JP6812508B2 - 通信のためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Description
いくつかの実施形態に開示されているのは、1つまたは複数のネットワーク接続されたデバイスまたは端末、1つまたは複数の基地局、および/または、1つまたは複数の基地局コントローラの間の通信を提供するように構成され得る通信システムである。
発明のいくつかの実施形態に従って、特定の環境が、この明細書の中でさらに検討される。以下は、発明のいくつかの実施形態にしたがった、システムが動作し得る環境の概略の記載である。
発明のいくつかの実施形態に従って、特定の端末タイプが、本明細書でさらに検討される。以下は、システムと相互動作することができる端末の概略の記載である。システムは、1つまたは複数の端末のための通信リンクを提供し得る。これらの端末は、様々な機能を提供し、または、様々なタスクを実行し、および、データを送信および/または受信するための能力を有するデバイスであってよい。
発明のいくつかの実施形態に従って、特定の基地局タイプが、この明細書でさらに検討される。以下は、システムと相互動作し得る基地局の概略の記載である。
いくつかの実施形態によれば、特定の基地局コントローラが、この明細書でさらに検討される。以下は、システムと相互動作し得る基地局コントローラの概略の記載である。
以下は、いくつかの実施形態にしたがった、システムの構成の例示的で非限定的な記載を提供する。通信リンクは、通信の「パイプ」として利用され得、様々な通信リンクは、低遅延、帯域幅、などの共通の特性を有し得る「パイプ」の異なるグループを形成するために一緒にグループ化され得る。
いくつかの実施形態では、システムは、1つまたは複数の低帯域幅通信リンク、および/または、1つまたは複数の高帯域幅通信リンクを提供するように動作可能であり得る。通信リンクの帯域幅は、様々な帯域幅の利用戦略に従って、例えば、選択的な周波数および時間タイルを割り当てることによって変更され得る。1つまたは複数の低帯域幅通信リンクおよび1つまたは複数の高帯域幅通信リンクは、異なる遅延時間特性、雑音、または、信号劣化などの他の特性を有し得る。
いくつかの実施形態では、システムは、通信リンクのサイズの1つまたは複数のグループに帯域幅を割り当てるように構成され得る。非限定的な例示の例として、様々な多重化技術を使用して規定され得る周波数範囲は、例えば、1000個の低帯域幅通信リンクと10個の高帯域幅通信リンクのセットを提供するために利用され得る。
いくつかの実施形態では、情報は、2つ以上の異なるパイプを介して、2通りで送られ得る。パイプは、パイプが周波数において隣接しないように選択され得、または、さらに、異なる周波数範囲にあり得る。
いくつかの実施形態では、対称または非対称のパイプが、ダウンリンクまたはアップリンクのために利用され得る。対称のパイプが利用される場合、細いパイプは、ダウンリンクデータ用の使用のために提供され得、他の細いパイプは、アップリンクデータのために利用され得る。非対称のパイプが利用される場合、細いパイプは、ダウンリンクデータ用の使用のために提供され得、太いパイプは、アップリンクデータでの使用のために提供され得る。適切な構成は、通信システムがサポートしている通信ニーズに基づいて選択され得る。例えば、端末が太いパイプ上で一群の情報を提供している場合、端末は、また、細いパイプ上でほぼリアルタイムの命令を受信している。
いくつかの実施形態では、システムは、通信の成功する送信または受信を可能に改善する様々な技術を用いた通信を提供するように構成され得る。システムは、例えば、異なる通信リンク上でデータを再送信する、異なる隣接しない通信リンク上でデータを再送信する、および/または、成功したデータの受信を確認するための方式を用いる、などで、1度よりも多くデータを送信するよう構成され得る。
見出し「3」の以下の項は、いくつかの実施形態の例示の非限定の記載、特に、これらの実施形態を実装することにおいて使用され得る特定の方法や技術の記載を与える。他の実施形態および他の変形が存在し得、並びに、様々なステップが、追加され、変更され、または、省略され得る。
サンプルの周波数帯域が与えられるが、様々な帯域が利用され、信号特性、規制、などの様々な要因に応じた変更の対象になり得ることが理解されるべきである。
一実施形態では、主通信リンクに隣接する(例えば、周波数が隣接)通信リンクは、使用において主通信リンクに直に隣接する領域で使用されないことが望ましい。上記したように、他にもある中で、その他生じるであろう干渉の課題が存在し得る。
図4は、いくつかの実施形態にしたがった、例示的な論理バーストと物理チャネルとの関連を示す。上記と同様に、図に示された例示的なシナリオは、様々なロボットが様々なタスクを実行するために施設内で利用される実装の文脈で提供される。これらのロボットは、いくつかの実施形態を使用して、1つまたは複数の基地局に対して情報を受信する/送信する1つまたは複数の端末として動作する。
以下の項は、いくつかの実施形態の非限定的なサンプルの記載を与える。特に、細いパイプと太いパイプの実装が検討され、特定の実装選択肢が記載される。実装のための選択肢は変化し得; 特定のステップが、様々な順序であり、追加され、削除され、および/または、変更され得ることが理解されるべきである。
ここで、図5a、図7、図8、および、図9aと9bを参照して、細いパイプの接続は、5つの20ミリ秒フレームからつくられる100ミリ秒のスーパーフレーム(また、マルチフレームと呼ばれる)に基づき得る。この20ミリ秒のフレームは、10ミリ秒のダウンリンクまたは受信サブフレームと、10ミリ秒のアップリンクまたは送信サブフレームに分割され得る。
ここで、図5bを参照して、太いパイプ接続も100ミリ秒のスーパーフレームに基づき得るが、この場合には、4つの0.5msの4つのスロットで、40個の周波数ブロックの全てにわたって、5つのサブフレームの全ての上で(4×20×5 = 400 の細いパイプに相当)、単一のロボットに割り当てられる。これは、4つの太いパイプ(16個の時間スロット × 40個の周波数)のシナリオを可能にし得る。ブロードキャスト用に1つの時間スロットを使用した後、約300個の細いパイプ(3つの時間スロット × 20個の周波数 × 5つのフレーム)が、4つの太いパイプと同時に動作し得る。太いパイプ上の生データのレートは、3kビット/秒の400個の細いパイプ、または、1.2Mビット/秒に相当し得る。
ここで、いくつかの実施形態を示す図9aと9bを参照して、より低い帯域幅の通信リンクの数とより高い帯域幅の通信リンクの数との間の構成可能または調整可能な比率が存在し得る。基地局は、リアルタイムまたはほぼリアルタイムで1つまたは複数のサブフレームにおいて細いパイプと太いパイプの周波数および/または時間フレームを割り当てる、および、再割り当てするように構成され得る(または、例えば、ネットワークマネージャによって指示される)。
信号が、ある実装環境に存在し得る建造物の柱の周りで動作することを可能にするためなど、実装環境の構造的なパラメータに対処することを助けるために、システムは、距離が離れて設置される任意のデバイスのアンテナを用いて、アップリンクとダウンリンクのいずれか/両方上で空間ダイバーシティを利用するように構成され得る。アンテナ間の距離は変わり得る。
システムは、ダウンリンクおよび/またはアップリンク上で周波数ダイバーシティを利用するように構成され得る。
システムは、通信信号が1つのデバイスから他に送信され/受信されると、システムは、遅延に直面し得る。これらの遅延の課題は、様々な理由で発生し得、これらのいくつかが以下に記載される。システムは、いくつかの実施形態において、これらの遅延の課題を考慮するよう構成され得る。いくつかの遅延の課題は予測可能であり、他の遅延の課題は、様々な環境変化や要因の結果として生じ得る。
イーサネット(登録商標)上での主制御システムから基地局への送信、
基地局における処理、
端末に対する基地局、
端末において受信された信号を処理し、送信信号を生成することを含む、基地局に対する端末(端末における処理は、受信サブフレームにおける細いパイプを受信することと、隣接する送信サブフレーム上で細いパイプを送信することとの間の10ミリ秒で起こり得る)、
