ES2873111T3 - Método y sistema para el sistema de comunicación ad-hoc de formación de haz móvil adaptativo de largo alcance con posicionamiento integrado - Google Patents

Abstract

Un método para configurar una red de comunicación inalámbrica de largo alcance entre varias unidades de comunicación donde las unidades de comunicación se proporcionan con una unidad de Comunicación Ad- hoc de Formación de haz Móvil Adaptativo de Largo Alcance (LAMBACOM) (11) que incluye una sección de transceptor de RF de matriz (15), una sección de conmutación de RF (13), una sección de elemento de antena (12), un controlador de comunicación (22) y un sistema de posicionamiento (32) que comprende una sección de análisis de frente de fase espacial (16), una sección de retardo (18), una sección de formador de haz (17), y un modulador/demodulador (20), en donde el método incluye las siguientes etapas: a. pasar señales de RX digitalizadas del mensaje de comunicación recibido desde la sección de transceptor de RF (15) en modo de recepción a través de la sección de análisis de frente de fase espacial (16), realizar, mediante dicha sección de análisis de frente de fase espacial, un escaneo espacial trama por trama para una palabra de código coherente modulada en fase de otras unidades de comunicación, b. calcular mediante la sección de análisis de frente de fase espacial (16) la dirección física de cada mensaje de comunicación recibido desde otra unidad de comunicación en la red, c. medir el tiempo de llegada para cada mensaje de comunicación recibido entre las unidades de comunicación mediante el uso del primer máximo de correlación de llegada para determinar el tiempo de llegada de la trama de datos recibidos en base a la correlación de una palabra de código que se incluye en cada mensaje de comunicación recibido en la red mediante la sección de análisis de frente de fase espacial (16) y determinar las relaciones de fase para cada señal de RX digitalizada en forma de coeficientes de fase, d. realizar la formación de haz aplicando los coeficientes de fase de la sección de análisis de frente de fase espacial (16) a la sección de formador de haz (17) antes de que los primeros datos de RX de los mensajes de comunicación recibidos pasen a través de una pluralidad de elementos de retardo (18a-n) de la sección de retardo (18) ubicada entre la sección de análisis de frente de fase (16) y la sección de formador de haz (17), en donde la sección de formador de haz (17) aplica a continuación los coeficientes de fase a la pluralidad de flujos de RX para maximizar la relación señal a ruido y suprimir señales interferentes para obtener una señal combinada que se pasa a la unidad moduladora/demoduladora (20) y al controlador de comunicación (22) para lograr una forma de antena óptima y demodulación de los primeros datos de RX recibidos del mensaje de comunicación recibido desde cualquier dirección, e. transmitir un mensaje de respuesta desde el controlador de comunicación (22) a través de la sección de transceptor de RF (15) a otras unidades de comunicación que contienen información sobre el tiempo de llegada de la etapa c) y el tiempo de retardo desde el tiempo de llegada hasta la transmisión del mensaje de respuesta, f. establecer, por medio del controlador de comunicación (22), posiciones relativas entre unidades de comunicación en la red combinando datos de posicionamiento de la sección de análisis de frente de fase (16) e intercambiando información de posición mutua entre todas las unidades de comunicación en la red a través de la misma sección de transceptor de RF (15) que se utiliza para el posicionamiento.

Description

DESCRIPCIÓN

Método y sistema para el sistema de comunicación ad-hoc de formación de haz móvil adaptativo de largo alcance con posicionamiento integrado

La invención se refiere a un método para configurar una red de comunicación inalámbrica de largo alcance entre varias unidades de comunicación, de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

La invención también se refiere a un sistema para configurar una red de comunicación inalámbrica de largo alcance con posicionamiento integrado, de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 16.

Antecedentes

Las implementaciones de sistemas inalámbricos dominantes en la actualidad son sistemas de telecomunicaciones optimizados para la eficiencia del ancho de banda de RF y bajos costos de fabricación para los terminales de usuario. Ejemplos de tales sistemas son los sistemas de telecomunicaciones GSM digitales convencionales y 3G, HSDPA, W ímAx , LTE y otros sistemas 4G para la distribución de masa de ancho de banda digital.

Común para todos estos sistemas es que las estructuras del sistema de comunicación se basan en células con una estación base que actúa como una maestra que controla el tráfico en cada célula o sector. En el contexto de la eficiencia del ancho de banda de RF, no es óptimo combinar el tráfico de corto alcance con el tráfico de largo alcance porque los parámetros de comunicación se optimizan para un alcance determinado de tiempo de vuelo y, por lo tanto, se combinan diferentes tamaños de células, desde pico-células hasta macro-células. Para GSM, el radio máximo de macro-célula es de 35 km. Para reutilizar el recurso de frecuencia de RF y aumentar la capacidad de distribución de masa, se utilizan radios de célula más pequeños, un radio de célula típico es de 1 a 5 km.

Para sistemas 4G tal como LTE se definen radios de células incluso más pequeños. Para aumentar la eficiencia del ancho de banda se utilizan múltiples elementos de antena y técnicas MIMO, pero estas técnicas aumentan la eficiencia solo cuando pueden utilizarse trayectorias de propagación a través de diferentes reflejos y cuando el canal no cambia rápidamente y, por lo tanto, para corto alcance en entornos reflectantes, las técnicas MIMO son eficiente. La cantidad de antenas MIMO en la estación base se limita por la potencia de procesamiento y los compromisos de costo-beneficio, y la cantidad de elementos de antena está típicamente en el rango entre 3 y 8. Para el terminal del cliente, se limita el espacio disponible para los elementos de antena, la potencia de procesamiento disponible, el consumo de corriente y el costo de fabricación, y la cantidad de elementos de antena está típicamente en un rango típico de 2-3 elementos.

Para aplicaciones móviles en alcances más largos, el canal cambia rápidamente provocando una gran dispersión del canal y, por lo tanto, la eficiencia de tanto las técnicas MIMO como la eficiencia del ancho de banda se reducen drásticamente cuando el terminal está en movimiento. En áreas rurales sin cobertura de sistemas basados en células, se utilizan sistemas satelitales. Ejemplos de sistemas satelitales son VSAT e IRIDIUM. Todos los sistemas satelitales tienen en común que todo el tráfico debe enrutarse a través del satélite y, por lo tanto, el sistema es un sistema de topología de estrella inalámbrico donde los recursos de frecuencia se comparten por todos los terminales de usuario cubiertos por el satélite. La gran distancia al satélite lleva a la necesidad de antenas altamente directivas, tal como platos parabólicos motorizados con estabilización giroscópica u otros compromisos como la reducción del ancho de banda, para lograr un enlace estable para instalaciones móviles.

Los sistemas satelitales también sufren pérdidas atmosféricas adicionales y efectos de dispersión para terminales cercanos a los polos de la tierra, debido a que el ángulo de inclinación es bajo. Se conoce que el impacto de las pérdidas atmosféricas y los efectos de dispersión dan como resultado enlaces parciales inestables.

Otra limitación principal con los sistemas satelitales son los grandes retardos debido a la gran distancia al satélite. Un retardo acumulado típico hacia y desde un satélite en órbita geoestacionaria es de 240 ms. Para aplicaciones, tales como conferencias de voz y video y aplicaciones de control remoto en tiempo real, este retardo reduce la calidad del servicio, la eficiencia del enlace y también excluye las aplicaciones en tiempo real que requieren un tiempo de latencia corto para operar correctamente.

Los sistemas de regulación en tiempo real relacionados con la navegación, tales como los sistemas de guía para aviones o misiles, requieren bucles de regulación rápidos. Estos se implementan como una combinación de sistemas de sensores y sistemas de comunicación separados. Los sistemas de sensores para la guía que involucran GPS tienen una velocidad de actualización limitada y una resolución vertical limitada en algunas constelaciones de satélites que limita el rendimiento para los sistemas de guía de alta velocidad. Los servicios de posicionamiento por satélite, tal como el GPS, también podrían fácilmente interrumpirse por los transmisores interferentes, lo que es una grave limitación de operación segura. Los sistemas ópticos son rápidos, precisos y difíciles de interrumpir mediante interferencias, pero no pueden operar a largas distancias en condiciones meteorológicas desfavorables, tales como nieve, lluvia y niebla.

Con la combinación de la técnica anterior de diferentes sistemas de sensores y sistemas de comunicación que deben aplicarse para implementar un sistema de guía en tiempo real para unidades móviles, esto introducirá latencia y complejidad adicionales, aumentando el retardo del bucle de regulación y reduciendo los márgenes de estabilidad.

El documento GB2448510A describe un método, aparato o sistema de comunicación por radiofrecuencia que comprende una primera antena que transmite información sobre su ubicación a una segunda antena que recibe dicha información y la utiliza para alinear un haz de radiación direccional desde la segunda antena hacia la ubicación de la primera antena. La publicación describe un sistema de alineación de lóbulos en base a la conmutación de antenas entre antenas omnidireccionales que transmiten información de ubicación y antenas altamente directivas que se utilizan con fines de comunicación. El sistema requiere un sistema de radio secundario que es complejo y costoso además de un sistema de sensor de dirección muy preciso para determinar la dirección óptima para el sistema de antenas de matriz en fase. El haz siempre se dirigirá uno hacia el otro incluso si la línea de visión directa se bloquea y la comunicación podría ser posible a través de un reflejo de la señal. La velocidad de las unidades móviles y el número de unidades en la red se limitan por la capacidad de la red del primer sistema de antena que transmite omnidireccionalmente a una velocidad de datos relativamente baja.

El documento WO2010025996 describe un método para realizar comunicaciones en una red de comunicación inalámbrica, que comprende recibir información de movilidad sobre al menos una estación móvil en movimiento en un servidor de movilidad de la red de comunicación inalámbrica, mediante el uso de la información de movilidad del servidor de movilidad para calcular los pesos de la antena que se aplicarán a los elementos de antena de un matriz de antena para dirigir un haz generado por la matriz de antena a la estación móvil en movimiento. La publicación describe un sistema terrestre de matriz de antena y un sistema transceptor de RF en las unidades móviles. Los datos de movilidad de las unidades móviles se comunican a través de una red a un servidor de movilidad que envía la información al vector de dirección de la matriz de antena. El sistema es complejo y si el sistema tiene muchos nodos en la red, la latencia de distribución de la información de movilidad será significativa. Si el canal de RF cambia rápidamente y la dirección óptima de la antena no es la línea de visión directa a la estación móvil, el sistema descrito tendrá limitaciones significativas con respecto a la fiabilidad y el alcance. La publicación no describe una solución de antenas de matriz simétrica tanto para la estación terrestre como para la aeronave, y limita la reutilización de frecuencias para las estaciones móviles elevadas que no incorporan haces de antena adaptables y estrechos.

El documento US20030174048 describe una etiqueta de identificación con circuitos de RF, circuitos de ancho de banda ultra ancho (UWB) y se describe un método para medir el tiempo de vuelo entre la etiqueta de identificación y un dispositivo local. Combinando las distancias medidas de tiempo de vuelo entre varias unidades y aplicando triangulación, puede encontrarse la posición relativa de la etiqueta de identificación. La publicación descrita utiliza el procesamiento de señales en el dominio del tiempo solo para determinar el tiempo de llegada y, por lo tanto, las mediciones del tiempo de vuelo son muy sensibles a las inexactitudes por la propagación del retardo desde un escenario de trayectoria múltiple de RF. Si la propagación del retardo es corta, las numerosas copias de trayectoria múltiple de la señal no pueden separarse mediante el uso del método de correlación descrito. La utilización de los circuitos UWB descritos tiene otras desventajas importantes, tal como un gran consumo de corriente, convertidores de analógico a digital de alta velocidad con alcance dinámico limitado y debido a que el ancho de banda de RF es muy grande, la potencia de salida de transmisión permitida y el alcance operativo son muy limitados.

El documento EP0837567 describe una red de comunicación de banda ancha aérea. Un grupo desplegado de vehículos aéreos proporciona un servicio de comunicación de retransmisión entre clientes móviles y aéreos mediante el uso de una antena de matriz en fase dirigida. Cada vehículo aéreo tiene un enlace inalámbrico a uno o más vehículos aéreos vecinos que forman una constelación de malla interconectada aérea para enrutar el tráfico entre clientes móviles. La antena de matriz en fase se implementa mediante elementos de retardo de fase en cada elemento de antena y, por lo tanto, el sistema debe tener una anticipación predefinida de la dirección de la señal entrante por otros medios, tal como sensores, para la información de actitud para dirigir el haz del receptor en la dirección correcta antes de que los datos puedan demodularse con la máxima ganancia. Para aplicaciones sin línea de visión, este método no es factible debido a que la dirección varía muy rápidamente. Para aplicaciones con línea de visión, el método limita el ancho de banda utilizable si se pierde el bloqueo del haz y el receptor necesita volver a bloquear el haz de antena en el receptor. El documento WO0143309 describe un método para proporcionar un gran ancho de banda y altas velocidades de datos en un enlace directo mediante el uso de formación de haz adaptativo.

