TW202331294A - 用於空間覺知疊加至行動特殊網路頻繁訊息前文之系統及方法 - Google Patents

Abstract

一種用於一行動特殊網路(MANET)或類似多節點網路之通信節點可接收與由相對於接收節點運動之另一網路節點發射之一資源分配訊息(例如，而非完整訊息)相關聯之一前文及/或標頭部分。該接收節點藉由透過一或多個調零頻率調整該前文及/或標頭部分之一接收頻率來判定一接收器側都卜勒調零方向(例如，用於抵消與該發射節點相對於該接收節點之該運動相關聯之都卜勒頻移)，各調零頻率與用於抵消歸因於該方向上之相對運動之都卜勒頻移之一調零方向相關聯。基於一接收器側都卜勒調零頻率之判定，該接收節點可判定該接收節點與該發射節點之間之該相對運動之一速度及方向。

Description

用於空間覺知疊加至行動特殊網路頻繁訊息前文之系統及方法

行動特殊網路(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，一MANET內之各通信節點可需要轉發(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。

在MANET及其他多節點通信網路之內容脈絡中，拓撲學習係路由機制之關鍵任務，尤其對於主動路由。歸因於由節點行動性及頻道條件改變導致之頻繁拓撲改變，拓撲學習係非常重要的，且需要大量空中控制封包交換。建構一大型MANET之精確拓撲係非常困難的。現有路由協定利用小型招呼封包交換來識別鄰近節點。具有鄰近者清單之招呼訊息傳遞係學習第一跳躍及第二跳躍鄰近者之一常用機制。藉由招呼訊息傳遞學習之區域拓撲經由封包泛流或貫穿所連接網路之逐跳躍傳播來遞送。藉由組合區域拓撲資訊，各及每一通信節點可識別至全部所連接通信節點之高效路由。然而，無論是否藉由招呼訊息傳遞或封包泛流，拓撲學習及鄰近者發現皆係MANET附加項之主要來源。

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)。若都卜勒頻移足夠大，則通***必須在執行解調之前實施估計及校正此都卜勒頻移之演算法。若接收器未執行必要補償，則當經歷節點之間之大相對速度時，系統將以一降低接收器靈敏度及效能損失來操作。

在一第一態樣中，揭示一種用於一行動特殊通信網路(MANET)或類似多節點網路之接收(Rx)節點。在實施例中，該Rx節點接收由該網路之一發射(Tx)節點發送之一資源分配訊息之一前文及/或標頭部分(例如，一完整標頭或其部分)，其中該Tx節點根據相對於兩個節點所知(例如，該網路之全部節點所知)之一共同參考系之一特定速度向量(例如，具有一速度及一方向)運動，且該Tx節點相對於該Rx節點之該運動與一都卜勒頻移相關聯。該Rx節點藉由透過各對應於一都卜勒調零方向之一組調零頻率調整該資源分配訊息之一接收頻率(例如，其中各調零頻率抵消該給定調零方向上之一相對都卜勒偏移)來判定一接收器側都卜勒調零方向(例如，以抵消該都卜勒偏移)。基於該頻率調整，該Rx節點判定該Tx節點(相對於該Rx節點)之一相對速度及/或相對方向。

在一些實施例中，該網路係一基於小區之網路，該Rx節點係該網路之一小區之一參與成員，且該Tx節點係該小區之一管理者。

在一些實施例中，該Tx節點係該網路之一戰術基地台(TBS)。

在一些實施例中，該Rx節點係該Tx節點之一單跳鄰近者。例如，若該資源分配訊息過於嘈雜或被不恰當地解調，則該Rx節點可基於該所接收前文及/或標頭部分產生一複本訊息。該複本訊息可與該原始資源分配訊息相關，且該複本訊息由該Rx節點用作透過該組調零頻率調整該接收頻率之一基礎。

在一些實施例中，該Rx節點係一小區之一參與成員，且該Tx節點係該網路之一不同小區之一管理者或TBS。

在一些實施例中，該Rx節點從當前小區轉變至由該Tx節點管理之小區。

在一些實施例中，該共同參考系以及該Tx節點與該Rx節點之間之該相對運動係三維的。

在一些實施例中，該Rx節點藉由透過一組步進頻率調整該接收頻率來判定該接收器側調零方向。例如，各步進頻率可對應於一增量弧段(例如，10度、15度、20度)。

在一些實施例中，該Rx節點亦根據一接收器側速度向量(例如，具有一速度及一方向)運動。例如，基於對該接收頻率之接收器側調整(例如，及由該Tx節點對該發射頻率之發射器側調整)，該Rx節點判定一相對速度向量(速度、方向)，例如，該Tx節點與該Rx節點之間之速度向量之差異。

