TW202403337A - 具有持續訊務之都卜勒零值掃描空間探索 - Google Patents
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Abstract
一種系統包含一發射器節點及一接收器節點。該發射器節點及該接收器節點之各節點經時間同步以應用與該節點自身相對於一固定共同慣性參考系之運動相關聯之都卜勒校正。在該發射器節點將複數個封包發射至該接收器節點之前且在該接收器節點從該發射器節點接收該複數個封包之前,該固定共同慣性參考系對於該發射器節點及該接收器節點係已知的。該複數個封包各自包括至少一前置項及一主體酬載。該主體酬載包括複數個符號。該複數個符號被分為複數個區塊。在單獨零方向上掃描該複數個區塊。
Description
本發明大體上係關於位置判定,且更特定言之係關於判定車輛之間之相對位置。
行動特用網路(MANET;例如,「網狀網路」)在此項技術中被視為不具有預定義網路拓撲之可快速部署之自組態無線網路。假設一MANET中之各通信節點能夠自由移動。另外,可需要一MANET內之各通信節點來轉發(中繼)資料封包訊務。一MANET內之資料封包路由及遞送可取決於數種因素,包含但不限於網路內之通信節點數目、通信節點近接性及行動性、功率要求、網路頻寬、使用者訊務要求、時序要求及類似物。
歸因於此高動態、低基礎設施之通信系統中固有之有限網路覺知,MANET面臨許多挑戰。鑑於可變空間之廣泛範圍,挑戰在於基於此有限資訊做出良好決策。例如,在具有固定拓撲之靜態網路中,協定可貫穿網路傳播資訊以判定網路結構,但在動態拓撲中,此資訊快速變得過時且必須定期再新。已提出定向系統係MANET之未來,但此未來之潛能尚未完全實現。除了拓撲因素之外,快速移動平台(例如,相對於彼此移動之通信節點)亦歸因於各組節點之間之相對徑向速度而經歷一頻率都卜勒頻移(例如,偏移)。此都卜勒頻移通常限制可由一行動網路內之一節點達成之一接收靈敏度位準。
因此,提供處理上文描述之缺點之一裝置、系統及方法將為有利的。
根據本發明之一或多項實施例揭示一種系統。該系統包含一發射器節點及一接收器節點。該發射器節點及該接收器節點之各節點包括包含至少一個天線元件之一通信介面。該發射器節點及該接收器節點之各節點包括可操作地耦合至該通信介面之一控制器。該控制器包含一或多個處理器。該控制器具有自身節點速度及自身節點定向之資訊。該發射器節點及該接收器節點之各節點經時間同步以應用與該節點自身相對於一固定共同慣性參考系之運動相關聯之都卜勒校正。在該發射器節點將複數個封包發射至該接收器節點之前且在該接收器節點從該發射器節點接收該複數個封包之前,該固定共同慣性參考系對於該發射器節點及該接收器節點係已知的。該複數個封包各自包括至少一前置項及一主體酬載。該主體酬載包括複數個符號。該複數個符號被分為複數個區塊。在單獨零方向上掃描該複數個區塊。
在一些實施例中,該複數個封包之各者係一固定頻率發射。
在一些實施例中,該複數個封包之各者係一跳頻發射。
在一些實施例中,該複數個封包之各者包括該前置項、該主體酬載及以下至少一者:一中置項或一後置項。
在一些實施例中,該主體酬載包括在該複數個符號中調變之使用者訊務。該接收器節點經組態以解調該複數個符號以判定該使用者訊務。
在一些實施例中,該發射器節點經組態以根據該發射器節點之一自身速率及一自身速度方向來調整一發射頻率,以便執行一發射器側都卜勒校正。該接收器節點經組態以根據該自身節點速度及該自身節點定向來調整該接收器節點之一接收器頻率,以便執行一接收器側都卜勒校正。
在一些實施例中,該經調整發射頻率之一調整量與至一都卜勒零方向上之一發射器節點速度投影成比例。該經調整接收器頻率之一調整量與至該都卜勒零方向上之一接收器節點速度投影成比例。
在一些實施例中,該接收器節點經組態以判定該發射器節點與該接收器節點之間之一相對速率。
在一些實施例中,該接收器節點經組態以判定該發射器節點運動之一方向及該發射器節點之一速度向量。
在一些實施例中,該固定共同慣性參考系係一二維(2D)固定共同慣性參考系。
在一些實施例中,該固定共同慣性參考系係一三維(3D)固定共同慣性參考系。
在一些實施例中,該至少一個天線元件包括至少一個定向天線元件或至少一個全向天線元件之至少一者。
在一些實施例中,該複數個封包包括一網際網路協定(IP)封包或一最佳化鏈路狀態路由(OLSR)協定封包之至少一者。
在一些實施例中,該複數個符號由同相及正交信號定義。
根據本發明之一或多項實施例揭示一種接收器節點。該接收器節點包括包含至少一個天線元件之一通信介面。該接收器節點包括可操作地耦合至該通信介面之一控制器。該控制器包含一或多個處理器。該控制器具有自身節點速度及自身節點定向之資訊。該接收器節點與一發射器節點經時間同步以應用與該節點自身相對於一固定共同慣性參考系之運動相關聯之都卜勒校正。在該發射器節點將複數個封包發射至該接收器節點之前且在該接收器節點從該發射器節點接收該複數個封包之前,該固定共同慣性參考系對於該發射器節點及該接收器節點係已知的。該複數個封包各自包括至少一前置項及一主體酬載。該主體酬載包括複數個符號。該複數個符號被分為複數個區塊;其中在單獨零方向上掃描該複數個區塊。
在一些實施例中,該複數個封包之各者係一固定頻率發射。
在一些實施例中,該複數個封包之各者係一跳頻發射。
在一些實施例中,該複數個封包之各者包括該前置項、該主體酬載及以下至少一者:一中置項或一後置項。
在一些實施例中,該主體酬載包括在該複數個符號中調變之使用者訊務。該接收器節點經組態以解調該複數個符號以判定該使用者訊務。
在一些實施例中,該發射器節點經組態以根據該發射器節點之一自身速率及一自身速度方向來調整一發射頻率,以便執行一發射器側都卜勒校正。該接收器節點經組態以根據該自身節點速度及該自身節點定向來調整該接收器節點之一接收器頻率,以便執行一接收器側都卜勒校正。
此[發明內容]僅被提供為對在[實施方式]及圖式中充分描述之標的物之一介紹。[發明內容]不應被視為描述本質特徵,亦不應被用於判定發明申請專利範圍之範疇。此外,應理解,前述[發明內容]及以下[實施方式]兩者僅為實例及說明性的,且不必限制所主張之標的物。
相關申請案之交叉參考
本申請案係關於最早可用有效申請日期且根據35 USC § 120規定主張其之權利作為以下美國專利申請案之一部分接續案:
(a) 2021年4月16日申請之美國專利申請案第17/233,107號,該案之全部內容以引用的方式併入本文中。
(b) 2022年4月13日申請之PCT專利申請案第PCT/US22/24653號,其主張2021年4月16日申請之美國專利申請案第17/233,107號之優先權,該等案之全部內容以引用的方式併入本文中;
(c) 2021年8月20日申請之美國專利申請案第17/408,156號,其主張2021年4月16日申請之美國專利申請案第17/233,107號之優先權,該等案之全部內容以引用的方式併入本文中;
(d) 2021年12月3日申請之美國專利申請案第17/541,703號,該案之全部內容以引用的方式併入本文中,其主張以下申請案之優先權:
● 2021年8月20日申請之美國專利申請案第17/408,156號,該案之全部內容以引用的方式併入本文中;及
● 2021年4月16日申請之美國專利申請案第17/233,107號,該案之全部內容以引用的方式併入本文中;
(e) 2021年11月23日申請之美國專利申請案第17/534,061號,該案之全部內容以引用的方式併入本文中;
(f) 2022年5月20日申請之美國專利申請案第63/344,445號,該案之全部內容以引用的方式併入本文中;
(g) 2022年7月5日申請之美國專利申請案第17/857,920號,該案之全部內容以引用的方式併入本文中;
(h) 2022年8月23日申請之美國專利申請案第63/400,138號,該案之全部內容以引用的方式併入本文中;
(i) 2022年9月8日申請之美國專利申請案第17/940,898號,該案之全部內容以引用的方式併入本文中;
(j) 2022年9月9日申請之美國專利申請案第17/941,907號,該案之全部內容以引用的方式併入本文中;
(k) 2022年9月30日申請之美國專利申請案第17/957,881號,該案之全部內容以引用的方式併入本文中;
(l) 2022年11月18日申請之美國專利申請案第17/990,491號,該案之全部內容以引用的方式併入本文中;
(m) 2023年4月3日申請之美國專利申請案第18/130,285號,該案之全部內容以引用的方式併入本文中;及
(n) 2023年04月14日申請之美國專利申請案第18/134,950號,該案之全部內容以引用的方式併入本文中。
在詳細說明本發明之一或多項實施例之前,應理解,該等實施例在其等之應用中不限於在以下描述中闡述或在圖式中繪示之組件或步驟或方法之構造及配置之細節。在實施例之以下詳細描述中,闡述數種特定細節以提供本發明之一更透徹理解。然而,受益於本發明之一般技術者將明白,可在不具有一些此等特定細節之情況下實踐本文中揭示之實施例。在其他例項中,可不詳細描述眾所周知之特徵以避免不必要地複雜化本發明。
如本文中使用,一元件符號之後之一字母旨在指涉可類似但不一定相同於帶有相同元件符號之一先前描述元件或特徵之特徵或元件之一實施例(例如,1、1a、1b)。此速記表示法僅為方便起見而使用,且不應被解釋為以任何方式限制本發明,除非明確相反規定。
此外,除非明確相反規定,否則「或」指代一包含性或且不指代一排他性或。例如,一條件A或B由以下任一者滿足:A為真(或存在)且B為假(或不存在)、A為假(或不存在)且B為真(或存在)及A以及B皆為真(或存在)。
另外,可採用「一」或「一個」之使用來描述本文中揭示之實施例之元件及組件。此僅為方便起見而進行,且「一」及「一個」旨在包含「一個」或「至少一個」,且單數亦包含複數,除非明顯具有另外含義。
最終,如本文中使用,對「一項實施例」或「一些實施例」之任何參考意謂結合該實施例描述之一特定元件、特徵、結構或特性包含於本文中揭示之至少一項實施例中。在說明書中之不同位置出現之片語「在一些實施例中」不一定皆指代相同實施例,且實施例可包含本文中明確描述或固有存在之一或多個特徵,或兩個或更多個此等特徵連同可能不一定在本發明中明確描述或固有存在之任何其他特徵之任何組合或子組合。
現將詳細參考隨附圖式中繪示之所揭示標的物。本發明之實施例大體上係關於具有持續訊務之都卜勒零掃描(DNS)空間探索。在發射之前置項及/或主體部分中發射一經調整信號(例如,都卜勒頻移調整信號)。都卜勒零操縱(DNS)及都卜勒零空間覺知(DNSA)容許節點調整發射及接收頻率以在一所要位置中產生一都卜勒零。DNS及/或DNSA協定可用於尋找發射器節點與接收器節點之間之相對方位,其中一個或兩個節點正在移動。
在一些實施例中,DNS及DNSA包含調整專用DNS及/或DNSA發射之前置項之頻率以判定相對方位。取決於專用DNS或DNSA發射之工作循環,此等發射消耗原本可用於攜載訊務之頻譜資源,而減少工作循環增加DNS/DNSA收斂所需之時間量。
在一些實施例中,代替專用DNS/DNSA發射或除了專用DNS/DNSA發射之外,DNS或DNSA亦可在無線訊務上執行。例如,代替發射之前置項或除了發射之前置項之外,發射之主體亦可用於DNS及/或DNSA。主體上之DNS可減少專用DNS/DNSA發射所需之工作循環,因此減少頻譜附加項。主體上之DNS可增加上覆至訊務發射上之DNS/DNSA事件之數目,因此增加每次DNS/DNSA量測之數目,因此加速DNS/DNSA收斂。訊務發射可包含諸如網際網路協定(IP)封包之行動特用網路(MANET)訊務發射、諸如最佳化鏈路狀態路由(OLSR)協定封包之MANET控制發射。
儘管本發明之大部分係關於混合利用DNS之行動及固定節點之MANET或其他通信網路,然此並不旨在為本發明之一限制。亦經考慮,DNS可與其他應用一起使用,諸如用於幫助飛機找到機場之飛機信標。DNS亦可用於雷達系統中。雷達系統可利用具有DNS協定之發射。例如,發射可包含到達時間雷達發射。
