JP2016540453A - データ通信システムおよび方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、基地局等の通信端末と無人航空機との間の改善されたデータ通信のためのシステムおよび方法を提供する。いくつかの事例において、本明細書に記載されるシステムおよび方法は、アップリンクデータ送信とダウンリンク送信との間の干渉を回避すると同時に、制御データ等のアップリンクデータの堅調な送信、ならびに画像データまたは他のセンサデータ等のダウンリンクデータの広帯域送信を提供する。本発明は、それぞれが複数のサブフレームを含む複数の周期的に反復する時分割多重（ＴＤＭ）フレームを使用する、第１の端末と第２の端末との間の無線通信のための方法である。【選択図】なし

Description

相互参照
本出願は、２０１３年９月２６日に出願された中国出願第ＣＮ２０１３１０４４６７０１．３号の利益を主張し、これは、参照により本明細書に組み込まれる。

現代の無人航空機（ＵＡＶ）は、その小さなサイズ、および柔軟性のため、監視および追跡、遠隔検知、捜索および救助、科学研究等、種々の軍事および民間用途に幅広く使用されるようになっている。ＵＡＶは、典型的に、通信リンクを介して、遠隔制御装置によって、および／または搭載型制御プログラムによって、無線で制御され、このような通信リンクの性能は、ＵＡＶの任務の安全性および有効性に直接の影響を有し得る。

データ送信の方向に応じて、ＵＡＶの通信リンクは、一般に、アップリンクおよびダウンリンクとして分類することができる。アップリンクは、主として、基地局または遠隔制御デバイスからＵＡＶへの制御データの送信を担い、例えば、ＵＡＶのリアルタイム飛行姿勢制御および／またはコマンドの自動化を達成する。一方で、ダウンリンクは、主として、ＵＡＶから基地局または遠隔制御デバイスへの遠隔測定データ、画像データ、および他のデータの送信を担う。

現在では、画像データの送信および制御データの送信は、典型的に、独立したシステムによって実装されている。すなわち、基地局およびＵＡＶに、それぞれ、一方が遠隔制御用で他方が画像送信用である、２つの独立したデバイスのセットが提供されている。２つのシステムは、同じ公衆チャネルで同時に動作して、それぞれ、遠隔制御および画像送信の機能を達成することができる。しかしながら、２つの別個の装置のセットは、多大なスペースを要し、可搬性に影響を及ぼし、費用を増加させ得る。

さらに、同時に動作する際、画像送信システムと遠隔制御システムは、互いに干渉し合い、遠隔制御システムの安定性に影響を及ぼし、遠隔制御の有効距離を低減させ得る。干渉はまた、画像送信の品質を低下させ、画像送信の有効距離を低減させ得る。同時に、画像送信システムと遠隔制御システムは、他のソースからの干渉を受け易く、性能をさらに低下させる可能性がある。

通信端末間の改善されたデータ通信に対する必要性が存在する。本発明は、通信端末間のデータ通信のためのシステムおよび方法を提供する。いくつかの実施形態において、本明細書に記載されるシステムおよび方法は、アップリンクデータ送信とダウンリンク送信との間の干渉を回避すると同時に、堅調なアップリンクデータ送信および広帯域のダウンリンクデータ送信を提供する。

本発明の態様によって、それぞれが複数のサブフレームを含む複数の周期的に反復する時分割多重（ＴＤＭ）フレームを使用した、第１の端末と第２の端末との間の無線通信のための方法を提供する。本方法は、複数のサブフレームの第１のサブセットの使用中に、第１のデータ帯域幅で、第１の端末から第２の端末にアップリンクデータを転送することであって、アップリンクデータは、第１の符号化スキームを使用して符号化されることと、複数のサブフレームの第２のサブセットの使用中に、第１のデータ帯域幅とは異なる第２の帯域幅で、第２の端末から第１の端末にダウンリンクデータを転送することであって、ダウンリンクデータは、第２の符号化スキームを使用して符号化され、第２の符号化スキームは、第１の符号化スキームとは異なることと、を含む。

本発明の別の態様によって、それぞれが複数のサブフレームを含む複数の周期的に反復する時分割多重（ＴＤＭ）フレームを使用した、第１の端末と第２の端末との間の無線通信のための別の方法を提供する。本方法は、複数のサブフレームの第１のサブセットの使用中に、第１のデータ帯域幅で、第１の端末から第２の端末にアップリンクデータを転送することであって、アップリンクデータは、第１の変調スキームを使用して変調されることと、複数のサブフレームの第２のサブセットの使用中に、第１のデータ帯域幅とは異なる第２の帯域幅で、第２の端末から第１の端末にダウンリンクデータを転送することであって、ダウンリンクデータは、第２の変調スキームを使用して変調され、第２の変調スキームは、第１の変調スキームとは異なることと、を含む。

本発明の別の態様によって、それぞれが複数のサブフレームを含む複数の周期的に反復するＴＤＭフレームを使用した、第１の端末と第２の端末との間の無線通信のための別の方法を提供する。本方法は、複数のサブフレームの第１のサブセットの使用中に、第１の端末から第２の端末にアップリンクデータを転送することと、複数のサブフレームの第２のサブセットの使用中に、１つ以上のチャネルと関連するチャネル品質を測定して、動作周波数を選択することと、複数のサブフレームの第３のサブセットの使用中に、動作周波数を使用して、第２の端末から第１の端末にダウンリンクデータを転送することと、を含む。

本発明の別の態様によって、それぞれが複数のサブフレームを含む複数の周期的に反復するＴＤＭフレームを使用した、第１の端末と第２の端末との間の無線通信のための別の方法を提供する。本方法は、複数のサブフレームの第１のサブセットの使用中に、第１の端末から第２の端末にアップリンクデータを転送することであって、アップリンクデータは、第１の端末と第２の端末の操作を同期させるのに有用な同期情報を含み、アップリンクデータは、第１の変調スキームを使用して変調されることと、複数のサブフレームの第２のサブセットの使用中に、第２の端末から第１の端末にダウンリンクデータを転送することであって、ダウンリンクデータは、第１の変調スキームとは異なる第２の変調スキームを使用して変調されることと、を含む。

本発明の別の態様によって、遠隔端末と車両の通信モジュールとの間の無線通信のための方法を提供し、前記車両は、センサを備え、前記無線通信は、各ＴＤＭフレームが複数のサブフレームを含む複数の周期的に反復するＴＤＭフレームを使用する。本方法は、複数のサブフレームの第１のサブセットの使用中に、遠隔端末から車両の通信モジュールにアップリンクデータを転送することと、複数のサブフレームの第２のサブセットの使用中に、車両の通信モジュールから遠隔端末に、センサからのデータを含むダウンリンクデータを転送することであって、第２のサブセット内のサブフレームの数は、第１のサブセット内のサブフレームの数よりも多いことと、を含む。

本発明の別の態様によって、データ通信システムを提供する。データ通信システムは、アップリンク送信機とダウンリンク受信機とを備える第１の端末と、アップリンク受信機とダウンリンク送信機とを備える第２の端末と、を備え、アップリンク送信機は、第１の時間帯で第２の端末にアップリンクデータを送信するように構成され、ダウンリンク受信機は、第２の時間帯で、１つ以上のチャネルと関連するチャネル品質を測定して、動作周波数を選択し、第３の時間帯で、動作周波数を使用して、第２の端末によって提供されるダウンリンクデータを受信するように構成され、アップリンク受信機は、第１の時間帯でアップリンクデータを受信するように構成され、ダウンリンク送信機は、第３の時間帯で、動作周波数を使用して、ダウンリンクデータを送信するように構成される。

本明細書に記載される方法および／またはシステムの一部または全てにおいて、第１の端末は、基地局または遠隔制御デバイスのうちの少なくとも１つを含み得る。第２の端末は、モバイルプラットフォームを含み得る。モバイルプラットフォームは、無人航空機（ＵＡＶ）を含み得る。

本明細書に記載される方法および／またはシステムの一部または全てにおいて、アップリンクデータは、第１の端末と第２の端末の操作を同期させるために使用可能な同期情報を含み得る。アップリンクデータは、第２の端末の操作を制御するための制御データを含み得る。

本明細書に記載される方法および／またはシステムの一部または全てにおいて、ダウンリンクデータは、第２の端末によって収集される情報を含み得る。第２の端末によって収集される情報は、第２の端末と関連する視覚センサによって取得される画像データを含み得る。

本明細書に記載される方法および／またはシステムの一部または全てにおいて、アップリンクデータは、第１のチャネル帯域幅を有する第１の周波数チャネルを使用して転送され得、ダウンリンクデータは、第１のチャネル帯域幅よりも広い第２のチャネル帯域幅を有する第２の周波数チャネルを使用して転送され得る。

本明細書に記載される方法の一部または全ては、１つ以上のチャネル条件に少なくとも部分的に基づいて、第１のチャネル帯域幅または第２のチャネル帯域幅を動的に変化させることをさらに含み得る。

本明細書に記載される方法の一部または全ては、複数のチャネルから、複数の利用可能なチャネルと関連する１つ以上のチャネル特性に少なくとも部分的に基づいて、動作周波数を選択することであって、ダウンリンクデータは、選択された動作周波数を使用して転送されることをさらに含む。１つ以上のチャネル特性は、ノイズ、干渉、シグナル対ノイズ比（ＳＮＲ）、ビットエラーレート、またはフェージング率のうちの少なくとも１つを含み得る。アップリンクデータは、動作周波数に関する情報を含み得る。

本明細書に記載される方法の一部または全ては、ダウンリンクデータの転送が失敗したと判定することに応答して、第２の端末から第１の端末にダウンリンクデータを再転送することをさらに含み得る。同様に、本明細書に記載される方法の一部または全ては、アップリンクデータの転送が失敗したと判定することに応答して、アップリンクデータの転送のみを許可することをさらに含み得る。

本明細書に記載される方法および／またはシステムの一部または全てにおいて、第１の変調スキームは、直接シーケンススペクトル拡散（ＤＳＳＳ）、周波数ホッピングスペクトル拡散（ＦＨＳＳ）、または周波数偏移変調（ＦＳＫ）のうちの少なくとも１つを含み得る。
第２の変調スキームは、直交振幅変調（ＱＡＭ）を含み得る。

本明細書に記載される方法および／またはシステムの一部または全てにおいて、第１の変調スキームは、単一搬送波変調スキームを含み得、第２の変調スキームは、複数搬送波変調スキームを含み得る。第２の変調スキームは、第１の変調スキームよりも高次であり得る。

本明細書に記載される方法および／またはシステムの一部または全てにおいて、ダウンリンクデータは、高効率の符号化スキームで符号化され得る。高効率の符号化スキームは、低密度パリティ検査コード（ＬＤＰＣ）を含み得る。第２の符号化スキームは、第１の符号化スキームよりも効率的であり得る。

本明細書に記載される方法の一部または全ては、１つ以上のチャネル条件に少なくとも部分的に基づいて、第１の変調スキームまたは第２の変調スキームを動的に変化させることをさらに含み得る。

本明細書に記載される方法の一部または全ては、１つ以上のチャネル条件に少なくとも部分的に基づいて、第１の符号化スキームまたは第２の符号化スキームを動的に変化させることをさらに含み得る。

本明細書に記載される方法および／またはシステムの一部または全てにおいて、チャネル品質の測定は、１つ以上のチャネルのそれぞれと関連する１つ以上の特性を測定することを含み得る。１つ以上の特性は、ノイズ、干渉、シグナル対ノイズ比（ＳＮＲ）、ビットエラーレート、またはフェージング率のうちの少なくとも１つを含み得る。

本明細書に記載される方法の一部または全ては、１つ以上のチャネル条件に少なくとも部分的に基づいて、複数のサブフレームの第１のサブセットおよび複数のサブフレームの第２のサブセットを動的に割り当てることをさらに含み得る。

本明細書に記載される方法および／またはシステムの一部または全てにおいて、第１の時間帯、第２の時間帯、および第３の時間帯は、それぞれ、１つ以上の時分割多重（ＴＤＭ）サブフレームを含み得る。アップリンクデータは、第１の時間帯、第２の時間帯、および第３の時間帯のタイミング情報を含み得る。

本明細書に記載される方法および／またはシステムの一部または全てにおいて、第１の端末のアップリンク送信機はさらに、第１の端末のダウンリンク受信機に同期情報を送信するように構成され得る。第２の端末のアップリンク受信機はさらに、第１の時間帯、第２の時間帯、および第３の時間帯のタイミング情報を取得して、ダウンリンク送信機にタイミング情報を提供するように構成され得る。同期情報は、タイミング情報に実質的に類似であり得る。

本明細書に記載される方法および／またはシステムの一部または全てにおいて、ダウンリンク受信機はさらに、動作周波数に関連する動作周波数情報をアップリンク送信機に提供するように構成され得、アップリンク送信機はさらに、動作周波数情報を送信するように構成される。アップリンク受信機はさらに、動作周波数情報を受信して、動作周波数情報をダウンリンク送信機に提供するように構成され得、ダウンリンク送信機はさらに、動作周波数情報を送信するように構成され得る。

本明細書に記載される方法および／またはシステムの一部または全てにおいて、ダウンリンク送信機はさらに、ダウンリンクデータを送信する前に、符号化スキームを使用して、ダウンリンクを符号化するように構成され得、ダウンリンク受信機はさらに、符号化されたダウンリンクデータを受信して、符号化スキームに対応する復号化スキームを使用して、受信したダウンリンクデータを復号化するように構成され得る。ダウンリンク受信機はさらに、ダウンリンクデータの品質を測定して、アップリンク送信機に測定結果を提供するように構成され得、アップリンク送信機はさらに、測定結果を送信するように構成され得る。アップリンク受信機はさらに、測定結果を受信し、ダウンリンク送信機に測定結果を提供するように構成され得、ダウンリンク送信機はさらに、測定結果および現在の符号化スキームに少なくとも部分的に基づいて、現在の符号化スキームを変更するかどうかを判定し、現在の符号化スキームを変更する必要があるという判定に応答して、現在の符号化スキームを更新された符号化スキームに変更し、更新された符号化スキームでダウンリンクデータを符号化し、符号化されたダウンリンクデータを送信するように構成され得る。ダウンリンク受信機はさらに、更新された符号化スキームを使用して符号化されたダウンリンクデータを受信し、更新された符号化スキームに対応する復号化スキームを使用して、ダウンリンクデータを復号化するように構成され得る。

本発明の異なる態様が、個別に、集合的に、または互いの組み合わせで、理解され得ることを理解されたい。本明細書に記載される本発明の種々の態様は、以下に記載される具体的な用途のいずれか、または任意の他の種類の可動および／もしくは固定物体間のデータ通信に適用可能である。

本発明の他の目的および特徴は、本明細書、特許請求の範囲、および添付の図面を確認することによって、明らかとなろう。

参照による組み込み
本明細書に記載される全ての刊行物、特許および特許出願は、各個別の刊行物、特許、または特許出願が、明確かつ個別に参照により組み込まれることが示されているのと同程度に、参照により本明細書に組み込まれる。

本発明の新規な特徴を、添付の特許請求の範囲において詳細に記載する。本発明の特徴および利点のより良い理解は、本発明の原理が利用される例となる実施形態を記載した以下の詳細な説明および添付の図面を参照することによって得られる。
ある実施形態による本発明の態様を実現するための例となる通信システムを図示する。 いくつかの実施形態によるいくつかの例となる時分割多重（ＴＤＭ）フレームを図示する。 いくつかの実施形態によるいくつかの例となるＴＤＭフレームを図示する。 ある実施形態による例となるＴＤＭフレームを図示する。 ある実施形態による図４に示されたＴＤＭフレームの例となる構成を図示する。 ある実施形態による図４に示されたＴＤＭフレームの別の例となる構成を図示する。 ある実施形態によるデータ通信の方法を実現するための例となるプロセスを図示する。 ある実施形態によるデータ通信の方法を実現するための別の例となるプロセスを図示する。 ある実施形態によるデータ通信の方法を実現するための例となるプロセスを図示する。 ある実施形態によるデータ通信の方法を実現するための例となるプロセスを図示する。 ある実施形態による第２の端末を実現するための別の例となるプロセスを図示する。 いくつかの実施形態による本発明の方法を実現するための例となるシステムを図示する。 ある実施形態による例となる通信端末を図示する。 ある実施形態による例となる通信端末を図示する。 いくつかの実施形態による無人航空機（ＵＡＶ）を図示する。 実施形態による可動物体および制御デバイスを図示する。

本発明は、通信端末間の改善されたデータ通信のためのシステムおよび方法を提供する。いくつかの実施形態において、本明細書に記載されるシステムおよび方法は、アップリンクデータ送信とダウンリンク送信との間の干渉を回避すると同時に、堅調なアップリンクデータ送信および広帯域のダウンリンクデータ送信を提供する。

アップリンクおよびダウンリンクデータ通信間の干渉を回避するために、アップリンクとダウンリンクが重複しない時間帯で同じ通信チャネルを共有する、時分割多重（ＴＤＭ）モードの通信を使用する。堅調なアップリンクと広帯域のダウンリンクを確保するために、異なる符号化および／または変調スキームを使用して、アップリンクデータおよびダウンリンクデータを符号化および／または変調させる。本開示のシステムおよび方法は、基地局または制御デバイスと、無人航空機（ＵＡＶ）等の遠隔制御された物体またはデバイスとの間のデータ通信に適用することができる。例えば、堅調なアップリンクは、基地局からＵＡＶに制御データを送信するために使用可能であり、一方で広帯域のダウンリンクは、ＵＡＶから基地局に画像データまたは他のセンサデータを送信するために使用可能である。

本発明の態様によって、それぞれが複数のサブフレームを含む、複数の周期的に反復するＴＤＭフレームを使用した、第１の端末と第２の端末との間の無線通信のための方法を提供する。本方法は、複数のサブフレームの第１のサブセットの使用中に、第１のデータ帯域幅で、第１の端末から第２の端末にアップリンクデータを転送することであって、アップリンクデータは、第１の符号化スキームを使用して符号化されることと、複数のサブフレームの第２のサブセットの使用中に、第１のデータ帯域幅とは異なる第２の帯域幅で、第２の端末から第１の端末にダウンリンクデータを転送することであって、ダウンリンクデータは、第２の符号化スキームを使用して符号化され、第２の符号化スキームは、第１の符号化スキームとは異なることと、を含む。

本発明の別の態様によって、それぞれが複数のサブフレームを含む複数の周期的に反復するＴＤＭフレームを使用した、第１の端末と第２の端末との間の無線通信のための別の方法を提供する。本方法は、複数のサブフレームの第１のサブセットの使用中に、第１のデータ帯域幅で、第１の端末から第２の端末にアップリンクデータを転送することであって、アップリンクデータは、第１の変調スキームを使用して変調されることと、複数のサブフレームの第２のサブセットの使用中に、第１のデータ帯域幅とは異なる第２の帯域幅で、第２の端末から第１の端末にダウンリンクデータを転送することであって、ダウンリンクデータは、第２の変調スキームを使用して変調され、第２の変調スキームは、第１の変調スキームとは異なることと、を含む。

本発明の別の態様によって、それぞれが複数のサブフレームを含む複数の周期的に反復するＴＤＭフレームを使用した、第１の端末と第２の端末との間の無線通信のための別の方法を提供する。本方法は、複数のサブフレームの第１のサブセットの使用中に、第１の端末から第２の端末にアップリンクデータを転送することと、複数のサブフレームの第２のサブセットの使用中に、１つ以上のチャネルと関連するチャネル品質を測定して、動作周波数を選択することと、複数のサブフレームの第３のサブセットの使用中に、動作周波数を使用して、第２の端末から第１の端末にダウンリンクデータを転送することと、を含む。

本発明の別の態様によって、それぞれが複数のサブフレームを含む複数の周期的に反復する時分割多重（ＴＤＭ）フレームを使用した、第１の端末と第２の端末との間の無線通信のための別の方法を提供する。本方法は、複数のサブフレームの第１のサブセットの使用中に、第１の端末から第２の端末にアップリンクデータを転送することであって、アップリンクデータは、第１の端末と第２の端末の操作を同期させるのに有用な同期情報を含み、アップリンクデータは、第１の変調スキームを使用して変調されることと、複数のサブフレームの第２のサブセットの使用中に、第２の端末から第１の端末にダウンリンクデータを転送することであって、ダウンリンクデータは、第１の変調スキームとは異なる第２の変調スキームを使用して変調されることと、を含む。

