CN112333739B

CN112333739B - 通信系统与方法

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Publication number: CN112333739B
Application number: CN202011278742.2A
Authority: CN
Inventors: 理查德·保尔·斯蒂芬斯; 穆雷·弗雷泽·爱德华兹; 弗雷泽·蒙塔格·巴洛; 尼科莱·亚当·格林; 戴维·夏普
Original assignee: Ocado Innovation Ltd
Current assignee: Ocado Innovation Ltd
Priority date: 2014-06-05
Filing date: 2015-06-05
Publication date: 2024-03-19
Anticipated expiration: 2035-06-05
Also published as: WO2015185726A3; JP2019208246A; GB201410025D0; WO2015185726A2; EP4007357A1; DK3152956T3; CA2950976A1; NZ727753A; PL3152956T5; KR20230135687A; SG11201610121YA; KR20220027280A; KR102366852B1; BR112016028202B1; CL2016003142A1; JP6812508B2; KR102578628B1; AU2015270446A1; IL249323A0; EP3152956B1

Abstract

本发明公开了一种通信系统。用于一个或多个终端单元之间进行通信的通信系统包括：被配置为限定和管理一个或多个可调节的通信链路为了有效带宽利用率的通信管理器，其中所述一个或多个通信链路被通信管理器调节以适应所述一个或多个通信链路中的每一个的带宽、所述一个或多个通信链路中的每一个的频带和所述一个或多个通信链路中的每一个的时延。

Description

通信系统与方法

本申请是申请号为201580042111.1、申请日为2015年06月05日、名称为“通信系统和方法”的由同一申请人提交的中国发明专利申请的分案申请。

本发明涉及通信系统与方法。本发明特别但不仅限于提供无线电通信或无线通信的改良系统与方法，其中提供的是一个或多个设备之间的通信。

无线通信和网络可以方便有利地用于各种不同的设置以提供使用多个拓扑和策略配置的通信基础设施，该拓扑和策略单独使用有线网络是不可能的和/或不方便的。无线通信可以结合有线通信来使用。

无线网络在提供有效且持续的通信时面临的一个挑战是有限的频谱带宽。频谱受自然约束条件（如，特定频率范围内信号的可取与不可取的特性）和法律/监管原因（如，某些频带由政府或监管机构分配以进行特定使用）的限制。

可以利用在诸如时间、频率等各个维度中分配频谱使用的各种技术以及组合/分离信号的能力来更有效地使用有限的频谱带宽。在大多数配置中，无线网络被配置为提供共享、分配和再使用频谱带宽的协议。

这些协议也可以考虑多个环境因素来设计，并且如果这些协议经常结合动态系统使用的话还可以是可扩展的，在动态系统中，设备的数量可以随时间变化，并且通信需求也可能随时间而变化。例如，设备可以加入网络、离开网络、记录数据、发送更新、接收配置文件、接收指令等。更多问题包括设备在物理区域的密度以及同步通信的需求。

环境因素可以包括，例如，频谱噪声问题、干扰、信号衰减、波吸收/屏蔽/反射、多径衰落，以及有限的频谱。

此外，在可能有多个设备的系统中，所述系统可以被设计为，例如，以使设备加入/退出网络、分配不同设备所需的各个传输路径/调整不同设备所需的各个传输路径的大小、在多个设备之间广播消息、说明设备故障或因其他原因的通信中断、冗余要求等。

也可以考虑潜在网络问题，如信号延迟、丢包、数据包乱序、通信链路拥塞、数据包冲突等，来配置所述系统。

在现有技术/协议可用的情况下，如IEEE 802.11标准/Wi-Fi^tm，以及无线蜂窝通信（2G、3G、通用移动通信系统（UMTS）、长期演进（LET）等），这些技术/协议具有限制其在不同情境中应用的缺点。

此外，这些现有技术/协议通常局限于高度管制的频带、通常可以由外部设备用于通信（如外部通信量和噪声）、可能具有不良信号特征（如不能穿透墙壁、带宽不够、位速率低、天线尺寸、发射功率、射束密度）等。

利用现有无线蜂窝通信基础设施和/或技术的缺点是提供服务可能需要高成本。设备可能被要求适于接入这些可能由第三方通信公司控制的网络，且设备还可能对设想的特定使用情境的适应性差。提供服务的成本可能也高昂，尤其是如果涉及很多设备。而且，现有无线蜂窝通信基础设施可能对参与频繁通信的大量密集封装的设备的适应性差，尤其是如果通信链路建立在动态和/或特定基础上（如在高需求期间，可用通信链路的数量可能会过载）。通信丢失可能导致诸如开销/冗余增加、设备冲突、缺乏协调等后果。

对由现有技术/协议使用的那些而言，通过使用例如可以提供改良的可扩展性/冗余、增强的可伸缩性、更低的延迟、改良的带宽、更少的监管要求、更少的基础设施要求、更好的信号特性、更低的噪声和/或其他差异等的各种电信方案和技术，而能够在不同频带上操作是潜在有利的。

现有技术/协议还可以被设计用于其他用途，这可能产生不良拓扑结构和/或特征。例如，现有技术/协议在介质访问控制（MAC）层可以使用与点协调式功能（大多数情况下，Wi-Fi^tm互操作性标准可能不支持这一功能）相对的分布式协调功能，介质访问控制层影响信息在给定的通信链路中传输的方式以及协调通信量的方式。然而对某些应用有用的所述分布式协调功能提供更适合于延迟不敏感数据的异步数据传输。

WiFi通常每个基站可处理多达64个或多达256个终端。其可能不能很好的配置以处理诸如具有数百个，甚至数千个终端/设备的那些应用，诸如一些实施例中设想的那些应用。

WiFi通常覆盖从基站径向发射的100m的范围。基于特定的应用和实现，一个系统可能需要更长的范围。

随着终端由于对介质（而不是使用专用频率和时隙）的竞争访问而增加，WiFi网络降级更多。当一个终端在一个基站的范围内但不在处于该基站范围内的其他终端的范围内时，竞争访问就会成为问题。

一个终端在未意识到另一个终端正在同时传输时可能会进行传输，且该传输可能随后遇到诸如冲突、延迟、丢包等问题。

WiFi可以包括点协调功能特征以使用轮询方式提供非竞争访问。然而，这通常不是从领先的供应商获得的，并且可能限于大约一半的可用带宽。

点协调功能设计可能潜在地有利于在具有大量密集封装的设备的环境中进行的通信，这些设备需要以延迟敏感（如实时或近实时指示，尤其是在活动的控制和协调重要的情况下）的方式通信。

另一个考虑因素可能是协议如何处理一个或多个设备竞争网络访问的网络竞争。点协调功能设计的潜在优势在于具备利用无竞争调度控制算法的能力，其中，例如，访问点协调与设备之间的通信以使不会发生同时传输（如访问点向每个设备提供其有权利进行通信的特定时间，或频率，或次数）。无竞争调度控制算法在建立通信优先顺序和/或避免诸如数据包冲突、延迟等各种网络问题中是具有潜在益处的。

通信网络可以用于交换不同大小、优先顺序和/或重要程度的信息，如监控和诊断信息、控制信息、数据、配置信息、移动信息、环境信息，且根据应用的不同，该信息可能是时间敏感信息、非时间敏感信息和/或排定信息。

有必要提供一种为一个或多个设备提供有效通信的通信系统。

在某些方面，提供用于一个或多个终端单元之间进行通信的通信系统，其包括被配置为定义和管理一个或多个可调节通信链路以有效利用带宽的通信管理器，其中所述一个或多个通信链路可由所述通信管理器调节，所述通信管理器调节所述一个或多个通信链路中的每一个的带宽、被所述一个或多个通信链路中的每一个所使用的频带，以及所述一个或多个通信链路中的每一个的延迟。

在某些方面，提供一种通信系统，其中所述一个或多个通信链路的带宽可以通过调节与所述一个或多个通信链路相关联的至少一个参数中的一个来调节，其参数包括频率使用、瓦片（tile）特征、复用/解复用技术、定时和编码的使用。

在某些方面，提供一种通信系统，其中瓦片（tile）特征包括导频和前向纠错中的至少一个。

在某些方面，通信系统包含一个或多个基站。

在某些方面，通信系统包含一个或多个基站控制器。

在某些方面，提供一种通信系统，其中所述一个或多个通信链路包含：一个或多个低带宽通信链路，其被配置为在所述基站和所述数个终端单元之间进行通信；以及一个或多个高带宽通信链路，其被配置为在所述基站和所述数个终端单元之间进行通信。

在某些方面，提供一种通信系统，其中所述一个或多个低带宽通信链路被配置为在一定的延迟范围内进行通信。

在某些方面，提供一种通信系统，其中所述零个或多个高带宽通信链路被配置为在可变的延迟范围内进行通信。

在某些方面，提供一种通信系统，其中所述一个或多个低带宽通信链路的数量和所述零个或多个高带宽通信链路的数量可以在所述一个或多个基站的启动过程中进行调节。

在某些方面，提供一种通信系统，其中所述一个或多个低带宽通信链路的数量和所述零个或多个高带宽通信链路的数量可以实时地或近实时地进行调节以响应所述至少一个基站与所述数个终端单元之间的通信需求。

在某些方面，提供一种通信系统，其中由所述一个或多个终端单元中的一个终端单元通过所述一个或多个低带宽通信链路发送的数据包被发送至少两次，即，第一次数据突发（burst）和第二次数据突发（burst）。

在某些方面，提供一种通信系统，其中所述第一次数据突发和所述第二次数据突发占用一个或多个不同频率。

在某些方面，提供一种通信系统，其中所述一个或多个通信链路被用作紧急通信链路。

在某些方面，提供一种通信系统，其中向所述一个或多个终端单元持续传输信息，不管是否有待发送的控制信息。

在某些方面，提供一种通信系统，其中所述一个或多个通信链路包括至少一个无竞争通信链路。

在某些方面，提供一种通信系统，其中向所述一个或多个终端单元的信息传输用于维护和故障排除。

在某些方面，提供一种通信系统，其中动态频率技术用于优化通信链路的特性。

在某些方面，提供一种通信系统，其中动态频率技术由所述一个或多个基站使用并由所述一个或多个专门射频链处理。

在某些方面，提供了一种利用带宽经协调的多址接入方案指挥控制物流仓库中大规模的物料处理设备的通信系统。

在某些方面，提供一种通信系统，其中所述物料处理设备包括物流仓库中的一个或多个自动导引车，所述一个或多个自动导引车可以包含所述一个或多个终端单元中的一个或多个。

在某些方面，提供一种通信系统，其中所述经协调的多址接入方案跨越多个OFDM子载波上的多个时隙。

在某些方面，所述通信管理器（a）分析当前网络接入需求，且（b）应用一系列规则以动态地确定特定网络通信链路参数来基于当前的网络接入需求有效使用带宽。

在某些方面，通信系统被配置为实施一种或多种技术以增加成功传输和/或接收通信的机会。一些无线网络需要网络“握手”以在两个或多个设备之间建立通信，且能使这些设备建立用于在其之间建立网络会话的网络协议。这些类型的网络会话通常提供可靠的通信，例如实现最低丢包。然而，这些通信也通常使用大量网络带宽。

在某些方面，所述通信系统不使用握手或网络协议，如一般在建立专门通信链路中使用的那些。这在某种程度上可能会提供更有效的带宽利用。

在某些方面，所述通信系统可以利用一种或多种技术以增加成功传输或接收通信的机会。所述系统可以被配置为，例如，多次传输数据、在不同通信链路上再次发送数据、在不相邻的不同通信链路上再次发送数据，和/或使用一种方案来确认成功接收数据。换言之，本发明以一种策略性方式通过使用网络通信的重复在某种程度上实现了有效带宽利用。

在某些方面，由所述数个终端单元中的一个终端单元通过一个或多个低带宽通信链路发送的数据包被传输至少两次，即至少，第一次数据突发和第二次数据突发。

在某些方面，所述通信系统被配置为在下行链路和/或上行链路通信上利用频率分集技术。

为此，在详细说明本发明的至少一个实施例之前，应当理解本发明不限于应用于以下说明或附图中所列构造详图和部件配置。本发明还能有其他实施例且能够以各种方式实行和执行。而且，应当理解本发明中所用措辞和术语仅出于说明目的且不应被视为具有限制性。

下面将仅通过示例的方式并参考示意图对本发明进行说明，其中

附图1为说明根据本发明某些实施例的能够与所述系统进行交互操作的设备的示例方框图；

附图2为根据本发明某些方面的仓库管理系统的示例框图；

附图3为根据本发明某些方面的示例相邻信道情境示例；

附图4为根据本发明某些方面的逻辑突发和物理信道关系图示例；

附图5a为根据本发明某些方面的细管道示例；

附图5b为根据本发明某些方面的粗管道示例；

附图6为根据本发明某些方面的正交频分复用（OFDM）符号示例；

附图7为根据本发明某些方面的瓦片（tile）格式示例；

附图8为根据本发明某些方面的时分双工（TDD）帧结构示例；

附图9a为根据本发明某些方面的展示了子帧和瓦片（tile）的帧结构的示例；

附图9b为根据本发明某些方面的展示了细管道和粗管道的子帧结构的示例；

附图10为根据本发明某些实施例的逻辑信道编码示例；

附图11为根据本发明某些方面的细管道和以跳频序列为例的细管道重复模式的示例；

附图12为根据本发明某些方面的实时控制协议；

附图13为根据本发明某些方面的粗管道协议栈；

附图14为根据本发明某些方面的基站控制器模块的示例方框图；

附图15a为根据本发明某些方面的基站模块的示例方框图；

附图15b为根据本发明某些方面的终端/机器人模块的示例方框图；

附图16为根据本发明某些方面的无线电系统的示例；

附图17为根据本发明某些方面的通用基站和无线电频率架构；

附图17a为根据本发明某些方面的如附图17所示的通用基站和无线电频率架构的具体实施例；

附图18为根据本发明某些方面的一个细管道的预计最大上行链路信号电平；

附图19为根据本发明某些方面的一个细管道的预计最小上行链路信号电平；

附图20为根据本发明某些方面的接收器的模块和电平图；

附图21为根据本发明某些方面的发射器的模块和电平图示例；

附图22为根据本发明某些方面的基站的方框图的典型例；

附图23为根据本发明某些方面的机器人通信板的方框图的典型例；

附图23a为根据本发明某些方面的如附图23所示的所述机器人通信板的具体实施例；

附图24为计算设备的代表性通用实现典型例。

系统概述-1.1

在一些实施例中公开的一种通信系统，可以被配置为在一个或多个网络连接的设备或终端、一个或多个基站和/或一个或多个基站控制器之间提供通信。

所述一个或多个基站控制器可以，例如，作为管理网络环境中通信的网络管理器来实现。

可以发送或接收数据的元件一般可以指至少包括上文所述终端、基站和基站控制器的设备，但也可以是能够传输或接收数据的任何其他元件。

在各种实施例中，所述通信系统可以是可操作的以使所述一个或多个终端能够彼此进行通信，或可以是可操作的以使所述一个或多个终端能够与一个或多个集中系统进行通信，所述集中系统包括一个或多个基站和/或一个或多个基站控制器，和/或一个或多个网络管理器。在本发明的各种实施例中，所述系统可以是可操作的以提供点对点的分布、一点对多点的分布，和/或多点对多点的分布的通信。

如附图1所示，该示例方框图展示了根据本发明一些实施例的可以用所述通信系统操作的各种设备。所述系统可以用彼此通信的任何设备操作，但是如附图1所示的设备对本发明中一些实施例进行了说明，其中所述系统用于为一个或多个基站控制器12a..n、一个或多个基站14a..n、一个或多个终端16a..n提供通信。在本发明的其他实施例中，可能有与所述系统交互操作的更多和/或更少的不同设备。

如附图1所示，所述通信链路不一定以分层方式建立。通信链路可以构建在执行类似功能的设备之间，如在终端16a和16b之间、基站14a和14b之间或基站控制器12a..n之间。所述通信链路可以通过使用各种有线/无线介质或技术来实现，且可以由一个或多个通信链路组成。

在一些实施例中，所述系统可以通过各种传输介质操作。在各种实施例中，所述系统可以通过使用，例如，电磁波（无线电波、微波、红外线、光、激光、激光雷达、太赫兹辐射）、声音或可用于无线通信的任何传输介质进行通信。所述系统还可以在一个或多个传输介质中操作。

所述通信系统可以被配置为能够通过由设备提供和分配的用于通信的一个或多个通信链路进行通信。所述通信系统还可以被配置为使用各种技术和/或布置以更有效地使用有限的频谱带宽。每条链路可以基于各种因素来提供，例如，使用不同频率范围、时隙、瓦片（tile）等。这些链路中的每个可以具有相同或不同的特征，如，带宽、延迟、通信量拥塞、调制方式等。

由不同通信链路使用的频率可能彼此相邻或不相邻，这取决于特定实施例和配置。

在一些实施例中，所述频率范围可以被选择且所述系统可以是可操作的以使所述系统在监管标准内操作并与通信频率内的其他用户共存，如电视广播装置、移动电话等。这些标准可能因司法管辖区而异。可能有与频谱内的其他用户“友好”共存的要求。

所述通信链路可以用于传输或接收信息，且一个或多个通信链路也可以用于紧急情况、监控或诊断目的。在所述系统的一些实施例中，所述系统可以被配置为例如，通过更改用于通信的通信链路、改变通信链路的大小、应用滤波器、使用错误检查、利用空间/频率技术等来适应干扰或其他问题。

具有可以被分配、改变目的和/或改变大小的一个或多个通信链路的潜在优势在于所述系统可以受益于易于在使用的简便性和部署中增加的灵活性，而灵活性增加在放大/缩小现有部署时还具有进一步的潜在优势。

在所述系统的一些实施例中，所述系统的能力可以通过改变瓦片（tile）特征而改变，如由于各种原因而进行的导频、前向纠错等，所述各种原因如考虑到环境特征（物理和光谱特征）。

所述系统可以被设计用于室内和/或室外使用。

环境-1.2

将在本说明书中对根据本发明一些实施例的特定环境进行进一步讨论。以下为根据本发明一些实施例对所述系统可以操作的环境的广泛描述。

所述系统可以用于在一个或多个终端、一个或多个基站和/或一个或多个基站控制器之间提供通信链路。如前所述，所述系统可以用在需要通信的各种设备之间。所述通信，例如，可以是上述设备的任何组合，如终端之间的通信、终端与基站之间的通信、基站与基站控制器之间的通信等。