DNS/DNSA協定可在新設計波形中實施。除了新設計波形之外,亦可修改舊型波形,使得未修改及經修改收發器可繼續交互操作。
如2023年4月3日申請之美國專利申請案第18/130,285號中描述(其之全部內容以引用的方式併入本文中),實施例可利用時間同步掃描序列(以及方向性)來改良諸如信雜比、信號獲取時間、獲得周圍節點之屬性之狀況覺知之速率、範圍及類似物之度量。在一些實施例中,使用一所接收信號之一計算淨頻移之一零值或近零值(例如,或類似物,諸如一零交叉點)以使用所接收信號之一到達時間來判定源(例如,Tx節點)與接收節點之間之一方位角。藉由將方位角與從信號之峰值振幅增益之一角度判定之另一方位角估計組合(例如,平均化),可使方位角更精確。
應注意,2022年7月5日申請之美國專利申請案第17/857,920號至少部分由圖1至圖7之至少一些(或全部)圖解及下文圖1至圖7之至少一些(或全部)對應語言重現。例如,藉由參考圖1至圖7,可以一非限制性方式更佳地理解都卜勒調零方法及系統之至少一些實例。此等實施例及實例出於闡釋性目的而提供,且不應被解釋為必然限制性。例如,在實施例中,發射器節點可為固定的而非移動的,及/或反之亦然。
此外,且僅出於導航本發明之目的而陳述,且不應被解釋為限制性,可與不一定從美國專利申請案第17/857,920號重現之其他語言有關之描述包含圖1至圖7之後之論述及圖。
現參考圖1至圖7,在一些實施例中,一固定接收器可藉由在兩個維度上使用一都卜勒零掃描方法來判定一合作發射器之方向及速度向量。該方法之一益處係無需交換顯式位置資訊之空間覺知。其他益處包含探索、同步及都卜勒校正,此等對通信係重要的。一些實施例可將經協調發射器頻移與發射器之運動引發都卜勒頻移組合以產生可使用一固定接收器解析之獨有淨頻移信號特性以達成空間覺知。此外,一些實施例可包含一三維(3D)方法,其中接收器及發射器處於運動中。
一些實施例可使用在一共同參考系(例如,一共同慣性參考系,諸如地球,其可忽略地球之曲率)中執行之分析,且假定用於發射器及接收器之各者之通信系統由平台通知其自身之速度及定向。本文中描述之方法可用於探索及追蹤,但此處之論述集中於探索,其通常係最具挑戰性之態樣。
「都卜勒零」之含義可透過回顧不具有接收器運動之二維(2D)情況來部分說明,且接著可藉由回顧將接收器運動添加至2D情況,且接著在3D情況中包含接收器運動來闡述。
一通信信號之都卜勒頻移與發射器與接收器之間之徑向速度成比例,且任何顯著都卜勒頻移通常係系統設計者應考量之一障礙。相反地,一些實施例利用都卜勒效應以依由選定設計參數指示之解析度來區分方向。此外,當預定「零」方向掃描通過角度空間時,此等實施例使用淨頻移之輪廓。所得輪廓係正弦曲線,其具有提供發射器之速度之一振幅、當「零」方向與接收器對準時之一零淨頻移及指示發射器之速率之方向之一最小值。應注意,發射器無法同時校正全部方向上之都卜勒,因此信號特性在各方向上係不同的,且對於不同發射器速度亦係不同的。正是此等特性被接收器用於判定空間覺知。所接收信號具有可映射至發射器之方向及速度之時空特性。此方法利用一「零」之概念,其僅係發射器完美校正其自身都卜勒頻移之方向。相同「調零」協定在各節點上運行,且諸如經由一協定之一掃描序列掃描通過全部方向。此處,吾人任意地但在一真實系統中繪示具有10度之離散連續步階之掃描;然而,應理解,任何適合度數步階大小皆可用於都卜勒零掃描。
如已提及,一些實施例之貢獻之一者係被動空間覺知。傳統地,鄰近節點之空間資訊(基於一全球定位系統(GPS)及/或陀螺儀及加速度計)可經由資料通信來學習。不幸地,經由資料通信之空間覺知(被稱為主動空間覺知)僅在通信已建立之後才係可能的,而非在探索該等鄰近節點時。僅在鄰近節點之信號已被探索、同步及都卜勒校正之後,資料通信才係可能的。相反地,在一些實施例中,本文中描述之被動空間覺知可僅使用與獲取相關聯之同步位元來執行。此程序可被視為實體層附加項,且與顯式資料傳送相比,通常需要低得多之頻寬。用於探索、同步及都卜勒校正之實體層附加項先前從未用於上層之拓撲學習。
傳統地,經由一系列資料封包交換(例如,招呼訊息傳遞及鏈路狀態通告)來收穫網路拓撲。被動空間覺知可完全消除招呼訊息傳遞,且提供超出招呼訊息傳遞之覆蓋範圍之一更寬區域拓撲。藉由利用被動空間覺知,高效行動特用網路(MANET)成為可能。實施例可改良一網路自身之運作。
參考圖1,揭示一多節點通信網路100。多節點通信網路100可包含多個通信節點,例如,一發射器(Tx)節點102及一接收器(Rx)節點104。
在實施例中,多節點通信網路100可包含此項技術中已知之任何多節點通信網路。例如,多節點通信網路100可包含一行動特用網路(MANET),其中Tx及Rx節點102、104 (以及多節點通信網路內之每一其他通信節點)能夠自由且獨立地移動。類似地,Tx及Rx節點102、104可包含此項技術中已知之可通信地耦合之任何通信節點。就此而言,Tx及Rx節點102、104可包含此項技術中已知之用於發射/收發資料封包之任何通信節點。例如,Tx及Rx節點102、104可包含但不限於無線電(諸如在一載具上或在一人身上)、行動電話、智慧型電話、平板電腦、智慧型手錶、膝上型電腦及類似物。在實施例中,多節點通信網路100之Rx節點104可各包含但不限於一各自控制器106 (例如,控制處理器)、記憶體108、通信介面110及天線元件112。(在實施例中,下文描述之Rx節點104之全部屬性、能力等可類似地應用於Tx節點102及多節點通信網路100之任何其他通信節點。)
在實施例中,控制器106至少為Rx節點104提供處理功能性,且可包含任何數目個處理器、微控制器、電路系統、場可程式化閘陣列(FPGA)或其他處理系統及用於儲存由Rx節點104存取或產生之資料、可執行碼及其他資訊之駐留或外部記憶體。控制器106可執行體現在一非暫時性電腦可讀媒體(例如,記憶體108)中之實施本文中描述之技術之一或多個軟體程式。控制器106不受限於形成其之材料或其中採用之處理機制,且因而可經由(若干)半導體及/或電晶體(例如,使用電子積體電路(IC)組件)等實施。
在實施例中,記憶體108可為提供用以儲存與Rx節點104及/或控制器106之操作相關聯之各種資料及/或程式碼(諸如軟體程式及/或碼片段或用以指示控制器106及Rx節點104之可能其他組件執行本文中描述之功能性之其他資料)之儲存功能性之有形電腦可讀儲存媒體之一實例。因此,記憶體108可儲存資料,諸如用於操作Rx節點104 (包含其組件(例如,控制器106、通信介面110、天線元件112等)等)之一指令程式。應注意,雖然描述一單一記憶體108,但可採用廣泛多種類型及組合之記憶體(例如,有形、非暫時性記憶體)。記憶體108可與控制器106整合、可包括獨立記憶體或可為兩者之一組合。記憶體108之一些實例可包含可抽換式及不可抽換式記憶體組件,諸如隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、快閃記憶體(例如,一安全數位(SD)記憶卡、一迷你SD記憶卡及/或一微型SD記憶卡)、固態硬碟(SSD)記憶體、磁性記憶體、光學記憶體、通用串列匯流排(USB)記憶體裝置、硬碟記憶體、外部記憶體等。
在實施例中,通信介面110可操作地組態以與Rx節點104之組件通信。例如,通信介面110可經組態以從控制器106或其他裝置(例如,Tx節點102及/或其他節點)擷取資料,發射資料以儲存於記憶體108中,從記憶體中之儲存器擷取資料等。通信介面110亦可與控制器106通信地耦合以促進Rx節點104之組件與控制器106之間之資料傳送。應注意,雖然通信介面110被描述為Rx節點104之一組件,但通信介面110之一或多個組件可實施為經由一有線及/或無線連接通信地耦合至Rx節點104之外部組件。Rx節點104亦可包含及/或連接至一或多個輸入/輸出(I/O)裝置。在實施例中,通信介面110包含或耦合至一發射器、接收器、收發器、實體連接介面或其等之任何組合。
本文中經考慮,Rx節點104之通信介面110可經組態以使用此項技術中已知之任何無線通信技術通信地耦合至多節點通信網路100之額外通信節點(例如,Tx節點102)之額外通信介面110,包含但不限於GSM、GPRS、CDMA、EV-DO、EDGE、WiMAX、3G、4G、4G LTE、5G、WiFi協定、RF、LoRa及類似物。
在實施例中,天線元件112可包含能夠被操縱或以其他方式引導(例如,經由通信介面110)以相對於Rx節點104在一完整360度弧(114)中(或甚至小於一完整360度弧)進行空間掃描之定向或全向天線元件。
在實施例中,Tx節點102及Rx節點104之一者或兩者可以一任意速率在一任意方向上移動,且可類似地相對於彼此移動。例如,Tx節點102可根據一速度向量116 (
)以一相對速度VT及一相對角方向(相對於一任意方向118之一角度α (例如,正東方))相對於Rx節點104移動;θ可為Rx節點相對於正東方之角方向。
在實施例中,Tx節點102可實施一都卜勒調零協定。例如,Tx節點102可調整其發射頻率以抵銷都卜勒頻率偏移,使得在一都卜勒調零方向120上(例如,在相對於任意方向118之一角度ϕ)不存在淨頻率偏移(例如,「都卜勒零」)。發射波形(例如,Tx節點102之通信介面110)可由平台(例如,控制器106)通知其速度向量及定向(例如,α、
),且可調整其發射頻率以移除在各都卜勒調零方向120及角度ϕ之都卜勒頻移。
為了繪示一些實施例之態樣,吾人展示依據跨水平之零方向而變化之一固定接收器之淨頻移之2D相依性,如圖1之一俯視圖中展示,其中接收器節點104係固定的,且相對於發射器自東方定位成θ,發射器節點102以一速率
及自東方之方向α及掃描φ之一快照(其係「零」方向,在此圖像中例示性地展示為100度)移動。
都卜勒頻移係歸因於運動之一實體現象,且可被視為一頻道效應。在此實例中,發射器節點102係唯一移動物件,因此其係都卜勒頻移之唯一來源。由接收器節點104所見之歸因於發射器節點102運動之都卜勒頻移係:
,
其中c係光速。
另一因素係當「零」方向與接收器方向對準時應精確補償都卜勒頻移之發射器頻率調整項。發射器節點102之工作係根據其自身速率(
)及速度方向α來調整其發射頻率。該發射器頻率調整(∆f
T)與至「零」方向φ (120)上之速度投影成比例,且係:
。
由接收器所見之淨頻移係兩項之總和:
。
假定速度向量及方向與∆f
net之週期性量測相比緩慢地改變。在該等條件下,α、
及θ之未知參數(從接收器節點104之角度而言)係常數。
此外,假定接收器節點104具有解析傳入信號之頻率之一實施方案,如一般技術者將理解。
圖2A展示針對一固定接收器位於發射器之正東方(θ=0)且假定1500米/秒(m/s)之一發射器速率
之案例中依據「零」方向φ (120)而變化之所得淨頻移。圖2B展示針對一固定接收器及針對具有一正東方發射器節點速度方向(α=0)之若干方向之結果。頻移以百萬分率(ppm)為單位。如圖2A及圖2B中展示,無論速度方向或位置如何,振幅與發射器節點102之
之速率一致,當「零」角度在接收器方向上時(當φ=θ時),淨頻移為零,且當「零」與發射器節點102之速度方向對準時(當φ=α時),出現最小值。
因此,接收器節點104可從該輪廓判定發射器節點102之速率、發射器節點102之航向,且發射器節點102之方向已知最多為兩個位置之一者(由於一些輪廓具有兩個零交叉點)。應注意,兩個曲線與y軸交叉兩次(圖2A中之0度及180度,及圖2B中之±90度),因此最初在位置方向上存在一歧義例項。在此情況下,接收器節點104知道發射器節點102在接收器節點104之東方或西方。
參考圖3,揭示一多節點通信網路100。多節點通信網路100可包含多個通信節點,例如,一發射器(Tx)節點102及一接收器(Rx)節點104。如圖3中展示,發射器節點102及接收器節點104兩者在兩個維度中運動。
