführungsformen / Fälle sind in ihren Anwendungen nicht auf die Details der Reihenfolge oder Abfolge der Schritte des Betriebs von Verfahren oder auf Details der Implementierung von Vorrichtungen beschränkt, die in der Beschreibung, den Zeichnungen oder den Beispielen festgelegt sind. Außerdem können einzelne Blöcke, die in den Figuren dargestellt sind, funktionaler Natur sein und müssen nicht notwendigerweise diskreten Hardwareelementen entsprechen. Während die hierin offenbarten Verfahren unter Bezugnahme auf bestimmte, in einer bestimmten Reihenfolge ausgeführte Schritte beschrieben und gezeigt wurden, versteht es sich, dass diese Schritte kombiniert, unterteilt oder umgeordnet werden können, um ein äquivalentes Verfahren zu bilden, ohne von den Lehren der Ausführungsformen abzuweichen /Fälle. Dementsprechend ist die Reihenfolge und Gruppierung der Schritte, sofern hierin nicht ausdrücklich angegeben, keine Einschränkung der Ausführungsformen / Fälle. Ausführungsformen / Fälle, die in Verbindung mit spezifischen Beispielen beschrieben werden, sind beispielhaft und nicht einschränkend. Darüber hinaus ist es offensichtlich, dass viele Alternativen, Modifikationen und Variationen für den Fachmann ersichtlich sind. Dementsprechend ist beabsichtigt, alle derartigen Alternativen, Modifikationen und Variationen einzuschließen, die in den Umfang der beigefügten Ansprüche und ihrer Äquivalente fallen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 62417389 [0001]

Claims (22)

  1. System zum Anpassen eines Netzwerks von Millimeterwellen-Kommunikationsknoten als Reaktion auf eine sich ändernde Bedingung, umfassend: mehrere Millimeterwellen-Kommunikationsknoten, die sich jeweils mehreren unterschiedlichen Orten befinden; und mehrere Millimeterwellenverbindungen, bei denen jede der Millimeterwellenverbindungen bestimmte zwei der mehreren Millimeterwellenkommunikationsknoten kommunikativ verbindet, wodurch ein Kommunikationsnetz mit einer bestimmten aktuellen Netzwerktopologie gebildet wird, wobei jede der MillimeterWellenverbindungen gebildet wird, indem wenigstens einer der Millimeterwellen-Kommunikationsknoten einen Millimeterwellenstrahl elektronisch auf einen anderen der Millimeterwellen-Kommunikationsknoten lenkt; wobei das System konfiguriert ist zum: Erkennen einer Änderung in einem mit dem Kommunikationsnetz verbundenen Zustand, worin die Änderung einen Übergang von der bestimmten aktuellen Netzwerktopologie zu einer neuen Netzwerktopologie erfordert; Auswählen der neuen Netzwerktopologie; und Durchführen des Übergangs durch Anweisen jedes der mindestens zwei der Millimeterwellen-Kommunikationsknoten: die jeweilige Millimeterwellen-Verbindung außer Eingriff zu bringen, den jeweiligen Millimeterwellenstrahl elektronisch von der aktuellen Peilung weg zu einem der Millimeterwellen-Kommunikationsknoten zu lenken, der spezifisch identifiziert ist, und mit ihm eine neue Millimeterwellenverbindung herzustellen.
  2. System nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Verwaltungskomponente, die derart funktioniert, dass sie: basierend auf der neuen Netzwerktopologie bestimmt, welche der mehreren Millimeterwellen-Kommunikationsknoten die mindestens zwei der Millimeterwellen-Kommunikationsknoten sind, die an dem Übergang beteiligt sind; und an jeden von mindestens zwei der bestimmten Millimeterwellen-Kommunikationsknoten die Anweisung ausgibt.
  3. System nach Anspruch 2, wobei die Verwaltungskomponente ferner derart funktioniert, dass sie bestimmt, welche spezifischen zwei der mehreren Millimeterwellen-Kommunikationsknoten eine bestimmte der Millimeterwellen-Verbindungen bilden, wodurch die bestimmte aktuelle Netzwerktopologie vor dem Übergang festgelegt wird.
  4. System nach Anspruch 1, wobei die Erkennung eine Erkennung eines Kommunikationsproblems ist, das mindestens einer der Millimeterwellenverbindungen in der bestimmten aktuellen Netzwerktopologie zugeordnet ist, wobei die neue Netzwerktopologie die mindestens eine Millimeterwellenverbindung mit dem Kommunikationsproblem nicht enthält.