Objetivo

El objetivo principal de la invención es proporcionar un método y sistema que resuelva las desventajas mencionadas con la técnica anterior.

Es además un objetivo de la invención proporcionar un método y sistema para proporcionar una red de comunicación de largo alcance para aplicaciones móviles donde el ancho de banda ofrecido es alto, la reutilización de la frecuencia y la eficiencia de la red es alta. El alcance de la comunicación es largo de acuerdo con la invención como una combinación de la técnica de modulación, la implementación analógica, el procesamiento de señal digital espacial-temporal y el método de utilización de un sistema de antenas simétricas de matriz adaptativa altamente directiva. La implementación de un controlador de comunicación proporciona una eficiencia muy alta tanto para corto como para largo alcance. La red de malla se organiza para que no se requiera una estación base y se autoorganiza para evitar colisiones de tráfico e interferencias, y la transmisión puede realizarse con baja latencia y fluctuación. Es además un objetivo proporcionar un sistema con un sistema de posicionamiento de alta precisión integrado con el sistema de comunicación que proporcione una alta precisión de posicionamiento y una transferencia de baja latencia de los datos de posicionamiento a través de la red inalámbrica ad-hoc a los otros nodos en el sistema. Es además, un objetivo utilizar el sistema de posicionamiento integrado para utilizar la información de posicionamiento distribuida para aumentar la eficiencia del enlace y aplicar limitaciones para la emisión de potencia de acuerdo con la constelación de las unidades móviles. El sistema de posicionamiento integrado y la base de datos dinámica de áreas de interferencia se utilizan junto con el control de emisión de potencia y la formación dinámica del haz para cumplir con las regulaciones de emisión de potencia máxima en la ubicación geográfica dada y la orientación direccional del haz de antena radiado. En escenarios tácticos, las emisiones de potencia en áreas de peligro o áreas con fuerzas hostiles operando también pueden limitarse en consecuencia.

Es además un objetivo utilizar el sistema de posicionamiento integrado para proporcionar señales de control a un dispositivo de antena de servomotor donde se monta la unidad de antena lAm Ba COM, donde la dirección física horizontal y/o verticalmente podría ajustarse constantemente. Esto aplica especialmente para las matrices más grandes destinadas para operaciones de dispersión tropo y de muy largo alcance. Las antenas dirigibles electrónicamente de acuerdo con esta invención reducirán la necesidad de precisión y estabilidad angular para el dispositivo de antena de servomotor, y proporcionarán un proceso de búsqueda y bloqueo más rápido para el dispositivo de antena LAMBACOM servo controlado.

La invención

En la reivindicación 1 se describe un método para configurar una red de comunicación inalámbrica de largo alcance eficiente de acuerdo con la invención. Las características preferibles del método se describen en las reivindicaciones 2-15.

En la reivindicación 16 se describe un sistema para configurar una red de comunicación inalámbrica de largo alcance eficiente de acuerdo con la invención. Las características preferibles del sistema se describen en las reivindicaciones 17-29.

La presente invención presenta un novedoso sistema de Comunicación Ad-hoc de Formación de Haz Móvil Adaptativo de Largo alcance (LAMBACOM) que combina haces de antena altamente directivos y dirigibles electrónicamente, operación del sistema sincrónico, posicionamiento mediante el uso de datos del sistema de antena de formación de haz y métodos para determinar sectores óptimos para transmitir la potencia para aumentar la movilidad y el ancho de banda y reducir la interferencia hacia o desde otras unidades de comunicación. El sistema LAMBACOM se proporciona por varias unidades LAMBACOM que juntas forman una estructura de red de malla adhoc. Varias de tales unidades LAMBACOM pueden disponerse en la misma unidad de comunicación para cubrir un sector más grande, especialmente para el propósito de permitir un traspaso rápido en una estructura de red ad-hoc. La potencia de salida del transmisor del sistema LAMBACOM debe ser alta para lograr un alcance de comunicación largo con suficiente margen de enlace. En una realización de la invención, la potencia máxima del transmisor es una potencia radiada isotrópicamente equivalente (EIRP) de 2 kW. En la técnica conocida anteriormente, esta alta potencia máxima se logra aplicando una alta potencia a una antena omnidireccional o aplicando una alimentación en una estructura metálica de enfoque, tal como un plato parabólico. En ambos casos, el punto de alimentación de la antena representa un área potencial peligrosa con respecto a la radiación.

La presente invención utiliza varios elementos de antena que se propagan sobre un área física. Cada elemento de antena es coherente en fase con los otros elementos, y la radiación de cada elemento de antena está muy por debajo de los límites de seguridad para la exposición de radiación directa al cuerpo humano, o también puede estar muy por debajo de los límites para ignición de gas en áreas peligrosas donde pueden estar presente gases explosivos.

En el campo lejano, la fase de las antenas forma un haz estrecho que enfoca la energía y conduce a una EIRP alta en la dirección de interés y, por lo tanto, un nivel de EIRP muy alto puede combinarse con seguridad de radiación para el personal que opera cerca de los equipos durante la instalación y el mantenimiento. El uso de un gran número de elementos de antena proporcionará una baja intensidad de campo en el área de campo cercano y una emisión de alta potencia equivalente en el campo lejano cuando la distancia a la antena es segura y la radiación total expuesta está muy por debajo de los límites de peligro. Por un gran número de elementos de antena se entiende al menos 4, nominalmente 60 y un máximo de 1000 elementos de antena. La ganancia de procesamiento en un correlacionador de la palabra de código inicial vs. la ganancia de procesamiento de decodificación alcanza un límite en aprox. 250 elementos, para los cuales las matrices más grandes tendrán que proporcionar más ganancia de elemento de antena que un monopolo para mantener una ganancia de procesamiento más alta en una correlación de la palabra de código inicial para lograr un método de búsqueda espacial de trama por trama de acuerdo con esta invención.

Para reducir el consumo de potencia y la disipación de calor para los transceptores del sistema LAMBACOM, el tipo de modulación en el LAMBACOM para la comunicación de largo alcance es una modulación de envolvente constante sin componente de amplitud. Esta técnica de modulación permite la máxima eficiencia posible en los módulos transmisores que pueden operar en clase C, D y E para altos niveles de potencia de salida. La modulación de fase pura se implementa digitalmente, lo que significa que puede cambiarse a QAM u OFDM convencional para operaciones en un alcance más corto donde puede reducirse la potencia de transmisión. En un alcance más corto, los transmisores del amplificador de potencia de salida pueden cambiarse para operar en modo clase A o AB para proporcionar el componente de amplitud requerido para los tipos de modulación que son más eficientes en ancho de banda que la modulación de envolvente constante.

La presente invención para LAMBACOM con alta potencia máxima de transmisión tiene un sistema integrado para controlar que la potencia de salida transmitida cumpla con las regulaciones nacionales para un área geográfica dada y la dirección de transmisión. La presente invención incluye una base de datos local sobre límites de potencia máxima, frecuencias de operación y áreas geográficas, y utiliza un sistema de posicionamiento relativo integrado y un sistema de comunicación para distribuir la información entre las unidades de comunicación. Si al menos una unidad de comunicación tiene una posición y orientación geográfica conocida, el resto de las unidades de comunicación pueden calcular sus posiciones y direcciones geográficas.

Además, el sistema LAMBACOM puede equiparse opcionalmente con sensores adicionales, tales como acelerómetros, giroscopios, magnetómetros y sensores GPS para utilizar esta información y compartir la información con otras unidades de comunicación para aumentar la precisión de posicionamiento del sistema.

La presente invención incluye circuitos de búsqueda de dirección y métodos para determinar la dirección física para una onda de radio entrante en modo de recepción. Luego se utiliza un estimador de dirección para enfocar la energía de transmisión en un sector alrededor de una señal entrante estimada cuando los datos se transmitan de regreso a la otra unidad de comunicación. Las listas internas de los ID de las unidades de comunicación y direcciones y distancias entrantes se actualizan para cada trama de datos recibida. El método para determinar la dirección física a la otra unidad de comunicación es ventajoso en comparación con técnicas, tales como por ejemplo MIMO, cuando las unidades de comunicación se mueven relativas entre sí. Debido a que los canales de comunicación (radio) cambian muy rápidamente, especialmente para sistemas de larga distancia en condiciones sin línea de visión directa, la energía debe enviarse a un sector de interés para garantizar que la energía se distribuya e inunde sobre el área probable de interés. Aplicando un haz transmisor estrecho en el área de interés, se reducen los reflejos y la propagación de dispersión del canal.

Para los sistemas de largo alcance, los retardos prolongados para las trayectorias múltiples son una limitación severa que provocan interferencia entre símbolos y requisito para mayor ganancia de codificación en la modulación, resultando en la pérdida de rendimiento de datos.

La presente invención utiliza una combinación óptima de las fases para que una señal recibida logre la mejor relación señal a interferencia, y en base a estos coeficientes, el sistema calcula las direcciones de origen más probables del frente de fase y crea un conjunto de coeficientes de fase que proporciona una o varias direcciones de frente de fase donde los datos se envían a la unidad de comunicación particular. De acuerdo con la presente invención, se implementa un ecualizador tanto en el dominio espacial como en el del tiempo. El método tiene en cuenta que tanto esta unidad de comunicación como otras unidades de comunicación se mueven relativas entre sí, y crea anchos de sector que cumplen con un área circundante alrededor de las unidades de comunicación donde se envían los datos. Esto permite propiedades de mayor movilidad mientras se mantiene una alta capacidad de red. El sistema utiliza una palabra de código coherente modulada en fase como un inicio para cada trama de datos. La palabra de código que indica el inicio de cada trama de datos se utiliza para la sincronización exacta de tiempo y fase. Este esquema de modulador físico permite una determinación del tiempo de llegada de alta precisión en la sección del receptor, un análisis del canal y una alta robustez con respecto a la interferencia. El esquema de modulación del sistema LAMBACOM es una palabra de código modulada en fase mediante el uso de un libro de códigos coherente y que gira sincrónicamente con chips codificados complejos de fase modulada. La secuencia de código total es muy larga y se utiliza una ventana deslizante coherente para la codificación del símbolo. La longitud de los símbolos puede variarse para diferentes velocidades de datos de modulación donde pueden utilizarse palabras de código largas en casos de gran atenuación de propagación o gran propagación de retardo. El libro de códigos se ha preparado con códigos que contienen baja autocorrelación para tanto los desplazamientos de chips como de símbolos.

Combinado con el método de ventana deslizante coherente, se reduce la interferencia entre símbolos de los siguientes símbolos, así como también la interferencia de trayectorias con retardos adicionales muy largos.

En un escenario peor, donde una palabra de código de símbolo no puede proporcionar margen suficiente para la decodificación sin errores en un canal con una gran propagación de retardo, el método de ventana de palabra de código deslizante coherente "blanqueará" y propagará los errores de decodificación en el dominio del tiempo y el espacial, y el sistema de corrección de errores hacia adelante todavía podría ser capaz de proporcionar un enlace de comunicación (radio) sin errores.

El sistema LAMBACOM opera de manera coherente donde el transmisor y el receptor mueven la ventana deslizante de manera sincrónica y coherente entre sí. Para lograr esta operación coherente, cada trama de datos transmitida debe contener una palabra de código que defina el tiempo exacto de inicio de la trama. La palabra de código de inicio de trama es una palabra de código larga, en una realización 1024 chips complejos, para proporcionar una medición precisa del tiempo de llegada y la fase de llegada en comparación con la referencia de reloj local. La palabra de código de inicio de trama se utiliza para cálculos de posicionamiento de frente de fase coherentes además de la demodulación de datos. También contiene un ID incrustado para que la sección de análisis espacial y la sección del ecualizador de espacio-tiempo puedan separar las palabras de código de inicio de trama de múltiples unidades con los correspondientes reflejos de trayectoria múltiple. En una realización, las palabras de código de inicio de trama pueden girarse sincrónicamente para proporcionar protección de seguridad de enlace y blanqueamiento de la trayectoria múltiple. Para lograr un mayor rendimiento de posicionamiento, las palabras de código pueden ser una autocorrelación cero de envolvente constante (CAZAC), tal como la secuencia Zadoff-Chu o las secuencias de Pares Golay, que pueden alternarse adaptativamente para lograr propiedades de posicionamiento óptimas durante una secuencia de comunicación para proporcionar una precisión de posicionamiento incrustado óptimo durante la operación. En un escenario donde se pierde la línea de visión directa y el enlace de comunicación utiliza un reflejo para la comunicación, conmutar las palabras de código a un tipo con lóbulos laterales de autocorrelación baja y buscar la correlación de la primera llegada mantendrá el posicionamiento de la señal de línea de visión directa mientras que el enlace de comunicación de banda ancha se envía a través de una trayectoria reflectante.