在圖3中描繪同時移動案例,其中接收器節點104亦以由一速率
及相對於正東方之方向β特性化之一般速度移動。用於移動接收器節點104之協定在接收器節點104之側上併入一頻率調整以亦補償接收器節點之運動。方程式具有兩個額外項。一個係接收器之運動之一都卜勒項,且第二個係接收器之頻率補償。
再者,都卜勒頻移係歸因於運動之一實體現象,且可被視為一頻道效應,但在此情況下,發射器節點102及接收器節點104兩者皆在移動,因此存在兩個都卜勒頻移項。由接收器所見之歸因於相對徑向速度之真實都卜勒頻移係:
。
其他因素係當「零」方向與接收器方向對準時(例如,當φ=β時)精確補償都卜勒頻移之發射器節點102及接收器節點104頻率調整項。發射器節點102之工作係根據其自身速率(
)及速度方向α來調整發射器節點102之發射頻率。該發射器節點頻率調整與至「零」方向上之速度投影φ成比例,且係下文方程式中之第一項。
接收器節點104之工作係根據接收器節點104自身之速率(
)及速度方向β來調整接收器節點頻率。該接收器節點頻率調整與至「零」方向φ上之速度投影成比例,且係下文方程式中之第二項。接收器節點頻率調整可在頻率解析演算法之前對接收信號進行,或可在演算法內進行。
。
由接收器所見之淨頻移係全部項之總和:
。
再者,假定接收器節點104具有解析傳入信號之頻率之一實施方案,如此項技術中將理解。
此外,假定速度向量及方向與∆f
net之週期性量測相比緩慢地改變。再者,在此等條件下,未知參數(從接收器節點104之角度而言)α、
及θ係常數。當速度向量或方向改變更快時,例如,若此改變係歸因於加速度之緩慢改變,則此改變可被追蹤。
現參考圖4A至圖4B。
針對接收器節點位置θ、發射器節點及接收器節點速率(
及
)以及發射器節點及接收器節點速度方向α及β之若干案例情況,在圖4A及圖4B中展示二維(2D)移動接收器節點104方法之淨頻移。圖4A針對發射器節點102及接收器節點104以及接收器節點位置θ=0展示不同速率。圖4B針對發射器節點及接收器節點假定相同速率(例如,1500 m/s)。類似地,此處存在三個概念需要注意:
首先,振幅與發射器節點102與接收器節點104之間之相對速度一致。
。
其次,當「零」角度在接收器方向上時,例如,當φ=θ時,淨頻移為零。
第三,當「零」角度與相對速度方向對準時,例如,當
時,出現最小值。
再者,存在具有位置θ之一初始雙點歧義性,但發射器節點102之速率及速度向量係已知的。
現參考圖5,雖然2D圖像更容易可視化,但相同原理適用於3D情況。圖5展示跨越具有不同錐體大小(錐體大小為全寬)之3D及2D空間所需之數個方向組。在深入方程式之前,當包含另一維度時,值得評論空間之大小。例如,當在先前實例中使用10度之一「零」步階大小時,在2D中跨越360度需要36個組。因此,若使用10度之一例示性偵測角度(例如,具有10度錐體之一定向天線),則將需要36個組來覆蓋2D空間。可藉由計算一錐體相較於完整4π球面度之覆蓋率來運算3D分數覆蓋率。分數等於積分
對於與探索時間相關之2D及3D情況兩者,在圖5中展示跨越空間之組之數目。除了窄錐體大小之外,對於3D情況,組之數目並不非常大(例如,在10度處約15倍,在20度處約7倍,在30度處約5倍)。除非系統受限於非常窄錐體大小,否則與一2D搜尋相比,3D搜尋之探索時間並非壓倒性的。
現參考圖6,揭示一多節點通信網路100。多節點通信網路100可包含多個通信節點,例如,一發射器(Tx)節點102及一接收器(Rx)節點104。如圖6中展示,發射器節點102及接收器節點104兩者在三個維度中運動。
都卜勒調零之3D方法遵循2D方法,但為了簡單起見,其在此處用角度繪示且以向量方式運算。
在三個維度中,以對2個維度或3個維度皆有效之向量形式表達方程式係方便的。圖6展示3個維度中之幾何形狀,其中
係從發射器指向接收器之單位向量,且
係指向由協定定義之「零」方向之單位向量。
由接收器節點104所見之歸因於相對徑向速度之真實都卜勒頻移係至
向量上之投影:
。
調零協定歸因於發射節點頻率及接收器節點頻率至
方向上之速度投影來調整發射節點頻率及接收器節點頻率
。
由接收器節點104所見之淨頻移係全部項之總和:
。
3D移動接收器節點104方法之淨頻移不容易用圖形展示,但可用數學方程式來檢測以得出有用結論。前兩項係都卜勒校正(DC)偏移,且後兩項係零相依項。由於
係自變數,因此當
及
平行時出現最大值,且當其等反平行時出現一最小值。此外,由振幅判定相對速率
振幅=
。
最後,當
平行(即,在相同方向上平行,而非反平行)於
時,淨頻率為零:
當
時
或,
當
時,
。
對於3D情況:
振幅與發射器節點102與接收器節點104之間之相對速度
一致。
當「零」角度在接收器節點方向上時,例如,
,淨頻移為零。
當「零」與相對速度方向對準時,出現最小值。
仍參考圖6,在一些實施例中,系統(例如,多節點通信網路100)可包含一發射器節點102及一接收器節點104。發射器節點102及接收器節點104之各節點可包含:一通信介面110,其包含至少一個天線元件112,及一控制器,其可操作地耦合至通信介面,控制器106包含一或多個處理器,其中控制器106具有自身節點速度及自身節點定向之資訊。發射器節點102及接收器節點104可處於運動中(例如,在兩個維度中或在三個維度中)。發射器節點102及接收器節點104可經時間同步以應用與該節點自身相對於一共同參考系(例如,一共同慣性參考系(例如,運動中之一共同慣性參考系或一固定共同慣性參考系))之運動相關聯之都卜勒校正。在發射器節點102將信號發射至接收器節點104之前且在接收器節點104從發射器節點102接收信號之前,共同參考系對於發射器節點102及接收器節點104可係已知的。在一些實施例中,系統係包括發射器節點102及接收器節點104之一行動特用網路(MANET)。
在一些實施例中,應用與接收器節點自身相對於共同參考系之運動相關聯之都卜勒校正係基於一共同參考頻率。例如,一共同參考頻率可藉由一節點自身之運動來調整以抵消關於零角之運動。在發射及/或接收信號之前,此共同參考頻率可為各節點所知。在一些實施例中,計算由接收器節點104看到之淨頻率改變係基於共同參考頻率。例如,淨頻率改變可為信號之一量測頻率與共同參考頻率之間之一差異。
出於論述接收器節點104之目的,一「源」通常指代一所接收信號之一源、多個信號之多個源、多個信號之一單一源及/或類似物。例如,一源可為一發射器節點102,其經組態以應用如在本文中及在主張及/或以引用的方式併入優先權之應用中揭示之都卜勒校正。就此而言,一接收器節點104可判定源之一或多個屬性(例如,接收器節點104與源之間之方位、源之速度之方位、速度之振幅/速率、範圍及類似物)。在一些實施例中,接收器節點104及源(例如,發射器節點102)經組態以使用一相同、相容及/或類似都卜勒校正、協定、共同參考系、共同參考頻率、時間同步及/或類似物,使得接收器節點104可判定源之各種屬性。應注意,在一些實施例中,此等之一或多者可提前已知,此後判定,作為協定之部分包含為固定變數值,及/或作為協定之部分動態(即時)判定。例如,該協定可判定應在特定環境中使用特定共同參考系,諸如在陸地上使用GPS座標且在海洋之特定區域上使用一軍艦信標發射器共同參考系位置(其可為行動的),其可隨著一節點之一位置改變而即時動態改變。
在一些實施例中,發射器節點102及接收器節點104經由與獲取相關聯之同步位元進行時間同步。例如,同步位元可作為實體層附加項來操作。
在一些實施例中,發射器節點102經組態以根據發射器節點102之一自身速率及一自身速度方向來調整一發射頻率,以便執行一發射器側都卜勒校正。在一些實施例中,接收器節點104經組態以根據接收器節點104之一自身速率及一自身速度方向來調整接收器節點104之一接收器頻率,以便執行一接收器側都卜勒校正。在一些實施例中,經調整發射頻率之一調整量與至一都卜勒零方向上之一發射器節點102速度投影成比例,其中經調整接收器頻率之一調整量與至都卜勒零方向上之一接收器節點104速度投影成比例。在一些實施例中,接收器節點104經組態以判定發射器節點102與接收器節點104之間之一相對速率。在一些實施例中,接收器節點104經組態以判定發射器節點102運動之一方向及發射器節點102之一速度向量。在一些實施例中,當一合成向量平行於都卜勒零方向時,發生接收器節點104之一都卜勒校正之一最大淨頻移,其中合成向量等於接收器節點104之一速度向量減去發射器節點102之速度向量。在一些實施例中,當一合成向量反平行於都卜勒零方向時,發生接收器節點104之一都卜勒校正之一最小淨頻移,其中合成向量等於接收器節點104之一速度向量減去發射器節點102之速度向量。在一些實施例中,當從發射器節點102指向接收器節點之一向量平行於都卜勒零方向時,接收器節點104之一都卜勒校正之一淨頻移為零。
現參考圖7,根據本文中揭示之發明概念之一方法700之一例示性實施例可包含以下步驟之一或多者。另外,例如,一些實施例可包含反覆、同時及/或循序執行方法700之一或多個例項。另外,例如,方法700之至少一些步驟可並行及/或同時執行。另外,在一些實施例中,方法700之至少一些步驟可非循序執行。
步驟702可包含提供一發射器節點及一接收器節點,其中發射器節點及接收器節點之各節點經時間同步,其中發射器節點及接收器節點之各節點處於運動中,其中發射器節點及接收器節點之各節點包括包含至少一個天線元件之一通信介面,其中發射器節點及接收器節點之各節點進一步包括可操作地耦合至通信介面之一控制器,該控制器包含一或多個處理器,其中控制器具有自身節點速度及自身節點定向之資訊。
步驟704可包含至少基於時間同步,由發射器節點對發射器節點自身相對於一共同參考系之運動應用都卜勒校正。
步驟706可包含至少基於時間同步,由接收器節點對接收器節點自身相對於共同參考系之運動應用都卜勒校正,其中在發射器節點將信號發射至接收器節點之前且在接收器節點從發射器節點接收信號之前,共同參考系對於發射器節點及接收器節點係已知的。
此外,方法700可包含貫穿全文揭示之任何操作。
本文中論述之零掃描技術繪示用於從解析發射器節點102輻射之時空特性來進行空間覺知之一系統及一方法。此方法向接收器節點104通知發射器節點102與接收器節點104之間之相對速率以及發射器節點方向及發射器節點速度向量。此方法包含掃描通過全部方向,且當零方向與發射器節點方向對準時具有一高靈敏度(例如,低淨頻移)。此方法可在一高度靈敏獲取訊框上實施,該獲取訊框通常比容許具有相對低功率之超靈敏空間覺知之顯式資料傳送靈敏得多。
此語句可標志著對應於(至少部分)重現之圖1至圖7之(至少部分)從美國專利申請案第17/857,920號重現之語言之結束。然而,應注意,此段落係非限制性的,且可已進行改變及添加或移除語言,且並非所有上文語言或上文對應圖皆必須從美國專利申請案第17/857,920號重現。
都卜勒調零方法之實例包含但不限於在以下申請案中揭示之方法及其他描述(例如,至少一些理論及數學基礎):2021年4月16日申請之美國專利申請案第17/233,107號,其之全部內容以引用的方式併入本文中;2021年11月23日申請之美國專利申請案第17/534,061號,其之全部內容以引用的方式併入本文中;及2022年7月5日申請之美國專利申請案第17/857,920號,其之全部內容以引用的方式併入本文中。在實施例中,都卜勒調零方法容許諸如但不限於相對快速及/或高效地偵測發射器節點且判定發射器節點屬性(例如,發射器節點速率、發射器節點方位、發射器節點相對於接收器節點之相對方位、發射器節點相對於接收器節點之相對距離及類似物)之益處。
現參考圖8,展示多節點通信網路100。
在實施例中,Tx節點102可以連續步階或時間間隔502 (例如,各10度之36個循環、15°之24個循環、20°之18個循環)掃描(500)通過整個360度之二維(2D)空間以判定對發射器頻率(例如,一步進頻率)之一移位或調整,從而能夠針對各時間間隔方向校正淨都卜勒頻移。在一些實施例中,可利用較不直觀或更模糊掃描方法。