本発明の別の態様によって、遠隔端末と車両の通信モジュールとの間の無線通信のための方法を提供し、前記車両は、センサを備え、前記無線通信は、各ＴＤＭフレームが複数のサブフレームを含む複数の周期的に反復するＴＤＭフレームを使用する。本方法は、複数のサブフレームの第１のサブセットの使用中に、遠隔端末から車両の通信モジュールにアップリンクデータを転送することと、複数のサブフレームの第２のサブセットの使用中に、車両の通信モジュールから、遠隔端末にセンサからのデータを含むダウンリンクデータを転送することであって、第２のサブセット内のサブフレームの数は、第１のサブセット内のサブフレームの数よりも多いことと、を含む。

本発明の別の態様によって、データ通信システムを提供する。データ通信システムは、アップリンク送信機とダウンリンク受信機とを備える第１の端末と、アップリンク受信機とダウンリンク送信機とを備える第２の端末と、を備え、アップリンク送信機は、第１の時間帯で第２の端末にアップリンクデータを送信するように構成され、ダウンリンク受信機は、第２の時間帯で、１つ以上のチャネルと関連するチャネル品質を測定して、動作周波数を選択し、第３の時間帯で、動作周波数を使用して、第２の端末によって提供されるダウンリンクデータを受信するように構成され、アップリンク受信機は、第１の時間帯でアップリンクデータを受信するように構成され、ダウンリンク送信機は、第３の時間帯で、動作周波数を使用して、ダウンリンクデータを送信するように構成される。

図１は、ある実施形態による本発明の態様を実現するための例となる通信システム１００を図示する。図示されるように、システム１００は、互いに通信することが可能な第１の端末１０２および第２の端末１０４を含む。種々の実施形態において、第１の端末または第２の端末は、基地局、中継局、遠隔制御デバイス、モバイルプラットフォームもしくは可動物体、例えば地上、水上、もしくは空中の（有人もしくは無人）車両、コンピュータサーバ、パーソナルコンピュータ、形態電話、スマートフォン、スマートＴＶ、セットアップボックス、または他の移動式もしくは固定式デバイスもしくは物体といった、（デジタルまたはアナログの）データの送信および受信が可能な任意のデバイスを含み得るか、またはそれに含まれ得る。一実施形態において、第１の端末は基地局であり、第２の端末は無人航空機（ＵＡＶ）である。

種々の実施形態において、第１の端末と第２の端末との間のデータ通信は、第１の端末と第２の端末との間に確立された通信チャネルを介して発生し得る。通信チャネルの例には、銅線、光ファイバ、および無線通信チャネルを挙げることができる。通信チャネル上で送信されるデータは、電圧、電波、マイクロ波、赤外線シグナル等の電磁シグナルとして表すことができる。

図示されるように、第１の端末１０２と第２の端末１０４との間のデータ通信には、アップリンク１０６およびダウンリンク１０８が含まれ得る。アップリンク１０６は、第１の端末１０２から第２の端末１０４にデータを送信するために使用される通信リンクである。逆に、ダウンリンク１０８は、第２の端末１０４から第１の端末１０２にデータを送信するために使用される。一実施形態において、アップリンク１０６およびダウンリンク１０８は、同じ通信チャネルを異なる時間で共有する。他の実施形態において、アップリンク１０６およびダウンリンク１０８は、異なる通信チャネルを使用してもよい。アップリンク通信のために、第１の端末１０２には、アップリンク１０６を介してデータ（以下、アップリンクデータ）を第２の端末１０４に送信するためのアップリンク送信機１１０が含まれ得る。また第２の端末１０４は、送信されたアップリンクデータを受信するためのアップリンク受信機１１４を含み得る。同様に、ダウンリンク通信のために、第２の端末１０４は、ダウンリンク１０８を介してデータ（以下、ダウンリンクデータ）を第１の端末１０２に送信するためのダウンリンク送信機１１６を含み得る。また第１の端末１０２は、送信されたダウンリンクデータを受信するためのダウンリンク受信機１１２を含み得る。いくつかの実施形態において、端末の送信機および受信機は、トランシーバに組み合わせることができる。トランシーバは、トランシーバおよび受信機の機能性を兼ね備え得、共通の回路および／または単一のハウジングを共有し得る。例えば、送信機および受信機は、同じ物理的装置、または共通の構成要素を有する別個のデバイスによって実装され得る。他の実施形態において、送信機および受信機は、共通の回路および／またはハウジングを共有しなくてもよい。

本明細書に使用される際、アップリンクデータおよびダウンリンクデータは、それぞれ、アップリンクおよびダウンリンクを使用して送信されるデータおよびシグナルを指す。アップリンクデータおよびダウンリンクデータは、異なる種類のデータを含み得る。いくつかの実施形態において、アップリンクデータは、第２の端末の動作を制御するためのデータまたはシグナルを含み得る。いくつかの実施形態において、アップリンクデータは、車両または他の可動物体の移動または動作を制御することができる。例えば、アップリンクデータは、ＵＡＶまたはその構成要素（例えば、ペイロードデバイス、検知モジュール、推進システム等）と関連する速度、位置、配向、または他の動作もしくは航行パラメータを制御するための情報を含み得る。アップリンクデータはまた、第１の端末と第２の端末の動作を同期させるために使用可能な同期情報を含み得る。例えば、アップリンクデータは、スケジューリングおよび／またはアップリンクデータ送信およびダウンリンク送信の順序に関するタイミング情報を含み得る。アップリンクデータはまた、一方の端末から送信されたデータが他方の端末によって無事に受信されたかどうか、受信されたデータが十分な品質のものであるかどうか等、エラーメッセージまたは他のフィードバック情報を含み得る。

いくつかの実施形態において、ダウンリンクデータは、第２の端末によって取得、収集、または生成された画像データまたは他のデータを含み得る。いくつかの実施形態において、ダウンリンクデータは、未加工データまたは処理済みデータを含み得る。未加工データには、第２の端末と関連する検知モジュール（１つ以上のセンサを含む）によって収集されたセンサデータ、例えば、画像データ、位置データ、加速度または配向データ等が含まれ得る。未加工データを、例えば、処理装置によって処理して、第２の端末と関連する状態情報（例えば、位置、移動、配向）および／または周囲環境に関するもの等の処理済みデータを導出または生成することができる。このようなセンサデータを取得するために使用されるセンサの例には、視覚または光センサ（例えば、カメラ、ビデオカメラ、赤外線センサ）、音声センサ、近接センサ、位置センサ（例えば、ＧＰＳ受信機、高度計）、磁気センサ（例えば、磁気探知機、方位磁石）、温度センサ、タッチセンサ、慣性センサ（例えば、ジャイロスコープ、加速度計）等を挙げることができる。センサデータおよび／またはその処理済みデータは、ダウンリンクデータとして第１の端末に送信され得る。他の実施形態において、ダウンリンクデータはまた、エラー情報、フィードバック情報、同期情報等の他の情報を含み得る。

主として制御データから構成されるアップリンクデータの送信、および大量の画像データまたは他のセンサデータを含むダウンリンクデータの送信を最適化するために、アップリンクは、堅調である必要があり、一方でダウンリンクは、広いデータ帯域幅（または広帯域ダウンリンク）を有する必要がある。本明細書に記載されるように、アップリンクデータおよびダウンリンクデータは、異なる種類のデータを含み得る。したがって、アップリンクデータおよびダウンリンクデータの送信について、異なる要件が存在し得る。例えば、アップリンクデータは、しばしば、重要な制御情報を含む。このような制御情報は、ＵＡＶの種々の動作を制御するために使用され得る。例えば、制御情報は、ＵＡＶの航行システムまたは推進システムを制御するために使用され得る。そのような場合において、このような制御情報の損失または破損は、ＵＡＶの制御の損失および／またはそれに対する損傷をもたらし得る。一方で、ダウンリンクデータは、典型的に、可動物体（例えば、ＵＡＶ）から受信デバイス（例えば、基地局）へのセンサデータ（例えば、画像データ）を含む。ダウンリンクデータの損失または破損は、典型的に、ダウンリンクデータの再送信を必要とするだけであり、可動物体の動作に影響を及ぼすものではない。したがって、アップリンクデータは、しばしば、ダウンリンクデータよりも堅調な方式で送信する必要がある。本明細書に使用される際、堅調性とは、エラー、ノイズ、干渉、障害、または他の有害要因を伴う場合でさえも、通信リンクが適正に動作する能力を指す。対照的に、堅調性要件は、ダウンリンクデータが典型的には遠隔制御物体の動作に重要であるとはみなされれないため、ダウンリンクデータに対してはアップリンクデータに対するものほど高度でなくてもよい。しかしながら、ダウンリンクデータは、しばしば、アップリンクデータ（例えば、制御データ）よりも多い量のデータ（例えば、画像データ）を含む。したがって、データ帯域幅要件は、典型的に、ダウンリンクデータに対して、アップリンクデータに対するものよりも高度である。本明細書に使用される際、データ帯域幅とは、ある単位時間で転送されるデータの速度を指す。データ帯域幅が広いほど、データ転送が高速で転送される。典型的に、データ帯域幅は、ビット／秒、ｋビット／秒、Ｍビット／秒、Ｔビット／秒等、ビットレートで測定される。種々の実施形態において、データ帯域幅は、全転送データの速度（例えば、総ビットレート）、送達が成功したデータの平均速度（例えば、スループット）、転送された有用な情報の速度（例えば、純ビットレート）等で測定することができる。要約すると、主として制御データから構成されるアップリンクデータの送信、および大量の画像データまたは他のセンサデータを含むダウンリンクデータの送信を最適化するために、アップリンクは、堅調である必要があり、一方でダウンリンクは、広いデータ帯域幅（または広帯域ダウンリンク）を有する必要がある。

本明細書に記載のように、データ通信システムにおいて、堅調なアップリンクおよび広帯域のダウンリンクを達成するための種々の方法を提供する。そのうちの一部を、以下に記載する。

本発明の態様によって、異なる符号化スキームを使用して、アップリンクデータおよびダウンリンクデータを符号化して、堅調なアップリンクおよび広帯域のダウンリンクを達成する。具体的には、より効率的な符号化スキームを使用して、ダウンリンクデータを符号化して、符号に割り当てられる帯域幅を低減させることができる。一般的に、前方エラー訂正（ＦＥＣ）またはチャネル符号化を使用して、エラーを制御し、冗長性の原理を使用して通信チャネルを介するデータ送信の信頼性を増加させることができる。チャネル符号化スキームは、リードソロモン（ＲＳ）符号化、ターボ符号化、低密度パリティ検査（ＬＤＰＣ）等、ブロック符号および畳み込み符号を含み得る。いくつかの実施形態において、１つの単一符号化スキームを使用して、所与のデータのセットを符号化する。他の実施形態において、２つ以上の異なる種類の符号化スキームを、連結、混合、または他の技術を使用するなど、所与のデータセットに対して、組み合わせて使用することができる。１つ以上のチャネル符号化スキームを使用して、ｋ−ビットのブロックまたはストリームの入力データを符号化して、ｎ−ビットのブロックまたはストリームの出力データを生成することができ、ここで、ｎはｋよりも大きい。符号化の結果として生成される余剰ｎ−ｋパリティビットに留意されたい。符号化されたデータを、符号化データの受信機によって復号化し、元の入力データにおけるエラーを検出および／または訂正することができる。

固定データ帯域幅を有する通信チャネルについては、チャネル符号化は、概して、余剰帯域幅を、チャネル符号化の結果としてパリティビットに割り当てる必要があるため、有用な情報のために使用されるデータ帯域幅を低減させる。したがって、所与のチャネル符号化スキームまたは複数のチャネル符号化スキームの組み合わせの効率は、符号化の結果として、全ビット（有用およびパリティビットの両方を含む）に対する有用なビットの比率によって測定することができる。例えば、３／４の効率比を有する符号化スキームでは、全符号化ビットの３／４が、有用なビットである。全ビット中の残りの１／４は、パリティビットである。異なるチャネル符号化スキームは、異なるレベルの効率を有し得る。

一般に、低効率の符号化スキームは、より多くの冗長性を提供する傾向にあり、（冗長性を使用して）エラーからの修復能力を増加させ、それによって、データ送信の信頼性および堅調性を増加させる。さらに、低効率の符号化スキームの復号化プロセスは、一般に、高効率の符号化スキームの復号化プロセスよりも、必要とする受信機側の計算リソース（例えば、電力、メモリ、処理能力等）がより少ない。したがって、アップリンクデータは、典型的に、高レベルの信頼性で送信される必要があるが、モバイルプラットフォームまたは可動物体（例えば、ＵＡＶ、モバイルデバイス）等、アップリンクデータの受信機は、典型的に、復号化プロセスのための計算リソースの量が限られているため、低効率の符号化スキームは、アップリンクデータ（例えば、制御データ）を符号化するのにより好適である。いくつかの実施形態において、低効率の符号化スキームは、１／１０以下の効率比を有し得る。他の実施形態において、低効率の符号化スキームは、１／１０を上回る効率比を有し得る。

逆に、高効率の符号化スキームは、一般に、冗長性が低減する代わりに、より良好なデータ帯域幅をもたらす（有用な情報に対するパリティビットの量を減少させることによって）。さらに、高効率の符号化スキームの復号化プロセスは、一般に、低効率の符号化スキームの復号化プロセスよりも、計算がより複雑であり、所要時間が長い。したがって、このような高効率の符号化スキームは、典型的に容量が大きいダウンリンクデータ（例えば、画像データ）の符号化に好適である。さらに、基地局等、ダウンリンクデータの受信機は、復号化プロセスのためにより多くの計算リソースへのアクセスを有する。いくつかの実施形態において、高効率の符号化スキームは、１／２以上の効率比を有し得る。他の実施形態において、低効率の符号化スキームは、１／２未満の効率比を有し得る。

ある実施形態において、ダウンリンクデータは、高効率ＬＤＰＣを使用して符号化されてもよく、ダウンリンクデータは、比較的単純で低効率である符号化スキーム（変調スキームに加えて）と見なすことができる、直接シーケンススペクトル拡散（ＤＳＳＳ）を使用して符号化されてもよい。ＤＳＳＳはまた、意図的または非意図的な妨害、複数のユーザ間での単一のチャネルの共有、シグナル／バックグラウンドノイズレベルの障害物の低減、送信機と受信機との間の相対的タイミングの判定といった他の利点を提供する。

本発明の別の態様によると、異なる変調スキームを使用して、アップリンクデータおよびダウンリンクデータを変調させて、堅調なアップリンクおよび広帯域のダウンリンクを達成することができる。このような変調スキームは、上述のような異なるチャネル符号化スキームを使用することに加えてか、またはその代りに、使用することができる。いくつかの実施形態において、１つの単一変調スキームを使用して、所与のデータのセットを変調させる。他の実施形態において、２つ以上の異なる種類の変調スキームを、所与のデータセットに対して、組み合わせて使用してもよい。

ある実施形態において、ダウンリンクデータは、アップリンクデータを変調させるために使用されるものよりも多い搬送波シグナルを使用して変調される。例えば、ダウンリンクデータは、複数搬送波変調スキームを使用して変調され得、一方でアップリンクデータは、単一搬送波変調スキームを使用して変調され得る。一般に、復調プロセスは、複数搬送波変調スキームでは副搬送波間の干渉の問題および副搬送波シグナルの負担の問題を解決する必要があるため、複数搬送波変調スキームよりも、単一搬送波変調スキームではより計算が単純である。したがって、単一変調スキームは、データをより迅速かつ容易に復調することができ、復調プロセスに必要な計算リソースがより少ないため、複数搬送波変調スキームよりも、アップリンクデータの変調に適している。一方で、複数搬送波変調スキームは、複数の搬送波シグナル、およびしたがってより多くのデータを、一度に送信することができるため、ダウンリンクデータの単一変調スキームに、より適している。

別の実施形態において、ダウンリンクデータは、アップリンクデータを変調させるために使用されるものよりも高次の変調スキームを使用して変調される。一般に、デジタル変調スキームの変調の次数は、変調スキームを使用して送信され得る異なる符号の数によって決定される。例えば、二元偏移変調（ＢＳＫ）、ガウス周波数偏移変調（ＧＦＳＫ）といった二次変調スキームは、２つの符号（例えば、「０」および「１」）のみを送信することができる。一方で、四位相偏移変調（ＱＰＳＫ）または直交振幅変調（ＱＡＭ）といった高次変調スキームは、より多くの符号を送信することができる。いくつかの実施形態において、所与の変調スキームは、異なる効率比（例えば、１／２、２／３、３／４、５／６）、および／または他のパラメータに伴う複数の変動を有し得る。例えば、ある１６ＱＡＭ変動は、１／２の効率比を有し得るが、別の１６ＱＡＭ変動は、３／４の効率比を有し得る。ダウンリンクデータに高次変調スキームを使用することにより、１回でより多くのデータを、ダウンリンクを通じて送信することができる。同時に、受信機側（例えば、基地局）におけるダウンリンクデータの復調に、典型的に、より多くの計算力が必要である。

種々の実施形態において、符号化および／または変調スキームの異なる組み合わせを、それぞれ、アップリンクデータおよびダウンリンクデータに使用することができる。例えば、ある実施形態において、アップリンクは、低次および／または単一搬送波変調スキームと、ＤＳＳＳ、ＦＨＳＳ、およびＧＦＳＫといった低効率の符号化スキームの組み合わせを使用して、アップリンクデータの堅調性および信頼性を確保することができる。対照的に、ダウンリンクは、高次および／または複数搬送波変調スキームと、ＱＡＭおよびＬＤＰＣといった高効率の符号化スキームの組み合わせを使用して、ダウンリンクデータのための広いデータ帯域幅を確保することができる。

本発明の別の態様によると、アップリンクおよびダウンリンクは、異なるデータ帯域幅で送信され得る。具体的には、ダウンリンクデータは、妥当な時間で大量の画像データまたは他のセンサデータを送信できるように、アップリンクデータよりも広いデータ帯域幅を使用して送信することができる。種々の方法を使用して、アップリンクとダウンリンクとの間で非対称的なデータ帯域幅を割り当てることができ、その一部は上で考察されている。例えば、非対称的なデータ帯域幅は、上述のように、異なる変調および／またはチャネル符号化スキームを使用することによって達成することができる。

さらに、いくつかの実施形態において、アップリンクデータおよびダウンリンクデータは、異なるチャネル帯域幅（Ｈｚまたはビット毎秒で測定される）の周波数チャネルを介して送信され得る。例えば、より広いデータ帯域幅を提供するように、より広いチャネル帯域幅の周波数チャネルを、ダウンリンクデータの送信に使用することができ、一方で、より狭いチャネル帯域幅の周波数チャネルを、アップリンクデータの送信に使用することができる。例えば、アップリンクデータ送信のための周波数チャネル帯域幅は、１００ＫＨｚ〜２ＭＨｚであり得、ダウンリンクデータ送信のための周波数チャネル帯域幅は、２ＭＨ〜１０ＭＨであり得る。種々の実施形態において、アップリンク周波数チャネル帯域幅は、ダウンリンク周波数チャネル帯域幅と重複する場合もあり、または重複しない場合もある。時分割多重（ＴＤＭ）通信モード（以下により詳細に記載される）において、アップリンク周波数チャネル帯域幅およびダウンリンク周波数チャネル帯域幅は、アップリンク送信およびダウンリンク送信の時間が重複しないため、互いに干渉することなく重複し得る。

いくつかの実施形態において、異なるデータ帯域幅を達成するために、アップリンクデータおよびダウンリンクデータは、異なる長さの時間で送信され得る。例えば、ＴＤＭ様式等、アップリンクとダウンリンクとが、同じ通信チャネルを共有する場合、以下により詳細に記載されるように、アップリンクデータ送信よりも、ダウンリンク送信に対して、全時間中のより多くの割合を割り当てることができる。

本発明の一態様によると、アップリンクデータ送信とダウンリンクデータ送信との間の干渉は、ＴＤＭ通信モードを使用することによって回避することができる。具体的には、アップリンクデータ送信およびダウンリンクデータ送信は、共有の通信チャネルを介して行われるが、時間が重複することはない。干渉の回避の他にも、従来のシステムに必要とされる、２つの別個の通信システム、およびしたがって２セットの通信装置（１つがアップリンク用で１つがダウンリンク用）に対する必要性が、排除され得る。その代りに、アップリンクおよびダウンリンク両方の送信のために、１セットの通信装置のみが必要となり、通信装置を収納するために必要な空間、ならびに通信装置の維持および操作のための費用を低減させる。