Para lograr una operación coherente en escenarios donde las unidades de comunicación se mueven con velocidad relativa entre sí, se aplica un método de seguimiento especial de retroalimentación/alimentación anticipada de acuerdo con esta invención para tramas de datos largas o en escenarios con trayectoria múltiple combinada con la velocidad relativa entre el transmisor y el receptor. El sistema de ecualizador de seguimiento de retroalimentación/alimentación anticipada continúa para correlacionar una larga secuencia de chips de modulación de fase para calcular el tiempo de llegada y la fase de llegada, corregir la referencia de fase local para mantener la operación coherente, analizar la dispersión del canal y trayectoria múltiple, y aplicar un filtro adaptativo para utilizar los reflejos para agregar la energía de reflexión para aumentar la relación señal a ruido y señal a interferencia. El método de seguimiento de retroalimentación/alimentación anticipada de acuerdo con esta invención utiliza datos de modulación para analizar los cambios de dispersión, trayectoria múltiple, fase y tiempo de llegada a través de la decodificación de una trama larga y, por lo tanto, el entrenamiento del canal de propagación se realiza constantemente sin introducir sobrecarga de enlace adicional.

La presente invención utiliza un sistema de control de medio sincronizado en el tiempo para combinar la transmisión de datos críticos y evitar colisiones de enlaces y reservar tiempo para el tráfico de red ad-hoc. En la técnica actual, este esquema se conoce a partir de sistemas basados en células donde las estaciones base definen los intervalos de tiempo del enlace ascendente y descendente, pero el sistema presentado en la presente invención no tiene una estación base. En la presente invención, los nodos/unidades de comunicación en la red de malla negocian una referencia de tiempo común y eligen un coordinador de red que define los servicios de intervalo de tiempo en el sistema.

El método de modulación de acuerdo con esta invención incluye una demodulación coherente sincrónica de datos para determinar la desviación de frecuencia exacta entre las unidades de comunicación y el tiempo de vuelo para una transmisión de una trama de datos seguida por un mensaje de reconocimiento que contiene la latencia del tiempo de llegada y del tiempo de respuesta, y este método, junto con una negociación de referencia de tiempo distribuida, proporciona una referencia de reloj común de alta precisión en la red ad-hoc mediante el uso de tráfico de red y sin sobrecarga adicional del sistema.

El coordinador de red define el acceso a los intervalos de tiempo para los datos críticos que se transmiten sin un mecanismo de detección de medio y en un esquema de transmisión programado para que no ocurran colisiones. Esto aumenta la eficiencia del enlace en comparación con los sistemas ad-hoc de la técnica actual, tales como WiFi, que utiliza mecanismos de compartición de medios Aloha.

El coordinador de red también asigna intervalos de tiempo donde las unidades de comunicación pueden compartir el medio con los mecanismos convencionales de compartición de medios Aloha. El LAMBACOM es capaz de combinar tanto transmisiones TDMA (Acceso Múltiple por División de Tiempo) disciplinadas y altamente eficientes con latencia garantizada como utilizar el resto de la capacidad del enlace para redes ad-hoc en un sistema sin una estación base definida o maestro de enlace. La negociación común se basa en un método que involucra un dictamen mayoritario combinado con procesos aleatorios para evitar inestabilidades en caso de conflictos de igual peso, significa que se logra y mantiene una referencia de tiempo base de red rápida y estable.

Otro mecanismo en la presente invención es el uso de diferentes conjuntos de parámetros de enlace en los diferentes intervalos de tiempo. Mediante este mecanismo, los parámetros de la red, tal como el tiempo de vuelo, el tiempo de espera, los reintentos, el tipo de modulación, etc., pueden optimizarse para alcances cortos en un intervalo de tiempo y para alcances largos en otro intervalo de tiempo.

El sistema de posicionamiento integrado determinará el alcance entre las unidades de comunicación y colocará las transmisiones de datos en intervalos de tiempo con un conjunto dado de parámetros de enlace óptimos. Esto aumentará la eficiencia para corto/medio alcance así como también para largo alcance. También se abre para futuras mejoras del sistema, tales como nuevos tipos de modulación, que pueden dedicarse a determinados intervalos de tiempo.

La presente invención puede dedicar determinados intervalos de tiempo sincronizados en el tiempo a formas de onda de modulación desconocidas, y esto proporciona una compatibilidad futura abierta a nuevas formas de onda de modulación y parámetros de enlace con la coexistencia con generaciones anteriores del equipo.

El sistema receptor en la presente invención es un sistema de optimización de trama por trama completamente de manera autónoma que encuentra la matriz de coeficientes complejos de antena óptimos para cada trama en base a los datos modulados al inicio de la trama y sin necesidad de otros datos de entrada.

El sistema consta de un gran número de elementos de antena con receptores de radio que operan de manera coherente. En cada receptor de radio, un correlacionador determina el inicio de una trama de datos correlacionando una palabra de código larga predefinida y determina el tiempo exacto de llegada y la fase de un sistema de oscilador local coherente. Esta información se pasa a una unidad central que calcula los coeficientes óptimos de matrices de antenas complejas y los aplica a una matriz de multiplicadores compleja. Los datos digitalizados de cada receptor de radio se envían a una unidad central a través de un elemento de retardo digital muy corto para cada elemento de antena antes de que los datos se combinen en un solo flujo.

La presente invención realiza la operación de encontrar los coeficientes de

antena óptimos que maximizan la relación señal a ruido y reduce las señales interferentes tan rápidamente que el resultado está listo antes de que los datos pasen a través del elemento de retardo y, por lo tanto, los coeficientes se establecen para que la trama de datos pueda decodificarse con un filtro espacial óptimo que aumenta la relación señal a ruido, reduce la interferencia hacia o desde otras unidades de comunicación y la interferencia entre símbolos.

El sistema de optimización del coeficiente de antena de acuerdo con la presente invención reduce el impacto del desvanecimiento plano cuando se propaga sobre superficies reflectantes y aprovecha los efectos de las superficies y los canales de conductos de radio elevados para comunicaciones de largo alcance. La separación vertical entre los elementos de antena y un método para la optimización de la energía reduce significativamente la ondulación de la señal y, por lo tanto, aumenta el alcance y la confiabilidad de la comunicación.

El haz de antena altamente directivo en el sistema LAMBACOM de acuerdo con la presente invención enfoca la energía de transmisión al canal de conducto en tiempo real y en un nivel de trama a trama, y selecciona la trayectoria óptima de propagación para optimizar la señal al nivel de interferencia. Para la comunicación de largo alcance en conductos combinados con superficies reflectantes, una propagación de retardo de la señal degradará el posible rendimiento de datos.

La generación de formas de onda, formación, recepción y posicionamiento del haz de antena de la presente invención se realiza en el dominio digital, y pueden implementarse múltiples sistemas de recepción y posicionamiento en paralelo. También pueden implementarse múltiples haces de antena de transmisión en paralelo agregando la salida de múltiples instancias de la modulación digital y las cadenas de procesamiento de señal de formación de haz de antena. Los múltiples haces simultáneos con modulación simultánea de diferentes datos aumentarán la eficiencia del ancho de banda y la capacidad de la red.

La presente invención combina un libro de códigos giratorio combinado con un ecualizador de dominio de tiempo de alimentación anticipada/retroalimentación, un ecualizador espacial y un haz de antena altamente directivo para reducir significativamente el nivel de la señal y la ondulación de propagación del retardo para comunicaciones de largo alcance.

La presente invención contiene una característica de posicionamiento integrada que utiliza los haces de antena altamente directivos para localizar la dirección a otras unidades de comunicación. Un correlacionador frontal de radio proporciona un tiempo exacto de llegada y un resultado de fase con respecto al oscilador coherente local cuando se detecta una palabra de código larga que inicia cada trama. La relación de fase al oscilador local para todos los elementos de antena junto con una referencia de fase de calibración para cada trayectoria de RF de antena se utiliza para encontrar la dirección física correspondiente para la señal recibida.

La característica de posicionamiento que es una parte integrada del sistema LAMBACOM combina un posicionamiento de alta precisión y un sistema de comunicación de banda ancha que puede proporcionar sistemas de guía en tiempo real donde la latencia muy baja en el cálculo de la posición relativa y una distribución de red de malla de estos datos del sensor proporciona medios para un sistema de guía de bucle de regulación de baja latencia.

El sistema de guía de acuerdo con esta invención permite que las unidades de comunicación de referencia de posicionamiento sean móviles. Puede encontrarse una ubicación geográfica tridimensional completa con un vector de dirección tridimensional con solo un único enlace de comunicación a una unidad LAMBACOM con una posición y orientación geográfica conocida. Pueden utilizarse múltiples unidades LAMBACOM en la red de posicionamiento para mejorar la precisión y aumentar la redundancia y confiabilidad del sistema.

La presente invención tiene una red de calibración de microondas dedicada integrada en una placa de circuito impreso (PCB) donde la señal de un transmisor de referencia central se distribuye a los frontales de RF de todos los elementos de antena. Por medio de un conmutador de RF, se alimenta una señal de referencia al frontal de RF cerca de la antena. La red de referencia se diseña para que todas las longitudes físicas desde el transmisor de referencia hasta todos los frontales de RF sean iguales, y esto elimina la distorsión térmica relativa en la red. Además, la red de calibración incorpora divisores de potencia de banda ancha que permiten utilizar la red de referencia para un amplio rango de frecuencias. El uso de la red de calibración de RF integrada es clave para un posicionamiento estable de alta precisión en las operaciones de campo.

La presente invención tiene un tiempo de llegada preciso que se calcula en base a la palabra de código modulada que inicia cada trama de datos. El tiempo exacto de llegada se calcula en base a algoritmos de interpolación y ajuste de curvas a una precisión mayor que el tiempo de muestreo del sistema. El tiempo desde la detección de la palabra de código inicial hasta el inicio de una respuesta a la trama es un número exactamente definido de ciclos de reloj interno. El tiempo exacto de llegada, el número de ciclos de reloj interno entre el tiempo de llegada recibido y la transmisión de la trama de respuesta y otro retardo fijo se transmite en el mensaje de respuesta. Cuando se recibe el mensaje de respuesta, puede calcularse el tiempo de respuesta exacto y, por lo tanto, el tiempo de vuelo y la distancia física. Cuando esta información se combina con el resultado del posicionamiento de dirección, puede calcularse una posición relativa tridimensional para todas las otras unidades de comunicación en la red en base al tráfico inalámbrico normal.

La presente invención en una realización incluye varios paneles de antenas en el mismo sitio para cubrir un sector más grande, y un mecanismo especial se integra en un control de acceso medio (MAC) que permite el traspaso rápido de paneles de destino en una estructura de red ad-hoc. El mensaje de reconocimiento de la trama de datos (ACK) contiene tanto el ID de destino como el de la fuente y, por lo tanto, si un panel en el mismo sitio que el panel de destino observa una transmisión de reintento al verificar el número de secuencia en la trama, todos los paneles en el sitio dado transmitirán un ACK, el panel transmisor entonces detectará que el ACK es de otro panel que el panel de destino y actualizará la tabla de enrutamiento para transmitir el valor predeterminado al panel original. Mediante este mecanismo, podría tener lugar un traspaso del panel durante un único reintento de una transmisión de trama, y el método no requiere ningún otro procedimiento especial.

La presente invención contiene un método de buscar y adquirir conexión entre paneles. Este método se realiza modulando palabras de código con información sobre el origen de la transmisión, información sobre la dirección de transmisión y secuenciación de las palabras de código. Cada palabra de código se envía en una dirección diferente. Mediante esta técnica, puede realizarse un escaneo espacial para otra unidad de comunicación en un mínimo de tiempo, y un receptor en el alcance máximo podrá decodificar la mejor palabra de código. El sistema de posicionamiento integrado determinará la dirección de la palabra de código recibida y la información en la palabra de código y la codificación incrustada del ID de origen permite que la unidad de comunicación responda de vuelta con la energía de transmisión en la dirección óptima e informe la dirección óptima de transmisión que se midió. Cuando se recibe esta información, las dos unidades de comunicación han determinado un sector óptimo de transmisión, y dado que este método es muy rápido, en una realización de la invención el tiempo total de alcance es menor que 1 ms, el método puede utilizarse para mantener el enlace en condiciones sin línea de visión directa que cambian rápidamente con unidades en movimiento.

