NO334170B1

NO334170B1 - Fremgangsmåte og system for langdistanse, adaptivt, mobilt, stråleformende adhoc-kommunikasjonssystem med integrert posisjonering

Info

Publication number: NO334170B1
Application number: NO20110728A
Authority: NO
Inventors: Atle Saegrov; Roger Kamben
Original assignee: Radionor Comm As
Priority date: 2011-05-16
Filing date: 2011-05-16
Publication date: 2013-12-30
Also published as: ES2873111T3; EP2710400A2; WO2012158045A2; NO20110728A1; AR086420A1; WO2012158045A3; US20140105054A1; EP2710400B1; EP2710400A4; US9516513B2

Description

Fremgangsmåte og system for langdistanse, adaptivt, mobilt, stråleformende adhoc-kommunikasjonssystem med integrert posisjonering

Oppfinnelsen gjelder en fremgangsmåte for å sette opp et trådløst, langdistanse kommunikasjonsnettverk mellom flere enheters kommunikasjonsenheter, i samsvar med innledningen til patentkrav 1.

Oppfinnelsen gjelder også et system for å sette opp et trådløst, langdistanse kommunikasjonsnettverk med integrert posisjonering, i samsvar med innledningen til patentkrav 16.

Bakgrunn

De dominerende utviklingene av trådløse systemer i dag er telekommunikasjonssystemer optimalisert for RF-båndbreddeeffektivitet og lave produksjonskostnader for brukerterminalene. Eksempler på slike systemer er tradisjonelle digitale GSM-telekommunikasjonssystemer og 3G, HSDPA, WiMAX, LTE og andre 4G-systemer for massedistribusjon av digital båndbredde.

Felles for alle disse systemene er at kommunikasjonssystem-strukturene er cellebaserte med en basestasjon som opererer som en master som styrer trafikken i hver celle eller sektor. I sammen-heng med RF-båndbreddeeffektivitet er det ikke optimalt å kombinere kortdistansetrafikk med langdistansetrafikk siden kommunikasjonsparameterne er optimalisert for et gitt utvalg av gangtid, og følgelig er ulike cellestørrelser kombinert fra pikoceller til makroceller. For GSM er den maksimale makrocelleradiusen på 35 km. For å kunne gjenbruke RF-frekvenskildene og øke kapasiteten for massedistribusjon brukes mindre celleradius, hvor en typisk celleradius er 1-5 km.

For 4G systemer, så som LTE er til og med enda mindre celleradiuser definert. For å øke bånd-breddeeffekten brukes multiple antenneelementer og MIMO-teknikker, men disse teknikkeneøker effektiviteten bare når forplantningsbaner gjennom ulike refleksjoner kan utnyttes og når kanalen ikke endres raskt, og følgelig er MIMO-teknikker effektive for kort rekkevidde i reflekterende miljøer. Antallet MIMO-antenner på basestasjonen er begrenset av prosessorkraft og lønnsomhetskompromisser, og antallet antenneelementer er typisk i området mellom 3 og 8. For klientterminalen er den tilgjengelige plassen for antenneelementene, tilgjengelig prosessorkraft, strømforbruk og fremstillingskostnader begrenset, samt at antallet antenneelementer er typisk i området 2-3 elementer.

For mobile applikasjoner ved lengre avstander endres kanalen raskt på grunn av stor kanalspredning, og følgelig er effektiviteten til både MMO-teknikker og båndbreddeeffektivitet betydelig redusert når terminalen beveger seg. I grisgrendte strøk uten dekning fra cellebaserte systemer benyttes satellittsystemer. Eksempler på satellittsystemer er VSATog IRIDIUM. Felles for alle satellittsystemene er at all trafikk må rutes gjennom satellitten og følgelig er systemet et trådløst stjemetopologisystem hvor frekvenskildene er delt av alle brukerterminalene dekket av satellitten. Den lange avstanden til satellitten fører til et behov for høydirektive antenner, så som motoriserte parabolantenner med gyrostabilisering eller andre kompromisser som båndbredde-reduksjon, for å oppnå en stabil link for mobile installasjoner.

Satellittsystemene lider også av ytterligere atmosfærisk tap og spredningseffekter for terminaler nær polene av jorden på grunn av at innfallsvinkelen er liten. Påvirkningen av atmosfærisk tap og spredningseffekter er kjent å resultere i delvis ustabile linker.

En annen hovedbegrensning med satellittsystemer er de lange forsinkelsene på grunn av de lange avstandene til satellitten. En typisk akkumulert forsinkelse til og fra en satellitt i geo-stasjonær bane er 240 ms. For applikasjoner, så som tale- og videokonferanser og sanntids fjern-styrte styringsapplikasjoner reduserer denne forsinkelsen kvaliteten på tjenesten, linkeffektiviteten og også ekskluderer sanntidsapplikasjoner som krever kort latenstid for å kunne fungere riktig.

Sanntids reguleringssystemer relatert til navigasjon, så som ledesystemer for fly eller missiler, krever raske reguleringssløyfer. Disse er implementert som en kombinasjon av separate sensorsystemer og kommunikasjonssystemer. Sensorsystemer for ledesystemer som involverer GPS har en begrenset oppdateringshastighet og begrenset vertikal oppløsning i noen satellitt-konstellasjoner som begrenser ytelsen for høyhastighets ledesystemer. Satellittposisjonerings-tjenester, så som GPS, kan også enkelt avbrytes av blokkerende sendere som er en betydelig begrensning for sikker operasjon. Optiske systemer er raske, presise og vanskelige å avbryte ved blokkering, men kan ikke operere ved lange avstander i ufordelaktige værtilstander, så som snø, regn og tåke.

Med kjent teknikk vil kombinasjon av ulike sensorsystemer og kommunikasjonssystemer som må anvendes for å implementere et sanntids ledesystem for mobile enheter introdusere ekstra latens og kompleksitetenøker reguleringssløyfeforsinkelsen, samt reduserte stabilitetsmarginer.

GB2448510A beskriver en radiofrekvens-kommunikasjonsmetode, anordning eller system som omfatter en første antenne som sender informasjon angående dens posisjon til en andre antenne som mottar nevnte informasjon og bruker den til å innrette en retningsstyrt strålingsstråle fra den andre antenne mot posisjonen til den første antennen. Publikasjonen beskriver et lobe-innrettende system basert på å svitsje antenner mellom rundtstrålende antenner som sender posisjonsinformasjon og høydirektive antenner som brukes for kommunikasjonsformål. Systemet krever et andre radiosystem som er komplekst og dyrt i tillegg til et veldig presist retningssensor-system for å bestemme optimal retning forfasegruppe-antennesystemet. Strålene vil alltid rettes mot hverandre selv om direkte siktelinje er blokkert og kommunikasjon kan være mulig via en refleksjon av signalet. Hastigheten til mobile enheter og antallet enheter i nettverket er begrenset av nettverkskapasiteten til det første antennesystemet som sender rundtstrålende ved en relativt lav data rate.

WO2010025996 beskriver en fremgangsmåte for utføring av kommunikasjon i et trådløst kommunikasjonsnettverk, omfattende å motta mobilitetsinformasjon om minst en bevegelig mobil stasjon i en mobilitetsserver til det trådløse kommunikasjonsnettverket, bruk av mobilitets-informasjonen fra mobilitetsserveren til å beregne antennevekter som skal anvendes på antenneelementene til en antennegruppe for styring av en stråle generert av antennegruppen til den bevegelige mobilstasjonen. Publikasjonen beskriver et antennegruppe-bakkesystem og et RF-transceiversystem på de mobile enhetene. Mobilitetsdata fra de mobile enhetene kommuniseres gjennom et nettverk til en mobilitetsserver som sender informasjonen til styringsvektoren for antennegruppen. Systemet er komplekst og dersom systemet har mange noder i nettverket vil latensen til mobilitetsinformasjonsdistribusjonen være betydelig. Dersom RF-kanalen endres raskt og den optimale antenneretningen ikke er den direkte siktelinjen til den mobile stasjonen vil det beskrevne systemet ha betydelige begrensninger med hensyn til pålitelighet og rekkevidde. Publikasjonen beskriver ikke en symmetrisk antenneløsning for både bakkestasjonene og luft-fartøyene, samt begrenser gjenbruken av frekvensen for høytliggende mobile stasjoner som ikke innehar smale, adaptive antennestråler.

US20030174048 Al beskriver en identifikasjonstagg med RF-kretser, ultra-bredbåndskretser (UBB) og en fremgangsmåte for måling av gangtid mellom identifikasjonstaggen og en lokal anordning. Gjennom kombinering av de målte gangtidsavstandene mellom flere enheter og anvendelse av triangulering kan den relative posisjonen til identifikasjonstaggen finnes. Den fremviste publikasjonen bruker signalprosessering i tidsdomenet bare for å bestemme ankomsttid, og følgelig er gangtidsmålinger veldig sensitive for unøyaktigheter gjennom forsinkelsesspredning fra et RF-multibane-scenario. Dersom forsinkelsen er liten, kan ikke de mange multibanekopiene av signalet separeres ved bruk av den beskrevne korrelasjonsmetoden. Utnyttelsen av den beskrevne UBB-kretsen har flere betydelige ulemper, så som høyt strømforbruk, høyhastighets analog-til-digital-omformere med begrenset dynamisk område og på grunn av at RF-båndbredden er veldig stor er den tillatte transmisjonsutgangseffekten og det operative arbeidsområdet veldig begrenset.

EP 0837567 A2 beskriver et bredbånd-kommunikasjonsnettverk for hurtig utplassering og oppsetting tilpasset varierende tjenestekrav, og omfatter en gruppe luftfartøy som tilveiebringer tjenester basert på relékommunikasjon blant mobile brukere og luftfartøyene ved hjelp av retningsdrevet fase-gruppeantenne. Hvert enkelt luftfartøy utformer en radiolink til ett eller flere nærliggende luftfartøy som danner et flybårent maskekonstellasjons-internettverk for trafikkruting mellom mobilbrukere.

Formål

Hovedformålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte og et system som løser de ovenfor nevnte ulempene ved kjent teknikk.

Det er videre et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en fremgangsmåte og et system for å tilveiebringe et langdistanse-kommunikasjonsnettverk for mobile applikasjoner hvor den tilbudte båndbredden er høy, gjenbruken av båndbredden og nettverkseffektiviteten er høy. Kommunikasjonsrekkevidden er lang i samsvar med oppfinnelsen som en kombinasjon av moduleringsteknikk, analog implementering, digital romlig-tidssignalprosessering og metode for utnyttelse av et høydirektivt, adaptivt, symmetrisk gruppeantennesystem. Implementeringen av en kommunikasjonskontroller tilveiebringer veldig høy effektivitet for både kort og lang rekkevidde. Maskenettverket er organisert slik at ingen basestasjoner kreves, er selvorganiserende slik at trafikkollisjoner og interferens er unngått, samt at transmisjon kan utføres med lav latens og jitter.

Det er videre et formål å tilveiebringe et system med et høypresisjons-posisjoneringssystem integrert i kommunikasjonssystemet som tilveiebringer høy posisjonsnøyaktighet og lav latens-overføring av posisjonsdata på tvers av det trådløse adhoc-nettverket til andre noder i systemet.

Det er videre et formål å bruke det innbygde posisjoneringssystemet til å bruke den distribuerte posisjoneringsinformasjonen for å øke linkeffektiviteten og til å pålegge begrensninger for emisjonseffekt i samsvar med konstellasjonen av mobile enheter. Det integrerte posisjoneringssystemet og den dynamiske databasen over interferensområder brukes sammen med emisjons-effektkontroll og dynamisk stråleforming for å oppfylle reguleringer for maksimal emisjonseffekt i den gitte geografiske posisjonen og retningsorientering av den utstrålte antennestrålen. I taktiske scenarioer kan også emisjonseffekt inn i farlige områder eller områder med fiendtlige styrker også begrenses på samme måte.

Det er videre et formål med å bruke det innbygde posisjoneringssystemet til å tilveiebringe styringssignaler til en servomotor-antennestruktur hvor LAMSAKOM-antenneenheten (LAMSAKOM - langdistanse, adaptiv, mobil, stråleformende adhoc-kommunikasjonsenhet) er montert, hvor den fysiske retningen horisontalt og/eller vertikalt kan justeres kontinuerlig. Dette gjelder spesielt for de største gruppene tiltenkt for veldig lang rekkevidde og troposcatter-operasjon. De elektrisk styrbare antennene i samsvar med oppfinnelsen vil redusere behovet for nøyaktighet og vinkelstabilitet, samt tilveiebringe raskere søk- og låseprosess for den servostyrte LAMSAKOM-antennestrukturen.