在實施例中,Tx節點102及Rx節點104兩者皆可藉由掃描完整360度(或其之一子集)來實施彼此(以及多節點通信網路100之其他節點)之方向探索。例如,Tx節點102及Rx節點104可經時間同步以分別對其等自身相對於一共同慣性參考系之運動應用都卜勒校正。當一發射角度前進時,一接收角度後退與發射角度前進相同之一量。此可藉由當Tx節點在其自身之行進方向上應用全都卜勒校正時首先考量Tx節點102來理解。接著,考量直接與Tx節點102之行進路徑成一直線之Rx節點104。若Rx節點104同時類似地對Rx節點104與Tx節點102成一直線之運動應用都卜勒校正,則將存在從Tx節點102至Rx節點104之至少一近零都卜勒路徑(例如,一近零都卜勒路徑或一零都卜勒路徑)。
當接收器節點104及發射器節點102兩者皆相對於共同慣性參考系應用此同步都卜勒校正時,則都卜勒校正可掃過複數個(例如,一些或全部)角度,使得將存在從Tx節點102至Rx節點104之一零都卜勒路徑504或近零都卜勒路徑,包含導致近零都卜勒路徑或零都卜勒路徑之角度,零都卜勒路徑具有零淨頻率偏移。例如,導致一近零都卜勒路徑之一角度可在導致零都卜勒路徑之角度之5度內。對於Tx節點102及Rx節點104之位置及運動之任何組合,當都卜勒調零角度120等於一方向角度ϕ時,存在一零都卜勒路徑。因此,當Tx節點102及Rx節點104經同步以相對於選定慣性參考系對一掃掠角度ϕ應用都卜勒校正時,一零都卜勒路徑504將在Tx節點102與Rx節點104之間可用。在實施例中,Tx節點102及Rx節點104皆無需預先知道至另一節點之一方向。
在實施例中,當由Tx節點102判定之關於一給定發射信號之都卜勒調零方向120與由Rx節點104判定之都卜勒調零方向120a對準時,例如,兩個都卜勒調零方向120、120a偏移180度,Rx節點可判定所發射信號之一到達角度(AOA),且因此可知道相對方向/接收器角度θ可為Rx節點所知(例如,且與Tx節點共用)。此外,Tx節點102及Rx節點104可共用所發射信號之一發射時間(TOT)及一到達時間(TOA;例如,由Rx節點接收信號之一時間),且藉此基於發射延遲判定Tx節點與Rx節點之間之一距離506。在實施例中,Tx及Rx節點102、104之間之距離估計可包含與兩個節點之間之相對偏置誤差成比例之一誤差分量。例如,若Tx及Rx節點102、104未完全同步,則兩個節點之間之任何時脈誤差可產生距離估計中之一誤差分量(例如,每1 μs/1000 ns之時脈誤差為1光微秒(300 m≈984 ft))。
在一些實施例中,2D掃描方法可擴展至3D空間中。例如,針對一給定步階方向之2D掃描可對應於一錐形覆蓋區域508,例如,10度、15度、20度錐體,且藉此對應於一3D分數覆蓋區域。因此,可藉由添加對應於未由2D掃描覆蓋之區域之額外掃描循環來達成一完整球形區之都卜勒零掃描。
現參考圖9A,根據本發明之一或多項實施例描述一封包900。封包900係由發射器節點102發射且由接收器節點104接收之信號之一實例。封包900亦可被稱為發射或波形發射。發射器節點102可發射複數個封包900,且接收器節點104可接收複數個封包900。接著,封包900可被視為發射器節點102與接收器節點104之間之無線訊務。在實施例中,封包900之各者係一固定頻率發射。
在實施例中,封包900作為射頻(RF)符號發射及接收。接收器節點104可接收RF符號且將RF符號轉換為數位RF符號(例如,藉由接收器節點104之一RF前端中之一類比轉數位轉換器(A/D轉換器))。RF信號亦可從一所接收頻率降頻轉換為處於一基帶頻率之一信號。處於基帶頻率之信號可包含I/Q信號,其中「I」係同相載波之振幅,且「Q」係正交相載波之振幅。I/Q信號可經解調以解碼使用者訊務。符號之各者可包含一特定相位、振幅及頻率。符號之相位、振幅及頻率可根據調變方案進行調變。例如,同相(I)及正交(Q)可被映射至對應於一星座圖或圖表中之一位元序列之數個(n個)符號。
每符號之位元數目可包含但不限於4、8、16、32、64、128、其中每符號之任何位元數目或每符號之更大位元數目。如可理解,每符號之位元數目可至少部分基於發射信號之調變方案之類型。
在實施例中,封包900係單載波調變的。在一單載波調變模式中,全部符號可為連續的,使得各同步叢發在時間上係間隔的,且可藉由跳頻放置於任何閑置頻道中。儘管未描繪,然經進一步考慮,封包900可為多載波調變的。在一多載波調變模式中,符號在頻率上可為連續的或分離的。
封包900包含一前置項902及一主體酬載904。封包900可視情況包含一中置項906及/或一後置項908。前置項902、主體酬載904、中置項906及/或後置項908之各者由符號之一或多者形成。
在實施例中,根據本文中先前描述之任何方法,可根據都卜勒調零協定對符號之一或多者之頻率進行都卜勒調零。前置項902、主體酬載904、中置項906及/或後置項908之任一者之符號可在單獨方位參考方向上進行都卜勒調零。在實施例中,單獨方位參考方向上之都卜勒零在主體酬載904中,而不在前置項902、中置項906及/或後置項908中。在實施例中,單獨方位參考方向上之都卜勒零在主體酬載904中且在前置項902、中置項906及/或後置項908之一或多者中。在實施例中,單獨方位參考方向上之都卜勒零不在主體酬載904中,且在前置項902、中置項906及/或後置項908之一或多者中。然而,經考慮,將單獨方位參考方向上之都卜勒零放置於主體酬載904中且不在前置項902、中置項906及/或後置項908中可為期望的以確保多路徑之都卜勒校正。就此而言,接收器節點104可使用前置項902、中置項906及/或後置項908來判定一基線都卜勒頻移,而無需人工都卜勒調零調整。
在實施例中,封包900之各者可持續一持續時間。例如,封包900可為持續一固定持續時間之一封包。經進一步考慮,封包900可包含任何數目個波形。例如,封包900可包含一網際網路協定(IP)封包或一最佳化鏈路狀態路由(OLSR)協定封包。取決於資料酬載904中之位元及/或符號之數目,網際網路協定(IP)封包可包含一可變持續時間。
根據本發明之一或多項實施例,現描述前置項902、中置項906及後置項908。前置項902、中置項906及後置項908可為封包900在空中之總發射時間之小百分比。接收器節點104可使用前置項902、中置項906及/或後置項908來判定多路徑之都卜勒、誤差、時序同步及類似物之一或多者。前置項902、中置項906及/或後置項908為一數據機提供對整個發射上之RF頻道損害之一靜態感測或對RF頻道損害如何在發射之長度上變化之一感測,使得數據機可校正此等損害。前置項902、中置項906及/或後置項908亦可指示主體酬載904之一調變類型及/或提供前向誤差校正(FEC),使得數據機可解調符號。例如,接收器節點104可包含一解調器以基於前置項902中之資訊來校正多路徑之都卜勒(藉由調整接收頻率) (藉由使用一耙式接收器)及/或解調/解碼(使用所指示之調變、編碼及前向誤差校正(FEC))。因此,接收器節點104基於接收節點之運動來調整資料酬載904之接收頻率以校正訊息上之都卜勒頻移。例如,接收器節點可基於由接收節點在前置項902中觀察到之協定來調整頻率。
現根據本發明之一或多項實施例描述主體酬載904。主體酬載904包括在複數個符號中調變之使用者訊務。在一些實施例中,主體酬載904可包含與前置項902、中置項906及/或後置項908相同及/或不同之一調變。
在實施例中,主體酬載904包含符號之區塊910。區塊910之各者包含主體酬載904之符號之一或多者。因此,主體酬載904之符號被分為複數個區塊910。在單獨零方向Φ上掃描區塊910。就此而言,主體酬載904包含一動態都卜勒頻移,其歸因於發射器節點102之調零而人為地改變,藉此啟用DNS。主體酬載904可包含任何數目個(N個)區塊910。如描繪,主體酬載904可包含零方向Φ1上之區塊910-1、零方向Φ2上之區塊910-2、零方向Φ3上之區塊910-3等等直至零方向ΦN上之區塊910-N。例如,主體酬載904可包含36個區塊(即,N係36),且零方向Φ可隔開10度(例如,Φ1係0度,Φ2係10度,等等),但零方向Φ之間之數目及間隔不旨在係限制性的。在一個例項中,區塊之各者包含每區塊100個符號。在此例項中,主體酬載904接著包含總共3600個符號,但此不旨在係限制性的。每區塊之符號數目及零方向之數目不旨在係限制性的,且可基於DNS協定來組態。
如可理解,前置項902、中置項906及後置項908之間之區塊910之數目及組態不旨在係限制性的。主體酬載904可包含前置項902、中置項906及後置項908之間之任何數目個區塊910。
儘管未描繪,然主體酬載可另外包含零方向ΦN上之區塊910-N之後之符號之區塊。在一些實施例中,可針對零方向ΦN上之區塊910-N之後之符號之區塊重複零操縱。
在一些實施例中,在給定數目個符號之後改變零方向Φ。就此而言,區塊910可包括每區塊之經組態數目個符號。例如,區塊910可包含在零方向Φ之各者上發送之每區塊之一百個符號,但每區塊之此符號數目不旨在係限制性的。
在一些實施例中,在一給定持續時間之後改變零方向Φ。就此而言,區塊910可包含每區塊之一經組態時間。例如,區塊910可為各自在零方向Φ上發送之符號之10微秒區塊,但每區塊之此持續時間不旨在係限制性的。
現參考圖9B,根據本發明之一或多項實施例描述封包900。在實施例中,針對具有持續訊務發射之DNS及/或DNSA更新接收器節點104。接收器節點104可調整封包900以考量實際都卜勒頻移外加DNS及/或DNSA協定都卜勒頻移。若發射器正在使用DNS及/或DNSA協定,則接收器節點104可追蹤及處理持續訊務發射以在不具有任何損害之情況下成功地解碼該發射。針對都卜勒調零進行調整防止都卜勒調零使接收之效能降級。針對都卜勒調零進行調整可包含移除各區塊910上之零方向Φ及/或校正以將零方向Φ與接收器方向對準(例如,Φ=Θ)。例如,調變調整數位域中之都卜勒校正之I/Q符號。
在一些實施例中,零方向被放置於一舊型數位波形上。各區塊910上之零方向Φ可導致對尚未針對DNS及/或DNSA增強而更新之舊型發射器之接收之一損害。在發射期間,歸因於DNS及/或DNSA協定,不支援持續訊務之DNS及/或DNSA增強之接收器節點將遭受信雜比效能之一輕微降級,但將繼續交互操作。該降級可減小舊型接收器之範圍及/或增加位元誤差率。應注意,本發明使增強型接收器能夠處理向後相容發射器之接收。舊型接收器可經歷輕微降級,但維持接收資料之能力。就此而言,DNS及/或DNSA可被添加為對現有波形之一增強,同時維持與舊型接收器之向後相容性以使舊型接收器之效率損失較小。
現參考圖10A至圖10B,根據本發明之一或多項實施例描述一封包1000。封包900之論述之全部內容以引用的方式作為封包1000併入本文中。在發射係一單一波形上之一固定頻率模式之內容脈絡中描述封包900之論述。經進一步考慮,封包1000之各者可為一跳頻發射。
發射器節點102及接收器節點104可經由一或多個發射安全(TRANSEC)協定及/或根據一偽隨機(PN)型樣來實施跳頻發射以減輕頻率衰落。
封包1000可包含一前置項1002及主體酬載904。主體酬載904可在複數個停留1004之間分割。封包1000可包含任何數目(N)個停留1004 (例如,停留1004-1等等直至停留1004-n)。停留1004之各者可包含一前置項1006及一或多個區塊910。例如,停留1004被描繪為每停留包含兩個區塊910,但每停留之區塊910之數目不旨在係限制性的。接著,停留之區塊910形成主體酬載904。發射器節點102及接收器節點104可在複數個頻率(例如,f1、f2等等直至fn)之間偽隨機地跳躍停留1004。發射器節點102及接收器節點104可以一給定每秒跳躍次數(例如,每秒n次跳躍)來跳躍。每秒跳躍次數及頻率可經由TRANSEC、展頻偽雜訊(PN)寫碼及類似物來建立。