ＴＤＭ通信モード下において、時間領域は、複数の周期的に反復するＴＤＭフレームに分割される。各フレームは、複数の固定長サブフレームを含む。いくつかの実施形態において、フレーム内の全てのサブフレームは、同じ長さを有する。いくつかの他の実施形態において、フレーム内のサブフレームは、異なる長さを有してもよい。いくつかの場合において、ＴＤＭフレームは、それぞれ、同じサブフレーム数および／または同じフレーム長を有する。他の場合において、ＴＤＭフレームは、可変のサブフレーム数および／可変のフレーム長を有してもよい。アップリンクデータ送信が、複数のサブフレームの一部（アップリンクサブフレーム）または第１の時間帯において発生し、ダウンリンクデータ送信が、他のサブフレームの一部（ダウンリンクサブフレーム）または第２の時間帯において発生し得る。アップリンクサブフレーム（第１の時間帯）は、ダウンリンクサブフレーム（第２の時間帯）と時間が重複することはない。本明細書に使用される際、時間帯とは、１つ以上のサブフレームのセットを指す。時間帯は、ガードインターバルを含まない。フレームは、１つ以上の重複しない時間帯を含み得る。いくつかの実施形態において、ＴＤＭフレームはまた、アップリンクデータ送信またはダウンリンクデータ送信以外の機能専用のサブフレームを含み得る。例えば、いくつかの実施形態において、フレームは、多数のチャネルと関連するチャネル条件が監視または測定される、チャネル測定サブフレームを含み得る。いくつかの他の実施形態において、ＴＤＭフレームはまた、エラー訂正サブフレーム、同期サブフレーム等を含み得る。連続する２つのサブフレームの間、または所与のサブフレームの最後に、個々の送信が互いに干渉しないことを確実にするためのサブフレーム間ガードインターバルが存在し得る。同様に、２つの連続するフレームまたは所与のフレームの最後に、送信間の干渉を回避するためのフレーム間ガードインターバルが存在し得る。

図２は、いくつかの実施形態によるいくつかの例となるＴＤＭフレームを図示する。図示されるように、ＴＤＭフレーム２００は、複数の固定長サブフレーム２０４、ならびに任意で、連続するサブフレーム／フレーム間に１つ以上のガードインターバル２０６および２０８を含む。所与のＴＤＭフレームのサブフレーム２１０（または時間帯２１０）の一部（例えば、サブフレームＴ１）を、アップリンクデータ送信（例えば、対応するフレームの簡略表示２０１における上向き矢印２１０で示されるもの）に割り当てることができる。同じＴＤＭフレームの他のサブフレーム２１２（または時間帯２１２）の一部（例えば、サブフレームＴ２〜Ｔ９）を、ダウンリンクデータ送信（例えば、対応するフレームの簡略表示２０１における上向き矢印２１２で示されるもの）に割り当てることができる。いくつかの実施形態において、ＴＤＭフレーム内の１つを上回るサブフレームを、アップリンク送信、例えば、フレーム２１４のアップリンクサブフレーム２１８（Ｔ８〜Ｔ９）によって図示されるものに割り当てることができる。いくつかの場合において、ＴＤＭフレーム内の全てのサブフレームを、アップリンクデータ送信またはダウンリンクデータ送信等の単一の機能に割り当ててもよい。例えば、フレーム２２２内の全てのサブフレームを、ダウンリンクデータ送信に割り当て、フレーム２２４内の全てのサブフレームを、アップリンク送信に割り当てる。したがって、種々の実施形態において、ＴＤＭフレームは、０、１、２、またはそれ以上のアップリンク時間帯、ダウンリンク時間帯、および／または他の機能に割り当てられた時間帯を有し得る。

アップリンクサブフレームおよびダウンリンクサブフレームの順序は、任意の好適な順序で発生し得る。例えば、アップリンクデータ送信は、ダウンリンクデータ送信よりも早い段階でＴＤＭフレームに発生し得る。そのような場合において、アップリンクサブフレームは、フレーム２００（およびその簡略表示２０１）によって図示されるもののように、ダウンリンクサブフレームよりも早い段階でＴＤＭフレームに発生し得る。あるいは、アップリンクデータ送信は、ダウンリンクデータ送信よりも後にＴＤＭフレームに発生してもよい。そのような場合において、アップリンクサブフレームは、フレーム２１４（およびその簡略表示２２０）によって図示されるように、ダウンリンクサブフレームよりも早い段階でＴＤＭフレームに発生し得る。いくつかの実施形態において、アップリンク送信およびダウンリンク送信は、アップリンクサブフレームおよびダウンリンクサブフレームが、互いに混合し得るように、交互様式でＴＤＭフレームに発生してもよい。

ある実施形態において、ダウンリンクデータ送信に割り当てられるダウンサブフレームの数は、アップリンクデータ送信に割り当てられるアップリンクサブフレームの数よりも多い。制御データを含むアップリンクデータの量が、典型的に、画像、動画、または他のセンサデータを含み得るダウンリンクデータのものよりも少ないため、アップリンクデータ送信とダウンリンクデータ送信の間のサブフレームのこのような非対称割り当ては、アップリンクデータよりも多いダウンリンクデータが、同じ時間で同じ通信チャネルを介して送信されることを有利に可能にする。

種々の実施形態において、アップリンクデータ送信およびダウンリンクデータ送信専用のサブフレームの割り当ては、種々の要因に基づいて決定することができる。例えば、サブフレームの割り当ては、アップリンクデータ送信およびダウンリンク送信が発生する通信チャネル、データ送信要件（例えば、堅調性、信頼性、帯域幅、ビットレート、スループット、制御および／もしくはステータス更新の速度等に関して）、通信端末のハードウェアおよび／またはソフトウェアのパラメータまたは条件、環境要因等と関連する、１つ以上の条件または特性に、少なくとも部分的に基づいて決定することができる。いくつかの事例において、サブフレームの割り当て（例えば、どのようにしてアップリンク送信とダウンリンク送信とに分割するか）は、即時またはほぼ即時で決定することができる。このような決定に基づいて、サブフレームの割り当ては、同じまま留まり得るか、または経時的に調節することができる。いくつかの場合において、割り当ては、即時またはほぼ即時で動的に調節することができる。

本発明の別の態様によると、第１の端末および第２の端末の動作を同期するのに使用可能な同期情報が、チャネル条件が悪い場合でさえも、システムの堅調かつ信頼できる動作を可能にするように、アップリンク接続を使用して送信される。典型的に、このような同期情報は、ＴＤＭサブフレームの割り当ておよびスケジューリング情報、エラーメッセージ、フィードバック情報等を含み得る。このような同期情報は、典型的に、１対の端末間での通信の同期を確実にするために、端末間、ならびに同じ端末での送信機と受信機との間で送信される必要がある。端末間通信をより堅調なアップリンク（堅調性の低いダウンリンクとは対照的に）に頼ることにより、同期情報は、ノイズ、干渉、エラー等といった、好ましくないチャネル条件でさえも、確実に送達される可能性がより高い。

本発明の別の態様によると、アップリンクおよびダウンリンクデータ送信に加えて、ＴＤＭフレームの１つ以上のサブフレーム（以下、チャネル測定サブフレーム）を、チャネルの走査または測定に割り当てることができる。チャネル測定サブフレーム中に、現在の通信チャネルまたは電磁環境と関連する特性または条件を測定して、ダウンリンクデータ送信に使用される最適動作周波数を選択することができる。具体的には、Ｎ個（Ｎ≧１）の利用可能な周波数チャネルと関連する特性または条件を測定して、最適動作周波数を選択することができる。種々の実施形態において、そのような特性または条件には、ノイズ、干渉、シグナル対ノイズ比（ＳＮＲ）、ビットエラーレート、フェージング率等を挙げることができる。例えば、最適動作周波数は、測定された周波数チャネルの中で、最も低いノイズまたはエネルギーを有し得る。ある実施形態において、チャネル測定および動作周波数選択プロセスは、ダウンリンクデータの受信機（例えば、基地局）によって行われる。他の実施形態において、チャネル測定および動作周波数選択プロセスの態様は、代替として、または追加として、ダウンリンクデータの送信機（例えば、ＵＡＶ）、または第３のデバイスによって行われてもよい。

いくつかの実施形態において、Ｎ個の周波数チャネルと関連する条件を、Ｍ個のフレーム（Ｍ≦Ｎ）の期間にわたって走査および測定することができ、ここで、Ｎ個の周波数チャネルのうちの１つ以上が、Ｍ個のフレームのそれぞれのチャネル測定サブフレーム（複数可）中に測定される。Ｎ個の周波数チャネルの全てが測定された後、最適動作周波数を、測定結果に基づいて選択することができる。例えば、ある実施形態において、最も低いノイズまたは干渉を有する周波数チャネルを、動作周波数として選択する。別の例として、周波数の選択は、別の要因、または一部もしくは全ての要因の組み合わせに基づいてもよい。ある実施形態において、新しい動作周波数が別の一連のチャネル測定の後に選択されるまで、選択された動作周波数を後続のフレームで使用して、（例えば、ダウンリンク送信機によって、およびダウンリンクデータの受信機によって）ダウンリンクデータを転送することができる。

種々の実施形態において、アップリンクサブフレーム、ダウンリンクサブフレーム、およびチャネル測定サブフレームは、任意の好適な順序で配置することができる。例えば、図３は、いくつかの実施形態によるいくつかの例となるＴＤＭフレームを図示する。図示されるように、フレーム３０２において、アップリンクサブフレーム３０４は、チャネル測定サブフレーム３０６よりも前に発生し、これは、ダウンリンクサブフレーム３０８の前に発生する。換言すると、第１の時間帯３０４をアップリンクデータ送信に使用し、第２の時間帯３０６をチャネル測定に使用し、第３の時間帯３０８をダウンリンクデータ送信に使用する。フレーム３１２では、チャネル測定サブフレーム３１４は、アップリンクサブフレーム３１６の前に発生し、これは、ダウンリンクサブフレーム３１８の前に発生する。換言すると、第１の時間帯３１４をチャネル測定に使用し、第２の時間帯３１６をアップリンクデータ送信に使用し、第３の時間帯３１８をダウンリンクデータ送信に使用する。フレーム３２２では、チャネル測定サブフレーム３２４は、ダウンリンクサブフレーム３２６の前に発生し、これは、アップリンクサブフレーム３２８の前に発生する。換言すると、第１の時間帯３２４をチャネル測定に使用し、第２の時間帯３２６をダウンリンクデータ送信に使用し、第３の時間帯３２８をアップリンクデータ送信に使用する。フレーム３３２では、アップリンクサブフレーム３３４は、ダウンリンクサブフレーム３３６の前に発生し、これは、チャネル測定サブフレーム３３８の前に発生する。換言すると、第１の時間帯３３４をアップリンクデータ送信に使用し、第２の時間帯３３６をダウンリンクデータ送信に使用し、第３の時間帯３３８をチャネル測定に使用する。フレーム３４２では、ダウンリンクサブフレーム３４４は、チャネル測定サブフレーム３４６の前に発生し、これは、アップリンクサブフレーム３４８の前に発生する。換言すると、第１の時間帯３４４をダウンリンクデータ送信に使用し、第２の時間帯３４６をチャネル測定に使用し、第３の時間帯３４８をアップリンクデータ送信に使用する。フレーム３５２では、ダウンリンクサブフレーム３５４は、アップリンクサブフレーム３５６の前に発生し、これは、チャネル測定サブフレーム３５８の前に発生する。換言すると、第１の時間帯３５４をダウンリンクデータ送信に使用し、第２の時間帯３５６をアップリンクデータ送信に使用し、第３の時間帯３５８をチャネル測定に使用する。いくつかの実施形態において、フレームは、３つよりも多いかまたは少ない異なるインターバルに分割することができる。例えば、フレームは、１つがチャネル測定用で１つがアップリンクまたはダウンリンクデータ送信用である、２つのインターバルのみを含んでもよい。別の例として、フレームは、アップリンクもしくはダウンリンクデータ送信、またはチャネル測定用の１つのインターバルのみを含んでもよい。さらにいくつかの他の実施形態において、フレームは、それぞれがアップリンクデータ送信、ダウンリンクデータ送信、チャネル測定、および何らかの他の機能に割り当てられた、３つを上回る異なるインターバルに分割されてもよい。

図４は、ある実施形態による例となるＴＤＭフレーム４００を図示する。図示されるように、ＴＤＭフレーム４００は、３つの時間帯に分割された合計１９個のサブフレーム（Ｔ１〜Ｔ１９）を含む。第１の時間帯はサブフレームＴ１を含み、第２の時間帯はサブフレームＴ２を含み、第３の時間帯はサブフレームＴ３〜Ｔ１９を含む。さらに、ＴＤＭフレーム４００は、第１の時間帯と第２の時間帯の間に第１のガードインターバルＴＧ１、第２の時間帯と第３の時間帯の間に第２のガードインターバルＴＧ２、および第３の時間帯の後に第３のガードインターバルＴＧ３を含む。種々の実現形態において、３つの時間帯のそれぞれは、任意の好適な数のサブフレームを含み得、３つの時間帯の順序は、図示された順序と異なってもよい。

図５は、ある実施形態による図４に示されたＴＤＭフレームの例となる構成５００を図示する。図示されるように、フレームは、それぞれが０．２５ミリ秒の１９個のサブフレーム（Ｔ１〜Ｔ１９）、それぞれが１５０マイクロ秒の２つのガードインターバルＴＧ１およびＴＧ２、ならびにそれぞれが２００マイクロ秒の第３のガードインターバルＴＧ３を含む、５ミリ秒である。フレームの開始時に、アップリンクデータ送信が、２５０ミリ秒間、アップリンクサブフレームＴ１において発生する。図４〜５は、１つのサブフレームのみが、アップリンクデータ送信に割り当てられるように示すが、他の実施形態において、１つを上回るサブフレームが、アップリンクデータ送信に割り当てられてもよいことに留意されたい。この時間中に、アップリンクデータの送信機（例えば、基地局）は、アップリンクデータの受信機（例えば、ＵＡＶ等のモバイルプラットフォーム）にアップリンクデータを送信する。アップリンクデータは、速度、配向、位置、およびＵＡＶと関連する他の特性の制御のためといった、制御情報の受信機の動作を制御するための遠隔制御コマンドまたはシグナルを含む、制御情報を含み得る。さらに、アップリンクデータは、サブフレームの割り当ておよび／またはスケジューリング等と関係するタイミング情報といった同期情報を含み得る。同期情報は、例えば、アップリンクデータの受信機が、いつダウンリンクデータの送信を開始すべきか、および／またはその期間を示すことができる。例えば、図示説明される実施例において、同期情報は、アップリンクデータの受信機が、サブフレームＴ３からサブフレームＴ１３まで、ダウンリンクデータを送信することを可能にし得る。いくつかの場合において、アップリンクデータは、本明細書に記載されるチャネル測定の結果として、ダウンリンク送信のために選択される動作周波数を含み得る。選択される動作周波数は、ノイズ、ＳＮＲ、干渉等、１つ以上のチャネル条件（複数可）に基づいて、複数の利用可能な周波数チャネルから選択され得る。いくつかの場合において、アップリンクデータは、現在のフレームまたは１つ以上の以前に発生したフレーム内でのイベントに関するステータス情報、エラーメッセージ等を含み得る。例えば、このようなステータス情報は、現在のフレームまたは以前のフレームにおけるダウンリンク送信中のダウンリンクデータの受信が成功したかどうかを示すことができる。

図５によって示されるように、アップリンクデータは、低次変調スキームである、周波数偏移変調（ＦＳＫ）を使用して変調される。アップリンクデータの堅調性を確保するために、アップリンクデータの符号化および／または変調のための他の方法が、提供されてもよい。例えば、３／４の効率比を有する比較的低効率のチャネル符号化スキームを、使用してもよい。

いくつかの実施形態において、アップリンク接続に使用される周波数チャネルは、アップリンクの送信機および／または受信機に対して事前に決定され、既知のものであり得る。周波数チャネルが、一方にのみ判明しており、他方には不明である場合、相手側は、チャネル走査を介して接続を確立してもよい。いくつかの実施形態において、アップリンク接続は、周波数チャネルが接続の送信機および受信機の両方に判明している疑似ランダムシーケンスに従って絶えず変化する、周波数ホッピングの送信方法を利用することができる。このような周波数ホッピング機構は、干渉に対するアップリンクの抵抗性を提供することができる。

１５０マイクロ秒のガードインターバルＴＧ１の後に、チャネル品質を、チャネル測定フレームＴ２において測定することができる。図４〜５は、１つのサブフレームのみがチャネル測定に割り当てられているとして図示されるが、他の実施形態において、１つを上回るサブフレームが、チャネル測定に割り当てられてもよい。Ｔ２の間、通信チャネルの品質を、現在１つ以上の走査されたチャネルと関連する１つ以上の特性または条件を測定することによって、監視および／または測定することができる。いくつかの実施形態において、１つのフレームにつき１つのチャネルのみを測定する。他の実施形態において、１つのフレームにつき１つを上回るチャネルを測定してもよい。種々の実施形態において、このような特性または条件には、ノイズ、干渉、シグナル対ノイズ比（ＳＮＲ）、ビットエラーレート、フェージング率等を挙げることができる。ある実施形態において、チャネル測定は、ダウンリンクデータの受信機（例えば、基地局）によって行われる。他の実施形態において、チャネル測定は、代替として、または追加として、ダウンリンクデータ端末の送信機（ＵＡＶ）、または第３のデバイスによって行われてもよい。

依然として図５を参照すると、１５０マイクロ秒のガードインターバルＴＧ２の後に、ダウンリンクデータの送信機は、Ｔ３からＴ１９までのダウンリンクサブフレームの間に、送信を開始することができる。ある実施形態において、ダウンリンクデータの送信機は、Ｔ３の間にステータス情報を送信して、アップリンクデータの受信が成功したかどうかを示す。成功した場合、アップリンクデータの送信機は、Ｔ４で開始してＴ１９まで（１６個のサブフレーム）、画像データまたは他のセンサデータといった他のダウンリンクデータの送信を開始することができる。したがって、画像データ送信専用となる時間の量は、０．２５＊１６＝４ミリ秒である。アップリンクデータの受信が失敗した場合、アップリンク送信機は、アップリンクデータの再送信（例えば、２０回等、所定の回数）を試みるかどうかを決定することができる。いくつかの実施形態において、ダウンリンク送信に使用される動作周波数は、本明細書に記載されるように、既に行われたチャネル測定の結果として選択することができる。ダウンリンクの送信機および受信機に、同期メッセージを介して動作周波数が通知され得る。

本明細書に記載のように、ダウンリンクデータは、広いデータ帯域幅を確保するために符号化および／または変調され得る。例えば、ダウンリンクデータは、ＬＤＰＣ等、高効率の符号化スキームを使用して符号化することができる。代替としておよび／または追加として、ダウンリンクデータは、複数搬送波および／または高次変調スキームを使用して変調されてもよい。ダウンリンク変調スキームの例には、ＱＰＳＫ、ＱＡＭ等を挙げることができる。図示される実施例において、ダウンリンクデータは、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、および２５６ＱＡＭのうちのいずれか１つ以上を使用して、符号化および／または変調される。

依然として図５を参照すると、２００マイクロ秒のフレーム間ガードインターバルＴＧ３の後に、新しいフレームが、再び開始してもよい。いくつかの実施形態において、アップリンク送信、ダウンリンク送信、および／またはチャネル測定間のサブフレームの割り当ては、送信ステータス（例えば、ダウンリンクおよび／もしくはアップリンクデータの受信が成功したかどうか）、通信チャネルの条件、データ送信要件（例えば、堅調性、信頼性、帯域幅、ビットレート、スループット、制御および／もしくはステータス更新の速度等）等といった、種々の要因に少なくとも部分的に基づいて、動的に変化し得る。例えば、現在のチャネル条件が非常に悪い場合、ダウンリンク送信を全く行わず、全フレームをアップリンク送信専用にして、アップリンク接続の確立を優先させることができる。別の例として、大量のダウンリンクデータを迅速に送信する必要がある場合、より多くのサブフレームを、ダウンリンク送信に割り当ててもよい。代替として、または追加として、アップリンクおよび／またはダウンリンクに関連する周波数帯域幅もまた、類似の要因に基づいて動的に調節することができる。例えば、多くのダウンリンクデータを転送する必要がある場合、より広い周波数帯域幅を、ダウンリンク送信に割り当ててもよい。さらに、アップリンクおよび／またはダウンリンクデータに使用される符号化および／または変調スキームもまた、類似の要因に基づいて動的に変化し得る

図６は、ある実施形態による図４に示されたＴＤＭフレームの別の例となる構成６００を図示する。図示される構成は、チャネル測定サブフレーム（Ｔ１）およびアップリンクサブフレーム（Ｔ２）の順序が逆であることを除いて、図５に示されるものに類似する。図６では、チャネル測定は、Ｔ２において発生するアップリンクデータ送信の前に、Ｔ１において発生する。