在本发明的一些示例实施例中，所述系统用于从中央系统或控制器在多个终端之间提供通信链路。所述中央系统或控制器可以，例如，提供向所述一个或多个终端提供指令和/或从所述一个或多个终端接收信息（如状态、位置等）。

所述系统可以作为较大系统或设施的一部分操作，且所述系统的元件也可以与可能需要通信链路的其他设备进行交互。例如，所述系统可以在仓库或装配线中操作，其中除了终端，可能有人工或其他机器/设备正在操作。

在一些实施例中，所述系统可以与这些其他元件进行交互操作。例如，所述系统可以提供仓库管理系统可以使用或入站/出站卡车可以使用的通信链路。这样，所述通信链路不需要被局限于一些实施例中的终端、基站和/或基站控制器。

与所述系统进行交互操作的各种设备之间的通信可以以各种方向进行，如发送数据（上行链路）和接收数据（下行链路），且这些通信可以发生在不同时间、相同时间或重叠时间帧。

如本公开中其他方面的进一步说明，本发明的一个方面是一种新颖的网络通信链路接入方法，以及相关联的通信系统，所述方法包括以一种新颖创新的方式使用帧和时隙以在一个或多个网络之间进行数据通信。帧常用于划分数据，如数据流，且帧可以被进一步细分为时隙。帧和相关时隙用在多个不同的共享介质网络中以管理数个网络连接的设备接入网络资源。

在本说明书的背景下，帧可以用于描述设备具有传输和接收机会的时间段，不同于计算机网络背景下帧的概念。

本发明包括一种新颖创新的通信链路接入方法，提供适合高密度环境的可用带宽的有效利用，这种高密度环境包括，例如比较多的网络连接的设备共用可用带宽，或需要相对频繁的数据通信。

各种设备之间的通信信号可以是模拟的或数字的，或模拟信号和数字信号的组合。所述信号可以是基带信号，和/或通带信号，且在一些实施例中，可以使用中间信号。使用中间信号和/或转换为中间信号/从中间信号转换来可能潜在地有利于对在更适合特定操作的频率范围内的信号进行操作。

假定所述系统可以在具有不同物理和频谱特性的环境中操作，在一些实施例中，所述系统可以被相应地配置为在这些环境中操作。例如，所述系统可以在具有阻碍特定频率范围的信号传输的厚度的墙的环境中操作。在这种情境下，一个或多个适当的频率范围可以被选择以进行可能会穿透这些墙的操作。

在一些实施例中，所述设备可以应用天线空间分集来帮助处理环境问题，如在角落通信的能力等。也可以利用使用频率分集、跳频等的技术。

在一些实施例中，用所述系统操作的所述设备可以具有其自己的在时间上同步，或在合适的时间范围内的通信工具。所述同步可能，例如，相对于特定主时钟的同步。

终端-1.3

将在本说明书中对根据本发明一些实施例的具体终端类型进行进一步讨论。以下为对可以与所述系统进行交互操作的终端的广泛描述。所述系统可以为一个或多个终端提供通信链路。这些终端可以是提供各种功能或执行各种任务，且具有传输和/或接收数据的能力的设备。

在一些实施例中，所述一个或多个终端可以是移动的且相对所述环境移动的，或所述一个或多个终端可以是固定的。当终端是移动的并围绕所述环境移动，所述终端在所述系统探测到所述终端已移动到特定区域时，如移到由特定基站服务的特定区域的边缘，可以能够切换通信链路。这一过程被称为“切换”。

所述一个或多个终端可以具有其他进行通信的连接，如有线连接，且可以能够通过任何这些连接进行通信。

所述一个或多个终端还可以具有一个或多个机载传感器来提供与所述终端相关的信息和/或与所述环境相关的信息。所述一个或多个终端还可以包含机载非暂态计算机可读介质来存储各种信息，和/或一个或多个处理器来提供各种计算功能。

所述一个或多个终端可以被配置为利用一个或多个通信链路中的通信链路，且还可以被配置为在通信链路之间移动。

所述一个或多个终端还可以被配置为彼此进行通信和/或收听所述一个或多个终端中的另一个的通信，其中所述另一个终端正与另一个设备，例如基站，进行通信。

所述一个或多个终端还可以被配置为在通信链路已经被切断或降级的情况下执行一组指令。例如，一个或多个终端可以被配置为使用故障转移通信链路、停止其行动、在一段时间后尝试重建连接、更改通信链路、启用指示所述终端失联的指示器等。在一些实施例中，所述一个或多个终端可以被指示以完成可能包括例如寻找适当位置停止、逐渐降低速度、放下物品等的控制停止。

在一些实施例中，所述一个或多个终端可以具有测量信号质量/强度和/或向其他设备传输表示信号质量/强度的信息的能力。

在一些实施例中，所述一个或多个终端可以利用在被数字化之前可以被转换为基带信号的中间信号。

在一些实施例中，所述一个或多个终端的每个可以具有被分配给其使用的一个或多个通信链路。这些通信链路可以是专用连接、动态分配连接等。具有分配的通信链路的一个潜在优势在于其与感知的网络指标组合后可以确定哪里可能存在通信问题。在一些实施例中，所述数据可以通过一个或多个双通信链路进行传输。

出于说明和非限制性目的，示例终端可以包括可穿戴设备、输送设备、个人随身携带的设备、具有有限传输或接收能力的设备，和/或在具有一个或多个处理器和一个或多个非易失性计算机可读介质来存储信息的设施中操作的自主式机器人。

基站-1.4

将在本说明书中对根据本发明一些实施例的具体基站类型进行进一步讨论。以下为对可与所述系统进行交互操作的基站的广泛描述。

在一些实施例中，可能具有提供与所述一个或多个终端的通信链路的一个或多个基站。在一些实施例中，所述基站可以被配置为彼此进行通信。

所述一个或多个基站可以是为特定区域提供链路、被调谐到的一个或多个通信链路以进行通信的收发器。所述一个或多个基站可以按照各种类型被配置和/或被操作，例如，基站可以被配置为广播信号、提供与终端进行通信和与其他基站进行通信的通信链路、重复来自其他来源的信号等。所述一个或多个基站可以是固定的或移动的。

根据各种实施例，所述一个或多个基站可以在一个通信链路或一个以上通信链路上操作。此外，特定通信链路可能具有一个以上基站。

所述一个或多个基站可以是可配置为在不同的通信链路中操作的、更改通信链路的等。

所述一个或多个基站还可以利用其他技术，如噪声过滤、附近频率的频率分析、与其他基站的协调等，来避免干扰同一通信链路上的其他使用。

所述一个或多个基站还可以通过使用有线或无线工具与其他设备进行通信。所述一个或多个基站还可以被组织起来作为一个基站池。所述一个或多个基站可以被配置为各种模式，如活动模式、备用模式或系统监控模式。所述一个或多个基站可以是可操作的以向在其范围内操作的所有设备发送消息。

在一些实施例中，所述一个或多个基站可以结合一个或多个基站控制器来操作。所述一个或多个基站可以根据外部设备、所述一个或多个基站控制器等提供的逻辑和指令被操作。

在一些实施例中，所述一个或多个基站可以以类似于一般蜂窝网络中的那些方式被操作，如具有避免使用由相邻基站所使用的频率范围来进行操作的固定位置的收发器。这种布置的潜在优势在于在特定地理区域能够重复使用频率。

在一些实施例中，基站可以以主从配置来使用，其中一个或多个基站可以被配置为作为主基站，且一个或多个基站可以被配置为作为从基站。这些实施例的一个潜在优势可以是具有故障转移和服务中断最小化的能力。

在一些实施例中，所述一个或多个基站可以被配置为利用用于进行数字化的中间信号。

基站控制器-1.5

将在本说明书中对根据本发明一些实施例的具体基站控制器进行进一步讨论。以下为对可以与所述系统进行交互操作的基站控制器的广泛描述。

一个或多个基站控制器可以与所述系统进行交互操作。所述一个或多个基站控制器可以提供方法来控制所述一个或多个基站，所述控制提供，例如分配通信链路、按大小排列通信链路、在设备进入/离开特定基站的范围时控制切换、组合/分离各种信号（如作为集中器）等。

在一些实施例中，所述一个或多个基站控制器可以作为一个或多个分布式计算设备来实现，所述分布式计算设备还可以为增加的冗余而配置。所述基站控制器还可以被配置为具备故障解决能力，和/或负载平衡等。

通信系统-2.0

下面将根据一些实施例对所述系统的布置进行说明性的非限制描述。通信链路可以用作通信“管道”，且各种通信链路可以被组合在一起形成具有诸如低延迟、低带宽等共同特征的不同“管道”组群。

所述通信系统可以是可操作的以利用各种复用/解复用方案来组合/分离有限共享介质上的多种信号。

这些方案可以通过单独或组合利用各种技术，如但不限于时分、频分、正交幅度调制和/或码分来实现。例如，可以利用正交频分复用（OFDM）。

这些技术可以用于提供以下小节进一步描述的可变带宽通信链路（“管道”）。

管道尺寸-2.1

在一些实施例中，所述系统可以是可操作的以提供一个或多个低带宽通信链路和/或一个或多个高带宽通信链路。所述通信链路的带宽可以根据各种带宽利用策略进行修改，例如，通过分配选择性频率和时间瓦片（tile）。所述一个或多个低带宽通信链路和一个或多个高带宽通信链路可以具有其他特征，如不同延迟特征、噪声，或信号衰减。

以上描述仅为非限制性说明示例，且应当理解可能有各种实现，如仅具有一个或多个低带宽通信链路，或只具有一个或多个高带宽通信链路，或一个或多个各种带宽的通信链路。

通信链路之间带宽/延迟/其他特征的区别可以潜在地有利于选择终端或任何其他设备使用的通信链路，因此，适当的通信链路可以用于特定通信或特定类型的通信。

所述系统可能不局限于仅具有低带宽通信链路和高带宽通信链路，所述通信链路可以被配置或分组以使一系列带宽选项可用。例如，可能有紧急带、一组低带宽通信链路、一组中等带宽通信链路，和/或一组高带宽通信链路。

在一些实施例中，所述系统可以被配置为调整所述通信链路的大小，或通信链路的分组。例如，所述系统可以被配置为增加/降低高带宽通讯链路或低带宽通讯链路的带宽。改变通信链路的大小可能潜在地有利于适应变化的通信需求。

根据本发明一些实施例，所述通信链路还可以具有不同的特征，如延迟/拥塞。在一些情况中，提供低延迟链路是有利的，如对可能需要近实时或实时连接的应用程序，如发送指示和/或感测信息。

出于本说明书之目的并提供说明性的非限制描述，低带宽通信链路可以被称为“细管道”，且高带宽通信链路可以被称为“粗管道”。在一些实施例中，尽管所述系统不局限于仅具有“细管道”与“粗管道”，但是应当理解，其具有多个不同大小的通信链路。

不同带宽通信链路的使用可能为所述系统的操作提供更大的效率，尤其是考虑到有限的带宽，因为不同网络操作具有不同带宽和传输特性的需求。

例如，在初始配置中向终端提供一组指令可以通过粗管道来方便的执行，而向终端发送指令或从终端接收信息可以通过细管道来方便的执行。所述细管道还可以具有固定延迟。在该示例情境中，粗管道可以用于传输优选传输大量数据的数据“突发”。

在这一布置中，潜在的优势在于较多数量的细管道可用于分配给很多终端，而较少数量的粗管道可用于分配给某些终端。

可在各种方向使用各种管道，如粗管道可以用于上行链路或下行链路数据传输，同样，细管道可以用于上行链路或下行链路数据传输。

管道分配和调节-2.2

在一些实施例中，所述系统可以被配置为向一组或多组不同大小的通信链路分配带宽。作为非限制性的说明性示例，可能使用各种复用技术来限定的频率范围可用于，例如，提供一组1000个低带宽通信链路和10个高带宽通信链路。

各组带宽通信链路的比率/数量/大小可由所述系统动态地改变。例如，所述系统可以在特定时间提供20个粗管道和500个细管道，但是随后在另一时间提供10个粗管道和1000个细管道。

管道数量减少时，所述系统可以被配置为控制向不再具有管道的那些终端重新分配管道。

在一些实施例中，所述系统还可以改变各种通信链路的大小和/或新建各种通信链路组（如创建一个或多个超粗管道，或一个或多个超细管道）。

管道重复-2.3

在一些实施例中，信息可以在两个或多个不同管道之间重复发送。可以选择所述管道以使所述管道在频率上不相邻，或还可以在不同的频率范围。

这一实现的潜在优势在于在不同的频带中发送信号时，信号干扰、信号衰减和/或信号丢失的概率降低了。

所述设备还可以被配置为使用与两个或多个基站相关联的管道通信。

下行链路和上行链路管道-2.4

在一些实施例中，对称或不对称管道可用于下行链路或上行链路。使用对称管道时，可以提供一个细管道用于下行链路数据，提供另一个细管道用于上行链路数据。使用不对称管道时，可以提供一个细管道用于下行链路数据，提供一个粗管道用于上行链路数据。适当的布置可基于所述系统支持的通信需要来选择。例如，如果一个终端在粗管道上提供一批信息，该终端也可以在细管道上接收近实时指令。

提高可靠性的传输技术-2.5

在一些实施例中，所述系统可以被配置为使用可潜在地提高通信传输或接收成功率的各种技术来提供通信。所述系统可以被配置为，例如，多次传输数据、在不同通信链路上再次发送数据、在不相邻的不同通信链路上再次发送数据，和/或使用一种方案来确认成功接收数据等。

所述系统可以按照类似于面向连接的协议的方式来操作，其中，可利用特定的布置来试图建立有保证的特定顺序的数据到达。在这些布置中，可利用各种技术，如握手、流控制、确认等。例如，数据可以以类似于在传输控制协议（TCP）下提供数据的机制来提供。

所述系统可以按照类似于无连接协议的方式来操作，其中数据被独立于其他数据提供（例如，类似于用户数据报协议（UDP））。

所述系统提供的数据可以包含被排列为一个或多个数据包的各种信息元素。在一些实施例中，所述系统提供的数据可以包含其他信息，如可用于提供用于跟踪、路由、校验和、顺序、错误检查等的其他信息的头信息。

如果设备被配置为能够与两个或多个基站进行通信，所述设备还可以被配置为与两个或多个不同的基站进行通信。

一些示例实施例描述-3.0

3.0标题下的以下小节是对一些实施例的说明性的非限制性描述，尤其是对用于实现这些实施例的具体方法和技术的描述。可能有其他实施例或其他变化，且可增加、修改或省去各种步骤。

实现所述系统的基础技术的选择可以基于使用可用的可编程基带调制器/解调器。例如，所述基带设备可以是Octasic^tm设备或任何其他适合的设备。

操作参数可以变化。

在一些实施例中，操作参数，如中心频率、最大带宽、已占用带宽、正交频分复用快速傅里叶变换长度、活动子载波、子载波间隔、最大粗管道突发，和/或多帧周期可以是不相关的且可以基于现有的一套标准或规范来选择。应当理解，操作参数的变化是有可能的。

例如，可以选择多帧周期以交替使用多个连接延迟的终端单元。

可以选择多个子载波，例如，选择600个子载波，每个子载波为15kHz带宽，就可以提供9MHz的基带宽度，其可以适合于10MHz的信道间隔。应当理解，这些常量或值仅出于说明性目的且不旨在进行限制。

应当理解，本发明公开的技术选择不旨在进行限制，而是出于说明目的。

操作带与信道化-3.1

提供了示例频带，但应当理解，可利用各种频带且基于各种因素，如信号特征、规范等，所述各种频带可能会改变。

根据一些实施例，可利用5470-5725MHz的上子频带，因为与5150-5350MHz的低频子带相比，该频率范围允许较高的发射功率。在一些实施例中，所述系统还可以在低频子带或任何其他适合的频率范围内操作。

射频通信链路可以选择为间隔10MHz且调制信号可以产生功率不小于9MHz且不大于10MHz的占用带宽（99%）。调制信号可以包含600x15kHz子载波。

相邻通信链路重复使用-3.2

在一个实施例中，优选情况是与不在区域内使用的主通信链路毗临（如频率相邻）的通信链路直接与在使用中的主通信链路毗邻。如上所述，可能有通过其他方式产生的干扰问题等。

附图3展示了相邻通信链路情境。示例通信链路情境是在设施中使用各种机器进行各种任务的实现的背景下提供的。这些机器人作为从一个或多个基站接收/向一个或多个基站发送信息的一个或多个终端。

可以假设机器人1（连接到基站1）也在基站2的视线内，无衰落，其正在向其基站1发送最大功率。

到达基站2用于粗管道的信号可以选择具有S1=-54dBm。

再假设机器人2信号到达基站2，灵敏度刚好高于-88dBm。基站2的本底噪声约为-96.5dBm且来自机器人1的任何残留信号应该比基站2本底噪声低10dB。

在该情境中，所述基站2接收器可能需要拒绝通信链路N+2，至少-54-(-106.5)=52.5dB，这可以通过应用模拟和数字滤波的组合来实现。

可通过将所述系统配置为选择将基站1或基站2放置在环境中间而不是边缘位置以潜在地减轻上述问题，但这可能并不总是确实可行的。

逻辑和物理通信链路-3.3

附图4说明了根据一些实施例的示例逻辑突发和物理信道关系。类似于上述描述，该附图说明的示例情境是在设施中使用各种机器人进行各种任务的实现的背景下提供的。这些机器人作为从一个或多个基站接收/向一个或多个基站发送信息的一个或多个终端。

上行链路方向可以被定义为从机器人到基站的方向，而下行链路方向可以被定义为从基站到机器人的方向。

紧急通信链路可用于在发生紧急情况的条件下提供上行链路警报，如所述机器人感测到潜在物理信号路径中断。所述紧急通信链路可以是供机器人在这些情况下使用的备用通信链路。

在一些实施例中，所述紧急通信链路可以包括更高的通信弹性。

广播通信链路可用于向所有机器人（所有机器人始终接收广播通信链路）发送下行链路基站身份数据。

所述细管道可用于向所述机器人发送下行链路命令并发送上行链路位置和状态数据。

所述粗管道可用于在任一方向上为任何合适的目的发送大量数据。所述粗管道的示例使用可以是来自检查装置的视频信号。

操作参数-3.4

以下小节为对一些实施例的非限制性的示例描述，尤其讨论了细管道和粗管道的实现，并说明了具体实现选择。应当理解，实现选择可以变化，具体步骤可以按各种顺序增加、省略和/或修改。