前置項1002可類似於前置項902。前置項1002亦可被稱為一封包前置項。前置項1002可同步發射框及跳躍停留,感測一頻道以便數據機可校正都卜勒及多路徑,指示一調變類型,FEC使得數據機可解調及類似物。
前置項1006比前置項1002相對更短或包含更少符號。前置項1006亦可被稱為停留前置項。前置項1006可包含或可不包含DNS。前置項1006可指示停留1004之開始。前置項1006用於同步至停留1004及/或感測一頻道,使得數據機可校正都卜勒及多路徑。
可在單獨零方向(Φ)上掃描區塊910之各者。就此而言,基於每停留之區塊數目,停留1004可在停留之各者中包含一或多個單獨零方向(Φ)。例如,藉由每停留包含兩個區塊,停留1004被描繪為在各停留中包含兩個零方向。例如,停留1004-1包含零方向Φ1及Φ2,且停留1004-n包含零方向Φ2(n-1)及Φ2n,但此不旨在係限制性的。因此,DNS在各停留內之經調變使用者訊務之區塊上進行都卜勒零頻移(在此實例中,每停留2個DNS區塊)。一般言之,區塊910可包含每停留一或多個零方向(Φ)。
現參考圖10B,根據本發明之一或多項實施例描述封包1000。在實施例中,接收器節點104係用於具有持續訊務發射之DNS及/或DNSA。接收器節點104可調整封包1000以考量停留1004之各者上之實際都卜勒頻移外加DNS及/或DNSA協定都卜勒頻移。調整可包含移除零方向上之都卜勒頻移及/或校正以將零方向Φ與接收器方向對準(例如,Φ=Θ)。例如,一解調器可基於前置項中之資訊來校正多路徑之都卜勒(藉由調整接收頻率-包含區塊上之都卜勒零頻移) (藉由使用一耙式接收器),解調/解碼(使用所指示之調變、寫碼及前向誤差校正(FEC))。
因此,接收器節點104可由一或多個天線元件接收RF信號。射頻信號經數位化。例如,RF信號可由A/D轉換器數位化以產生I/Q符號。接著,一數據機處理I/Q符號以考量都卜勒校正。接著,數據機解調I/Q符號以判定使用者資料。
在從不使用DNS至在舊型波形上使用DNS之過渡期間,較舊(未修改)無線電/數據機將繼續操作,但歸因於DNS都卜勒頻移而經受一輕微降級。因此,跳頻接收器可以一向後相容方式使用DNS更新之舊型波形繼續操作。
現參考圖11,根據本發明之一或多項實施例描述多節點通信網路100。多節點通信網路100可包含多個通信節點,例如,一發射器(Tx)節點102、一預期接收器(Rx)節點1102及一非預期接收器節點1104。接收器節點104之論述在本文中以引用的方式併入至預期接收器節點1102及非預期接收器節點1104。
發射器節點102可發射各種信號之任一者。發射器節點102可形成一預期通信鏈路1106及/或一非預期通信鏈路1108。預期通信鏈路1106及/或非預期通信鏈路1108可由從發射器節點102發射之信號形成。預期通信鏈路1106可形成於發射器節點102與預期接收器節點1102之間。非預期通信鏈路1108可形成於發射器節點102與非預期接收器節點1104之間。就此而言,非預期接收器節點1104可竊聽來自發射器節點102之信號。聽到發射且知道DNS協定(關於在發射期間DNS角度如何頻移)之任何節點可運行DNS,無論是否旨在作為預期接收器。
藉由協定,此等符號可用於一或多個預期Rx節點。然而,一或多個Rx節點(與預期Rx節點互斥之非預期接收者)仍可接收及解碼訊息以學習Tx節點之相對屬性。就此而言,許多節點(例如,Rx節點)之空間覺知可經由相同發射來達成(例如,增加信號效率,使得更少信號可用於跨多個節點增加空間覺知,降低SNR比,及由此獲得之任何其他益處)。
現參考圖12A至圖12B,根據本發明之一或多項實施例描述一雷達系統1200。多節點通信網路100之實施例及實現技術之全部內容以引用的方式作為雷達系統1200併入本文中。雷達系統1200包含一雷達發射器節點1202、一物件1204及一雷達接收器節點1206。發射器節點102之論述以引用的方式併入至雷達發射器節點1202。接收器節點104之論述以引用的方式併入至雷達接收器節點1206。
在實施例中,雷達發射器節點1202係一定向雷達系統。雷達發射器節點1202發射1201雷達信號作為定向脈衝。發射1201指向物件1204且從物件1204反射。發射1201可包含本文中先前描述之任何DNS及/或DNSA協定。
發射1201之大部分信號強度作為反射1203返回至雷達發射器節點1202。就此而言,雷達發射器節點1202用作一靜態雷達,其聽到反射1203且判定物件1204之位置。
參考圖12A,雷達接收器節點1206可定位於發射1201之一方向上。雷達接收器節點1206聽到發射1201且判定雷達發射器1202之位置,類似於先前描述之從聽到直接通信發射(即,通信封包)來判定位置之方法。例如,雷達接收器節點1206可根據DNS協定在接收時調整信號。接著,雷達接收器節點1206可判定雷達發射器節點1202之位置。
參考圖12B,雷達接收器節點1206可不在發射1201之定向路徑中。發射1201之信號強度之一部分作為反射1205從物件1204反射至雷達接收器節點1206。就此而言,雷達發射器節點1202用作一雙站雷達,其發射,隨後其他節點聽到反射1205且判定物件1204之位置。雷達接收器節點1206可根據DNS協定在接收時調整信號。接著,雷達接收器節點1206可判定雷達發射器節點1202之位置,而無需在發射1201之方向上。雷達接收器節點1206因此包含更多接收機會,而非在定向路徑中。
經考慮,反射1205可具有降低能量及額外都卜勒效應。額外都卜勒效應由反射信號之物件1204之運動引發。
雷達發射器節點1202可包含具有DNS協定之任何定向雷達發射器。例如,雷達發射器節點1202可包含一飛機之一氣象雷達,但此不旨在係限制性的。飛機氣象雷達可根據一DNS及/或DNSA協定調整其等發射之定向脈衝之頻率以提供不同方向之一都卜勒零。雷達接收器節點1206可在空中或在地面上。雷達接收器節點1206可監聽具有相同DNS及/或DNSA協定之發射以判定飛機之方位。
再次大體上參考圖1A至圖12B。
廣而言之,都卜勒方位(例如,一節點相對於一零方向行進之方向)及一收發器(Tx)節點之相對範圍(例如,Tx節點與一接收器(Rx)節點之間之範圍/距離)可使用本發明之一或多項實施例之概念來判定。
一般言之,都卜勒頻移描述一信號從一Tx節點至一Rx節點之改變(例如,從一恆星發出之光之紅移、一聲波之頻率改變)。都卜勒頻移依據此等節點之間之移動向量(例如,位置、速度、加速度)而變化。此外,隨著時間之推移,都卜勒頻移將依據此等節點之間之相對方位而變化。
在一些實施例中,Tx節點及Rx節點可調整一波形之相位(例如,藉由改變所發射之一發射波形之相位,及/或藉由分析/運算地改變一所接收波形之相位)以模仿/取消一都卜勒頻移(或理論都卜勒頻移)之效應。例如,一移動及/或靜態Tx節點可調整Tx節點發射之一信號之相位以模仿具有一不同都卜勒頻移(及/或缺少都卜勒頻移) (例如,對應於Tx節點之一不同相對速度)之相位之外觀。類似地,例如,一Rx節點可調整(例如,運算地調整)從Tx節點接收之一信號之相位以抵消Rx節點之相對速度(及/或任何其他調整)。在一個實例中,Rx節點針對Rx節點之多個方位調整一所接收信號之相位(隨著時間之推移,隨著Rx節點方位之改變)。在另一實例中,Rx節點針對Tx節點之多個方位調整相位。在另一實例中,Rx節點針對Rx節點之多個方位及Tx節點之多個方位調整相位。
在一些實施例中,將一所接收信號(例如,在發送之前由Tx節點調整)與一預期信號(例如,預期函數、信雜比(SNR)、展頻符號序列、頻率、振幅、符號時序、脈衝時序及/或類似物)進行比較。此一比較可用於獲取/產生一概率函數。例如,多個此等比較(例如,隨著時間之推移)可用於不同方位以獲取/產生一預期方位。在另一實例中,一Rx節點可使用一單一比較(例如,如上文描述)來調整(例如,數位地) Tx節點調整及Rx節點調整兩者以(至少)獲得Tx節點之方位。
在一些實施例中,基於兩個節點之間之發射與接收之間之一時間延遲來判定(經組態以判定)節點之間之一範圍(即,距離)。例如,節點之間之一範圍可依據節點之間之信號之相對傳播延遲而變化。
可利用上文描述之實施例之變動來達成各種益處。下文描述至少一些非限制性變動。
在一些實施例中,一或多個Tx節點之各種相對屬性可由一Rx節點基於一或多個Tx節點之發射(例如,信號、通信、RF信號、符號、相位及類似物)來判定、產生及類似物。例如,至少在此內容脈絡中,相對可意謂一Tx節點相對於一參考系、位置、方位、向量及類似物(例如,Tx節點相對於Rx節點)。
在一個實例中,可判定相對方位。在另一實例中,可判定相對範圍。在另一實例中,可判定相對位置。在另一實例中,可判定相對速度。在另一實例中,可判定相對加速度。例如,在一些實施例中,可從一或多個信號判定全部上文相對屬性。
在至少一些實施例中,一般言之,一Rx節點可使用某些知識(例如,已知、先驗、標準化、基於一預定及/或可確定協定動態判定之知識及/或類似物)來判定Tx節點之相對屬性(例如,方位、速度、範圍及類似物)。例如,一方位參考、頻率參考及協定可用於判定此等相對屬性。應注意,在某種意義上,已知協定可固有地意謂已知方位參考及頻率參考(若此等資訊係基於協定)。在一些實例中,一時間參考可用於判定相對屬性。
方位參考可被稱為一零方向、零參考、共同零方向、一共同參考系之共同零方向及類似物。方位參考可相對於一特定位置(例如,相對於基於地球之座標中之北極,或任何任意位置)。應注意,方位參考可為靜態的及/或隨著時間而改變,且仍被使用(例如,每秒改變多次,其中基於一公知及/或可確定協定,方位參考在各時間間隔係已知的)。
在至少一些實施例中,頻率參考係基於一協定。在一個實例中,頻率參考可為一預期參考頻率。在另一實例中,頻率參考係一可確定參考頻率。例如,頻率參考可為在相同頻寬內被調變之符號之一頻率。在另一實例中,頻率參考可為在非週期性頻寬內被調變之符號之一頻率。在一個實例中,Tx節點信號前置項(不具有發射訊息)具有等於參考頻率之一頻率。在一個實例中,Tx節點信號訊息(訊息被發射)具有等於參考頻率之一頻率。
在一些實施例中,至少在操作/通信開始時基於一協定(例如,校準協定)判定頻率參考。例如,在一區域(例如,待收割之田地)中或附近之一靜態Tx節點(參考點)可用於發射至一靜態Rx節點(例如,拖拉機或任何其他Rx節點)以建立此等節點之間之一偏差(且因此可判定頻率參考)。接著,當Rx節點(拖拉機)隨著時間移動(相對速度)時,任何頻移可被視為純粹都卜勒頻移(例如,且用於判定都卜勒頻移)。
在一些實施例中,一時間參考可由Tx節點已知且由Rx節點已知及/或可確定。例如,時間參考可為正或負幾秒,且用於判定一Tx正在使用一改變頻率協定之一重複循環型樣之哪一部分。例如,一協定可經組態以每10秒將一信號之頻率改變為一不同頻帶。在此一實例中,在一些實施例中,一Rx節點可需要知道一信號在哪一時間參考(及對應頻帶)內,以便判定信號之都卜勒頻移,此係因為都卜勒頻移係基於頻帶之預期頻率。若假定錯誤頻帶,則都卜勒頻移可被錯誤地計算。在一些實施例中,為了判定範圍,時間參考可需要精確至幾微秒內或更少。例如,具有一特定發射速率之一信號通過一特定介質之發射時間(及預期已發送此一信號之時間參考)可結合由一Rx節點接收此一信號之時間使用以計算在Tx節點至Rx節點之間行進之距離之時間。此一發射時間可與預期發射速率(例如,一特定介質中之光速、聲速及類似物)一起使用以判定Tx節點與Rx節點之間之範圍(距離)。應注意,類似於頻率參考(例如,在通信之一校準協定階段期間使用靜態Tx及Rx節點)或不同地,時間參考可能夠在一協定開始時被校準。