La presente invención proporciona un método de alcance rápido donde cada una de las antenas individuales transmite una versión diferida en el tiempo si la palabra de código inicial con alguna información adicional sobre el ID de la fuente y el número de elemento de antena se codifica en la palabra de código. El decodificador en el receptor puede en la secuencia de correlación separar y optimizar la trayectoria desde cada uno de los elementos de antena en la unidad LAMBACOM transmisora a cada uno de los elementos de antena de la unidad LAMBACOM receptora. El tiempo total de este método de alcance rápido es el tiempo para transmitir la palabra de código más el número de antenas multiplicado por el tiempo para transmitir un chip. Este tiempo es más corto que el elemento de retardo en la unidad LAMBACOM receptora y, por lo tanto, puede lograrse un alcance espacial completo para cada trama de datos recibida.

La presente invención proporciona una arquitectura de clúster de flujo continuo de datos digitales con concentradores donde los datos se agregan en nodos concentradores y se envían a través de buses de datos de alta velocidad. El sistema de bus de alta velocidad tiene un sistema de manejo de errores distribuido que puede limitar la pérdida de funcionalidad si una unidad de clúster o línea de hardware en el bus de alta velocidad sufre una condición de error. El sistema de bus de alta velocidad se dispone como una pluralidad de líneas de datos en serie de un solo cable donde se dedican un número limitado de canales de datos lógicos para cada línea de conexión física. En los diseños de bus de alta velocidad convencionales, la falla de una línea de conexión en el bus detendrá la operación del bus. De acuerdo con esta invención, la falla de una de las líneas de transmisión de un solo cable limitará la consecuencia a la pérdida de un número limitado de canales lógicos. El sistema de bus de alta velocidad detecta errores mediante el uso de un mecanismo de detección de errores integrado para cada línea de un solo cable e informa qué canales lógicos operan y qué canales lógicos tienen errores de transmisión.

Aparecerán detalles adicionales y características preferibles de la invención a partir de la siguiente descripción de ejemplo.

Ejemplo

La invención se describirá a continuación en más detalle con referencia a los dibujos adjuntos, donde:

La Figura 1 es un diagrama de bloques de una unidad LAMBACOM de acuerdo con la invención,

La Figura 2 es un dibujo ilustrativo del uso de la presente invención,

La Figura 3 es un dibujo ilustrativo de una situación de traspaso entre dos sitios de unidades de comunicación, La Figura 4 es un dibujo ilustrativo de un volumen espacial para el posicionamiento relativo,

La Figura 5 es un dibujo ilustrativo de un escenario de interferencia operativa,

La Figura 6 es un dibujo ilustrativo de un ejemplo de un sistema de guía implementado de acuerdo con la presente invención,

La Figura 7 es un dibujo ilustrativo de un ejemplo de una aplicación con superficies altamente reflectantes y/o propagación de canales de conductos de radio entre dos unidades LAMBACOM,

La Figura 8 es un diagrama de bloques de un sistema de procesamiento digital frontal utilizado en la cadena receptora de una unidad LAMBACOM,

La Figura 9 es un diagrama de bloques de un sistema de auto calibración interna de un sistema de posicionamiento incrustado en una unidad LAMBACOM,

La Figura 10 es un diagrama de bloques de una realización de una red de calibración interna en una unidad LAMBACOM,

La Figura 11 es un dibujo ilustrativo de una sección transversal física de una placa de circuito impreso (PCB) donde se integran transceptores de RF en una unidad LAMBACOM,

La Figura 12 es un dibujo ilustrativo de un detalle de una realización del patrón de cobre de la red de calibración interna, y

La Figura 13 es un dibujo ilustrativo de la arquitectura del sistema de bus de flujo continuo digital de alta velocidad de acuerdo con la presente invención.

Ahora se hace referencia a la Figura 1, que es un diagrama de bloques de un sistema de acuerdo con la presente invención, implementado como una unidad LAMBACOM 11. La Figura ilustra módulos internos de una realización de la unidad LAMBACOM 11 para su disposición a una unidad de comunicación. La unidad LAMBACOM 11 incluye como elementos principales una sección de antena de matriz 12, un sistema de posicionamiento 32, un controlador de comunicación 22, una base de datos 31 y un enlace de datos 23 a otro equipo que utiliza datos de posicionamiento y flujo de datos de comunicación a otras unidades de comunicación.

La sección de antena de matriz 12 incluye una pluralidad de elementos de antena integrados 12a-n que se conectan a una sección de conmutación 13 que incluye una pluralidad de unidades de conmutación 13a-n que seleccionan si una red de calibración integrada 14 debe conectarse a una pluralidad de unidades transceptoras de RF 15a-n de una sección transceptora 15.

Debe mencionarse que la red de calibración 14 puede excluirse en otra realización de la unidad LAMBACOM 11 y, entonces por consiguiente, también puede excluirse la sección de conmutación 13.

En el modo de recepción, se pasa una señal de RX digitalizada a través de una sección del analizador de frente de fase espacial 16 que busca una palabra de código modulada y determina el tiempo exacto de llegada de la correlación máxima, la relación señal a ruido, la relación señal a interferencia, los parámetros de trayectoria múltiple, la propagación Doppler y la relación de fase para cada señal de RX en los parámetros respectivos con respecto a una referencia de reloj interno. Esta información se pasa a un formador de haz de antena digital 17 antes de que los primeros datos de RX en una trama de datos se pasen a través de la pluralidad de elementos de retardo 18a-n de una sección de retardo 18. El formador de haz 17 aplica estos coeficientes de fase calculados a la pluralidad de flujos de RX para maximizar la relación señal a ruido y suprimir las señales interferentes. La señal combinada se pasa a una unidad moduladora/demoduladora 20 y los datos de la trama digital se transfieren por 21 a un controlador de comunicación 22 y luego hacia/desde una conexión de red local 23. El controlador de comunicación digital 22 utiliza una referencia de tiempo local 24 para generar una señal de referencia de reloj común de alta precisión y bloquear todos los transceptores de RF 15a-n en esta referencia de tiempo. Cuando debe calibrarse un retardo de propagación analógica en el modo de recepción, el controlador de comunicación 22 establece un transceptor de referencia de RF local 25 en el modo de transmisión, y la señal de RF pasa a través de la red de calibración 14 a las unidades de conmutación 13a-n donde esta señal se conecta a los transceptores de RF 15a-n. A continuación, el sistema forma un bucle cerrado y calibra cada trayectoria de propagación de recepción para cada una de las trayectorias de propagación analógicas. Para medir el retardo de propagación analógica en el modo de transmisión, la unidad LAMBACOM 11 se establece en modo de transmisión y la pluralidad de transceptores de RF 15a-n se establecen en modo de transmisión, uno a la vez. Los conmutadores de RF 13a-n conectan las salidas de RF de los transceptores de RF 15a-n a la red de calibración 14. El transceptor de referencia 25 se establece en modo de recepción. Esto forma un bucle cerrado y se calibran las trayectorias de retardo de propagación analógicas para el modo de transmisión. Cuando se calibran los retardos de propagación de recepción y transmisión, el controlador de comunicación 22 puede utilizar los coeficientes de fase del sistema de posicionamiento 32 en el modo de recepción para calcular la dirección física exacta de origen para la señal recibida. El controlador de comunicación 22 también puede transmitir potencia en una dirección física exactamente definida. Las posiciones relativas del sistema de posicionamiento también pueden utilizarse como señales de control para un dispositivo de antena servo controlado donde la unidad LAMBACOM 11 se monta para cambiar constantemente la dirección física de la unidad LAMBACOM 11 en la dirección horizontal y/o vertical. Pueden combinarse varios conjuntos de coeficientes en recepción o transmisión para formar una pluralidad de haces receptores o transmisores con la dirección física d1, d2 y los sectores de distribución de potencia p1, p2 que se conforman en base a la estimación del grado de movilidad para la unidad de comunicación.

Un proceso de medición de la distancia entre dos unidades de comunicación A y B implica las siguientes etapas:

a) La unidad de comunicación A transmite un mensaje que inicia con una palabra de código modulada a la unidad de comunicación B donde la información sobre la unidad de comunicación de origen A se incrusta en el mensaje.

b) Un correlacionador receptor en la unidad de comunicación B determina el tiempo exacto de llegada correlacionando la palabra de código que inicia el mensaje y luego decodificando el mensaje. Por interpolación, el tiempo de llegada se calcula con una precisión superior que la del reloj de muestra del sistema.

c) Un decodificador receptor en la unidad de comunicación B mide la desviación de la frecuencia del reloj entre la unidad de comunicación A y la unidad de comunicación B.

d) La unidad de comunicación B transmite un mensaje a la unidad de comunicación A que inicia con una palabra de código modulada y un mensaje que incluye el tiempo de llegada medido, la desviación de la frecuencia del reloj y el tiempo de latencia de respuesta desde el tiempo de llegada recibido hasta la correlación máxima de la palabra de código transmitida.

e) Un correlacionador receptor en la unidad de comunicación A determina el tiempo exacto de llegada correlacionando la palabra de código que inicia el mensaje y luego decodifica el mensaje y determina la desviación de frecuencia entre la unidad de comunicación B y la unidad de comunicación A. Aplicando los datos del mensaje sobre el tiempo de llegada informado en la unidad de comunicación B, la desviación de frecuencia desde la unidad de comunicación A hacia la unidad de comunicación B, la desviación de frecuencia calculada medida desde la unidad de comunicación B hacia la unidad de comunicación A y el tiempo de latencia de respuesta, la unidad de comunicación A es capaz de calcular el tiempo de vuelo acumulado exacto desde la unidad de comunicación A hacia la unidad de comunicación B y la unidad de comunicación B hacia la unidad de comunicación A y, por tanto, aplicando la velocidad de la luz a la ecuación, puede calcularse la distancia desde la unidad de comunicación A hacia la unidad de comunicación B.

El controlador de comunicación 22 se dispone además para establecer una lista de posiciones relativas combinando datos de posicionamiento del módulo analizador de frente de fase 16 que produce la dirección y el tiempo de llegada que permite la medición del tiempo de vuelo y, por lo tanto, la distancia a otras unidades de comunicación. Además, el controlador de comunicación 22 puede agregar información de sensor local, tal como la posición geográfica de un sensor de posición geográfica 26, tal como un módulo receptor GPS, GLONASS, GALIL^eO, datos de actitud de orientación física de un sensor de acelerómetro 27, sensor de magnetómetro 28 o giroscopio 29, e información de altitud de un sensor de presión de aire 30. Los sensores 26-30 son sensores opcionales para mejorar la precisión de posicionamiento y aumentar la redundancia del sistema. La referencia de hora local 24 puede sincronizarse con el sensor de posición geográfica 26 si el sensor de posición geográfica 26 está presente. Los datos de posición y actitud se intercambian a través de la comunicación inalámbrica a través de los elementos de antena 12a-n, y luego el controlador de comunicación 22 puede combinar toda esta información. Si al menos una unidad LAMACOM 11 tiene una información de posición y actitud geográficamente fija, todas las unidades LAMACOM 11 en la red pueden calcular su posición y orientación geográfica fija. La información se utiliza junto con una base de datos local 31 que consta de información geográfica sobre la frecuencia y los límites de potencia de transmisión. El controlador de comunicación 22 utiliza esta información para establecer la potencia máxima de transmisión de acuerdo con la posición y actitud geográfica actual. La base de datos local 31 se actualiza a través de la conexión de red de área local 23 o a través de un enlace de datos inalámbrico a través de los elementos de antena 12a-n.

El sistema de referencia de reloj coherente distribuido y el método de compartición de medios disciplinado, sincrónico en la red ad-hoc de acuerdo con esta invención requieren una negociación entre las unidades de comunicación en la red para establecer la referencia de tiempo común. El proceso de sincronización implica las siguientes etapas del método:

a) Un parámetro predefinido determina la desviación de referencia de reloj máxima admitida permitida para nodos/unidades de comunicación en el sistema/red. Si la desviación del reloj es menor que el límite definido, los nodos/unidades de comunicación se definen para estar en operación sincrónica.

b) La referencia de reloj local se envía como un mensaje a través del enlace de comunicación junto con el número de unidades de comunicación que están en operación sincrónica con la unidad de comunicación que transmite.

c) Todas las unidades de comunicación que reciben este mensaje pueden determinar la desviación de la referencia de reloj para la trama recibida con relación a la referencia de hora local,

d) Se mantiene una lista que contiene el ID de la unidad de comunicación fuente, los nodos/unidades de comunicación sincrónicos informados para la unidad de comunicación fuente, la desviación de referencia de tiempo y fluctuación de tiempo entre mediciones con respecto a la referencia local.

e) Después de un período de tiempo definido, se analiza la lista. A continuación, se determina el número de unidades de comunicación en operación sincrónica y dentro de los límites de fluctuación correspondientes al doble del tiempo de vuelo de la distancia máxima de operación de acuerdo con las siguientes etapas:

I. Si otra unidad de comunicación informa que el número de unidades de comunicación que operan de forma sincrónica es mayor que el número de unidades de comunicación sincrónicas medidas en la lista local, se adopta la referencia de hora para la otra unidad de comunicación. Si hay más de una unidad de comunicación en la lista que cumple con estos criterios, se adopta la referencia de tiempo de la unidad de comunicación con el número más alto de unidad de comunicación sincrónica informada.