在一个实施例中，可能有两种类型的数据连接，细管道（窄带）和粗管道（宽带）。

在一个实施例中，可以实现对称细管道和对称粗管道。在其他实施例中，所述粗管道可以是不对称的，便于存在的无线电探测器在所述上行链路上进行侦听的同时满足下行数据流的需要。

细管道-3.4.1

如附图5a、附图7、附图8，以及附图9a和9b所示，细管道连接可以基于由5个20ms帧组成的100ms超帧（也被称为多帧）。该20ms帧可以被分成10ms下行链路或接收子帧以及10ms上行链路或发送子帧。

所述10ms子帧可以被分为20个0.5ms时隙，且该0.5ms时隙可以被进一步分成7个正交相移键控（QPSK）星座点或符号，其中5个用于承载数据，2个用作导频符号。

如本说明书前面所述，在一些实施例中，所述基站可以在主从配置中操作。

已占用带宽（如9MHz）可以被分为40个频率块，每个频率块的带宽为225kHz。每个频率块可以包含15x15kHz的子载波。每个从窄带连接可以在0.5ms时隙间使用2个频率块。在所述9MHz占用带宽间和0.5ms时隙中，20个从窄带可以同时操作。

在一个10ms的帧中可以有20个时隙，包括用于下行链路广播的一个时隙，剩余的19个时隙用于帧内的上行链路连接和下行链路连接。这意味着每个帧可以有380个可能的连接且100ms超帧中有5个帧，因此，一个10MHz信道可以支持1900个细管道通信链路。由此，细管道中的原始数据速率就为2（QPSK）x 5 x 15（子载波）x 2（频率块）x 10（超帧）=3000bits/s。

之后将在本公开其他地方对细管道数据突发进行进一步描述。

除了细管道连接，所述基站可以在所述第一个0.5ms时隙上向所有机器人发送一个广播通信链路。就带宽而言，所述细管道可以是对称连接。

粗管道-3.4.2

如附图5b所示，粗管道连接也可以基于100ms超帧，但是这种情况下，4个0.5ms时隙和所有40个频率块以及所有5个子帧（相当于4 x 20 x 5 = 400细管道）被分配给一个机器人。这就允许4个粗管道（16个时隙 x 40个频率）的情境。在使用1个时隙进行广播后，约300个细管道（3个时隙 x 20个频率 x 5个帧）可以与所述4个粗管道同时操作。粗管道上的所述原始数据速率可能相当于400个3kbits/s或1.2Mbits/s的细管道。

应当理解，粗管道连接中细管道连接的数量可以变化。

在一个实施例中，粗管道的多个时隙可以基于细管道与粗管道的数量和/或带宽的比率。该比率可以由所述一个或多个基站和/或一个或多个基站控制器按需调节。所述一个或多个基站可以由一个或多个基站控制器集中管理。

在另一个实施例中，在新物流仓库的背景下，对于一小部分机器人而言，在调试或初始阶段，所述粗管道可用于从所述机器人导出数据/向所述机器人导入数据以进行配置。随着所述机器人投入生产，该要求可能不再适用，因此，可以调节细管道与粗管道的比率以减少粗管道的数量并反过来增强所述细管道的能力。

之后将在本公开其他方面中对粗管道数据突发进行进一步描述。

细管道与粗管道之间可配置的路径比率-3.4.3

附图9a和9b说明了一些实施例，较低带宽通信链路的数量与较高带宽通信链路的数量之间可能具有可配置或可调节的比率。所述基站可以被配置（或例如由网络管理器管理）为实时或近实时地在一个或多个子帧中分配与重新分配细管道和粗管道的频率和/或时间帧。

换言之，可以基于所述通信系统和其他相关因素的需要相应调节分配给细管道Nt和粗管道Nf的瓦片（tile）的数量。

接收器信号分集-3.5

所述系统可以被配置为利用上行链路和下行链路中的一个/两个上的空间分集与隔开一定距离放置的任何设备的天线来帮助处理应用环境的结构参数，如，允许信号围绕可能存在于某些应用环境中的建筑柱进行操作。天线之间的距离可以变化。

在一些实施例中，可以发现大约50cm的距离有利于减轻各种环境影响，如垂直钢结构柱。

频率分集与跳跃-3.6

所述系统可以被配置为在所述下行链路和/或上行链路上利用频率分集。

所述细管道上行链路和下行链路传输可以使用在10MHz通信链路中的不同频率上携带相同数据的数个瓦片（tile）。

在一些实施例中，占用不同频率的两个瓦片（tile）可以用于上行链路或下行链路传输中的每个数据包。在另一个实施例中，占用不同频率的四个瓦片（tile）可以用于上行链路或下行链路传输中的每个数据包。

瓦片（tile）频率可以按照本发明所述的在跳频序列上从帧跳跃到帧。所述跳跃可以发生在，例如10MHz通信链路中，以在无线电设备的模拟部分的基带数字信号的一部分出现。

如果两个瓦片（tile）用于上行或下行链路中的每个数据传输，则所述两个瓦片（tile）频率可以是对称或不对称的，且以0Hz（基带）点为中心。可以使用或可以不使用中间子载波。

应用于一个机器人/终端的跳频可能表明所述频率每100ms可以改变，因此，在有20个频率跳跃时，完整的序列可以以循环通过可用的频率在2秒内被覆盖。可以抵消多径衰落的影响。可能有用的是抵消在特定位置的任何深度的永久空值。

应当理解，关于中心频率对称的频率对可以被分配给相同的终端机单元，使得从+f到-f或从-f到+f的任何能量泄露发生在所述终端单元的位置，从而使得与将+f和-f分配给不同终端单元相比发生较少不必要的干扰。

此外，所述终端机单元与所述相同基站的距离可以不同，从而从靠近所述基站的终端机单元到-f的泄露信号可能强烈干扰来自远离所述基站的终端机单元的实际-f信号（泄露到f同理）。

系统延迟-3.6

在从一台设备向另一台设备发送/接收通信信号时，所述系统可能遇到延迟。这些延迟问题可能由于各种原因而出现，下面将描述其中一些原因。在一些实施例中，所述系统可以被配置为考虑这些延迟问题。一些延迟问题可能是可预测的，其他延迟问题可能由于各种环境变化或因素而发生。

在一些实施例中，可通过使用较小多帧（如用4 x 20ms帧来代替80ms）来减少延迟。在这一实施例中，可能有较少细管道和较低带宽粗管道可利用。

例如，往返数据延迟可以少于200ms。例如，以下所列可促成延迟：

基于以太网从主控制系统到基站

在基站中的处理

基站到终端

终端到基站，包括在终端内处理收到的信号和创建发送信号（在终端内的处理可能发生在从在接收子帧中接收细管道到在相邻发送子帧上发送细管道的10ms内）。

基于以太网从基站到主控制系统。

在一方面，所使用的帧结构可以被配置以使刚刚错过其下行链路时隙的下行链路命令将在100ms后发送，且其上行链路响应10ms后将在上行链路发送子帧中。

预计延迟请见下表。该表是根据一些实施例提供的示例表格，其中终端以机器人为代表且系统可以与机器人控制系统和基站互操作：

延迟来源	预计大小
		控制系统到基站	< 5ms
基站处理	< 5ms
		基站到机器人/终端	< 100ms
机器人/终端到基站	< 10ms
		基站到控制系统	< 5ms
总计	< 125ms

表1 - 来自控制系统及返回控制系统的示例预计信号往返延迟。

系统完整性-3.7

在一些实施例中，可能在系统可操作的某一时刻或在感应阶段提供往返通信链路的完整性测试。

感应台可以是终端被引入/配置使用或货品被带进设施中的区域。

这可与任何其他类型的测试分离，如制造或开发测试。

当终端机在感应台，例如，可以执行检查以查看其通信链路可与所述系统一起操作。如果感应台的位置相对基站是已知的，则可知上行链路和下行链路连接的接收信号强度指标（RSSI）的近似值。这与单独进行或与消息测试一起进行的检查物理/介质访问控制层条件的比特误码率（BER）阀值测试结合在一起可以用于提供完整性检查。

虽然终端是移动的，但是可以进行与上述类似的测试。其他要求可以是存在可以检查信号强度的环境的RSSI映射。这可以从环境调查中获得。

无竞争通信链路-3.8

在一些实施例中，所述系统可以被配置为提供至少一个无竞争较低带宽通信链路和至少一个不同的无竞争较高带宽通信链路。所述系统可以被配置为通过开放式呼叫传输来避免竞争，并且因此最大化可用无线电频谱。

在这些实施例中，所述系统可以减少由于细管道正常模式和复制模式而产生的冲突。

在一些实施例中，竞争可部分用于，例如紧急通信。

以下为示例空中接口常数表。提供的值仅为说明性目的且不是限制性的。

常数	值	单位	描述
				F_c	不同	Hz	载波频率
N_dtt	20	-	在时间上的下行链路瓦片（tile）数
				N_utt	20	-	在时间上的上行链路瓦片（tile）数
N_tf	40	-	在频率上的上行链路瓦片（tile）数
				N_fpm	5	-	每个多帧的帧数
T_mp	100	ms	多帧周期
				T_fp	20	ms	帧周期
T_fgp	10.41	us	帧保护时段

示例系统参数-3.9

本小节用几个表格概述了空中接口的示例性关键参数：

频谱使用：如何使用频带

成帧：上行链路和下行链路如何双工和分时

编码：数据如何映射在频谱和成帧上

示例频谱使用-3.9.1

参数	值
		无线标准	自定义OFDM /正交频分多址（OFDMA）
下行链路调制方案	OFDM
		上行链路调制方案	OFDMA
频带	5470MHz - 5725MHz
		中心频率	（5477.5 + N x 10）MHz，其中N= 0 ，24。
最大带宽	10MHz（系统可以在其子集中运行）
		占用带宽	10MHz信号中的约9MHz
OFDM FFT长度	1024
		活动子载波	600（不包括围绕DC的间隙）
子载波间隔	15kHz
		调制（子载波上）	QPSK
循环前缀长度	72抽样
		OFDM符号率	每秒14,000
频谱限制	请见说明书EN301893 v.1.7.1第4.5.2条&FCC第15部分
		双工	时分双工（TDD）

表2 - 频谱使用相关参数

成帧-3.9.2

参数	值
		DL:UL子帧比	1:1（固定），该值可以变化
帧周期	20ms（完整的时分双工帧）
		每个多帧的最小帧	1
每个多帧的最大帧	5
		帧保护时段	约10us
子帧保护时段	约10us
		基站到基站同步	优于1us

表3 - 成帧相关参数

编码-3.9.3

参数	值
		前向纠错	卷积（Viterbi译码）
编码率	1/2，1/3
		细管道跳频	帧内
最大粗管道突发	每子帧4个

表4 - 编码相关参数。

时分双工（TDD）帧结构-3.9.4

下面将描述根据一些实施例的时分双工帧结构示例。

每个基站处理一个10MHz频道，频道随时间拆分成多帧（每Tsp），每个多帧拆分成Nfps帧（每个Tfp），每个Nfps帧拆分成两个子帧（下行和上行），每个子帧拆分成瓦片（tile）（由导频符号和数据符号组成），在瓦片（tile）上映射携带逻辑通信链路的物理突发。

符号

每个OFDM符号可能包含1024个时域样本（其中1024是使用的快速傅里叶变换的长度），时域样本具有72个抽样的循环前缀（CP）以减少多径效应的码间干扰。

根据一些实施例，所述OFDM符号如附图6所示，附图6还展示了可以用于减小相邻信道功率（ACP）的窗口。

根据各种实施例，各种函数可用作窗函数。例如，在突发开始和结束时可以使用升余弦窗函数。

时域中每个OFDM符号借助通过快速反傅里叶变换（iFFT）可以映射在频域中的一组子载波上。

瓦片（tile）格式

在一方面，附图7展示了可用作帧结构的一部分或管理一个或多个网络间的数据通信的示例瓦片（tile）格式。

在一方面，根据一些实施例，iFFT输出中的每个占用子载波包含一个导频符号或一个数据符号。这些符号可以随时间和频率分组为被称作瓦片（tile）的结构。所述瓦片（tile）可以是可被占用或不能被占用的子帧的最小单位。

所述瓦片（tile）可能是通信的有用单元，因为数字信号处理、编码和解码（前向纠错、加扰、估计、校正等）可以被优化为以瓦片（tile）大小工作。一个突发可以跨越几个瓦片（tile）。

瓦片（tile）具体如下：

每个瓦片（tile）包含原始数据位和导频的混合。

时间上，每个瓦片（tile）跨越7个OFDM符号（‘7个符号宽’）

频率上，每个瓦片（tile）跨越15个子载波（‘15个子载波高’）

每个子载波中具有导频，以便于接收器中的信道估计。导频占用瓦片（tile）的第一个和最后一个OFDM符号。

导频可用于查看幅度和相位的失真，并使用该失真来查看发生了什么。介质模型可以用于使用定义的操作序列来解码未知符号。

导频可以是预定义的序列，对于导频序列可能存在多种可能。

在7个OFDM符号上跨越所有已占用的子载波的一组瓦片（tile）被称为时隙。

多帧

所述系统的一个TDD帧310a、310b周期可以被设置为Tfp = 20ms，这是TDD系统和交易参数的代表，如获得速度（如频率时钟纠正）、成帧开销等。然而，应当理解，帧周期还可以被设置为一些其他值（如30ms或50ms），具有或没有其他技术限制。

如果每个终端每100ms仅要求一次细突发信号发送和信号接收且需要最大化每个基站所支持的终端，Nfps帧可被分组成周期Tsp = 100ms的多帧（也被称为超帧）。一个终端每个多帧一次可以接收一个细突发并且发送一个细突发。

下行链路和上行链路的TDD复用

下行链路子帧320a、320b以及上行链路子帧330a、330b可以被双工成如附图8所示的TDD帧310a、310b结构。

下行链路子帧320a、320b以及上行链路子帧330a、330b的比率可以固定为例如1:1，或者可以变化。

在另一实施例中，下行链路和上行链路子帧长度比率可以固定为除1:1以外的比率。

子帧与帧之间的可选保护时段可以允许从发射到接收的无线电切换的解决时间，反之亦然。

子帧结构

如附图9a和9b所示，每个子帧在时间上可以是20瓦片（tile）‘宽’，在频率上可以是40瓦片（tile）‘高’。DC子载波未被使用，具有在频率上位于DC子载波之上和之下的相等和整数倍瓦片（tile）。

下行链路和上行链路子帧格式非常相似，除了仅在下行链路子帧开始处的同步信号。否则，整个子帧被分解成瓦片（tile）。瓦片（tile）被分组成突发，突发可以是几种不同类型之一，这取决于包含在其中的数据的类型。下面将更详细地描述突发。子帧的确切布局可以通过改变“细”和“粗”突发的数量来配置。附图9a展示了当上行链路和下行链路子帧各自被配置为支持两个“粗”管道并且正常模式细管道正在使用时的帧的结构。附图9b为根据一些方面的示例子帧结构，展示了细管道和粗管道。

下面的表5根据一个实施例展示了数据突发的类型和在帧中的相应位置：

表5：突发类型总结。

通信链路映射

物理层可以向更高层提供多个逻辑通信链路类型。

如前所述，附图4展示了根据一些实施例的逻辑通信链路如何可以映射到突发类型，每个突发类型将数据编码为一组瓦片（tile）。

根据一些实施例，所有的数据裸露通信链路（data-baring communicationlinks）可以在根据附图10的以下步骤中被编码并映射到突发。

循环冗余校验（CRC）

在步骤510，CRC可以用于检测各种通信链路类型的错误。例如CRC的长度可以是24位。CRC可以被附加到通信链路数据中。

根据各种实施例，也可以应用其他错误检验代码或技术。

前向纠错（FEC）

在步骤520，前向纠错（FEC）代码可以用于纠正接收到的数据中的错误。

在一些实施例中，所述系统被配置为应用具有码率为1/2的卷积码、约束长度为9的FEC。使用的生成器函数为：

G₀ = 561 (octal)

G₁ = 753 (octal)

对每个输入位而言，从编码器中输出G0，然后输出G1。

使用“咬尾”，因此，编码器应使用输入数据的最后8位进行初始化。

在一些实施例中，码率为1/3的卷积码可以用在控制和紧急突发上。

然后，生成器函数可以是G₀ = 557 (octal),G₁ = 663 (octal),G₂ = 711(octal)。

随时间扩展块

在一些实施例中，所述系统可以被配置为以使块可以随时间被扩展以增加冗余和/或提高随时间恢复信息的机会。

例如，可以使用交织器。在步骤530，分组交织器可以用于在整个突发中扩展编码数位，获得频率和时间分集。频率分集、时间分集，和/或空间分集可用于处理系统要求。在另一示例中，光交叉波分复用器可以以67位的步长交错。

系统监控

所述系统可以被配置为进一步监控/探测干扰系统的尝试，例如，尝试拦截信号、提供假信号、信号干扰、拒绝服务攻击等。

扰频器

在步骤540，交错后，所述系统可以被配置为加扰数据以“白化”数据，这可以在类似的数据在整个子帧中发送的情况下降低输出信号的峰值平均功率比。

例如，可以从长度为31的伪随机位序列（PRBS）获得加扰序列。

可以使用以下参数的组合在每个通信链路的数据的开始处重新初始化该加扰器：

种子值为0x3715

基站ID（BSID）

管道ID

时隙号。

对于控制突发，BSID可以被设为零，因为直到这已经被解码，终端可能不知道BSID。

用于粗突发的时隙号可以是突发所占用的最小号的时隙。

在一些实施例中，PBRS多项式可以是G(x) = x ¹⁵ + x¹⁴ + 1。

突发映射

在步骤550，突发数据到瓦片（tile）的映射是针对每个通信链路类型的，因此将在本公开中的其他地方与每个通信链路一起进行描述。

星座映射

在步骤560，位可以映射到正交相移键控（QPSK）符号，如下所示：

示例QPSK符号映射。

细管道

目的

在一些实施例中，细管道的目的是提供具有给定的一组传输特征的一组通信链路。

例如，每个多帧一次，每个终端机接收并发送用于细管道通信的一个突发。细管道可以被系统配置为向/从每个终端提供潜在有保障的和/或低延迟通信管道。

映射到瓦片（tile）和跳频

频率比DC子载波较高的瓦片（tile）可以被标记上频率指数1 - 20（不断提高的频率）。

频率比DC子载波较低的瓦片（tile）可以被标记上频率指数-1 - -20（不断降低的频率）。

细管道突发（下行链路或上行链路）可以在固定时隙或位置（时间位置）占用具有各种频率指数的一对瓦片（tile）（如+/-X）。这意味着由细管道占用的频谱可以关于DC（对无线电设备进行镜像抑制的简单要求）对称。

在每个连续的复帧上，从循环序列中的下一个位置得到X：9，19，10，20，1，11，2，12，3，13，4，14，5，15，6，16，7，17，8，18，9，19，10，20，10，11，2，12，…。

在一个实施例中，跳频序列可以由随机数发生器得到。可能有很多可能的跳频序列。可以使用任何适合的技术来获得跳频序列的生成。

相同时隙中的细管道可以用不同的偏移读入序列。例如，两个终端（终端A，终端B）的瓦片（tile）的频率指数可能如下：

终端A：... {-5，+5}， {-15，+15}， {-6，+6}， {-16，+16} ...