イーサネット上での基地局からの主制御システムへ。
いくつかの実施形態では、往復の通信リンクの保全性試験が、システムが動作時のある時点において、または、導入段階において、のいずれかで提供される。
いくつかの実施形態では、システムは、少なくとも1つの競合のないより低い帯域幅の通信リンク、および、少なくとも1つの別個の競合のないより高い帯域幅の通信リンクを提供するように構成され得る。システムは、オープンアウトクライ(open outcry)送信を通じて競合を回避し、従って、使用可能な無線スペクトルを最大にするように構成され得る。
この項では、いくつかのテーブルにおいて、エアインタフェースの例示的な主要パラメータを概略する。
フレーミング: アップリンクとダウンリンクが、どのように二重化され、タイミングされるか、
エンコード: データが、どのようにスペクトルとフレーミングにマッピングされるか。
以下は、いくつかの実施形態にしたがった、サンプルの時分割複信フレームの構造を記載する。
各OFDMシンボルは、マルチパス効果からのシンボル間干渉を低減するために、72個のサンプルの巡回プレフィックス(Cyclic Prefix:CP)でプレフィックスされた1024個の時間領域サンプルから成り得る(fast Fourier transform:FFT)の長さである)。
一態様において、ここで、図7を参照して、フレーム構造の部分として、または、1つまたは複数のネットワークにわたるデータ通信を管理することとして使用され得る、サンプルのタイルフォーマットが示される。
各タイルは、生のデータビットとパイロットの混合を含む。
システムの単一のTDDフレーム310a、310b期間は、TDDシステムの典型例であり、獲得速度(例えば、周波数クロック修正)、フレーミングにおけるオーバーヘッド、等々などのパラメータを交換する、Tfp = 20ミリ秒に設定され得る。しかし、フレーム期間は、また、他の技術的制限つきで、または、なしで、ある他の値(例えば、30ミリ秒または50ミリ秒)に設定されてもよいことが理解されるべきである。
ダウンリンクサブフレーム320a、320b、および、アップリンクサブフレーム330a、330bは、図8に示されるように、TDDフレーム310a、310bの構造に複信され得る。
ここで、図9aと9bを参照し、各サブフレームは、時間において20個のタイル「幅」とすることができ、周波数において、40個のタイル「高」であることができる。DCサブキャリアは未使用であり、周波数におけるDCサブキャリアの上方および下方に、同数の整数のタイルが設定される。
物理層は、より上位の層に、いくつかの論理通信リンクのタイプを与え得る。
ステップ510において、CRCは、様々な通信リンクタイプについてのエラーを検出するために使用され得る。CRCの長さは、例えば、24ビットであってよい。CRCは、通信リンクデータに付加され得る。
ステップ520では、前方誤り訂正(FEC)コードは、受信されたデータにおける誤りを訂正するために使用され得る。
G0 = 561(8進数)
G1 = 753(8進数)
各入力ビットについて、G0、次に、G1の出力は、エンコーダから出力される。
いくつかの実施形態では、システムは、ブロックが、冗長性を追加するために、および/または、経時的に情報を回復する機会を改善するために、時間にわたって拡散し得るように構成され得る。
システムは、例えば、信号を途中で奪う、偽信号、信号妨害、サービス妨害攻撃を与える、などの試みといったシステムを妨げる試みをさらに監視/検出するように構成され得る。
ステップ540において、インターリーブの後、システムは、同様のデータがサブフレームにわたって送信され得る場合に、出力信号のピークの平均に対する電力を低減し得る、データを「白色化」するために、データをスクランブルするように構成され得る。
基地局ID(Base station ID:BSID)、
パイプID、
スロット番号。
ステップ550において、タイルへのバーストデータのマッピングは、各通信リンクタイプに特有であり、この開示の他の場所で各通信リンクとともに記載される。
ステップ560において、ビットは、以下に示されるように、直交位相シフトキーイング(Quadrature Phase Shift Keying:QPSK)シンボルにマッピングされ得る。
目的
いくつかの実施形態では、細いパイプの目的は、送信特性の所与のセットをもった通信リンクのセットを提供することである。
DCサブキャリアよりも周波数がより高いタイルは、周波数インデックス1から20(周波数が増加)でラベル付けされ得る。
端末A: ...{−5,+5}、{−15,+15}、{−6,+6}、{−16,+16.} ...
端末B: ...{−19,+19}、{−1,+1}、{−11,+11}、{−2,+2} ...
通信リンクのエンコード
MACからの細いパイプのパケットは、エンコードについて先の項で記載されたように、いくつかの実施形態においてエンコードされ得る。通信リンクの特定パラメータは次のとおりである:
FECレート − 1/2
複製モード
ここで図11を参照し、細いパイプ複製モードは、いくつかの実施形態に従って、例えば、端末構成において同じものを選択することにより、使用され得る。複製モードは、通常モードと呼ばれ得る細いパイプの通常のセットに対して対照的であり得る。
フェージングに対してより大きな回復力; FECを打ち負かす、4つの占有されたタイルの全てにわたる十分に深いフェードの可能性は、2つのタイルにわたる深いフェードの可能性よりも低い; および
送信の2つのコピーを組み合わせること(最大比)から、信号対ノイズ比(Signal to Noise Ratio:SNR)において3dBの改善。
目的
いくつかの実施形態では、システムは、制限された数の端末への1つまたは複数の高いスループットの通信リンクを提供するために使用され得る太いパイプを提供するように構成され得る。
バーストデータは、いくつかの実施形態に従って、以下のパターンにおいてタイルにマッピングされ得る:
目的
ブロードキャスト制御通信リンクは、全ての端末のためのブロードキャストデータを含み得、また、個別の端末をターゲットとしたメッセージを含み得る(例えば、緊急パイプのメッセージに応答して)。それは、ダウンリンク上で送信され得る。
いくつかの実施形態では、システムは、ブロードキャスト制御バーストが、ダウンリンクサブフレームの最初のスロットに配置され得るように構成されることができる。必要とされるタイルの数とマッピングアルゴリズムは32であり得、いくつかの実施形態では、中間の8つはブロードキャストのために使用されない。
いくつかの実施形態では、システムは、ブロードキャスト制御通信リンクが、細いパイプより頑強にエンコードされるように構成され得る。エンコードは、太いパイプのそれと同様であってよい。
目的
緊急パイプは、端末が、より頑強な通信リンク上で基地局と通信しようとすることを試みるために、細いパイプを通してデータを受信できない端末のための競合ベースの機構であり得る。それは、アップリンク上で送信され得る。
いくつかの実施形態では、緊急パイプは、アップリンクサブフレームの最初のスロットに配置され得る。サポートされる1つまたは複数の緊急パイプが存在し得る。
いくつかの実施形態では、システムは、緊急パイプが、ブロードキャスト制御通信リンクと同様に、細いパイプよりもより頑強にエンコードされる。エンコードは、太いパイプのそれと同様であってよい。
ダウンリンク同期信号は、いくつかの実施形態において、システムによって利用され得る。ダウンリンク同期信号は、2つの目的を果たし得る:
端末が基地局の存在を確立することを可能にする既知で、「見つけやすい」信号を提供する。
種々の測定が、端末や基地局などのデバイスによって取得され得る。測定は、ピークノイズや未使用のタイルを含み得る。
信号対雑音比(SNR)。
以下の項は、いくつかの実施形態の限定的でない、例示的な記載を提供する。特に、実施形態は、1つまたは複数の端末とみなされ得る1つまたは複数のロボットを有した倉庫施設の文脈の中で提供され得る。ロボットの運動は、そのうちのいくつかは交差し得る、様々なパス経路を通して可動にされ得る。例えば、倉庫施設は、ロボットが様々なタスクを実行するために倉庫施設内を移動する、例えば、格子状構造に配置された置き場を含むことができる。他のロボットでないデバイスは、また、この項の文脈について、端末であってよい。例えば、人が、通信のために、端末を持ち歩くことができる。