種々の実施形態において、フレームの割り当ては、制御データと画像データの送信に関する異なるデータ送信要件または拘束を満たすために使用することができる。そのような要件は、データの量、データ転送の速度、画像フレームのリフレッシュまたは更新の速度、エラーレート、待ち時間、遅延時間等に関係し得る。例えば、図５〜６に示されるフレームの割り当てを、次の制御データ送信要件を満たすために使用することができる（通信が、基地局とＵＡＶとの間であると仮定する）：１）基地局からＵＡＶへの送信速度が、２６．３ｋｂｐｓ未満とならないこと、２）ＵＡＶから基地局への送信速度が、８ｋｂｐｓ未満とならないこと、ならびに３）制御とステータス更新との間のインターバルが、このような更新に必要なデータ量が０．１８４１ｋｂであると仮定して、７ミリ秒を超えないこと。

図５〜６に示されるように、基地局からＵＡＶへの制御データの送信には０．２５ミリ秒（Ｔ２）かかり、これは、０．２５／５＝全フレーム（５ミリ秒）の５％である。チャネル帯域幅が４ＭＨｚであるとして、３／４チャネルの符号化スキームを使用する場合、基地局からＵＡＶへの制御データの送信速度は、４^＊３／４^＊０．０５＝０．１５Ｍｂｐｓで２６．３ｋｂｐｓを上回り、したがって、上述の要件１）を満たす。同様に、ＵＡＶから基地局へのステータスデータの送信にもまた、０．２５ミリ秒（Ｔ３）かかり、したがって、ＵＡＶから基地局への制御データの送信速度は、８ｋｐｂｓを上回り、したがって、上述の要件２）を満たす。最後に、送信速度に基づいて、各フレームで送信されるデータの量を、０．１５Ｍｂｐｓ^＊０．００２秒＝０．３ｋｂとして計算することができる。したがって、３つの連続するフレーム（６ミリ秒）において、送信されるデータの量は、０．３^＊３＝０．９ｋｂで、０．１８４１ｋｂを上回る。したがって、制御およびステータス更新の要件３）もまた満たす。

画像データの送信速度は、図５〜６に図示されるフレーム割り当てに基づいて、同様に計算することができる。上に例示され説明されたように、１６個のサブフレーム（Ｔ４〜Ｔ１９）または０．２５＊１６＝４ミリ秒が、画像データ送信に割り当てられる（Ｔ３がステータスデータの送信に割り当てられている場合）。全フレームが５ミリ秒であるとして、画像データ送信は、フレーム内の４／５＝全時間の８０％を占める。画像データの送信速度（例えば、スループット）は、周波数帯域幅、時間帯比、符号化比、符号当たりのビット数、および周波数効率の積として計算することができる。例えば、ＱＰＳＫ３／４については、符号化比は３／４であり、符号当たりのビット数は２である。スペクトル効率が１ビット／秒／Ｈｚであり、周波数帯域幅が４ＭＨｚであると仮定すると、４^＊０．８^＊０．７５^＊２＝４．８Ｍｂｐｓのスループットが得られる。

図７ａは、ある実施形態によるデータ通信の方法を実現するための例となるプロセス７００ａを図示する。プロセス７００Ａの態様は、本明細書に記載されるような１つ以上の端末によって実行することができる。プロセス７００Ａ（または本明細書に記載される任意の他のプロセス、またはそれらの変化形および／もしくは組み合わせ）の一部または全ての態様は、実行可能な命令を有して構成される１つ以上のコンピュータ／制御システムの制御下で実行することができ、また、ハードウェアまたはその組み合わせによって、１つ以上のプロセッサで集合的に実行されるコード（例えば、実行可能な命令、１つ以上のコンピュータプログラム、または１つ以上のアプリケーション）として実現され得る。コードは、例えば、１つ以上のプロセッサによって実行可能な複数の命令を含むコンピュータプログラムの形態で、コンピュータ可読記憶媒体に記憶され得る。コンピュータ可読記憶媒体は、非一過性であり得る。動作が記載される順序は、制限として解釈されることを意図するものではなく、任意の数の記載される動作を、任意の順序および／または並行して組み合わせて、プロセスを実現することができる。

ある実施形態において、プロセス７００Ａは、第１の時間帯でアップリンクデータを転送すること７０２を含む。いくつかの実施形態において、第１の時間帯は、図３の３０４、３１６、３２８、３３４、３４８、および３５６によって図示されるもの等、１つ以上のアップリンクサブフレーム（複数可）を包含するＴＤＭ時間帯を含み得る。転送は、第１の端末（例えば、基地局）と第２の端末（例えば、ＵＡＶ）との間で発生し得る。具体的には、アップリンクデータの転送７０２は、第１の端末が第２の端末にアップリンクデータを送信することと、第２の端末が第１の端末からアップリンクデータを受信することと、を含み得る。いくつかの実施形態において、アップリンクデータは、第２の端末の動作（例えば、航行、遠隔検知）および／または状態（例えば、位置、配向）を制御するための制御情報を含み得る。追加または代替として、アップリンクデータは、ＴＤＭフレームのスケジューリングおよび／または割り当てを示すタイミング情報を含む、同期情報を含み得る。例えば、タイミング情報は、ＴＤＭフレームが、第１の時間帯、第２の時間帯、および第３の時間帯を含み得ることを示し得る。ＴＤＭフレームはまた、連続する時間帯間および／またはフレーム間に１つ以上のガードインターバルを含み得る。時間帯のそれぞれは、図２〜４に示されるもの等、１つ以上の固定長サブフレームを含み得る。

ある実施形態において、第１の端末は、アップリンクデータを送信するように構成されるアップリンク送信機を含み、第２の端末は、アップリンクデータを受信するように構成されるアップリンク受信機を含む。さらに、第２の端末は、ダウンリンクデータを送信するように構成されるダウンリンク送信機を含み、第１の端末は、ダウンリンクデータを受信するように構成されるダウンリンク受信機を含む。いくつかの実施形態において、第１の端末のアップリンク送信機およびダウンリンク受信機は、例えば、シグナルまたはメッセージを介して、互いに通信し得る。同様に、第２の端末のアップリンク受信機およびダウンリンク送信機もまた、互いに通信し得る。いくつかの実施形態において、アップリンク送信機およびダウンリンク受信機は、全体的な寸法および費用を縮小するために、同じデバイスに共に配置され得る。同様に、アップリンク受信機およびダウンリンク送信機もまた、共配置され得る。

アップリンクデータは、堅調性および信頼性をアップリンクデータに提供するために、本明細書に記載されるもの等、１つ以上の所定の符号化スキームおよび／または変調スキームを使用して、符号化および／または変調することができる。例えば、ある実施形態において、アップリンクデータは、ＤＳＳ、ＦＨＳＳ、およびＧＦＳＫ技術の組み合わせを使用して、符号化／変調され得る。アップリンクデータを受信すると、アップリンク受信機は、対応する復号化／復調スキームを使用して、復号化／復調されたアップリンクデータを取得することができる。

アップリンクデータを送信した後、第１の端末のアップリンク送信機は、同期情報を生成し、それを第１の端末のダウンリンク受信機に提供することができる。同期情報は、ダウンリンク受信機に、いつおよび／またはどのようにしてダウンリンクデータ（例えば、画像データ）を受信するかを知らせるように、ＴＤＭフレームのスケジューリングおよび／または割り当てを示す、タイミング情報を含み得る。

アップリンクデータを受信した後、第２の端末のアップリンク受信機は、同期情報を取得して、それを第２の端末のダウンリンク送信機に提供することができる。同期情報は、ダウンリンク送信機に、いつおよび／またはどのようにしてダウンリンクデータ（例えば、画像データ）を送信するかを知らせるように、ＴＤＭフレームのスケジューリングおよび／または割り当てを示す、タイミング情報を含み得る。

ある実施形態において、プロセス７００Ａは、第２の時間帯でチャネル品質を測定して、動作周波数を選択すること７０４を含む。いくつかの実施形態において、第２の時間帯は、図３の３０６、３１６、３２４、３３８、３４６、および３５８によって図示されるもの等、１つ以上のチャネル測定サブフレームを包含するＴＤＭ時間帯を含み得る。第２の時間帯は、
第１の時間帯と時間が重複することはない。チャネル測定サブフレーム中に、現在の電磁環境と関連する特性または特徴を測定して、ダウンリンクデータ送信に使用される最適動作周波数を選択することができる。具体的には、Ｎ個（Ｎ≧１）の利用可能な周波数チャネルと関連する特性または条件を測定して、最適動作周波数を選択することができる。種々の実施形態において、このような特性または条件には、ノイズ、干渉、シグナル対ノイズ比（ＳＮＲ）、ビットエラーレート（ＢＥＲ）、フェージング率等を挙げることができる。例えば、最適動作周波数は、測定された周波数チャネルの中で、最も低いノイズを有し得る。

ある実施形態において、チャネル測定および動作周波数選択プロセスは、ダウンリンクデータの受信機（例えば、基地局）によって行われる。例えば、チャネル測定および動作周波数選択は、第１の端末のダウンリンク受信機によって行うことができる。続いて、第１の端末のダウンリンク受信機は、動作周波数情報を第１の端末のアップリンク送信機に提供し得、これは、このような動作周波数情報を第２の端末のアップリンク受信機に提供し得る。動作周波数情報を受信すると、アップリンク受信機は、動作周波数を使用してダウンリンクデータを送信するように構成され得るダウンリンク送信機に、このような情報を提供することができる。他の実施形態において、チャネル測定および動作周波数選択プロセスの態様は、代替または追加として、アップリンクデータの送信機、または他のデバイスもしくはプロセスによって行われてもよい。

ある実施形態において、プロセス７００Ａは、第３の時間帯で、選択された動作周波数を使用してダウンリンクデータを転送すること７０６を含む。いくつかの実施形態において、第３の時間帯は、図３の３０８、３１８、３２６、３３６、３４４、および３５４によって図示されるもの等、１つ以上のダウンリンクサブフレーム（複数可）を包含するＴＤＭ時間帯を含み得る。第３の時間帯は、第１の時間帯とも第２の時間帯とも時間が重複することはない。いくつかの実施形態において、ダウンリンクデータの転送７０６は、第２の端末が第１の端末にダウンリンクデータを送信することと、第１の端末が第２の端末からダウンリンクデータを受信することと、を含み得る。いくつかの実施形態において、ダウンリンクデータは、第２の端末または第２の端末と通信状態にあるデバイスによって取得される画像データまたは他のセンサデータを含み得る。例えば、データは、搭載されている、および／または第２の端末と通信状態にある、１つ以上のセンサによって取得され得る。ある実施形態において、第２の端末は、ダウンリンク送信機を介してダウンリンクデータを送信し、第１の端末は、プロセス７００Ａのステップ７０４で選択された動作周波数で、ダウンリンク受信機を介してダウンリンクデータを受信する。

ダウンリンクデータは、広いデータ帯域幅をアップリンクデータに提供するために、本明細書に記載されるもの等、１つ以上の所定の符号化スキームおよび／または変調スキームを使用して、符号化および／または変調することができる。例えば、ある実施形態において、ダウンリンクデータは、ＬＤＰＣおよびＱＡＭの組み合わせを使用して符号化および／または変調することができる。ダウンリンクデータを受信すると、ダウンリンク受信機は、対応する復号化／復調スキームを使用して、復号化／復調されたダウンリンクデータを取得することができる。

第１の端末のダウンリンク受信機は、受信したダウンリンクデータの品質を測定して、品質測定の結果を第１の端末のアップリンク送信機に提供することができ、これが、次いで、その結果を第２の端末のアップリンク受信機に送信することができる。第２の端末のアップリンク受信機は、品質測定結果を受信すると、その結果を第２の端末のダウンリンク送信機に提供することができる。その結果に基づいて、ダウンリンク送信機は、ダウンリンクデータに使用される符号化および／または変調スキームを変更するかどうかを判定することができる。いくつかの実施形態において、符号化および／または変調スキームは、ノイズ、干渉、ＳＮＲ、ＢＥＲ等といった品質測定結果および／またはチャネル条件に基づいて、動的に変化し得る。異なる符号化／変調スキームを適用する必要があると判定された場合、新しい符号化および／または変調スキームがダウンリンクデータに適用され得、これは、次いで第１の端末に送信される。例えば、チャネル条件が良好であると判定された場合、より広いデータ帯域幅を提供するように構成される符号化および／または変調スキームが使用され得、一方で、チャネル条件が悪い場合、ダウンリンクデータにさらなる信頼性および堅調性を提供するように構成される符号化および／または変調スキームが使用され得る。第１の端末は、次いで、新しい符号化および／変調スキームに対応する復号化および／または復調スキームを使用して、送信されたダウンリンクデータを取得することができる。あるいは、既存の符号化および／または変調スキームを変更する必要がないと判定された場合（例えば、それらに与えられた現在のチャネル条件が最適であるため）、それぞれ、既存の符号化／変調スキームおよび対応する復号化／復調スキームを使用して、ダウンリンクデータの送信および受信を行う。

図７Ｂは、ある実施形態によるデータ通信の方法を実現するための別の例となるプロセス７００Ｂを図示する。具体的には、プロセス７００Ｂは、図７Ａに記載されるもの等、第１の端末および第２の端末によって実装され得る。図示されるように、ステップ７０８において、第１の端末は、第２の端末にアップリンクデータを送信する７０８。ステップ７１０において、第２の端末は、アップリンクデータを受信し、受信したアップリンクデータからタイミング情報を取得する。タイミング情報は、第１の時間帯、第２の時間帯、および第３の時間帯を含み得る。ある実施形態において、タイミング情報はまた、上述の時間帯のいずれかの前後に、第１のガードインターバル、第２のガードインターバル、および第３のガードインターバルを含み得る。ステップ７１２において、第１の端末は、第２の時間帯でチャネル品質を測定し、測定結果に基づいて動作周波数を選択する。ステップ７１４において、第２の端末は、第３の時間帯で、動作周波数を使用して第１の端末にダウンリンクデータを送信する。ステップ７１６において、第１の端末は、動作周波数を使用して、第２の端末によって送信されたダウンリンクデータを受信する。

ある実施形態において、第１の端末は、アップリンク送信機およびダウンリンク受信機を含む。アップリンク送信機は、第２の端末にアップリンクデータを送信するように構成される。ダウンリンク受信機は、第２の時間帯で、チャネル測定を行い、測定結果に基づいて動作周波数を選択するように構成される。ダウンリンク受信機はまた、動作周波数でダウンリンクデータを受信するように構成される。

アップリンク送信機は、第２の端末にアップリンクデータを送信した後、同期情報を生成し、その同期情報を第１の端末のダウンリンク受信機に提供して、ダウンリンク受信機が動作する（例えば、ダウンリンクデータの受信に備える）ように通知するができる。

ある実施形態において、第２の端末は、アップリンク受信機およびダウンリンク送信機を含む。アップリンク受信機は、アップリンク送信機によって送信されたアップリンクデータを受信し、アップリンクデータからタイミング情報を取得するように構成される。いくつかの実施形態において、このようなタイミング情報を取得するために、ある程度の演算または計算が必要であり得る。ダウンリンク送信機は、第３の時間帯で、第１の端末にダウンリンクデータを送信するように構成される。

第２の端末のアップリンク受信機は、アップリンクデータからのタイミング情報を計算して、タイミング情報を取得し、このタイミング情報をダウンリンク送信機に提供して、ダウンリンク送信機が動作する（例えば、ダウンリンクデータの送信に備える）ように通知することができる。タイミング情報は、上述の同期情報と実質的に類似であり得る。

ダウンリンク受信機は、動作周波数に関する情報（動作周波数情報）をアップリンク送信機に提供することができ、アップリンク送信機は、動作周波数情報を送信することができる。アップリンク受信機は、動作周波数情報を受信し、動作周波数情報をダウンリンク送信機に提供することができ、ダウンリンク送信機は、動作周波数情報を受信することができる。

いくつかの実施形態において、ダウンリンク送信機は、ダウンリンクデータを送信する前に、所定の符号化および／または変調スキームに従ってダウンリンクデータを符号化および／または変調させる。ダウンリンク受信機は、ダウンリンクデータを受信した後、使用された変調および／符号化スキームに対応する好適な復調および／または復号化スキームに従って、受信データを復調および／または復号化する。

いくつかの実施形態において、ダウンリンク受信機は、受信したダウンリンクデータの品質を測定し、その結果をアップリンク送信機に提供し、これが、その結果を送信する。アップリンク受信機は、結果を受信し、その結果をダウンリンク送信機に提供する。ダウンリンク送信機は、その結果ならびに現在の符号化および／または変調方法に基づいて、現在の復号化および／または変調方法を変更するかどうかを判定する。このような変更が必要であると判定された場合、ダウンリンク送信機は、更新された符号化および／または変調方法を使用して、ダウンリンクデータを符号化および／または変調し、データを送信する。ダウンリンク受信機は、更新された方法を使用して符号化および／変調されたダウンリンクデータを受信し、対応する方法を使用してそのデータを復調および／または復号化する。このような変更が必要ない（すなわち、現在の符号化および／変調方法が最適である）と判定された場合、ダウンリンク送信機は、既存の方法を使用してダウンリンクデータの送信を継続する。

図８は、ある実施形態によるデータ通信の方法を実現するための例となるプロセス８００を図示する。プロセス８００は、基地局等の第１の端末、またはアップリンクデータを第２の端末（例えば、ＵＡＶ）に送信し、第２の端末からダウンリンクデータを受信するように構成される類似の制御デバイスによって、実現することができる。いくつかの実施形態において、プロセス８００は、繰り返し発生する方式で、各ＴＤＭフレームについて実現することができる。第１の端末は、アップリンク送信機とダウンリンク受信機とを含み、第２の端末は、本明細書に記載されるもの等、アップリンク受信機とダウンリンク送信機とを含み得る。

ある実施形態において、プロセス８００は、アップリンク送信機によって、ダウンリンク受信機の状態を確認すること８０２を含む。いくつかの実施形態において、アップリンク送信機は、ダウンリンク受信機の状態に関する情報を収集するか、またはダウンリンク受信機が、それを提供してもよい。このような状態情報は、例えば、ダウンリンク受信機が、ダウンリンクデータの受信プロセス中であるか、またはダウンリンクデータの受信を終了したかを示すことができる。

状態情報によって判定された場合のように、ダウンリンク送信機がダウンリンクデータの受信を終了した時点で、アップリンク送信機は、同期情報を生成し、それをダウンリンク受信機に提供して、ダウンリンク受信機の動作を一時的に防ぐことができる８０４。ダウンリンク送信機がダウンリンクデータの受信を終了していない場合、アップリンク送信機は、ダウンリンク送信が終了するのを待機してもよい。

ダウンリンク送信機がダウンリンクデータの受信を終了したことを判定した時点で、アップリンク送信機は、例えば、遠隔制御される第２の端末（例えば、ＵＡＶ）へのアップリンクデータの送信を開始することができる８０６。アップリンクデータは、制御情報、ならびに第１の端末と第２の端末の動作を同期するために使用可能な同期情報を含み得る。例えば、アップリンクデータは、ＴＤＭサブフレームまたは時間帯の割り当ておよび／またはスケジューリングに関するタイミング情報を含み得る。例えば、同期情報は、いつおよび／またはどのようにしてダウンリンクデータを送信するかを示すことができる。種々の実施形態において、アップリンクデータは、アップリンク送信の堅調性を確保するために、本明細書に記載されるように、アップリンクデータに好適な符号化および／または変調スキームに従って、符号化および／または変調することができる。

アップリンクデータが送信された時点で、アップリンク送信機は、同期情報を生成し、それをダウンリンク受信機に提供して、ダウンリンク送信機が動作するのを許可する８０８。同期は、アップリンク受信機に提供される同期と実質的に類似するタイミング情報を含み得る。例えば、同期情報は、いつおよび／またはどのようにしてダウンリンクデータを受信するかを示すことができる。

最後に、アップリンク送信機は、ステップ８０２で開始するプロセス８００を反復する前に、現在のＴＤＭフレームにおいて、ダウン受信機が、ダウンリンクデータの受信を終了するまで待機する８１０。種々の実施形態において、符号化および／または変調スキーム、サブフレームの割り当てまたはスケジューリング（例えば、アップリンク送信とダウンリンク送信の間）、チャネル帯域幅の割り当て（例えば、アップリンク送信とダウンリンク送信の間）等といった、データ送信と関連する種々の特性またはパラメータが、チャネル条件、データ特性（例えば、量、品質、重要性、ＢＥＲ要件）等といった、種々の要因に基づいて、動的に決定および／または調節することができる。例えば、高解像度の動画を第２の端末から第１の端末に送信する必要がある場合、ダウンリンクのサブフレームの数を増加させて、ダウンリンクのスループットを増加させることができる。そのような調節は、任意の好適な時間に行うことができる。例えば、調節は、各フレーム毎、または数個のフレーム毎に発生してもよい。別の例として、調節は、ある特定の事前に定義された閾値（例えば、ＳＮＲ、ＢＥＲ）に達するか、またはそれを超えたときに、発生してもよい。