终端B：... {-19，+19}， {-1，+1}，{-11，+11}，{-2，+2} ...。

通信链路编码

在一些实施例中，来自MAC的细管道包可以被编码，如前面有关编码的小节所述。通信链路特定参数为：

FEC速率 - ¹/₂。

复制模式

如附图11所示，根据一些实施例，可以使用细管道复制模式，例如，通过在终端配置中选择复制模式。复制模式与正常的一组细管道（可以称作正常模式）相反。

配置可以使每个基站支持的终端数量减半，但是可以具有降低包错误率的潜在益处。

对于异常困难的频率环境，可以启用复制模式，因此复制模式在这种环境中可能是有利的。

根据一些实施例，基站和终端全部都使用所述模式，或基站和终端全都不使用所述模式。

可以使用频率分集技术，例如，来避免衰落等问题。

一个潜在的优势在于可靠性增强，跳频、时间分集和空间分集技术的结合可能有助于抵御有信号衰落问题的频率环境。

在下行链路和上行链路子帧中，复制模式将在两个正常细管道瓦片（tile）中发送的信号复制到不同频率的另外两个瓦片（tile）中，实际上，一个复制模式细管道发送占用两个正常模式细管道发送将使用的空间，具有相比细管道正常模式操作额外（即，两次）的频率分集。

复制模式下所述系统的配置可能提供两方面潜在益处：

对衰落更强的恢复力，击败FEC的所有4个已占用瓦片（tile）足够强衰落的概率低于2个瓦片（tile）强衰落的概率；以及

从（最大比率）组合传输的两个副本的信噪比（SNR）提高3db。

具有较高频率的正常模式瓦片（tile）被复制到较低频率，反之亦然。

粗管道

目的

在一些实施例中，所述系统可以被配置为提供可用于向有限数量的终端提供一个或多个高吞吐量通信链路的粗管道。

子帧中支持的粗管道数量是可以配置的。每个粗突发可以使用4个全时隙，因此，一个子帧中支持的粗管道的最大数量是4个。该实现可以在终端和/或基站处进行管理。

映射到瓦片（tile）

根据一些实施例，突发数据可以被映射到下列模式的瓦片（tile）：

。

突发到瓦片（tile）映射

在该示例中，交错已经在整个突发中扩展了用于频率和时间分集的数据，因此，瓦片（tile）映射可能不需要这样做。

根据一些实施例，当突发填充所有已占用子载波时，可以不使用跳频。

广播控制通信链路

目的

广播控制通信链路可能包含所有终端的广播数据，且也可能包含针对一个终端的消息（如对紧急管道消息的响应）。其可以在下行链路上发送。

映射到瓦片（tile）

在一些实施例中，所述系统可以被配置为以使广播控制突发可以位于下行链路子帧的第一个时隙中。所需的瓦片（tile）的数量和映射算法可以是32个，且在一些实施例中，中间的8个可以不用于广播。

通信链路编码

在一些实施例中，所述系统可以被配置为以使所述广播控制通信链路相比细管道更鲁棒地编码。编码可以类似于粗管道的编码。

所述系统可以被配置为在每一帧上广播，这可能暗示在特定超帧中将有5次广播。

紧急管道

目的

紧急管道可以是不能通过细管道接收数据的终端的基于竞争的机制，以使该终端尝试通过更具有鲁棒性的通信链路与基站进行通信。其可以在上行链路上发送。

映射到瓦片（tile）

在一些实施例中，紧急管道可以位于上行链路子帧中的第一个时隙中。支持一个或多个紧急管道。

通信链路编码

在一些实施例中，所述系统可以被配置为以使紧急管道，像广播控制通信链路一样，比细管道更具有鲁棒性地编码。编码可以类似于粗管道的编码。

下行链路同步信号

在一些实施例中，所述系统可以利用下行链路同步信号。下行链路同步信号有两个目的：

提供已知的且“容易查找”的信号，其允许终端确立已存在的基站；

允许终端在时间和频率上同步到系统组帧。

物理层（PHY）测量

诸如终端和基站等设备可以进行各种测量。测量可以包括峰值噪声和未使用瓦片（tile）。

对于终端/基站，这些测量可以包括发射功率、频率偏移、未使用瓦片（tile）中的平均噪声、未使用瓦片（tile）中的峰值噪声、数个（如4个）连续瓦片（tile）间未使用瓦片（tile）中的平均噪声。

每个瓦片（tile），数字信号处理器可以被配置为测量：

功率电平

信噪比（SNR）。

具有机器人的设施中的一些实施例描述-4.0

以下小节为对一些实施例的非限制性的说明性描述。尤其是，实施例提供的背景是具有可以被看作一个或多个终端的一个或多个机器人的仓库设施。机器人可以在各种路径间移动，其中一些路径可以交叉。例如，仓库设施可以包括例如以网格状结构布置的箱子，机器人在仓库设施中的网格状结构中移动以执行各种任务。在该小节的背景下，其他非机器人设备也可以是终端。例如，人可以携带终端进行通信。

所述仓库设施可以包括相对大量的终端机，且所述通信系统实现各种机器人执行这些任务所需的各种通信。

根据一些实施例的通信系统可以被配置为在具有限定大小（例如，约为60 x 120米）的X，Y网格上操作的机器人/终端提供带宽有效无线电控制系统。每个网格可以具有数百个机器人且在一个仓库中可以有几个网格。网格的布局、大小和配置可以变化且有很多可能的实现。

例如，根据一些实施例，可以使用基站来配置所述系统，使用时分双工（TDD）提供单点对多点通信以分离上行链路和下行链路以及使用时分复用（TDM）和频分复用（FDM）以再分时频空间来允许所述基站和所述终端/机器人之间的数个窄带宽连接。

所述基站发射器可以在Tx子帧中使用附加穿孔以进行雷达探测（如监听能量，和/或信号检测）。

以下对所述设施中元件的描述可能指机器人，但还是应当理解，很多描述更广泛地应用于包括任何终端和其他设备之间的通信。

作为示例，一个基站可以被配置为在一个网格（60 x 120米）上操作。

一个装置或一组网格可能包括很多单网格系统。

网格间可能有漫游，且所述终端/机器人可以来回移动。例如，终端可以从第一基站接收漫游请求，要求机器人漫游到由第二基站覆盖的区域，机器人可能有选择地停下来。接着，所述机器人可以将频率、自动增益控制设置和上行链路功率控制设置锁定到第二机器人。所述第二基站可能已经从基站控制器接收到所述机器人的信息，之后其可以与所述机器人进行通信，然后所述机器人可以在所述第二基站的覆盖范围内再次活动。

在一些实施例中，机器人可以被配置为进行各种行动，如暂时停止，或释放通信链路，然后在基站之间的漫游之间重新建立新的通信链路。

上行链路功率控制可以用于处理远近问题。远近问题是接收器捕获强信号（来自附近的无线终端机）并且从而使接收器难以探测较弱信号（来自远处无线终端）的情况。

附图2为根据一些实施例的仓库管理系统的示例框图，展示了一个可能的实施例中的所述系统。

附图2展示了根据一些实施例的示例全自动化和半自动化货品存储与取出系统的示意图。附图2以高水平提供，展示了一个示例实施方式。所述系统200的各种实现可能涉及更多或更少部件，且附图2仅为示例。

所述系统200可以包括机器人控制系统202、维护/监控系统204、基站控制器206、一个或多个基站208a和208b、一个或多个机器人210a，210b和210c，以及一个或多个充电站230。尽管只说明了两个基站208a和208b，以及三个机器人210a，210b和210c，但是应当理解在所述系统的其他实施例中可能有更多或更少的机器人和基站。所述系统200还可以包含能在基站208a和208b与机器人210a，210b和210c之间进行实时或近实时无线通信的宽带WiFi 250。

可能有一个或多个仓库管理系统（WMS）232、订单管理系统234，以及一个或多个信息管理系统236。

所述仓库管理系统232可以包含以下信息：如订单所需货品、仓库中库存单位编号、预期/预测订单、订单中遗漏的货品，在订单将被装载在运输机上时，货品到期日期、每个容器中的货品名称、货品是否易碎或体积庞大等。

所述机器人控制系统202可以被配置为控制机器人的导航/选择路线，包括但不限于从一个位置移动到另一位置、避免碰撞、优化移动路径、控制将执行的活动等。所述机器人控制系统202可以使用一个或多个服务器来实现，每个服务器包含基于存储在一个或多个非暂时性计算机可读存储介质上的指令被配置的一个或多个处理器。所述机器人控制系统202可以被配置为通过基站向一个或多个机器人发送控制信息，通过基站从一个或多个机器人接收一个或多个更新，以及使用实时或近实时协议与一个或多个机器人通信（通过基站）。所述机器人控制系统202可以从基站控制器206接收表示机器人位置和可用性的信息。

在一些实施例中，所述服务器可以包含高可用性服务器。在其他实施例中，所述服务器可以利用“云计算”类型平台进行分布式计算。

一方面是包括或连接到基于本发明所公开的通信链路访问方法的无线通信系统的机器人控制系统。将通过示例对机器人控制系统实现的各种可能的方面进行描述。

控制停止消息可以广播给特定“控制组”或单独终端中的机器人；与发送单独消息相反，广播消息的潜在益处可以包括通过使用多路传输时隙和潜在更高的信噪比来改善通信。

在一些实施例中，所述机器人控制系统202可以被配置为在机器人穿过所述网格时动态地将其分配到不同的“控制区域”。

所述维护/监控系统（MMS）204可以被配置为提供监控功能，包括从一个或多个机器人或一个或多个基站接收警报，建立与查询机器人的连接。所述MMS 204还可以提供配置监控功能的界面。所述MMS 204可以与所述机器人控制系统202互动以指示何时召回某些机器人，或确定何时已经发生系统问题（如很多间隙已经被撤回、很多路径未解决，或存在超过预定数量的多个空闲机器人）。

所述基站控制器206可以存储主路由信息以确定机器人、基站和网格的位置。在一些实施例中，每个仓库可能有一个基站控制器206，但在其他实施例中，可能有数个基站控制器。所述基站控制器206可以被设计为提供高可用性。所述基站控制器可以被配置为管理所述一个或多个基站208a和208b的动态频率选择和频率分配。

在一些实施例中，动态频率选择可由专用射频链处理，所述射频链可以包括各种元件以处理信号和识别要使用的适当频率范围。

所述基站208a和208b可以被组织为基站池，所述基站池然后可以被配置为活动模式、备用模式或监控所述系统。消息可以通过各种通信工具路由给机器人/从机器人路由回来，如通过所述系统250。在其他实施例中，所述通信工具可以是任何通信工具，在一些实施例中，所述通信工具可以是射频链路，如那些满足无线标准802.11的链路。所述基站208a和208b还可以包括处理单元212a，212b、数字信号处理器214a，214b，以及无线电设备216a，216b。

基站的一个功能可以是向由特定机器人控制系统202所服务的特定网格上的所述机器人/终端机提供无线通信链路。基站可以执行下列功能中的一个或多个（但不限于）：

支持细管道通信以进行机器人/终端控制

支持粗管道通信以进行机器人/终端管理

从所述基站控制器接受基站配置数据并根据指令进行配置

从有线网络接受下行链路细管道数据并通过无线网络路由给正确的机器人/终端

从无线网络接受上行链路细管道数据并通过有线网络路由给正确的控制器

使用以太网通过有线网络进行通信

使用系统无线通信通过无线网络进行通信

基站射频链路频率可以由基站控制器设置

在所述基站是独立单元时，所述基站可以默认自主选择操作频率

覆盖约各种尺寸的区域，例如120m × 60m，其可以假定对角线距离为135m

具体覆盖可以取决于基站天线的角覆盖

能够被配置为服务基站、热备用基站或作为频谱监控器

能够被配置为可操作或不可操作的

具有两个收发器天线端口

支持分集接收

具有一个发射器链

网络中的基站可以在时间上同步到主时钟阈值（例如1us）内

基站可以在小于10us的保护带上同步发送和接收

机器人/终端/基站可以在时间上与机器人控制系统202同步到±5ms以内以发送和接收消息

在基站停止其自己的传输之前用信号通知连接到该基站的机器人/终端机停止传输

根据基站控制器的指示改变工作频率

使用广播通信链路向机器人/终端通知频率改变

支持（与基站控制器结合）新的机器人/终端被添加到由基站服务的网格

支持（与基站控制器结合）机器人/终端被移除由基站服务的网格

提供输入以接受来自另一基站或外部每秒脉冲数（PPS）发生器的每秒一个脉冲

支持进行管理登录授权的轻量目录访问协议（LDAP），或任何其他类型的目录协议

用于通过安全外壳（SSH）或自定义命令行界面（CLI）远程连接到基站

支持进行直接配置和控制的自定义CLI

具有多个状态指示器，例如，其可以通过外壳可见。指示器可以根据使用进行配置

具有可从外壳外部使用的重置按钮，以重置基站

具有可从外壳外部使用的重置按钮，其状态可由使其能够将基站恢复到其出厂默认设置的软件读取

以基站控制器请求的详细水平向基站控制器周期性地报告性能信息

能够在2N冗余模式下作为活动或备用实例操作

2N冗余模式指一个活动基站和一个备用基站

如果存在第三方仲裁器（基站控制器），支持故障转移或在活动或备用之间的切换

切换是两个节点仍然响应的受控过程。故障转移是活动节点无法响应时的恢复过程

如果不存在第三方仲裁器，支持活动或备用之间的切换。

所述一个或多个机器人210a，210b和210c可以被配置为围绕所述网格移动并执行操作或任务。操作可以包括从一个堆垛向另一个堆垛移动容器、去充电站充电等。所述一个或多个机器人可以被分配以与所述一个或多个基站208a和208b通信。在一些实施例中，所述一个或多个机器人中的每个在给定时间仅与一个基站进行通信。

所述一个或多个机器人210a，210b和210c可以不必全部都是同一种机器人。可以是具有各种形状、设计和用途的不同的机器人，例如可以是悬臂式机器人、桥接机器人、卷扬式机器人等。

在一些实施例中，所述一个或多个机器人210a，210b和210c具有可以被用来夹持容器将其从所述网格上的一个位置移动到另一个位置的卷扬机。

所述机器人210a，210b和210c可以分别具有无线电设备218a，218b，218c、数字信号处理器220a，220b，220c、处理器222a，222b，222c、实时控制器224a，224b，224c、电池226a，226b，226c，以及发动机、传感器、连接器等228a，22bb，228c。

所述一个或多个充电站230可以被配置为提供电力以为所述一个或多个机器人210a，210b和210c上的电池充电。所述一个或多个充电站230还可以被配置为提供到机器人的高速数据存取，且可以在所述网格周围放置几个充电站以供所述一个或多个机器人210a，210b和210c使用。

应用和其他实现-5.0

以下小节描述了所述系统的各种其他应用和可能的实现。描述是出于说明性的非限制性目的，且根据一些实施例，所述系统可以用在各种其他应用和实现中。

众包的数据-5.1

在一些实施例中，所述系统可以被配置为众包各种数据，包括操作数据、性能数据、分析度量等，以便基于与系统操作相关的数据获得洞察力和通用商业智能。例如，一个或多个终端可以连续地存储和/或发送关于地图上的路线规划或障碍物的度量，这种智能可以在基站或中央服务器处收集和处理，并且随后可以确定决定并将其分布到网络上的一个或多个终端或其他设备。

在一些实施例中，众包的信息可以用于映射一段时间内终端机的各种特性。例如，在人围绕一个位置移动时，人流量可以被映射。人流量的映射可能有利于确定地铁站人移动的瓶颈，或者例如在音乐节/展览空间内的人流量。使用嵌入式设备，如腕带，来跟踪人。

在一些实施例中，所述终端可用于向使用所述终端的一个或多个人提供投票能力。选票可以被单独地发送给所述基站，和/或选票可由各种终端聚合在一起并之后合计起来发送给基站。投票可用于各种环境和应用，例如，在游戏竞赛节目上投票、在音乐会上投票、为政治党派投票等。

当投票用于准确的选票传输可能很重要的环境中（如为政治党派投票），所述系统可以被配置为使用本说明书中所述的方法提高准确性和可靠性。在一些实施例中，所述系统还可以被配置为通过例如认证、加扰、加密等为选票提供额外的安全层。在一些实施例中，元数据可以与选票关联在一起并随选票被传输，如位置数据、投票时间、投票人身份等。

该信息可用于各种目的，如安全监控、活动策划、流程优化、定向广告、人口研究等。

众包的信息可以包含终端的各种性能，且不仅仅局限于位置数据。例如，信号数据（如频谱特征、接收/发射功率、信噪比等）可以因各种目的被众包，如故障排解、映射目的、差或好信号质量区域识别等。

监听终端机传输-5.2

在一些实施例中，终端可以被配置为探听或监听任何其他终端的数据传输，对于子帧中给定的时隙，需要一对多通信路径，如下所述。在另一示例中，对于多个时隙，其也可以是多对多传输系统。即，可以是组成的终端组且要传输的消息可以被标记上消息所针对的特定的组。所述系统可以各种方式被配置，且通信可以一对多的布置被接收和/或发送，可以选择各种时间/频率/瓦片（tile）布置来实现这些实施例。

时隙配置-5.3

在一些实施例中，时隙可以被静态地或动态地配置。即，给定的时隙可以为特定的终端保留以向另一特定的终端或终端组发送消息。这就允许进行自动发送器/接收器确认，而不必特别地在消息内放置目的地时隙。

