TWI656758B - 適用飛行器的通訊終端裝置及其行動通訊方法 - Google Patents

適用飛行器的通訊終端裝置及其行動通訊方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI656758B
TWI656758B TW106142284A TW106142284A TWI656758B TW I656758 B TWI656758 B TW I656758B TW 106142284 A TW106142284 A TW 106142284A TW 106142284 A TW106142284 A TW 106142284A TW I656758 B TWI656758 B TW I656758B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
beam width
ground
antenna
terminal device
communication terminal
Prior art date
Application number
TW106142284A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201926926A (zh
Inventor
陳詠翰
Original Assignee
財團法人工業技術研究院
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 財團法人工業技術研究院 filed Critical 財團法人工業技術研究院
Priority to TW106142284A priority Critical patent/TWI656758B/zh
Priority to US15/832,067 priority patent/US10756447B2/en
Priority to CN201711293220.8A priority patent/CN109874144B/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI656758B publication Critical patent/TWI656758B/zh
Publication of TW201926926A publication Critical patent/TW201926926A/zh

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14Relay systems
    • H04B7/15Active relay systems
    • H04B7/185Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
    • H04B7/18502Airborne stations
    • H04B7/18506Communications with or from aircraft, i.e. aeronautical mobile service
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q25/00Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns
    • H01Q25/04Multimode antennas
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q25/00Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns
    • H01Q25/005Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns providing two patterns of opposite direction; back to back antennas
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/005Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using remotely controlled antenna positioning or scanning
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/24Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the orientation by switching energy from one active radiating element to another, e.g. for beam switching