II. Si otra unidad de comunicación informa que el número de unidades de comunicación que operan sincrónicamente es menor que el número de unidades de comunicación sincrónicas medidas en la lista local, no se realiza ninguna acción de cambiar la referencia de hora local. Este algoritmo de esquema de reglas de mayoría distribuida asegura que un nodo que ingresa a una red no pueda cambiar la hora de los otros nodos de la red.

III. Si otra unidad de comunicación informa el mismo número de unidades de comunicación que operan sincrónicamente, un proceso aleatorio determina si se adoptará o no la hora de la otra unidad de comunicación.

IV. Si se adopta una referencia de tiempo de otra unidad de comunicación por esta unidad de comunicación y la diferencia de tiempo entre la referencia de tiempo actual y la nueva referencia de tiempo es mayor que la desviación máxima de referencia de reloj, el número de unidades de comunicación que operan sincrónicamente informadas es el número informado desde la otra unidad de comunicación más uno, dado que esta unidad de comunicación ahora también está en operación sincrónica con las otras unidades de comunicación, el total aumenta por uno.

V. Se borra la lista.

f) Si las tramas de datos recibidas están por debajo de un umbral determinado, la unidad LAMBACOM local entra en una asociación de red inicial que implica las siguientes etapas:

I. Buscar mensajes de otras estaciones en la red con desplazamiento de frecuencia variable en el receptor para obtener información sobre la información de la red y la información de tiempo.

II. Si no se detectan mensajes recibidos dentro de un período de tiempo definido, se envían mensajes de sondeo de red para buscar otras unidades LAMBACOM en la red.

III. Si se recibe una o más de una trama, se ejecuta el proceso de determinar la referencia de tiempo local de acuerdo con la etapa e).

g) Las etapas a)-f) se repiten continuamente o en periodos predefinidos siempre que el número de tramas de datos recibidas esté por debajo de un umbral determinado.

Ahora se hace referencia a la Figura 2, que es un dibujo ilustrativo del uso de la presente invención. La ilustración muestra una pluralidad de unidades de comunicación en movimiento que operan en una red de malla ad-hoc. En esta realización, las unidades de comunicación en forma de vehículos o unidades de mano portátiles 204 proporcionadas con unidades LAMBACOM 11 operan en tierra, la unidad de comunicación en forma de aeronaves 203 proporcionadas con unidades LAMBACOM 11 operan en el aire, las unidades de comunicación en forma de navíos 201 proporcionados con unidades LAMBACOM 11 operan en el mar, y las unidades de comunicación en forma de satélites 202 proporcionados con unidades LAMBACOM 11 operan en el espacio. Cada unidad de comunicación 201-204 de la red es capaz de transmitir datos directamente a otra mediante el uso de haces de antena directivos estrechos. Los haces de antena estrechos 209, 210, 211, 212, 213, 214, 217, 218, 219, 220, 221, 222 se dirigen hacia la mejor trayectoria de transmisión para las unidades de comunicación 201-204 en la red, mientras que las trayectorias físicas más cortas entre las unidades de comunicación 201-204 en la red se muestran por 205, 206, 207, 208, 215, 216. Cada unidad de comunicación 201-204 puede transmitir un paquete de datos a la vez, o en otra realización de la invención puede transmitir datos a varias unidades de comunicación simultáneamente. El sistema de posicionamiento 32, como se describió anteriormente, en la red rastrea continuamente la dirección y la distancia a las otras unidades de comunicación y su posición y orientación relativa por el módulo de posicionamiento de antena integrado 32 en el sistema de comunicación. Si una de las unidades de comunicación está en una posición y orientación fija, o tiene un sensor de posicionamiento geográfico 26 y un sensor de actitud 29 integrados, la posición y la orientación absoluta de todas las unidades de comunicación 201­ 204 en la red se distribuyen a través de la red inalámbrica.

En otra realización de la invención, la red es una red para vehículos aéreos no tripulados (UAV) donde las unidades de comunicación terrestre son móviles. Los datos del sensor pueden transmitirse desde un UAV a una unidad de comunicación terrestre móvil mientras que otra unidad de comunicación terrestre controla la operación del UAV. La estructura de la red de malla permite que varias unidades de comunicación terrestres tengan funciones redundantes para hacerse cargo de la operación si una unidad de comunicación terrestre falla o se sale de la cobertura de radio al UAV.

Ahora se hace referencia a la Figura 3, que es un dibujo ilustrativo de una situación de traspaso entre dos sitios de la unidad de comunicación en una realización de la invención. Cada sitio de la unidad de comunicación se ubica en una unidad en movimiento, tal como un vehículo o un UAV. En un sitio de la unidad de comunicación se montan tres unidades LAMBACOM 11a, 11b, 11c para cubrir tres sectores 304, 305, 306, y en el otro sitio de la unidad de comunicación se montan tres unidades LAMBACOM 11d, 11e, 11f para cubrir tres sectores 310, 311, 312. Además de la trayectoria de transmisión óptima entre los dos sitios de la unidad de comunicación 313, los datos también se transmiten por otras trayectorias 314, 315 al otro sitio de la unidad de comunicación. Si la transmisión que utiliza la trayectoria nominal 313 tiene éxito, esto se detecta por la unidad LAMBACOM 11f mediante la recepción de un mensaje de reconocimiento de la unidad LAMBACOM 11b. El mensaje de reconocimiento de acuerdo con la presente invención contiene tanto el ID de la unidad LAMBACOM 11b como el ID de la fuente transmisora, es decir, la unidad LAMBACOM 11f. Si falla la transmisión desde la unidad LAMBACOM 11f a la unidad LAMBACOM 11b, las unidades LAMBACOM 11a y 11c podrán decodificar esto monitoreando un número de secuencia inalámbrico. Cuando no se cambia el número, se indica que la transmisión es un reintento. Si esto ocurre, tanto la unidad LAMBACOM 11a como la unidad LAMBACOM 11c envían un mensaje de reconocimiento a la unidad LAMBACOM 11f. La transmisión puede realizarse exactamente al mismo tiempo si la codificación de modulación proporciona aislamiento entre las dos señales en competencia, o puede enviarse con cierta aleatoriedad en el tiempo para garantizar que haya menos probabilidad de colisión si la codificación es menos robusta. La unidad LAMBACOM 11f decodificará el mensaje más fuerte o el mensaje que llegue primero a tiempo, y al decodificar el ID, determinará que la otra unidad LAMBACOM 11a o la unidad LAMBACOM 11c ha recibido el mensaje en nombre de la unidad LAMBACOM 11b. Entonces se detiene la retransmisión y la siguiente transmisión se dirige a la unidad LAMBACOM 11a o la unidad LAMBACOM 11c en lugar de a la unidad LAMBACOM 11b.

Ahora se hace referencia a la Figura 4, que es un dibujo ilustrativo de un volumen espacial para el posicionamiento relativo. Un sector espacial definido en un sistema de coordenadas de referencia local con ejes x, y y z. Los vectores de dirección 404, 405, 406, 407 definen un intervalo de confianza para la medición de una única medición de dirección. Junto con el intervalo de confianza para la medición de distancia, esto forma un volumen espacial 408 para el cual una señal de la otra unidad de comunicación puede caer dentro de una única medición de dirección de un paquete recibido junto con el tiempo de llegada del paquete recibido. El volumen espacial operativo definido de una unidad de comunicación también tiene en cuenta la velocidad relativa calculada que se calcula en base a dos mediciones junto con una medición de desplazamiento Doppler calculada. El haz de antena para la transmisión se adapta para aplicar potencia al volumen espacial calculado para proporcionar un enlace de radio confiable y estable cuando la unidad de comunicación está en movimiento.

Ahora se hace referencia a la Figura 5, que es un dibujo ilustrativo de un ejemplo de un escenario de interferencia operativa. Una unidad de comunicación en movimiento 501 se equipa con una unidad LAMBACOM 11 para formar una operación de enlace de radio omnidireccional. En diferentes realizaciones, la unidad de comunicación en movimiento 501 podría ser un vehículo tripulado o no tripulado para operaciones terrestres, marítimas, aéreas o espaciales. La unidad de comunicación 501 se rodea por unidades de comunicación 508, 509, 510 en diferentes sectores 503, 505, 507. Los sectores 502, 504 y 506 están libres de objetos de interferencia y, por lo tanto, la potencia máxima de transmisión puede no limitarse o limitarse por las regulaciones para el área geográfica dada para la cual la comunicación en movimiento 501 debe cumplir. La potencia de transmisión a otra unidad LAMBACOM 11 ubicada en la unidad de comunicación 508 cerca de la unidad de comunicación 501 se reduce a la cantidad de potencia para mantener un enlace estable, pero para evitar la saturación de la unidad LAMBACOM 11 en la unidad de comunicación 508 y reducir la interferencia a la unidad LAMBACOM 11 en la unidad de comunicación 508 mientras que la unidad de comunicación 501 opera en otros sectores. Por lo tanto, toda la potencia enviada en el sector 503 cumple con este límite de potencia definido en un intervalo de tiempo definido donde se ubica la comunicación de corto alcance. Para otros intervalos de tiempo para tráfico de largo alcance, el límite de potencia puede establecerse a otro nivel máximo de acuerdo con la presente invención. La unidad de comunicación 509 se coloca en otra área de regulación que la unidad de comunicación 501. Cuando se transmite en la dirección de esta otra área de regulación, la potencia se limita a un valor definido por la base de datos de regulación local 31. La unidad de comunicación 510 está en un área que contiene equipo sensible especial o está en un área para la cual debe emitirse un nivel mínimo de radiación. Ejemplos de tales áreas son áreas de peligro con riesgo de explosión de gas, áreas con habitaciones para el personal, torres de telecomunicaciones con una concentración de transmisores y receptores de radio críticos y sectores donde se encuentran las fuerzas militares hostiles. En esta área, el haz de antena contiene una muesca para radiación mínima. Esto también se aplica al haz de recepción para tener métodos adaptativos de dirección nula y de ecualizador espacial para la reducción de la interferencia a un mínimo en este sector.

Ahora se hace referencia a la Figura 6, que es un dibujo ilustrativo de un ejemplo de un sistema de posicionamiento y guía implementado de acuerdo con la presente invención. En este ejemplo, un vehículo aeronáutico no tripulado (UAV) 602 equipado con una unidad LAMBACOM 11 se guía hacia un campo de aterrizaje 601 en una trayectoria definida 612. Se establece un enlace de comunicación de banda ancha de baja latencia entre el UAV 602 y una unidad terrestre 603 que se proporciona con una unidad LAMBACOM 11. El sistema de posicionamiento en la unidad LAMBACOM 11 de la unidad de comunicación terrestre 603 calcula un ángulo 607 que es el ángulo en un plano definido por la normal de un plano definido por los ejes 604 y 605 y el eje 604. La unidad de comunicación terrestre 603 también calcula un ángulo 608 al UAV 602 que es el ángulo entre la normal a un plano definido por el eje 604 y 605 y el eje 605. También se calcula la distancia D al UAV 602. La unidad LAMBACOM 11 en el Ua V 602 tiene el mismo sistema de posicionamiento que el LAMBACOM 11 en la unidad de comunicación terrestre 603 y calcula la posición relativa a la unidad de comunicación terrestre 603 representada en el sistema de coordenadas local con un vector hacia la unidad de comunicación terrestre 603 y la distancia D. Las posiciones relativas calculadas en el UAV 602 y en la unidad de comunicación terrestre 603 se intercambian a través del sistema de comunicación de banda ancha de baja latencia creado por las unidades LAMBACOM 11 a una alta velocidad de actualización. Combinando estos resultados junto con información sobre la posición geográfica y orientación de la unidad de comunicación terrestre 603, el UAV 602 puede calcular su posición geográfica, rumbo, ángulo de cabeceo o alabeo con alta precisión, alta velocidad de actualización y bajo tiempo de latencia de medición. El UAV 602 se guía de acuerdo con esta invención a través de un corredor 613 definido por una ventana de elevación definida por 609, 610 y una dirección definida por 610, 611. La unidad de comunicación terrestre 603 de acuerdo con esta invención puede desplazarse con una distancia a lo largo 614 de una pista y sobre 615 la pista y una distancia a lo largo de la pista 616 y también a un nivel de altitud diferente con relación al umbral de la pista. En una realización de la invención, puede utilizarse una pluralidad de unidades de comunicación terrestre 603 para aumentar la precisión y la redundancia. La unidad de comunicación terrestre también puede ser una unidad móvil 617. La posición geográfica de la unidad móvil 617 puede determinarse mediante sensores a bordo, o mediante el posicionamiento relativo a una unidad terrestre 603 a través de un enlace de comunicación 619. El UAV 602 no depende de la triangulación para establecer su posición relativa en el sistema de comunicación LAMBACOM, pero puede utilizar un enlace de comunicación 618 además de un enlace 606 para mejorar la precisión de posicionamiento, la redundancia y medir la integridad del sistema de posicionamiento si las posiciones a todas las otras unidades LAMBACOM divergen por encima de un límite determinado.