通过对等通信定位-5.4

在一些实施例中，可以通过对等通信实现终端的定位：

1）每个终端的四侧的一个或多个上可以具有表明适当识别信息的标贴、标签，或二维条码；2）每个终端机的四侧的一些上还可以具有网络摄像头或一种图像传感器，其中所述网络摄像头或传感器可以探测和分析其附近的其他机器人一侧上的标贴或标签；3）因此，每个终端可能能够探测和识别哪些其他终端机可能与其在同一排或同一列，或在同一区域内。在这种情况下，如果一个终端机由于任何原因丢失或不能与基站进行通信，该终端机可以监听附近终端机的消息以确定其他终端机位于何处，从而确定其自己位于何处。如需要，立体网络摄像头也可以提取深度信息。

相同类型的通信方案可以向终端或设备提供工具以通过监听周围环境或远距离传输获得有关其周围其他终端/设备状态的进一步详细信息。这些设备可以具有相同性质，或其可以执行完全不同的任务。

在一些实施例中，以对上行链路和下行链路通信类似的方式，可以由设备来进行附加任务和/或过程调用，以响应由其它设备传输的信息，即使该信息的指定目标（例如目的地终端）不是监听信息的设备。因此，可以在设备或终端之间建立自主元件。在所述设备能够自主确定在何处或如何避免对等终端或设备遇到的障碍时，可以处理突然和危险情况下的紧急停止。

在另一个实施例中，设备可以通过监控去往和来自其他设备的通信量来完整性检查其操作、状态空间机器和当前任务或指令。例如，对于移动终端，其可以监听从基站传输到其他移动终端的移动指令集，使得移动终端可以对诸如避免碰撞的事件进行完整性检查。这也可以应用于安全和安保应用。

如果来自基站的应用和/或消息涉及通过一个或多个终端或移动设备收集数据，其他设备可以以机会性和对等方式采取相同的行动，有时取决于每个设备的 CPU负载和/或功能集。如果所述系统为数据或传输数据轮询所有设备，则这可以向所需数据已经在一个或多个设备上可用的通信方案增添效率元素。

在一些实施例中，系统还可能存在众包商业智能或数据挖掘方面，使得即使数据未被传输到特定设备或基站用于进一步分析，仍然可以将其输入到日志中并且稍后进行分析。

住宅/办公环境中的应用-5.5

在一个实施例中，所述系统可以被部署为启用和配置家用电器、设备和传感器（例如“智能家庭网络”）的智能控制和监控。家中的每个设备或传感器可以是连接到中央基站或服务器的终端，其可以在或可以不在家的物理外围内。连接到基站的设备可以是，例如电视、冰箱、相机、空调、加湿器、热水器、加热器、打印机、洗碗机、洗衣机、烘干机、计算机或笔记本电脑等中的一个或多个。连接到基站的传感器可以是，例如温度传感器、门传感器、警报传感器、二氧化碳传感器、光传感器、阀压力传感器等中的一个或多个。其他设备也可以连接到智能家庭网络，如遥控器、智能电话或平板电脑（如iPad^TM，和/或在Android^TM平台上操作的平板电脑）。智能家庭网络中的所有这些设备和电器的智能控制和监控可以实时或接近实时地依赖于可靠的通信链路。

在这种情况下的系统可以使得各种设备、电器、传感器等能够在一个网络中无线地连接。这些设备、电器、传感器可以与一个或另一个通信，并且在任何给定时间点产生或传输大量的数据。在一个实例中，可以实现云存储和计算以便存储和处理来自智能家庭网络中的连接的设备、电器和传感器中的一个或多个的大量数据。

这些连接的设备、电器和传感器中的每个可以是通信网络中的一个节点或一个终端（类似于在上述仓库实施例中描述的机器人），并且可以被分配一个或多个细管道或一个或多个粗管道以通过数据突发发送和接收数据包，如本公开中其他地方所述。该系统的潜在优势在于其能够使得每个节点或终端能够与基站或服务器进行通信，并且在无竞争通信链路中同时或几乎同时地彼此通信，和/或具有最小的包丢失。

例如，温度传感器可以确定当前起居室温度为27摄氏度，因此不需要打开室内加热。温度传感器可以被配置为在加热器打开的情况下直接接触加热器的控制器部件并且向其发送消息以将其关闭。该过程可以是自动的，并且实时或接近实时在所述系统中。同时，监控单元或控制器可以能够访问、记录和存储所有节点和终端之间的所有通信数据。

在另一实施例中，所有的电器、设备和传感器可以监控彼此的传输，然后可以基于所传输的数据和/或其周围的电器、设备和传感器的状态自主地采取适当的行动。例如，如果门进入设备被触发，则可以自动激活报警设备。或者如果主卧室门打开等，运动传感器可以被解除。可以不需要将决策过程集中在连接到基站的服务器上。

在车辆中的应用-5.6

在另一个实施例中，所述系统可以被部署为在道路上启用和配置无人驾驶或自驾驶汽车（也称为“自主车辆”）。这些自驾驶汽车中的每一个可以是连接到云上的中央基站或服务器的终端，并且可以能够彼此通信，以便基于来自其他自驾驶汽车的数据以及来自中央基站的数据来确定最佳路线。

此外，在自驾驶汽车中可能存在对于汽车的安全和有效操作必不可少的各种传感器、设备和其它技术单元。例如，车速表、加速度计、刹车传感器、摄像头、雷达、激光雷达、GPS、计算机视觉、扬声器、麦克风、安全带探测器等。自驾驶汽车可以同时探测多个不同的物体，识别何时可能有碰到其他物体（例如路缘石、汽车或行人）的风险，并且基于碰撞的合理概率或高概率进一步重新改变自己的路径。

此外，该系统可以用于控制汽车内各种物体的通信。例如，各种传感器和安全特征也可以在汽车的环境中通信（例如，加速器探测到高冲击力并向其他设备指示以防御撞击并准备碰撞）。

例如，自动驾驶汽车中的雷达、激光雷达和摄像头可以以可互操作的方式工作，以实时地或近实时地确定汽车的位置及其相对于附近的其它静止或移动的物体的距离。这可能需要传感器和设备以有效且可靠的方式彼此通信。

该系统可以被配置为使得自驾驶汽车中的各种传感器、设备或其它终端能够实时地或近实时地向/从决策逻辑或控制中心传达和/或接收信息，然后向道路上的其他自驾驶汽车或其他车辆、交通灯和其他设备发送路线或移动决定。由于终端之间（以及在终端和控制中心之间）的数据交换可以以足够的速度通过由系统提供的无竞争和弹性的通信链路，所以可以潜在实时地或近实时地作出决定，因此可以使得自驾驶汽车能够避免碰撞或闯红灯。在一些示例中，决策逻辑或控制中心可以安装在自驾驶汽车内。在其他示例中，决策逻辑可以在不同的汽车中，或者在云类型实现上。

在另一实施例中，所述系统可以被配置为进一步使每个自驾驶汽车能够从道路上靠近它的中央数据库或对等车辆下载新的地图或交通灯时间表的更新版。

传感器和/或设备也可以使用有线连接，并且所述系统可以被配置为提供各种尺寸的管道并相应地分配它们。作为示例实施例，细管道可以例如保持传输“全部OK”或“不OK”，后者将提示车辆减速，随后在粗管道中提供更详细的信息以帮助中央单位决定如何回应。

细管道中的“紧急”消息也可以提示刹车，而粗管道给出关于紧急情况的信息以帮助中央控制器决定提示什么样的附加反应（“向左移动”或“向右移动”）。

还可能存在误报的问题，并且所述通信系统可以利用逻辑来帮助识别误报，例如利用来自各种传感器或双重传感器的读数。

车辆漫游-5.6.1

所述系统还可以用于基于车辆的位置执行漫游。例如，如果车辆在M1高速公路上行驶，则其可以连接到M1基站，如果车辆在交叉的M25路上行驶，则车辆可以在其基站的范围内，正如其是在M1上行驶。在交叉点，割接可能发生在精确的物理位置。该信息可用于促进交通控制措施的实施，例如那些道路上的交通过载系统。

基站漫游-5.6.2

在一些实施例中，所述基站控制器或任何其它合适的控制系统可以被配置为利用从终端接收的位置信息，并结合基站的覆盖区域的位置信息来指示终端利用不同的基站（“漫游”）。

在常规无线系统中，基于对终端受到的频谱条件（例如，信噪比、包错误率、接收信号的功率）的评估来进行漫游。

相反，所述系统可以被配置为基于终端的位置等因素来发起漫游。然后，这样的系统能够利用覆盖区域的先验知识。

军事应用-5.7

在一些实施例中，所述系统可以被部署以控制和监控无人机和其他智能武器。军事技术的各种要素可能需要彼此之间或与中央系统进行通信。上面描述的实施例和技术可以提供建立这些通信链路的有效且高效的手段，其中传输的信息潜在地表明诸如部队定位、摄像头数据、敌友信息、来自命令的指令、自动移动/寻经数据、目标攻击位置等。可以使用诸如卫星链路等各种技术来实现通信链路。所述通信链路还可以被加强、加密和/或配置为具有增强的弹性，特别是在遇到电子对抗、干扰、电磁脉冲等事件时。所述系统还可以被配置为探测和/或响应模拟或伪装来自系统的信号。

家庭警报-5.8

对于用于保护/监控诸如家庭报警系统等设施的系统，主要成本是由于误报产生的。拥有多个传感器并且以更高的置信度确信在几个传感器上同时或不同时登记的事件可以帮助防止误报以及由安全警卫或所采取的其他行动引起的相关的昂贵访问。

此外，许多警报系统具有多个摄像头，当被触发时，将通过警报控制器向安保公司发送视频。在一些情境下，每个公寓使用三个以上这样的摄像头可能是有益的，并且在基站可达范围内可以有许多公寓（或者如果管理不适，则基站之间可能存在干扰）。考虑到频谱可能供应不足，所述系统，特别是粗管道特征，可以用于视频传输。由于监控视频通常具有足够高的分辨率来识别犯罪者，因此随着摄像头变得更便宜且更好，更高质量的摄像头的数量可能将会增加，从而带宽需求更高。

摄像头中的智能与其它传感器一起在细管道上传输概貌信号，并且只有当发生“引人关注的”（可以有不同的定义）事情时，才能使用该粗管道传输视频。

在另一个实施例中，所述系统可以可选地被配置或设计成小空间（例如剧院或体育馆）中许多人携带的监控传感器。来自这些传感器的输出然后可用于以非常短的延迟改变会场的各方面（声音、图像、事件等）。

在另一实施例中，所述系统还可以被配置为监控大型工业设施（如炼油厂）中的传感器。在大型工业设施中，无线通信和长寿命电池（可能附接到太阳能电池）组合可以从根本上减少为这种设施配备所需的所有传感器所需的成本和时间。

在另一个实施例中，所述系统还可以被配置为监控地震勘测中使用的传感器。在大规模地震勘测中，任何一次勘测可能会使用数千个地震检波器（地震接收器）。这些可以使用用于通信和电源的电缆连接在一起。该系统可以被配置为无线监控多个地震检波器，其中无线通信和电池（可能附接到太阳能电池）组合可以潜在地简化进行许多传感器同时操作的地震测量的过程。

可穿戴设备和手持设备-5.9

在一些实施例中，所述系统可以包括作为一个或多个终端的一个或多个可穿戴设备和/或手持设备。可穿戴设备可以包括各种类型的可穿戴设备，例如腕带、头带、脑传感设备、眼镜、臂带、衣服、鞋等。手持设备可以包括各种类型的手持设备，例如手持终端、遥控器、手持游戏机等。

在一些实施例中，可穿戴设备和/或手持设备可以具有各种传感器，如加速度计、陀螺仪、磁力仪、电池电量指示器、麦克风、全球定位系统（GPS）定位器、无线、摄像头、近场通信设备、近距离传感器等。

在一些实施例中，可穿戴设备和/或手持设备可以具有通过各种生物传感器感测生物度量数据的能力，如心率、皮肤电阻、大脑活动、温度、指纹、虹膜识别、眼睛活动、氧饱和度、嗅觉输入等。

感觉数据可以实时地、近实时地批量地收集。感觉数据还可以同步或异步地被传达到各种设备。

所述系统可以被配置为提供与一个或多个可穿戴设备和/或一个或多个手持设备进行通信。可穿戴设备和/或手持设备可以彼此通信和/或与多个基站通信。在一些实施例中，可穿戴设备和/或手持设备还可以通过所述一个或多个通信链路提供各种感觉数据。所述系统可以根据传输数据的特定需要来分配不同类型的通信链路，并且在一些实施例中，来自相同的可穿戴设备和/或手持设备的数据可以在不同的通信链路上传送。例如，所述系统可以被配置为通过高带宽通信链路传输视频数据，并且通过具有低延迟的低带宽通信链路传输状态更新消息。

在一些实施例中，可以存在也可以与可穿戴设备和/或手持设备交互操作的其他类型的终端，如用于核对和/或显示从数个可穿戴设备和/或手持设备接收的信息的设备。

作为说明性的非限制性示例，这种实现的潜在应用是在各种大小事件上使用所述系统。所述通信系统可用于向所述一个可穿戴设备和/或多个手持设备提供一个或多个通信链路。例如，这些设备可以由一个或多个人用于如投票、发送消息、提交媒体、提交糖果订单、接收信息、各种众包活动等任务。

系统的另一示例使用可以是在餐馆中，其中一个或多个顾客可以利用一个或多个手持终端来提交食品和饮料订单、请求服务、支付帐单、提交食物图片/视频、提交音频/视频评论等。

所述系统可以结合生物度量传感数据用于各种应用中，如用于餐馆中，其中可穿戴设备和/或手持设备可以用于感测与顾客相关联的一个或多个生物度量特性（如心率、皮肤电阻、大脑活动、温度），并且使用这些一个或多个生物度量特性来控制餐馆内的各种元素，例如音乐、温度、湿度、照明等。

在一些实施例中，参与者携带的各种传感器可以与所述系统的通信能力结合使用以向娱乐场所或娱乐中心的各个方面提供控制输入。一个或多个传感器可以提供输入，并且输入还可以以各种方式组合（如，加速度计数据与陀螺仪数据组合）。

例如，在诸如夜总会或大型竞技场等娱乐场所中，与一个或多个参与者相关联的可穿戴设备和/或手持设备连接的一个或多个传感器可以用于控制娱乐活动的各个方面，如灯光秀、视频显示等。感觉输入可以单独使用（如，一个可穿戴设备向上移动则一处灯光向上移动）和/或一起使用（如三十个人举起其可穿戴设备后多处灯光向上移动）。

使用具有可穿戴设备和/或手持设备的系统的潜在优势在于所述一个或多个通信链路可以由通信管理器调节以适应各种环境和/或通信需要。

根据一些实施例，可以通过使用所述系统来减轻和/或避免在现有蜂窝技术中由于发起大量通信链路的请求而过载的问题。

例如，可以建立大量的无竞争、低延迟、低带宽通信链路，这尤其有益于大量密集间隔的设备在特定时间段内进行通信的情况。

近实时或实时控制应用-5.10

在一些实施例中，所述系统可以被配置为与各种近实时或实时控制应用一起使用，其中一个或多个通信链路可以与各种元件互连的一个或多个终端建立。与各种元件互连的终端的示例可以包括上面第5.9节描述的所述可穿戴设备和/或手持设备。例如，所述系统可以被配置为与灯光表演、烟花汇演、喷泉表演等一起使用。在这些实施例中，所述系统可以提供一个或多个通信链路以协调和控制所述一个或多个的终端的行动（如，发送控制信息以指示灯光应该被打开、被指向特定方向、用特定能量或特定颜色被激活）。

在一些实施例中，所述一个或多个终端还可以被配置为向控制系统提供信息以使所述控制系统能够监控终端的操作和/或探测终端的操作故障。例如，在灯光表演的背景下，终端可以指出控制灯光的方向性的附接伺服电机发生故障。

例如，所述系统可以被配置为与灯光表演、烟花汇演、喷泉表演等一起使用。在这些实施例中，所述系统可以提供一个或多个通信链路以协调和控制所述一个或多个的终端的行动（如，发送控制信息以指示灯光应该被打开、被指向特定方向、用特定能量或特定颜色被激活）。

在一些实施例中，所述一个或多个终端还可以被配置为向控制系统提供信息以使所述控制系统能够监控终端的操作和/或探测终端的操作故障。例如，在灯光表演的背景下，终端机可以指出控制灯光的方向性的附接伺服电机发生故障。

日常物品应用-5.11

在一些实施例中，所述系统可以被配置为提供用于与一个或多个连接的设备一起使用的通信网络，例如在“物联网”下的那些设备。

在“物联网”的背景下，很多日常的家用、户外、制造和工作场所设备越来越需要与各种网络通信的能力。例如，这些连接的装置可以包括如能够接收指令和/或能够指示其牛奶不多了的冰箱、附接有各种传感器的水管、能够接收命令的照明设备等。

现有的无线和蜂窝网络以及基础设施的挑战在于现有的网络和基础设施被设计为主要为个人计算设备和/或大型服务器提供通信。

一般在“物联网”下的这些连接的设备通常要求与各种网络进行低带宽和低延迟连接。因此，现有的无线和蜂窝网络以及基础设施可能不能很好地满足这些连接设备的需要。

相反，由所述系统提供的通信链路可以被配置为提供已经被调节以有效地服务于这些连接的设备的特定需要的一个或多个通信链路。

其他应用-5.12

根据一些实施例，所述系统可以被用于很多其他应用。例如，传感器可以嵌入在深矿井中，在实时基础上报告岩石稳定性信息，其中传感器彼此通信并且与所述基站通信。

此外，可以设想医学用途，例如位于患者静脉中的微传感器，其记录血流和其他医疗信息并将该信息传送给充当基站的心脏病专家的模块。

还存在根据本发明的某些方面可以考虑的其它情境。这些可以包括嵌入在高价值物品的包装中的传感器，其中传感器在包装打开时发送消息。这一应用的用途可包括由制造商以寄售方式供货的医院中使用的医疗设备（例如支架、气球），仅根据使用的数量向医院收费。另一个实施例可以用于包含高价值或高度机密文件的信封，当信封被打开时通知寄信人。