ロボット/端末制御のために細いパイプの通信をサポートする、
ロボット/端末管理のために太いパイプの通信をサポートする、
基地局コントローラから基地局構成データを受け入れ、該命令に従って自身を構成する、
有線ネットワークからダウンリンクの細いパイプのデータを受け入れ、それを、無線ネットワーク上で正しいロボット/端末にルーティングする、
無線ネットワーク上でアップリンクの細いパイプのデータを受け入れ、それを、有線ネットワーク上で正しいコントローラにルーティングする、
イーサネットを使用して、有線ネットワーク上で通信する、
システム無線通信を使用して、無線ネットワーク上で通信する、
基地局の無線周波数通信リンク周波数は、基地局コントローラにより設定され得る、 基地局がスタンドアロンユニットである場合、基地局は、デフォルトで、動作の周波数を自律的に選択することができる、
135メートルの対角距離を取ることができる、120メートル掛ける60メートルなどの、様々な大きさの領域をほぼカバーする
特定のカバレッジは、基地局アンテナの角度通達範囲に依存し得る、
サービスを提供する基地局、ホットスタンバイ基地局として、または、スペクトルモニタとして構成されることが可能である、
動作または非動作として構成され得ることが可能である、
2つのトランシーバアンテナポートを有する、
ダイバーシティ受信をサポートする、
単一の送信機チェーンを有する、
ネットワーク内の基地局は、マスタクロックの閾値内(例えば、1マイクロ秒)に時間的に同期され得る、
基地局は、10マイクロ秒のガードバンドより少ない同期において送信および受信し得る、
ロボット/端末/基地局は、メッセージのために±5ミリ秒以内に、ロボット制御システム202と時間で同期され得る、
基地局がそれ自身の送信を停止する前に、基地局への送信を停止するように、その基地局に接続されたロボット/端末に信号を送る、
基地局コントローラによって指示されるように動作周波数を変更する、
ブロードキャスト通信リンクを使用して、ロボット/端末に、周波数変更を知らせる、
基地局によってサービスを提供される格子に加えられる新たなロボット/端末を(基地局コントローラと共に)サポートする、
基地局によってサービスを提供される格子から除かれるロボット/端末を(基地局コントローラと共に)サポートする、
他の基地局または外部の秒あたりのパルス(pulse per second:PPS)生成器からPPSを受け入れるための入力を提供する、
管理上のログインの認可、または、任意の他のタイプのディレクトリプロトコルのためのライトウェイト・ディレクトリ・アクセス・プロトコル(lightweight directory access protocol:LDAP)をサポートする、
セキュアシェル(secure shell:SSH)またはカスタムコマンドラインインタフェース(command line interface:CLI)を介した基地局へのリモート接続のため、
例えば、筐体を通して可視であり得る、いくつかのステータスインジケータを有し、インジケータは、使用に応じて構成可能である、
筐体の外側からアクセス可能なリセットボタンを有し、その状態は、基地局を、その施設のデフォルト設定に復旧することを可能にするソフトウェアによって読み取り可能である、
基地局コントローラによって要求された詳細のレベルで、基地局コントローラに性能情報を定期的に報告する、
2Nの冗長モードで、アクティブまたはスタンバイインスタンスとして動作することができ、2Nの冗長性は、1つがアクティブ、1つがスタンバイの基地局を意味する、 サードパーティアービタが存在する(基地局コントローラ)が場合は、アクティブまたはスタンバイの間のフェイルオーバーまたはスイッチオーバーをサポートし、スイッチオーバーは、両方のノードが依然として応答している制御されたプロセスであり、フェイルオーバーは、アクティブノードが応答しない場合のリカバリプロセスである、
サードパーティアービタが存在しない場合は、アクティブまたはスタンバイの間でスイッチオーバーをサポートする。
以下の項は、システムのための様々な他の応用や可能な実装を記載する。記載は、例示的あり、限定的な目的でなく、システムは、いくつかの実施形態に従って、様々な他の応用や実装に利用され得る。
いくつかの実施形態では、システムは、システムの動作に関連したデータに基づいて洞察と全般的なビジネスインテリジェンスを得るために、動作データ、性能データ、分析メトリクス、等々を含む様々なデータをクラウドソースするよう構成され得る。例えば、1つまたは複数の端末は、マップ上のルート計画や障害物に関するメトリクスを継続的に記憶し、および/または、送信し得、そのようなインテリジェンスは、基地局、または、中央サーバにおいて集められ、処理され得、続いて、判断が決定され、ネットワーク上の1つまたは複数の端末または他のデバイスに配布され得る。
いくつかの実施形態では、端末は、任意の他の端末のデータを覗き見るまたは聴取するよう構成され得; 以下に記載のように、サブフレーム内の所与の時間スロットに関して1対多の通信路を必要とする。他の例では、また、複数の時間スロットに関して、それは、多対多の送信システムであり得る。即ち、形成された端末のグループが存在し得、送信されるメッセージは、メッセージが意図される特定のグループにタグ付けされることができる。システムは、様々な方法で構成され得、通信は、1対多の構成において受信され、および/または、送信されることができ、様々な時間/周波数/タイル構成が、これらの実施形態を実装するために選択され得る。
いくつかの実施形態では、時間スロットは、静的または動的に構成され得る。即ち、特定の端末が、メッセージを、他の特定の端末または端末のグループに送るために、所与のスロットが予約され得る。これは、特にメッセージ内に宛先スロットを置く必要なく、自動化された送り手/受け手の確認を可能にし得る。
いくつかの実施形態では、端末の位置決めは、ピア通信を通じて達成され得る:
1)各端末は、適切な識別情報を用いて、その四辺の1つまたは複数上にステッカー、タグ、または、QRコード(登録商標)を有し得る;
2)各端末は、また、その四辺のいくつかの上に、webカメラやある種のイメージセンサを有し得、webカメラまたはセンサは、その付近にいる他のロボットの側部上のステッカーやタグを検出し、分析し得る、
3)従って、各端末は、どの他の端末が、それ自身と同じ行または列に、または、同じ領域にいるかを検出し、特定することができる。この場合には、端末が、何らかの理由で、失われた、または、基地局と通信できない場合、端末は、他の端末がどこに位置しているか、従って、自身がどこに位置しているかを決定するために、近くの端末のメッセージを聴取し得る。立体視webカメラは、さらに、必要に応じて、奥行き情報が抽出されることを可能にする。
一実施形態では、システムは、家電製品、デバイス、および、センサのためのインテリジェント制御および監視を可能にし、構成するために展開され得る(例えば、「スマートホームネットワーク」)。家庭内の各製品またはセンサは、家の物理的な周辺の中にあっても、なくてもよい、中央基地局またはサーバに接続された端末であり得る。基地局に接続されている製品は、例えば、テレビ、冷蔵庫、カメラ、エアコン、加湿器、ボイラ、ヒータ、プリンタ、食器洗い機、洗濯機、乾燥機、コンピュータまたはラップトップ、等々の1つまたは複数であってよい。基地局に接続されているセンサは、例えば、温度センサ、扉センサ、アラームセンサ、二酸化炭素センサ、光センサ、バルブ圧力センサ、等々の1つまたは複数であってよい。また、他のデバイスが、遠隔制御、スマートフォン、または、タブレットコンピュータ(iPad(商標)、および/または、Android(商標)プラットフォーム上で動作するタブレットコンピュータ、など)などのスマートホームネットワークに接続されてもよい。スマートホームネットワーク内のこれらのデバイスや製品のインテリジェントまたはスマートな制御と監視は、リアルタイムまたはほぼリアルタイムでの信頼できる通信リンクに依存し得る。