在一些實施例中，該Tx節點與一發射器側都卜勒調零方向相關聯，且該Rx節點藉由將該接收頻率調整至對應於與該發射器側都卜勒調零方向相反之一調零方向之一調零頻率來判定該接收器側都卜勒調零方向。

在一些實施例中，該Rx節點與該Tx節點進行時間同步。

在一些實施例中，該資源分配訊息(或其前文或標頭部分)與該Tx節點之一發射時間(TOT)相關聯，該TOT對於該Rx節點係已知的。例如，該Rx節點判定該資源分配訊息/前文/標頭部分在該Rx節點處之一到達時間(TOA)，且可基於該TOT及該TOA判定該Tx節點與該Rx節點之間之一距離。

在一進一步態樣中，亦揭示一種用於一MANET或類似多節點網路之發射(Tx)節點。在實施例中，該Tx節點根據相對於該網路之各節點所知之一共同參考系之一速度向量(具有一速度及一方向)運動。例如，該Tx節點係一管理者或以其他方式與一小區(例如，一基於小區之網路之一小區)相關聯，且(例如，以預定時間間隔)將具有一前文及一標頭之資源分配訊息發射至該小區之參與節點。該Tx節點藉由透過對應於一特定都卜勒調零方向之一調零頻率調整該前文或標頭之一發射頻率(或該資源分配訊息之一發射頻率) (例如，用於抵消歸因於該方向上之相對運動之都卜勒偏移)來判定一發射器側都卜勒調零方向(例如，以抵消與該Tx節點之該相對運動相關聯之都卜勒頻移)。

在一些實施例中，該Tx節點藉由透過一組步進頻率調整該發射頻率來判定該發射器側都卜勒調零頻率，其中各步進頻率與一增量弧段(例如，10度、15度、20度)相關聯。

在一些實施例中，該Tx節點係經組態用於管理該網路小區之一戰術基地台(TBS)。

在仍進一步態樣中，揭示一種方法。在實施例中，該方法包含經由一MANET或類似多節點網路之一接收(Rx)節點接收由該網路之一Tx節點發送之一資源分配訊息之一前文及/或標頭部分，該Tx節點根據具有一速度及一方向之一速度向量運動。該方法包含藉由透過對應於一都卜勒調零方向之一調零頻率調整該訊息、該前文及/或該標頭部分之一接收頻率(例如，用於抵消歸因於該方向上之相對運動之都卜勒頻移)來經由該Rx節點判定一接收器側調零方向(例如，用於抵消與該Tx節點相對於該Rx節點之該運動相關聯之一都卜勒頻移)。該方法包含基於該接收頻率之該調整/該Rx側調零頻率之該判定，判定該Tx節點相對於該Rx節點之一相對速度向量(例如，一相對速度、一相對方向)。

在一些實施例中，該方法包含：經由該Rx節點基於一嘈雜或不正確解調之資源分配訊息產生一複本訊息(例如，一複本標頭部分及/或複本資料酬載)；及基於該複本訊息及該資源分配訊息之一相關性執行接收器側頻率調整。

在一些實施例中，該方法包含經由該Rx節點透過一組步進頻率調整該接收頻率，各步進頻率對應於一增量弧段或都卜勒調零方向。

在一些實施例中，該Tx節點及該Rx節點經時間同步，且該前文、該標頭部分及/或該訊息與亦為該Rx節點所知之該Tx節點之一發射時間(TOT)相關聯，且該方法包含經由該Rx節點判定該前文、該標頭部分及/或該訊息在該Rx節點處之一到達時間(TOA)。該方法包含基於該TOT及該TOA判定該Tx節點與該Rx節點之間之距離之一估計。

在一些實施例中，該網路係一基於小區之網路，其中該Rx節點係該網路內之一小區之一參與成員，且該Tx節點係經組態用於小區管理(例如，該Rx節點係其之一參與成員之小區或另一小區)之一戰術基地台(TBS)。