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/28Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the amplitude
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C39/00Aircraft not otherwise provided for
    • B64C39/02Aircraft not otherwise provided for characterised by special use
    • B64C39/024Aircraft not otherwise provided for characterised by special use of the remote controlled vehicle type, i.e. RPV
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64UUNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U10/00Type of UAV
    • B64U10/10Rotorcrafts
    • B64U10/13Flying platforms
    • B64U10/14Flying platforms with four distinct rotor axes, e.g. quadcopters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64UUNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U2201/00UAVs characterised by their flight controls
    • B64U2201/20Remote controls

Abstract

一種適用於飛行器的通訊終端裝置。通訊終端裝置包括天線、飛行高度偵測器以及處理電路。天線用以提供電磁波收發範圍。飛行高度偵測器用以取得離地高度測量值。離地高度測量值適合用來描述飛行器的離地高度。處理電路耦接天線及飛行高度偵測器,並經配置而用以:判斷離地高度測量值是否超過高度臨界值;回應於離地高度測量值未超過高度臨界值,將天線的電磁波收發範圍設定成全向性;回應於離地高度測量值超過高度臨界值,執行天線波束寬度調整機制,以將天線之電磁波收發範圍塑型成指向性的波束。

Description

適用飛行器的通訊終端裝置及其行動通訊方法
本發明是有關於一種通訊終端裝置及其行動通訊方法,且特別是有關於一種適用飛行器的通訊終端裝置及其行動通訊方法。
一般輕型飛行器,如無人機(Unmanned Aerial Vehicle,UAV),利用寬頻行動通訊網路進行即時數據傳輸的應用開始受到重視。這主要是因為陸基行動通訊網路(如3G/4G/5G行動通訊網路)的地面基站已高密度部署,飛行器若在常見的法規限制離地高度(如400呎)下作飛行,仍可利用3G/4G/5G行動網路規格的訊號覆蓋,進行飛控、圖傳、數據傳輸等無線傳輸操作。
然而,無人機在空中飛行時若利用陸基行動通訊網路進行通訊,隨高度升高會因為空中遮蔽物減少而使得基站的訊號覆蓋重疊區逐漸變大,這將使無人機在通訊上會受到更多鄰近基站的干擾,例如造成換手(handover)上的混淆、連線品質不穩定等影響。
本發明提出一種適用飛行器的通訊終端裝置及其行動通訊方法,可讓飛行器與地面行動網路通訊時,按照不同的離地高度及/或訊號品質指標自動調適天線的電磁波收發範圍,藉以降低鄰近或其他不相關基站的干擾。
根據本發明之一方面,提出一種適用飛行器的通訊終端裝置。通訊終端裝置可與陸基行動通訊網路進行無線通訊。通訊終端裝置包括天線、飛行高度偵測器以及處理電路。天線用以提供電磁波收發範圍。飛行高度偵測器用以取得離地高度測量值。離地高度測量值適合用來描述飛行器的離地高度。處理電路耦接天線及飛行高度偵測器,並經配置而用以:判斷離地高度測量值是否超過高度臨界值;回應於離地高度測量值未超過高度臨界值,將天線的電磁波收發範圍設定成全向性,使電磁波收發範圍包括以平行於地球平面為基準之仰角與俯角方向;回應於離地高度測量值超過高度臨界值,執行天線波束寬度調整機制,以將天線之電磁波收發範圍塑型成指向性的波束,使電磁波收發範圍僅包括以平行於地球平面為基準之俯角方向。
根據本發明之另一方面,提出一種適用飛行器的通訊終端裝置的行動通訊方法。通訊終端裝置適用於飛行器,並用以透過天線與陸基行動通訊網路進行無線通訊。行動通訊方法包括:取得離地高度測量值。離地高度測量值適合用於表示飛行器之離地高度。判斷離地高度測量值是否超過高度臨界值。回應於 離地高度測量值未超過高度臨界值,將天線之電磁波收發範圍設定成全向性,使電磁波收發範圍包括以平行於地球平面為基準之仰角與俯角方向;回應於離地高度測量值超過高度臨界值,執行天線波束寬度調整機制,以將天線之電磁波收發範圍塑型成指向性的波束,使電磁波收發範圍僅包括以平行於地球平面為基準之俯角方向。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解,下文特舉實施例,並配合所附圖式詳細說明如下:
100‧‧‧通訊終端裝置
102‧‧‧天線
104‧‧‧飛行高度偵測器
106‧‧‧處理電路
200‧‧‧飛行器
EA‧‧‧電磁波收發範圍
Cel_A、Cel_B、Cel_C、Cel_D‧‧‧訊號涵蓋範圍
BS_A、BS_B、BS_C、BS_D‧‧‧基站
TA‧‧‧高度臨界值
302、304、306、308、312、314、316、318、320、322、402、404、406、408、410、412、414、416、418、420、422、424、426、428、602、604、606、608‧‧‧步驟
502‧‧‧曲線
xi‧‧‧自變數
f(xi)‧‧‧應變數
第1圖繪示依照本發明一實施例的適用於飛行器的通訊終端裝置的方塊圖。
第2圖繪示裝載於飛行器之通訊終端裝置根據飛行器之離地高度調整其電磁波收發範圍的示意圖。
第3圖繪示依照本發明一實施例的通訊終端裝置的行動通訊方法的流程圖。
第4圖繪示依照本發明一實施例的通訊終端裝置的行動通訊方法的流程圖。
第5圖繪示根據訊號品質指標調整與波束寬度的一例映射關係圖。
第6圖繪示根據依照本發明一實施例的行動通訊方法的流程圖。
本發明提出一種適用飛行器的通訊終端裝置及其行動通訊方法。本發明所指的通訊終端裝置例如是指用戶裝置(UE)或其它相對於地面基站而言屬於下行(downlink)接收端(receiver)或上行(uplink)傳輸端(transmitter)的通訊裝置。通訊終端裝置可與陸基行動通訊網路進行無線通訊,其中陸基行動通訊網路泛指利用部屬於地面之基站、無線電收發設備提供通訊終端裝置行動通訊服務的網路。通訊終端裝置可裝載或內嵌於飛行器(如遙控無人機、視距外無人機、自動無人機等),並作為飛行器與地面基站之間無線通訊的媒介。通訊終端裝置可根據不同的離地高度測量值及/或訊號品質指標動態地調整天線的電磁波收發範圍,以避免飛行器在飛行期間與地面基站的通訊時受到鄰近基站或其他不相關基站的訊號干擾。
第1圖繪示依照本發明一實施例的適用於飛行器的通訊終端裝置100的方塊圖。通訊終端裝置100包括天線102、飛行高度偵測器104以及處理電路106。天線102例如可以是具有波束調整機構(例如角度可調的一或多個電磁波擋板)的天線,或是由多個天線單元組成的天線陣列或是波束形成器(beamformer)。飛行高度偵測器104可透過例如氣壓計、全球定位系統(GPS)來實現,以得到裝置的大致高度,亦可透過光學測距裝置(例如雷射測距儀)取得更精準的離地高度測量值。處理電 路106例如可以被實施為微控制單元(microcontroller)、微處理器(microprocessor)、數位訊號處理器(digital signal processor)、特殊應用積體電路(application specific integrated circuit,ASIC)、數位邏輯電路、現場可程式邏輯閘陣列(field programmable gate array,FPGA)、或其它具備運算處理功能的電子電路。
天線102可由一或多個獨立天線或天線陣列來實現,用以提供電磁波收發範圍。飛行高度偵測器104用以取得離地高度測量值。此離地高度測量值係適合用於表示飛行器之離地高度。處理電路106耦接天線102以及飛行高度偵測器104。處理電路106可經配置而用以執行本發明實施例之行動通訊方法。所述方法例如包括以下步驟:判斷離地高度測量值是否超過高度臨界值;回應於判斷出離地高度測量值未超過高度臨界值,將天線102的電磁波收發範圍設定成全向性(omni-directional),使電磁波收發範圍包括以平行於地球平面為基準之仰角與俯角方向;回應於判斷出離地高度測量值超過高度臨界值,執行天線波束寬度調整機制,以將天線102的電磁波收發範圍塑型成指向性(directional)的波束,使電磁波收發範圍僅包括以平行於地球平面為基準之俯角方向,也就是朝地表的方向。
在一實施例中,處理電路106可透過機械方式及/或電子方式調整天線102的電磁波收發範圍。機械方式可例如被實施為驅動機械馬達使天線102上的金屬擋板或其他機構、元件移至特 定角度或位置,或是調整射頻透鏡(RF lens)來改變天線102的電磁波收發範圍(天線場型)。電子方式可例如被實施為對天線陣列中的天線單元饋入具有特定相位差的訊號,以混成特定的天線場型。
第2圖繪示裝載於飛行器200之通訊終端裝置100根據飛行器200之離地高度調整其電磁波收發範圍的示意圖。
如第2圖所示,當飛行器200的離地高度低於高度臨界值TA,通訊終端裝置100的電磁波收發範圍EA被設定為全向性場型(圖中以實線圓盤表示)。當飛行器200的離地高度測量值大於或等於高度臨界值TA,通訊終端裝置100將執行天線波束寬度調整機制,使電磁波收發範圍EA切換成朝著地面的指向性波束(圖中以圓錐表示)。此外,一旦飛行器200的離地高度測量值大於或等於高度臨界值TA(也就是在執行天線波束寬度調整機制的期間),通訊終端裝置100更可動態地調整天線102的波束寬度,例如使波束寬度隨著離地高度測量值提升而變窄。