他の実施形態では、システムは、道路上で無人または自動運転車(また、「自律車両」として知られている)を可能にし、構成するために展開され得る。これらの自動運転車の各々は、クラウド上の中央基地局またはサーバに接続された端末であってよく、他の自動運転車からのデータ並びに中央基地局からのデータの観点で最善の経路を決定するために、互いに通信することができ得る。
システムは、また、車両の位置に基づいてローミングを行うために利用され得る。例えば、人がM1の高速道路を走行していたとすると、車両は、M1の基地局に接続され得、他方、車両が交差するM25の道路にあるとすると、車両がM1の下で運転されていたとしても、車両はその基地局の範囲内であり得る。交差点において、カットオーバは、正確な物理的な場所で起こり得る。この情報は、それらの道路のいずれかの上のトラフィックの他に優先するシステムなどのトラフィック制御対策を容易にするために利用され得る。
いくつかの実施形態では、基地局コントローラまたは任意の他の好適な制御システムは、端末から受信された位置情報を利用し、異なる基地局を利用する(「ローミング」)ように端末に指示するために、基地局のカバレッジ領域の位置情報を組み合わせるように構成され得る。
いくつかの実施形態では、システムは、ドローンや他のインテリジェント武器を制御および監視するために配備され得る。軍事技術の様々な要素は、互いに間で、または、中央システムとの通信を必要とし得る。上述の実施形態および技術は、例えば、軍隊の位置、カメラデータ、味方または敵の情報、指令からの命令、自動化された移動/経路探索データ、目標攻撃位置、などの情報を可能に示す送信される情報を用いて、これらの通信リンクを確立することの効率的かつ効果的な手段を提供し得る。通信リンクは、衛星リンクなどの様々な技術を用いて実装され得る。通信リンクは、特に、電子的対抗手段、妨害、電磁パルス、などに遭遇する場合に、さらに、強固にされ、暗号化され、および/または、増大した回復性のために構成され得る。システムは、さらに、システムからの信号を模倣する、または、ごまかす信号を検出し、および/または、対応するように構成され得る。
ホームアラームシステムなど、施設を守る/監視するためのシステムについて、主要なコストは、偽陽性によりまねかれる。いくつかのセンサを有し、より高い信頼度で、イベントがいくつかのセンサで同時に、または、同時でなく記録されたことを知ることは、偽陽性、および、警備員による関連した高価な駆けつけ、または、他の行為がとられることを防ぐ助けとなり得る。
いくつかの実施形態では、システムは、1つまたは複数のウェアラブルデバイス、および/または、1つまたは複数の端末として機能するハンドヘルドデバイスから構成され得る。ウェアラブルデバイスは、例えば、リストバンド、ヘッドギア、脳感知デバイス、眼鏡、腕バンド、衣類、靴、などの様々なタイプのウェアラブルデバイスを含み得る。ハンドヘルドデバイスは、例えば、ハンドヘルド端末、リモートコントロール、ハンドヘルドゲームコンソールなどの様々なタイプのハンドヘルドデバイスを含み得る。
いくつかの実施形態では、システムは、様々な要素と相互接続された1つまたは複数の端末と、1つまたは複数の通信リンクが確立され得る、様々なほぼリアルタイムまたはリアルタイムの制御応用での使用のために構成され得る。様々な要素と相互接続された端末の例は、5.9項で上述したウェアラブルおよび/またはハンドヘルドのデバイスを含み得る。例えば、システムは、光のショー、花火大会、噴水ショー、などでの使用のために構成され得る。これらの実施形態では、システムは、1つまたは複数の端末の動作を調整し、制御するために、1つまたは複数の通信リンクを提供し得る(例えば、光が、点灯されるべきであること、特定の方向に向けられるべきであること、特定のエネルギーまたは特定の色でもって動作されるべきこと、を示すために制御情報を送る)。
いくつかの実施形態では、システムは、「モノのインターネット(Internet of Things)」の下で考慮される接続されたデバイスなど、1つまたは複数の接続されたデバイスとの使用のための通信ネットワークを提供するように構成され得る。
システムは、いくつかの実施形態に従って、多くの他の応用に使用され得る。例えば、センサは、センサが互いに話をし、および、基地局に話をすることの両方を行う、リアルタイムベースで岩の安定性情報を報告する深い掘削シャフトに埋め込まれ得る。
以下の項は、いくつかの実施形態に従った、システムを実装するために使用することができるいくつかのハードウェアの記載を提供する。記載されたハードウェアは、例示であり、限定の目的ではなく提供され、様々な要素が変更され、省略され、追加される、などであり得ることが理解され得る。また、通信システムの可能なハードウェアコンポーネントを動作させる他の関連する態様が、この項に記載される。
システム全体の同期が必要とされ得、結果:
端末は、50十億分率のオーダまで、基地局に周波数ロックされる。
基地局は、オプションとして、レーダ検出メカニズムをサポートし得る。
基地局のみでの検出、
基地局に信号が送られた端末における補助的な検出を有する、基地局での検出、
レーダ検出のための完全に別の装置。
いくつかの性能低下は、セ氏−28度での冷凍庫ゾーンまたは任意の他の工業用冷凍用途で動作する時に発生することが予想される。
特定のDC電力供給は、下記のフィロソフィに従う:
可能であれば、どのスイッチングレギュレータも、アナログ信号チェーンの近傍で使用されない、
位相ロックループ(phase locked loop:PLL)は、局部発振器上の電源ノイズの影響を最小限にするために、追加の線形低損失レギュレータ(linear Low DropOut regulator)を有し得る。
基地局と端末で用いられる無線プリント回路基板(printed circuit board:PCB)は異なる。両方とも、設計の中間周波数(intermediate frequency:IF)およびベースバンド(および、デジタル)部のためのメイン基板と、無線周波数部が搭載され、または、複層PCBの頂部および底部にとして高品質のRF層として搭載され得る、メイン基板に半田付けされた小さな高品質の無線周波数(radio frequency:RF)PCBドータボードとを備え得る。
無線は、いくつかの実施形態において、2つの局部発振器を有し得る。第1は、RFとIF周波数間で変換し得、第2は、ベースバンドが必ずしもDCを中心とし得ない場合、IFとベースバンド周波数間で変換し得る。
2つの受信機チェーンとレーダ監視チェーンは、ベースバンドデジタル信号プロセッサに渡される前に、二重のI/Qアナログデジタルコンバータ(Analog Digital Converter:ADC)を駆動し得る。システムのためのサンプリングレートは、15.36メガサンプル/秒などの任意の好適なサンプリングレートであってよく、ADCのダイナミックレンジは、どれだけの電力制御が実装されるかに依存し得る。レーダ検出器のためのサンプルレートは、受信サブフレームにおいて連続であり得る。
通信システムの一態様では、基地局と端末の両方は、以下のいくつかまたは全てを含み得る概括的な無線周波数アーキテクチャを実装する:
デュアル受信機チェーン、
単一のレーダ検出受信機チェーン、
単一の送信機チェーン、
デュアルアンテナ、
各受信機チェーンの終端でのアナログからデジタルへの変換、
デジタル送信機チェーンの始端でのデジタルからアナログへの変換。
基地局の電子回路は、ベースバンドと無線のための単一の基板で構成され得る。ギガビットイーサネットが、基地局と基地局コントローラとの間、および、基地局基板自体の中の両方の相互接続技術として使用され得る。
いくつかの実施形態では、1つまたは複数のアンテナが使用され得る。例えば、2つのアンテナが、受信チェーン上の空間ダイバーシティを得るために使用され得る。アンテナは、90と180度の範囲をカバーすることが可能な高利得セクタアンテナであってよい。
基地局受信機は、例えば、1メートルの最小範囲で、フェードされない、および、例えば、135メートルの最大範囲で、フェードされる、端末を源とする信号を同時に受信し得る。
おおよその最大信号レベルが、図18の表に示され、いくつかの実施形態に従って、23dBm程度の高さであり得る。