Ahora se hace referencia a la Figura 7, que es un dibujo ilustrativo de un ejemplo de una aplicación con superficies altamente reflectantes y/o propagación del canal de conducto de radio entre dos unidades LAMBACOM 11a, 11b. Las dos unidades LAMBAC^o M 11a, 11b se colocan a una gran distancia física entre sí. Una superficie reflectante 717 refleja la señal de radio emitida, y las señales reflejadas 727, 728, 729 se combinan con las señales directas 730, 731, 732. A medida que la diferencia de fase de las señales directa y reflejada se acerca a 180 grados, el resultado es una atenuación de la potencia de radio recibida. Este efecto se denota como desvanecimiento plano, y si la distancia a la superficie reflectante es corta, el resultado será un área física grande donde la señal se atenúa en un ancho de banda grande. La disposición de los elementos de antena 12a-n con diferente distancia a la superficie reflectante y el uso de un analizador de frente de fase adaptativo 16 de acuerdo con la presente invención, da como resultado que la atenuación de la señal recibida se reduce significativamente. En una realización de la invención para la operación en banda C se demostró que una ondulación de desvanecimiento plano de 40 dB cuando se propaga sobre una superficie reflectante podría reducirse a 20 dB con una separación de elemento de antena de 25 cm. Si hay un canal de conducto cerca del nivel del suelo 726, el método para la transmisión determinará transmitir más energía en este canal o buscar y encontrar un canal de conducto elevado más alto. La unidad LAMBACOM transmisora optimiza el frente de onda 725 cuando ingresa al canal de conducto con un ángulo 724 al canal de conducto, de modo que la refracción y el cambio de dirección en los canales de conducto 712, 713, 714 podrían reflejarse en una superficie reflejada, o también podrían dirigirse directamente a la unidad LAMBACOM 11b sin un reflejo en 708. El canal bajo de conducto elevado 726 podría formarse en ciertas condiciones determinadas provocadas por conductos de evaporación sobre el agua o en otras condiciones donde los gradientes de humedad, temperatura o viento forman un cambio de las condiciones de propagación. El volumen de dispersión de tropo 705 podría utilizarse ya que la potencia de transmisión combinada, la ganancia de antena de TX y RX y la sensibilidad del receptor está en el rango de 160 a 260 dB donde son posible la dispersión de tropo y la utilización de canales de conducto. El volumen de dispersión de tropo 705 podría ser un conducto elevado alto causado por gradientes de humedad o por gradientes de viento. La presencia de objetos metálicos, tales como aviones, en el volumen de dispersión de tropo 705 también podría utilizarse como una parte del canal de transmisión. Un sistema de haz de antena adaptativo de procesamiento digital espacial utilizará entonces efectos de dispersión de tropo ajustando el ángulo de entrada 722 que define una entrada de frente de fase 723 al volumen de dispersión de tropo 705 de modo que las trayectorias de energía de radio combinadas 709, 710, 711 de acuerdo con esta invención realizarán una optimización constante con respecto a dirigir la potencia al mismo volumen de aire visto en el horizonte por la unidad LAMBACOM transmisora y la unidad LAMBACOM receptora. El reflejo combinado de todos los tipos de reflectores en el aire se utilizará para lograr un enlace de radio estable de acuerdo con la invención. Ejemplos de tales objetos reflectantes pueden ser aviones o globos cubiertos con material reflectante. Ejemplo de otros elementos que dan lugar a reflejos o refracciones de ondas de radio son las condiciones meteorológicas con gradientes de humedad, lluvia, nubes, remolinos de aire y corrientes de aire. Una unidad LAMBACOM también podría transmitir una trama de datos destinada a sí misma, y al recibir esta trama, el análisis del tiempo de llegada, la dispersión del canal, el desplazamiento Doppler, la intensidad de la señal y la dirección de la señal recibida podrían utilizarse como una característica de radar donde pudieran detectarse otros objetos, las condiciones meteorológicas atmosféricas, tales como el viento, la lluvia o la concentración de contaminación, podrían detectarse mediante el uso de la presente invención.

Ahora se hace referencia a la Figura 8, que es un diagrama de bloques del sistema de procesamiento digital frontal 899 utilizado en la cadena receptora de la unidad LAMBACOM 11. La unidad de procesamiento de señales digitales 899 opera en un reloj del sistema que se bloquea en fase a un oscilador local de RF 905 (ver Figura 9) en las secciones analógicas de los receptores. Las señales de entrada digitales 1..N de una pluralidad de N transceptores de radio 15a-n se alimentan al módulo de procesamiento de señales digitales. En una realización de la unidad de comunicación 11, se incrusta una pluralidad de unidades de procesamiento de señales digitales 899 para realizar la demodulación de varios flujos de datos en paralelo. En la Figura 8, el número de transceptores, N, se establece en 3, como un ejemplo. El módulo de retardo 18 permite al sistema buscar direcciones óptimas, coeficientes de elemento de antena y coeficientes de filtro adaptativo antes de que se apliquen las configuraciones a una decodificación completa de la trama con la configuración de formación de haz óptima. De acuerdo con la invención, la formación de haz se actualiza para cada trama de datos recibida. El retardo en 18 también permite que la información lateral codificada ortogonalmente en la primera palabra de código de entrada se reciba con la ganancia completa del sistema. Esta información lateral contiene información de la trama transmitida, tal como la identificación del transmisor, la potencia de transmisión, la configuración de formación de haz del transmisor y la configuración del ecualizador, y se utiliza para verificar el sitio/unidad del remitente y mejorar el rendimiento del alcance. Esta información permite verificar si un conjunto de vectores/máximo de interés pertenece a la unidad correcta en caso de interferencia. Se aplica un módulo correlacionador 816 de correlacionadores a cada una de las entradas del receptor digital 1...N. Los correlacionadores 816 buscan una palabra de código de chip compleja modulada en fase, larga, al menos 256 chips complejos, de acuerdo con una base de datos 808 del libro de códigos que selecciona palabras de código de acuerdo con la entrada del controlador de comunicación 22. La palabra de código larga se selecciona en base a una correlación cruzada mínima con otras palabras de código utilizadas para la codificación de la carga útil y otra señalización, así como también las propiedades de correlación cruzada mínima para la estimación del canal. Las palabras de código seleccionadas contienen un ID incrustado que identifica de forma única a la unidad de comunicación 11. El controlador de comunicación 22 puede girar las palabras de código con fines de cifrado o utilizar secuencias de codificación especiales, tales como autocorrelación de envolvente cero constantes (CAZAC) o secuencia Zadoff-Chu o secuencias de par Golay, para un rendimiento de posicionamiento óptimo. Los correlacionadores 816 encuentran la amplitud máxima del correlacionador, una fase como un conjunto de vectores y el ID incrustado que identifica la unidad de comunicación 11 que era el origen de la palabra de código. Las amplitudes de cada salida del correlacionador 816 se alimentan a un sumador de amplitud 817, y un módulo de búsqueda de amplitud 815 que busca máximos de amplitud con ID incrustado que coincide con el ID de los correlacionadores 816. Un número dado entre 1 y M de conjuntos de coeficientes de formación de haz se almacenan en un módulo de almacenamiento de haces 813. Después de un tiempo dado, el primer máximo de correlación de llegada y los coeficientes de formación de haz se usan por un módulo de haz de posicionamiento y tiempo de llegada 812 para determinar la dirección física y el tiempo exacto de llegada de la trama de datos recibida. Un módulo de selección de derivación adaptativa espacial 814 selecciona un número de reflejos de acuerdo con el análisis del módulo de búsqueda de amplitud 815. Cada uno de estos reflejos tiene un conjunto de coeficientes de antena que proporciona una relación señal a ruido óptima y una relación señal a interferencia óptima. Estos coeficientes se envían luego a un módulo de almacenamiento de coeficientes 810 que contiene los coeficientes de filtro complejos, amplitud y fase, de los filtros de formación de haces espaciales adaptativos 17. Los reflejos seleccionados de los conjuntos de coeficientes de formación de haz se envían a retardos adaptativos 819 de modo que cada uno de los reflejos seleccionados en el dominio espacial se alinea en el tiempo y se suma coherentemente. Mediante este método, el sistema busca un múltiplo de reflejos, aplica un conjunto de coeficientes de antena óptimos para cada reflejo y agrega la energía para cada reflejo para optimizar la relación señal a ruido y señal a interferencia. Analizando un número de reflejos que llegan, el módulo selector 814 determina el coeficiente de formación de haz óptimo establecido para la recepción. Esta información se envía a un formador de haz de transmisión (TX) 811 que convierte el conjunto de coeficiente de antena de recepción óptimo en un conjunto de formación de haz de transmisión óptimo. El cálculo de conjuntos de coeficientes en el formador de haz de transmisión 811 incluye un número de opciones para que el controlador de comunicación 22 seleccione. Un conjunto es la inversión de coeficientes para operación retrorreflectante. Otro conjunto de coeficientes es para aplicar la descomposición del frente de onda para varias direcciones físicas posibles para la formación de haz de transmisión. El controlador de comunicación 22 puede seleccionar de los diferentes conjuntos de coeficientes de formación de haz de transmisión representados de acuerdo con la información proporcionada por el formador de haz de TX 811 de acuerdo con el conjunto para la mejor relación señal a ruido, relación señal a interferencia, menor desviación Doppler, menor propagación Doppler, más baja interferencia entre símbolos, más baja latencia y selección de la dirección de transmisión de acuerdo con los requisitos de limitación de emisiones en un sector dado. El tiempo necesario para encontrar y establecer los parámetros, para los filtros de formación de haz espacial adaptativo 17 y los módulos de retardo adaptativo 819, es más corto que el retardo en el módulo de retardo 18. El filtro adaptativo espacial óptimo pre-calculado se usa luego para las señales y la señal resultante luego se alimenta a un correlacionador en el dominio del tiempo 802 que inicialmente antes de que se detecte una palabra de código de entrada de trama de datos, se correlaciona con palabras de código de la misma base de datos 808 que el correlacionador espacial. Se dispone además un ecualizador de espacio-tiempo/suma de haces 809 entre los módulos de retardo 819 y el controlador en el dominio del tiempo 802. La razón para tener un ecualizador de espacio-tiempo/suma de haces 809 primero y luego un ecualizador de solo tiempo adicional después es el nivel impositivo de recursos DSP y FPGA (Arreglo de puerta programable en campo) necesarios en el ecualizador de espacio-tiempo. La primera etapa tiene relativamente pocas derivaciones para ahorrar lógica/potencia, mientras que el segundo ecualizador, que opera en una sola señal, puede implementarse con una complejidad mucho mayor en comparación con la primera etapa. El retardo 18 permite analizar la palabra de código de inicio una vez más después de que se hayan establecido los coeficientes de ecualización de espacio-tiempo. El correlacionador 802 y un analizador 803 encuentran los parámetros óptimos para este nuevo canal creado por el primer ecualizador de formación de haz de espacio-tiempo. Este segundo ecualizador se adapta durante la recepción de paquetes para permitir un rendimiento mejorado en canales de desvanecimiento rápido. El caso ideal sería alimentar las palabras de código M-ary demoduladas desde un modulador regenerador 807 a un segundo conjunto de correlacionadores en cada entrada de antena, pero esto sería muy caro en un sistema de banda ancha con respecto a recursos, costo y uso de potencia. Mediante el uso de la topología presentada, se logran todas las ventajas de un sistema de espaciotiempo completo con adaptación continua durante la recepción de paquetes mientras se minimizan los recursos computacionales. El tiempo de configuración de los coeficientes de un filtro adaptativo 804 es más corto que un retardo 818. Después de que los datos hayan pasado a través del filtro adaptativo 804, un correlacionador de ventana deslizante 805 realiza una correlación múltiple en paralelo de secuencias de chips de palabras de código largas representadas en líneas verticales. Cada línea representa un símbolo codificado. La ventana deslizante inicia al comienzo de las secuencias largas en t=0 cuando el módulo correlacionador 802 detecta la palabra de código de entrada. La ventana escalona un número determinado de chips de acuerdo con la selección del número de chips por palabra de código realizada por el controlador de comunicación 22. El controlador de comunicación 22 también puede cambiar los libros de códigos con fines de cifrado, el número de símbolos diferentes (líneas verticales) para optimizar la velocidad de datos y las propiedades de interferencia entre símbolos. Los libros de códigos se preparan de modo que las correlaciones cruzadas entre las líneas verticales, los símbolos horizontales y la palabra de código de inicio de la trama estén todas en el nivel mínimo. Estas propiedades dan propiedades óptimas de interferencia entre símbolos y trayectoria múltiple. También permite la búsqueda de nuevas palabras de código de inicio de trama desde otras unidades de comunicación en otras direcciones espaciales para instancias paralelas del sistema de procesamiento de señales digitales 899 durante la demodulación de una trama de datos. Si una trayectoria múltiple tiene un retardo de tiempo largo y una secuencia de chip de símbolo proporciona una mala correlación cruzada entre símbolos, el siguiente símbolo será una palabra de código diferente y esta propiedad propaga los errores. Un módulo de corrección de errores de reenvío (FEC) 820 es capaz entonces de proporcionar un enlace libre de errores en condiciones pesadas de propagación de trayectoria múltiple. El símbolo ganador con la correlación más alta de un correlacionador de ventana deslizante 805 se alimenta a una unidad de decisión de símbolo 806 que convierte los símbolos en un flujo de bits demodulado. El flujo de bits demodulado se envía al módulo de corrección de errores 820 que corrige los errores de bits en base a la información agregada en el flujo de bits. Un ejemplo de tal método de corrección de errores es el método de corrección de errores Reed-Solomon. Cuando el correlacionador 802 detecta la palabra de código de entrada inicial, se conmuta un conmutador 801 de modo que la correlación ya no se toma de la base de datos de palabras de código 808, sino del modulador regenerador 807. Mediante este método, el correlacionador 802 puede actualizar el filtro adaptativo 804 continuamente o en intervalos de tiempo dados durante la demodulación de una trama de datos. El correlacionador 802 también rastrea los errores de fase y, por lo tanto, el mecanismo de retroalimentación puede mantener la coherencia para tramas de datos largas así como también los ajustes al filtro adaptativo durante la demodulación de una trama de datos.