  5. System nach Anspruch 4, wobei das Kommunikationsproblem mindestens eines von folgendem umfasst: (i) Ausblenden der Millimeterwellenverbindung, wobei das Ausblenden mit einer Wetterbedingung wie Regen verbunden ist, (ii) Ausblenden der Millimeterwellenverbindung, bei der das Ausblenden mit einem physischen Hindernis verbunden ist, wie z. B. einem Objekt, das derzeit die Millimeterwellenverbindung blockiert, (iii) eine Fehlfunktion in einem der Millimeterwellenkommunikationsknoten, die der Millimeterwellenverbindung zugeordnet sind, und (iv) eine elektromagnetische Interferenz, die die Millimeterwellenverbindung beeinflusst.
  6. System nach Anspruch 1, wobei die Erkennung eine Erkennung eines Kommunikationsleistungsproblems ist, das der bestimmten aktuellen Netzwerktopologie zugeordnet ist, wobei die neue Netzwerktopologie das Kommunikationsleistungsproblem zumindest teilweise löst.
  7. System nach Anspruch 6, wobei das Kommunikationsleistungsproblem mindestens eines der folgenden umfasst: (i) ein Latenzproblem, das mit dem Transport von Datensätzen über die bestimmte aktuelle Netzwerktopologie oder zwischen deren Millimeterwellen-Kommunikationsknoten verbunden ist, (ii) ein Durchsatzproblem mit dem Transport von Datensätzen über die bestimmte aktuelle Netzwerktopologie oder zwischen deren Millimeterwellen-Kommunikationsknoten verbunden ist, und (iii) ein Paketverlustproblem, das mit dem Transport von Datensätzen über die bestimmte aktuelle Netzwerktopologie oder zwischen deren Millimeterwellen-Kommunikationsknoten verbunden ist.
  8. System nach Anspruch 1, wobei die Erfassung eine Erfassung eines Zustands ist, in dem einer der Millimeterwellen-Kommunikationsknoten ein neuer Millimeterwellen-Kommunikationsknoten ist, der dem System gerade zur Verfügung gestellt wurde und der in das System als funktionierender Millimeterwellen-Kommunikationsknoten aufgenommen werden soll, wobei der neue Millimeterwellen-Kommunikationsknoten der Millimeterwellen-Kommunikationsknoten ist, der speziell identifiziert wurde.
  9. System nach Anspruch 8, wobei die Auswahl der neuen Netzwerktopologie so getroffen wird, dass die neue Netzwerktopologie den neuen Millimeterwellen-Kommunikationsknoten enthält, wobei der neue Millimeterwellen-Kommunikationsknoten jetzt über zwei der neuen Millimeterwellenverbindungen jeweils mit zwei der Millimeterwellen-Kommunikationsknoten verbunden ist, die zuvor direkt durch eine Verbindung verbunden waren, die während des Übergangs gelöst wurde.
  10. System nach Anspruch 1, wobei der Übergang synchron in Verbindung mit den mindestens zwei Millimeterwellen-Kommunikationsknoten erfolgt.
  11. System nach Anspruch 10, wobei die Synchronizität in Verbindung mit dem Abschluss des Übergangs in weniger als einer bestimmten Zeitspanne erreicht wird, so dass der Übergang von der bestimmten aktuellen Netzwerktopologie zu der neuen Netzwerktopologie augenblicklich zu sein scheint.
  12. System nach Anspruch 11, wobei der bestimmte Zeitraum 100 (einhundert) Millisekunden beträgt.
  13. System nach Anspruch 11, wobei die bestimmte Zeitdauer die Zeit ist, die benötigt wird, um ein einzelnes Datenpaket über eine der Millimeterwellen-Verbindungen zu transportieren.
  14. System nach Anspruch 11, wobei die bestimmte Zeitdauer die Zeit ist, die eine TCP-Sitzung (Transmission Control Protocol) benötigt, um abzureißen.
  15. System nach Anspruch 10, wobei die Synchronizität in Verbindung mit jeder der Anweisungen erreicht wird, die im Wesentlichen sofort an den jeweiligen Millimeterwellen-Kommunikationsknoten gesendet werden, so dass alle Anweisungen innerhalb einer bestimmten Zeitspanne gesendet werden.