应当理解，这些实施例不是限制性的，并且可以设想需要在物理区域中的大量的终端单元和至少一个基站之间进行通信的任何应用。可以根据使用按比例缩小或扩大物理区域，并且可以根据需要增加基站的数量，但是系统保持允许大规模且高密度终端单元的能力。

硬件和其他实施细节-6.0

以下小节根据一些实施例对可用于实现所述系统的一些硬件进行了描述。所述硬件用于说明性的非限制目的，且应当理解，各种元件可以被修改、省略、添加等。本小节还描述了操作通信系统的可能的硬件组件的其它相关方面。

所述系统可以是以未授权的5470-5725MHz频带操作的点对多点通信系统。可以使用其他频带。在一些实施例中，系统使用一个或多个频带，包括可能彼此不相邻的那些频带。

使用10MHz通信链路分配的一个基站可以被配置为以实时或接近实时的方式以时分双工、时分多址技术连接到多个终端。

如图16所示，无线电系统可以被布置为多个固定基站，每个固定基站以连接到大量移动或终端的星形结构操作。根据一些实施例，其它结构，如环形结构也是可能的。对于这些结构，系统可能需要一些调整。

移动站可以来回移动并且移动的最大范围不超过特定值（如，150m）。在一个实施例中，所述基站在通电时可以在尝试通信之前搜索频带以获得清晰的通信链路。

在操作期间，所述基站可以持续监控带内信号干扰（如雷达）和该带内的其他用户。如果需要，移动站还可以可选地监控频带中的雷达和其他用户以及移动频率。

工厂中的系统可以使用一个或多个基站来覆盖所需的区域。

在一些实施例中，在覆盖区域之间可以允许漫游。

在一些实施例中，可以使用单频网络技术来扩大覆盖范围。

系统同步

可能需要进行整体系统同步，以便：

终端凭借指令以10亿分之50被频繁锁定至基站；

基站以足够的精度在基本上相同的时间传输，并且在基本相同的时间接收；

如果终端需要从一个网格快速转移到另一个网格，基站同步可以帮助简化该任务。

终端的结构可以包括主振荡器，其以接收的信号锁定到服务基站。

可以向基站提供从主定时单元接收的分布式同步信号。分布式同步信号可以是星形拓扑，但是也可以使用其他拓扑，如环、链等。

所述系统可以被配置为使用同步以太网（SyncE）和分布式每秒脉冲将基站的频率绑定在一起，并且使用IEEE1588v2精确时间协议（PTP）来对准帧定时，提供这种方法提供了基站的微秒时间对准。

为了使所述系统对不能承载SyncE和PTP网络设备成本的较小设施是经济实惠的，基站可以具有用于来自大楼综合定时供给（BITS）定时源的简单1PPS信号的输入连接器。基站还可以具有用于其正在使用的1PPS信号的输出连接器。以这种方式，各基站可以被菊花链接以保持同步，但是在有任何基站故障的情况下，这样的系统可能需要人工干预（重新配置电缆）。

雷达探测

所述基站能够可选择地支持雷达探测机制。

可以存在两种类型的雷达探测，信道内探测和信道外探测。

对于信道外探测，雷达探测的实现将作为中间频率的接收器链之一的信号分支，该中频在被转换为数字信号进行处理之前被滤波和放大。这假设雷达信号永远不会强到足以使射频前端饱和。

对于信道内探测，分析从一个或两个分集接收器链接收的信号，以判断雷达信号的存在。

在一些实施例中，所述系统可以探测雷达传输并智能地切换通信链路以避免任何现有的或预测的干扰。

可能有正在考虑的多个架构以用于雷达探测：

仅在基站中探测；

在基站中的探测以及在向基站发信号通知的终端中的辅助探测；

一个完全独立的雷达探测设备。

可选的雷达探测可以被设计为使得在发生任何类别的干扰的情况下可以停止或暂停无线电传输。

动态频率选择可能不是必要的，只要实体在一定功率阈值以下传输。终端可以在该阈值以下操作，因此终端可以实施或可以不实施雷达探测方案，这可以由传输更高功率的基站来处理。

在较低温度下操作

当在-28℃的冷冻区或任何其它工业冷冻应用中操作时，预期会发生一些性能退化。

无线电直流供电

具体的直流电供电遵循以下原理：

在可能的情况下，在模拟信号链附近不使用开关式稳压器；

锁相环（PLL）可以具有附加的线性低压差调节器，以最小化电源噪声对本地振荡器的影响。

无线电PCB布局

在基站和终端中使用的无线电印刷电路板（PCB）不同。其均可以包括用于中间频率（IF）的主印刷电路板和设计的基带（和数字）部分以及焊接到主板的小型高质量射频（RF）印刷电路板子板，射频部分安装在主板上或者射频部分可以作为高质量射频层安装在多层印刷电路板的顶层和底层。

无线电本地振荡器布置

在一些实施例中，无线电设备可以具有两个本地振荡器。第一个可以在射频和中间频率之间转换，第二个可以在中间频率和基带频率之间转换，其中基带可以不必以直流电为中心。

无线电信号转换

两个接收器链和雷达监控器链可以在传递到基带数字信号处理器之前驱动双I/Q模拟数字转换器（ADC）。系统的采样率可以是任何合适的采样率，如15.36Ms/s采样率，并且模拟数字转换器的动态范围可能取决于实施多少功率控制。雷达探测器的采样率在接收子帧中可以是连续的。

发射器链可以接收来自基带的数字，并以合适的采样速率（如15.36Ms/s）将其转换为模拟域。由数字模拟转换器（DAC）引入的正弦X频率形状可以在信号呈现给双I/Q数字模拟转换器之前被预补偿。

通用无线电频率架构

在所述通信系统的一个方面中，所述基站和所述终端二者都执行通用无线电频率架构，其可以包括以下的一些或全部：

双接收器链

一个雷达探测接收器链

一个发射器链

双天线

在每个接收器链的终点进行模数转换

在每个发射器链的开始进行数模转换。

如附图17所示，其展示了根据一些方面的通用基站和终端架构，雷达探测被展示为接收器链的分支，并且配置还可以是用于信道外雷达探测的完全独立的接收器链。

附图17a展示了基站和终端架构的具体实施例，在适当时包括特定值。应当理解，这仅仅是本发明的示例，并且可以适当地使用所述组件的任何合适的组件或值。

基站无线电架构

基站电子设备可以包括用于基带和无线电的单板。千兆以太网可以用作基站和基站控制器之间以及基站板本身内的互连技术。

到基站控制器的外部链路可以使用标准的RJ45模块式连接器和变压器（这些可以集成到一个封装中）加上千兆以太网物理层（PHY）。物理层可以将线路信号转换为简化的千兆比特媒体独立接口（RGMII），并且这可以是在板内使用的信令系统。

天线布置

在一些实施例中，可以使用一个或多个天线。例如，可以使用两个天线来获得接收链上的空间分集。天线可以是能够覆盖90度到180度覆盖范围之间的高增益扇区天线。

天线和基站硬件的物理布置可以是使到天线的连接尽可能短。这在理想情况下带来了在5.6GHz下仅仅0.5dB的附加损耗。

上行链路功率控制

基站接收器可以同时接收来自如1米的最小范围并且不衰落和如135m的最大范围且衰落的终端的信号。

可选的编码级别可以允许无线电设备恢复比标称灵敏度小6dB的信号（但是每个基站支持的终端的数量减少），并且这一动态范围促使系统需要上行链路功率控制。如果在转换过程中使用高规格模拟数字转换器，则功率控制本质上可以是粗调的，并且可以使用下行链路接收信号强度（RSSI）或/和物理位置和近似已知范围来实现，以设置上行链路功率。

在一个实施例中，基于接收信号强度（RSSI）的基本发射功率控制方案可以按照如下方式实现，假设每个终端具有电池类电源，因此可能需要仔细地监控和调节电量消耗以尽可能保持电量。

可以存在一定的最小RSSI电平（RSSmin），在该RSSI电平下仍然实现包的正确接收，尽管有路径损耗和衰落。基站可以确定由终端发送的数据突发中的功率电平。一旦确定与接收信号/突发相关联的接收信号强度，就可以进一步确定接收信号的最小RSSI和RSSI之间的差，因此可以采用发射功率的校正步骤，如果需要。例如，对于每个包，基站或终端可以计算Px（路径损耗）=发射功率 - 接收的RSSI；并且发送器和接收器之间的最优发送功率可以是Pop = Px + RSSmin。

在另一个实施例中，有一种利用下倾天线来缓解潜在功率控制挑战的方法。下倾天线可能有助于例如频率复用。

上行链路最大信号电平

根据一些实施例，近似的最大信号电平如附图18中的表所示，并且可以高达23dBm。

注意，对于从终端到基站的上行链路，举例而言上行链路等效全向辐射功率（EIRP）的最终值可以是19.5dBm。

该信号电平可建议将需要功率控制。

上行链路最小信号电平

根据一些实施例，近似的最小信号上行链路信号电平如附图19中的表所示，并且接收器灵敏度是-101dBm，这基于30bins的上行链路信号，以及约450kHz的带宽。允许额外的6dB给出-107dm的最小信号。

基站通信接收器

基站接收器可以是具有5470-5725MHz的射频频率、第一中频频率（其特定频率由现有的滤波器和混频器性能的可用性驱动）和最终 IQ基带增益部分的双转换超外差式接收器。中频频率带宽通常为10MHz，并且没有AGC控制。

该架构使用两个同时接收上行链路信号的并行接收器链。每个接收器具有一个增益路径，其：

过滤无线电频率带

在无线电频率范围内提供增益

将信号降频转换到中频

在中频范围内提供增益和分离信号，一条路径用于信号，另一条路径用于雷达探测

在中频范围内提供信道滤波

将信号降频转换为基带作为同相分量和正交分量或作为实际信号，确切的方法将在设计阶段决定

在基带范围内提供进一步的信道滤波和增益

提供模拟数字转换器功能

由于近/远信号要求，不需要固有的AGC，因此将需要一种调节制造增益和温度补偿的方法。

在系统级别，接收器架构设计可以包括以下：

近/远信号范围为-107dBm至-23dBm

基于初始计算的标称噪声系数约为8dB

高IP3且一般来说高线性度，以解决系统可以使用相邻通信链路的假设。

根据一些实施例，接收器链的指示性最高级别架构如附图20所示。

基站雷达监控器

基站控制器可以提供足够的模拟增益，以将接收信号从天线连接器处的-60dBm的值提升到适合所选择的模拟数字转换器的电平。雷达探测电路的确切配置和复杂性可以由欧洲电信标准协会（ETSI）和联邦通信委员会（FCC）的要求以及同时监控带内雷达和可用的替代通信链路的需要来驱动。

基站通信发射器

基站发射器遵循与接收器类似的结构，但是按照调制到中间频率然后滤波并上变频到射频的基带信号的相反顺序。

然而可以采用直接上变频接收器，但是载波切断的典型参数可能很差，并且一个中间频率上变频级可以提供一个合适的选项。

可以控制发射器功率输出以保持在指定范围内。其一部分通过温度控制衰减器来实现，然而所制造的设备之间的变化可以是可能需要发射器链输出处的功率检波器。

指示性最高级别架构如附图21示例发射器的模块和电平图所示。

在+16dBm功率的天线连接器处的标称功率可以在天线连接器处获得，当天线连接器处与至少+9dBi（扇形天线）的天线增益耦合时，产生> +24dBm的等效全向辐射功率（EIRP）。例如，适用规定的最大允许输出可以为+24dBm。

发射器信号峰均比

发射器架构可以支持OFDM信号期望的13dB的峰值平均包络功率。

基站无线电基带

附图22展示了示例基站方框图。

数字信号处理（DSP）功能

DSP功能可以由具有256MB DDR3SDRAM（两个16位宽的1Gb芯片）和合适的存储器（诸如16Gb NAND闪存）的任何合适的设备（诸如Octasic^tm OCT2224WE-BCN）提供。

现场可编程门阵列（FPGA）

在无线电电路和数字信号处理器（DSP）之间的信号路径中可能存在FPGA。FPGA可以包括匹配电接口所需的任何逻辑，并且还可以用于摆脱高速数字信号处理不能由DSP软件实现的问题。

以太网连接

千兆以太网可以用作基站和基站控制器之间的互连技术。到基站控制器的两个外部链路可以使用标准的RJ45模块式连接器和变压器（这些可以集成到一个封装中）加上具有同步以太网（SyncE）和IEEE1588v2精确时间协议（PTP）支持的双千兆以太网物理层。物理层将线路信号转换为到网络处理器的简化的千兆比特媒体独立接口。

基站定时

系统中的所有基站需要在时间和频率上保持同步，以使无线电接口正确地运作。基站可以支持两种保持定时的独立方式：通过使用SyncE加PTP的以太网链路；或通过携带来自BITS（大楼综合定时供给）的1PPS（每秒脉冲）信号的同轴电缆。也可以使用保持定时的其他方法。

本地1PPS信号可以馈送到BITS 1PPS输出端口，而不管基站是通过PTP还是BITS输入锁定。BITS输入和输出信号可以通过50Q BNC连接器连接。

单片时钟同步器（如Microsemi ZL30342）用于产生与主参考源同步的时钟和帧信号。该设备由网络处理器上运行的软件通过SPI或I2C接口控制。

系统所需的各种低抖动时钟由专用时钟发生器芯片从主时钟频率导出。

电源供应

有多种为基站供电的方式，一些示例可以包括：

通过到基站控制器的以太网链路，使用以太网供电（PoE）；

通过本地48V直流电源供电。

从接线的角度来看，第一种选择可能更方便，因为基站位置将仅需要Cat6布线，尽管由于在网络中需要使用以太网供电（PoE）电源而导致成本损失。

48V直流电源输入可能对基于实验室的测试有用并在现场部署中具有灵活性，例如，在非常小的系统中。

基站可以通过PoE从DC输入插座接受电力馈电。48V DC输入可以优先于PoE - 如果有48V DC输入，则可以修改PoE‘签名’以禁用PoE电源。PoE供应由网络处理器上的软件控制，可以确保从活动链路而不是备用链路获取电力。

有多种可以通过PoE供电的功率电平；基站预期适合符合IEEE802.3at（PoE +）的电源的广泛可用的最高功率电平。这将30W馈送到线路，且在基站处所产生的期望功率是25.5W。

使用专用PoE标准可以获得更高的功率电平，但是不容易获得符合这些标准的电源设备。如果基站需要比PoE+能提供的功率更多的功率，则将总需要使用48V DC输入。

以太网供电可以使用高电压（48V标称值），以最小化数据电缆上的电流。这将由单独的开关转换器转换为5V‘中间轨’。5V轨将被馈送到各种“负荷点”转换器，以产生板上数字电路使用的低压轨。馈送到模拟电路的电源将使用串联扼流圈或低压差稳压器，以防止开关噪声影响性能。

基站网络处理器

网络处理器可以是德州仪器（TI）Sitara系列的基于ARM Cortex-A8的处理器。这可以提供两个简化的千兆比特媒体独立接口（RGMII）端口，用于到基站控制器的主链路和备用链路。也可以使用其他设备。

可能需要第三个以太网链路作为到Octasic^tmDSP的通信路径。这可以由位于FPGA中并由网络处理器通过其地址和数据总线驱动的100Mb媒体访问控制层（MAC）提供。

网络处理器从其本地闪存启动，然后可以加载FPGA和Octasic^tm DSP。

机器人无线电架构

机器人通信接收器

接收器功能可以类似于基站，除了现在使用自动增益控制（AGC）代替固定增益接收器来将信号电平设置到ADC中。

机器人上行链路功率控制

发射器能够控制上行链路信号，使得无论终端/机器人在网格何处，发射器功率为使得在基站接收的信号的量级为-60dBm。

机器人雷达监控器

在一些实施例中，终端可以以低于需要在终端上使用雷达探测的功率电平的功率电平发射，以使基站能够探测雷达干扰并且启动频率变化。

机器人通信发射器

发射器功能实质上与基站相同，除了与基站发射器相比，它通过较窄的带宽传输较少的绝对功率并且传输较低的频谱密度。然而，基站接收器具有较高的天线增益天线，其补偿较低的终端发射器功率。

机器人无线电基带

附图23 展示了根据一些方面的示例机器人通信板方框图。机器人无线电基带电路实际上是基站设计的精简版。其可能与基站板有以下不同：

没有网络处理器，因此以太网链路通过标准以太网PHY直接来自Octasic DSP

无同步以太网/ IEEE1588v2（或定时选通），因为所有定时都通过无线电

无以太网供电（所有功率均来自终端电池）

简化的无线接口，因此FPGA由更便宜的复杂可编程逻辑器件（CPLD）代替

通过CPLD从DSP到机器人控制器板的附加串行外设接口（SPI）链路。

附图23a为如附图23所示的机器人通信板方框图的具体示例。应当理解，该图仅涉及特定实施例，并且可以根据上述本发明的各方面使用任何合适的机器人通信板。

软件架构

以下小节提供了可以用于实现一些实施例的各种软件元件以及相关处理元件及其操作的示例性非限制描述。本发明所述通信链路访问技术可以使用网络组件来实现，但是也可以使用软件来实现，例如使用基于联网方法软件。以下是本发明所述通信系统基于软件的实现的可能方面。虽然可以提供具体细节，但是应当理解，实现方式可以有变化，并且可以省略、修改和/或添加各种元件。

概述

软件层可以在可连接到网络的设备之间提供两个抽象的通信链路，设备可以包括各种类型，其可以包括终端、机器人、手持设备、可穿戴设备或者具有传送数据能力的任何装置。

可以有一个或多个细管道——细管道可以提供至少一个基站和终端之间的通信，例如用于控制和监视终端活动。在一些实施例中，终端可以具有专用的细管道连接。

可以有一个或多个粗管道——粗管道可以提供操作者或维护系统与终端之间的通信，用于各种目的，如管理访问。

可以根据需要分配粗管道，并且可以具有专用带宽资源，直到连接被释放。链路层可以帮助确保数据被可靠地传送。

控制通信链路可以允许基站识别自身并向终端传送任何公共配置或命令信息。

协议软件可以分布在基站控制器、基站、终端等上。

协议

用于实时控制消息（细管道）和用于管理和维护（粗管道）的协议栈可以变化。

实时控制协议

如附图12所示，根据一些实施例，一个或多个实时控制协议可以通过专用细管道提供终端位置和命令消息的传输。消息可以通过连接封装在媒体访问控制（MAC）帧中，对于所有其他连接，消息可以封装在实时接口（RTIF）帧的变体中。两种变体在寻址模式上不同。在终端无线电和机器人控制之间，寻址可以是隐式的，因为存在一个点到点连接。在基站和基站控制器之间的连接上，地址可以包括基站识别码（BSID）和用于通信链路的时隙号。