Ahora se hace referencia a la Figura 9, que es un diagrama de bloques de un sistema de auto calibración interna del sistema de posicionamiento incrustado 32 en la unidad LAMBACOM 11. Los transceptores de RF 15a-n, uno para cada elemento de antena 12a-n se conectan a los elementos de antena 12a-n a través de las conexiones 913a-n, y los datos en el modo de recepción se conectan a una unidad de procesamiento de señales digitales de banda base (DSP) 901 a través de las conexiones 914a-n. En el modo de transmisión, la señal de la unidad DSP de banda base 901 se conecta a los transceptores de RF a través de las conexiones 915a-n. En el modo de transmisión, el conmutador de RF 13a se conmuta a la posición donde el conector de la antena se conecta al transmisor 931. En la operación de recepción normal, el conmutador de RF 13a se conecta al receptor 932. En el modo de calibración, el conmutador de RF 13a puede conectarse entre una alimentación de red de calibración 920a y la cadena transmisora 931 cuando se calibra la transmisión, y a al receptor 932 cuando se calibra la cadena receptora 932. La configuración del modo de calibración puede aplicarse a todos los transceptores de RF 13a-n en la unidad LAMBACOM 11, o puede aplicarse para solo a un transmisor a la vez. En una unidad LAMBACOM 11 con un gran número de transceptores de RF 15a-n, típicamente por encima de dieciséis elementos de antena 12a-n, el efecto de deshabilitar un solo transceptor de RF es inferior a 0,2 dB y, por lo tanto, la calibración interna puede realizarse sin interrumpir la transmisión normal y operación de recepción. Se utiliza un transceptor de referencia 910 junto con la red de calibración de RF 14 y la línea de RF alimenta 920a-n para conectarse a los transceptores de Rf 15a-n. Al calibrar el transmisor 931, un conmutador de RF 907 en el transceptor de referencia 910 conecta una línea de calibración 919 a un receptor de referencia 908 y al calibrar el receptor 932, el conmutador de RF 907 en el transceptor de referencia 910 conecta la línea de calibración 919 a un transmisor de referencia 906. Mediante las conexiones digitales 913a-n, 914a-n, 915a-n y 916a-b se forma un bucle de procesamiento de señales digitales cerrado. Los osciladores 905 en los transceptores de RF 15a-n se bloquean en fase entre sí y a un oscilador 904 en el transceptor de referencia 910. La longitud eléctrica de la red de calibración de RF 14 es idéntica desde el conmutador de RF 907 a través de la conexión 919, la red de calibración de RF 14 y la conexión 920a al conmutador de RF 13a, desde el conmutador de RF 907 a través de la conexión 919, la red de calibración de RF 14 y conexión 920b al conmutador RF 13b y desde el conmutador RF 907 a través de la conexión 919, la red de calibración de RF 14 y la conexión 920n al conmutador RF 13n. Dado que la longitud eléctrica en la red distribuida de calibración de acuerdo con la invención es igual para todas las trayectorias, se eliminan las variaciones con respecto a la frecuencia de operación y las variaciones de temperatura. La red de calibración puede usarse para monitorear la operación correcta de cada uno de los transceptores de RF en el modo de transmisión o recepción y para alertar advertencias internas si algunos de los módulos en los transceptores de RF quedan fuera de la operación normal. El sistema de red de calibración de acuerdo con esta invención utiliza las mismas transmisiones de palabras de código que se utilizan para la comunicación entre las unidades LAMBACOM 11. Las ventajas de este método son que los recursos del sistema correlacionador del transmisor y receptor pueden reutilizarse por el sistema de calibración para medir la fase exacta de llegada, la palabra de código y la correlación suprime las señales interferentes que de otro modo pueden aumentar la inexactitud de la medición de fase, el proceso de calibración es muy rápido cuando se inicia por el controlador de comunicación 22. Debido a la operación sincrónica de tiempo de las unidades LAMBACOM, el proceso de calibración puede ejecutarse en un intervalo de tiempo sincrónico común para todas las unidades LAMBACOM en el sistema, y por este método no se pierden tramas de datos transmitidas porque un receptor está en modo de calibración. El sistema de calibración también proporciona información sobre el estado operativo en todos los transceptores que se utiliza para la autocomprobación integrada (BIST).

Ahora se hace referencia a la Figura 10, que es un diagrama de bloques de una realización de la red de calibración interna 14 en una unidad LAMBACOM 11. La realización mostrada en el diagrama de bloques es para una unidad LAMBACOM de sesenta y cuatro elementos. La red es una red de RF pasiva bidireccional que se integra dentro de la misma placa de circuito impreso (PCB) que contiene los transceptores de RF 15a-n. La señal del transceptor de referencia interno 910 se conecta a través de una línea de alimentación 1022 a un divisor de potencia 1001 que divide la señal en 1023-1026. La señal se divide además en divisores de potencia 1002, 1003, 1004, 1005 en la segunda etapa, dividiendo la señal en 1027-1030, 1031-1034, 1035-1038 y 1039-1042, respectivamente. Los divisores de potencia en el rango 1006-1021 en la tercera etapa dividen además la señal para cada divisor de potencia en cuatro, es decir, 1006A-1006D, 1007A-1007D, etc. Las longitudes eléctricas desde 1022 hasta el rango 1006A-1021D son todas iguales. Las relaciones de nivel de potencia de la línea de alimentación 1022 a los divisores de potencia en el rango 1006A-1021D son todas iguales.

Ahora se hace referencia a la Figura 11, que es un dibujo ilustrativo de una sección transversal física de la placa de circuito impreso (PCB) donde se integran los transceptores de RF 15a-n en la unidad LAMBACOM 11. La ^pC^b es un sustrato multicapa que, en una realización de la invención, está en material FR4 convencional. En esta realización, el número de capas metálicas es cinco. Las trazas metálicas 1101 se ubican en la parte superior de un sustrato. Una capa de tierra 1103 protege la red de calibración de la capa interna 14 del ruido de las señales en otras capas. Una capa de tierra 1106 se coloca debajo de la red de calibración 14 y junto con un gran número de conexiones de vía 1105, la red de calibración interna 14 se encapsula dentro de una estructura metálica que aísla la red de calibración interna 14 eléctricamente de otras señales y campos eléctricos externos. Una capa inferior 1107 que contiene patrones de circuito y materiales dieléctricos 1102, 1108, 1109, 1110 aíslan las capas metálicas en la estructura de la placa de circuito impreso entre sí. Las capas dieléctricas 1108 y 1109 tienen un grosor definido para formar una impedancia controlada para un ancho de pista dado en la red de calibración 14. Para reducir el impacto de las variaciones de producción del grosor de la capa dieléctrica y la precisión del grabado, el grosor de las capas dieléctricas 1108 y 1109 puede ser mayor que el de las otras capas dieléctricas 1102 y 1110.

Ahora se hace referencia a la Figura 12, que es un dibujo ilustrativo de un detalle de una realización de un patrón de cobre de la red de calibración interna 14. El dibujo muestra la vista superior del patrón de lámina de cobre de un divisor de potencia aplicado en 1001-1021. El divisor de potencia se dispone entre dos planos de tierra y, por lo tanto, es una estructura de línea de tira. Una línea de transmisión 1201 se conecta a una sección divisoria 1202, y la potencia se divide por igual en cuatro líneas de transmisión 1203-1206. La longitud eléctrica de 1201 a 1203, 1201 a 1204, 1201 a 1205 y 1201 a 1206 es igual. La estructura del divisor de acuerdo con esta invención es una estructura de banda ancha que permite que la longitud eléctrica sea igual y que el equilibrio de potencia se mantenga en al menos el 15 % del ancho de banda con relación a la frecuencia de operación.

Ahora se hace referencia a la Figura 13, que es un dibujo ilustrativo de la arquitectura del sistema de bus de flujo continuo digital de alta velocidad de acuerdo con la presente invención. En este ejemplo de una realización de la invención, el número de entradas de los concentradores es 4 y el número de niveles de concentrador es 3. Cada transceptor de radio 15a-n con entradas digitales para TX y salidas para RX se agrupan en células de 1..N transceptores en cada célula. Los concentradores 1301a-c agregan tráfico al siguiente nivel de concentrador. Se utiliza un concentrador principal 1305 para distribuir los datos digitales en una unidad central de procesamiento. En una realización de la invención, esta unidad es una FPGA donde los datos se utilizan para la formación de haz, la demodulación y el posicionamiento. Un bus de datos de alta velocidad 1302a-c forma la conexión entre los concentradores 1301a-c y un concentrador 1304. El bus de alta velocidad se implementa como un conjunto de líneas de datos de alta velocidad en serie de un solo cable independientes con mecanismos incrustados para sincronización, detección de errores y control de flujo. El mecanismo de sincronización en el sistema de bus permite que la entrega de datos se sincronice coherentemente con una precisión de reloj del sistema dada, de modo que los múltiples flujos de datos puedan procesarse alineados en el tiempo muestra por muestra. El bus de alta velocidad entre los concentradores 1304 y 1305 tiene un número mayor de líneas de un solo cable que el bus de alta velocidad 1302a-c entre los concentradores 1301a-c y 1304. Se utiliza un bus de control de baja velocidad 1303a-c entre los concentradores como un bus de control para funciones de control de alta velocidad, tales como calibración de bus, control de dirección y control de errores. La calibración del bus de alta velocidad es un método donde la fase del reloj del sistema local en los concentradores se ajusta y calibra para que los datos en cada uno de los buses de un solo cable de alta velocidad en los concentradores 1301a-c, 1304, 1305 se presenten con aberturas de entrada alineadas en el tiempo con relación a los relojes del sistema. Esto permite que el reloj del sistema común en los concentradores pueda utilizarse sin la necesidad de ajustes de fase individuales para cada línea de un solo cable. Si se detecta una falla en una de las líneas de un solo cable en un bus de alta velocidad, esto se detecta por el sistema de control del bus, y los canales lógicos que se agregan a esta línea se desactivan. Este mecanismo limita la pérdida de servicio si hay una falla de hardware en una de las líneas de transmisión en el bus de alta velocidad.