透過上述範例的調整,可有效避免飛行器200上的通訊終端裝置100受到鄰近基站或不相關基站的訊號干擾。進一步說,傳統上地面的基站主要是為了服務地面上或地表建築物內的用戶裝置,故其訊號涵蓋範圍往往是根據地形、地面遮蔽物來作優化。如第2圖中兩個相鄰的基站BS_A以及BS_B,其各自的訊號涵蓋範圍Cel_A、Cel_B在接近地面高度時係根據固定的地面遮蔽物(如大樓)來作優化,以減少訊號重疊區域。
然而,隨著飛行器200的高度升高,飛行器200上的通訊終端裝置100將因為遮蔽物減少而受到鄰近基站、甚至是遠方非鄰近基站的干擾。如第2圖所示,若原本飛行器200在地表附近是由基站BS_A服務,隨著高度提升(例如離地高度大於高度臨界值TA),飛行器200將同時落入基站BS_A的訊號涵蓋範圍Cel_A和基站BS_B的訊號涵蓋範圍Cel_B內,此時通訊終端裝置100將面臨較嚴重的訊號干擾問題。更甚者,當飛行器200的高度再提升,通訊終端裝置100還可能受到非鄰近的基站BS_C、BS_D直接或間接(如地面反射(ground reflection))的訊號干擾,例如落入基站BS_C的訊號涵蓋範圍Cel_C以及基站BS_D的訊號涵蓋範圍Cel_D內。
因此,根據本發明實施例,當偵測到離地高度測量值低於高度臨界值TA,通訊終端裝置100將規劃天線102具有全向性場型,使通訊終端裝置100可如地面用戶裝置般利用優化後的地面網路配置。當偵測出離地高度測量值超過高度臨界值TA,通訊終端裝置100將規劃天線102具有朝地面的指向性波束場型來與地面基站(如基站BS_A)進行通訊,以降低/避免來自鄰近基站(如基站BS_B)或其他遠方基站(如基站BS_C、BS_D)的訊號干擾。
第3圖繪示依照本發明一實施例的通訊終端裝置100的行動通訊方法的流程圖。通訊終端裝置100例如裝設於飛行器200。首先執行步驟302以設定高度臨界值TA。高度臨界值TA例如是由原廠或使用者進行設定。步驟304可取得對應第i時間點 的離地高度測量值Hi,其中i為整數。第i時間點例如是表示一當前時間點,或是其他特定的時間點。
高度測量值Hi可用來表示飛行器200或通訊終端裝置100在第i時間點的離地高度。在一範例中,可直接以飛行高度偵測器104在單一時間點(如第i時間點)所取得的測量結果作為離地高度測量值Hi;亦可以一段期間內所取得的離地高度測量值統計結果來作為離地高度測量值Hi,例如以第i-k+1時間點~第i時間點取得的離地高度測量值的平均來作為對應第i時間點的離地高度測量值Hi,其中k為小於或等於i的正整數。
步驟306可判斷對應第i時間點的離地高度測量值Hi是否大於或等於高度臨界值TA。若離地高度測量值Hi大於或等於高度臨界值TA,則接續步驟308,啟動天線波束寬度調整機制。而若是離地高度測量值Hi小於高度臨界值TA,則步驟310中將天線102設定為全向性。步驟310執行後將接續步驟322以針對下一時間點i+1之離地高度測量結果作判斷。
根據第3圖的範例,天線波束寬度調整機制包括根據離地高度測量值Hi調整天線102的波束寬度。處理電路106可比較對應第i時間點的離地高度測量值Hi與對應第i-1時間點的離地高度測量值Hi-1,以判斷飛行器200係處於上升狀態或下降狀態,再根據判斷結果調整天線102的波束的波束寬度,其中第i-1時間點係早於第i時間點。
如第3圖所示,當步驟312判斷出離地高度測量值Hi>Hi-1,表示飛行器200處於上升狀態,此時若天線102的波束的波束寬度尚未小至一可縮小範圍極限,步驟314將縮小天線102的波束的波束寬度。反之,若步驟316判斷出離地高度測量值Hi<Hi-1,表示飛行器200是處於下降狀態,此時若天線102的波束的波束寬度尚未大至一可擴大範圍極限,步驟318將控制天線102擴大波束的波束寬度。可縮小範圍極限以及可擴大範圍極限取決於以機械方式及/或電子方式調整天線102的波束寬度的物理限制,或是自定義的預設值。
當離地高度測量值Hi=Hi-1,表示飛行器200高度幾乎無變化,此時步驟320將維持現有天線波束寬度。針對第i時間點執行的天線波束寬度調整機制完成後,步驟322將針對下一時間點,也就是第i+1時間點,進行下一階段的判斷。
在第3圖的範例中,步驟308、312、314、316、318、320可例如視為包含於天線波束寬度調整機制中的程序。
第4圖繪示依照本發明又一實施例的通訊終端裝置100的行動通訊方法的流程圖。根據此實施例,天線波束寬度調整機制包括根據通訊終端裝置接收訊號的訊號品質指標調整天線102的波束寬度。
如第4圖所示,步驟402設定高度臨界值TA。步驟404設定訊號品質臨界值上限XH以及訊號品質臨界值下限XL。高度臨界值TA、訊號品質臨界值上限XH、以及訊號品質臨界值下限XL可由原廠或使用者進行設定。
步驟406取得對應第i時間點的離地高度測量值Hi。高度測量值Hi可用來表示飛行器200或通訊終端裝置100在第i時間點的離地高度。