應注意,一般言之,協定可意謂任何協定(例如,通信協定)。例如,可存在一協定來判定及/或隨著時間變化一信號及/或信號配方之任何屬性(例如,相位、頻率、時間)、度量、事件序列(信號型樣等)、步驟、子步驟、條件步驟及/或類似物。例如,可預先判定一協定以循環地以10度增量變化一方位參考(零方向)。在任何給定時刻之方位參考方向可取決於一預定常式(例如,10°、190°、20°、200°、30°、210°等),直至全部36個方向被旋轉通過,且接著可在相同或不同方向範圍內使用相同或不同型樣)。在另一實例中,一可判定度量(例如,當日時間、大陸及類似物)可用於動態地判定方位參考型樣(或任何其他協定屬性)。例如,頻率可由協定判定,且基於協定及任何其他輸入以任何方式動態改變(例如,循環改變、基於一所接收信號改變等)。
應注意,該協定可基於任何已知及/或可確定配方(機制、方法),使得Rx可判定方位參考(零方向) (例如,使得Rx可基於方位參考判定由Tx進行之相位調整)。在一些實施例中,時間(例如,當日時間)用於判定協定,但協定亦可基於其他度量,諸如偽隨機數(PN)碼及類似物。可確定可意謂可由接收器確定(例如,基於協定及任何其他資訊)。
在一些實施例中,一協定可經組態以基於某些假設成立而工作(或更佳地工作)。在一些實施例中,此等假設可幫助進一步理解實施例本身。此等假設可包含介質傳播假設。例如,此等介質傳播假設若不正確,可影響所判定都卜勒頻移及/或信號發射時間之精確性。此等假設可包含在Tx節點與Rx節點之間具有一直接視線及/或具有不具有損害(例如,不具有多路徑及/或反射)之發射。
在一些實施例中,可使用一Tx節點信號之不同頻譜擴展(例如,頻譜頻寬)。例如,不同頻譜擴展可用於以下目的之一或多者:判定/確定不同時間參考及/或方位參考;判定發射器(例如,不同發射器可使用不同頻譜擴展);以不同接收器為目標(例如,不同接收器可經組態以僅接收/分析特定頻譜擴展) (例如,若期望將額外資訊添加至一發射,諸如一訊息);及/或揭示其他資訊。此等實施例可使用與發射安全(TRANSEC)操作模式及/或跳頻展頻(FHSS)操作模式相關之任何方法或系統。
在一些實施例中,但不一定在全部實施例中,需要一Tx節點與一Rx節點之間之一非零相對速度(即,需要存在,但不一定由Rx節點已知)以判定相對屬性之至少一或多者(例如,在不具有相對運動之情況下,一些相對屬性可無法使用特定協定來確定)。例如,其中一Tx節點及一Rx節點相對於一參考系且相對於彼此行動(移動)。在另一實例中,其中一Tx節點係靜態的,且Rx節點係行動的。在另一實例中,其中Tx節點係行動的,且Rx節點係靜態的。
在一些實施例中,一Tx節點相對於一Rx節點可為靜態的(即,零相對速度),且一些或全部相對屬性仍可為可確定的。例如,可使用一非地球參考系,使得Tx節點及Rx節點相對於非地球參考系係行動的。在一些實施例中,可在具有零相對速度之節點之間確定之屬性係Rx節點可能夠判定Tx節點相對於Rx節點係靜態的(例如,缺少都卜勒頻移,所接收信號等於一預期信號及類似物)。
在至少一些實施例中,可使用一或多個波形類型(例如,用作其中可觀察到一都卜勒頻移(或缺少都卜勒頻移)之信號)。例如,可使用一電磁波形(例如,RF、光、顆粒,諸如電子、中子及/或類似物)。在另一實例中,使用一壓力波(例如,聲波、地震波、振動波及/或類似物作為一P及/或S波)。
在一些實施例中,使用(及/或經組態以使用)一或多個媒體及傳播路徑。例如,可使用以下之一或多者:空氣介質及電磁波形、空氣介質及壓力波形、水介質及電磁(例如,光)波形、水介質及壓力波形、地球介質及地震波形。應注意,可使用任何介質及傳播路徑(或其組合)。例如,空白空間(即,低地球軌道、真空)可為一介質,且可在其中使用一電磁波形。
在一些實施例中,以一或多種方式調整由一Tx節點發射之待分析都卜勒頻移之一信號以達成本發明之至少一些益處(例如,判定相對屬性)。例如,由一Tx節點調整信號以取消/模仿都卜勒頻移(如貫穿本發明描述)可在每次發射時(例如,在發射之間)發生一次,且循環通過方位參考方向(例如,10°、190°、20°、200°、30°等),如上文描述,而無需進行進一步調整以考量都卜勒頻移。就此而言,可針對一單一方向(視角)調整都卜勒頻移。在另一實例中,對信號之調整可在每次發射時發生多次,且循環通過方位參考方向,從而在各方位參考方向之前調整都卜勒頻移。就此而言,可針對各方位參考方向(全部方向)調整都卜勒頻移。例如,此調整可在一發射之前置項上執行(例如,且其可為分析前置項以獲得益處(相對屬性)之一協定之一部分)。在另一例項中,可對訊務/訊息進行調整(例如,且同樣地,協定可指示對一發射之訊務/訊息部分執行分析)。在一些實施例中,針對都卜勒頻移調整訊務/訊息部分導致更少/更差SNR (例如,且可在概念上類似於盲均衡來執行)。
在一些實施例中,僅使用一單一發射來達成本發明之益處(例如,判定相對屬性)。
在一些實施例中,使用多個發射來達成本發明之益處(例如,判定相對屬性)。例如,來自Tx節點之多個發射可經組合以達成優越結果(例如,更多資料可有助於相對屬性之一更穩健判定。
繼續多個發射論述,一Tx節點及Rx節點可在兩個方向上組合來自多個發射之資訊(即,其中Rx節點根據相同或不同協定來發射),此可導致一或多個益處。
在一些實施例中,例如,可從多個發射獲得更精細方位精確性。例如,一Tx節點可在全部360度內以10度增量來發射(例如,其中零方位方向在發射方向上)。Rx節點可接收此等發射之至少一者(例如,Rx節點定位於其內之10度增量之發射)。Rx節點可基於此所接收發射在所接收發射之方向上以0.5度增量發射一第二發射(例如,在諸如30度而非360度之一較小方向範圍內)。此型樣可以愈來愈小之增量持續至一高度確定性,使得至少一個節點知道另一節點之相對方位(例如,各節點之間之相對方向)。
在一些實施例中,可從多個發射獲得一或多個其他益處。例如,可獲得更高結果概率。在另一實例中,可獲得對一移動節點之追蹤(例如,使用隨時間之多個發射)。在另一實例中,可獲得加速度(例如,藉由隨時間追蹤速度)。在另一實例中,可獲得更精細相對時序精確性。
在一些實施例中,該協定經組態以處置用於如何處置節點之間之多個發射之子協定(子步驟)之一序列。例如,用於獲得如上文描述之更精細方位精確性之增量可基於一已知(或可確定)協定來預先判定(或可確定)。
在一些實施例中,多個節點(例如,多於兩個節點)之間之多個發射被利用且係可能的。例如,一Rx節點可組合從多個節點接收之多個發射以調適發射(例如,Rx節點之發射)。例如,Rx節點可改變展頻以提供諸如參考方位、由Rx節點偵測到之節點數目及Rx節點可經組態以通信之任何其他資訊之資訊。在另一例項中,可利用圖形理論中使用之概念來調適發射。
應注意,在一或多項實施例中,貫穿本發明與Tx節點有關之描述亦可適用於Rx節點。例如,Rx節點可最初從Tx節點接收一所發射信號,但可在此後(或之前)根據一協定發射一信號本身,且藉此可為一發射/收發器(Tx)節點本身。就此而言,與一Tx節點有關之描述及圖不應僅限於Tx節點,且亦可應用於Rx節點。
在一些實施例中,分析一信號之某些態樣(例如,經組態以根據本發明進行分析之信號之部分) (例如,判定都卜勒頻移及/或任何相對屬性)。待分析之態樣包含功能及度量。在一些實例中,待分析之態樣包含藉由分析頻率偏移(例如,對應於都卜勒頻移)之SNR及相對速度。在一些實例中,待分析之態樣包含用於移動通過一概率分佈之協定。
在一些實施例中,都卜勒符號資訊可與所發射資訊組合。
在一些實施例中,可從多個節點組合多個都卜勒方位參考交換以細化多個節點之間之相對方位方向。
在一些實施例中,最初可使用具有相對較差校準之時間參考(例如,相差超過幾秒)之一臨時方位參考點。例如,參考點及量測點可經放置且用於將時間參考同步至節點之間之高精確性(例如,在幾奈秒或一奈秒內)。接著,可使用來自一停止節點(例如,拖拉機)及其他節點之一發射來消除頻率偏移偏差。結果可為量測點(例如,拖拉機)可四處移動(例如,耕地),且具有精確時間參考及頻率參考以獲得高度精確之方位及範圍。
具有包含經組態以執行程式指令之一或多個處理器之一控制器之一Tx及/或Rx節點/系統可導致一或多個處理器:接收該節點相對於一參考方位及/或位置之一相對位置、方位及/或相對速度;基於此一相對位置/方位/速度判定一經調整都卜勒頻移;基於經調整都卜勒頻移發射一信號;及/或類似物。在另一實例中,一方法包含相同/類似步驟。在另一實例中,DNS經組態以替換任何其他位置/導航系統(例如,GPS、TACAN、雷達等),使得代替地使用基於DNS之系統/方法來判定位置及/或導航(例如,但系統之其他態樣基本上保持不變)。在另一實例中,基於DNS之系統方法用於擴增(例如,藉由對來自多個系統之結果取平均來增加冗餘、增加精確性及類似物)現有位置及/或導航系統/方法。在另一實例中,基於DNS之系統/方法用於識別節點(例如,Tx節點)。在另一實例中,基於DNS之系統/方法用於藉由判定其他節點之一方向來建立通信鏈路,使得一定向信號(例如,基於DNS或非基於DNS)可與此等節點一起使用。
在一些實施例中,藉由分析來自多個(兩個或更多個) Tx節點之信號來達成增加精確性。例如,在概念上,至少可使用本文中之概念來確定範圍及相對方位(節點之間)。若一第一Tx節點在一Rx節點之北方且一第二Tx節點在西方,則第一Tx節點至Rx節點之相對範圍可與第二Tx節點與Rx節點之間之相對方位(角度)組合以獲得北/南方向上之一更精確位置。反之亦然以判定西/東方向上之一更精確位置。就此而言,可從多個節點獲得範圍及相對方位方向之一組合。類似地,多個Rx節點可與一單一Tx節點一起使用以獲得Tx節點之一更精確位置。在另一實例中,一般言之,可組合相同或類似或任何其他方向上之多個節點以經由任何方法(例如,平均結果、中值、移除統計離群值及/或用於使用相同類型量測之多個資料點來增加精確性之任何其他方法)來達成增加精確性(例如,增加置信區間)。
在一些實施例中,DNS或本文中揭示之任何其他概念可用於海拔判定目的(例如,高度、節點之間之相對海拔等)。例如,代替僅以10度增量橫向進行DNS,可以任何增量(例如,10度增量)垂直及/或橫向執行DNS。此外,在一些實施例中,上文其他概念可與此一掃描組合(例如,在小於完整360度內以1度增量進行更精細掃描)。
在一些實施例中,DNS或本文中揭示之任何其他概念可用於使用一或多個節點判定一實體(例如,車輛、非發射物件、敵對目標等)之一位置(例如,一群節點可集體偵測一節點位置,且將位置通知/發射至該群之其他節點,諸如經由資料封包、雙向發射及類似物)。例如,一第一節點可判定實體之位置(例如,使用諸如雷達、影像等之任何方法)且結合至少一些其他節點之間之相對屬性/位置(使用DNS或本文中之任何其他概念)來判定實體相對於其他節點(例如,未觀察到實體之節點)之位置。例如,節點可知道彼此之相對位置,且僅基於學習實體之位置之一單一節點來學習實體之位置。此外,例如,任何節點(例如,不一定係判定實體位置之節點)可知道至少一個節點之一絕對位置。基於此一絕對位置,可判定實體(及/或其他節點)之位置。
在一些實施例中,DNS或本文中揭示之任何其他概念可用於室內導航及/或追蹤。例如,用於室內消防員及/或警察導航(例如,各人具有Tx節點以追蹤一建築中之使用者位置)。由於人速度較緩慢,一更精確方法/系統可使用超音波而非RF發射來改良精確性(例如,歸因於緩慢傳播速率)。
在一些實施例中,DNS或本文中揭示之任何其他概念可與經修改現有協定一起使用(例如,使用其他技術)。例如,現有系統之協定可經修改為向後與現有無線電相容,但亦與使用DNS方法之無線電相容。例如,現有前置項可已併入一些都卜勒分析,且可對此一協定進行修改以容許使用本文中揭示之DNS方法進行都卜勒定位/測距。
在實施例中,即使Rx節點104不知道都卜勒調零協定,Rx節點仍可在Tx節點102覆蓋(例如,操縱、定向、引導天線元件112)一系列都卜勒調零方向(例如,相對於任意方向,各都卜勒調零方向具有一對應都卜勒調零角度ϕ)時觀察(例如,監測、量測)淨頻率偏移。因此,Rx節點104可判定Tx節點102之速度向量
之參數A之量值,以使Tx節點覆蓋兩個極值(例如,達成相對於Rx節點之一最小及一最大速度兩者),使得