控制系统中的路由功能，如基站控制器上的路由功能，可以提供机器人名称与BSID和一个或多个时隙号之间的映射。在一些实施例中，基站控制器提供路由信息的可靠源，并且可以被配置为每当终端/机器人被添加或移除时进行更新。

管理/维护接口

用于这些连接的底层传输机制可以是一个或多个粗管道连接。在一些实施例中，每个基站支持有限数量的并发粗管道（1-4个，取决于基站配置）。基站可以提供应用程序编程接口（API）以使得基站控制器能够向终端/机器人动态地创建或释放粗管道连接。在终端/机器人端，无线电模块可以被配置为向PC（可能存在于终端/机器人上的处理器）提供类似的API。基站控制器中和PC上的驱动软件可以使用这些API来为TCPIP / UDP提供类似调制解调器的接口。

每个机器人/终端可以被分配用于管理连接的无线IP地址，并且网络可以被配置为通过基站控制器将通信路由到这些地址。当在基站控制器处接收到这些地址中的一个的通信时，其可以被配置为尝试创建到相应PC的TCPIP/UDP连接。

附图13展示根据一些实施例的粗管道协议栈。粗管道连接也可以由终端/机器人启动。无线电模块（其可以存在于终端/机器人上）可以被配置为在细管道上的MAC头中使用粗管道请求标志。当探测到这种情况时，基站通知基站控制器上的粗管道驱动器，并且如果资源可用，则基站控制器将创建粗管道连接。

LLC（逻辑链路控制）可以为隧道通信提供可靠的流连接。

RRC（无线电资源控制）可以提供无线电通信链路管理功能。

MAC层复用需要访问物理层数据界面的所有服务。

处理元件

在一个实施例中，协议软件可以分布在多个元件上。

基站控制器

如附图14所示，基站控制器可以是运行Linux的商用英特尔服务器的高可用性集群。在一些实施例中，在每个仓库中可以仅有一个基站控制器，并且基站控制器可以被配置为提供以下功能中的一些功能，以下列表是非限制性示例列表：

基站调试和配置

基站频率规划

终端/机器人通信链路分配

终端/机器人路由信息

粗管道终端

监控和日志功能。

基站

如附图15a所示，根据一些实施例，在基站端，协议模块可以在专用的基于Linux的网络处理器上运行。网络处理器可以包括两个千兆以太网接口以允许到基站控制器的“双归属”（活动+备用）链路。还可以提供光接口。第三个以太网接口可用于与运行在Octasic^tmDSP上的PHY通信。

无线电模块和PC

如附图15b所示，根据一些实施例，在链路的终端/机器人端，协议模块可以在无线电模块和嵌入式个人电脑（PC）上运行。

在一些实施例中，PC可以运行Linux并且可以具有类似于基站控制器上的粗管道驱动器的粗管道驱动器以终止在终端/机器人端的连接。PC还可以充当无线电模块的启动服务器。

无线电模块处的协议层可以是基站上的软件模块的对等体。

无线电模块和Linux PC可以通过以太网链路进行通信；该链路可以承载所有粗管道通信量以及辅助的细管道通信量（用于监视/分析）。Linux PC还可以运行与实时控制器连续通信的服务以取回当前状态和传感器值，并且通过API将其提供给在Linux PC上运行的自定义脚本/程序。

来自无线电模块的细管道通信量可以通过串行外设接口（SPI）链路被路由到实时控制器，响应同一链路上返回的消息。

实时控制器

最终处理元件是实时控制器。这可以是负责终端/机器人的所有正常运行/操作的嵌入式处理器，并且可以通过两个SPI接口连接到无线电模块和Linux PC。

所有细管道通信量可以被路由到该模块，该模块可以解码，依照各种消息行事并对各种消息作出响应，随后将细管道返回的通信量发送到无线电模块。

状态信息可以通过第二SPI链路发送回Linux PC，以用于各种用途，如自定义处理。根据一些实施例，该链路还可以允许对终端/机器人进行一些独立控制，受制于其处于非操作模式。

软件功能

无线电资源控制（RRC）

可用的无线电资源可以划分成瓦片（tile）矩阵，这些也可以被垂直分裂为3组：

公共控制通信链路；

细管道；

粗管道。

公共控制通信链路可以占用第一列瓦片（tile）；公共控制通信链路可以使用比其他通信链路适应力更强的的编码方案。在下行链路方向上，公共控制通信链路可以用于广播关于基站的信息、可应用于所有机器人/终端的消息或命令（如基站频率改变或紧急停止）和/或发往一个终端/机器人（如粗管道分配）的消息。在上行链路方向上，公共控制通信链路可以被分成多个高恢复力上行链路通信链路。

剩余的瓦片（tile）可以用于到机器人/终端的专用连接。根据一些实施例，细管道和粗管道之间带宽分配的划分可以由基站控制器配置，并且可以预期在正常操作期间保持静态。

在一些实施例中，可以由基站或终端减轻丢包的影响；重新传输最后传输的包，直到需要发送新包。这样的包可以包含例如从基站到终端的指令。

在另一实施例中，可以提供用系统的容量交换附加数据恢复力的方法。例如，可以为数据包配置多个传输。

在另一示例中，可以利用与正常模式相反的细管道数据突发的复制模式（如本公开中其他地方所述），可能提供更好的数据恢复力。

每个细管道可以传送一对瓦片（tile）（或四个瓦片（tile），用于以一半容量进行更具鲁棒性的操作），每个多帧传送一次。可以对细管道编号，并且每个终端/机器人在首次引入系统时可以被分配一个细管道号。在一个实施例中，细管道号（TPN）可以由以下字段组成：

多帧偏移（0-4）；

时隙（1-19）；

瓦片（tile）偏移（0-19）。

在一个实施例中，在被引入系统或基站之前，终端/机器人可以与工厂设置ID（终端/机器人的标识）一起使用。终端ID可以被手动地或自动地加载到基站控制器中，然后终端/机器人就可以使用。然后，基站ID和相应的细管道可以由基站控制器（通过合适的算法）设置，并且终端/机器人可以随后被配置。

根据一些实施例，瓦片（tile）偏移可以指附图9a所示的轴。如前所述，总共可以有40个瓦片（tile），并且每个细管道可以使用两个瓦片（tile）。所使用的两个瓦片（tile）可以关于附图9a所示的水平虚线对称，因此，瓦片（tile）偏移数可以指一对对称放置的瓦片（tile），因此只需要20个瓦片（tile）偏移数。在一些实施例中，瓦片（tile）偏移数可以引用跳频序列（如本发明其他地方所述）或者从中心虚线的绝对偏移。

在另一实施例中，终端/机器人可以接收包括基站ID和TPN（细管道号）的配置数据。然后它可以侦听通信链路之间的广播突发。在该突发内可以是围绕DC（中心频率）的多个时隙，这些DC用于调谐本地振荡器。终端/机器人可以调到这些通信链路或时隙。一旦完成，终端/机器人可以处理通过广播突发接收的数据。如果接收的数据包括正确的基站ID，则它可以开始在其细管道号或细管道上传输和接收数据。如果不包括，则终端/机器人可以移动到不同的通信链路，并且该进程可以再次开始，并且继续，直到终端/机器人在广播突发中探测到正确的基站ID。

在另一个实施例中，终端/机器人不需要在频率之间搜寻以找到正确的基站，因为这可能潜在地减慢接入过程。基站可以驻留的目标频率可以预先加载在终端/机器人的配置数据中。这可以加速终端/机器人加入网络，因为终端/机器人将知道在激活时要监听或传送哪个频率。

在一些实施例中，终端/机器人的细管道号可以由基站改变：

当终端/机器人在基站之间漫游时；

当触发动态频率选择实例时；

当帧非常满（容量不足）并且多个终端/机器人从服务中移除时——细管道号可能需要重新分配给一个或多个机器人/终端以将它们的传输归为一组。这可以被称为对频谱进行“重组”。这可以在改变细管道和粗管道之间带宽分配之间的比率之前进行。

当网络管理系统或操作员需要时，可以通过基站控制器分配粗管道。基站控制器可以被配置为协调对带宽的请求，并且如果基站上可用的粗管道资源不足，则可以拒绝请求。请求可以被转发到基站，在基站，它们由RRC处理。RRC将瓦片（tile）块分配给粗管道，并更新MAC和PHY配置。MAC层通过公共控制通信链路向终端/机器人通知所述分配。

媒体访问控制层（MAC）

在一些实施例中，与终端/机器人模块相反，可由基站处理的连接的数量之间存在差别。对于终端/机器人，这可以是一个或两个，但是对于基站它可以是几百个。在某些可能的方面，MAC层对所有数据源进行复用，并以同步方式向PHY提供数据。在接收方向上，通信系统为LLC、RRC和RTF的数据进行解复用。

细管道

每个细管道都有机会在每个多帧发送和接收消息。这些通信链路可以主要用于在机器/终端机和基站或各种控制系统之间传输实时控制和位置信息。

MAC层头部可以保持最小，并且可以至少包含以下信息。

域	描述
		收到OK：	表示在上一个接收窗口中接收到有效帧
MAC消息：	该消息用于MAC层，而不是实时控制消息。
		粗管道请求	终端/机器人到基站方向，表示终端机有TCP/UDP数据发送到网络
序列号	5位计数器，随每个从控制系统的终端或控制器接收的RTIF消息增加

序列号用于丢弃复制的消息，并允许对遗漏的消息进行计数。

细管道有效载荷最多可达14个字节。短于此长度的消息具有零字节。

仅当没有新的或未确认的实时控制消息要发送时，才发送MAC消息。

MAC消息	描述
		填充帧	只有当没有其他要通过细管道发送的东西时才由基站发送

在接收方向上，在一个可能的方面，MAC接收块并且将它们馈送到标记有接收它们的通信链路的细管道号的实时接口。

MAC可以为每个连接保持有限状态，包括：

未发送消息

最后一帧发送的消息

自上次准确接收以来的多帧计数

自上次确认发送以来的多帧计数。

粗管道

物理层（PHY）可以在任一时刻支持少量高速“粗管道”连接，实际数量可以表示与细管道总数的权衡。

MAC层可以被配置为向PHY提供块，以每20ms在每个有效粗管道上进行传输。该块可以包含一个或多个MAC帧。如果没有足够的有效载荷数据来填充整个块，则一个MAC填充帧前可以有一个MAC数据帧。

在一个实施例中，可以在控制通信链路上连续地通告粗管道配置。仅当成功地解码控制通信链路且在粗管道配置中识别其细管道号时，无线电才可以在粗管道上发送。

公共控制通信链路

MAC向PHY提供数据以供每帧在广播通信链路上发送。数据可以分为公共广播信息、公告、定向广播信息等。

公共广播信息

公共广播信息可以在每一帧中发送，广播数据可以包括：

基站识别码

帧序号

通信链路配置

粗管道分配。

公告

公告可按要求发送，如：

帧N处频率改变

帧N处基站关闭

要求所有机器人停止的紧急公告或广播。

定向广播信息

对于定向广播信息，每个数据包可以包含终端识别码；所有终端/机器人可以接收它，但只有具有数据包中包含终端识别码的编址终端/机器人可能需要处理数据包。这些定向广播信息可以作为高完整性下行链路消息（控制通信链路具有比常规细管道更大的恢复力）发送。

在上行链路方向上，通信链路可以被分成多个高级整体块，以供终端/机器人在它们不能在其常规细管道上通信时使用。在一个实施例中，如果自上次确认发送以来的多帧计数大于设置值（如5），则无线电模块可以仅使用该通信链路。在第一次传输之后，它可以在重试之前应用随机退避。基站可以使用定向广播机制来响应在控制通信链路上接收的任何消息。

实时接口（RTIF）

RTIF协议可能有两个变体。

在基站端，实时接口束（RTIFB）处理可以从MAC层接收包、添加包含BSID和由MAC标识的时隙号的RTIFB头。

RTIFB是各个终端机的消息的集合，被集合为发送到所述一个或多个基站/从所述一个或多个基站发送的一个消息。这种方法的潜在优势是保护有线以太网资源。

这些帧中的多个可以组合成UDP包，然后发送到机器人控制系统。将多个消息组合成一个包可以减少UDP包的网络开销。相反，RTIF通过将UDP包分成单独的RTIFB帧并转发到用于传输的适当的MAC队列来处理发送到RTIF端口的UDP包。

在一些实施例中，终端/机器人可以仅对一个细管道连接感兴趣，并且从MAC接收的包可以通过SPI连接发送到实时控制器。相反，实时控制器可以通过SPI定期轮询，并且接收的任何新消息可以被发送到MAC层用于传输。

逻辑链路控制

这提供了基于粗管通信链路的可靠的数据链路连接。

粗管道物理层可以具有交错的发送和接收功能以及物理通信链路的鲁棒编码，这使得其适合于具有小窗口大小（1或2）和简单确认的链路接入协议-信道D（LAPD）类协议。

用于终端/机器人的协议软件可以比在基站端的等效实体更简单，因为它只需要管理一个或两个通信链路。

配置

基站控制器可以是用于所有终端/机器人和基站无线电和路由配置的主存储库。根据一些实施例，当将基站添加到系统时，可以将其手动添加到基站控制器。其他实现方式是可能的

其他实现方式是可能的，例如，在一个实施例中，系统可以自动地配置新引入到系统的基站，其中当为新的时，可以在系统调试期间导出一定的预定的配置数据。在另一个实施例中，备用基站可以被安装且可以是活动的，但是可以不被配置，因此在系统中可能是被动的。然后，基站控制器可以在以后调试并激活它们。这可能有利于响应增加的容量需求，或者解决由运行中断或任何其它故障引起的服务中断。在另一实施例中，在系统被配置为避免各种通信链路上的干扰时，基站控制器可以基于从被设置作为专用传感器或响应来自现有正常基站的可用信息的基站收集的信息来协调其基站的通信链路分配。

在一些实施例中，当终端/机器人被引入系统时，基站控制器可以分配基站识别码（BSID）、通信链路号/频率和/或细管道号（TPN）。每个通信链路有一个基站时，可以不需要基站识别码。此外，基站控制器可以知道由于动态频率选择而引起的变化，并且可以相应地对机器人/终端进行程控。

该信息可以存储在终端/机器人上任何合适的模块中或任何其他合适的位置。无线电模块可以接收该配置数据作为启动过程的一部分。在一个可能的实现中，如果没有可用配置，则不激活无线电设备。无线电模块可以扫描广播正确识别码的基站，然后可以从广播消息接收描述通信链路结构等的附加配置。该信息还可以以各种方式提供，如在被引入时的配置期间。

频率规划

在一些实施例中，基站可以被配置为扫描雷达和其它干扰，并且该信息可以被报告给基站控制器。如果在基站工作频率上探测到雷达，则可以尽快移动该频率。这可以由基站控制器协调以防止多个基站选择相同的频率。如果在为DFS设置的时间限制内不可能选择新频率，则基站可以被配置为停止发送。

数字信号处理（DSP）功能

在基站和终端/机器人上，物理层处理可以在任何合适的软件/硬件实现上运行，如在OCT2224W基带处理器上的软件中。例如，该处理器可以具有24个内核和6个面向通信处理的硬件加速器。

下表展示了终端/机器人和基站上OCT2224W设备的主要功能。每个功能盖射所有内核和加速器。该表仅用于说明性的非限制性目的。

功能	基站	终端/机器人	评论
				MAC PHY API	√	√	基站上的外部（以太网），终端/机器人上的内部（DSP内部）
调制解调器发送	√	√
				调制解调器接收	√	√
获取		√	调节接收窗口以与无线帧结构对齐。包括牵引VCXO
				雷达侦测	√		在终端/机器人中也可能需要雷达侦测
IP栈	√	√
				DSP诊断	√	√

此外，在终端/机器人上，MAC层可以被配置为在PHY旁边的OCT2224W上运行。

综述

本发明所述系统、设备和方法的特征可以以各种组合使用，并且还可以以各种组合用于系统和非暂态计算机可读存储介质。

本发明所述系统和方法的实施例可以以硬件或软件或两者的组合来实现。这些实施例可以在可编程计算机上执行的计算机程序中实现，每个计算机包括至少一个处理器、一个数据存储系统（包括易失性存储器或非易失性存储器或其他数据存储元件或其组合）以及至少一个通信接口。例如但不限于，各种可编程计算机可以是服务器、网络设备、机顶盒、嵌入式设备、计算机扩展模块、个人电脑、笔记本电脑、个人数据助理、蜂窝电话、智能电话设备、超移动平板电脑和无线超媒体设备或能够被配置为执行本发明所述方法的任何其他计算设备。

将程序代码应用于输入数据以执行本发明所述的功能并生成输出信息。以已知的方式将输出信息应用于一个或多个输出设备。在一些实施例中，通信接口可以是网络通信接口。在元件被组合的实施例中，通信接口可以是软件通信接口，如用于进程间通信的接口。在其他实施例中，可以存在被实现为硬件、软件及其组合的通信接口的组合。

每个程序可以以高阶程序式语言或面向对象的编程语言或脚本语言或其组合来实现，以与计算机系统进行通信。然而可选地，如果需要，程序可以以汇编语言或机器语言来实现。语言可以是编译型语言或解释型语言。每个这样的计算机程序可以存储在可由通用或专用可编程计算机读取的存储介质或设备（例如，只读存储器（ROM）、磁盘、光盘）上，计算机读取存储介质或设备以执行本发明所述的步骤时配置和操作计算机。也可以考虑将系统的实施例实现为配置有计算机程序的非暂态计算机可读存储介质，其中如此配置的存储介质能使计算机以特定和预定义的方式操作以执行本发明所述的功能。

此外，所述实施例的系统和方法能够分布在包括载有用于一个或多个处理器的计算机可用指令的物理非暂态计算机可读介质的计算机程序产品中。介质可以以各种形式提供，包括一个或多个磁盘、光盘、磁带、芯片、磁性和电子存储介质、易失性存储器、非易失性存储器等。非暂态计算机可读介质可以包括除了暂态的传播信号之外的所有计算机可读介质。术语非暂态并不旨在排除如主存储器、易失性存储器、RAM等的计算机可读介质，在这些计算机可读介质中，存储在其上的数据可能仅被临时存储。计算机可用指令还可以是各种形式，包括编译和非编译代码。