Oppfinnelsen

En fremgangsmåte for å sette opp et effektivt, trådløst langdistanse-kommunikasjonsnettverk i samsvar med oppfinnelsen er angitt i patentkrav 1. Fordelaktige trekk ved fremgangsmåten er angitt i patentkravene 2-15.

Et system for å sette opp et effektivt, trådløst langdistanse-kommunikasjonsnettverk i samsvar med oppfinnelsen er angitt i patentkrav 16. Fordelaktige trekk ved systemet er angitt i patentkravene 17-29.

Den foreliggende oppfinnelsen er et nytt langdistanse, adaptivt, mobilt, stråleformende adhoc kommunikasjonssystem (LAMSAKOM-system) som kombinerer høydirektive, elektronisk styrbare antennestråler, synkron systemoperasjon, posisjonering ved bruk av data fra stråleformende antennesystem og metoder for bestemmelse av optimale sektorer å sende effekt til for å øke mobilitet og båndbredde, samt redusere interferens til eller fra andre kommunikasjonsenheter. LAMSAKOM-systemet er tilveiebragt gjennom at flere LAMSAKOM-enheter sammen danner en adhoc-maskenettstruktur. Flere slik LAMSAKOM-enheter kan anordnes ved den samme kommunikasjonsenheten for å dekke en større sektor, spesielt for formålet å tillate rask overlevering i en adhoc-nettverksstruktur.

Transmitter-utgangseffekt for LAMSAKOM-systemet må være høy for å oppnå en kommunikasjonsrekkevidde med tilstrekkelig linkmargin. I en utføreIsesform av oppfinnelsen er transmitter-toppeffekten 2 kW EIRP (equivalent isotropically radiated power). I tidligere kjent teknikk er høy toppeffekt oppnådd enten ved å påføre høy effekt til en rundtstrålende antenne eller ved å anvende en tilførsel inn i en fokuserende metallstruktur, så som en parabolantenne. I begge tilfellene representerer antennetilførselspunktet et potensielt farlig område med hensyn til stråling.

Den foreliggende oppfinnelsen benytter flere antenneelementer som er spredt over et fysisk område. Hvert antenneelement er fasekoherent med de andre elementene og stråling fra hvert antenneelement er godt under sikkerhetsgrensene for direkte strålingseksponering for menneske-kroppen, eller kan også være godt under grensen fra gassantennelse i farlige områder hvor eksplosive gasser kan være tilstede.

I fjernfelt danner fasingen av antennene en smal stråle som fokuserer energien og fører til en høy EIRP i retningen som er mest interessant, og følgelig kan et veldig høyt EIRP-nivå kombineres med strålingssikkerhet for personell som opererer nært utstyret under installasjon og vedlikehold. Bruk av et stort antall antenneelementer vil tilveiebringe lav feltintensitet nærfeltsområdet og en tilsvarende høy emisjonseffekt i fjernfeltet når avstanden til antennen er sikker og den totale avgitte strålingen er godt under de farlige grensene. Ved et stort antall antenneelementer er ment minst 4, nominelt 60 og maksimalt 1000 antenneelementer. Prosesseringsforsterkningen i en initial kodeord-korrelator versus dekodende prosesseringsforsterkning når en grense på ca. 250 elementer, for hvilken større grupper vil måtte tilveiebringe mer antenneelementforsterkning enn en unipol for å opprettholde en høyere prosesseringsforsterkning i en initial kodeord-korrelering for å oppnå en ramme-for-ramme, romlig søkemetode i samsvar med oppfinnelsen. For å redusere effektforbruk og varmespredning for transceivere til LAMSAKOM-systemet er moduleringstypen i LAMSACOM-en for langdistanse-kommunikasjon konstant konvoluttmodulasjon uten amplitudekomponenter. Denne modulasjonsteknikken muliggjør så maksimal effektivitet som mulig i transmittermoduler som kan operere i klasse C, D og E for høye utgangseffektnivåer. Den rene fasemoduleringen er implementert digitalt hvilket betyr at den kan endres til tradisjonell QAM eller OFDM for operasjoner med kortere rekkevidder hvor transmisjonseffekten kan reduseres. Ved kortere rekkevidde kan utgangseffekt-forsterkertransmittere endres til å operere i klasse A-eller AB-modus for å tilveiebringe amplitudekomponenter som trengs for moduleringstyper som er mer båndbreddeffektive enn konstant konvoluttmodulasjon.

Den foreliggende oppfinnelsen for LAMSAKOM med høy transmisjonstoppeffekt har et innebygget system for å kontrollere at transmitter-utgangseffekt er i samsvar med nasjonale reguleringer for et gitt geografisk område og retningen av transmisjonen. Den foreliggende oppfinnelsen omfatter en lokal database over toppeffektgrenser, arbeidsfrekvenser og geografiske områder, samt bruker et integrert, relativt posisjoneringssystem og kommunikasjonssystem for å distribuere informasjonen mellom kommunikasjonsenhetene. Dersom minst en kommunikasjonsenhet har en kjent geografisk posisjon og orientering kan resten av kommunikasjonsenhetene beregne deres geografiske posisjoner og retninger.

I tillegg kan LAMSAKOM-systemet valgfritt være forsynt med ytterligere sensorer, så som akselerometre, gyroskoper, magnetometer og GPS-sensorer for å bruke denne informasjonen og dele informasjonen med andre kommunikasjonsenheter for å øke systemets posisjonerings-nøyaktighet.

Den foreliggende oppfinnelsen omfatter søkekretser og metoder for bestemmelse av fysisk retning for en innkommende radiobølge i mottaksmodus. En retningsestimator er så brukt for å fokusere transmisjonsenergien i en sektor rundt et estimert innkommende signal når data skal sendes tilbake til den andre enheten. Interne lister over kommunikasjonsenhetenes ID-er og innkommende retninger og avstander oppdateres for hver mottatte data ramme. Metoden for bestemmelse av den fysiske retningen til den andre kommunikasjonsenheten er fordelaktig sammenlignet med teknikker, så som MIMO, når kommunikasjonsenhetene beveger seg i forhold til hverandre. Siden kommunikasjonskanaler (radiokanaler) endres veldig raskt, spesielt for langdistansesystemer i tilstander uten siktelinjer, må energien sendes til en sektor av interesse for å sikre at energien distribueres og strømmer over det sannsynlige området av interesse. Ved å anvende en smal transmitterstråle i området av interesse reduseres refleksjoner og kanalspredning.

For langdistansesystemer er lange tidsforsinkelser for multibaner en betydelig begrensing som medfører intersymbol-interferens og krav om høyere kodeforsterkning i modulering, hvilket resulterer i tap av datagjennomløp.

Den foreliggende oppfinnelsen bruker en optimal kombinasjon av fasene for et mottatt signal for å oppnå den beste signal-/interferens-raten, og basert på disse koeffisientene beregner systemet de mest sannsynlige retningene for opprinnelse av fasefronten og skaper et fasekoeffisientsett som tilveiebringer en eller flere fasefrontretninger hvor data sendes til den bestemte kommunikasjonsenheten. I samsvar med den foreliggende oppfinnelsen er en equalizer implementert både i romlig- og tidsdomene. Metoden tar i betraktning at både denne kommunikasjonsenheten og andre kommunikasjonsenheter er bevegelige i forhold til hverandre, og danner sektorbredder som samsvarer med et omgivende område rundt kommunikasjonsenhetene hvor data sendes. Dette tillater høyre mobilitetsegenskaper samtidig som man opprett-holder høy nettverkskapasitet.

Systemet bruker et fasekoherent-modulert kodeord som en start for hver dataramme. Kodeordet som indikerer starten av hver dataramme er brukt for eksakt tids- og fasesynkronisering. Dette fysiske modulatorskjemaet tillater høypresis ankomsttidsbestemmelse i mottakerseksjonen, kanalanalyse og en høy robusthet med hensyn til interferens. Moduleringsskjemaet til LAMSAKOM-systemet er et fasemodulert kodeord som bruker en koherent og synkront roterende kodebok med komplekse, modulerte fasekodede brikker (chip). Den totale kodesekvensen er veldig lang og et koherent glidende vindu brukes for å kode symbolet. Lengden til symbolene kan varieres for ulike modulasjonsdatarater hvor lange kodeord kan brukes i tilfeller med store propageringssvekkelser eller stor tidsforsinkelsesspredning. Kodeboken er forberedt med koder som inneholder lav selv-korrelasjon for både brikker og symboleffekter.

Kombinert med den koherent, glidende vindusmetoden er intersymbol-interferens fra etter-følgende symboler redusert så vel som interferens fra baner med veldig lange tilleggstids-forsinkelser.

I et verste fall scenario hvor et symbolkodeord ikke er i stand til å tilveiebringe tilstrekkelig margin for feilfri dekoding i en kanal med stor tidsforsinkelsesspredning vil metoden med koherent glidende vindu "hvite" og spre dekodefeilene i tidsdomenet og det romlige domenet, og videresendings-feilkorreksjonssystemet kan fremdeles være i stand til å tilveiebringe en feilfri kommunikasjonslink (radiolink).

LAMSAKOM-systemet opererer koherent hvor transmitter og mottaker beveger det glidende vinduet synkront og koherent med hverandre. For å oppnå denne koherente operasjonen må hver sendte dataramme inneholde minst et kodeord som definerer den eksakte starttiden for rammen. Kodeordet er et langt kodeord for å tilveiebringe en presis ankomsttid og faseankomst-målinger sammenlignet med den lokale klokkefrekvensen. Det er det samme kodeordet som brukes for koherent fasefront-posisjoneringsberegninger i tillegg til datademodulering. Kodeordet kan roteres synkront for å tilveiebringe link-sikkerhetsbeskyttelse og multibane-hviting. For å oppnå høyere posisjoneringsytelse kan kodeordet være konstant konvolutt nullautokorrelasjon (constant envelope zero autocorrelation (CAZAC)), så som Zadoff-Chu-sekvens eller Golay Pair-sekvenser, som veksles adaptivt for å oppnå posisjoneringsegenskaper gjennom en kommunikasjonssekvens for å tilveiebringe optimal innebygd posisjoneringspresisjon under operasjon av en LAMSAKOM-kommunikasjonssekvens. I scenarioer hvor den direkte siktelinjen er tapt og kommunikasjonslinken bruker en refleksjon for kommunikasjon vil svitsjing av kodeord til en type med lav autokorrelasjon-sidelober og søk etter den første ankomstkorrelasjonen opprettholde posisjonen til det direkte siktelinjesignalet mens brebåndskommunikasjonslinken sendes via en reflekterende bane.

For å oppnå koherent operasjon i scenarioer hvor kommunikasjonsenhetene beveger seg med relativ hastighet i forhold til hverandre, anvendes en spesiell sporende tilbakesendings-/videresendingsmetode i samsvar med oppfinnelsen for lange datarammer eller scenarioer med multibaner kombinert med relativ hastighet mellom transmitter og mottaker. Det sporende tilbakesendings-/videresendings-equilizersystemet fortsetter å korrelere en lang sekvens av fase-moduleringsbrikkerforå beregne ankomsttid og faseankomst, korrigere den lokale referansen for å opprettholde koherent operasjon, analysere kanalspredning og multibane, samt anvende et adaptivt filter for å bruke refleksjoner til å legge til refleksjonsenergien for å øke signal-/støy-raten og signal-/interferens-raten. Den sporende tilbakesendings-/videresendingsmetoden i samsvar med oppfinnelsen bruker modulasjonsdata til å analysere endringene i spredning, multibane, fase og ankomsttid gjennom dekodingen av en lang ramme, og følgelig gjøres propageringskanaltrening konstant uten introduksjon aven ekstra linkoverhead.

Den foreliggende oppfinnelsen bruker et tidssynkronisert mellomkontrollsystem for å kombinere datatransmisjon og unngå link-kollisjoner og reservere tid for adhoc-nettverkstrafikk. I nåværende teknikk er dette skjemaet kjent fra cellebaserte systemer hvor basestasjonene definerer tidsluker for opp- og nedlink, men systemet presentert i den foreliggende oppfinnelsen trenger ingen basestasjon. I den foreliggende oppfinnelsen forhandler nodene/kommunikasjonsenhetene i maskenettverket om en felles tidsreferanse og velger en nettverkskoordinator som definerer tidsluketjenesten i systemet.

Modulasjonsmetoden i samsvar med denne oppfinnelsen omfatter synkron, koherent demodulasjon av data for bestemmelse av den eksakte frekvensdeviasjonen mellom kommunikasjonsenhetene og gangtiden for en transmisjon av en dataramme fulgt av en kvitteringsmelding inneholdende ankomsttid og behandlingstidlatens, og denne metoden sammen med en distribuert tidsreferanseforhandling tilveiebringer en høypresis felles klokkereferanse i adhoc-nettverket ved bruk av nettverkstrafikk og uten ytterligere systemoverhead.