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

本申請案係關於以下美國專利申請案且主張其等之優先權：

(a) 2021年4月16日申請且具有檔案編號129812US01之美國專利申請案第17/233,107號；

(b) 2022年4月13日申請之PCT專利申請案第PCT/US22/24653號；

(c) 2021年8月20日申請且具有檔案編號131688US01之美國專利申請案第17/408,156號；

(d) 2021年11月28日申請且具有檔案編號132119US01之美國專利申請案第17/534,061號；

(e) 2021年12月3日申請且具有檔案編號132163US01之美國專利申請案第17/541,703號；

(f) 2022年6月22日申請且具有檔案編號171003US01之美國專利申請案第17/846,625號；

(g) 2022年7月5日申請且具有檔案編號171329US01之美國專利申請案第17/857,920號；及

(h) 2022年5月20日申請且具有檔案編號171896US01之美國臨時專利申請案第63/344,445號。

該等美國及PCT專利申請案17/233,107；PCT/US22/24653；17/408,156；17/534,061；17/541,703；17/846,625；17/857,920；及63/344,445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，可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)以及A及B兩者皆為真(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。

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(Tx)節點102及一接收(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可包含一行動特殊網路(MANET)，其中Tx及Rx節點102、104 (以及多節點通信網路內之每隔一個通信節點)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、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。例如，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。例如，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(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)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。

在實施例中，天線元件112可包含能夠***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 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，由Tx節點102發射且由Rx節點104接收之任何信號可與一都卜勒頻移相關聯，該都卜勒頻移與Tx節點與Rx節點之間之相對徑向速度成比例。例如，相對徑向速度可由Tx節點102或Tx及Rx節點104之運動(例如，若兩者皆處於運動中)在兩個或三個維度中定義。

在實施例中，Tx節點102可藉由例如在一以地球為中心之地球固定(ECEF)參考系中(或視需要在一些其他參考系中)實施一都卜勒調零協定來校正其自身之都卜勒頻移(例如，歸因於其自身根據速度向量116之運動)。例如，Tx節點102可調整其發射頻率以抵銷都卜勒頻率偏移，使得對於一給定都卜勒調零方向120 (在相對於任意方向118之一角度ϕ，例如，從正東方100度)不存在淨頻率偏移(例如，「都卜勒零」)。在實施例中，Tx節點102之通信介面110可由平台(例如，控制器106)通知其自身之速度向量及定向(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。例如，當Rx節點104固定時，如由Rx節點所見之歸因於Tx節點102之運動之都卜勒頻移可為 。 在實施例中，Tx節點102可基於其速率 及速度方向α調整其發射頻率(∆f _T)以校正此都卜勒頻移，使得發射器頻率調整∆f _T與至都卜勒零方向上之速度投影成比例，且係 使得由Rx節點104所見之淨頻移∆f _net係此兩項之總和，因此 。 假定速度向量 及速度方向α將相對於∆f _net之週期性量測緩慢地改變，使得從Rx節點104之角度而言，α、 及θ可被視為常數。

在實施例中，當都卜勒調零方向120與接收器方向θ (例如，Rx節點104相對於Tx節點102之方向)對準時，發射器頻率調整∆f _T可精確地補償淨都卜勒頻移∆f _net。可進一步假定Rx節點104經組態以解析對入站發射信號之頻率之任何調整。

在實施例中，當Rx節點104固定且位於Tx節點102之正東方(θ=0)時，藉由標繪(200)依據都卜勒調零方向而變化之淨頻移，且假定一致Tx節點速度及方向(例如，1500 m/s，α=0 (例如，正東方))，正弦標繪圖可維持與Tx速率( ，或5ppm)一致之一振幅，而不管速度方向或位置如何。此外，當都卜勒調零角度200與Rx節點104之相對方向對準時(例如，ϕ=0)，淨頻移為零。此外，當都卜勒調零方向120與Tx節點102之速度方向對準時(例如，ϕ=α)，發生最小淨頻移(例如，最大負頻移)。

在實施例中，基於上文，固定Rx節點104可判定Tx節點102之一速率(例如， )、Tx節點之一航向(例如，α)及Tx節點相對於Rx節點之一方向(例如，θ)。例如，儘管可存在位置方向之歧義性(例如，如由圖2A展示之0度對180度；如由圖2B展示之±90度)，然假定Rx節點104經組態以解決任何此等歧義性，例如，Rx節點知道Tx節點102是否在其之西方或東方。

現參考圖3，多節點通信網路300可經實施且可類似於圖1之多節點通信網路100來運作，惟多節點通信網路300之Rx節點302亦可處於運動中(例如，由一接收器速度 及一速度方向β特性化)除外。在實施例中，Rx節點302可調整其接收器頻率以補償其運動以及Tx節點102之運動。例如，如由Rx節點302所見之真實都卜勒頻移(歸因於Tx節點102與Rx節點之間之相對徑向速度)可為 。