  16. System nach Anspruch 10, wobei die Synchronizität erreicht wird, indem alle relevanten Millimeterwellen-Kommunikationsknoten angewiesen werden, den Übergang zu einer vorbestimmten Zeit zu starten, in der die Millimeterwellen-Kommunikationsknoten unter Verwendung von mindestens einem globalen Navigation-Satellitensystem (GNSS) wie etwa einem globalen Positionierungssystem (GPS) oder einem zeitsynchronisierenden Netzwerkprotokoll wie etwa dem Network Time Protocol (NTP) oder dem IEEE 1588 Precision Time Protocol (PTP) zeitsynchronisiert werden.
  17. System nach Anspruch 1, wobei das elektronische Lenken jedes der Millimeterwellenstrahlen zu dem jeweiligen der speziell identifizierten Millimeterwellen-Kommunikationsknoten durch Verwenden eines Datensatzes erreicht wird, der den jeweiligen Millimeterwellen-Kommunikationsknoten bezüglich eines Zustands einer zugehörigen Antennenkonfiguration informiert, die benötigt wird, um die Lenkung zu erreichen und zu bewirken, dass der Millimeterwellenstrahl den jeweiligen Millimeterwellen-Kommunikationsknoten erreicht, der speziell identifiziert ist.
  18. System nach Anspruch 17, wobei der Zustand, der zum Erreichen der Lenkung und der Reichweite benötigt wird, unter Verwendung einer räumlichen Analyse der unterschiedlichen Orte bestimmt wird, die in Verbindung mit den Millimeterwellen-Kommunikationsknoten unter Verwendung eines globalen Navigationssatellitensystems (GNSS) wie etwa dem globalen Positionierungssystem (GPS) gesammelt werden.
  19. System nach Anspruch 17, wobei der Zustand, der zum Erreichen der Lenkung und der Reichweite benötigt wird, unter Verwendung einer Prozedur bestimmt wird, die vor der Erfassung ausgeführt wird, wobei die Prozedur das Lenken eines Test-Millimeterwellenstrahls in verschiedene Richtungen umfasst, bis ein benachbarter Millimeterwellen-Kommunikationsknoten erreicht wird.
  20. Verfahren zum Anpassen eines Netzwerks von Millimeterwellen-Kommunikationsknoten, umfassend: Einrichten mehrerer Millimeterwellenverbindungen in Verbindung mit mehreren Millimeterwellen-Kommunikationsknoten, die sich jeweils an mehreren verschiedenen Orten befinden, wobei jede der Millimeterwellenverbindungen bestimmte zwei der mehreren Millimeterwellen-Kommunikationsknoten kommunikativ verbindet, wodurch ein Kommunikationsnetzwerk mit einer bestimmten Netzwerktopologie gebildet wird, in dem jede der Millimeterwellenverbindungen gebildet wird, indem mindestens einer der Millimeterwellen-Kommunikationsknoten einen Millimeterwellenstrahl elektronisch auf einen anderen Millimeterwellen-Kommunikationsknoten lenkt; in Verbindung mit dem Kommunikationsnetzwerk, Durchführen einer Reihe synchroner Übergänge zwischen verschiedenen Netzwerktopologien, die die bestimmte Netzwerktopologie umfassen, wobei jeder der synchronen Übergänge umfasst, mindestens einige der Millimeterwellen-Kommunikationsknoten anzuweisen, die jeweilige Millimeterwellenverbindung zu lösen und stattdessen eine neue Millimeterwellenverbindung herzustellen; Messen der Netzwerkleistung von jeder der verschiedenen Netzwerktopologien; und Bevorzugen bestimmter Netzwerktopologien unter den verschiedenen Netzwerktopologien auf der Grundlage der Messungen, wodurch das Kommunikationsnetz angepasst wird, um eine bessere Leistung zu erzielen.
  21. Verfahren nach Anspruch 20, wobei mindestens einige der Übergänge in die jeweiligen Netzwerktopologien für eine kurze Zeitspanne durchgeführt werden, die gerade lang genug ist, um die jeweiligen Messungen durchzuführen, bevor sie in eine andere der Netzwerktopologien hin- und herwechseln.
  22. Verfahren nach Anspruch 20, wobei mindestens einige der synchronen Übergänge periodisch und zum Zweck des Transports von Datensätzen über das Kommunikationsnetzwerk durchgeführt werden.
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