図９ａは、ある実施形態によるデータ通信の方法を実現するための例となるプロセス９００Ａを図示する。プロセス８００は、第１の端末（例えば、基地局、携帯型遠隔制御デバイス）からアップリンクデータを受信し、第１の端末にダウンリンクデータを送信するように構成される、モバイルプラットフォーム（例えば、ＵＡＶ）等の第２の端末によって実現され得る。いくつかの実施形態において、プロセス９００Ａは、繰り返し発生する方式で、本明細書に記載される各ＴＤＭフレームについて実現することができる。第２の端末は、それぞれ、第１の端末からアップリンクデータを受信し、第１の端末にダウンリンクデータを送信するための、アップリンク受信機とダウンリンク送信機とを含み得る。

ある実施形態において、プロセス９００Ａは、同期情報を生成し、それをダウンリンク送信機に提供して、その動作を防止する９０２、アップリンク受信機を含み得る。続いて、アップリンク受信機は、アップリンクデータの受信を開始する９０４。ステップ９０６において、アップリンクデータの受信が成功したかどうかを判定する。アップリンクデータの受信が成功したと判定された場合、アップリンクは、同期情報を生成し、それをダウンリンク送信機に提供して、それに応じて動作することを許可する９０８。同期情報は、ＴＤＭサブフレームの割り当て／スケジューリングを示すタイミング情報を含み得る。タイミング情報がダウンリンク送信機に提供され、それが好適な時間および／または好適な方式でダウンリンクデータを送信することを許可することができる。

いくつかの実施形態において、ダウンリンク送信機は、所定の動作周波数、または本明細書に記載のチャネル測定方法に従って選択された動作周波数で、データを送信することができる。動作周波数情報は、第１の端末によって提供され得る。ダウンリンクデータは、第２の端末または第２の端末と関連するセンサもしくはデバイスによって取得される、画像データまたは他のセンサデータを含み得る。送信の前に、ダウンリンクデータは、本明細書に記載されるもの等、ダウンリンクデータに好適な任意の符号化および／または変調スキームを使用して、符号化および／変調され得る。いくつかの実施形態において、使用される符号化および／または変調スキームは、ダウンリンク送信に広いデータ帯域幅を提供するように構成される。

いくつかの場合において、ダウンリンク送信機に提供される同期情報は、アップリンクデータから導出され得る。アップリンクデータの受信が不可能である場合等、他の場合において、同期情報は、水晶発振器、原子発振器等、アップリンクデータから独立した計時装置に基づいて計算され得る。水晶発振器が使用される場合、環境要因（例えば、温度、湿度、圧力、振動）および老朽化により、閾値期間後に、不正確な同期情報の生成をもたらす可能性がある。いくつかの実施形態において、閾値期間は、アップリンクデータ送信の失敗がＮ回（Ｎは２以上である）に達するのに要する時間によって定義される。閾値期間内で（例えば、アップリンクデータ送信の失敗回数が、Ｎ回未満である場合）、ダウンリンク送信が、生成された同期情報に従って反復される。閾値期間を越えると（例えば、アップリンクデータ送信の失敗回数がＮ回である）、生成された同期情報は、不正確であると見なされ得、第２の端末は、アップリンクデータの受信が再度成功し得るまで、アップリンク送信のみが通信チャネル全体を独占する（すなわち、アップリンクのみが許可され、ダウンリンク送信は許可されない）、アップリンクオンリーモードに入ってもよい。アップリンクが確立した後にのみ、ダウンリンク送信機がダウンリンクデータの送信を再開することが許可される。有利なことには、アップリンク送信の確立の成功は、重要な制御データの堅調な送信を確保するために、悪いチャネル条件下において（例えば、ダウンリンク送信よりも）優先される。さらに、ダウンリンクデータは、再送信され（例えば、最大Ｎ−１回）、ダウンリンク送信の信頼性を増加させることができる。

図９Ａに図示されるように、アップリンクデータの受信が失敗したと判定された場合９０６、ステップ９０８において、アップリンクデータ送信の失敗回数が、Ｎ回未満（Ｎは２以上である）であるかどうかを判定する。アップリンクデータ送信の失敗回数が、Ｎ回に満たないと判定された場合、アップリンク送信機は、ローカルタイマー（例えば、水晶発振器）を使用して同期情報を生成し、それをダウンリンク送信機に提供することができる。このような場合において、生成された同期情報は、依然として比較的正確であると見なされ、したがって、依然としてダウンリンク送信機に提供される（ステップ９１０）。アップリンクデータ送信の失敗回数が、Ｎ回以上であると判定された場合、同期情報は生成されず、アップリンク送信機は、アップリンクデータの受信が成功するまで、アップリンクデータの受信（ステップ９０４）を継続する。

ある実施形態において、同期情報がダウンリンク送信機に提供された場合、アップリンク受信機は、ステップ９０２で開始するプロセス９００Ａを再度反復する前に、ダウンリンク送信機が現在のＴＤＭフレームでダウンリンクデータの送信を終了するまで待機する９０８。

図９ｂは、ある実施形態による第２の端末を実現するための別の例となるプロセス９００Ｂを図示する。プロセス９００Ｂは、図９Ａに記載されるプロセス９００Ａと類似している。例えば、ステップ９１４、９１６、９２０、および９２２は、図９Ａのステップ９０２、９０４、９１０、および９１２に対応し得る。しかしながら、ステップ９１８において、アップリンクデータの受信に失敗したと判定された場合、プロセス９００Ｂは、ステップ９２２に進み、ここで、アップリンク受信機は、図９Ａのステップ９０８によって示されるようにアップリンク送信の失敗回数がＮ回未満であるかどうかを判定するのではなく、ダウンリンク送信機がダウンリンクデータの送信を終了するまで待機する。

図１０は、いくつかの実施形態による本発明の方法を実現するための例となるシステム１０００を図示する。システム１０００は、ＵＡＶ等、モバイルプラットフォームまたは可動物体を制御するために使用可能である。システム１０００は、本明細書に開示されるシステム、デバイス、および方法の任意の好適な実施形態と組み合わせて使用することができる。システム１０００は、検知モジュール１００２、処理装置１００４、メモリ１００６、制御モジュール１００８、および通信モジュール１０１０を含み得る。

検知モジュール１００２は、異なる手段で可動物体に関係する情報を収集する、異なる種類のセンサを利用することができる。異なる種類のセンサは、異なる種類のシグナルまたは異なる源からのシグナルを検知することができる。例えば、センサには、慣性センサ、ＧＰＳセンサ、近接センサ（例えば、ライダー）、または視覚／画像センサ（例えば、カメラ）を挙げることができる。検知モジュール１００２は、複数のプロセッサを有する処理装置１００４に動作可能に接続され得る。

処理装置１００４は、プログラム可能プロセッサ（例えば、中央処理装置（ＣＰＵ））等、１つ以上のプロセッサを有し得る。処理装置１００４は、メモリ１００６に動作可能に接続され得る。メモリ１００６は、データ、ならびに／または１つ以上のルーチンもしくは機能を行うために処理装置１００４によって実行可能な論理、コード、および／もしくはプログラム命令を記憶するように構成される、一過性および／または非一過性の記憶媒体を含み得る。メモリは、１つ以上のメモリユニット（例えば、ＳＤカード等の取り外し可能媒体もしくは外部記憶装置、またはランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ））を含み得る。いくつかの実施形態において、検知モジュール１００２からのデータは、メモリ１００６のメモリユニットに直接移動させ、その中に記憶することができる。メモリ１００６のメモリユニットは、処理装置１００４によって、本明細書に記載される方法の任意の好適な実施形態を行うように実行可能な論理、コード、および／またはプログラム命令を記憶することができる。例えば、処理装置１００４は、処理装置１００４の１つ以上のプロセッサに、送信のためのデータ（例えば、検知モジュールによって取得されるセンサデータ）を準備させる（例えば、データを符号化および／または変調することによって）命令を実行し、通信モジュール１０１０によって受信されたデータを（例えば、データを復号化および／または復調することによって）処理し、通信モジュール１０１０にデータを送信および／または受信させ、通信モジュール１０１０の構成要素間の同期情報の転送をもたらす等を行うように構成され得る。メモリユニットは、処理装置１００４によって処理される、検知モジュールからのセンサデータを記憶することができる。いくつかの実施形態において、メモリ１００６のメモリユニットは、処理装置１００４によって生成される処理結果を記憶するために使用することができる。図１０は、単一の処理装置１００４および単一のメモリ１００６を描写するが、当業者であれば、これは、制限することを意図するものではなく、システム１０００は、複数の処理装置および／またはメモリのメモリユニットを含み得ることを理解するであろう。

いくつかの実施形態において、処理装置１００４は、可動物体の状態を制御するように構成される、制御モジュール１００８に動作可能に接続され得る。例えば、制御モジュール１００８は、６自由度に関して、可動物体の空間的配置、速度、および／または加速度を調節するための推進機構を制御するように構成され得る。代替として、または組み合わせて、制御モジュール１００８は、可動物体または可動物体によって担持される物体（例えば、カメラ等のペイロードデバイス）の１つ以上の構成要素（例えば、検知モジュール）の状態を制御することができる。いくつかの実施形態において、制御モジュールは、本明細書に記載されるアップリンクデータに含まれるもの等、遠隔で送信される制御データによって制御され得る。制御データは、推進機構、検知モジュール、または可動物体の他の構成要素を制御するために使用可能である。いくつかの場合において、制御データは、可動物体の動作を制御するために非常に重要であり、堅調な様式で送信および受信される必要がある。

処理装置１００４は、１つ以上の遠隔デバイス（例えば、基地局、携帯型制御デバイス等）からデータを送信および／または受信するように構成される通信モジュール１０１０に動作可能に接続され得る。例えば、通信モジュール１０１０は、検知モジュール１００２からのセンサデータ、処理装置１００４によって生成される処理結果、制御データ、同期情報等のうちの１つ以上を送信および／または受信することができる。通信モジュール１０１０は、それぞれ、データを遠隔デバイスに、およびそこから、送信および受信するように構成される、送信機１０１４および受信機１０１６を含み得る。いくつかの実施形態において、通信モジュールは、送信機と受信機の機能性を兼ね備える、トランシーバを含み得る。いくつかの実施形態において、送信機および受信機は、互いに、ならびに処理ユニット１００４と、通信することができる。例えば、送信機および受信機は、それらの動作を同期するために、同期情報を交換することができる。本明細書に記載される有線通信または無線通信等の任意の好適な通信手段を使用することができる。

図１１は、ある実施形態による例となる通信端末１１００を図示する。いくつかの実施形態において、通信端末１１００は、基地局、携帯型遠隔制御デバイス、または本明細書に記載されるようなアップリンクデータの送信およびダウンリンクデータの受信が可能な類似のデバイスによって、実現され得る。例えば、通信端末１１００は、ワークステーション、パーソナルコンピュータ、ラップトップ、携帯電話、スマートフォン、スマートＴＶ、セットアップボックス、携帯型制御デバイス等といった、モバイルまたは非モバイルのデバイスを含み得る。通信端末１１００は、ダウンリンク受信機１１０２、アップリンク送信機１１０４、およびアンテナ１１０６を含む。アンテナ１１０６は、無線周波数シグナル等の電磁シグナルを受信および送信するように構成される。アンテナ１１０６は、内部または外部であり得る。いくつかの実施形態において、１つを上回るアンテナが提供されてもよい。

アップリンク送信機１１０４は、本明細書に記載される好適なアップリンク符号化および／または変調スキームを使用して、アップリンクデータを符号化および／または変調するように構成され得る。ダウンリンク受信機１１０４は、ダウンリンクデータを受信し、本明細書に記載されるダウンリンク変調および／または復号化スキームに対応する好適なダウンリンク復調および／または復号化スキームを使用して、それを復調および／または復号化するように構成され得る。アップリンク符号化および／または変調スキームは、アップリンクスキームが、アップリンク送信にさらなる堅調性を提供するように構成され得、一方でダウンリンクスキームは、ダウンリンク送信により良好なデータ帯域幅を提供するように構成され得るという点で、ダウンリンク符号化および／または変調スキームとは異なり得る。ある実施形態において、アップリンク送信機１１０４およびダウンリンク受信機１１０２は、異なる符号化および／変調スキームがアップリンクおよびダウンリンク送信に使用され得るにもかかわらず、複数のアンテナを収納するのに必要な空間および費用を低減させるために、アンテナ１１０６を共有するように構成される。そのような配設は、いくつかの実施形態において、アップリンクおよびダウンリンクデータ送信は、時間が重複しないという事実によって、可能となり得る。他の実施形態において、アップリンク送信機１１０４およびダウンリンク受信機１１０２は、異なるアンテナを使用するように構成されてもよい。

ダウンリンク受信機１１０２およびアップリンク送信機１１０４は、互いに通信し合うように構成され得る。伝達される情報は、ＴＤＭサブフレームのスケジューリングおよび割り当てに関連するタイミング情報といった同期情報、ならびに、受信されたダウンリンクデータ、送信されるアップリンクデータ等といった実際のデータを含み得る。

ダウンリンク受信機１１０２およびアップリンク送信機１１０４は、図１０に記載される処理装置１００４に類似する処理装置（示されない）に接続され得る。処理装置は、シグナル符号化、データ処理、入力／出力処理、および通信端末１１００の実現に必要な他の機能を行うように構成され得る。処理装置は、図１０に記載されるメモリ１００６に類似するメモリ（示されない）に接続され得る。メモリは、データ、ならびに／または本明細書に記載される方法の任意の好適な実施形態を行うために、処理装置によって実行可能な論理、コード、および／もしくはプログラム命令を記憶するように構成される、一過性および／または非一過性の記憶媒体を含み得る。

図１２は、ある実施形態による例となる通信端末１２００を図示する。通信端末１２００は、モバイルプラットフォーム（例えば、ＵＡＶ）、または図１に記載される通信端末１１００へ、およびそこからといった、ダウンリンクデータの送信およびアップリンクデータの受信が可能な他の遠隔制御される可動物体によって、実現することができる。通信端末１２００は、アップリンク受信機１２０４、ダウンリンク送信機１２０２、およびアンテナ１２０６を含む。アンテナ１２０６は、図１１に記載されるアンテナ１１０６に類似し得る。

ダウンリンク送信機１２０２は、本明細書に記載される好適なダウンリンク符号化および／または変調スキームを使用して、ダウンリンクデータを符号化および／または変調し、それを送信するように構成され得る。アップリンク受信機１２０４は、アップリンクデータを受信し、本明細書に記載されるアップリンク変調および／または符号化スキームに対応する好適なアップリンク復調および／復号化スキームを使用して、それを復調および／または復号化するように構成され得る。アップリンク符号化および／変調スキームは、アップリンクスキームが、アップリンク送信にさらなる堅調性を提供するように構成され得、一方でダウンリンクスキームは、ダウンリンク送信により良好なデータ帯域幅を提供するように構成され得るという点で、ダウンリンク符号化および／または変調スキームとは異なり得る。ある実施形態において、ダウンリンク送信機１２０２およびアップリンク受信機１２０４は、異なる符号化および／または変調スキームがアップリンクおよびダウンリンク送信に使用され得るにもかかわらず、複数のアンテナを収容するのに必要な空間および費用を低減するために、同じアンテナ１２０６を共有するように構成される。そのような配設は、いくつかの実施形態において、アップリンクおよびダウンリンクデータ送信は、時間が重複しないという事実によって、可能となり得る。他の実施形態において、ダウンリンク送信機１２０２およびアップリンク受信機１２０４は、異なるアンテナを使用するように構成されてもよい。

アップリンク受信機１２０４およびダウンリンク送信機１２０２は、互いに通信し合うように構成され得る。伝達される情報は、ＴＤＭサブフレームのスケジューリングまたは割り当てに関連するタイミング情報といった同期情報、ならびに、受信されたアップリンクデータ、送信されるダウンリンクデータ等といった実際のデータを含み得る。

アップリンク受信機１２０４およびダウンリンク送信機１２０２は、図１０に記載される処理装置１００４に類似する処理装置（示されない）に接続され得る。処理装置は、シグナル符号化、データ処理、入力／出力処理、および通信端末１２００の実現に必要な他の機能を行うように構成され得る。処理装置は、図１０に記載されるメモリ１００６に類似するメモリ（示されない）に接続され得る。メモリは、データ、ならびに／または本明細書に記載される方法の任意の好適な実施形態を行うために、処理装置によって実行可能な論理、コード、および／もしくはプログラム命令を記憶するように構成される、一過性および／または非一過性の記憶媒体を含み得る。

本明細書に記載されるシステムおよび方法を適用して、広範な可動物体と通信することができる。前述のように、ＵＡＶについての本明細書のいずれの説明も、任意の可動物体に適用および使用することができる。本発明の可動物体は、空中（例えば、固定翼航空機、回転翼航空機、または固定翼も回転翼も有さない航空機）、水中（例えば、船または潜水艦）、地上（例えば、車、トラック、バス、バン、二輪車等の自動車、杖、釣竿等の可動構造物もしくはフレーム、または電車）、地下（例えば、地下鉄）宇宙空間（例えば、宇宙住還機、人工衛星、または宇宙探査機）、あるいはこれらの環境の任意の組み合わせといった、任意の好適な環境内で移動するように構成され得る。可動物体は、本明細書の他の箇所に記載される車両等の車両であり得る。可動物体は、ヒトまたは動物といった生体に載置されてもよい。好適な動物には、鳥類（ａｖｉｎｅ）、イヌ、ネコ、ウマ、ウシ、ヒツジ、ブタ、イルカ（ｄｅｌｐｈｉｎｅ）、齧歯類、または昆虫を挙げることができる。

可動物体は、６自由度に関して、環境内で自由に移動することが可能であり得る（例えば、３自由度の並進および３自由度の回転）。あるいは、可動物体の移動は、所定の進路、軌道、または配向によって等、１つ以上の自由度に関して拘束されてもよい。移動は、エンジンまたはモータ等、任意の好適な作動機構によって作動され得る。可動物体の作動機構は、電気エネルギー、磁気エネルギー、太陽エネルギー、風力エネルギー、重力エネルギー、化学エネルギー、核エネルギー、またはこれらの任意の好適な組み合わせといった、任意の好適なエネルギー源を動力とし得る。可動物体は、本明細書の他の箇所に記載されるように、推進システムを介して自己推進され得る。推進システムは、電気エネルギー、磁気エネルギー、太陽エネルギー、風力エネルギー、重力エネルギー、化学エネルギー、核エネルギー、またはこれらの任意の好適な組み合わせといった、エネルギー源で駆動し得る。あるいは、可動物体は、生体によって担持されてもよい。

いくつかの事例において、可動物体は、車両であり得る。好適な車両は、船舶、航空機、宇宙機、または地上車両を含み得る。例えば、航空機は、固定翼航空機（例えば、飛行機、グライダー）、回転翼航空機（例えば、ヘリコプター、回転翼機）、固定翼と回転翼の両方を有する航空機、またはそのいずれも有さない航空機（例えば、小型飛行船、熱気球）であり得る。車両は、空中、水上もしくは水中、宇宙空間、または地上もしくは地下での自己推進等、自己推進し得る。自己推進型車両は、推進システム、例えば、１つ以上のエンジン、モータ、車輪、車軸、磁石、ロータ、プロペラ、羽根、ノズル、またはこれらの任意の好適な組み合わせを含む推進システムを、利用し得る。いくつかの事例において、推進システムを使用して、可動物体が、表面からの離陸、表面への着陸、その現在の位置および／もしくは配向の維持（例えば、ホバリング）、配向の変更、ならびに／または位置の変更を行うことを可能にすることができる。

可動物体は、ユーザによって遠隔で制御され得るか、または可動物体内もしくはその上の乗員によって現地で制御され得る。可動物体は、ＵＡＶ等の無人可動物体である。ＵＡＶ等の無人可動物体は、乗員が可動物体に同乗しない場合がある。可動物体は、ヒトもしくは自律制御システム（例えば、コンピュータ制御システム）、またはこれらの任意の好適な組み合わせによって、制御され得る。可動物体は、人工知能を有して構成されるロボット等、自律または半自律ロボットであってもよい。