在實施例中，Tx節點102及Rx節點302兩者皆可根據其等自身之速率( 、 )及速度方向(α、β)調整其等各自發射及接收頻率(∆f _T、∆f _R)。例如，Rx節點302可在解析所接收信號之經調整發射頻率(例如，∆f _T)之頻率解析演算法內或在此之前調整其接收頻率，因此 。 因此，由Rx節點302所見之淨頻移可為全部項之總和： 。

亦參考圖4A及圖4B，針對各種相對接收器角度θ或速度方向α、β標繪(400)移動Tx及Rx節點102、302之淨頻移 。圖4A假定一接收器角度θ=0，而圖4B假定共同發射器及接收器速度( ，例如，1500 m/s)。

基於圖4A及圖4B，可觀察到淨頻移 之振幅(例如，以ppm為單位)與Tx節點102與Rx節點304之間之相對速度一致： 。 此外，如上文關於圖2A及圖2B提及，當都卜勒零角度120與接收器方向對準時，例如，ϕ=0，淨頻移為零。此外，當都卜勒零角度120與相對速度方向對準時，發生最小淨頻移： 。 如上文關於圖2A及圖2B提及，Tx節點102之速度及速度方向對於Rx節點302可係已知的，從而解決關於接收器角度θ之任何雙點歧義性。

現參考圖5，展示多節點通信網路100。

在實施例中，Tx節點102可以連續步進或間隔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(以及行動Rx節點302，圖3)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)之方向發現。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，則都卜勒校正可掃掠通過複數個(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，針對一給定步進方向之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6，行動特殊網路600 (MANET)可類似於圖1及圖3之多節點通信網路100、300來實施，惟MANET 600可被組織為組織至小區606或MANET 600之子集中之戰術基地台(TBS)節點602及使用者設備(UE)節點604之一基於小區之網路除外。

在實施例中，各TBS節點602及UE節點604可經實施且可類似於圖1及圖3之Tx及/或Rx節點102、104、302來運作，惟MANET 600內之各小區606可對應於由一TBS節點602管理之MANET之一子集除外。例如，各小區606可對應於TBS節點602之一地理區或一覆蓋區域。

在實施例中，MANET 600可對應於一作戰戰區，其中各小區606可包含在該小區內操作之一組參與UE節點604。例如，在各小區606內，一TBS節點602可控制全部網路通信且將通信資源分配給全部參與UE節點604

例如，參與UE節點604可包含地面、水上或空中載具及在一載具內操作或遠離於一載具操作之個人背包。類似地，各TBS節點602可為控制小區606內之全部網路通信之一地面、水上或空中節點(例如，一無人飛機系統(UAS))，且經組態以將通信資源分配給當前指派給該TBS節點之全部參與UE節點604。例如，資源分配可由各TBS節點602以定期時間間隔(例如，每秒鐘)發射至其所指派之參與UE節點604。

在實施例中，各TBS節點602及參與UE節點604可為固定或行動的。例如，指派給TBS節點602a及小區606a之參與UE節點604a可朝向由TBS 602b管理之小區606b運動。在實施例中，例如，當在小區606b內操作時，參與UE節點604a可由TBS節點602a切換至TBS節點602b之控制。例如，參與UE節點604a可在準備轉變至小區606b及TBS節點602b時維持與TBS節點602a至602b兩者之通信。類似地，遠離於小區606b運動之參與UE節點604b可在兩個TBS節點602a至602b之覆蓋區域內操作，但可保持在TBS節點602a之管理下且在小區606a內。

參考圖7A，多節點通信網路700可經實施且可類似於多節點通信網路100、300、600來運作，惟多節點通信網路700可在一作戰戰區中實施除外。

在實施例中，多節點通信網路700可包含分別由空中TBS節點702a、702b管理之小區606a、606b。例如，小區606a、606b可包含體現在地面載具704a至704c及漫遊使用者706a至706f (例如，背包)中之參與UE節點。除了空中TBS 702a之外，漫遊使用者706a、706b可維持與地面載具704a之通信鏈路，漫遊使用者706c、706d可維持與地面載具704b之通信鏈路，且漫遊使用者706e可維持與地面載具704c之通信鏈路(在後兩種情況下，除了空中TBS 702b之外)。

在實施例中，漫遊使用者706f可為指派給空中TBS 702a之小區606a之一參與UE節點，但朝向由空中TBS 702b管理之小區606b運動，且藉此與兩個空中TBS節點通信。

亦參考圖7B，在實施例中，空中TBS 702a、702b可能夠在界定小區606a、606b之正常操作範圍之外進行長距離通信鏈路708。例如，各空中TBS 702a、702b可從其他空中TBS接收常規資源分配訊息。此外，地面載具704c及漫遊使用者706f可在空中TBS 702a之長距離範圍708內，且可從其接收常規資源分配訊息。