在下面的讨论中，将针对由计算设备构成的服务器、服务、接口、门户站点、平台或其他系统进行大量参考。应当理解，使用这样的术语默认表示一个或多个计算设备具有至少一个处理器，该至少一个处理器被配置为执行存储在计算机可读有形非暂态介质上的软件指令。例如，服务器可以包括以实现所述作用、职责或功能的方式作为web服务器、数据库服务器或其他类型的计算机服务器操作的一个或多个计算机。应当进一步理解，所公开的基于计算机的算法、过程、方法或其他类型的指令集可以实现为包含非暂态有形计算机可读介质（存储使处理器执行所公开的步骤的指令）的计算机程序产品。应当理解，本发明所述系统和方法可以将各种数据对象的电子信号转换为三维表示，以在被配置用于三维显示的有形屏幕上显示。应当理解，本发明所述系统和方法涉及硬件设备的互连网络，硬件设备被配置为使用接收器接收数据，使用发射器发送数据，以及使用特别配置的处理器来转换用于各种三维增强的电子数据信号，其中三维增强用于随后在三维适合显示屏上显示。

以下讨论提供了本发明主题的许多示例实施例。虽然每个实施例代表本发明元件的一个组合，但是本发明主题被认为包括所公开元件的所有可能的组合。因此，如果一个实施例包括元件A、B和C，并且第二实施例包括元件B和D，则本发明主题也被认为包括A、B、C或D的其他剩余组合，即使没有明确公开。

如本发明所用，除非上下文另有说明，术语“耦合到”旨在包括直接耦合（其中彼此耦合的两个元件彼此接触）和间接耦合（其中至少一个附加元件位于两个元件之间）。因此，术语“耦合到”和“与...耦合”同义使用。

本发明所述的功能还可以作为因特网服务访问，例如通过访问任何形式的计算机设备所描述的功能或特征、通过计算机设备访问被配置为执行所述功能或特征的服务器计算机、服务器机群或云服务。

上述实施例可以以多种方式中的任一种来实现。例如，可以使用硬件、软件或其组合来实现实施例。当在软件中实现时，软件代码可以在任何合适的处理器或处理器集合上执行，无论是在一台计算机中提供还是分布在多台计算机中。这样的处理器可以被实现为集成电路，其中一个或多个处理器在集成电路组件中。处理器可以使用任何合适格式的电路来实现。

此外，应当理解，计算机可以以多种形式中的任何一种来实现，如机架安装式计算机、台式电脑、笔记本电脑或平板电脑。另外，计算机可以嵌入在通常不被认为是计算机但具有适当处理能力的设备中，包括EGM、网络电视、个人数字助理（PDA）、智能电话、平板或任何其他合适的便携式或固定电子设备。

此外，计算机可以具有一个或多个输入和输出设备。这些设备尤其可以用于提供用户接口。可用于提供用户接口的输出设备的示例包括用于输出可视呈现的打印机或显示屏幕以及用于输出可听呈现的扬声器或其它声音生成设备。可用于用户接口的输入设备的示例包括键盘和定位设备，如鼠标、触摸板和数字化输入板。作为另一示例，计算机可以通过语音识别或以其它可听格式接收输入信息。

这样的计算机可以通过任何合适形式的一个或多个网络互连，包括局域网或广域网，如企业网络或因特网。这样的网络可以基于任何合适的技术，并且可以根据任何合适的协议进行操作，还可以包括无线网络、有线网络或光纤网络。

本发明所述的各种方法或过程可以被编码为可在一个或多个处理器上执行的软件，所述处理器使用各种操作系统或平台中的任何一种。另外，这样的软件可以使用多种合适的编程语言和/或编程或脚本工具中的任何一种来编写，并且还可以被编译为在框架或虚拟机上执行的可执行机器语言代码或中间代码。

所述系统和方法可以实现为用一个或多个程序编码的有形非暂态计算机可读存储介质（或多个计算机可读存储介质）（如，计算机存储器、一个或多个软盘、光盘（CD）、光碟、数码影碟（DVD）、磁带、闪存、现场可编程门阵列或其他半导体器件中的电路配置，或其他非暂态有形计算机可读存储介质），当在一个或多个计算机或其他处理器上执行时，执行实现上述各种实施例的方法。计算机可读介质可以是可传输的，以使存储在其上的程序可以加载到一个或多个不同的计算机或其他处理器上，以实现如上所述的各个方面。如本发明所用，术语“非暂态计算机可读存储介质”仅包括可以被认为是产品（即制品）或机器的计算机可读介质。

本发明中所用术语“程序”或“软件”一般意义上指代可以用于对计算机或其他处理器进行编程以实现本发明所述各个方面的任何类型的计算机代码或计算机可执行指令集。另外，应当理解，根据本实施例的一个方面，在被执行时执行本发明所述方法的一个或多个计算机程序不需要驻留在一个计算机或处理器上，而是可以以模块化方式分布在多个不同的计算机或处理器中来实现各个方面。

计算机可执行指令可以是由一个或多个计算机或其他设备执行的许多形式，如程序模块。通常，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等。通常，程序模块的功能可以在各种实施例中根据需要组合或分布。

此外，数据结构可以以任何合适的形式存储在计算机可读介质中。为了简化说明，数据结构可以被示为具有通过数据结构中的位置相关联的字段。这样的关系同样可以通过为在传达字段之间关系的计算机可读介质中具有位置的字段分配存储来实现。然而，可以使用任何合适的机制来建立数据结构字段中信息之间的关系，包括通过使用指针、标签或在数据元素之间建立关系的其他机制。

取决于特定实现和各种相关因素，如通信设备的资源、无线网络参数和其他因素，不同的实现架构可以用于本发明。

还应当理解，计算机服务器可以被实现为任何可能的服务器架构或配置（包括例如分布式服务器架构、服务器机群或基于云的计算环境）中的一个或多个服务器。

只要将系统描述为从通信设备的用户接收输入，就应当理解，可以通过激活通信设备上的物理键、通过与通信设备的触摸屏显示器的交互、通过在通信设备处接收并由系统处理的语音命令、通过在通信设备处观察和处理的用户手势、通过以一定手势模式物理地移动通信设备（包括摇动通信设备）、通过从与用户相关联的另一本地或远程通信设备接收数据，或通过与通信设备的任何其他感觉交互或以其他方式控制通信设备来接收输入。

本系统和方法可以在各种实施例中实行。适当配置的计算机设备与相关联的通信网络、设备、软件和固件可以提供平台，以实行上述一个或多个实施例。举例来说，附图24展示了通用计算机设备100，其可以包括连接到存储单元104和随机存取存储器106的中央处理单元（“CPU”）102。所述CPU 102可以处理操作系统101、应用程序103和数据123。如需要，所述操作系统101、应用程序103和数据123可以被存储在存储单元104且可以被加载到存储器106中。计算机设备100还可以包括图像处理单元（GPU）122，可操作地连接到CPU 102和存储器106以从CPU 102卸载密集型图像处理计算并与CPU 102并行地运行这些计算。操作员107可以使用通过视频接口105连接的视频显示器108以及通过I/O接口109连接的诸如键盘115、鼠标112、磁盘驱动器或固态驱动器114等各种输入/输出设备与所述计算机设备100互动。以已知的方式，所述鼠标112可以被配置为控制光标在所述视频显示器108中的移动，并操作出现在所述视频显示器108中带鼠标按钮的各种图形用户界面（GUI）控件。所述磁盘驱动器或固态驱动器114可以被配置为接受计算机可读介质116。所述计算机设备100通过网络接口111可以组成网络的一部分，允许所述计算机设备100与其他适当配置的数据处理系统（未显示）进行通信。一个或多个不同类型的传感器135可以用于从不同来源接收输入。

本系统和方法实际上可以在包括台式电脑、笔记本电脑、平板电脑或无线手持式设备的任何计算机设备上实行。本系统和方法还可以作为计算机可读/可用介质（包括使一个或多个计算机设备按照根据本发明的一种方法实现各个工序步骤中的每一个的计算机程序代码）来实现。如果是一台以上计算机设备执行整个操作的情况，所述计算机设备被联网以分配操作的各个步骤。应当理解，术语计算机可读介质或计算机可用介质包括程序代码的任何类型的物理实施例中的一个或多个。特别地，所述计算机可读/可用介质可以包括包含在一个或多个便携式存储制品（如光盘、磁盘、磁带等）、计算设备的一个或多个数据存储分区（如与计算机和/或存储系统相关联的存储器）上的程序代码。

本发明的移动应用可以作为网络服务被实现，在所述网络服务中，移动设备包括用于访问网络服务而不是本机应用的链接。

所描述的功能可以实现到任何移动平台，包括iOS™平台、ANDROID™平台、WINDOWS™平台或BLACKBERRY™平台。

本领域技术人员理解本发明所述实施例的其他变形也可以在不脱离本发明范围的情况下被实行。因此，可以进行其他修改。

在其他方面，本公开提供了系统、设备、方法和计算机程序产品，包括非瞬态机器可读指令集，用于实现该方法和先前描述的功能。

尽管已经以具有一定程度特殊性的示例性形式对本公开进行了描述和说明，但是应当注意，仅通过示例的方式进行描述和说明。可以对部件和步骤的构造、组合和布置进行大量改变。因此，这样的改变包括在本发明中，其范围由权利要求限定。

除了所述过程（包括任何可选的步骤或其组件）中明确陈述或固有的之外，不意在或暗示所需的顺序、序列或组合。如相关领域的技术人员所理解，关于本发明所述的过程和任何系统、设备等，在不脱离本发明范围的各种情况下，各种变化是可能的，甚至是有利的，本发明的范围仅由权利要求限制。

Claims

1.用于仓库设施的通信系统，所述通信系统包括容器的网格和多个机器人，所述多个机器人沿所述网格中的相交路线移动以对所述容器进行操作，所述通信系统包括：

通信网络；

一个或多个基站；

多个远程终端单元，所述多个远程终端单元被包括在所述多个机器人中的单独机器人中；

所述一个或多个基站和所述多个远程终端单元被配置为在多个通信链路上发送和接收数据；以及

通信管理器，所述通信管理器被配置为定义和管理所述通信网络的所述多个通信链路；其中，

所述多个通信链路包括多个低带宽通信链路以及一个或多个高带宽通信链路；并且

所述通信管理器被配置为用定义单独分配的通信资源的低带宽信息和高带宽信息来配置所述多个通信链路，所述低带宽信息包括用于所述多个低带宽通信链路中的一个或多个链路的时隙，并且所述低带宽信息在加入所述通信网络和所述各个机器人在所述网格上运行之前被初始配置至并存储在各个远程终端单元上，所述高带宽信息定义用于所述一个或多个高带宽通信链路的资源，所述资源在所述多个远程终端单元或所述一个或多个基站中的一个或多个通过所述通信网络请求时被分配。

2.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述通信链路可被所述通信管理器进一步调节，所述通信管理器包括用于进一步调节以下参数中的一个、多个或全部的工具：

a. 所述多个通信链路中的每一个的数据速率；

b. 由所述多个通信链路中的每一个使用的频带；

c. 由所述多个通信链路中的每一个使用的频带内的信道；

d. 所述多个通信链路中的每一个的通信差错恢复，所述差错恢复受控于：

i. 一定的编码方案；和/或

ii. 复制频率模式的使用；

e. 每个基站通信的终端单元的数量；

f. 所述多个通信链路中每一个的类型和特征；

g. 在基站之间改变的终端单元的漫游方法；

h. 在发生DFS事件的情况下切换到的备用信道；

i. 无线电性能的监测和记录；

j. 瓦片频率和时间特征；

k. 用于导频信号的瓦片；

l. 在上述参数a-k中的任意一个或多个改变之前的时间长度。

3.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述通信管理器包括用于在保持指定延迟的同时基于所述通信系统的需求为所述多个通信链路分配频率和时隙瓦片的工具。

4.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，存储在每个远程终端单元上的所述低带宽信息包括识别低带宽通信链路的多帧偏移、时隙和瓦片偏移中的一个或多个的低带宽通信链路号。

5.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述多个低带宽通信链路被配置为在一定延迟范围内进行通信。

6.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述一个或多个高带宽通信链路被配置为在可变的延迟范围内进行通信。

7.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述多个低带宽通信链路的数量和所述一个或多个高带宽通信链路的数量可以在所述一个或多个基站的启动过程期间进行调节。

8.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述多个低带宽通信链路的数量和所述一个或多个高带宽通信链路的数量可以实时地或近实时地进行调节以响应所述一个或多个基站与所述多个远程终端单元之间的通信要求。

9.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，由所述多个远程终端单元中的第一远程终端单元通过所述多个低带宽通信链路发送的数据包被发送至少两次，作为第一次数据突发和第二次数据突发。

10.根据权利要求9所述的通信系统，其特征在于，所述第一次数据突发和所述第二次数据突发占用一个或多个不同的频率。

11.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述通信系统包括功率控制工具，所述多个远程终端单元中的一个或多个根据从所述一个或多个基站接收的信号的强度来设置其发送的功率。

12.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述通信系统包括用于通信同步的工具，所述通信同步包括固定时间频率同步。

13.根据权利要求3所述的通信系统，其特征在于，在所述网格上的所述多个机器人的运行期间可以动态地改变频率和时隙瓦片的分配。

14.根据权利要求3所述的通信系统，其特征在于，所述通信管理器被配置为在固定或无线带外连接上将频率和时隙瓦片以及其它配置数据初始分配给所述多个远程终端单元和所述一个或多个基站。

15.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述多个通信链路的延迟可通过调节与所述多个通信链路相关联的至少一个参数来调节，所述至少一个参数包括频率使用、瓦片特征、复用/解复用技术、定时和编码使用。

16.根据权利要求2所述的通信系统，其特征在于，由所述通信管理器配置包括导频的数量和位置在内的瓦片特征。

17.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述多个通信链路中的一个或多个被用作紧急通信链路。

18.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，将现有数据重新传输至所述多个远程终端单元中的一个或多个将持续至有新数据要发送。

19.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述多个通信链路包括至少一个无竞争通信链路和至少一个竞争通信链路。

20.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述通信系统被配置为在所述一个或多个高带宽通信链路上将数据发送至所述多个远程终端单元中的一个或多个，以用于维护和故障排除。

21.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述通信系统被配置为利用动态跳频技术来优化所述多个低带宽通信链路中的一个或多个。

22.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述通信系统被配置为动态频率选择技术由所述一个或多个基站使用并由一个或多个专用射频链处理。

23.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述通信系统被配置使得动态频率选择技术被用于雷达探测和避让。

24. 根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，关于围绕中心频率f对称的频率对(+f,-f)被分配给所述多个远程终端单元中的同一远程终端单元，从而相对于将所述对的一个频率分配给所述多个远程终端单元中的第一远程终端单元和将所述对的另一个频率分配给所述多个远程终端单元中的第二远程终端单元的情形减少不必要干扰的发生。

25.根据权利要求24所述的通信系统，其特征在于，所述多个远程终端单元与所述一个或多个基站中的同一基站处于不同的距离，使得从所述多个远程终端单元中接近同一基站的第一远程终端单元进入-f的泄露信号干扰来自所述多个远程终端单元中远离同一基站的第二远程终端单元的实际-f信号。

26.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述通信系统被配置为无线电系统，作为计算机的周边设备来实施。

27.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述通信管理器可被操作以动态配置或调节所述多个低带宽通信链路的数量与所述一个或多个高带宽通信链路的数量之间的比例。

28.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述低带宽信息包括时隙，所述时隙用于所述多个低带宽通信链路中的一个或多个，所述低带宽信息被初始分配给并存储在每一个远程终端单元上作为启动过程的一部分。

29.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述一个或多个基站以及所述多个远程终端单元被配置为在所述多个低带宽通信链路上发送和接收控制及监控数据以及终端位置和命令数据。

30.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述一个或多个基站以及所述多个远程终端单元被配置为在所述一个或多个高带宽通信链路上发送和接收管理和维护数据。

31.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述多个通信链路包括控制通信链路，所述控制通信链路用于广播适用于所有所述多个远程终端单元的信息、消息和命令，所述通信系统被配置为在所述控制通信链路上向所述多个远程终端单元广播来自所述一个或多个基站的将高带宽通信链路分配给所述多个远程终端单元中的指定远程终端单元的消息。

32.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述多个远程终端单元被配置为请求分配高带宽通信链路，而所述通信管理器、所述一个或多个基站和所述多个远程终端单元被配置为在所述多个低带宽通信链路中的至少一个上对分配高带宽通信链路的请求进行通信。

33.仓库设施，其特征在于，所述仓库设施包括容器的网格、多个机器人和通信系统，所述多个机器人沿所述网格中的相交路线移动以对所述容器进行操作，所述通信系统包括：

通信网络；

一个或多个基站；

34.根据权利要求33所述的仓库设施，其特征在于，所述通信管理器可被操作以动态配置或调节所述多个低带宽通信链路的数量与所述一个或多个高带宽通信链路的数量之间的比例。

35.根据权利要求33所述的仓库设施，其特征在于，所述低带宽信息包括时隙，所述时隙用于所述多个低带宽通信链路中的一个或多个，所述低带宽信息被初始分配给并存储在每一个远程终端单元上作为启动过程的一部分。

36.根据权利要求33所述的仓库设施，其特征在于，所述一个或多个基站以及所述多个远程终端单元被配置为在所述多个低带宽通信链路上发送和接收控制及监控数据以及终端位置和命令数据。

37.根据权利要求33所述的仓库设施，其特征在于，所述一个或多个基站以及所述多个远程终端单元被配置为在所述一个或多个高带宽通信链路上发送和接收管理和维护数据。

38.根据权利要求33所述的仓库设施，其特征在于，所述多个通信链路包括控制通信链路，所述控制通信链路用于广播适用于所有所述多个远程终端单元的信息、消息和命令，所述通信系统被配置为在所述控制通信链路上向所述多个远程终端单元广播来自所述一个或多个基站的将高带宽通信链路分配给所述多个远程终端单元中的指定远程终端单元的消息。

39.根据权利要求33所述的仓库设施，其特征在于，所述多个远程终端单元被配置为请求分配高带宽通信链路，而所述通信管理器、所述一个或多个基站和所述多个远程终端单元被配置为在所述多个低带宽通信链路中的至少一个上对分配高带宽通信链路的请求进行通信。