いくつかの実施形態に従って、おおよその最小アップリンク信号レベルが図17の表に示され、受信機感度は、30ビンで、従って、約450kHzの帯域幅のアップリンク信号に基づいて、−101dBmである。追加の6dBが、−107dmの最小信号を考慮して、可能とされる。
基地局受信機は、5470から5725MHzのRF周波数、第1のIF周波数(既製品のフィルタや混合器の性能の可用性によって駆動される特定の周波数)、最終のIQベースバンド利得部を用いたデュアルコンバージョンスーパーヘテロダイン受信機であってよい。IF周波数帯域幅は公称で10MHzであり、AGC制御はない。
RF帯域を濾波する、
RFでの利得を与える、
信号をIFに下方変換する、
IFにおいて利得を与え、信号を分波する、一方の経路は信号のためで、他方の経路はレーダ検出のため、
IFにおいてチャネルフィルタリングを提供する、
同相成分と直交成分として、または、実部のみの信号として、信号をベースバンドに下方変換する、正確な方法は設計段階で決定される、
ベースバンドにおいて、さらなるチャネルフィルタリングと利得を提供する、
ADC機能を与える。
−107dBmから−23dBmの近/遠信号範囲、
初期計算に基づいた約8dBの公称雑音指数、
高いIP3と、通例は、システムが隣接する通信リンクを使用し得るとの想定に対処するための高い線形性。
基地局の監視は、受信された信号を、アンテナコネクタでの−60dBmから選択されたADCに適したレベルにブーストするために、十分なアナログ利得を与え得る。レーダ検出回路の正確な構成および詳細は、欧州電気通信標準化機構(European Telecommunications Standards Institute:ETSI)および連邦通信委員会(Federal Communications Commission:FCC)の要件と、帯域内レーダおよび利用可能な代替通信リンクの両方をほぼ同時にモニタする必要性とによって左右され得る。
基地局送信機は、受信機と類似の構造に従うが、IFに変調され、濾波され、RFに情報変換されたベースバンド信号の逆の順序をとる。
送信機アーキテクチャは、OFDM信号から予想されるものである、13dBのピーク対平均電力包絡線をサポートし得る。
ここで、例示的な基地局のブロック図を示す図22を参照する。
DSPの機能は、256MB DDR3 SDRAM(2つの16ビット幅の1Gbのチップ)と16GbのNANDフラッシュメモリなどの好適なメモリを有した、Octasic社のOCT2224WE−BCNなどの任意の好適なデバイスによって提供され得る。
無線回路とデジタル信号プロセッサ(digital signal processor:DSP)との間の信号経路内にFPGAが存在し得る。FPGAは、電気的インタフェースと一致することが必要とされる任意のロジックを含むことができ、また、DSPソフトウェアによって処理することができない高速デジタル信号処理を担うために使用され得る。
ギガビットイーサネットは、基地局と基地局コントローラとの間の相互接続技術として使用され得る。基地局コントローラへの2つの外部リンクは、標準のRJ45モジュラコネクタとトランスフォーマ(これらは、単一のパッケージに統合され得る)と、同期イーサネット(Synchronous Ethernet:SyncE)とIEEE1588v2高精度時間プロトコル(Precision Time Protocol:PTP)をサポートしたデュアルギガビットイーサネットPHYを加えて、使用し得る。PHYは、RGMIIインタフェースへのライン信号を、ネットワークプロセッサに変換する。
システムの中の全ての基地局は、無線インタフェースが正常に動作するように、時間と周波数の同期に保持される必要がある。基地局は、タイミングを維持する2つの独立した方法をサポートし得る:
SyncEにPTPをプラスして使用して、イーサネットリンク上で; または、 BITS(Building Integrated Timing Supply)からの1PPS(pulse per second:パルス/秒)信号を搬送する同軸ケーブルを介して。
また、タイミングを維持する他の方法も利用され得る。
基地局に電力を供給するための様々なものがあり、いくつかの例は以下を含む:
基地局コントローラへのイーサネットリンクを介して、パワーオーバイーサネット(Power over Ethernet:PoE)を使用する、
ローカルの48V DC電源から。
ネットワークプロセッサは、TI社のSitata系列からのARM社のCortex−A8ベースのプロセッサであってよい。これは、基地局コントローラへのメインおよびスタンバイのリンクのために使用される、2つの低減されたギガビットメディアインデペンデントインタフェース(RGMII)ポートを提供することができる。また、他のデバイスも利用され得る。
ロボットの通信受信機
受信機の機能は、固定された利得の受信機の代わりに、自動利得制御(automatic gain control:AGC)がADCに信号レベルを設定するためにここで使用されることを除いて、基地局に類似し得る。
送信機は、端末/ロボットが格子上にある場合はいつでも、基地局で受信された信号が−60dBmのオーダのものであるように送信電力があるように、アップリンク信号を制御することができ得る。
いくつかの実施形態では、端末は、端末上でのレーダ検出の使用を必要とする電力レベルより下である電力レベルで送信し得、結果、基地局は、レーダ干渉を検出し、周波数の変化を開始させることができる。
送信機の機能は、それが、より狭い帯域幅上で少ない絶対電力を送信し、また、基地局の送信機と比較してより低いスペクトル密度を送信することを除き、基地局に事実上同等であり得る。しかし、基地局の受信機は、より低い端末送信電力を補償する、より高いアンテナ利得のアンテナを有する。
ここで、いくつかの態様に従った、例示的なロボット通信基板のブロック図を示す、図23を参照して、ロボットの無線ベースバンド回路は、効果的な、基地局設計の削減バージョンである。これは、以下の方法で基地局基板から異なり得る:
ネットワークプロセッサがない、従って、イーサネットリンクは、標準のイーサネットPHYを介してOctasic社のDSPから直接来る、
同期イーサネット/IEEE1588v2(または、タイミングストローブ)がない、全てのタイミングは空中線上を来る、
パワーオーバイーサネットがない(全ての電力は端末のバッテリからである)、
簡略化された無線インタフェース、従って、FPGAは、より安価なコンプレックスプログラマブルロジックデバイス(complex programmable logic device:CPLD)によって置き換えられる、
CPLDを介した、DSPからロボット制御基板への追加のシリアル周辺インタフェース(serial peripheral interface:SPI)リンク。
以下の項は、いくつかの実施形態を実装するために使用され得る様々なソフトウェア要素、並びに、関連する処理要素やそれらの動作のサンプルであって、限定でない記載を提供する。この中に記載された通信リンクアクセス技術は、ネットワークコンポーネントを使用して実装され得るが、また、例えば、ソフトウェアベースのネットワークアプローチを使用して、ソフトウェアを用いて実装されることができる。以下のことは、この中に記載された通信システムのソフトウェアベース実装の可能な態様である。
ソフトウェアレイヤは、ネットワークに接続可能なデバイス間の2つの抽象化された通信リンクを提供し得、デバイスは、端末、ロボット、ハンドヘルドデバイス、ウェアラブルデバイス、または、データを通信する能力を有し得る任意のデバイスを含み得る、様々なタイプを含むことができる。
リアルタイム制御メッセージ(細いパイプ)のための、および、管理およびメンテナンス(太いパイプ)のためのプロトコルスタックは変化し得る。
ここで図12を参照して、1つまたは複数のリアルタイム制御プロトコルは、いくつかの実施形態に従って、専用の薄いパイプ上の端末位置およびコマンドメッセージの伝送を提供することができる。メッセージは、接続上でメディアアクセス制御(MAC)フレームにカプセル化され得、他の全ての接続について、メッセージは、リアルタイムインタフェース(Real-Time Interface:RTIF)フレームの変形の中にカプセル化され得る。2つの変形は、アドレッシングモードが異なる。端末無線とロボット制御の間で、アドレッシングは、単一の点対点接続が存在するから、暗黙的であってよい。基地局と基地局コントローラとの間の接続上で、アドレスは、基地局識別子(base station identity:BSID)や通信リンクのために使用されるスロット番号を備え得る。