現參考圖8A，展示由圖6之TBS 602a至602b及圖7之空中TBS 702a至702b發送之一資源分配訊息800。

在實施例中，除了一資料酬載802之外，資源分配訊息800亦可包含一獲取前文804及封包標頭806。

當前現代數位通信系統中之信號獲取及偵測靈敏度通常取決於一數位相關序列。當相位跨相關器長度增加時，此一相關序列之可用長度(及隨後所得靈敏度)可受限於都卜勒頻移，從而導致由正弦基數(sinc)函數及類似正弦基數平方(sinc ²)函數(例如， )之一淨相關能量特性化之淨相關累積振幅。

隨著信號頻率偏移之增加，最佳相關器長度減小。因此，系統設計者應選擇適合於都卜勒要求之一相關器長度。隨後通常使用多個短長度相關序列以容許超過一單一短相關序列(例如，一隨機數或偽隨機數(PR)序列808)之靈敏度改良，但與相同總長度之一單一長序列相比，此一方法展現降級靈敏度。在存在大都卜勒頻移之情況下，甚至多個短序列之一組合可為有問題的。雖然多個短序列可聊勝於無，但對於相同數目個位元，該方法無法提供在不具有都卜勒頻移之情況下對一單一長序列進行相干偵測可達到之相同靈敏度。總而言之，目前，一短相關序列相對不受都卜勒頻移之影響，但具有產生低靈敏度之缺點，而一長相關序列可能夠產生高靈敏度，但僅在都卜勒頻移最小時。

在實施例中，Tx節點(102，圖1)及Rx節點(104，圖1；302，圖3)可執行頻率調整以校正由Tx節點發射且由Rx節點接收之獲取前文804及/或封包標頭806上之都卜勒頻移(例如，都卜勒校正；都卜勒零疊加810)。例如，亦參考上文之圖7A及圖7B，由TBS節點702 (702a至702b，圖7A至圖7B)發射之獲取前文804及/或封包標頭806可能夠藉由在發射TBS節點之整個長距離範圍(708，圖7B)內接收UE節點(地面載具704、漫遊使用者706)來行進及偵測，而酬載使用者資料802可僅在對應於發射TBS節點之正常覆蓋範圍之小區(606a、606b；圖7B)內可靠地偵測。在一些實施例中，獲取前文804及/或前文標頭806可在至多三次跳躍之外被完全或部分接收及/或偵測。

在實施例中，發射Tx及TBS節點102、702可在完整獲取前文804及封包標頭806上執行都卜勒零疊加810，而接收節點104、302、704、706 (例如，發射TBS節點702之長距離範圍708內之N跳鄰近者)可對獲取前文及可由接收節點先驗推斷之封包標頭之該部分806a執行空間覺知相關812 (例如，基於接收節點之運動調整前文及/或標頭之接收頻率以校正都卜勒頻移)，例如，基於由接收節點觀察到之協定或貫穿多節點通信網路100、300、600、700 (例如，包含舊型系統)。此類型之先驗標頭部分806a之一些實例可包含用於調變酬載之節點位址及/或編碼模式。在實施例中，可藉由哪些節點將在一給定時間進行發射以及發射節點通常將基於最近先前發射使用哪種模式之先驗知識來執行標頭部分806a之推斷。例如，若由圖7A及圖7B展示之TBS節點702a需要發射可被其小區606a內之每一參與節點(704a、706a、706b、706f)聽到之資源分配訊息，則TBS節點將必須使用最穩健模式來編碼其酬載資料以確保資料可被遞送至最遠節點(例如，706f)。此係TBS節點102、702 (返回參考圖8A)將標頭部分806a包含在由圖8A展示之相關窗812內之一機會。

亦參考圖8B，發射Tx節點102/TBS節點702之單跳鄰近者可接收完整資源分配訊息(800，圖8A)，但以一嘈雜及/或不正確解調之形式814。例如，單跳鄰近者可包含在由Tx節點102/發射TBS節點702管理之小區606a至606b之外部界限處之Rx節點104/302、地面載具704及/或漫遊使用者706。在實施例中，資源分配訊息814可包含一完整獲取前文804，但封包標頭/標頭部分806a及資料酬載802a之一或多者可歸因於雜訊而被不正確地調變。