Nettverkskoordinatoren definerer tilgangen til tidsluker for kritiske data som overføres uten mellomdetekteringsmekanismer og i et planmessig transmisjonsskjema slik at ingen kollisjoner oppstår. Detteøker linkeffektiviteten sammenlignet med nåværende kjente adhoc-systemer, så som WIFI, som benytter Aloha-mellomdelingsmekanismer.

Nettverkskoordinatoren allokerer også tidsluker hvor kommunikasjonsenhetene kan dele mediumet med tradisjonelle Aloha-mellomdelingsmekanismer. LAMSACOM-en er i stand til å kombinere både høyeffektive disiplinerte TDMA-transmisjoner (Time Division Multiple Access) med garantert latens og bruker resten av linkkapasiteten til adhoc-nettoppbygging uten definerte basestasjoner eller linkmaster. Den felles forhandlingen er basert på en metode omfattende at majoriteten bestemmer kombinert med vilkårlige prosesser for å unngå ustabiliteter i tilfelle konflikter med like vektmidler slik at en fast, stabil nettverksbasert tidsreferanse oppnås og opprettholdes.

En annen mekanisme i den foreliggende oppfinnelsen er bruken av ulike sett av linkparametere i de ulike tidslukene. Gjennom denne mekanismen kan nettverksparameterne, så som gangtid, tidsavbrudd, modulasjonstyper, etc, optimaliseres for korte rekkevidder i en tidsluke og for lange rekkevidder i en annen tidsluke.

Det integrerte posisjoneringssystemet vil derfor bestemme avstanden mellom kommunikasjonsenhetene og vil plassere datatransmisjoner i tidsluker med et gitt sett optimale linkparametere. Dette vil øke effektiviteten for kort/middels rekkevidde så vel som for lang rekkevidde. Dette åpner også for fremtidige systemutvidelser, så som nye moduleringstyper, som kan dedikeres til gitte tidsluker.

Den foreliggende oppfinnelsen kan dedikere gitte tidssynkroniserings-tidslukertil ukjente moduleringsbølgeformer, og dette gir en åpen, fremtidig kompatibilitet for nye modulasjons-bølgeformer og linkparametere med sameksistens med tidligere generasjoner av utstyret.

Mottakersystemet i den foreliggende oppfinnelsen er et fullstendig autonomt ramme-for-ramme-optimaliserende system som finner den optimale antennekompleks-koeffisientmatrisen for hver ramme basert på de modulerte data ved starten av rammen og uten behov for andre inputdata.

Systemet omfatter et stort antall antenneelementer med radiomottakere som opererer koherent. I hver radiomottaker bestemmer en korrelator starten av en dataramme gjennom korrelering av et forhåndsdefinert langt kodeord og bestemmer eksakt ankomsttid og fase for et koherent lokalt oscillatorsystem. Denne informasjonen sendes videre til en sentral enhet som beregner den optimale, komplekse antennegruppekoeffisienten og anvender dette i en kompleks multiplikatormatrise. De digitaliserte data fra hver radiomottaker er sendt til en sentral enhet gjennom et veldig kort digitalt forsinkelseselement for hvert antenneelement før dataene kombineres i en enkelt strøm.

Den foreliggende oppfinnelsen utfører operasjonen med å finne de optimale antenne-koeffisientene som maksimaliserer signal-/støy-raten og reduserer interferenssignaler så raskt at resultatet er klart før dataene føres gjennom forsinkelseselementet, og følgelig er koeffisientene satt slik at datarammen kan dekodes med et optimalt romlig filter somøker signal-/støy-raten, reduserer interferens til og fra andre kommunikasjonsenheter og intersymbol-interferens.

Det antennekoeffisient-optimaliserende systemet i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen reduserer påvirkningen av flat fading ved propagering over reflekterende overflater, og utnytter effekter til overflater og høytliggende radio-dukting-kanaler for langdistansekommunikasjon. Vertikal separasjon mellom antenneelementene og en metode for energioptimalisering reduserer betydelig signalrippel og følgeligøker kommunikasjonsrekkevidden og påliteligheten.

Den høydirektive antennestrålen i LAMSAKOM-systemet i samsvar med oppfinnelsen fokuserer transmisjonsenergien til dukting-kanalen i sanntid og på et ramme-til-ramme-nivå, og velger den optimale banen for propagering for å optimalisere signal-/interferensnivået. For langdistanse-kommunikasjon i dukting kombinert med reflekterende overflater vil en forsinket spredning av signalet forringe det mulige datagjennomløpet.

Den foreliggende oppfinnelsens bølgeformgenerering, antennestråleforming, mottak og posisjonering er realisert i det digitale domenet, og multimottaks- og posisjoneringssystemer kan implementeres i parallell. Multiple transmisjonsantennestråler kan også implementeres i parallell ved å legge til utgangen av multiple instanser for den digitale modulasjonen og antennestråle-formings-signalprosesseringskjeder. De multiple simultane strålene med simultane modulasjoner av ulike data vil øke båndbreddeeffektiviteten og nettverkskapasiteten.

Den foreliggende oppfinnelsen kombinerer en roterende kodebok kombinert med en tilbakesendings-/videresendings-tidsdomeneequalizer, en romlig equalizer og en høydirektiv antennestråle for å betydelig redusere signalnivået og forsinke spredningsrippel for langdistanse-kommunikasjon.

Den foreliggende oppfinnelsen omfatter en innebygd posisjoneringsegenskap som benytter høydirektive antennestrålerfor lokalisering av retningen til andre kommunikasjonsenheter. En radio-front-end-korrelator tilveiebringer eksakt ankomsttid and faseresultat med hensyn til den lokale koherente oscillatoren når et langt kodeord som starter hver ramme er detektert. Faserelasjonen til den lokale oscillatoren for alle antenneelementene sammen med en kalibreringsfasereferanse for hver antenne-RF-bane brukes for å finne den samsvarende fysiske retningen for det mottatte signalet.

Posisjoneringsegenskapen som er en integrert del av LAMSAKOM-systemet kombinerer

høynøyaktig posisjonering og et bredbåndskommunikasjonssystem som kan tilveiebringe sanntids ledesystemer som hvor den veldig lave latensen på relativ posisjonsberegningen og en maskenett-distribusjon av disse sensordata tilveiebringer midler for lavlatens-reguleringssløyfe-ledesystemer.

Ledesystemet i samsvar med oppfinnelsen tillater at posisjonsreferanse-kommunikasjonsenhetene er mobile. En full 3-dimensjonal geografisk posisjon med en 3-dimensjonal retnings-vektor kan finnes med bare en enkelt kommunikasjonslink til en LAMSAKOM-enhet med en kjent geografisk posisjon og orientering. Multiple LAMSAKOM-enheter kan brukes i posisjonerings-nettverket for å forbedre presisjon og øke systemredundans og pålitelighet.

Den foreliggende oppfinnelsen har et dedikert mikrobølge-kalibreringsnettverk integrert i et kretskort (PCB) hvor signalet fra en sentral referansetransmitter distribueres til RF-fronter for alle antenneelementene. Ved hjelp av en RF-svitsj tilføres et referansesignal til RF-fronten nær antennen. Referansenettverket er designet slik at alle fysiske lengder fra referansetransmitteren til alle RF-frontene er like, og dette eliminerer den relative termiske vridning i nettverket. I tillegg omfatter kalibreringsnettverket bredbåndseffekt-splittere som tillater referansenettverket å brukes for et bredt frekvensområde. Bruken av det integrerte RF-kalibreringsnettverket er en nøkkel for stabil høypresisjonsposisjonering i feltoperasjoner.

Den foreliggende oppfinnelsen har en nøyaktig ankomsttid som beregnes basert på det modulerte kodeordet som starter hver dataramme. Den eksakte ankomsttiden beregnes basert på interpolasjon og kurvetilpasningsalgoritmertil en presisjon som er høyere enn systemsamplings-tiden. Tiden fra deteksjon av det startende kodeordet til starten av en respons til rammen er et eksakt definert antall interne klokkesykluser. Den eksakte ankomsttiden, antallet interne klokkesykluser mellom den mottatte ankomsttiden til transmisjon av responsrammen og annen fast forsinkelse transmitteres i responsmeldingen. Når responsmeldingen er mottatt kan den eksakte behandlingstiden, og følgelig gangtiden og fysiske avstander, beregnes. Når denne informasjonen kombineres med resultatet fra retningsposisjoneringen kan en tredimensjonal relativ posisjon beregnes til alle andre kommunikasjonsenheter i nettverket basert på den normale trådløse trafikken.

Den foreliggende oppfinnelsen omfatter i en utførelsesform flere antennepaneler på samme side for å dekke en større sektor, samt en spesiell mekanisme bygd inn i en medium-aksesskontroll

(MAC) som tillater rask overlevering av målpaneler i en adhoc-nettverksstruktur. Dataramme-kvitteringsmeldingen (ACK) inneholder både destinasjon og kilde-ID, og følgelig dersom et panel ved den samme siden som destinasjonspanelet observerer et nytt forsøk på transmisjon ved å sjekke sekvensnummeret i rammen, vil alle panelene ved den gitte siden sende en ACK, hvor det transmitterende panelet vil detektere at ACK-en er fra et annet panel enn destinasjonspanelet, og vil oppdatere rutingstabellen for å sende default til det originale panelet. Gjennom dette vil en paneloverlevering kunne skje under et enkelt nytt forsøk til av en rammetransmisjon, og metoden trenger ingen andre spesielle prosedyrer.

Den foreliggende oppfinnelsen omfatter en metode for å søke og oppnå kobling mellom paneler. Denne fremgangsmåten utføres ved modulering av kodeord med informasjon om

opprinnelsen til transmisjonen, informasjon om transmisjonsretning og sekvensering av kodeord. Hvert kodeord sendes i en ulik retning. Gjennom denne teknikken kan et romlig skann etter andre kommunikasjonsenheter utføres med minimal tid, samt at en mottaker ved den maksimale rekke-vidden vil være i stand til å dekode det beste kodeordet. Det innebygde posisjoneringssystemet vil bestemme retningen til det mottatte kodeordet og informasjon i kodeordet og den innlemmede kodingen av opprinnelses-ID-en gjør kommunikasjonsenheten i stand til å respondere tilbake med transmisjonsenergien i den optimale retningen og rapportere den optimale retningen av transmisjonen som ble målt. Når denne informasjonen er mottatt har de to kommunikasjonsenhetene bestemt en optimal sektor for transmisjon, og siden denne metoden er veldig rask, i en utførelsesform av oppfinnelsen er den totale tiden for avstandsmålingen mindre enn 1 ms, kan metoden benyttes for å opprettholde en link som endres raskt av ikke-siktelinje-tilstander med bevegelige enheter.

Den foreliggende oppfinnelsen tilveiebringer en rask avstandsmålingsmetode hvor hver av de individuelle antennene sender en tidsskiftet versjon dersom det initiale kodeordet med noe tilleggsinformasjon om kilde-ID-en og antallet antenneelementer er kodet inn i kodeordet. Dekoderen i mottakeren kan i korreleringssekvensen separere og optimalisere banen fra hvert antenneelement på den transmitterende LAMSAKOM-enheten til hvert antenneelement på den mottakende LAMSAKOM-enheten. Den totale tiden for denne raske avstandsmålingsmetoden er tiden det tar å sende kodeordet pluss antallet antenner ganget med tiden det tar å sende fra en brikke (chip). Denne tiden er kortere enn forsinkelseselementet på den mottakende LAMSAKOM-enheten, og følgelig kan en fullstendig romlig avstandsmåling oppnås fra hver mottatte dataramme.

Den foreliggende oppfinnelsen tilveiebringer en digital dataflyt-clusterarkitektur med konsentratorer hvor data samles i konsentratornoder og sendes gjennom høyhastighets-databusser. Høyhastighetsbuss-systemet har et distribuert feilbehandlingssystem som er i stand til å begrense tapet av funksjonalitet dersom en clusterenhet eller en hardwarelinje i høyhastighets-bussen lider av en feiltilstand. Høyhastighetsbuss-systemet er anordnet som et flertall, enkeltledning-seriedatalinjer hvor et begrenset antall logiske datakanaler er dedikert for hver fysiske tilkoblingslinje. I tradisjonelle høyhastighetsbuss-design vil en feil på en av tilkoblingslinjene stoppe bussoperasjonen. I samsvar med oppfinnelsen vil feil på en av enkeltlednings-transmisjonslinjene begrense konsekvensen til tap av et begrenset antall logiske kanaler. Høyhastighetsbuss-systemet detekterer feil ved bruk av en innebygd feildetektering-mekanisme for hver enkelt-ledningslinje, samt rapporter om hvilke logiske kanaler som er operative og logiske kanaler med transmisjonsfeil.