これらの接続のための基礎となる伝送機構は、1つまたは複数の太いパイプ接続であってよい。いくつかの実施形態では、各基地局は、同時の太いパイプの限られた数(基地局の構成に応じて1−4)をサポートする。基地局は、端末/ロボットへの太いパイプの接続を動的に作成し、解放することを基地局コントローラに可能にするために、アプリケーションプログラマブルインタフェース(application programmable interface:API)を提供し得る。端末/ロボット端において、無線モジュールは、類似のAPIをPC(端末/ロボット上に存在し得るプロセッサ)に提供するように構成され得る。基地局コントローラにおける、および、PC上のドライバソフトウェアは、TCPIP/UDPへのモデム様のインタフェースを提供するために、これらのAPIを使用し得る。
一実施形態では、プロトコルソフトウェアは、いくつかの要素にわたって分散され得る。
ここで、図14を参照して、基地局コントローラは、Linux(登録商標)を実行する汎用のIntel社製サーバの高い可用性のクラスタであり得る。いくつかの実施形態では、各倉庫に1つのみの基地局コントローラが存在し得、基地局コントローラは、以下の機能性のいくつかを提供するように構成され得、以下のリストは、限定でない、例示的なリストである:
基地局の始動と構成、
基地局の周波数計画、
端末/ロボットの通信リンクの割り当て、
端末/ロボットルーティング情報の配布、
太いパイプの終了、
監視とログ機能。
ここで、図15を参照して、いくつかの実施形態に従って、基地局端において、プロトコルモジュールは、専用のLinuxベースのネットワークプロセッサ上で実行され得る。ネットワークプロセッサは、基地局コントローラへの「デュアルホーミング(dual-homed)」(アクティブ+スタンバイ)のリンクを可能にするために、2つのギガビットイーサネットインタフェースを含み得る。また、光インタフェースも提供され得る。第3のイーサネットインタフェースは、Octasic社のDSP上で実行されるPHYとの通信のために使用され得る。
ここで、図15bを参照して、いくつかの実施形態に従って、端末/ロボット端において、リンクプロトコルモジュールは、無線モジュールと組み込みパーソナルコンピュータ(personal computer:PC)の両方の上で実行され得る。
最後の処理要素は、リアルタイムコントローラである。これは、端末/ロボットの通常の実行/動作の全てに対して責任がある組み込みプロセッサであり得、2つのSPIインタフェースを介して、無線モジュールとLinux PCに接続され得る。
無線リソース制御(Radio Resource Control:RRC)
利用可能な無線リソースは、タイルのマトリックスに分割され得、これらは、また、垂直方向に3つのグループに分割され得る:
共通の制御通信リンク、
細いパイプ、
太いパイプ。
マルチフレームオフセット(0−4)、
時間スロット(1−19)、
タイルオフセット(0−19)。
端末/ロボットが基地局間でローミングするとき、
動的周波数選択インスタンスがトリガされるとき、
フレームが非常に多く存在されるようなり(容量が不足する)、いくつかの端子/ロボットがサービスから除外されるとき − 細いパイプ番号は、それらの送信を一緒にグループ化するために、1つまたは複数のロボット/端末に再割り当てする必要があり得る。これは、スペクトルを「デフラグする(de-fragging)(断片化解消)」と呼ばれ得る。これは、細いパイプと太いパイプとの間の帯域幅の割り当て間の比を変更する前に行われ得る。
いくつかの実施形態では、端末/ロボットモジュールとは対照的に、基地局によって処理され得る接続の数の間に違いが存在する。端末/ロボットについて、これは、1つまたは2つであってもよいが、基地局については、それは数百であってよい。1つの可能な態様において、MACレイヤは、データソースの全てを多重化し、同期方法で、データをPHYに提供する。受信方向で、通信システムは、LLC、RRC、および、RTIFためにデータを逆多重化する。
各細いパイプは、マルチフレーム毎に、メッセージを送信し、受信する機会を有する。これらの通信リンクは、主に、ロボット/端末と基地局または様々な制御システムとの間のリアルタイム制御および位置情報を伝送するためにあり得る。
未送信メッセージ、
最後のフレームを送られたメッセージ
最後の良好な受信からのマルチフレームのカウント
最後に確認された送信からのマルチフレームのカウント
太いパイプ
物理レイヤ(physical layer:PHY)は、任意の時点で、少数の高速の「太いパイプ」接続をサポートし得、実際の数は、細いパイプの合計数とのトレードオフを表し得る。
MACは、ブロードキャスト通信リンク上で各フレームを送るために、PHYにデータを提供する。データは、公共ブロードキャスト情報、公共告知、指示されたブロードキャスト情報、等々に分割され得る。
公共ブロードキャスト情報がフレーム毎において送信され得、ブロードキャストデータは以下を含み得る:
基地局識別子、
フレーム番号、
通信リンクの構成、
太いパイプの割り当て。
公共告知は、以下などの必要に応じて送られ得る:
フレームNにおける周波数変更、
フレームNにける基地局停止、
全てのボットに停止を求める緊急告知またはブロードキャスト。
指示されたブロードキャスト情報について、各データパケットは、端末識別子を含み得る; 全ての端末/ロボットはそれを受信するが、パケットに含まれた端末識別子を用いてアドレスされた端末/ロボットのみが、データパケットを処理する必要があり得る。これらの指示されたブロードキャスト情報は、高い完全性のダウンリンクメッセージとして送られ得る(制御通信リンクは、通常の細いパイプよりも大きな回復力を有する)。
RTIFプロトコルの2つの変形が存在し得る。
これは、太いパイプの通信リンク上で、信頼可能なデータリンク接続を提供する。
基地局コントローラは、全ての端末/ロボットと基地局の無線とルーティング構成のためのマスタ貯蔵所とすることができる。基地局がシステムに追加されると、いくつかの実施形態に従って、それは、手動で、基地局コントローラに加えられ得る。例えば、他の実装も可能である。
いくつかの実施形態において、基地局は、レーダや他の干渉をスキャンするように構成されてもよく、この情報は、基地局コントローラに通知され得る。レーダが基地局の動作周波数上で検出される場合、周波数は、可能な限り速やかに移動され得る。これは、複数の基地局が同じ周波数を選択することを防止するために、基地局コントローラによって調整され得る。基地局は、DFSのために設定された時間制限内に新たな周波数を選択することが可能でない場合、送信を停止するように構成され得る。
基地局と端末/ロボットの両方上で、物理レイヤ処理は、OCT2224Wベースバンドプロセッサ上のソフトウェアにおいてなど、任意の好適なソフトウェア/ハードウェア実装において実行され得る。例えば、このプロセッサは、通信処理向けに適合された、24のコアと6つのハードウェアアクセラレータを有し得る。以下の表は、端末/ロボットと基地局上のOCT2224Wデバイスの主な機能を示す。各機能は、コアとアクセラレータの全体数上にマッピングする。表は、例示的で、限定でない目的のためにのみ提供される。
この中に記載されたシステム、デバイス、および、方法の特徴は、様々な組合せにおいて使用され得、また、様々な組み合わせにおける、システムと非一時的でコンピュータが読み取り可能な記憶媒体とのために使用されることができる。
以下に、本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[C1]
1つまたは複数の基地局と、
複数の遠隔に配置された端末ユニットと、
を備え、
前記基地局と前記遠隔に配置された端末ユニットは、通信リンク上でデータを送信し、受信するための手段を備え、
前記通信リンクは、1つまたは複数の基地局とゼロまたはそれより多くの端末ユニットの任意の組み合わせの間で操作し、