在實施例中，接收單跳鄰近者可基於不正確調變之資源分配訊息814形成一複本資源分配訊息816，從而在複本資源分配訊息上執行接收器側被動空間覺知相關818。例如，複本資源分配訊息可包含一複本封包標頭806b及/或複本資料酬載802b。在實施例中，接收單跳鄰近者可經由對不正確調變之資料814進行誤差校正寫碼來構建一複本封包標頭806b、一複本資料酬載802b或一複本資源分配訊息816之其他部分，例如，經由對所接收位元進行編碼以產生冗餘同位位元，該等冗餘同位位元可由接收節點處理以校正錯誤調變之位元。例如，不正確調變之資源分配訊息814之誤差校正部分可由接收節點再調變，從而產生用於再調變為複本封包標頭806b或複本資料酬載802b之「經校正」位元。在實施例中，複本資源分配訊息816因此可用作接收器側被動空間覺知相關818相對於原始不正確調變之資源分配訊息814之一參考。

現參考圖9，方法900可由接收器節點104、302、704、706實施，且可包含以下步驟。

在步驟902，接收(Rx)節點接收由接收節點係其之一參與節點之多節點通信網路內之一發射(Tx)節點發射之一資源分配訊息之至少一前文或一標頭部分(例如，一完整標頭或其之一部分)，Tx節點根據與一都卜勒頻移相關聯之一速度及一方向運動。在一些實施例中，網路可為一基於小區之網路，且Tx節點可為經組態用於管理接收節點係其之一參與成員(例如，參與使用者設備(UE)，諸如一基於載具之節點或背包)之一小區或用於管理網路之另一小區(例如，接收節點並非其之一參與成員之一小區)之一戰術基地台(TBS)。

在步驟904，接收節點判定一接收器側都卜勒調零方向，該都卜勒調零方向能夠藉由透過至少一個調零方向調整資源分配訊息之一接收頻率來校正與所發射資源分配訊息及發射Tx節點與接收器節點之相對運動相關聯之都卜勒頻移。例如，接收節點亦可處於運動中且校正歸因於其自身之速度及方向之都卜勒頻移。在一些實施例中，接收節點可掃描通過相對於一2D或3D慣性參考系之一系列方向，從而藉由在該系列內之一或多個間隔方向上調整接收器頻率來執行都卜勒調零。

在步驟906，接收節點基於用於校正歸因於Tx節點之運動之都卜勒頻移之接收器側都卜勒調零及發射器側都卜勒調零來判定以下之一或多者：Tx節點之相對速度；Tx節點之速度方向；及Tx節點相對於接收節點之一方向，例如，基於所接收發射之一所判定到達角度(AOA)。

在步驟908，接收節點可判定前文、標頭部分及/或資源分配訊息之一到達時間(TOA)。

在步驟910，接收節點可基於Tx節點之前文/標頭部分/資源分配訊息之所判定TOA及一發射時間(TOT)來判定接收節點與Tx節點之間之一距離。 結論

應理解，本文中揭示之方法之實施例可包含本文中描述之一或多個步驟。此外，此等步驟可以任何所要順序實行，且兩個或更多個步驟可彼此同時實行。本文中揭示之兩個或更多個步驟可組合為一單一步驟，且在一些實施例中，一或多個步驟可作為兩個或更多個子步驟來實行。此外，除了本文中揭示之一或多個步驟之外，或作為本文中揭示之一或多個步驟之替代方案，可實行其他步驟或子步驟。

儘管已參考隨附圖式中繪示之實施例描述發明概念，然在不脫離發明申請專利範圍之範疇之情況下，可採用等效物且在本文中進行替換。本文中繪示及描述之組件僅係可用於實施發明概念之實施例之一系統/裝置及組件之實例，且可在不脫離發明申請專利範圍之範疇之情況下替換為其他裝置及組件。此外，本文中提供之任何尺寸、度數及/或數值範圍應被理解為非限制性實例，除非發明申請專利範圍中另有規定。

100:多節點通信網路 102:發射(Tx)節點 104:接收(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 200:標繪 300:多節點通信網路 302:接收(Rx)節點 400:標繪 502:連續步進或間隔 504:零都卜勒路徑 506:距離 508:錐形覆蓋區域 600:行動特殊網路(MANET) 602:戰術基地台(TBS)節點 602a:戰術基地台(TBS)節點 602b:戰術基地台(TBS)節點 604:使用者設備(UE)節點 604a:參與使用者設備(UE)節點 604b:參與使用者設備(UE)節點 606:小區 606a:小區 606b:小區 700:多節點通信網路 702:空中戰術基地台(TBS)節點 702a:空中戰術基地台(TBS)節點 702b:空中戰術基地台(TBS)節點 704:地面載具 704a至704c:地面載具 706:漫遊使用者 706a至706f:漫遊使用者 708:長距離通信鏈路/長距離範圍 800:資源分配訊息 802:資料酬載 802a:資料酬載 802b:複本資料酬載 804:獲取前文 806:封包標頭 806a:標頭部分 808:隨機數或偽隨機數(PR)序列 810:都卜勒零疊加 812:空間覺知相關/相關窗 814:嘈雜及/或不正確解調之形式/資源分配訊息 816:複本資源分配訊息 900:方法 902:步驟 904:步驟 906:步驟 908:步驟 910:步驟