En fremgangsmåte i samsvar med oppfinnelsen kan følgelig oppsummeres i de følgende trinnene: a. ved hjelp av søk i multiple signalstrømmer fra RF-transceiverseksjonen utføre søk i hver signalstrøm i den romlige fasefront-analyseseksjonen etter fasemodulert koherent kodeord fra andre kommunikasjonsenheter, b. tilveiebringe stråleforming ved å føre informasjon fra den romlig fasefront-analyseseksjonen i trinn a) til en digital antenne-stråleformer før første RX-data føres gjennom et flertall forsinkelseselementer til forsinkelsesseksjonen for å oppnå en optimal antenneform og demodulering av de første mottatte RX-data fra enhver retning, c. beregne romlig vinkelretning for hver mottatte kommunikasjonsmelding fra andre kommunikasjonsenheter i nettverket, d. måle ankomsttid mellom kommunikasjonsenhetene basert på korrelasjon av et kodeord

som er inkludert i hver kommunikasjonsmelding i nettverket,

e. sending av en responsmelding til andre kommunikasjonsenheter inneholdende informasjon om ankomsttid for en dekodet melding og forsinkelsestid fra ankomsttiden til sendingen av responsmeldingen,

f. gjensidig utveksling av posisjonsinformasjon mellom alle kommunikasjonsenheter i nettverket gjennom den samme RF-transceiver-seksjonen som er brukt for posisjonering.

Ytterligere detaljer og fordelaktige trekk med den foreliggende oppfinnelsen vil fremgå av den etterfølgende eksempelbeskrivelsen.

Eksempel

Oppfinnelsen vil nedenfor bli beskrevet mer detaljert med henvisning til de vedlagte tegningene, hvor:

Figur 1 viser et blokkdiagram av en LAMSAKOM-enhet i samsvar med oppfinnelsen,

Figur 2 viser en illustrativ tegning av bruken av den foreliggende oppfinnelsen,

Figur 3 viser en illustrativ tegning av en overleveringssituasjon mellom to kommunikasjonsenhetssider,

Figur 4 viser en illustrativ tegning av et romlig volum for relativ posisjonering,

Figur 5 viser en illustrativ tegning av et opererende interferens-scenario,

Figur 6 viser en illustrativ tegning av et eksempel på et ledesystem implementert i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen, Figur 7 viser en illustrativ tegning av et eksempel på en applikasjon med høyt reflekterende overflate og/eller radio-dukting-kanalpropagering mellom to LAMSAKOM-enheter, Figur 8 viser et blokkdiagram av et front-end-digital-prosesseringssystem brukt i mottakerkjeden i en LAMSAKOM-enhet, Figur 9 viser et blokkdiagram av et internt selvkalibrerende system av et innebygd posisjoneringssystem i en LAMSAKOM-enhet, Figur 10 viser et blokkdiagram av en utførelsesform av et internt kalibreringsnettverk i en LAMSAKOM-enhet, Figur 11 viser en illustrativ tegning av en fysisk tverrsnitts-seksjon av et kretskort (PCB) hvor RF-transceivere i en LAMSAKOM-enhet er integrert, Figur 12 viser en illustrativ tegning av en detalj av en utførelsesform av kobbermønsteret til det interne kalibreringsnettverket, og Figur 13 viser en illustrativ tegning av en høyhastighets, digital strømningsbussarkitektur i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen.

Henvisning nå gjort til Figur 1 som viser et blokkdiagram av et system i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen, implementert som en LAMSAKOM-enhet 11. Figuren illustrerer interne moduler av en utførelsesform av LAMSAKOM-enheten 11 for anordning til en kommunikasjonsenhet. LAMSAKOM-enheten 11 omfatter en gruppeantenneseksjon 12, et posisjoneringssystem 32, en kommunikasjonskontroller 22, en database 31 og en datalink 23 til annet utstyr som utnytter posisjoneringsdata og kommunikasjons-datastrøm til andre kommunikasjonsenheter.

Gruppeantenneseksjonen 12 omfatter et flertall integrerte antenneelementer 12a-n som er koblet til en svitsjeseksjon 13 omfattende et flertall svitsjeenheter 13a-n som velger hvorvidt et integrert kalibreringsnettverk 14 skal kobles til et flertall RF-transceiverenheter 15a-n av en transceiverseksjon 15.

Det skal nevnes at kalibreringsnettverket 14 kan være utelukket i en annen utførelsesform av LAMSAKOM-enheten 11, og da kan følgelig svitsjeseksjonen 13 også utelates.

I mottaksmodus føres et digitalisert RX-signal gjennom en fasefront-analysemodul 16 som søker etter et modulert kodeord og bestemmer eksakt ankomsttid for toppkorrelering (peak correlation), signal-/støy-rate, signal-/interferens-rate, multibaneparametere, dopplerspredning, samt faserelasjon for hvert RX-signal på de respektive parameterne med hensyn til en intern klokkereferanse. Denne informasjonen bringes videre til en digital antennestråleformer 17 før de første RX-dataene bringes videre gjennom flertallet forsinkelseselementer 18a-n av en forsinkelsesseksjon 18. Stråleformeren 17 anvender disse beregnende fasekoeffisientene på det flertallet RX-strømmer for å maksimere signal-/støy-raten og for å undertrykke interferenssignaler. Det kombinerte signalet bringes videre til en modulator-/demodulatorenhet 20 og digitale ramme-data overføres ved 21 til en kommunikasjonskontroller 22 og så til/fra en lokal nettverkstilkobling 23. Den digitale kommunikasjonskontrolleren 22 bruker en lokal tidsreferanse 24 til å generere et felles høypresist klokkereferansesignal og låse alle RF-transceiverne 15a-n til denne tidsreferansen. Når en analog propageringsforsterkning i mottaksmodus skal kalibreres setter kommunikasjonskontrolleren 22 en lokal RF-referansetransceiver 25 i transmisjonsmodus, og RF-signalet passerer gjennom kalibreringsnettverket 14 til svitsjeenhetene 13a-n hvor dette signalet kobles til RF-transceiverne 15a-n. System danner så en lukket sløyfe og kalibrerer hver mottakerpropagerings-bane for hver av de analoge propageringsbanene. For å måle den analoge propagerings-forsinkelsen i transmisjonsmodus settes LAMSAKOM-enheten 11 i transmisjonsmodus og de flertall RF-transceiverne 15a-n settes en etter en i transmisjonsmodus. RF-svitsjene 13a-n kobler RF-utgangene til RF-mottakerne 15a-n til kalibreringsnettverket 14. Referansemottakeren 25 settes i mottaksmodus. Dette danner en lukket sløyfe og de analoge propageringsforsinkelses-banene for transmisjonsmodus er kalibrert. Når mottaks- og transmisjonspropagerings-forsinkelsene er kalibrert kan kommunikasjonskontrolleren 22 bruke fasekoeffisientene fra posisjoneringssystemet 32 i mottaksmodus for å beregne eksakt fysisk retning for opprinnelsen til det mottatte signalet. Kommunikasjonskontrolleren 22 kan også transmittere effekt i en eksakt definert fysisk retning. De relative posisjonene fra posisjoneringssystemet kan også brukes som styringssignaler for en servostyrt anten ne struktur hvor LAMSAKOM-enheten 11 er montert for å konstant endre den fysiske retningen til LAMSAKOM-enheten 11 i den horisontale og/eller vertikale retningen. Flere koeffisientsett kan kombineres i mottak eller transmisjon for å danne et flertall mottaker- eller transmisjonsstråler med fysiske retninger dl, d2 og effektdistribusjons-sektorer pl, p2 som er formet basert på estimering av mobilitetsgraden til kommunikasjonsenheten.

En prosess for måling av avstander mellom to kommunikasjonsenheter A og B omfatter de følgende trinnene: a) kommunikasjonsenhet A sender en melding som starter med et modulert kodeord til kommunikasjonsenhet B hvor informasjon om den opprinnelige kommunikasjonsenheten

A er integrert i meldingen,

b) en mottakerkorrelator i kommunikasjonsenheten B bestemmer nøyaktig ankomsttid gjennom korrelering av kodeordet som starter meldingen og etterfølgende dekoding av

meldingen. Ved interpolasjon beregnes ankomsttiden med en presisjon som er høyere enn systemets samplingsklokke,

c) en mottakerdekoder i kommunikasjonsenhet B måler klokkefrekvensdeviasjonen mellom kommunikasjonsenhet A og kommunikasjonsenhet B, d) kommunikasjonsenhet B sender en melding til kommunikasjonsenhet A som starter med et modulert kodeord og en melding omfattende den målte ankomsttiden, klokkefrekvensdeviasjonen og behandlingslatenstid fra den mottatte ankomsttiden til toppkorrelering av det sendte kodeordet, e) en mottakerkorrelator i kommunikasjonsenhet A bestemmer den eksakte ankomsttiden gjennom korrelering av kodeordet som starter meldingen og dekoder så meldingen og

bestemmer frekvensdeviasjonen mellom kommunikasjonsenhet B og kommunikasjonsenhet A. Ved å anvende meldingsdataene om den rapporterte ankomsttiden i kommunikasjonsenhet B, frekvensdeviasjonen fra kommunikasjonsenhet A til kommunikasjonsenhet B, den målte frekvensdeviasjonen målt fra kommunikasjonsenhet B til kommunikasjonsenhet A og behandlingslatenstiden, er kommunikasjonsenhet A i stand til å beregne eksakt akkumulert gangtid fra kommunikasjonsenhet A til kommunikasjonsenhet B og kommunikasjonsenhet B til kommunikasjonsenhet A, og følgelig ved å anvende ligningen for hastigheten til lys, kan avstanden fra kommunikasjonsenhet A til kommunikasjonsenhet B beregnes.

Kommunikasjonskontrolleren 22 er videre innrettet til å etablere en liste over relative posisjoner gjennom å kombinere posisjoneringsdata fra fasefrontanalysemodulen 16 som produserer retning og ankomsttid som muliggjør gangtidsmålinger, og følgelig avstand til andre kommunikasjonsenheter. I tillegg kan kommunikasjonskontrolleren 22 legge til lokal sensor-informasjon, så som geografisk posisjon fra en geografisk posisjoneringssensor 26, så som en GPS-, GLONASS-, GALILEO-mottakermodul, fysisk orienteringsattitydedata fra en akselerometersensor 27, magnetometersensor 28 eller gyroskop 29, samt høydeinformasjon fra en lufttrykkssensor 30. Sensorene 26-30 er valgfri sensorer for å forbedre posisjoneringsnøyaktigheten og øke system-redundansen. Den lokale tidsreferansen 24 kan synkroniseres med den geografiske posisjoneringssensoren 26 dersom den geografiske posisjoneringssensoren 26 er tilstede. Posisjons- og attitydedata utveksles gjennom den trådløse kommunikasjonen gjennom antenneelementene 12a-n, og kommunikasjonskontrolleren 22 er da i stand til å kombinere all denne informasjonen. Dersom minst en LAMSAKOM-enhet 11 har en fast geografisk posisjon og attitydeinformasjon kan alle LAMSAKOM-enheter 11 i nettverket beregne deres faste geografiske posisjon og attityde. Informasjonen brukes sammen med en lokal database 31 omfattende geografisk informasjon om frekvens- og transmisjonseffektgrenser. Kommunikasjonskontrolleren 22 bruker denne informasjonen til å sette transmisjonstoppeffekt i samsvar med den nåværende geografiske posisjonen og attityden. Den lokale databasen 31 oppdateres gjennom det lokale områdets nettverkstilkobling 23 eller gjennom en trådløs datalink gjennom antenneelementene 12a-n.