可動物体は、任意の好適な大きさおよび／または寸法を有し得る。いくつかの実施形態において、可動物体は、車両内またはその上に人間の乗員を有するような大きさおよび／または寸法であり得る。あるいは、可動物体は、車両内またはその上に人間の乗員を有することが可能なものよりも小さい大きさおよび／または寸法であってもよい。可動物体は、人間が持ち上げるかまたは担持するのに好適な大きさ／寸法であってもよい。あるいは、可動物体は、人間が持ち上げるかまたは担持するのに好適な大きさ／寸法よりも大きくてもよい。いくつかの事例において、可動物体は、約２ｃｍ、５ｃｍ、１０ｃｍ、５０ｃｍ、１ｍ、２ｍ、５ｍ、または１０ｍ以下の最大寸法（例えば、長さ、幅、高さ、直径、対角線）を有してもよい。最大寸法は、約２ｃｍ、５ｃｍ、１０ｃｍ、５０ｃｍ、１ｍ、２ｍ、５ｍ、または１０ｍ以上であってもよい。例えば、可動物体の対向するロータのシャフト間の距離は、約２ｃｍ、５ｃｍ、１０ｃｍ、５０ｃｍ、１ｍ、２ｍ、５ｍ、または１０ｍ以下であってもよい。あるいは、対向するロータのシャフト間の距離は、約２ｃｍ、５ｃｍ、１０ｃｍ、５０ｃｍ、１ｍ、２ｍ、５ｍ、または１０ｍ以上であってもよい。

いくつかの実施形態において、可動物体は、１００ｃｍ×１００ｃｍ×１００ｃｍ未満、５０ｃｍ×５０ｃｍ×３０ｃｍ未満、または５ｃｍ×５ｃｍ×３ｃｍ未満の体積を有してもよい。可動物体の総体積は、約１ｃｍ^３以下、２ｃｍ^３以下、５ｃｍ^３以下、１０ｃｍ^３以下、２０ｃｍ^３以下、３０ｃｍ^３以下、４０ｃｍ^３以下、５０ｃｍ^３以下、６０ｃｍ^３以下、７０ｃｍ^３以下、８０ｃｍ^３以下、９０ｃｍ^３以下、１００ｃｍ^３以下、１５０ｃｍ^３以下、２００ｃｍ^３以下、３００ｃｍ^３以下、５００ｃｍ^３以下、７５０ｃｍ^３以下、１０００ｃｍ^３以下、５０００ｃｍ^３以下、１０，０００ｃｍ^３以下、１００，０００ｃｍ^３以下、１ｍ^３以下、または１０ｍ^３以下であってもよい。逆に、可動物体の総体積は、約１ｃｍ^３以上、２ｃｍ^３以上、５ｃｍ^３以上、１０ｃｍ^３以上、２０ｃｍ^３以上、３０ｃｍ^３以上、４０ｃｍ^３以上、５０ｃｍ^３以上、６０ｃｍ^３以上、７０ｃｍ^３以上、８０ｃｍ^３以上、９０ｃｍ^３以上、１００ｃｍ^３以上、１５０ｃｍ^３以上、２００ｃｍ^３以上、３００ｃｍ^３以上、５００ｃｍ^３以上、７５０ｃｍ^３以上、１０００ｃｍ^３以上、５０００ｃｍ^３以上、１０，０００ｃｍ^３以上、１００，０００ｃｍ^３以上、１ｍ^３以上、または１０ｍ^３以上であってもよい。

いくつかの実施形態において、可動物体は、約３２，０００ｃｍ^２以下、２０，０００ｃｍ^２以下、１０，０００ｃｍ^２以下、１，０００ｃｍ^２以下、５００ｃｍ^２以下、１００ｃｍ^２以下、５０ｃｍ^２以下、１０ｃｍ^２以下、または５ｃｍ^２以下のフットプリント（可動物体により包含される横方向の断面積を指し得る）を有してもよい。逆に、フットプリントは、約３２，０００ｃｍ^２以上、２０，０００ｃｍ^２以上、１０，０００ｃｍ^２以上、１，０００ｃｍ^２以上、５００ｃｍ^２以上、１００ｃｍ^２以上、５０ｃｍ^２以上、１０ｃｍ^２以上、または５ｃｍ^２以上であってもよい。

いくつかの事例において、可動物体は、重量が１０００ｋｇを超えないものであり得る。可動物体の重量は、約１０００ｋｇ以下、７５０ｋｇ以下、５００ｋｇ以下、２００ｋｇ以下、１５０ｋｇ以下、１００ｋｇ以下、８０ｋｇ以下、７０ｋｇ以下、６０ｋｇ以下、５０ｋｇ以下、４５ｋｇ以下、４０ｋｇ以下、３５ｋｇ以下、３０ｋｇ以下、２５ｋｇ以下、２０ｋｇ以下、１５ｋｇ以下、１２ｋｇ以下、１０ｋｇ以下、９ｋｇ以下、８ｋｇ以下、７ｋｇ以下、６ｋｇ以下、５ｋｇ以下、４ｋｇ以下、３ｋｇ以下、２ｋｇ以下、１ｋｇ以下、０．５ｋｇ以下、０．１ｋｇ以下、０．０５ｋｇ以下、または０．０１ｋｇ以下であってもよい。逆に、重量は、約１０００ｋｇ以上、７５０ｋｇ以上、５００ｋｇ以上、２００ｋｇ以上、１５０ｋｇ以上、１００ｋｇ以上、８０ｋｇ以上、７０ｋｇ以上、６０ｋｇ以上、５０ｋｇ以上、４５ｋｇ以上、４０ｋｇ以上、３５ｋｇ以上、３０ｋｇ以上、２５ｋｇ以上、２０ｋｇ以上、１５ｋｇ以上、１２ｋｇ以上、１０ｋｇ以上、９ｋｇ以上、８ｋｇ以上、７ｋｇ以上、６ｋｇ以上、５ｋｇ以上、４ｋｇ以上、３ｋｇ以上、２ｋｇ以上、１ｋｇ以上、０．５ｋｇ以上、０．１ｋｇ以上、０．０５ｋｇ以上、または０．０１ｋｇ以上であってもよい。

いくつかの実施形態において、可動物体は、可動物体が担持する積載量と比較して小さくてもよい。積載量は、以下にさらに詳細に記載されるように、ペイロードおよび／またはキャリアを含み得る。いくつかの例において、可動物体の重量と積載重量との比率は、約１：１を上回るか、それを下回るか、またはそれと等しくてもよい。いくつかの事例において、可動物体の重量と積載重量との比率は、約１：１を上回るか、それを下回るか、またはそれと等しくてもよい。場合によっては、キャリア重量と積載重量との比率は、約１：１を上回るか、それを下回るか、またはそれと等しくてもよい。所望される場合、可動物体の重量と積載重量との比率は、１：２以下、１：３以下、１：４以下、１：５以下、１：１０以下、またはそれをさらに下回ってもよい。逆に、可動物体の重量と積載重量との比率は、２：１以上、３：１以上、４：１以上、５：１以上、１０：１以上、またはそれをさらに上回ってもよい。

いくつかの実施形態において、可動物体は、低いエネルギー消費量を有し得る。例えば、可動物体は、約５Ｗ／ｈ未満、４Ｗ／ｈ未満、３Ｗ／ｈ未満、２Ｗ／ｈ未満、１Ｗ／ｈ、またはそれを下回る量を使用する。いくつかの事例において、可動物体のキャリアは、低いエネルギー消費量を有し得る。例えば、キャリアは、約５Ｗ／ｈ未満、４Ｗ／ｈ未満、３Ｗ／ｈ未満、２Ｗ／ｈ未満、１Ｗ／ｈ未満、またはそれを下回る量を使用する。場合によっては、可動物体のペイロードは、５Ｗ／ｈ未満、４Ｗ／ｈ未満、３Ｗ／ｈ未満、２Ｗ／ｈ未満、１Ｗ／ｈ未満、またはそれを下回るもの等、低いエネルギー消費量を有し得る。

図１３は、本発明の実施形態による無人航空機（ＵＡＶ）１３００を図示する。ＵＡＶは、本明細書に記載される可動物体の一例であり得る。ＵＡＶ１３００は、４つのロータ１３０２、１３０４、１３０６、および１３０８を有する推進システムを含み得る。任意の数（例えば、１、２、３、４、５、６またはそれ以上）のロータが提供され得る。ロータは、本明細書の別の箇所に記載される自己締結型ロータの実施形態であってもよい。無人航空機のロータ、ロータアセンブリ、または他の推進システムは、無人航空機が、ホバリングする／位置を維持する、配向を変える、および／または位置を変更することを可能にし得る。対向するロータのシャフト間の距離は、任意の好適な長さ１３１０であり得る。例えば、長さ１３１０は、２ｍ以下、または５ｍ以下であり得る。いくつかの実施形態において、長さ１３１０は、４０ｃｍ〜７ｍ、７０ｃｍ〜２ｍ、または５ｃｍ〜５ｍであってもよい。本明細書に記載される全てのＵＡＶの記述は、異なる種類の可動物体等、任意の可動物体に適用され得、その逆もまた同様である。

いくつかの実施形態において、可動物体は、積載物１３１２を担持するように構成され得る。
積載物は、乗客、貨物、装置、機器等のうちの１つ以上を含み得る。積載物は、ハウジング内に提供されてもよい。ハウジングは、可動物体のハウジングから分離しているか、または可動物体のハウジングの一部であってもよい。あるいは、可動物体はハウジングを有さないが、積載物が、ハウジングを伴って提供されてもよい。あるいは、積載物の一部または全積載物が、ハウジングなしで提供されてもよい。積載物は、可動物体に対してしっかりと固定され得る。場合によっては、積載物は、可動物体に対して可動（例えば、可動物体に対して並進可能または回転可能）であり得る。

いくつかの実施形態において、積載物は、ペイロードを含む。ペイロードは、いずれの操作または機能も行うことのないように構成され得る。あるいは、ペイロードは、機能的ペイロードとしても知られる、ある操作または機能を行うように構成されるペイロードであってもよい。例えば、ペイロードは、１つ以上の標的を調査するための１つ以上のセンサを含み得る。例えば、ペイロードは、画像キャプチャデバイスであり得る。任意の好適なセンサが、画像キャプチャデバイス（例えば、カメラ）、音声キャプチャデバイス（例えば、放物面マイクロホン）、赤外線撮像デバイス、または紫外線撮像デバイス等のペイロードに組み込まれ得る。センサは、静的検知データ（例えば、写真）または動的検知データ（例えば、動画）を提供することができる。いくつかの実施形態において、センサは、ペイロードの標的に検知データを提供する。代替として、または組み合わせて、ペイロードは、１つ以上の標的にシグナルを提供するための１つ以上のエミッタ―を含み得る。発光源または音源といった任意の好適なエミッタ―を使用することができる。いくつかの実施形態において、ペイロードは、例えば、可動物体から離れたモジュールとの通信のための、１つ以上のトランシーバを含む。場合によっては、ペイロードは、環境または標的と相互作用するように構成され得る。例えば、ペイロードは、ロボットアーム等、物体を操作することが可能なツール、機器、または機構を含み得る。

任意で、積載物は、キャリアを含んでもよい。キャリアが、ペイロードのために提供され得、ペイロードは、直接的（例えば、可動物体に直接接触して）または間接的（例えば、可動物体に接触することなく）のいずれかで、キャリアを介して可動物体に接続され得る。逆に、ペイロードは、キャリアを必要とすることなく、可動物体に載置されてもよい。ペイロードは、キャリアと一体化して形成されてもよい。あるいは、ペイロードは、キャリアに解放可能に接続されてもよい。いくつかの実施形態において、ペイロードは、１つ以上のペイロード要素を含み得、ペイロード要素のうちの１つ以上は、上述のように、可動物体および／またはキャリアに対して可動であり得る。

キャリアは、可動物体と一体化して形成されてもよい。あるいは、キャリアは、可動物体に解放可能に接続されてもよい。キャリアは、可動物体に直接的または間接的に接続されてもよい。キャリアは、ペイロードに支持を提供することができる（例えば、ペイロードの重量の少なくとも一部を担持する）。キャリアは、ペイロードの移動を安定化および／または指示することが可能な好適な載置構造（例えば、ジンバルプラットフォーム）を含み得る。いくつかの実施形態において、キャリアは、可動物体に対するペイロードの状態（例えば、位置および／または配向）を制御するように適合され得る。例えば、キャリアは、可動物体の動きにかかわらず、ペイロードが、好適な基準フレームに対するその位置および／または配向を維持するように、可動物体に対して移動する（例えば、１、２、もしくは３度の並進、および／または１、２、もしくは３度の回転）ように構成され得る。基準フレームは、固定基準フレーム（例えば、周囲環境）であってもよい。あるいは、基準フレームは、移動する基準フレーム（例えば、可動物体、ペイロード標的）であってもよい。

いくつかの実施形態において、キャリアは、キャリアおよび／または可動物体に対するペイロードの移動を許可するように構成され得る。移動は、最大３度の自由度に関する（例えば、１、２、もしくは３つの軸に沿った）並進、または最大３度の自由度に関する（例えば、１、２、もしくは３つの軸を中心とした）回転、またはそれらの任意の好適な組み合わせであり得る。

いくつかの事例において、キャリアは、キャリアフレームアセンブリおよびキャリア作動アセンブリを含み得る。キャリアフレームアセンブリは、ペイロードに対する構造的支持を提供することができる。キャリアフレームアセンブリは、個々のキャリアフレーム構成要素を含み得、その一部は、互いに対して可動であり得る。キャリア作動アセンブリは、個々のキャリアフレーム構成要素の移動を作動させる、１つ以上の作動装置（例えば、モータ）を含み得る。作動装置は、同時に複数のキャリアフレーム構成要素の移動を許可することができるか、または一度に１つのキャリアフレーム構成要素の移動を許可するように構成され得る。キャリアフレーム構成要素の移動は、対応するペイロードの移動をもたらし得る。例えば、キャリア作動アセンブリは、１つ以上の回転軸（例えば、ロール軸、ピッチ軸、またはヨー軸）を中心とした１つ以上のキャリアフレーム構成要素の回転を作動させ得る。１つ以上のキャリアフレーム構成要素の回転は、ペイロードを、可動物体に対して１つ以上の回転軸を中心に回転させ得る。代替として、または組み合わせて、キャリア作動アセンブリは、１つ以上の並進軸に沿った１つ以上のキャリアフレーム構成要素の並進を作動させ、それによって、可動物体に対する１つ以上の対応する軸に沿ったペイロードの並進をもたらすことができる。

いくつかの実施形態において、可動固定基準フレーム（例えば、周囲環境）および／または互いに対する、可動物体、キャリア、およびペイロードの移動は、制御デバイスによって制御することができる。制御デバイスは、可動物体、キャリア、および／またはペイロードから離れた位置にある遠隔制御デバイスであり得る。制御デバイスは、支持プラットフォーム上に配置されるか、またはそこに付着され得る。例えば、制御デバイスは、基地局の１つ以上のコンピュータデバイスを含み得る。あるいは、制御デバイスは、携帯型または着用可能デバイスであってもよい。例えば、制御デバイスは、スマートフォン、タブレット、ラップトップ、コンピュータ、眼鏡、手袋、ヘルメット、マイクロホン、またはこれらの好適な組み合わせを含み得る。制御デバイスは、キーボード、マウス、ジョイスティック、タッチスクリーン、またはディスプレイ等のユーザインターフェースを含み得る。手動で入力されるコマンド、音声制御、ジェスチャー制御、または位置制御（例えば、制御デバイスの移動、位置、または傾きを介して）等、任意の好適なユーザ入力を使用して、制御デバイスと相互作用することができる。

制御デバイスを使用して、可動物体、キャリア、および／またはペイロードの任意の好適な状態を制御することができる。例えば、制御デバイスを使用して、互いから固定基準に対する、および／または互いに対する、可動物体、キャリア、および／またはペイロードの位置および／または配向を制御することができる。いくつかの実施形態において、制御デバイスを使用して、キャリアの作動アセンブリ、ペイロードの、センサ、およびペイロードのエミッタ等、可動物体、キャリア、および／またはペイロードの個々の要素を制御することができる。制御デバイスは、可動物体、キャリア、またはペイロードのうちの１つ以上と通信するように適合される、無線通信デバイスを含み得る。

制御デバイスは、可動物体、キャリア、および／またはペイロードの情報を確認するための好適な表示装置を含み得る。例えば、制御デバイスは、位置、並進速度、並進加速度、配向、角速度、角加速度、またはこれらの任意の好適な組み合わせに関する可動物体、キャリア、および／またはペイロードの情報を表示するように構成され得る。いくつかの実施形態において、制御デバイスは、機能的ペイロードによって提供されるデータ（例えば、カメラまたは他の画像キャプチャデバイスによって記録される画像）等、ペイロードによって提供される情報を表示し得る。

場合によっては、いくつかの制御デバイスは、可動物体、キャリア、および／もしくはペイロード、ならびに／または可動物体、キャリア、および／もしくはペイロードの状態の制御、ならびに可動物体、キャリア、および／またはペイロードからの情報の受信および／または表示の両方を行うことができる。例えば、制御デバイスは、ある環境に対するペイロードの位置付けを制御し、同時に、ペイロードによってキャプチャされた画像データまたはペイロードの位置に関する情報を表示することができる。あるいは、異なる制御デバイスを、異なる機能に使用してもよい。例えば、第１の制御デバイスは、可動物体、キャリア、および／またはペイロードの移動または状態を制御することができ、一方で第２の制御デバイスは、可動物体、キャリア、および／またはペイロードからの情報を受信および／または表示することができる。例えば、第１の制御デバイスを使用して、ある環境に対するペイロードの位置付けを制御することができ、一方で第２の制御デバイスは、ペイロードによってキャプチャされた画像データを表示する。可動物体と、可動物体の制御およびデータの受信の両方を行う一体化制御デバイスとの間、または可動物体と、可動物体の制御およびデータの受信を行う複数の制御デバイスとの間で、種々の通信モードを利用することができる。例えば、少なくとも２つの通信モードが、可動物体と可動物体の制御および可動物体からのデータの受信の両方を行う制御デバイスとの間に、形成され得る。

図１４は、実施形態による可動物体１４００および制御デバイス１４１２を図示する。可動物体および制御デバイスは、本明細書に記載される通信端末の例であり得る。可動物体１４００は、キャリア１４０２およびペイロード１４０４を含み得る。可動物体１４００は、航空機として描写されているが、この描写は、制限することを意図するものではなく、本明細書に上述のように、任意の好適な種類の可動物体が使用可能である。当業者であれば、航空機システムに関連して本明細書に記載される実施形態のいずれをも、任意の好適な可動物体（例えば、ＵＡＶ）に適用することができることを理解するであろう。いくつかの事例において、ペイロード１４０４は、キャリア１４０２を必要とすることなく、可動物体１４００に提供されてもよい。可動物体１４００は、推進機構１４０６、検知システム１４０８、および通信システム１４１０を含み得る。

推進機構１４０６は、上述のように、ロータ、プロペラ、羽根、エンジン、モータ、車輪、車軸、磁石、またはノズルのうちの１つ以上を含み得る。例えば、推進機構１４０６は、本明細書の他の箇所に記載のように、自己締結型ロータ、ロータアセンブリ、または他の回転式推進ユニットであってもよい。可動物体は、１つ以上、２つ以上、３つ以上、または４つ以上の推進機構を有してもよい。推進機構は、全てが同じ種類であってもよい。あるいは、１つ以上の推進機構は、別の種類の推進機構であってもよい。推進機構１４０６は、本明細書の他の箇所に記載される支持要素（例えば、駆動シャフト）等の任意の好適な手段を使用して、可動物体１４００に載置することができる。推進機構１４０６は、可動物体１４００の任意の好適な位置、例えば、上部、底部、前面、背面、側面、またはそれらの好適な組み合わせに載置することができる。

いくつかの実施形態において、推進機構１４０６は、可動物体１４００が、可動物体１４００のいずれの水平方向移動も必要とすることなく（例えば、滑走路を走行することなく）、表面から垂直方向に離陸するか、または表面に垂直に着陸することを可能にすることができる。場合によっては、推進機構１４０６は、可動物体１４００が、特定の位置および／または配向で、空中でホバリングすることを可能にするように動作可能であり得る。推進機構１４００のうちの１つ以上は、他の推進機構から独立して制御することができる。あるいは、推進機構１４００は、同時に制御されるように構成されてもよい。例えば、可動物体１４００は、可動物体に揚力および／または推力を提供することが可能な複数の水平方向に配向されるロータを有し得る。複数の水平方向に配向されるロータを作動させて、可動物体１４００に、垂直方向の離陸、垂直方向の着陸、およびホバリング能力を提供することができる。いくつかの実施形態において、水平方向に配向されたロータのうちの１つ以上は、時計回りの方向で回転し得、一方で、水平方向のロータのうちの１つ以上は、反時計回りの方向で回転し得る。例えば、時計回りのロータの数は、反時計回りのロータの数と同じであり得る。水平方向に配向されたロータのそれぞれの回転速度は、各ロータによって生成される揚力および／推力を制御し、それによって、可動物体１４００の空間的配置、速度、および／または加速度（例えば、最大３度の並進および最大３度の回転に関する）を調節するために、独立して変化し得る。