參考附圖描述[實施方式]。在描述及圖中之不同例項中使用相同元件符號可指示類似或相同項目。在以下[實施方式]及隨附圖式中揭示本發明之各種實施例或實例(「實例」)。圖式不必按比例。一般言之，所揭示程序之操作可以一任意順序執行，除非發明申請專利範圍中另有規定。在圖式中：

圖1係根據本文中揭示之發明概念之實例實施例之多節點通信網路之一發射(Tx)及接收(Rx)節點以及各節點之組件之一示意性圖解；

圖2A及圖2B係圖1之網路之一行動Tx節點及固定Rx節點在各種角度之淨都卜勒頻移依據都卜勒調零角度而變化之標繪圖；

圖3係圖1之多節點通信網路之一示意性圖解，其中Tx及Rx節點兩者係行動的；

圖4A及圖4B係圖3之網路之一行動Tx及Rx節點在各種角度、航向及/或速度之淨都卜勒頻移依據都卜勒調零角度而變化之標繪圖；

圖5係圖1及圖3之多節點通信網路之Tx及Rx節點之都卜勒零掃描操作之一示意性圖解；

圖6係根據本文中揭示之發明概念之實例實施例之一基於小區之多節點通信網路之一示意性圖解；

圖7A及圖7B係圖6之多節點通信網路之一作戰戰區實施方案之示意性圖解；

圖8A及圖8B係根據本文中揭示之發明概念之實例實施例之圖1、圖3及圖6之多節點通信網路之都卜勒零疊加操作之示意性圖解；

及圖9係繪示根據本文中揭示之發明概念之實例實施例之用於行動特殊網路連結操作之一方法之一流程圖。

100:多節點通信網路

102:發射(Tx)節點

104:接收(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)