其中f係Tx節點之發射頻率,且c係光速。例如,由Rx節點104在一給定都卜調勒零方向上偵測到之各頻移點(FSP)可對應於Tx節點102相對於Rx節點之一速度向量。如上文提及,且如下文更詳細描述,量值參數A可併入一最大及最小相對速度。然而,若都卜勒調零角度ϕ之範圍不夠寬,則量值參數A可僅包含都卜勒調零角度之該有限範圍之相對最大值及最小值(例如,而非可能都卜勒調零角度之完整360度)。
在一些實施例中,都卜勒調零協定及該組都卜勒調零方向(及對應角度ϕ)對於Rx節點104係已知的,且為多節點通信網路100之全部其他節點所共有。例如,Tx節點102可藉由在如上文描述之該組或該系列方向之各都卜勒調零方向及角度ϕ上指向一都卜勒零來執行都卜勒調零協定。Rx節點104可在執行都卜勒調零協定時監測Tx節點102,且因此可判定及解析各都卜勒調零方向及角度ϕ之淨都卜勒頻移。
在實施例中,儘管Tx及Rx節點102、104兩者可相對於任意方向移動,然Rx節點104對都卜勒調零協定之監測可被執行且呈現在Rx節點104之慣性參考系中(例如,就Tx節點102相對於Rx節點104之移動而言)以無需對應於Rx節點之額外向量變數。例如,Tx節點102在一全域參考系中之速度向量可根據Rx節點104之速度向量移位,例如:
其中
係Tx節點在Rx節點之慣性參考系中之速度向量,且
、
分別係Tx節點及Rx節點在地球參考系中之速度向量。在實施例中,Tx節點102及Rx節點104之任一者或兩者可相應地補償其等自身相對於地球之速度向量,且將任何相關速度向量及相對速度分佈轉換為一全域參考系,例如,用於分佈遍及多節點通信網路100。另外,雖然Tx及Rx節點102、104之間之相對運動之表示在此處以兩個維度呈現,但相對運動(及例如任何相關聯速度向量、角方向、都卜勒調零方向及其他參數)可以添加垂直/z軸分量之三個維度呈現。
在一些實施例中,Rx節點104可藉由量測時間差分點(TDP)而非FSP來評估及判定歸因於Tx節點102之相對運動之都卜勒效應。例如,由Tx節點102以1 kHz發射之一信號可經受10 Hz之都卜勒頻移。此百分之一(1%)之頻率改變可替代地表達為量測所發射信號之一循環(或例如任意數目個循環)所需之時間之百分之一的差分。都卜勒效應可在頻域或時域中精確且等效地特性化。例如,標繪Tx節點102相對於Rx節點104、104a至104c之速度向量(y軸)對都卜勒調零角度ϕ之圖表可在頻域與時域之間保持一致,惟各FSP對應於在一給定都卜勒調零角度之一所量測時間差分(例如,對應於一TDP)而非對應於在該調零角度之一所量測頻移除外。
在一些實施例中,歸因於所發射信號之性質(或例如其他條件),對於Rx節點104而言,在時域中而非在頻域中判定都卜勒頻移可更容易或更有利。例如,當由Tx節點102在一給定都卜勒調零方向發射之信號由一系列短脈衝及一長脈衝重複時間間隔(例如,而非例如一連續短持續時間脈衝)組成時,Rx節點104可代替地藉由量測所發射信號之接收循環之間之時間差分且基於各組所判定TDP產生時間差分輪廓來判定待解析之都卜勒頻移。由於類似於頻移輪廓圖表,所得時間差分輪廓標繪Tx節點102在一組都卜勒調零角度ϕ上之相對速度向量,因此可由Rx節點104判定相同資訊。
發射器節點102及接收器節點104可經時間同步以分別對其等自身相對於一共同慣性參考系之運動應用都卜勒校正。當一發射角度前進時,一接收角度後退與發射角度前進相同之一量。此可藉由當一發射器節點102在發射器節點102之行進方向上應用全都卜勒校正時首先考量發射器節點102來理解。接著,考量直接與發射器節點102之行進路徑成一直線之一接收器節點104。若接收器節點104同時類似地對接收器節點104與發射器節點102成一直線之運動應用都卜勒校正,則將存在從發射器節點102至接收器節點104之至少一近零都卜勒路徑(例如,一近零都卜勒路徑或一零都卜勒路徑)。如圖6中展示,當接收器節點104及發射器節點102兩者皆利用相同參考系時,此概念以一任意角度ϕ展示。
當接收器節點104及發射器節點兩者皆相對於共同慣性參考系應用此同步都卜勒校正時,則都卜勒校正可掃過複數個(例如,一些或全部)角度,使得將存在從發射器節點102至接收器節點104之一零都卜勒路徑或近零都卜勒路徑,包含導致近零都卜勒路徑或零都卜勒路徑之角度。一零都卜勒路徑具有零淨頻率偏移。例如,導致近零都卜勒路徑之一角度可為在導致零都卜勒路徑之角度之5度內之一角度。對於發射器節點102及接收器節點104運動及位置之任何組合,當都卜勒校正角度等於方向角度ϕ時,存在一零都卜勒路徑。因此,當發射器節點102及接收器節點104經同步以相對於慣性參考對一掃掠角度ϕ應用都卜勒校正時,一零都卜勒路徑將在發射器節點102與接收器節點104之間可用,如圖6中繪示。發射器節點102及接收器節點104皆無需預先知道至另一節點之一方向。
在一些實施例中,發射器節點102可經組態以相對於固定共同慣性參考系對跨一多脈衝都卜勒群組之複數個(例如,一些或全部)方位角度應用都卜勒校正,使得沿著複數個方位角度之一者之各方向具有一零或近零都卜勒時間間隔,接收器節點將基於時間同步知道該時間間隔。接收器節點104可經組態以相對於固定共同慣性參考系對跨多脈衝都卜勒群組之複數個方位角度應用都卜勒校正。接收器節點104可經組態以依相較於發射器節點102應用都卜勒校正之一相反方式應用都卜勒校正。接收器節點104可經進一步組態以依已知時間間隔沿著從發射器節點102至接收器節點104之一零或近零都卜勒路徑接收一零或近零都卜勒脈衝。例如,一近零都卜勒脈衝可為最接近一假設零都卜勒脈衝之多脈衝都卜勒群組之一脈衝。
在一些實施例中,都卜勒校正在頻域及時域兩者中。在一些實施例中,在發射多脈衝都卜勒群組之前,發射器節點102及接收器節點104不知道零或近零都卜勒路徑。在一些實施例中,接收器節點104經進一步組態以跨相對長相關序列(例如,與相對較短相關序列相比)進行相干偵測。在一些實施例中,在校正脈衝至脈衝時間之情況下,脈衝至脈衝都卜勒色散係不存在的。在一些實施例中,至少基於不存在之脈衝至脈衝都卜勒色散,與接收器節點104經歷脈衝至脈衝都卜勒色散時之信號之一靈敏度相比,接收器節點104具有來自發射器節點102之信號之一增加靈敏度。在一些實施例中,至少基於不存在之脈衝至脈衝都卜勒色散,接收器節點104經進一步組態用於深度雜訊偵測。如本文中使用,深度雜訊探索指代尋找埋藏在雜訊下,使得信號功率小於例如雜訊功率之1% (一等效信雜比(SNR)可陳述為-20分貝(dB))之信號。採用此技術對於非常低SNR條件看似係有用的,其中0.1%、0.01%或更低之信號功率位準(相對於雜訊)可為常見的。在一些實施例中,接收器節點104經進一步組態以校正後續脈衝之都卜勒時間誤差。在一些實施例中,接收器節點104經進一步組態以相加地組合脈衝至脈衝相關分數以進一步改良來自發射器節點102之信號之靈敏度。
在一些實施例中,固定共同慣性參考系係一二維(2D)固定共同慣性參考系或一三維(3D)固定共同慣性參考系。
在一些實施例中,發射器節點102之至少一個天線元件112包括至少一個定向天線元件或至少一個全向天線元件之至少一者。在一些實施例中,接收器節點104之至少一個天線元件112包括至少一個定向天線元件或至少一個全向天線元件之至少一者。
應注意,如本文中利用之術語飛機可包含能夠飛行之任何有人駕駛或無人駕駛物件。飛機之實例可包含但不限於固定翼飛行載具(例如,螺旋槳動力、噴氣動力)、旋轉翼飛行載具(例如,直升機)、有人駕駛飛機、無人駕駛飛機(例如,無人駕駛飛行載具或AUV)等。飛機可包含一行動平台,諸如精確導引設備、機械、載具或飛機,包含有人駕駛(例如,客運、貨運、戰術等)及無人駕駛(例如,無人駕駛飛行載具(UAV)或無人駕駛飛機系統(UAS))飛機、水上、海軍、陸基或其他類似載具、船隻或機械。另外,如本文中使用,基於地面之載具及/或基於水之載具可分別指代能夠在地面地形及/或水上行進之任何類型之載具(例如,有人駕駛或無人駕駛)或其他物件。
儘管本發明之大部分係在飛機之內容脈絡中描述,但此不旨在為對本發明之一限制。經考慮,位置保持可有利於數種應用,諸如但不限於車隊、拖拉機、船艇及類似物。
在另一實施例中,一系統可包含一控制器。在一項實施例中,控制器包含一或多個處理器及記憶體。在另一實施例中,一或多個處理器可經組態以執行儲存於記憶體中之一組程式指令,其中該組程式指令經組態以導致一或多個處理器實行本發明之步驟。
在一項實施例中,一或多個處理器可包含此項技術中已知之任何一或多個處理元件。在此意義上,一或多個處理器可包含經組態以執行軟體演算法及/或指令之任何微處理器型裝置。在一項實施例中,一或多個處理器可包含經組態以執行經組態以操作系統之一程式之一桌上型電腦、主機電腦系統、工作站、影像電腦、平行處理器或其他電腦系統(例如,網路連結電腦),如貫穿本發明描述。應認知,貫穿本發明描述之步驟可由一單一電腦系統或(替代地)多個電腦系統實行。此外,應認知,貫穿本發明描述之步驟可在一或多個處理器之任何一或多者上實行。一般言之,術語「處理器」可經廣泛定義以涵蓋具有執行來自記憶體之程式指令之一或多個處理元件之任何裝置。此外,系統(例如,控制器)之不同子系統可包含適合於實行貫穿本發明描述之步驟之至少一部分之處理器或邏輯元件。因此,上文描述不應被解釋為對本發明之一限制而僅為一繪示。
記憶體可包含此項技術中已知之適合於儲存可由相關聯之一或多個處理器執行之程式指令及所接收資料之任何儲存媒體。例如,記憶體可包含一非暫時性記憶體媒體。例如,記憶體可包含但不限於一唯讀記憶體(ROM)、一隨機存取記憶體(RAM)、一磁性或光學記憶體裝置(例如,光碟)、一磁帶、一固態硬碟及類似物。在另一實施例中,記憶體經組態以儲存資料。應進一步注意,記憶體可與一或多個處理器容置於一共同控制器外殼中。在一替代實施例中,記憶體可相對於處理器、控制器及類似物之實體位置遠端地定位。在另一實施例中,記憶體維持用於導致一或多個處理器實行透過本發明描述之各種步驟之程式指令。
熟習此項技術者將認知,本文中描述之組件(例如,操作)、裝置、物件及隨附其等之論述為概念清晰起見而被用作實例,且預期各種組態修改。因此,如本文中使用,所闡述之特定範例及隨附論述旨在表示其等之更一般類別。一般言之,任何特定範例之使用旨在表示其類別,且特定組件(例如,操作)、裝置及物件之非包含性不應被視為限制性。
熟習此項技術者將瞭解,存在可影響本文中描述之程序及/或系統及/或其他技術之各種載具(例如,硬體、軟體及/或韌體),且較佳載具將隨著部署該等程序及/或系統及/或其他技術之內容脈絡而變化。例如,若一實施者判定速率及精確性係非常重要的,則該實施者可選擇一主要硬體及/或韌體載具;替代地,若靈活性係非常重要的,則該實施者可選擇一主要軟體實施方案;或再者,替代地,該實施者可選擇硬體、軟體及/或韌體之某一組合。因此,存在可影響本文中描述之程序及/或裝置及/或其他技術之若干可能載具,該等載具皆不固有地優於其他載具,因為待利用之任何載具係取決於將部署該載具之內容脈絡及實施者之特定關注(例如,速率、靈活性或可預測性)之一選擇,其等之任一者可變化。
本發明之方法可在軟體定義無線電(SDR)中採用,其採用在無線電資料發射中使用但在一軟體驅動平台上之波形調變及解調方案,包含但不限於頻率調變(FM)、振幅調變(AM)、單邊帶(SSB)、雙邊帶(DSB)、殘留邊帶(VSB)、頻移鍵控(FSK)、相移鍵控(PSK)、高斯最小頻移鍵控(GMSK)、正交振幅調變(QAM)、跳頻展頻(FHSS)、直接序列展頻(DSSS)、正交分頻多工(OFDM)及類似物。
軟體定義無線電(SDR)產生功能類似電腦之無線電,其中一無線電之功能性由可升級之軟體定義,而非由固定硬體定義。SDR已被定義為其信號處理功能性在軟體中定義之一無線電;其中波形作為取樣數位信號產生,經由一高速數位轉類比轉換器(DAC)從數位轉換為類比,且接著轉變為射頻(RF)以無線傳播至一接收器。接收器通常採用耦合至一高速類比轉數位轉換器(ADC)之一RF子系統,其可擷取軟體無線電節點之一些或全部頻道。接著,接收器使用在一數位處理器上執行之軟體提取及解調頻道波形。