検知システム１４０８は、可動物体１４００の空間的配置、速度、および／または加速度（例えば、最大３度の並進および最大３度の回転に関する）を検知することができる１つ以上のセンサを含み得る。１つ以上のセンサは、全地球測位システム（ＧＰＳ）センサ、運動センサ、慣性センサ、近接センサ、または画像センサを含み得る。検知システム１４０８によって提供される検知データを使用して、可動物体１４００の空間的配置、速度、および／または配向を（例えば、以下に記載される好適な処理装置および／または制御モジュールを使用して）制御することができる。あるいは、検知システム１４０８を使用して、天候条件、可能性のある障害物に対する近接性、地理的特徴物の位置、人工構築物の位置等といった、可動物体を包囲する環境に関するデータを提供することができる。

通信システム１４１０は、無線シグナル１４１６を介して、通信システム１４１４を有する制御デバイス１４１２との通信を可能にする。通信システム１４１０、１４１４は、無線通信に好適な任意の数の送信機、受信機、および／またはトランシーバを含み得る。通信は、データを一方向にのみ送信することが可能な一方向通信であり得る。例えば、一方向通信は、可動物体１４００のみが制御デバイス１４１２にデータを送信することを伴い得るか、またはその逆もまた同様であり得る。データは、通信システム１４１０の１つ以上の送信機から、通信システム１４１２の１つ以上の受信機に送信され得るか、または逆もまた同様であり得る。あるいは、通信は、データが、可動物体１４００と制御デバイス１４１２の間で双方向に送信され得る、二方向通信であってもよい。二方向通信は、通信システム１４１０の１つ以上の送信機から、通信システム１４１４の１つ以上の受信機にデータを送信することを伴ってもよく、逆もまた同様であり得る。

いくつかの実施形態において、制御デバイス１４１２は、可動物体１４００、キャリア１４０２、およびペイロード１４０４のうちの１つ以上に制御データを提供し、可動物体１４００、キャリア１４０２、およびペイロード１４０４のうちの１つ以上から情報を受信することができる（例えば、可動物体、キャリア、ペイロードの位置および／または運動情報；ペイロードカメラによってキャプチャされた画像データ等、ペイロードによって検知されるデータ）。いくつかの事例において、制御デバイスからの制御データは、可動物体、キャリア、および／またはペイロードの相対位置、移動、作動、または制御のための命令を含み得る。例えば、制御データは、可動物体の位置および／または配向の変更（例えば、推進機構１４０６の制御を介して）、または可動物体に対するペイロードの移動（例えば、キャリア１４０２の制御を介して）をもたらし得る。制御デバイスからの制御データは、カメラまたは他の画像キャプチャデバイスの動作の制御等、ペイロードの制御をもたらし得る（例えば、静止画像または動画の撮影、拡大または縮小、電源のオンまたはオフ、撮像モードの切り替え、画像解像度の変更、焦点の変更、被写界深度の変更、露出時間の変更、視角または視野の変更）。いくつかの事例において、可動物体、キャリア、および／またはペイロードからの通信は、１つ以上のセンサ（例えば、検知システム１４０８またはペイロード１４０４のもの）からの情報を含み得る。通信は、１つ以上の異なる種類のセンサ（例えば、ＧＰＳセンサ、運動センサ、慣性センサ、近接センサ、または画像センサ）から検知された情報を含み得る。そのような情報は、可動物体、キャリア、および／またはペイロードの位置（例えば、位置、配向）、移動、または加速度に関するものであり得る。ペイロードからのそのような情報は、ペイロードからキャプチャされたデータ、または検知されたペイロードの状態を含み得る。制御デバイス１４１２によって提供される送信された制御データは、可動物体１４００、キャリア１４０２、またはペイロード１４０４のうちの１つ以上の状態を制御するように構成され得る。代替として、または組み合わせて、キャリア１４０２およびペイロード１４０４はまた、それぞれ、制御デバイスが独立して可動物体１４００、キャリア１４０２、およびペイロード１４０４のそれぞれと通信し、それらを制御することができるように、制御デバイス１４１２と通信するように構成される通信モジュールも含み得る。

いくつかの実施形態において、可動物体１４００は、制御デバイス１４１２に加えて、または制御デバイス１４１２の代わりに、別の遠隔デバイスと通信するように構成されてもよい。制御デバイス１４１２は、可動物体１４００だけではなく、別の遠隔デバイスと通信するように構成され得る。例えば、可動物体１４００および／または制御デバイス１４１２は、別の可動物体、または別の可動物体のキャリアもしくはペイロードと、通信することができる。所望される場合、遠隔デバイスは、第２の遠隔デバイスまたは他のコンピュータデバイス（例えば、コンピュータ、ラップトップ、タブレット、スマートフォン、もしくは他のモバイルデバイス）であり得る。遠隔デバイスは、可動物体１４００にデータを送信し、可動物体１４００からデータを受信し、制御デバイス１４１２にデータを送信し、制御デバイス１４１２からデータを受信するように構成され得る。場合によっては、可動物体１４００および／または制御デバイス１４１２から受信されるデータを、ウェブサイトまたはサーバにアップロードできるように、遠隔デバイスは、インターネットまたは他の電気通信ネットワークに接続され得る。

本発明の好ましい実施形態が、本明細書に示され、説明されてきたが、このような実施形態が、単なる例示として提供されることが、当業者には明らかであろう。ここで、多数の変形、変更、および置換が、本発明を逸脱することなく、当業者に思いつくであろう。本明細書に記載される実施形態に対する種々の代替形態が、本発明の実施において採用され得ることを理解されたい。本明細書に記載される本発明の実施形態に対する種々の代替が、本発明の実施に採用され得ることを理解されたい。以下の特許請求の範囲が本発明を定義し、これらの特許請求の範囲およびその等価物の範囲内での方法および構造がそれによって網羅されることが意図される。

本明細書に記載される方法および／またはシステムの一部または全てにおいて、ダウンリンク送信機はさらに、ダウンリンクデータを送信する前に、符号化スキームを使用して、ダウンリンクデータを符号化するように構成され得、ダウンリンク受信機はさらに、符号化されたダウンリンクデータを受信して、符号化スキームに対応する復号化スキームを使用して、受信したダウンリンクデータを復号化するように構成され得る。ダウンリンク受信機はさらに、ダウンリンクデータの品質を測定して、アップリンク送信機に測定結果を提供するように構成され得、アップリンク送信機はさらに、測定結果を送信するように構成され得る。アップリンク受信機はさらに、測定結果を受信し、ダウンリンク送信機に測定結果を提供するように構成され得、ダウンリンク送信機はさらに、測定結果および現在の符号化スキームに少なくとも部分的に基づいて、現在の符号化スキームを変更するかどうかを判定し、現在の符号化スキームを変更する必要があるという判定に応答して、現在の符号化スキームを更新された符号化スキームに変更し、更新された符号化スキームでダウンリンクデータを符号化し、符号化されたダウンリンクデータを送信するように構成され得る。ダウンリンク受信機はさらに、更新された符号化スキームを使用して符号化されたダウンリンクデータを受信し、更新された符号化スキームに対応する復号化スキームを使用して、ダウンリンクデータを復号化するように構成され得る。

本発明の新規な特徴を、添付の特許請求の範囲において詳細に記載する。本発明の特徴および利点のより良い理解は、本発明の原理が利用される例となる実施形態を記載した以下の詳細な説明および添付の図面を参照することによって得られる。
ある実施形態による本発明の態様を実現するための例となる通信システムを図示する。 いくつかの実施形態によるいくつかの例となる時分割多重（ＴＤＭ）フレームを図示する。 いくつかの実施形態によるいくつかの例となるＴＤＭフレームを図示する。 ある実施形態による例となるＴＤＭフレームを図示する。 ある実施形態による図４に示されたＴＤＭフレームの例となる構成を図示する。 ある実施形態による図４に示されたＴＤＭフレームの別の例となる構成を図示する。 ある実施形態によるデータ通信の方法を実現するための例となるプロセスを図示する。 ある実施形態によるデータ通信の方法を実現するための別の例となるプロセスを図示する。 ある実施形態によるデータ通信の方法を実現するための例となるプロセスを図示する。 ある実施形態によるデータ通信の方法を実現するための例となるプロセスを図示する。 ある実施形態によるデータ通信の方法を実現するための別の例となるプロセスを図示する。 いくつかの実施形態による本発明の方法を実現するための例となるシステムを図示する。 ある実施形態による例となる通信端末を図示する。 ある実施形態による例となる通信端末を図示する。 いくつかの実施形態による無人航空機（ＵＡＶ）を図示する。 実施形態による可動物体および制御デバイスを図示する。

本明細書に使用される際、アップリンクデータおよびダウンリンクデータは、それぞれ、アップリンクおよびダウンリンクを使用して送信されるデータおよびシグナルを指す。アップリンクデータおよびダウンリンクデータは、異なる種類のデータを含み得る。いくつかの実施形態において、アップリンクデータは、第２の端末の動作を制御するためのデータまたはシグナルを含み得る。いくつかの実施形態において、アップリンクデータは、車両または他の可動物体の移動または動作を制御することができる。例えば、アップリンクデータは、ＵＡＶまたはその構成要素（例えば、ペイロードデバイス、検知モジュール、推進システム等）と関連する速度、位置、配向、または他の動作もしくは航行パラメータを制御するための情報を含み得る。アップリンクデータはまた、第１の端末と第２の端末の動作を同期させるために使用可能な同期情報を含み得る。例えば、アップリンクデータは、スケジューリングおよび／またはアップリンクデータ送信およびダウンリンクデータ送信の順序に関するタイミング情報を含み得る。アップリンクデータはまた、一方の端末から送信されたデータが他方の端末によって無事に受信されたかどうか、受信されたデータが十分な品質のものであるかどうか等、エラーメッセージまたは他のフィードバック情報を含み得る。

逆に、高効率の符号化スキームは、一般に、冗長性が低減する代わりに、より良好なデータ帯域幅をもたらす（有用な情報に対するパリティビットの量を減少させることによって）。さらに、高効率の符号化スキームの復号化プロセスは、一般に、低効率の符号化スキームの復号化プロセスよりも、計算がより複雑であり、所要時間が長い。したがって、このような高効率の符号化スキームは、典型的に容量が大きいダウンリンクデータ（例えば、画像データ）の符号化に好適である。さらに、基地局等、ダウンリンクデータの受信機は、復号化プロセスのためにより多くの計算リソースへのアクセスを有する。いくつかの実施形態において、高効率の符号化スキームは、１／２以上の効率比を有し得る。他の実施形態において、高効率の符号化スキームは、１／２未満の効率比を有し得る。

ある実施形態において、ダウンリンクデータは、アップリンクデータを変調させるために使用されるものよりも多い搬送波シグナルを使用して変調される。例えば、ダウンリンクデータは、複数搬送波変調スキームを使用して変調され得、一方でアップリンクデータは、単一搬送波変調スキームを使用して変調され得る。一般に、復調プロセスは、複数搬送波変調スキームでは副搬送波間の干渉の問題および副搬送波シグナルの負担の問題を解決する必要があるため、複数搬送波変調スキームよりも、単一搬送波変調スキームではより計算が単純である。したがって、単一搬送波変調スキームは、データをより迅速かつ容易に復調することができ、復調プロセスに必要な計算リソースがより少ないため、複数搬送波変調スキームよりも、アップリンクデータの変調に適している。一方で、複数搬送波変調スキームは、複数の搬送波シグナル、およびしたがってより多くのデータを、一度に送信することができるため、単一搬送波変調スキームよりもダウンリンクデータに、より適している。

本発明の別の態様によると、アップリンクデータおよびダウンリンクデータは、異なるデータ帯域幅で送信され得る。具体的には、ダウンリンクデータは、妥当な時間で大量の画像データまたは他のセンサデータを送信できるように、アップリンクデータよりも広いデータ帯域幅を使用して送信することができる。種々の方法を使用して、アップリンクとダウンリンクとの間で非対称的なデータ帯域幅を割り当てることができ、その一部は上で考察されている。例えば、非対称的なデータ帯域幅は、上述のように、異なる変調および／またはチャネル符号化スキームを使用することによって達成することができる。

図２は、いくつかの実施形態によるいくつかの例となるＴＤＭフレームを図示する。図示されるように、ＴＤＭフレーム２００は、複数の固定長サブフレーム２０４、ならびに任意で、連続するサブフレーム／フレーム間に１つ以上のガードインターバル２０６および２０８を含む。所与のＴＤＭフレームのサブフレーム２１０（または時間帯２１０）の一部（例えば、サブフレームＴ１）を、アップリンクデータ送信（例えば、対応するフレームの簡略表示２０１における上向き矢印２１０で示されるもの）に割り当てることができる。同じＴＤＭフレームの他のサブフレーム２１２（または時間帯２１２）の一部（例えば、サブフレームＴ２〜Ｔ９）を、ダウンリンクデータ送信（例えば、対応するフレームの簡略表示２０１における下向き矢印２１２で示されるもの）に割り当てることができる。いくつかの実施形態において、ＴＤＭフレーム内の１つを上回るサブフレームを、アップリンク送信、例えば、フレーム２１４のアップリンクサブフレーム２１８（Ｔ８〜Ｔ９）によって図示されるものに割り当てることができる。いくつかの場合において、ＴＤＭフレーム内の全てのサブフレームを、アップリンクデータ送信またはダウンリンクデータ送信等の単一の機能に割り当ててもよい。例えば、フレーム２２２内の全てのサブフレームを、ダウンリンクデータ送信に割り当て、フレーム２２４内の全てのサブフレームを、アップリンク送信に割り当てる。したがって、種々の実施形態において、ＴＤＭフレームは、０、１、２、またはそれ以上のアップリンク時間帯、ダウンリンク時間帯、および／または他の機能に割り当てられた時間帯を有し得る。

アップリンクサブフレームおよびダウンリンクサブフレームの順序は、任意の好適な順序で発生し得る。例えば、アップリンクデータ送信は、ダウンリンクデータ送信よりも早い段階でＴＤＭフレームに発生し得る。そのような場合において、アップリンクサブフレームは、フレーム２００（およびその簡略表示２０１）によって図示されるもののように、ダウンリンクサブフレームよりも早い段階でＴＤＭフレームに発生し得る。あるいは、アップリンクデータ送信は、ダウンリンクデータ送信よりも後にＴＤＭフレームに発生してもよい。そのような場合において、アップリンクサブフレームは、フレーム２１４（およびその簡略表示２２０）によって図示されるように、ダウンリンクサブフレームよりも遅い段階でＴＤＭフレームに発生し得る。いくつかの実施形態において、アップリンク送信およびダウンリンク送信は、アップリンクサブフレームおよびダウンリンクサブフレームが、互いに混合し得るように、交互様式でＴＤＭフレームに発生してもよい。

ある実施形態において、ダウンリンクデータ送信に割り当てられるダウンリンクサブフレームの数は、アップリンクデータ送信に割り当てられるアップリンクサブフレームの数よりも多い。制御データを含むアップリンクデータの量が、典型的に、画像、動画、または他のセンサデータを含み得るダウンリンクデータのものよりも少ないため、アップリンクデータ送信とダウンリンクデータ送信の間のサブフレームのこのような非対称割り当ては、アップリンクデータよりも多いダウンリンクデータが、同じ時間で同じ通信チャネルを介して送信されることを有利に可能にする。

図５は、ある実施形態による図４に示されたＴＤＭフレームの例となる構成５００を図示する。図示されるように、フレームは、それぞれが０．２５ミリ秒の１９個のサブフレーム（Ｔ１〜Ｔ１９）、それぞれが１５０マイクロ秒の２つのガードインターバルＴＧ１およびＴＧ２、ならびにそれぞれが２００マイクロ秒の第３のガードインターバルＴＧ３を含む、５ミリ秒である。フレームの開始時に、アップリンクデータ送信が、２５０マイクロ秒間、アップリンクサブフレームＴ１において発生する。図４〜５は、１つのサブフレームのみが、アップリンクデータ送信に割り当てられるように示すが、他の実施形態において、１つを上回るサブフレームが、アップリンクデータ送信に割り当てられてもよいことに留意されたい。この時間中に、アップリンクデータの送信機（例えば、基地局）は、アップリンクデータの受信機（例えば、ＵＡＶ等のモバイルプラットフォーム）にアップリンクデータを送信する。アップリンクデータは、速度、配向、位置、およびＵＡＶと関連する他の特性の制御のためといった、制御情報の受信機の動作を制御するための遠隔制御コマンドまたはシグナルを含む、制御情報を含み得る。さらに、アップリンクデータは、サブフレームの割り当ておよび／またはスケジューリング等と関係するタイミング情報といった同期情報を含み得る。同期情報は、例えば、アップリンクデータの受信機が、いつダウンリンクデータの送信を開始すべきか、および／またはその期間を示すことができる。例えば、図示説明される実施例において、同期情報は、アップリンクデータの受信機が、サブフレームＴ３からサブフレームＴ１３まで、ダウンリンクデータを送信することを可能にし得る。いくつかの場合において、アップリンクデータは、本明細書に記載されるチャネル測定の結果として、ダウンリンク送信のために選択される動作周波数を含み得る。選択される動作周波数は、ノイズ、ＳＮＲ、干渉等、１つ以上のチャネル条件（複数可）に基づいて、複数の利用可能な周波数チャネルから選択され得る。いくつかの場合において、アップリンクデータは、現在のフレームまたは１つ以上の以前に発生したフレーム内でのイベントに関するステータス情報、エラーメッセージ等を含み得る。例えば、このようなステータス情報は、現在のフレームまたは以前のフレームにおけるダウンリンク送信中のダウンリンクデータの受信が成功したかどうかを示すことができる。

１５０マイクロ秒のガードインターバルＴＧ１の後に、チャネル品質を、チャネル測定サブフレームＴ２において測定することができる。図４〜５は、１つのサブフレームのみがチャネル測定に割り当てられているとして図示されるが、他の実施形態において、１つを上回るサブフレームが、チャネル測定に割り当てられてもよい。Ｔ２の間、通信チャネルの品質を、現在１つ以上の走査されたチャネルと関連する１つ以上の特性または条件を測定することによって、監視および／または測定することができる。いくつかの実施形態において、１つのフレームにつき１つのチャネルのみを測定する。他の実施形態において、１つのフレームにつき１つを上回るチャネルを測定してもよい。種々の実施形態において、このような特性または条件には、ノイズ、干渉、シグナル対ノイズ比（ＳＮＲ）、ビットエラーレート、フェージング率等を挙げることができる。ある実施形態において、チャネル測定は、ダウンリンクデータの受信機（例えば、基地局）によって行われる。他の実施形態において、チャネル測定は、代替として、または追加として、ダウンリンクデータ端末の送信機（ＵＡＶ）、または第３のデバイスによって行われてもよい。

依然として図５を参照すると、１５０マイクロ秒のガードインターバルＴＧ２の後に、ダウンリンクデータの送信機は、Ｔ３からＴ１９までのダウンリンクサブフレームの間に、送信を開始することができる。ある実施形態において、ダウンリンクデータの送信機は、Ｔ３の間にステータス情報を送信して、アップリンクデータの受信が成功したかどうかを示す。成功した場合、ダウンリンクデータの送信機は、Ｔ４で開始してＴ１９まで（１６個のサブフレーム）、画像データまたは他のセンサデータといった他のダウンリンクデータの送信を開始することができる。したがって、画像データ送信専用となる時間の量は、０．２５＊１６＝４ミリ秒である。アップリンクデータの受信が失敗した場合、ダウンリンク送信機は、アップリンクデータの再送信（例えば、２０回等、所定の回数）を試みるかどうかを決定することができる。いくつかの実施形態において、ダウンリンク送信に使用される動作周波数は、本明細書に記載されるように、既に行われたチャネル測定の結果として選択することができる。ダウンリンクの送信機および受信機に、同期メッセージを介して動作周波数が通知され得る。