Claims (29)

1. REIVINDICACIONES

   i. Un método para configurar una red de comunicación inalámbrica de largo alcance entre varias unidades de comunicación donde las unidades de comunicación se proporcionan con una unidad de Comunicación Adhoc de Formación de haz Móvil Adaptativo de Largo Alcance (LAMBACOM) (11) que incluye una sección de transceptor de RF de matriz (15), una sección de conmutación de RF (13), una sección de elemento de antena (12), un controlador de comunicación (22) y un sistema de posicionamiento (32) que comprende una sección de análisis de frente de fase espacial (16), una sección de retardo (18), una sección de formador de haz (17), y un modulador/demodulador (20), en donde el método incluye las siguientes etapas:

   a. pasar señales de RX digitalizadas del mensaje de comunicación recibido desde la sección de transceptor de RF (15) en modo de recepción a través de la sección de análisis de frente de fase espacial (16), realizar, mediante dicha sección de análisis de frente de fase espacial, un escaneo espacial trama por trama para una palabra de código coherente modulada en fase de otras unidades de comunicación, b. calcular mediante la sección de análisis de frente de fase espacial (16) la dirección física de cada mensaje de comunicación recibido desde otra unidad de comunicación en la red,

   c. medir el tiempo de llegada para cada mensaje de comunicación recibido entre las unidades de comunicación mediante el uso del primer máximo de correlación de llegada para determinar el tiempo de llegada de la trama de datos recibidos en base a la correlación de una palabra de código que se incluye en cada mensaje de comunicación recibido en la red mediante la sección de análisis de frente de fase espacial (16) y determinar las relaciones de fase para cada señal de RX digitalizada en forma de coeficientes de fase,

   d. realizar la formación de haz aplicando los coeficientes de fase de la sección de análisis de frente de fase espacial (16) a la sección de formador de haz (17) antes de que los primeros datos de RX de los mensajes de comunicación recibidos pasen a través de una pluralidad de elementos de retardo (18a-n) de la sección de retardo (18) ubicada entre la sección de análisis de frente de fase (16) y la sección de formador de haz (17), en donde la sección de formador de haz (17) aplica a continuación los coeficientes de fase a la pluralidad de flujos de RX para maximizar la relación señal a ruido y suprimir señales interferentes para obtener una señal combinada que se pasa a la unidad moduladora/demoduladora (20) y al controlador de comunicación (22) para lograr una forma de antena óptima y demodulación de los primeros datos de RX recibidos del mensaje de comunicación recibido desde cualquier dirección, e. transmitir un mensaje de respuesta desde el controlador de comunicación (22) a través de la sección de transceptor de RF (15) a otras unidades de comunicación que contienen información sobre el tiempo de llegada de la etapa c) y el tiempo de retardo desde el tiempo de llegada hasta la transmisión del mensaje de respuesta,

   f. establecer, por medio del controlador de comunicación (22), posiciones relativas entre unidades de comunicación en la red combinando datos de posicionamiento de la sección de análisis de frente de fase (16) e intercambiando información de posición mutua entre todas las unidades de comunicación en la red a través de la misma sección de transceptor de RF (15) que se utiliza para el posicionamiento.
2. 2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, que utiliza además una base de datos local con áreas definidas donde se aplican restricciones de transmisión para definir la limitación de potencia de transmisión máxima y las frecuencias en un sector de transmisión.
3. 3. Método de acuerdo con la reivindicación 2, que utiliza además un formador de haz de antena digital para controlar la sección del transceptor de RF (15) de modo que el nivel de potencia emitida y/o las frecuencias en áreas definidas alrededor de la unidad de comunicación estén dentro de las restricciones de transmisión.
4. 4. Método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el método incluye además el uso de información de ángulo de posicionamiento de una unidad LAMBACOM (11) o mediciones combinadas de ángulo y distancia de varias unidades LAMBACOM (11) para actualizar la posición relativa a otras unidades LAMBACOM (11) a una alta frecuencia con baja latencia para navegar unidades móviles en escenarios donde todos los demás sistemas de navegación, tal como el GPS, no están disponibles.
5. 5. Método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el método incluye además el uso de información del sistema de posicionamiento (32) para optimizar el alcance de un enlace de comunicación.
6. 6. Método de acuerdo con la reivindicación, en donde el método incluye además el uso de información del sistema de posicionamiento (32) para reducir la interferencia hacia o desde otras unidades de comunicación.
7. 7. Método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la etapa b) incluye enfocar la energía de transmisión en un sector alrededor de una señal entrante estimada cuando los datos se transmitirán de regreso a la otra unidad de comunicación y actualizar las listas internas de los ID de la unidad de comunicación y direcciones entrantes, y actualizar las distancias para cada trama de datos recibida.
8. 8. Método de acuerdo con la reivindicación 7, que utiliza además una combinación óptima de fases para que una señal recibida logre la mejor relación señal a interferencia, y en base a estos coeficientes de fase calcular las direcciones de origen más probables del frente de fase y crear coeficientes de fase que proporcionan una o varias direcciones del frente de fase donde los datos se envían a la unidad de comunicación particular.
9. 9. Método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la etapa c) incluye utilizar una palabra de código modulada coherente de fase como un inicio para cada trama de datos, palabra de código que indica el inicio de cada trama de datos y se utiliza para la sincronización exacta de tiempo y fase.
10. 10. Método de acuerdo con la reivindicación 9, en donde la etapa c) incluye utilizar una palabra de código modulada en fase que utiliza un libro de códigos coherente y de rotación sincrónica con chips codificados complejos de fase modulada.
11. 11. Método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el método incluye además realizar de forma continua el entrenamiento del canal de propagación analizando cambios de dispersión, trayectoria múltiple, fase y tiempo de llegada decodificando una trama larga de datos de modulación.
12. 12. Método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el método incluye además la negociación entre las unidades de comunicación en la red para seleccionar una referencia de tiempo común y elegir un coordinador de red que defina servicios de intervalo de tiempo en la red.
13. 13. Método de acuerdo con la reivindicación 12, en donde el método incluye además determinar el alcance entre las unidades de comunicación y disponer transmisiones de datos en intervalos de tiempo con un conjunto dado de parámetros de enlace óptimos.
14. 14. Método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el método incluye además, con la sección de transceptor (15) en modo de transmisión, utilizar una red de calibración dedicada donde todas las longitudes físicas desde un transmisor de referencia a todos los elementos de antena son iguales para eliminar la desviación térmica relativa en la red.
15. 15. Método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el método incluye además disponer varias unidades LAMBACOM (11) en la misma unidad de comunicación para cubrir un sector más grande y permitir un traspaso rápido en una estructura de red ad-hoc.
16. 16. Sistema para configurar una red de comunicación inalámbrica de largo alcance entre varias unidades de comunicación, cuyo sistema incluye una unidad de Comunicación Ad-hoc de Formación de haz Móvil Adaptativo de Largo Alcance (LAMBACOM) (11) que incluye una sección de transceptor de RF de matriz (15), una sección de conmutación (13), una sección de elemento de antena (12) que incluye una pluralidad de elementos de antena (12a-n), un controlador de comunicación (22), un enlace de datos (23) y un sistema de posicionamiento (32) que comprende una sección de análisis de frente de fase espacial (16), una sección de retardo (18), una sección de formador de haz (17) y un modulador/demodulador (20), dispuestos a las unidades de comunicación, en donde

    - en modo de recepción, la sección de análisis de frente de fase espacial (16) se dispone para:

    - el escaneo espacial de trama por trama de señales de RX digitalizadas de mensajes de comunicación recibidos desde la sección de transceptor de RF (15) para una palabra de código coherente modulada en fase de otras unidades de comunicación,

    - calcular la dirección física de cada mensaje de comunicación recibido desde otra unidad de comunicación en la red,

    - medir el tiempo de llegada para cada mensaje de comunicación recibido entre las unidades de comunicación mediante el uso del primer máximo de correlación de llegada para determinar el tiempo de llegada de la trama de datos recibidos en base a la correlación de una palabra de código que se incluye en cada mensaje de comunicación recibido en la red, y

    - determinar la relación de fase para cada señal de RX de los mensajes de comunicación recibidos en forma de coeficientes de fase,

    - la sección de formador de haz (17) que proporciona la formación de haz de acuerdo con los coeficientes de fase de la sección de análisis de frente de fase espacial (16) antes de que los primeros datos de RX de los mensajes de comunicación recibidos pasen a través de una pluralidad de elementos de retardo (18a-n) de la sección de retardo (18) ubicada entre la sección de análisis de frente de fase (16) y la sección de formador de haz (17), en donde la sección de formador de haz (17) aplica a continuación los coeficientes de fase a la pluralidad de flujos de RX para maximizar la relación señal a ruido y suprimir la señal interferente para obtener una señal combinada que se pasa a la unidad moduladora/demoduladora (20) y al controlador de comunicación (22) para lograr una forma de antena óptima y la demodulación de los primeros datos de RX recibidos de los mensajes de comunicación recibidos desde cualquier dirección, y

    - el controlador de comunicación (22) se dispone para la transmisión de un mensaje de respuesta a través de la sección de transceptor de RF (15) a otras unidades de comunicación que contienen información sobre el tiempo de llegada de la sección de análisis de frente de fase espacial (16) y el tiempo de retardo desde el tiempo de llegada hasta la transmisión del mensaje de respuesta, y establecer las posiciones relativas entre unidades de comunicación en la red combinando los datos de posicionamiento de la sección de análisis de frente de fase (16) y

    - el sistema se dispone para el intercambio mutuo de información de posición entre todas las unidades de comunicación en la red a través de la misma sección de transceptor de RF (15) que se utiliza para el posicionamiento,

    proporcionar información de posicionamiento relativo de baja latencia para fines de navegación en base a la información de formación de haz angular.
17. 17. Sistema de acuerdo con la reivindicación 16, en donde el sistema incluye además una base de datos (31) que contiene información de restricciones de transmisión para límites de potencia de transmisión local y frecuencias para áreas geográficas definidas.
18. 18. Sistema de acuerdo con la reivindicación 16, en donde los elementos de antena (12a-n) se propagan sobre un área física y que cada elemento de antena (12a-n) es coherente en fase con los otros elementos de antena (12a-n).
19. 19. Sistema de acuerdo con la reivindicación 16, en donde la sección de transceptor de RF (15) incluye al menos cuatro unidades de transceptor de RF (15a-n).
20. 20. Sistema de acuerdo con la reivindicación 16, en donde la unidad moduladora/demoduladora (20) se dispone para la modulación de envolvente constante sin componentes de amplitud.
21. 21. Sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 16-20, en donde el formador de haz de antena digital (17) se dispone para controlar los elementos de antena (12a-n) de modo que el nivel de potencia emitida y/o las frecuencias en áreas definidas alrededor de la unidad de comunicación estén dentro de las restricciones de transmisión.
22. 22. Sistema de acuerdo con la reivindicación 16, en donde las diversas unidades LAMBACOM (11) se disponen en cada unidad de comunicación y que el sistema se dispone para utilizar información de posicionamiento como un sistema de guía para unidades de comunicación móviles, de modo que cada unidad de comunicación pueda colocarse con relación a otras unidades de comunicación en tiempo real.
23. 23. Sistema de acuerdo con la reivindicación 16, en donde el sistema se dispone para usar información de posicionamiento del sistema de posicionamiento (32) para:

    - optimizar el alcance de un enlace de comunicación, y/o

    - reducir la interferencia hacia o desde otras unidades de comunicación, y/o

    - proporcionar un sistema de seguimiento para una unidad de comunicación móvil con una alta frecuencia de actualizaciones de posición.
24. 24. Sistema de acuerdo con la reivindicación 16, en donde el sistema se proporciona además con uno o más sensores adicionales, que incluyen al menos un acelerómetro (27), giroscopio (29), magnetómetro (28), medios para información de altitud (30) y sensores de posicionamiento geográfico (26), cuyos sensores se utilizan para aumentar la precisión de posicionamiento y aumentar la redundancia del sistema.
25. 25. Sistema de acuerdo con la reivindicación 16, en donde el sistema incluye además medios (24) para proporcionar una referencia de hora local, cuya referencia de hora local se utiliza por el controlador de comunicación (22) para generar una señal de referencia de reloj común de alta precisión y bloquear todas las unidades transceptoras de RF (15a-n) a esta referencia de tiempo.
26. 26. Sistema de acuerdo con la reivindicación 16, en donde el sistema incluye además un correlacionador en el dominio del tiempo (802) y un oscilador local coherente (905), cuyo correlacionador (802) se dispone para determinar el inicio de una trama de datos al correlacionar una palabra de código larga predefinida y determinar el tiempo exacto de llegada y fase del oscilador local coherente (905).
27. 27. Sistema de acuerdo con la reivindicación 16, en donde el sistema incluye además al menos un filtro adaptativo (804) para aumentar la relación señal a ruido y reducir la interferencia hacia o desde otras unidades de comunicación y la interferencia entre símbolos.
28. 28. Sistema de acuerdo con la reivindicación 16, en donde el sistema incluye además una red de calibración dedicada (14) integrada en una placa de circuito impreso donde todas las longitudes físicas desde un transmisor de referencia (910) a todos los elementos de antena (12a-n) son iguales, eliminando la desviación térmica relativa en la red.
29. 29. Sistema de acuerdo con la reivindicación 16, en donde el sistema incluye además un dispositivo de antena controlado por servomotor dispuesto para dirigir físicamente la unidad LAMBACOM (11) en una dirección horizontal y/o vertical en base a la salida del sistema de posicionamiento (32).