Det distribuerte, koherente klokkereferansesystemet og den synkrone, disiplinerte mellom-lagringsmetoden i adhoc-nettverket i samsvar med oppfinnelsen krever en forhandling mellom kommunikasjonsenhetene i nettverket for å etablere den felles tidsreferansen. Synkroniserings-prosessen omfatter de følgende metodetrinnene: a) en forhåndsdefinert parameter bestemmer maksimalt tillatte klokkereferansedeviasjon for noder/kommunikasjonsenheter i systemet/nettverket. Dersom klokkedeviasjonen er mindre enn den definerte grensen er nodene/kommunikasjonsenhetene definert til å være i synkron operasjon, b) den lokale tidsreferansen sendes som en melding over kommunikasjonslinken sammen med antallet kommunikasjonsenheter som er i synkron operasjon med kommunikasjonsenheten som sender, c) alle kommunikasjonsenhetene som mottar denne meldingen er i stand til å bestemme deviasjonen til klokkereferansen for den mottatte rammen i forhold til den lokale tidsreferansen, d) en liste omfattende en ID til kildekommunikasjonsenheten, rapporterte synkrone noder/kommunikasjonsenheter for kildekommunikasjonsenheten og tidsreferanse-deviasjonen med hensyn til den lokale referansen vedlikeholdes, e) etter en forhåndsdefinert tidsperiode spaltes listen og antallet kommunikasjonsenheter som er i synkron operasjon bestemmes etter de følgende trinnene: I. dersom en annen kommunikasjonsenhet rapporterer at antallet synkrone kommunikasjonsenheter er høyere enn antallet synkrone kommunikasjonsenheter målt i den lokale listen adopteres tidsreferansen til den andre kommunikasjonsenheten. Dersom det er flere enn den ene kommunikasjonsenheten i listen som er i samsvar med disse kriteriene adopteres tidsreferansen fra den kommunikasjonsenheten med det høyeste antallet rapporterte synkrone kommunikasjonsenheter, II. dersom andre kommunikasjonsenheter rapporterer at antallet synkrone kommunikasjonsenheter er mindre enn antallet synkrone kommunikasjonsenheter som er målt i den lokale listen, gjøres ingen handlinger for endring av den lokale tidsreferansen. Denne distribuerte majoriteten-bestemmer-skjema-algoritmen sikrer at en node som entrer et nettverk ikke kan endre tiden til andre noder i nettverket, III. dersom en annen kommunikasjonsenhet rapporterer det samme antallet synkrone opererende kommunikasjonsenheter bestemmer en tilfeldig prosess om tiden fra den andre kommunikasjonsenheten skal adopteres eller ikke, IV. dersom en tidsreferanse fra en annen kommunikasjonsenhet adopteres av denne kommunikasjonsenheten og tidsreferansen mellom den nåværende tidsreferansen og den nye tidsreferansen er større enn den maksimale klokke-referansedeviasjonen er antallet rapporterte synkrone opererende kommunikasjonsenheter antallet rapporterte kommunikasjonsenheter fra den andre kommunikasjonsenheten pluss en, siden denne kommunikasjonsenheten nå også er i synkron operasjon med de andre kommunikasjonsenhetene, totalenøkes med en,

V. Listen slettes.

f) dersom de mottatte datarammene er under en gitt terskel entrer den lokale LAMSAKOM-enheten inn i en initial nettverksassosiasjon som omfatter de følgende trinnene: I. søke etter meldinger fra andre stasjoner i nettverket med variabel frekvens-forskyvning i mottakeren for å erverve informasjon om nettverksinformasjon og tidsinformasjon, II. dersom ingen mottatte meldinger detekteres innenfor et definert tidsrom sendes nettverkssonderingsmeldinger for å søke etter andre LAMSAKOM-enheter i nettverket, III. dersom en eller flere enn en ramme er mottatt utføres prosessen for bestemmelse av den lokale tidsreferansen i samsvar med trinn e), g) trinnene a)-f) gjentas kontinuerlig eller ved forhåndsdefinerte perioder så lenge antallet mottatte datarammer er under en gitt terskel.

Henviser nå til Figur 2 som viser en illustrativ tegning av bruken av den foreliggende oppfinnelsen. Illustrasjonen viser et flertall bevegelige kommunikasjonsenheter som opererer i et adhoc-maskenettverk. I denne utførelsesformen er to kommunikasjonsenheter i form av kjøre-tøyer 201, 204 forsynt med LAMSAKOM-enheter 11 opererende på bakken og to kommunikasjons enheter i form av helikoptre 202, 203 forsynt med LAMSAKOM-enheter 11 opererende i lufta. Hver kommunikasjonsenhet 201-204 i nettverket er i stand til å sende data direkte til en annen ved bruk av smale, direktive antennestråler. De smale antennestrålene 209, 210, 211, 212, 213, 214, 217, 218, 219, 220, 221, 222 rettes mot den beste transmisjonsbanen for kommunikasjonsenhetene 201-204 i nettverket, mens de korteste fysiske banene mellom kommunikasjonsenhetene 201-204 er vist ved 205, 206, 207, 208, 215, 216. Hver kommunikasjonsenhet 201-204 kan overføre en datapakke av gangen, eller i en annen utførelsesform av oppfinnelsen overføre data til flere kommunikasjonsenheter samtidig. Posisjoneringssystemet 32 i nettverket, som beskrevet ovenfor, sporer kontinuerlig retningen og avstanden til de andre kommunikasjonsenhetene og deres relative posisjon og orientering gjennom den integrerte antenneposisjonerings-modulen 32 i kommunikasjonssystemet. Dersom en av kommunikasjonsenhetene er ved en fast posisjon og orientering, eller har integrert geografisk posisjoneringssensor 26 og høydesensor 29, distribueres den absolutte posisjonen og orienteringen til alle kommunikasjonsenhetene 201-204 i nettverket gjennom det trådløse nettverket.

I en annen utførelsesform av oppfinnelsen er nettverket et nettverk for ubemannede luftbårne fartøyer (unmanned aerial vehicles (UAV)) hvor bakkekommunikasjonsenhetene er bevegelige. Sensordata kan strømmes fra en UAV til en bevegelig kommunikasjonsenhet, mens en annen bakkekommunikasjonsenhet styrer UAV-operasjonen. Maskenettverkstrukturen tillater flere bakkekommunikasjonsenheter å ha redundante funksjoner for å ta over operasjon dersom en bakkekommunikasjonsenhet feiler eller kommer ut av radiodekning for UAV-en.

Henviser nå til Figur 3 som viser en illustrativ tegning av en overleveringssituasjon mellom to kommunikasjonsenhetssider i en utførelsesform av oppfinnelsen. Hver kommunikasjonsenhetsside er lokalisert ved en bevegelig kommunikasjonsenhet, så som et kjøretøy eller en UAV. Ved en kommunikasjonsenhetsside er tre LAMSAKOM-enheter lia, 11b, lic montert for å dekke tre sektorer 304, 305, 306, og ved den andre kommunikasjonsenhetssiden er tre LAMSAKOM-enheter lid, lie, llf montert for å dekke tre sektorer 310, 311, 312.1 tillegg til den optimale transmisjonsbanen mellom to kommunikasjonsenhetssider 313 overføres data også gjennom andre baner 314, 315 til andre kommunikasjonsenhetssider. Dersom overføring ved bruk av den nominale banen 313 er suksessfull detekteres dette av LAMSAKOM-enhet llf gjennom mottak av en kvitteringsmelding fra LAMSAKOM-enhet 11b. Kvitteringsmeldingen i samsvar med oppfinnelsen inneholder både ID-en til LAMSAKOM-enhet 11b og ID-en til sendekilden, dvs. LAMSAKOM-enhet llf. Dersom overføring fra LAMSAKOM-enhet llf til LAMSAKOM-enhet 11b feiler vil LAMSAKOM-enhetene lia og lic være i stand til å dekode dette ved å overvåke et trådløst sekvensnummer. Når nummeret ikke endres indikerer dette at overføringen er et nytt forsøk. Dersom dette oppstår sender både LAMSAKOM-enheten lia og LAMSAKOM-enheten lic en kvitteringsmelding til LAMSAKOM-enhet llf. Overføringen kan gjøres på nøyaktig samme tid dersom moduleringskodingen tilveiebringer isolasjon mellom de to konkurrerende signalene, eller den kan sendes med en viss tilfeldighet i tid for å sikre at det er mindre sannsynlighet for kollisjon dersom kodingen er mindre robust. LAMSAKOM-enheten llf vil dekode den sterkeste meldingen eller meldingen som ankommer først i tid, og gjennom dekoding av ID-en vil den bestemme at en annen LAMSAKOM-enhet lia eller LAMSAKOM-enhet lic har mottatt meldingen på vegne av LAMSAKOM-enhet 11b. Deretter stoppes re-sendingen og den neste overføringen rettes mot LAMSAKOM-enhet lia eller LAMSAKOM-enhet lic i stedet for LAMSAKOM-enhet 11b.

Henviser nå til Figur 4 som viser en illustrativ tegning av et romlig volum for relativ posisjonering. En romlig sektor definert i et lokalt referansekoordinatsystem med x-, y- og z-akser. Retningsvektorer 404,405,406, 407 definerer et konfidens-intervall for målingen av en enkeltretningsmåling. Sammen med konfidens-intervallet for avstandsmålingen danner dette et romlig volum 408 for hvilket et signal fra en annen kommunikasjonsenhet kan falle innenfor fra en enkeltmåling av retning for en mottatt pakke sammen med ankomsttid for den mottatte pakken. Det definerte operasjonelle romlige volumet til en kommunikasjonsenhet tar også i betraktning beregnet relativ hastighet som beregnes baseres på to målinger sammen med en beregnet dopplerskift-måling. Antennestrålen for overføring er tilpasset for å tilføre energi inn i det beregnede romlige volumet for å tilveiebringe en pålitelig og stabil radiolink når kommunikasjonsenheten beveger seg.

Henviser nå til Figur 5 som viser en illustrativ tegning av et eksempel på et opererende interferensscenario. En bevegelig enhet 501 er forsynt med en LAMSAKOM-enhet 11 for å danne en rundtstrålende radiolinkoperasjon. I ulike utførelsesformer kan den bevegelige kommunikasjonsenheten 501 være et bemannet eller ubemannet kjøretøy for en terrestrisk, maritim, luft- eller verdensromoperasjon. Kommunikasjonsenheten 501 er omgitt av kommunikasjonsenheter 508, 509, 510 i ulike sektorer 503, 505, 507. Sektorene 502, 504 og 506 er fri for interferensobjekter, og følgelig kan transmisjonstoppenergien være ubegrenset eller begrenset av reguleringer for det gitte geografiske området hvilke den bevegelige kommunikasjonsenheten 501 må overholde. Transmisjonsenergi for en annen LAMSAKOM-enhet 11 lokalisert ved kommunikasjonsenhet 508 nær kommunikasjonsenhet 501 er redusert til størrelsen av energi som trengs for å opprettholde en stabil link, men for å forhindre LAMSAKOM-enheten 11 ved kommunikasjonsenheten 508 fra saturasjon og redusere interferens til LAMSAKOM-enheten 11 ved kommunikasjonsenheten 508 mens kommunikasjonsenheten 501 opererer i andre sektorer. Følgelig overholder all effekt sendt i sektor 503 denne definerte effektgrensen i en definert tidsluke hvor kortdistansekommunikasjon er lokalisert. For andre tidsluker for langdistansetrafikk kan effektgrensen være satt til ett annet toppnivå i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen. Kommunikasjonsenhet 509 er plassert i et annet område av regulering enn kommunikasjonsenhet 501. Ved overføring i retningen til dette andre regulerings-området er effekten begrenset til en verdi definert av den lokale reguleringsdatabasen 31. Kommunikasjonsenheten 510 er i et område inneholdende spesielt sensitivt utstyr eller i et område hvor bare et minimum strålingsnivå bør avgis. Eksempler på slike områder er farlige områder med gasseksplosjonsfare, områder med boligkvarter for personell, telekommunikasjons-tårn med konsentrasjon av kritiske radiosendere og mottakere, samt sektorer hvor fiendtlige militære styrker er lokalisert. I dette området inneholder antennestrålen en innskjæring for minimum stråling. Dette gjelder også for mottakerstrålen for å ha adaptive nullstyring og romlige equalizermetoder for reduksjon av interferens til et minimum i denne sektoren.