図５〜６に示されるように、基地局からＵＡＶへの制御データの送信には０．２５ミリ秒（Ｔ２）かかり、これは、０．２５／５＝全フレーム（５ミリ秒）の５％である。チャネル帯域幅が４ＭＨｚであるとして、３／４チャネルの符号化スキームを使用する場合、基地局からＵＡＶへの制御データの送信速度は、４＊３／４＊０．０５＝０．１５Ｍｂｐｓで２６．３ｋｂｐｓを上回り、したがって、上述の要件１）を満たす。同様に、ＵＡＶから基地局へのステータスデータの送信にもまた、０．２５ミリ秒（Ｔ３）かかり、したがって、ＵＡＶから基地局へのステータスデータの送信速度は、８ｋｐｂｓを上回り、したがって、上述の要件２）を満たす。最後に、送信速度に基づいて、各フレームで送信されるデータの量を、０．１５Ｍｂｐｓ＊０．００２秒＝０．３ｋｂとして計算することができる。したがって、３つの連続するフレーム（６ミリ秒）において、送信されるデータの量は、０．３＊３＝０．９ｋｂで、０．１８４１ｋｂを上回る。したがって、制御およびステータス更新の要件３）もまた満たす。

画像データの送信速度は、図５〜６に図示されるフレーム割り当てに基づいて、同様に計算することができる。上に例示され説明されたように、１６個のサブフレーム（Ｔ４〜Ｔ１９）または０．２５＊１６＝４ミリ秒が、画像データ送信に割り当てられる（Ｔ３がステータスデータの送信に割り当てられている場合）。全フレームが５ミリ秒であるとして、画像データ送信は、フレーム内の４／５＝全時間の８０％を占める。画像データの送信速度（例えば、スループット）は、周波数帯域幅、時間帯比、符号化比、符号当たりのビット数、およびスペクトル効率の積として計算することができる。例えば、ＱＰＳＫ３／４については、符号化比は３／４であり、符号当たりのビット数は２である。スペクトル効率が１ビット／秒／Ｈｚであり、周波数帯域幅が４ＭＨｚであると仮定すると、４＊０．８＊０．７５＊２＝４．８Ｍｂｐｓのスループットが得られる。

アップリンクデータは、堅調性および信頼性をアップリンクデータに提供するために、本明細書に記載されるもの等、１つ以上の所定の符号化スキームおよび／または変調スキームを使用して、符号化および／または変調することができる。例えば、ある実施形態において、アップリンクデータは、ＤＳＳＳ、ＦＨＳＳ、およびＧＦＳＫ技術の組み合わせを使用して、符号化／変調され得る。アップリンクデータを受信すると、アップリンク受信機は、対応する復号化／復調スキームを使用して、復号化／復調されたアップリンクデータを取得することができる。

状態情報によって判定された場合のように、ダウンリンク受信機がダウンリンクデータの受信を終了した時点で、アップリンク送信機は、同期情報を生成し、それをダウンリンク受信機に提供して、ダウンリンク受信機の動作を一時的に防ぐことができる８０４。ダウンリンク送信機がダウンリンクデータの受信を終了していない場合、アップリンク受信機は、ダウンリンク送信が終了するのを待機してもよい。

ダウンリンク受信機がダウンリンクデータの受信を終了したことを判定した時点で、アップリンク送信機は、例えば、遠隔制御される第２の端末（例えば、ＵＡＶ）へのアップリンクデータの送信を開始することができる８０６。アップリンクデータは、制御情報、ならびに第１の端末と第２の端末の動作を同期するために使用可能な同期情報を含み得る。例えば、アップリンクデータは、ＴＤＭサブフレームまたは時間帯の割り当ておよび／またはスケジューリングに関するタイミング情報を含み得る。例えば、同期情報は、いつおよび／またはどのようにしてダウンリンクデータを送信するかを示すことができる。種々の実施形態において、アップリンクデータは、アップリンク送信の堅調性を確保するために、本明細書に記載されるように、アップリンクデータに好適な符号化および／または変調スキームに従って、符号化および／または変調することができる。

アップリンクデータが送信された時点で、アップリンク送信機は、同期情報を生成し、それをダウンリンク受信機に提供して、ダウンリンク受信機が動作するのを許可する８０８。同期は、アップリンク受信機に提供される同期と実質的に類似するタイミング情報を含み得る。例えば、同期情報は、いつおよび／またはどのようにしてダウンリンクデータを受信するかを示すことができる。

最後に、アップリンク送信機は、ステップ８０２で開始するプロセス８００を反復する前に、現在のＴＤＭフレームにおいて、ダウンリンク受信機が、ダウンリンクデータの受信を終了するまで待機する８１０。種々の実施形態において、符号化および／または変調スキーム、サブフレームの割り当てまたはスケジューリング（例えば、アップリンク送信とダウンリンク送信の間）、チャネル帯域幅の割り当て（例えば、アップリンク送信とダウンリンク送信の間）等といった、データ送信と関連する種々の特性またはパラメータが、チャネル条件、データ特性（例えば、量、品質、重要性、ＢＥＲ要件）等といった、種々の要因に基づいて、動的に決定および／または調節することができる。例えば、高解像度の動画を第２の端末から第１の端末に送信する必要がある場合、ダウンリンクのサブフレームの数を増加させて、ダウンリンクのスループットを増加させることができる。そのような調節は、任意の好適な時間に行うことができる。例えば、調節は、各フレーム毎、または数個のフレーム毎に発生してもよい。別の例として、調節は、ある特定の事前に定義された閾値（例えば、ＳＮＲ、ＢＥＲ）に達するか、またはそれを超えたときに、発生してもよい。

図９ａは、ある実施形態によるデータ通信の方法を実現するための例となるプロセス９００Ａを図示する。プロセス９００Ａは、第１の端末（例えば、基地局、携帯型遠隔制御デバイス）からアップリンクデータを受信し、第１の端末にダウンリンクデータを送信するように構成される、モバイルプラットフォーム（例えば、ＵＡＶ）等の第２の端末によって実現され得る。いくつかの実施形態において、プロセス９００Ａは、繰り返し発生する方式で、本明細書に記載される各ＴＤＭフレームについて実現することができる。第２の端末は、それぞれ、第１の端末からアップリンクデータを受信し、第１の端末にダウンリンクデータを送信するための、アップリンク受信機とダウンリンク送信機とを含み得る。

ある実施形態において、プロセス９００Ａは、同期情報を生成し、それをダウンリンク送信機に提供して、その動作を防止する９０２、アップリンク受信機を含み得る。続いて、アップリンク受信機は、アップリンクデータの受信を開始する９０４。ステップ９０６において、アップリンクデータの受信が成功したかどうかを判定する。アップリンクデータの受信が成功したと判定された場合、アップリンク受信機は、同期情報を生成し、それをダウンリンク送信機に提供して、それに応じて動作することを許可する９０８。同期情報は、ＴＤＭサブフレームの割り当て／スケジューリングを示すタイミング情報を含み得る。タイミング情報がダウンリンク送信機に提供され、それが好適な時間および／または好適な方式でダウンリンクデータを送信することを許可することができる。

アップリンク送信機１１０４は、本明細書に記載される好適なアップリンク符号化および／または変調スキームを使用して、アップリンクデータを符号化および／または変調するように構成され得る。ダウンリンク受信機１１０２は、ダウンリンクデータを受信し、本明細書に記載されるダウンリンク変調および／または符号化スキームに対応する好適なダウンリンク復調および／または復号化スキームを使用して、それを復調および／または復号化するように構成され得る。アップリンク符号化および／または変調スキームは、アップリンクスキームが、アップリンク送信にさらなる堅調性を提供するように構成され得、一方でダウンリンクスキームは、ダウンリンク送信により良好なデータ帯域幅を提供するように構成され得るという点で、ダウンリンク符号化および／または変調スキームとは異なり得る。ある実施形態において、アップリンク送信機１１０４およびダウンリンク受信機１１０２は、異なる符号化および／変調スキームがアップリンクおよびダウンリンク送信に使用され得るにもかかわらず、複数のアンテナを収納するのに必要な空間および費用を低減させるために、アンテナ１１０６を共有するように構成される。そのような配設は、いくつかの実施形態において、アップリンクおよびダウンリンクデータ送信は、時間が重複しないという事実によって、可能となり得る。他の実施形態において、アップリンク送信機１１０４およびダウンリンク受信機１１０２は、異なるアンテナを使用するように構成されてもよい。

Claims (45)

1. それぞれが複数のサブフレームを含む複数の周期的に反復する時分割多重（ＴＤＭ）フレームを使用する、第１の端末と第２の端末との間の無線通信のための方法であって、前記方法は、
   前記複数のサブフレームの第１のサブセットの使用中に、第１のデータ帯域幅で、前記第１の端末から前記第２の端末にアップリンクデータを転送することであって、前記アップリンクデータは、第１の符号化スキームを使用して符号化される、ことと、
   前記複数のサブフレームの第２のサブセットの使用中に、前記第１のデータ帯域幅とは異なる第２のデータ帯域幅で、前記第２の端末から前記第１の端末にダウンリンクデータを転送することであって、前記ダウンリンクデータは、第２の符号化スキームを使用して符号化され、前記第２の符号化スキームは、前記第１の符号化スキームとは異なる、ことと、を含む、方法。
2. それぞれが複数のサブフレームを含む複数の周期的に反復する時分割多重（ＴＤＭ）フレームを使用する、第１の端末と第２の端末との間の無線通信のための方法であって、前記方法は、
   前記複数のサブフレームの第１のサブセットの使用中に、第１のデータ帯域幅で、前記第１の端末から前記第２の端末にアップリンクデータを転送することであって、前記アップリンクデータは、第１の変調スキームを使用して変調される、ことと、
   前記複数のサブフレームの第２のサブセットの使用中に、前記第１のデータ帯域幅とは異なる第２のデータ帯域幅で、前記第２の端末から前記第１の端末にダウンリンクデータを転送することであって、前記ダウンリンクデータは、第２の変調スキームを使用して変調され、前記第２の変調スキームは、前記第１の変調スキームとは異なる、ことと、を含む、方法。
3. それぞれが複数のサブフレームを含む複数の周期的に反復する時分割多重（ＴＤＭ）フレームを使用する、第１の端末と第２の端末との間の無線通信のための方法であって、前記方法は、
   前記複数のサブフレームの第１のサブセットの使用中に前記第１の端末から前記第２の端末にアップリンクデータを転送することと、
   前記複数のサブフレームの第２のサブセットの使用中に、１つ以上のチャネルと関連するチャネル品質を測定して、動作周波数を選択することと、
   前記複数のサブフレームの第３のサブセットの使用中に、前記動作周波数を使用して、前記第２の端末から前記第１の端末にダウンリンクデータを転送することと、を含む、方法。
4. それぞれが複数のサブフレームを含む複数の周期的に反復する時分割多重（ＴＤＭ）フレームを使用する、第１の端末と第２の端末との間の無線通信のための方法であって、前記方法は、
   前記複数のサブフレームの第１のサブセットの使用中に、前記第１の端末から前記第２の端末にアップリンクデータを転送することであって、前記アップリンクデータは、前記第１の端末と前記第２の端末との動作を同期させるのに有用な同期情報を含み、前記アップリンクデータは、第１の変調スキームを使用して変調される、ことと、
   前記複数のサブフレームの第２のサブセットの使用中に、前記第２の端末から前記第１の端末にダウンリンクデータを転送することであって、前記ダウンリンクデータは、前記第１の変調スキームとは異なる第２の変調スキームを使用して変調される、ことと、を含む、方法。
5. 遠隔端末と車両の通信モジュールとの間の無線通信のための方法であって、前記車両は、センサを備え、前記無線通信は、複数の周期的に反復する時分割多重（ＴＤＭ）フレームを使用し、各ＴＤＭフレームは、複数のサブフレームを含み、前記方法は、
   前記複数のサブフレームの第１のサブセットの使用中に、前記遠隔端末から前記車両の前記通信モジュールにアップリンクデータを転送することと、
   前記複数のサブフレームの第２のサブセットの使用中に、前記車両の前記通信モジュールから、前記センサからのデータを含むダウンリンクデータを前記遠隔端末に転送することであって、前記第２のサブセット内のサブフレームの数は、前記第１のサブセット内のサブフレームの数よりも多い、ことと、を含む、方法。
6. データ通信システムであって、前記システムは
   アップリンク送信機とダウンリンク受信機とを備える第１の端末と、アップリンク受信機とダウンリンク送信機とを備える第２の端末と、を備え、
   前記アップリンク送信機は、第１の時間帯で前記第２の端末にアップリンクデータを送信するように構成され、
   前記ダウンリンク受信機は、第２の時間帯で、１つ以上のチャネルと関連するチャネル品質を測定して動作周波数を選択し、第３の時間帯で、前記動作周波数を使用して、前記第２の端末によって提供されるダウンリンクデータを受信するように構成され、
   前記アップリンク受信機は、前記第１の時間帯で前記アップリンクデータを受信するように構成され、
   前記ダウンリンク送信機は、前記第３の時間帯で、前記動作周波数を使用して、前記ダウンリンクデータを送信するように構成される、システム。
7. 前記第１の端末は、基地局または遠隔制御デバイスのうちの少なくとも１つを含む、請求項１、２、３、４、または５に記載の方法。
8. 前記第２の端末は、モバイルプラットフォームを含む、請求項１、２、３、４、または５に記載の方法。
9. 前記モバイルプラットフォームは、無人航空機（ＵＡＶ）を含む、請求項８に記載の方法。
10. 前記アップリンクデータは、前記第１の端末と前記第２の端末との動作を同期させるために使用可能な同期情報を含む、請求項１、２、３、または５に記載の方法。
11. 前記同期情報は、ＴＤＭサブフレームの割り当てに関係するタイミング情報を含む、請求項１０に記載の方法。
12. 前記アップリンクデータは、前記第２の端末の動作を制御するための制御データを含む、請求項１、２、３、４、または５に記載の方法。
13. 前記ダウンリンクデータは、前記第２の端末によって収集される情報を含む、請求項１、２、３、４、または５に記載の方法。
14. 前記第２の端末によって収集される前記情報は、前記第２の端末と関連する視覚センサによって取得される画像データを含む、請求項１３に記載の方法。
15. 前記複数のサブフレームの前記第２のサブセットは、前記複数のサブフレームの前記第１のサブセットよりも大きい、請求項１、２、３または４に記載の方法。
16. 前記アップリンクデータは、第１のチャネル帯域幅を有する第１の周波数チャネルを使用して転送され、前記ダウンリンクデータは、前記第１のチャネル帯域幅よりも広い第２のチャネル帯域幅を有する第２の周波数チャネルを使用して転送される、請求項１、２、３、４、または５に記載の方法。
17. １つ以上のチャネル条件に少なくとも部分的に基づいて、前記第１のチャネル帯域幅または前記第２のチャネル帯域幅を動的に変化させることをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
18. 複数のチャネルから、前記複数の利用可能なチャネルと関連する１つ以上のチャネル特性に少なくとも部分的に基づいて、動作周波数を選択することをさらに含み、前記ダウンリンクデータは、前記選択された動作周波数を使用して転送される、請求項１、２、３、または５に記載の方法。
19. 前記１つ以上のチャネル特性は、ノイズ、干渉、シグナル対ノイズ比（ＳＮＲ）、ビットエラーレート、またはフェージング率のうちの少なくとも１つを含む、請求項１８に記載の方法。
20. 前記アップリンクデータは、前記動作周波数に関する情報を含む、請求項１８に記載の方法。
21. 前記ダウンリンクデータの転送が失敗したと判定することに応答して、前記第２の端末から前記第１の端末に前記ダウンリンクデータを再転送することをさらに含む、請求項１、２、３、または５に記載の方法。
22. 前記アップリンクデータの転送が失敗したと判定することに応答して、前記アップリンクデータの前記転送のみを許可することをさらに含む、請求項１、２、３、または５に記載の方法。
23. 前記第１の変調スキームは、直接シーケンススペクトル拡散（ＤＳＳＳ）、周波数ホッピングスペクトル拡散（ＦＨＳＳ）、または周波数偏移変調（ＦＳＫ）のうちの少なくとも１つを含む、請求項２または４に記載の方法。
24. 前記第２の変調スキームは、直交振幅変調（ＱＡＭ）を含む、請求項２または４に記載の方法。
25. 前記第１の変調スキームは、単一搬送波変調スキームを含み、前記第２の変調スキームは、複数搬送波変調スキームを含む、請求項２または４に記載の方法。
26. 前記第２の変調スキームは、前記第１の変調スキームよりも高次である、請求項２または４に記載の方法。
27. 前記ダウンリンクデータは、高効率符号化スキームで符号化される、請求項１、２、３、４、または５に記載の方法。
28. 前記高効率符号化スキームは、低密度パリティ検査コード（ＬＤＰＣ）を含む、請求項２７に記載の方法。
29. １つ以上のチャネル条件に少なくとも部分的に基づいて、前記第１の変調スキームまたは前記第２の変調スキームを動的に変化させることをさらに含む、請求項２または４に記載の方法。
30. 前記第２の符号化スキームは、前記第１の符号化スキームよりも効率的である、請求項１に記載の方法。
31. １つ以上のチャネル条件に少なくとも部分的に基づいて、前記第１の符号化スキームまたは前記第２の符号化スキームを動的に変化させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
32. チャネル品質を測定することは、前記１つ以上のチャネルのそれぞれと関連する１つ以上の特性を測定することを含む、請求項３に記載の方法。
33. 前記１つ以上の特性は、ノイズ、干渉、シグナル対ノイズ比（ＳＮＲ）、ビットエラーレート、またはフェージング率のうちの少なくとも１つを含む、請求項３２に記載の方法。
34. １つ以上のチャネル条件に少なくとも部分的に基づいて、前記複数のサブフレームの前記第１のサブセットと前記複数のサブフレームの前記第２のサブセットとを動的に割り当てることをさらに含む、請求項１、２、３、４、または５に記載の方法。
35. 前記第１の時間帯、前記第２の時間帯、および前記第３の時間帯は、それぞれ、１つ以上の時分割多重（ＴＤＭ）サブフレームを含む、請求項６に記載のシステム。
36. 前記アップリンクデータは、前記第１の時間帯、前記第２の時間帯、および前記第３の時間帯のタイミング情報を含む、請求項６に記載のシステム。
37. 前記第１の端末の前記アップリンク送信機はさらに、前記第１の端末の前記ダウンリンク受信機に同期情報を送信するように構成される、請求項６に記載のシステム。
38. 前記第２の端末の前記アップリンク受信機はさらに、前記第１の時間帯、前記第２の時間帯、および前記第３の時間帯の前記タイミング情報を取得して、前記ダウンリンク送信機に前記タイミング情報を提供するように構成される、請求項３７に記載のシステム。
39. 前記同期情報は、前記タイミング情報に実質的に類似する、請求項３８に記載のシステム。
40. 前記ダウンリンク受信機はさらに、前記動作周波数に関係する前記動作周波数情報を前記アップリンク送信機に提供するように構成され、前記アップリンク送信機はさらに、前記動作周波数情報を送信するように構成される、請求項６に記載のシステム。
41. 前記アップリンク受信機はさらに、前記動作周波数情報を受信して、前記ダウンリンク送信機に前記動作周波数情報を提供するように構成され、前記ダウンリンク送信機はさらに、前記動作周波数情報を送信するように構成される、請求項４０に記載のシステム。
42. 前記ダウンリンク送信機はさらに、前記ダウンリンクデータを送信する前に、符号化スキームを使用して、前記ダウンリンクを符号化するように構成され、前記ダウンリンク受信機はさらに、前記符号化されたダウンリンクデータを受信して、前記符号化スキームに対応する復号化スキームを使用して前記受信されたダウンリンクデータを復号化するように構成される、請求項６に記載のシステム。
43. 前記ダウンリンク受信機はさらに、前記ダウンリンクデータの品質を測定して、前記アップリンク送信機に測定結果を提供するように構成され、前記アップリンク送信機はさらに、前記測定結果を送信するように構成される、請求項４２に記載のシステム。
44. 前記アップリンク受信機はさらに、前記測定結果を受信し、前記ダウンリンク送信機に前記測定結果を提供するように構成され、前記ダウンリンク送信機はさらに、前記測定結果および現在の符号化スキームに少なくとも部分的に基づいて、前記現在の符号化スキームを変更するかどうかを判定し、前記現在の符号化スキームが変更される必要があるという判定に応答して、前記現在の符号化スキームを更新された符号化スキームに変更し、前記更新された符号化スキームで前記ダウンリンクデータを符号化し、前記符号化されたダウンリンクデータを送信するように構成される、請求項４３に記載のシステム。
45. 前記ダウンリンク受信機はさらに、前記更新された符号化スキームを使用して符号化された前記ダウンリンクデータを受信し、前記更新された符号化スキームに対応する更新された復号化スキームを使用して、前記ダウンリンクデータを復号化するように構成される、請求項４４に記載のシステム。