前記通信リンクを規定し、管理するよう構成される通信マネージャをさらに備える、通信システムであって、
前記通信マネージャは、データ転送レートと遅延が、前記通信リンクの少なくとも1つについて保証されるように、任意の通信リンクの遅延を調節するための手段を備え、
前記通信システムは、さらに、前記通信リンクの前記データ転送レート、遅延保証、または、スペクトル効率に影響を与えることなく通信リンクの数を増加するための手段を備える、
ことを特徴とする、通信システム。
[C2]
前記通信リンクは、さらに、前記通信マネージャによって調節可能であり、
前記通信マネージャは、
a.前記1つまたは複数の通信リンクの各々の前記データ転送レート、
b.前記1つまたは複数の通信リンクの各々によって利用される周波数帯域、
c.前記1つまたは複数の通信リンクの各々によって使用される周波数帯域の中のチャネル、
d.前記1つまたは複数の通信リンクの各々による通信エラー回復力、前記通信エラー回復力は、
i.予め定められたコーディング方式、および/または、
ii.複製周波数モードの使用、
によって左右される、
e.基地局あたりの通信する端末ユニットの数、
f.各通信リンクのタイプと特性、
g.基地局間で変更する端末ユニットのローミング方法、
h.DFS(レーダ干渉)イベントの場合における切り替える1つまたは複数のバックアップチャネル、
i.無線性能の監視とロギング、
j.タイルの周波数と時間特性、
k.どのタイルがパイロット信号のために使用されるか、
l.aないしkのパラメータの任意の1つまたは複数が変化する前の時間の長さ、
の1つ、複数、または、全てをさらに調節するための手段を備える、
C1に記載の通信システム。
[C3]
前記通信マネージャは、さらに、所望された遅延を維持するが、前記通信システムの要件に基づいて、前記通信リンクのための周波数および時間スロットタイルを割り当てるための手段を与えられる、C1または2のいずれか一項に記載の通信システム。
[C4]
1つまたは複数の前記通信リンクは、
1つまたは複数の基地局とゼロまたはそれより多くの端末ユニットの任意の組み合わせ間の通信のために構成された1つまたは複数の低い帯域幅の通信リンクと、
1つまたは複数の基地局とゼロまたはそれより多くの端末ユニットの任意の組み合わせ間の通信のために構成された1つまたは複数の高い帯域幅の通信リンクと、
から構成される、C1ないし3のいずれか一項に記載の通信システム。
[C5]
前記1つまたは複数の低い帯域幅の通信リンクは、予め定められた遅延範囲の中での通信のために構成される、C4に記載の通信システム。
[C6]
前記1つまたは複数の高い帯域幅の通信リンクは、可変の遅延範囲の中での通信のために構成される、C4または5のいずれか一項に記載の通信システム。
[C7]
前記1つまたは複数の低い帯域幅の通信リンクと前記1つまたは複数の高い帯域幅の通信リンクの数は、前記1つまたは複数の基地局の起動プロセスの間に調整される、C4ないし6のいずれか一項に記載の通信システム。
[C8]
前記1つまたは複数の低い帯域幅の通信リンクの数と前記1つまたは複数の高い帯域幅の通信リンクの数とは、少なくとも1つの基地局と複数の前記端末ユニットとの間の通信のための要件に応答するために、リアルタイムまたはほぼリアルタイムで調整される、C4ないし7のいずれか一項に記載の通信システム。
[C9]
前記1つまたは複数の低い帯域幅の通信リンクを通じた前記1つまたは複数の端末ユニットの端末ユニットによって送られるデータパケットは、第1のデータバーストと第2のデータバーストとして、少なくとも2度送信される、C4ないし8のいずれか一項に記載の通信システム。
[C10]
前記第1のデータバーストと前記第2のデータバーストは、1つまたは複数の異なる周波数を占有する、C9に記載の通信システム。
[C11]
前記通信システムは、さらに、電飾制御の手段を与えられ、
前記端末ユニットは、前記基地局から受信された信号の強度に応じて、それが送信する電力を設定する、
C1ないし10のいずれか一項に記載の通信システム。
[C12]
前記通信システムは、さらに、通信を同期化するための手段を与えられ、
前記同期化するための手段は、固定された時間・周波数同期化を備える、
C1ないし11のいずれか一項に記載の通信システム。
[C13]
前記周波数および時間スロットタイルの割り当ては、動作の間、動的に変更される、C3ないし12のいずれか一項に記載の通信システム。
[C14]
前記通信マネージャは、固定された、または、無線の帯域外接続上で、前記端末ユニットと基地局に、周波数および時間スロットタイルと他の構成データを割り当てる、C3ないし12のいずれか一項に記載の通信システム。
[C15]
前記1つまたは複数の通信リンクの前記遅延は、周波数利用、タイル特性、多重化/逆多重化技術、タイミング、および、コード利用を含む、前記1つまたは複数の通信リンクに関連付けられた少なくとも1つのパラメータの1つを調節することによって調節される、C1ないし14のいずれか一項に記載の通信システム。
[C16]
パイロットの数および位置を含むタイル特性は、前記通信マネージャによって構成される、C2ないし15のいずれか一項に記載の通信システム。
[C17]
前記通信システムは、1つまたは複数の通信マネージャを備える、C1ないし16のいずれか一項に記載の通信システム。
[C18]
前記1つまたは複数の通信リンクは、緊急通信リンクとして利用される、C1ないし17のいずれか一項に記載の通信システム。
[C19]
前記1つまたは複数の端末ユニットへの既存のデータの再送信は、送られるべき新たなデータが存在するまで継続する、C1ないし18のいずれか一項に記載の通信システム。
[C20]
前記1つまたは複数の通信リンクは、少なくとも1つの競合のない通信リンクとゼロまたはそれより多くの競合される通信リンクを含む、C1ないし19のいずれか一項に記載の通信システム。
[C21]
前記1つまたは複数の端末ユニットへのデータの送信は、メインテナンスおよびトラブルシューティングのために利用される、C1ないし20のいずれか一項に記載の通信システム。
[C22]
動的な周波数ホッピング技術が、前記通信リンクの特性を最適化することにおいて利用される、C1ないし21のいずれか一項に記載の通信システム。
[C23]
動的な周波数選択技術が、前記1つまたは複数の基地局によって利用され、1つまたは複数の専用の無線周波数チェーンによって扱われる、C1ないし22のいずれか一項に記載の通信システム。
[C24]
動的な周波数選択技術が、レーダ検出と回避のために利用される、C1ないし23のいずれか一項に記載の通信システム。
[C25]
材料取扱い機器の指令と制御のために広帯域の調整された多元接続技術を使用する、C1ないし24のいずれか一項に記載の通信システム。
[C26]
前記材料取扱い機器は、前記1つまたは複数の端末ユニットを組み込む、倉庫における1つまたは複数の自律搬送車を含む、C25に記載の通信システム。
[C27]
+fと−fを異なる端末ユニットに割り当てることと比較して、より少ない望まれない干渉が生じるように、+fから−fへ、または、その逆の任意のエネルギー漏れが前記端末ユニットの場所で起こるべく、中心周波数について対称な周波数ペアが同じ端末ユニットに割り当てられる、C1ないし26のいずれか一項に記載の通信システム。
[C28]
前記端末ユニットは、同じ前記基地局から異なる距離にあり、
前記基地局に近い端末ユニットから−fへの漏れ信号が、前記基地局から遠い端末ユニットからの実際の−f信号と強く干渉するとの結果を生じ、fへの漏れについても同様である、
C27に記載の通信システム。
[C29]
無線は、コンピュータの周辺機器として実装される、C1ないし28のいずれか一項に記載の通信システム。
[C30]
添付の図面を参照して明細書中に記載された通信システムまたは方法。
Claims (29)
- 1つまたは複数の基地局と、
複数の遠隔に配置された端末ユニットと、
を備え、
前記基地局と前記遠隔に配置された端末ユニットは、通信リンク上でデータを送信し、受信するための手段を備え、
前記通信リンクを規定し、管理するよう構成される通信マネージャをさらに備える、通信システムであって、