Henviser nå til Figur 6 som viser en illustrativ tegning av et eksempel på et posisjonerings- og ledesystem implementert i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen. I dette eksempelet er en UAV 602 forsynt med en LAMSAKOM-enhet 11 ledet mot et landingsområde 601 med en definert bane 612. En lav-latens, bredbåndskommunikasjonslink er etablert mellom UAV-en 602 og en bakkeenhet 603 som er forsynt med en LAMSAKOM-enhet 11. Posisjoneringssystemet i LAMSAKOM-enheten 11 for bakkekommunikasjonsenheten 603 beregner en vinkel 607 som er vinkelen i et plan definert av normalen til et plan definert av aksene 604 og 605, samt aksen 604. Bakkekommunikasjonsenheten 603 beregner også en vinkel 608 til UAV-en 602 som er vinkelen mellom normalen til et plan definert av aksene 604 og 605, samt aksen 605. Avstanden D til UAV-en 602 beregnes også. LAMSAKOM-enheten 11 i UAV-en 602 har det samme posisjoneringssystemet som LAMSAKOM-enheten 11 i bakkekommunikasjonsenheten 603 og beregner den relative posisjonen til bakkekommunikasjonsenheten 603 representert i et lokalt koordinatsystem med en vektor mot bakkekommunikasjonsenheten 603 og avstanden D. De relative posisjonene beregnet i UAV-en 602 og i bakkekommunikasjonsenheten 603 utveksles gjennom lav-latens, bredbåndskommunikasjonssystemet skapt gjennom LAMSAKOM-enhetene 11 med en høy oppdateringsrate. Ved å kombinere disse resultatene sammen med informasjon om bakke-kommunikasjonsenhetens 603 geografiske posisjon og orientering kan UAV-en 602 beregne dens geografiske posisjon, kurs, stamp- og rullretning med høyere nøyaktighet, høy oppdateringsrate og lav målingslatenstid. UAV-en 602 er i samsvar med oppfinnelsen ledet gjennom en korridor 613 definert av et elevasjonsvindu definert av 609, 610 og retning definert av 610, 611. Bakkekommunikasjonsenheten 603 i samsvar med oppfinnelsen kan være forskjøvet med en avstand langs 614 en rullebane og på tvers 615 av rullebanen, samt en avstand langs rullebanen 616 og også med et ulikt høydenivå i forhold til rullebaneterskelen. I en utførelsesform av oppfinnelsen kan et flertall av bakkekommunikasjonsenheter 603 brukes for å øke presisjon og redundans. Bakkekommunikasjonsenheten kan også være en mobil enhet 617. Den geografiske posisjonen til den mobile enheten 617 kan bestemmes av sensorer ombord, eller ved relativ posisjonering til en bakkeenhet 603 gjennom en kommunikasjonslink 619. UAV-en 602 er ikke avhengig av triangulering for å etablere dens relative posisjon til LAMSAKOM-kommunikasjonssystemet, men kan bruke en kommunikasjonslink 618 i tillegg til en link 606 for å forbedre posisjonerings-nøyaktighet, redundans og måle posisjoneringssystemintegritet dersom posisjonene til alle de andre LAMSAKOM-enhetene avviker fra en gitt grense.

Henviser nå til Figur 7 som viser en illustrativ tegning av et eksempel på en applikasjon med høyreflekterende overflater og/eller radio-dukting-kanalpropagering mellom to LAMSAKOM-enheter lia, 11b. De to LAMSAKOM-enhetene lia, 11b er plassert med en lang fysisk avstand fra hverandre. En reflekterende overflate 717 reflekterer det avgitte radiosignalet, og de reflekterte radiosignalene 727, 728, 729 kombineres med direkte signaler 730, 731, 732. Når faseforskjellen av de direkte og reflekterte signalene nærmer seg 180 grader vil resultatet bli en svekkelse av den mottatte radioenergien. Denne effekten er angitt som flat fading og dersom avstanden til den reflekterende overflaten er kort vil resultatet være et stort fysisk område hvor signalet er svekket over en større båndbredde. Ved anordningen av antenneelementer 12a-n med ulik avstand til den reflekterende overflaten og bruken av en adaptiv fasefrontanalyser 16 i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen er svekkelsen av det mottatte signalet betydelig redusert. I en utførelsesform av oppfinnelsen for C-bånd-operasjon er det blitt demonstrert at en flat fading-rippel på 40 dB ved propagering over en reflekterende overflate kunne reduseres til 20 dB med 25 cm antenneelementseparasjon. I en dukting-kanal nær bakkenivå 726 vil metoden for overføring bestemme å transmittere mer energi inn i denne kanalen eller søke og finne en mer høytliggende dukting-kanal. Den transmitterende LAMSAKOM-enheten optimaliserer bølgefronten 725 ved entring av dukting-kanalen med en vinkel 724 for dukting-kanalen slik at refraksjon og retnings-endring i dukting-kanalene 712, 713, 714 kan reflekteres i en reflekterende overflate, eller kan også rettes direkte mot LAMSAKOM-enheten 11 uten en refleksjon 708. Den lavtliggende dukting-kanalen 726 kan formes i gitte tilstander forårsaket av evaporeringsdukting over vann eller i andre tilstander hvor fuktighet, temperatur eller vindgradienter danner en endring i propagerings-tilstandene. Troposcatter-volumet 705 kan utnyttes siden den kombinerte overføringseffekten, TX-og RX-antenneforsterkning og mottakersensitivitet er i området 160 til 260 dB hvor troposcatter og utnyttelse av duktingkanaler er mulig. Troposcatter-volumet 705 kan være en høytliggende kanal skapt avfuktighetsgradienter eller vindgradienter. Tilstedeværelse av metalliske objekter, så som fly, i troposcatter-volumet 705 kan også brukes som en del av overføringskanalen. Et romlig, digitalprosesserings, adaptivt antennestrålesystem vil så bli benyttet for troposcatter-effekter ved å justere entringsvinkelen 722 som definerer en fasefront- entring 723 til tropscatter-volumet 705 slik at kombinert radioenergibaner 709, 710, 711 i samsvar med denne oppfinnelsen vil utføre en konstant optimalisering med hensyn til retningsstyring av effekten i det samme luftvolumet sett over horisonten av den transmitterende LAMSAKOM-enheten og den mottakende LAMSAKOM-enheten. Den kombinerte refleksjonen av alle typer reflektorer i lufta vil bli brukt for å oppnå en stabil radiolink i samsvar med oppfinnelsen. Eksempler på slike reflekterende objekter kan være fly eller ballonger dekket med reflekterende materiale. Eksempler på andre elementer som resulterer i radiobølgerefleksjoner eller refraksjoner er værtilstander som fuktighetsgradienter, regn, skyer, luftvirvler og luftstrømmer. En LAMSAKOM-enhet bør også overføre et datarammemål for seg selv, og ved mottak av denne rammen, kan analysen av ankomsttid, kanalspredning, dopplerskift, signalstyrke og retning av det mottatte signalet brukes som en radaregenskap hvor andre objekter kan detekteres, atmosfæriske værtilstander, så som vind, regn eller konsentrasjon av forurensning kan detekteres ved bruk av den foreliggende oppfinnelsen.

Henviser nå til Figur 8 som viser et blokkdiagram av det digital front-end-prosesseringssystemet brukt i mottakerkjeden til LAMSAKOM-enheten 11. Den digitale prosesseringsenheten opererer ved en systemklokke som er faselåst til en lokal RF-oscillator 905 (se Figur 9) i de analoge seksjonene av mottakerne. De digitale inputsignalene 1..N fra et flertall N radiotransceivere 15a-n tilføres inn i den digitale signalprosesseringsmodulen. I Figur 8 er antallet transceivere, N, satt til 3, som et eksempel. Forsinkelsesmodulen 18 gjør det mulig for systemet å søke etter optimale retninger, antenneelementkoeffisienter og adaptive filterkoeffisienter før innstillingene anvendes for en komplett koding av rammen med den optimale stråleformende konfigurasjonen. I samsvar med oppfinnelsen er stråleformingen oppdatert for hver dataramme. Forsinkelsen ved 18 tillater også koding av sideinformasjon ortogonalt i det første innledende kodeordet som skal mottas med full forsterkning av systemet. Denne sideinformasjonen inneholder informasjon om den overførte rammen, så som transmitter-identifikasjon, transmisjonseffekt, transmitter-stråleformings-innstillinger og equalizer-innstillinger, og brukes til å verifisere senderside/enhet og forbedre avstandsmålingsutførelsen. Denne informasjonen gjør det mulig å verifisere om en topp/et vektorsett av interesse tilhører den korrekte enheten ved tilfelle av interferens. En korrelator-modul 816 av korrelatorer anvendes til hver av de 1..N digitale mottakerinputene. Korrelatorene 816 søker etter et kodeord i samsvar med en kodebokdatabase 808 som velger kodeord i samsvar med input fra kommunikasjonskontrolleren 22. Kommunikasjonskontrolleren 22 kan rotere kodeordene for krypteringsformål eller bruke spesielle kodesekvenser, så som konstant-konvolutt-nullautokorrelasjon (constant envelope zero autocorrelation (CAZAC)) eller Zadoff-Chu-sekvens eller Golay Pair-sekvenser, for optimal posisjoneringsutførelse. Korrelatorene 816 finner korrelator-toppamplituden og fasen som et sett med vektorer. Amplituden til hver korrelator-output 816 tilføres en amplitudeadderer 817, samt en amplitude-søkemodul 815 som søker etter topper i amplitude. Et gitt antall mellom 1 og M stråleformingskoeffisientsett er lagret i en strålelagringsmodul 813. Etter en gitt tid brukes den først ankomne korreleringstoppen og stråleformingskoeffisientene av en posisjoneringsstråle- og ankomsttidsmodul 812 for å bestemme den fysiske retningen og eksakte ankomsttiden for den mottatte datarammen. En romlig, adaptiv trinnvelgermodul 814 velger et antall refleksjoner i samsvar med analysene av amplitude-søkemodulen 815. Hver av disse refleksjonene har et antennekoeffisientsett som gir optimal signal-/støy-rate og optimal signal-/interferens-rate. Disse koeffisientene sendes så til en koeffisientlagringsmodul 810 som holder på de komplekse filterkoeffisientene, amplituden og fasen for de adaptive, romlige stråleformingsfiltrene 17. De valgte refleksjonene fra stråle-formingskoeffisientsettene sendes til adaptive forsinkelser 819 slik at hver av de valgte refleksjonene i det romlige domenet tidslignes og legges til koherentlig. Gjennom denne metoden søker systemet etter et flertall refleksjoner, anvender et optimalt antennekoeffisientsett for hver refleksjon og legger til energien for hver refleksjon for å optimalisere signal-/støy- og signal-/interferens-raten. Ved å analysere et antall ankommende refleksjoner bestemmer velgermodulen 814 det optimale stråleformings-koeffisientsettet for mottak. Denne informasjonen sendes til en transmisjons(TX)-stråleformer 811 som konverterer det optimale mottakerantenne-koeffisientsettet til et optimalt transmisjonsstråle-formingssett. Beregningen av koeffisientsett i transmisjons-stråleformeren 811 omfatter et antall muligheter som kommunikasjonskontrolleren 22 kan velge fra. Et sett er speilvendingen av koeffisienter for retro-reflekterende operasjon. Et annet koeffisientsett er å anvende bølgefrontdekomponering for et antall fysiske retninger for transmisjons-stråleformingen. Kommunikasjonskontrolleren 22 kan velge fra de foreslåtte ulike transmisjons-stråleformings-koeffisientsettene i samsvar med informasjon gitt avTX-stråleformeren 811 i samsvar med settet for best signal-/støy-rate, signal-/interferens-rate, lavest dopplerskjevhet, lavest dopplerspredning, lavest intersymbol-interferens, lavest latens og valg av retning for transmisjon i samsvar med restriksjoner for grenser for utstråling i en gitt sektor. Tiden som trengs for å finne og sette parameterne for de adaptive, romlige stråleformingsfiltrene 17 og de adaptive forsinkelsesmodulene 819 er kortere enn forsinkelsen i forsinkelsesmodulen 18. Det forhåndsberegnede, optimale, romlige, adaptive filteret er så brukt på signalene og det resulterende signalet tilføres så en tidsdomene-korrelator 802 som initialt, før et innledende datarammekodeord detekteres, korreleres med kodeord fra den samme database 808 som den romlige korrelatoren. Det er videre anordnet en rom-tid-equalizer/strålesummerer 809 mellom forsinkelsesmodulene 819 og tidsdomenekontrolleren 802. Grunnen til å ha en rom-tid-equalizer/strålesummerer 809 først og så en ytterligere bare tids-equalizer etterpå er kostnads-nivået for DSP- og FPGA-ressurser (Field-programmable Gate Array) som trengs i rom-tid-equalizeren. Det første trinnet har relativt få trinn for å lagre logikk/effekt, mens den andre equalizeren som opererer på et enkelt signal, kan implementeres med mye høyere kompleksitet sammenlignet med det første trinnet. Forsinkelsen 18 gjør det mulig å analysere det startende kodeordet en gang til etter rom-tid-equalizer-koeffisientene er blitt satt. Korrelatoren 802 og analysator 803 finner de optimale parameterne for denne nye kanalen skapt av den første rom-tid-stråleformings-equalizeren. Denne andre equalizeren tilpasser seg selv under pakkemottak for å tillate forbedret utførelse for raske fadingskanaler. Det ideelle tilfellet vil være å tilføre det modulerte M-ary kodeord fra en re-generatormodulator 807 for å sende input til et sett korrelatorer ved hver antenne, men dette vil være veldig dyrt i et bredbåndssystem med hensyn til ressurser, kostnader og energiforbruk. Ved bruk av den presenterte topologien vil alle fordeler med et fullt rom-tid-system med kontinuerlig tilpasning under pakkemottak oppnås, samtidig som beregningsressurser minimeres. Tiden til å sette koeffisientene av et adaptivt filter 804 er kortere enn forsinkelsen 818. Etter dataene har passert gjennom det adaptive filteret 804 utfører en glidende-vindu-korrelator 805 et flertall i-parallell-korreleringer av lange kodeord-brikkesekvenser representert i vertikale linjer. Hver linje representerer et kodet symbol. Det glidende vinduet starter ved starten av den lange sekvensen ved t=0 når det innledende kodeordet detekteres av korrelatormodulen 802. Vinduet stepper et bestemt antall brikker (chips) i samsvar med valget av antall brikker (chips) per kodeord gjort av kommunikasjonskontrolleren 22. Kommunikasjonskontrolleren 22 kan også endre kodebøkerfor krypteringsformål, antallet ulike symboler (vertikale linjer) for å optimalisere datarater og intersymbol-interferensegenskaper. Kodebøkene er forberedt slik at krysskorrelasjonen mellom vertikale linjer er minimal, samt at krysskorrelasjon mellom horisontale symboler er minimal. Disse egenskapene gir optimal multi-bane og intersymbol-interferensegenskaper. Dersom en multi-bane har en lang tidsforsinkelse og symbol-brikkesekvensen gir dårlig intersymbol-krysskorrelasjon, vil det neste symbolet være et ulikt kodeord, og denne egenskapen sprer feilene. En videresendings-korrigeringsmodul (forward error correction module (FEC)) 820 er da i stand til å tilveiebringe en feilfri link i tunge multi-bane-propageringstilstander. Det vinnende symbolet med høyest korrelering fra en glidende-vindu-korrelator 805 tilføres en symbolbestemmelsesenhet 806 som konverterer symbolet til en demodulert bitstrøm. Den demodulerte bitstrømmen sendes til feilkorrigeringsmodulen 820 som korrigerer bitfeil basert på tillagt informasjon i bitstrømmen. Et eksempel på en slik feil-korrigeringsmetode er "Reed-Solomon error correction method". Når det initiale innledende kodeordet detekteres av korrelatoren 802 svitsjes en svitsj 801 slik at korreleringen ikke lengre blir tatt fra kodeord-databasen 808, men fra re-generatormodulatoren 807. Gjennom denne metoden kan korrelatoren 802 oppdatere det adaptive filteret 804 kontinuerlig eller ved gitte tidsintervaller under demoduleringen av en dataramme. Korrelatoren 802 sporer også fasefeil, og følgelig kan tilbakemeldingsmekanismen opprettholde koherens for lange datarammer så vel som justeringer til det adaptive filteret under demodulering av en dataramme.