呈現先前描述以使一般技術者能夠製作及使用如在一特定應用及其要求之內容脈絡中提供之本發明。如本文中使用,諸如「頂部」、「底部」、「上方」、「下方」、「上」、「朝上」、「下」、「向下」及「朝下」之方向型術語旨在出於描述之目的而提供相對位置,且不旨在指定一絕對參考架構。熟習此項技術者將明白對所描述實施例之各種修改,且本文中定義之一般原理可應用於其他實施例。因此,本發明並不旨在限於所展示及描述之特定實施例,而應符合與本文中揭示之原理及新穎特徵一致之最廣泛範疇。
關於本文中之實質上任何複數及/或單數術語,熟習此項技術者可適於內容脈絡及/或申請案而從複數轉變為單數及/或從單數轉變為複數。為清晰起見,未在本文中明確闡述各種單數/複數排列。
本文中描述之全部方法可包含將方法實施例之一或多個步驟之結果儲存於記憶體中。結果可包含本文中描述之任何結果且可以此項技術中已知之任何方式儲存。記憶體可包含本文中描述之任何記憶體或此項技術中已知之任何其他適合儲存媒體。在已儲存結果之後,結果可在記憶體中存取且由本文中描述之方法或系統實施例之任何者使用,經格式化以顯示給一使用者,由另一軟體模組、方法或系統使用及類似物。此外,結果可「永久」、「半永久」、「臨時」儲存或儲存達一段時間。例如,記憶體可為隨機存取記憶體(RAM),且結果可不必無限期地永留於記憶體中。
本文中應注意,系統之一或多個組件可以此項技術中已知之任何方式通信地耦合至系統之各種其他組件。例如,一或多個處理器可經由一有線連接或無線連接通信地耦合至彼此及其他組件。
本文中描述之標的物有時繪示包含於其他組件內或與其他組件連接之不同組件。應理解,此等所描繪架構僅為例示性,且事實上可實施達成相同功能性之許多其他架構。在概念意義上,達成相同功能性之組件之任何配置有效地「相關聯」,使得達成所要功能性。因此,在不考量架構或中間組件之情況下,經組合以達成一特定功能性之本文中之任何兩個組件可被視為彼此「相關聯」,使得達成所要功能性。同樣地,如此相關聯之任何兩個組件亦可被視為彼此「連接」或「耦合」以達成所要功能性,且能夠如此相關聯之任何兩個組件亦可被視為「可耦合」至彼此以達成所要功能性。可耦合之特定實例包含但不限於可實體配接及/或實體互動之組件及/或可無線互動及/或無線互動之組件及/或邏輯互動及/或可邏輯互動之組件。
此外,應理解,藉由隨附發明申請專利範圍定義本發明。熟習此項技術者將理解,一般言之,在本文中使用且尤其在隨附發明申請專利範圍(例如隨附發明申請專利範圍之主體)中使用之術語一般旨在為「開放性」術語(例如術語「包含」應被解釋為「包含但不限於」,術語「具有」應被解釋為「至少具有」,術語「包含」應被解釋為「包含但不限於」及類似物)。熟習此項技術者將進一步理解,若預期特定數目個引入請求項敘述,則將在請求項中明確敘述此一意圖,且在缺乏此敘述之情況下,不存在此意圖。例如,為幫助理解,以下隨附發明申請專利範圍可含有介紹性片語「至少一個」及「一或多個」之使用以引入請求項敘述。然而,此等片語之使用不應被解釋為暗示由不定冠詞「一」或「一個」引入一請求項敘述將含有此引入請求項敘述之任何特定請求項限於僅含有此一敘述之發明,即使相同請求項包含介紹性片語「一或多個」或「至少一個」及不定冠詞(諸如「一」或「一個」) (例如,「一」及/或「一個」通常應被解釋為意謂「至少一個」或「一或多個」);此同樣適用於用於引入請求項敘述之定冠詞之使用。另外,即使明確敘述一引入請求項敘述之一特定數目,熟習此項技術者亦將認知,此敘述通常應被解釋為意謂至少經敘述之數目(例如,不具有其他修飾語之「兩個敘述」之裸敘述通常意謂至少兩個敘述或兩個或多於兩個敘述)。此外,在其中使用類似於「A、B及C及類似物之至少一者」之一慣例之該等例項中,一般而言在熟習此項技術者將理解該慣例(例如,「具有A、B及C之至少一者之一系統」將包含(但不限於)僅具有A、僅具有B、僅具有C、具有A及B、具有A及C、具有B及C及/或具有A、B及C及類似物之系統)之意義上期望此一構造。在其中使用類似於「A、B或C及類似物之至少一者」之一慣例之該等例項中,一般而言在熟習此項技術者將理解該慣例(例如,「具有A、B或C之至少一者之一系統」將包含(但不限於)僅具有A、僅具有B、僅具有C、具有A及B、具有A及C、具有B及C及/或具有A、B及C及類似物之系統)之意義上期望此一構造。熟習此項技術者將進一步理解,事實上呈現兩個或多於兩個替代術語之任何轉折性字詞及/或片語(無論在描述、發明申請專利範圍或圖式中)應被理解為考慮包含術語之一者、術語之任一者或兩個術語之可能性。例如,片語「A或B」將被理解為包含「A」或「B」或「A及B」之可能性。
從上文描述明白,本文中揭示之發明概念經良好調適以實行目標且獲得本文中提及之優點以及本文中揭示之發明概念中固有之優點。雖然為了本發明之目的已描述本文中揭示之發明概念之當前較佳實施例,但將理解,可做出數種改變,該等改變將容易地向熟習此項技術者暗示其等本身,且該等改變在本文中揭示及主張之發明概念之廣泛範疇及覆蓋範圍內完成
100:多節點通信網路
102:發射器(Tx)節點
104:接收器(Rx)節點
106:控制器
108:記憶體
110:通信介面
112:天線元件
114:360度弧
116:速度向量
118:任意方向
120:都卜勒調零方向
502:時間間隔
504:零都卜勒路徑
506:距離
508:錐形覆蓋區域
700:方法
702:步驟
704:步驟
706:步驟
900:封包
902:前置項
904:主體酬載
906:中置項
908:後置項
910-1至910-N:區塊
1000:封包
1002:前置項
1004-1至1004-N:停留
1006-1至1006-N:前置項
1102:預期接收器(Rx)節點
1104:非預期接收器節點
1200:雷達系統
1201:發射
1202:雷達發射器節點
1203:反射
1204:物件
1205:反射
1206:雷達接收器節點
當考量以下詳細描述時,可更佳地理解本文中揭示之概念之實施方案。此描述參考所包含之圖式,該等圖式不一定按比例,且為了清晰起見,其中一些特徵可被誇大,且一些特徵可被省略或可被示意性地表示。圖式中之相同元件符號可表示及指代相同或相似元件、特徵或功能。在圖式中:
圖1係根據本發明之實例實施例之一簡化行動特用網路(MANET)中之兩個節點及其個別節點之一示意性圖解。
圖2A係圖1之MANET內之頻移輪廓之一圖形表示。
圖2B係圖1之MANET內之頻移輪廓之一圖形表示。
圖3係根據本發明之實例實施例之一發射器節點及一接收器節點之一示意性圖解。
圖4A係圖3之MANET內之頻移輪廓之一圖形表示。
圖4B係圖3之MANET內之頻移輪廓之一圖形表示。
圖5係用於覆蓋空間之組之一圖表。
圖6係根據本發明之實例實施例之一發射器節點及一接收器節點之一示意性圖解。
圖7係繪示根據本發明之實例實施例之一方法之一流程圖。
圖8係根據本發明之一或多項實施例之一多節點通信網路之Tx及Rx節點之都卜勒零掃描操作之一示意性圖解。
圖9A至圖9B係根據本發明之一或多項實施例之一固定頻率發射之一封包。
圖10A至圖10B係根據本發明之一或多項實施例之一跳頻發射之一封包。
圖11係根據本發明之一或多項實施例之一簡化行動特用網路(MANET)中之三個節點之一示意性圖解。
圖12A至圖12B係根據本發明之一或多項實施例之一雷達系統中之雷達發射器及接收器節點之示意性圖解。
100:多節點通信網路
102:發射器(Tx)節點
104:接收器(Rx)節點
106:控制器
108:記憶體
110:通信介面
112:天線元件
114:360度弧
116:速度向量
118:任意方向
120:都卜勒調零方向
Claims (20)
- 一種系統,其包括: 一發射器節點及一接收器節點,其中該發射器節點及該接收器節點之各節點包括: 一通信介面,其包括至少一個天線元件;及 一控制器,其可操作地耦合至該通信介面,該控制器包含一或多個處理器,其中該控制器具有自身節點速度及自身節點定向之資訊; 其中該發射器節點及該接收器節點之各節點經時間同步以應用與該節點自身相對於一固定共同慣性參考系之運動相關聯之都卜勒校正; 其中在該發射器節點將複數個封包發射至該接收器節點之前且在該接收器節點從該發射器節點接收該複數個封包之前,該固定共同慣性參考系對於該發射器節點及該接收器節點係已知的; 其中該複數個封包各自包括至少一前置項及一主體酬載;其中該主體酬載包括複數個符號;其中該複數個符號被分為複數個區塊;其中在單獨零方向上掃描該複數個區塊。
- 如請求項1之系統,其中該複數個封包之各者係一固定頻率發射。
- 如請求項1之系統,其中該複數個封包之各者係一跳頻發射。
- 如請求項1之系統,其中該複數個封包之各者包括該前置項、該主體酬載及以下至少一者:一中置項或一後置項。
- 如請求項1之系統,其中該主體酬載包括在該複數個符號中調變之使用者訊務;其中該接收器節點經組態以解調該複數個符號以判定該使用者訊務。
- 如請求項1之系統,其中該發射器節點經組態以根據該發射器節點之一自身速率及一自身速度方向來調整一發射頻率,以便執行一發射器側都卜勒校正;其中該接收器節點經組態以根據該自身節點速度及該自身節點定向來調整該接收器節點之一接收器頻率,以便執行一接收器側都卜勒校正。
- 如請求項6之系統,其中該經調整發射頻率之一調整量與至一都卜勒零方向上之一發射器節點速度投影成比例,其中該經調整接收器頻率之一調整量與至該都卜勒零方向上之一接收器節點速度投影成比例。
- 如請求項7之系統,其中該接收器節點經組態以判定該發射器節點與該接收器節點之間之一相對速率。
- 如請求項8之系統,其中該接收器節點經組態以判定該發射器節點運動之一方向及該發射器節點之一速度向量。
- 如請求項1之系統,其中該固定共同慣性參考系係一二維(2D)固定共同慣性參考系。
- 如請求項1之系統,其中該固定共同慣性參考系係一三維(3D)固定共同慣性參考系。
- 如請求項1之系統,其中該至少一個天線元件包括至少一個定向天線元件或至少一個全向天線元件之至少一者。
- 如請求項1之系統,其中該複數個封包包括一網際網路協定(IP)封包或一最佳化鏈路狀態路由(OLSR)協定封包之至少一者。
- 如請求項1之系統,其中該複數個符號由同相及正交信號定義。
- 一種接收器節點,其包括: 一通信介面,其包括至少一個天線元件;及 一控制器,其可操作地耦合至該通信介面,該控制器包含一或多個處理器,其中該控制器具有自身節點速度及自身節點定向之資訊; 其中該接收器節點與一發射器節點經時間同步以應用與該節點自身相對於一固定共同慣性參考系之運動相關聯之都卜勒校正; 其中在該發射器節點將複數個封包發射至該接收器節點之前且在該接收器節點從該發射器節點接收該複數個封包之前,該固定共同慣性參考系對於該發射器節點及該接收器節點係已知的; 其中該複數個封包各自包括至少一前置項及一主體酬載;其中該主體酬載包括複數個符號;其中該複數個符號被分為複數個區塊;其中在單獨零方向上掃描該複數個區塊。
- 如請求項15之接收器節點,其中該複數個封包之各者係一固定頻率發射。
- 如請求項15之接收器節點,其中該複數個封包之各者係一跳頻發射。
- 如請求項15之接收器節點,其中該複數個封包之各者包括該前置項、該主體酬載及以下至少一者:一中置項或一後置項。
- 如請求項15之接收器節點,其中該主體酬載包括在該複數個符號中調變之使用者訊務;其中該接收器節點經組態以解調該複數個符號以判定該使用者訊務。
- 如請求項15之接收器節點,其中該發射器節點經組態以根據該發射器節點之一自身速率及一自身速度方向來調整一發射頻率,以便執行一發射器側都卜勒校正;其中該接收器節點經組態以根據該自身節點速度及該自身節點定向來調整該接收器節點之一接收器頻率,以便執行一接收器側都卜勒校正。
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