前記通信リンクは、1つまたは複数の基地局と1つまたは複数の端末ユニットとの間の通信のために構成された1つまたは複数の狭帯域幅の通信リンク、および1つまたは複数の基地局と1つまたは複数の端末ユニットとの間の通信のために構成された1つまたは複数の広帯域幅の通信リンクを備え、
前記端末ユニットは、前記端末ユニット上に記憶される情報を割り当てられ、前記情報は、狭帯域幅の通信リンクのために使用するための時間スロットを含み、
前記通信マネージャは、データ転送レートと遅延が、前記通信リンクの少なくとも1つについて保証されるように、前記狭帯域幅の通信リンクと前記広帯域幅の通信リンクのための周波数および時間スロットタイルを割り当てるための手段を備え、ここにおいて、前記タイルは、前記通信リンクのために用いられる無線リソースの単位であり、
前記通信システムは、さらに、前記通信リンクの前記データ転送レート、遅延保証、または、スペクトル効率に影響を与えることなく、前記狭帯域幅の通信リンクの数と前記広帯域幅の通信リンクの数の比率を調整するように構成されている、
ことを特徴とする、通信システム。 - 前記通信リンクは、さらに、前記通信マネージャによって調節可能であり、
前記通信マネージャは、
a.前記1つまたは複数の通信リンクの各々のデータ転送レート、
b.前記1つまたは複数の通信リンクの各々によって利用される周波数帯域、
c.前記1つまたは複数の通信リンクの各々によって使用される周波数帯域の中のチャネル、
d.前記1つまたは複数の通信リンクの各々による通信エラー回復力、前記通信エラー回復力は、
i.予め定められたコーディング方式、および/または、
ii.複製周波数モードの使用、
によって左右される、
e.基地局あたりの通信する端末ユニットの数、
f.各通信リンクのタイプと特性、
g.基地局間で変更する端末ユニットのローミング方法、
h.DFS(レーダ干渉)イベントの場合における切り替える1つまたは複数のバックアップチャネル、
i.無線性能の監視とロギング、
j.前記タイルの周波数と時間の特性、
k.前記タイルのどれがパイロット信号のために使用されるか、
l.aないしkのパラメータの任意の1つまたは複数が変化する前の時間の長さ、
である前記aないしlのうちの1つ、複数、または、全てをさらに調節するための手段を備える、
請求項1に記載の通信システム。 - 前記通信マネージャは、さらに、所望された遅延を維持するが、前記通信システムの要件に基づいて、前記通信リンクのための前記周波数および時間スロットタイルを割り当てるための手段を与えられる、請求項1または2のいずれか一項に記載の通信システム。
- 前記端末ユニット上に記憶された前記情報は、狭帯域幅の通信リンクのために使用するための、マルチフレームオフセット、前記時間スロット、およびタイルオフセットのうちの1つまたは複数を特定する狭帯域幅通信リンク番号を含む、請求項1ないし3のいずれか一項に記載の通信システム。
- 前記1つまたは複数の狭帯域幅の通信リンクは、予め定められた遅延範囲の中での通信のために構成される、請求項1ないし4のいずれか一項に記載の通信システム。
- 前記1つまたは複数の広帯域幅の通信リンクは、可変の遅延範囲の中での通信のために構成される、請求項1ないし5のいずれか一項に記載の通信システム。
- 前記1つまたは複数の狭帯域幅の通信リンクと前記1つまたは複数の広帯域幅の通信リンクの数は、前記1つまたは複数の基地局の起動プロセスの間に調整される、請求項1ないし6のいずれか一項に記載の通信システム。
- 前記1つまたは複数の狭帯域幅の通信リンクの数と前記1つまたは複数の広帯域幅の通信リンクの数とは、少なくとも1つの基地局と複数の前記端末ユニットとの間の通信のための要件に応答するために、リアルタイムまたはほぼリアルタイムで調整される、請求項1ないし7のいずれか一項に記載の通信システム。
- 前記1つまたは複数の狭帯域幅の通信リンクを通じた前記1つまたは複数の端末ユニットの端末ユニットによって送られるデータパケットは、第1のデータバーストと第2のデータバーストとして、少なくとも2度送信される、請求項1ないし8のいずれか一項に記載の通信システム。
- 前記第1のデータバーストと前記第2のデータバーストは、1つまたは複数の異なる周波数を占有する、請求項9に記載の通信システム。
- 前記通信システムは、さらに、電力制御の手段を与えられ、
前記端末ユニットは、前記基地局から受信された信号の強度に応じて、それが送信する電力を設定する、
請求項1ないし10のいずれか一項に記載の通信システム。 - 前記通信システムは、さらに、通信を同期化するための手段を与えられ、
前記同期化するための手段は、固定された時間の同期化または周波数の同期化を行う、
請求項1ないし11のいずれか一項に記載の通信システム。 - 前記周波数および時間スロットタイルの割り当ては、動作の間、動的に変更される、請求項1ないし12のいずれか一項に記載の通信システム。
- 前記通信マネージャは、固定の、または、無線帯域外の接続を介して、前記端末ユニットと基地局に、前記周波数および時間スロットタイルと他の構成データを割り当てる、請求項1ないし12のいずれか一項に記載の通信システム。
- 1つまたは複数の前記通信リンクの前記遅延は、周波数利用、タイル特性、多重化/逆多重化技術、タイミング、および、コード利用を含む、前記1つまたは複数の通信リンクに関連付けられた少なくとも1つのパラメータの1つを調節することによって調節される、請求項1ないし14のいずれか一項に記載の通信システム。
- パイロットの数および位置のようなタイル特性は、前記通信マネージャによって構成される、請求項2ないし15のいずれか一項に記載の通信システム。
- 前記通信システムは、1つまたは複数の通信マネージャを備える、請求項1ないし16のいずれか一項に記載の通信システム。
- 1つまたは複数の前記通信リンクは、緊急通信リンクとして利用される、請求項1ないし17のいずれか一項に記載の通信システム。
- 前記1つまたは複数の端末ユニットへの既存のデータの再送信は、送られるべき新たなデータが存在するまで継続する、請求項1ないし18のいずれか一項に記載の通信システム。
- 1つまたは複数の前記通信リンクが、少なくとも1つの競合のない通信リンクとゼロまたはそれより多くの競合される通信リンクを含む、請求項1ないし19のいずれか一項に記載の通信システム。
- 前記1つまたは複数の端末ユニットへのデータの送信は、メインテナンスおよびトラブルシューティングのために利用される、請求項1ないし20のいずれか一項に記載の通信システム。
- 動的な周波数ホッピング技術が、前記通信リンクの特性を最適化することにおいて利用される、請求項1ないし21のいずれか一項に記載の通信システム。
- 動的な周波数選択技術が、前記1つまたは複数の基地局によって利用され、1つまたは複数の専用の無線周波数チェーンによって扱われる、請求項1ないし22のいずれか一項に記載の通信システム。
- 動的な周波数選択技術が、レーダ検出と回避のために利用される、請求項1ないし23のいずれか一項に記載の通信システム。
- 資材処理機器の指令と制御のために広帯域の調整された多元接続技術を使用する、請求項1ないし24のいずれか一項に記載の通信システム。
- 前記資材処理機器は、前記1つまたは複数の端末ユニットを組み込む、倉庫における1つまたは複数の自律搬送車を含む、請求項25に記載の通信システム。
- 中心周波数に対して+fと−fの周波数である対称な周波数を異なる端末ユニットに割り当てることと比較して、より少ない望まれない干渉が生じるように、+fから−fへ、または、その逆の任意のエネルギー漏れが前記端末ユニットの場所で起こるべく、中心周波数について対称な周波数ペアが同じ端末ユニットに割り当てられる、請求項1ないし26のいずれか一項に記載の通信システム。
- 前記端末ユニットは、同じ前記基地局から異なる距離にあり、
前記基地局に近い端末ユニットから−fへの漏れ信号が、前記基地局から遠い端末ユニットからの実際の−f信号と強く干渉するとの結果を生じ、fへの漏れについても同様である、
請求項27に記載の通信システム。 - 前記端末ユニットは、コンピュータの周辺機器として実装される、請求項1ないし28のいずれか一項に記載の通信システム。
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