Henviser nå til Figur 9 som er et blokkdiagram av et internt selvkalibrerende system for det innebygde posisjoneringssystemet 32 i LAMSAKOM-enheten 11. RF transceivere 15a-n, en for hvert antenneelement 12a-n, er koblet til antenneelementene 12a-n gjennom tilkoblinger 913a-n, og data i mottaksmodus er koblet til en basisbånd, digital signalprosesseringsenhet (baseband digital signal processing (DSP)) 901 gjennom tilkoblinger 914a-n. I transmisjonsmodus er signalet fra basisbånd-DPS-enheten 901 koblet til RF-transceiverne gjennom tilkoblinger 915a-n. I transmisjonsmodus er RF-svitsjen 13a svitsjet i posisjonen hvor antennekobleren er koblet til transmitteren 931.1 normal mottaksoperasjon er RF-svitsjen 13a koblet til mottakeren 932.1 kalibreringsmodus kan RF-svitsjen 13a være koblet mellom en kalibreringsnettverks-tilførsel 920a og transmitterkjeden 931 ved kalibrering av overføringen, og til mottakeren 932 ved kalibrering av mottakerkjeden 932. Kalibreringsmodus-innstillinger kan anvendes for alle RF-transceivere 13a-n i LAMSAKOM-enheten 11 eller anvendes for bare en transmitter av gangen. I en LAMSAKOM-enhet 11 med et stort antall RF-transceivere 15a-n, typisk over seksten antenneelementer 12a-n, er effekten med utkobling av en enkelt RF-transceiver mindre enn 0,2 dB, og følgelig kan intern kalibrering gjøres uten å avbryte normal transmisjons- eller mottaksoperasjon. En referansetransceiver 910 brukes sammen med RF-kalibreringsnettverket 14 og RF-linjetilførslene 920a-n for å kobles til RF-transceiverne 15a-n. Ved kalibrering av transmitteren 931 kobler en RF-svitsj 907 i referansetransceiveren 910 en kalibreringslinje 919 til en referansemottaker 908 og ved kalibrering av mottakeren 932 kobler RF-svitsjen 907 i referansetransceiveren 910 kalibrerings-linjen 919 til en referansetransmitter 906. Gjennom digitale tilkoblinger 913a-n, 914a-n, 915a-n og 916a-b dannes en lukket, digital prosesseringssløyfe. Oscillatorer 905 i RF-transceiverne 15a-n er faselåst til hverandre og til en oscillator 904 i referansetransceiveren 910. Den elektriske lengden til RF-kalibreringsnettverket 14 er identisk fra RF-svitsjen 907 gjennom tilkobling 919, RF-kalibreringsnettverket 14 og tilkobling 920a til RF-svitsj 13a, fra RF-svitsj 907 gjennom tilkobling 919, RF-kalibreringsnettverket 14 og tilkobling 920b til RF-svitsj 13b, samt fra RF-svitsj 907 gjennom tilkobling 919, RF-kalibreringsnettverket 14 og tilkobling 920n til RF-svitsj 13n. Siden den elektriske lengden i kalibrerings-distribusjonsnettverket i samsvar med oppfinnelsen er lik for alle baner elimineres variasjonen med hensyn til arbeidsfrekvens og temperaturvariasjoner. Kalibreringsnettverket kan brukes til å overvåke korrekt operasjon av hver av RF-transceiverne i transmisjons- og mottaksmodus og varsle interne advarsler dersom noen av modulene i RF-transceiverne skulle falle utenfor den normale operasjonen. Kalibreringsnettverket i samsvar med oppfinnelsen bruker de samme kodeordoverføringene som brukes for kommunikasjon mellom LAMSAKOM-enheter 11. Fordelene med denne metoden er at transmitter- og mottakerkorrelator-systemressurser kan brukes om igjen av kalibreringssystemet for å måle eksakt fase for ankomst, undertrykkende interferenssignaler for kodeord- og korrelering som ellers kan øke fasemålings- unøyaktigheten, samt at kalibreringsprosessen er veldig rask når den er initiert av kommunikasjonskontrolleren 22. På grunn av tidssynkroniseingsoperasjonen av LAMSAKOM-enhetene kan kalibreringsprosessen kjøres i en felles, synkron tidsluke for alle LAMSAKOM-enheter i systemet, og gjennom denne metoden vil ingen overførte datarammer bli tapt på grunn av at en mottaker er i kalibreringsmodus. Kalibreringssystemet tilveiebringer også informasjon om operasjonell status i alle transceivere som brukes for innebygget selvtesting (built-in self-test

(BIST)).

Henviser nå til Figur 10 som viser et blokkdiagram av en utførelsesform av det interne kalibreringsnettverket 14 i en LAMSAKOM-enhet 11.1 blokkdiagrammet i denne utførelsesformen er vist en sekstifire-elements LAMSAKOM-enhet. Nettverket er et toveis, passivt RF-nettverk som er integrert inne i det samme kretskortet (PCB) som inneholder RF-transceiverne 15a-n. Signalet fra den interne referansetransceiveren 910 er tilkoblet gjennom en tilførselslinje 1022 til en effektsplitter 1001 som splitter signalet inn i 1023-1026. Signalet er videre delt inn i effektsplittere 1002, 1003,1004,1005 ved det andre trinnet som splitter signalet inn i 1027-1030,1031-1034,1035-1038 og henholdsvis 1039-1042. Effektsplittere i området 1006-1021 ved det tredje trinnet splitter signalet videre for hver effektsplitter inn i fire, dvs. 1006A-1006D, 1007A-1007D, også videre. Den elektriske lengden fra 1022 til området 1006A-1021D er alle like. Effektnivåratene fra tilførsels-linjen 1022 til effektsplitterne i området 1006A-1021D er alle like.

Henviser nå til Figur 11 som viser en illustrativ tegning av et fysisk tverrsnitt av kretskortet (PCB) hvor RF-transceiverne 15a-n i LAMSAKOM-enheten 11 er integrert. Kretskortet er et muti-lagssubstrat som i en utførelsesform av oppfinnelsen er i et tradisjonelt FR4-materiale. I denne utførelsesformen er antallet metalliske lag fem. Metallbaner 1101 er lokalisert på toppen av et substrat. Et jordingslag 1103 beskytter det indre kalibreringsnettverkslaget 14 fra støy fra signaler fra andre lag. Et jordingslag 1106 er plassert under kalibreringsnettverket 14 og sammen med et stort antall via-tilkoblinger 1105 er det interne kalibreringsnettverket 14 innkapslet inne i en metallisk struktur som isolerer det interne kalibreringsnettverket 14 elektrisk fra andre signaler og eksterne elektriske felt. Et bunnlag 1107 inneholdende kretsmønster og dielektriske materialer 1102,1108,1109,1110 isolerer de metalliske lagene i kretskortstrukturen fra hverandre. De dielektriske lagene 1108 og 1109 har en definert tykkelse for å danne en kontrollert impedans for en gitt banebredde i kalibreringsnettverket 14. For å redusere påvirkningen fra produksjons-variasjoner av dielektriske lagtykkelser og etsepresisjon kan tykkelsen av de dielektriske lagene 1108 og 1109 være større enn de andre dielektriske lagene 1102 og 1110.

Henviser nå til Figur 12 som viser en illustrativ tegning av detaljer av en utførelsesform av et kobbermønster for det interne kalibreringsnettverket 14. Tegningen viser topprisset av kobber-foliemønsteret til en effektsplitter anvendt i 1001-1021. Effektsplitteren er anordnet mellom to jordingslag og følgelig er en stripline-struktur. En transmisjonslinje 1201 er koblet til en splitter-seksjon 1202 og effekten er delt likt på fire transmisjonslinjer 1203-1206. Den elektriske lengden fra 1201 til 1203,1201 til 1204,1201 til 1205 og 1201 til 1206 er lik. Splitter-strukturen i samsvar med denne oppfinnelsen er en bredbåndsstruktur som tillater den elektriske lengden å være lik og at effektbalansen opprettholdes over minst 15 % båndbredde i forhold til arbeidsfrekvensen. Henviser nå til Figur 13 som viser en illustrativ tegning av den høyhastighets, digitale strømnings-buss-arkitekturen i samsvar med den foreliggende oppfinnelsen. I dette eksempelet av en utførelsesform av oppfinnelsen er antallet input av konsentratorer 4 og antallet konsentrator-nivåer er 3. Hver radio-transceiver 15a-n med digitale input for TX og output for RX er gruppert inn i celler av 1..N transceivere i hver celle. Konsentratorene 1301a-c aggregerer trafikk til konsentratoren på neste nivå. En hovedkonsentrator 1305 brukes for å distribuere de digitale dataene inn i en sentral prosesseringsenhet. Denne enheten er i en utførelsesform av oppfinnelsen en FPGA hvor dataene brukes til stråleforming, demodulering og posisjonering. En høyhastighetsdatabuss 1302a-c danner tilkobling mellom konsentratorene 1301a-c og en konsentrator 1304. Høyhastighetsbussen er implementert som et sett av uavhengige enkelt-lednings, serie, høyhastighetsdatalinjer med innebygde mekanismer for synkronisering, feildetektering og flytkontroll. Synkroniseringsmekanismen i buss-systemet muliggjør at data-leveringen kan synkroniseres koherent til en gitt systemklokkenøyaktighet slik at de flertall data-strømmene kan prosesseres tidsjustert sample for sample. Høyhastighetsbussen mellom konsentratorene 1304 og 1305 har et høyere antall enkeltkabellinjer enn høyhastighetsbussen 1302a-c mellom konsentratorene 1301a-c og 1304. En lavhastighets kontrollbuss 1303a-c brukes mellom konsentratorene som en kontrollbuss for høyhastighetskontrollfunksjoner, så som buss-kalibrering, retningsstyring og feilkontroll. Høyhastighetsbusskalibrering er en metode hvor fasen til den lokale systemklokken i konsentratorene justeres og kalibreres slik at data i hver av høy-hastighets, enkeltkabel-bussene i konsentratorene 1301a-c, 1304,1305 er presentert med tids-justerte "øyeåpninger" (eye openings) i forhold til systemklokkene. Dette muliggjør at den felles systemklokken i konsentratorene kan brukes uten behovet for individuell fasejustering for hver enkeltkabellinje. Dersom feil detekteres i en avenkeltkabel-linjene i høyhastighetsbussen detekteres denne av busskontrollsystemet og de logiske kanalene som aggregeres inn i disse linjene kobles ut. Denne mekanismen begrenser tapet av tjeneste dersom det er en hardwarefeil på en av transmisjonslinjene i høyhastighetsbussen.