1. 一種用於一多節點通信網路之通信節點，其包括：  一通信介面，其包含至少一個天線元件；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； 其中該通信網路之一共同參考系對於該控制器係已知的； 及 其中該控制器經組態以： 經由該通信介面接收與由該通信網路之一發射(Tx)節點發射之一資源分配訊息相關聯之一前文或一標頭部分之至少一者，該Tx節點根據包括一速度及一方向之一速度向量運動； 藉由透過對應於一調零方向之至少一個調零頻率調整該前文或該標頭部分之至少一者之一接收頻率來判定一接收器(Rx)調零方向，該Rx調零方向經組態以校正與該速度向量相關聯之一都卜勒頻移； 及 基於該調整判定以下之一或多者： 該Tx節點之該速度向量之該速度； 該Tx節點之該速度向量之該方向； 或 該Tx節點相對於該通信節點之一方向。
2. 如請求項1之通信節點，其中： 該通信節點係該通信網路之一小區之一參與成員； 及 該Tx節點係該小區之一管理者。
3. 如請求項2之通信節點，其中該Tx節點係該通信網路之一戰術基地台(TBS)。
4. 如請求項2之通信節點，其中： 該通信節點係該Tx節點之一單跳鄰近者； 及 其中該通信節點經組態以： 基於該前文或該標頭部分之至少一者產生對應於該資源分配訊息之一複本訊息； 及 藉由透過該至少一個調零頻率調整該複本訊息之一接收頻率來判定該接收器(Rx)調零方向。
5. 如請求項1之通信節點，其中： 該通信節點係該通信網路之一第一小區之一參與成員； 及 該Tx節點係該通信網路之一第二小區之一管理者。
6. 如請求項5之通信節點，其中： 該通信節點經組態以從該第一小區轉變至該第二小區。
7. 如請求項1之通信節點，其中該共同參考系係一三維慣性參考系。
8. 如請求項1之通信節點，其中該通信節點經組態以藉由透過兩個或更多個步進頻率調整該接收頻率來判定該Rx調零方向，該兩個或更多個步進頻率對應於具有兩個或更多個增量角度之一弧段。
9. 如請求項1之通信節點，其中該速度向量係包括一發射器(Tx)速度及一Tx方向之一Tx速度向量，且： 該通信節點根據包括一Rx速度及一Rx方向之一Rx速度向量運動； 及 其中該控制器經組態以基於該調整判定以下之一或多者： 該Tx節點相對於該通信節點之一相對速度； 及 該Tx節點相對於該通信節點之一相對方向。
10. 如請求項9之通信節點，其中： 該Tx節點與一Tx調零方向相關聯； 及 其中該控制器經組態以藉由將該前文或該標頭部分之至少一者之該接收頻率調整至與該Tx調零方向相反之一Rx調零方向來判定該Rx調零方向。
11. 如請求項9之通信節點，其中該控制器經組態以基於與該Tx節點之一時間同步來判定該Rx調零方向。
12. 如請求項11之通信節點，其中： 該前文、該標頭部分或該資源分配訊息之至少一者與該控制器所知之一發射時間(TOT)相關聯； 且其中該控制器經組態以： 判定與該前文、該標頭部分或該資源分配訊息之至少一者相關聯之一到達時間(TOA)； 及 至少基於該TOA及該TOT，判定該通信節點與該Tx節點之間之一距離。
13. 一種用於一多節點通信網路之通信節點，其包括： 一通信介面，其包含至少一個天線元件；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； 其中該通信網路之一共同參考系對於該控制器係已知的， 其中該通信節點根據包括一速度及一方向之一速度向量運動； 及 其中該通信節點係與一或多個參與通信節點之一小區相關聯之一發射(Tx)節點； 其中該控制器經組態以： 經由該通信介面將至少一個資源分配訊息發射至該一或多個參與通信節點，各資源分配訊息包含一前文或一標頭部分之至少一者； 及 藉由透過對應於一調零方向之至少一個調零頻率調整該前文或該標頭之至少一者之一發射頻率來判定一發射器(Tx)調零方向，該Tx調零方向經組態以校正與該速度向量相關聯之一都卜勒頻移。
14. 如請求項13之通信節點，其中該通信節點經組態以藉由透過兩個或更多個步進頻率調整該發射頻率來判定該Tx調零方向，該兩個或更多個步進頻率對應於具有兩個或更多個增量角度之一弧段。
15. 如請求項13之通信節點，其中該Tx節點係經組態用於管理該小區之一戰術基地台(TBS)。
16. 一種方法，其包括：  經由一多節點通信網路之一通信節點接收與由該通信網路之一發射(Tx)節點發射之一資源分配訊息相關聯之一前文或一標頭部分之至少一者，該Tx節點根據包括一速度及一方向之一速度向量運動； 經由該通信節點藉由透過對應於一接收器(Rx)調零方向之至少一個調零頻率調整該前文或該標頭部分之至少一者之一接收頻率來判定一Rx調零方向，該Rx調零方向經組態以校正與該速度向量相關聯之一都卜勒頻移； 及 經由該通信節點且基於該調整來判定以下之一或多者： 該Tx節點之該速度向量之該速度； 該Tx節點之該速度向量之該方向； 或 該Tx節點相對於該通信節點之一方向。
17. 如請求項16之方法，其中經由該通信節點藉由透過至少一個調零頻率調整該前文或該標頭部分之至少一者之一接收頻率來判定一接收器(Rx)調零方向包含： 基於該前文或該標頭部分之至少一者產生對應於該資源分配訊息之一複本訊息； 及 藉由透過該至少一個調零頻率調整該複本訊息之一接收頻率來判定該Rx調零方向。
18. 如請求項16之方法，其中經由該通信節點藉由透過至少一個調零頻率調整該前文或該標頭部分之至少一者之一接收頻率來判定一接收器(Rx)調零方向包含： 透過兩個或更多個步進頻率調整該接收頻率，該兩個或更多個步進頻率對應於具有兩個或更多個增量角度之一弧段。
19. 如請求項16之方法，其中： 該通信節點及該Tx節點經時間同步； 其中該前文、該標頭部分或該資源分配訊息之至少一者與該通信節點所知之一發射時間(TOT)相關聯； 其進一步包括： 經由該通信節點判定與該前文、該標頭部分或該資源分配訊息之至少一者相關聯之一到達時間(TOA)； 及 經由該通信節點且至少基於該TOA及該TOT判定該通信節點與該Tx節點之間之一距離。
20. 如請求項16之方法，其中： 該多節點通信網路係包括複數個小區之一基於小區之網路； 該通信節點係該複數個小區之一第一小區之一參與成員； 及 該Tx節點係經組態用於管理該複數個小區之至少一個小區之一戰術基地台(TBS)。