Claims

1. Fremgangsmåte for å sette opp et trådløst langdistanse-kommunikasjonsnettverk mellom flere kommunikasjonsenheter, hvor kommunikasjonsenhetene er forsynt med en langdistanse, adaptiv mobil, stråleformende adhoc-kommunikasjonsenhet (LAMSAKOM) (11) omfattende en gruppe RF-transceiverseksjon (15), en romlig fasefront-analyseseksjon (16), en forsinkelsesseksjon (18), en antenneformerseksjon (17), en RF-svitsjeseksjon (13), en antenneelementseksjon (12), et posisjoneringssystem (32), en kommunikasjonskontroller (22) og en datalink (23),karakterisertved at fremgangsmåten omfatter de følgende trinnene: a. ved hjelp av søk i multiple signalstrømmer fra RF-transceiverseksjonen (15) utføre søk i hver signalstrøm i den romlige fasefront-analyseseksjonen (16) etter et fasemodulert koherent kodeord fra andre kommunikasjonsenheter, b. tilveiebringe stråleforming ved å føre informasjon fra den romlig fasefront-analyseseksjonen (16) i trinn a) til en digital antenne-stråleformer (17) før første RX-data føres gjennom et flertall forsinkelseselementer (18a-n) til forsinkelsesseksjonen (18) for å oppnå en optimal antenneform og demodulering av de første mottatte RX-data fra enhver retning, c. beregne romlig vinkelretning for hver mottatte kommunikasjonsmelding fra andre kommunikasjonsenheter i nettverket, d. måle ankomsttid mellom kommunikasjonsenhetene basert på korrelasjon av et kodeord som er inkludert i hver kommunikasjonsmelding i nettverket, e. sending av en responsmelding til andre kommunikasjonsenheter inneholdende informasjon om ankomsttid for en dekodet melding og forsinkelsestid fra ankomsttid til sendingen av responsmeldingen, f. gjensidig utveksling av posisjonsinformasjon mellom alle kommunikasjonsenheter i nettverket gjennom den samme RF-transceiver-seksjonen (15) som er brukt for posisjonering.

2. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedat en lokal database med definerte områder hvor transmisjonsrestriksjoner gjelder er brukt for å definere maksimal transmisjonseffektbegrensning og frekvenser i en sektor for sending.

3. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 2,karakterisert vedå benytte en digital anntennestråleformer for styring av RF-transceiverseksjonen (15) slik at avgitt effektnivå og/eller frekvenser inn i definerte områder rundt kommunikasjonsenheten er innenfor transmisjonsrestriksjonene.

4. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedat fremgangsmåten omfatter å benytte posisjonsvinkelinformasjon fra flere LAMSAKOM-enheter (11) eller kombinert vinkel- og avstandsmålinger fra flere LAMSAKOM-enheter (11) for oppdatering av relativ posisjon til andre LAMSAKOM-enheter (11) ved en høy frekvens med lav latens for navigering av mobile enheter i scenarioer hvor alle andre navigasjonssystemer, så som GPS, er utilgjengelige.

5. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedat fremgangsmåten omfatter å benytte informasjon fra posisjoneringssystemet (32) for å optimalisere rekkevidde til en kommunikasjonslink.

6. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedat fremgangsmåten omfatter å benytte informasjon fra posisjoneringssystemet (32) til å redusere interferens til eller fra andre kommunikasjonsenheter.

7. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedat trinn c) omfatter å fokusere transmisjonsenergien i en sektor rundt et estimert innkommende signal når data skal overføres tilbake til den andre kommunikasjonsenheten og oppdatere interne lister med kommunikasjonsenheters ID og innkommende retninger, samt oppdatere avstander for hver mottatte dataramme.

8. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 7,karakterisert vedå benytte en optimal kombinasjon av faser for et mottatt signal for å oppnå best signal-/interferens-rate, og basert på disse koeffisientene beregne mest sannsynlige opprinnelsesretninger for fasefronter og danne et fasekoeffisientsett som tilveiebringer en eller flere fasefrontretninger hvor data sendes til den enkelte kommunikasjonsenheten.

9. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedat trinn b) omfatter å benytte et fasekoherent-modulert kodeord som en start for hver dataramme, hvilket kodeord indikerer starten av hver dataramme og benyttes til nøyaktig tids- og fasesynkronisering.

10. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 9,karakterisert vedat trinn b) omfatter å benytte et fasemodulert kodeord, hvilket benytter en synkront roterende kodebok med komplekse, modulerte, fasekodede brikker.

11. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedat fremgangsmåten omfatter en sporende tilbakesendings-/videresendingsmetode omfattende bruk av modulasjonsdata for å analysere endringer i dispersjon, multibane, fase og ankomsttid gjennom dekoding av en lang ramme for utføring av konstant forplantningskanal-trening uten å introdusere ytterligere linkoverhead.

12. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedat fremgangsmåten omfatter forhandling mellom kommunikasjonsenhetene i nettverket for valg av en felles tidsreferanse og valg av en nettverkskoordinator som definerer en tidsluke-tjeneste i nettverket.

13. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 12,karakterisert vedat fremgangsmåten omfatter bestemmelse av avstander mellom kommunikasjonsenhetene, samt arrangere dataoverføringer i tidsluker med et gitt sett optimale linkparametere.

14. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedat fremgangsmåten omfatter bruk av et dedikert kalibreringsnettverk hvor alle fysiske lengder fra en referansetransmitter til alle antenneelementer er like for å eliminere relativ termisk vridning i nettverket.

15. Fremgangsmåte i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedat fremgangsmåten omfatter å anordne flere LAMSAKOM-enheter (11) på den samme kommunikasjonsenheten for å dekke en større sektor og tillate raskere overlevering i en adhoc nettstruktur.

16. System for å sette opp et trådløst langdistanse-kommunikasjonsnettverk mellom flere kommunikasjonsenheter, hvilket system omfatteren langdistanse, adaptiv, mobil adhoc-kommunikasjonsenhet (LAMSAKOM) (11) omfattende en gruppe RF-transceiverseksjon (15), en romlig fasefront-analyseseksjon (16), en forsinkelsesseksjon (18), en stråleformerseksjon (17), en RF-svitsjeseksjon (13), en antenneelementseksjon (12) omfattende et flertall antenneelementer (12a-n), et posisjoneringssystem (32), en kommunikasjonskontroller (22) og en datalink (23), anordnet til kommunikasjonsenheten,karakterisert vedat: - kommunikasjonskontrolleren (22) er innrettet for: - ved hjelp av søk i multiple signalstrømmer fra RF-transceiverseksjonen (15) utføre søk i hver signalstrøm i den romlige fasefront-analyseseksjonen (16) etter et fasemodulert kodeord fra andre kommunikasjonsenheter, - innrettet for å tilveiebringe stråleforming ved å føre informasjon fra den romlige fasefront-analyseseksjonen (16) til en digital antennestråleformer (17) før første RX-data føres gjennom et flertall forsinkelseselementer (18a-n) til forsinkelsesseksjonen (18) for å oppnå en optimal antenneform og demodulering av de første mottatte RX-data fra enhver retning og innrettet for å benytte vinkel-stråleformingsinformasjon til å tilveiebringe lavlatensrelativ posisjonsinformasjon for navigasjonsformål, - innrettet for beregning av romlig vinkelretning for hver mottatte kommunikasjonsmelding fra andre kommunikasjonsenheter i nettverket, - måle ankomsttid mellom kommunikasjonsenhetene basert på korrelasjon avet kodeord som er inkludert i hver kommunikasjonsmelding i nettverket, - sending av en responsmelding til andre kommunikasjonsenheter inneholdende informasjon om ankomsttid for en dekodet melding og forsinkelsestid fra ankomsttid til sendingen av responsmeldingen, samt - gjensidig utveksling av posisjonsinformasjon mellom alle kommunikasjonsenheter i nettverket gjennom den samme RF-transceiver-seksjonen (15) som er brukt for posisjonering.

17. System i samsvar med patentkrav 16,karakterisert vedat systemet omfatter en database (31) inneholdende informasjon om transmisjonsrestriksjoner for lokale transmisjonseffektgrenser og frekvenser for definerte geografiske områder.

18. System i samsvar med patentkrav 16,karakterisert vedat antenneelementene (12a-n) er spredt over et fysisk område, og at hvert antenneelement (12a-n) er fasekoherent med de andre antenneelementene (12a-n).

19. System i samsvar med patentkrav 16,karakterisert vedat RF-transceiverseksjonen (12) omfatter minst fire adaptive antenneelementer (12a-n).

20. System i samsvar med patentkrav 16,karakterisert vedat systemet omfatter en modulator-/demodulatorenhet (20) som er innrettet for konstant-konvolutt-modulasjon uten amplitudekomponenter.

21. System i samsvar med ett av patentkravene 16-20,karakterisert vedat den digital antennestråleformer (17) innrettet for å styre antenneelementene (12a-n) slik at avgitt effektnivå og/eller frekvenser inn i definerte områder rundt kommunikasjonsenheten er innenfor transmisjonsrestriksjonene.

22. System i samsvar med patentkrav 16,karakterisert vedat flere LAMSAKOM-enheter (11) er anordnet til hver kommunikasjonsenhet og at systemet er innrettet for å benytte posisjonsinformasjon som et ledesystem for bevegelige kommunikasjonsenheter, slik at hver kommunikasjonsenhet kan posisjoneres i forhold til andre kommunikasjonsenheter i sanntid.

23. System i samsvar med patentkrav 16,karakterisert vedat systemet er innrettet for å bruke posisjoneringssystemet (32) til å: - optimalisere rekkevidde til en kommunikasjonslink, og/eller - redusere interferens til eller fra andre kommunikasjonsenheter, og/eller - tilveiebringe et sporingssystem for en mobil kommunikasjonsenhet med en høy frekvens av posisjonsoppdateringer.

24. System i samsvar med patentkrav 16,karakterisert vedat systemet er forsynt med en eller flere tilleggs-sensorer, så som akselerometer (27), gyroskop (29), magnetometer (28), midler for høydeinformasjon (30) og geografiske posisjonssensorer (26), hvilke sensorer benyttes for å øke posisjoneringsnøyaktigheten og økt redundans i systemet.

25. System i samsvar med patentkrav 16,karakterisert vedat systemet omfatter midler (24) for å tilveiebringe en lokal tidsreferanse, hvilken lokale tidsreferanse benyttes av kommunikasjonskontrolleren (22) til å generere et felles høynøyaktig klokkereferansesignal og låse alle RF-transceivere (15a-n) til denne tidsreferansen.

26. System i samsvar med patentkrav 16,karakterisert vedat systemet omfatter en tidsdomene-korrelator (802) og en koherent lokal oscillator (905), hvilken korrelator (802) er innrettet til å bestemme starten av en dataramme ved å korrelere et forhåndsbestemt langt kodeord og bestemme en eksakt ankomsttid og fase for den koherente lokale oscillatoren (905).

27. System i samsvar med patentkrav 16,karakterisert vedat systemet omfatter minst et adaptivt filter (804) for å øke signal-/støy-raten og redusere interferens til eller fra andre kommunikasjonsenheter og intersymbol-interferens.

28. System i samsvar med patentkrav 16,karakterisert vedat systemet omfatter et dedikert kalibreringsnettverk (14) integrert i et kretskort hvor alle fysiske lengder fra en referansetransmitter (910) til alle antenneelementer (12a-n) er like, hvilket eliminerer relativ termisk vriding i nettverket.

29. System i samsvar med patentkrav 16,karakterisert vedat systemet omfatter en servomotor-styrt antenne-festeinnretning innrettet for fysisk styring av LAMSAKOM-enheten (11) i en horisontal og/eller vertikal retning basert på output fra posisjoneringssystemet (32).