步驟408量測飛行終端裝置100在第i時間點接收訊號的訊號品質指標Qi。訊號品質指標Qi例如是接收訊號強度(received signal strength indicator,RSSI)、訊號雜訊比(signal-to-noise ratio,SNR)、參考訊號強度(reference signal received power,RSRP)、參考訊號品質(reference signal received quality,RSRQ)。此處的參考訊號可以是前導訊號(pilot signal)、信標(beacon)、前序訊號(preamble signal)等。量測接受訊號的訊號品質的機制一般多已內建於通訊裝置(如通訊終端裝置100)。另外,通訊終端裝置100亦可透過訊號量測解析出可同時看到的基站站點數目。
如同第3圖的步驟306,步驟410可判斷對應第i時間點的離地高度測量值Hi是否大於或等於高度臨界值TA。若離地高度測量值Hi大於或等於高度臨界值TA,則接續步驟412,啟動天線波束寬度調整機制。而若是離地高度測量值Hi小於高度臨界值TA,則步驟414中設定通訊終端裝置100之天線102為全向性,以如地面的用戶裝置般以全方向接受來自基站的訊號。步驟414執行後將接續步驟428以針對下一時間點i+1之測量結果作判斷。
根據第4圖的範例,天線波束寬度調整機制包括根據飛行器200的訊號品質指標Qi調整指向性波束的波束寬度。當訊 號品質指標Qi滿足第一條件,且波束的波束寬度尚未小至一可縮小範圍極限,處理電路106將縮小天線102的波束寬度;當訊號品質指標Qi滿足第二條件,且波束的波束寬度尚未大至一可擴大範圍極限,處理電路106將擴大天線102的波束寬度。第一條件與第二條件的設定取決於訊號品質指標Qi的定義。滿足第一條件表示當前測量到的訊號品質劣於先前訊號品質。滿足第二條件表示當前測量到的訊號品質優於先前訊號品質。舉例來說,若訊號品質指標Qi是以SNR表示,則第一條件係指訊號品質指標Qi低於一臨界值下限,第二條件係指訊號品質指標Qi高於一臨界值上限。
如第4圖所示,當步驟416判斷出訊號品質指標Qi<調整臨界值下限XL,表示通訊終端裝置100可能因受到不相關基站的訊號干擾而導致訊號品質不佳,此時若天線102波束的波束寬度尚未小至一可縮小範圍極限,步驟418將縮小天線102的波束寬度。另一方面,若步驟420判斷出訊號品質指標Qi>調整臨界值上限XH,表示通訊終端裝置100的訊號品質變好,此時若天線102的波束的波束寬度尚未大至一可擴大範圍極限,步驟422將控制天線102擴大波束的波束寬度。
若訊號品質指標Qi介於臨界值下限XL以及臨界值上限XH之間,表示訊號品質指標Qi無太大變動/無變動,步驟424將控制天線102維持現有的天線波束寬度。
另一方面,步驟426中處理電路106更可回應通訊終端裝置100之一調變要求變化,調整臨界值下限XL以及臨界值上限XH至 少其中之一,以符合不同調變類型所需的通訊規格條件。在一實施例中,在步驟426中,處理電路106不調整臨界值下限XL以及臨界值上限XH,維持目前的臨界值下限XL以及臨界值上限XH
針對第i時間點執行的天線波束寬度調整機制完成後,步驟428將針對下一時間點,也就是第i+1時間點,進行下一階段的判斷。
在第4圖的範例中,步驟412、416、418、420、422、424、426可視為包含於天線波束寬度調整機制中的程序。
應注意,文中所描述之方法無須依所描述之順序(或任何特定順序)來執行。此外,針對文中所識別之方法所描述的各種活動可以串列或並列方式來執行。
在一實施例中,處理電路106可根據一關聯於訊號品質指標的一函式來調整天線102的波束寬度。如第5圖所示,其繪示根據訊號品質指標調整與波束寬度的一例映射關係圖。根據第5圖的範例,天線102的波束寬度W可依據下式作調整:W=Φ×f(AVG(Qi)-X) (式一)
其中Φ表示波束寬度的步階調整量; ;L表示訊號品質平均取樣長度;X表示一預設偏量。
曲線502描述式一中函數f(.)的自變數xi與應變數f(xi)的關係。可看出,若一段時間內的平均訊號品質越好,天線 102將被調整成具有較大的波束寬度。反之,若一段時間內的平均訊號品質越差,則天線102將被調整成具有較小的波束寬度。應注意的是,雖然處理電路106在執行天線波束寬度調整時可根據式一調整天線102所形成的波束寬度,處理電路106亦可根據其他與訊號品質指標Qi及/或離地高度測量值Hi有關的線性或非線性映射函數來決定天線102的波束寬度。
第6圖繪示根據依照本發明一實施例的行動通訊方法的流程圖。所述之行動通訊方法可例如由第1圖的通訊終端裝置100執行。
步驟602,通訊終端裝置100的飛行高度偵測器104取得離地高度測量值,其中離地高度測量值適合用於表示飛行器之飛行高度。
步驟604,通訊終端裝置100的處理電路106判斷離地高度測量值是否超過高度臨界值。
步驟606,回應於判斷出離地高度測量值未超過高度臨界值,處理電路106將天線102之電磁波收發範圍設定成全向性,使電磁波收發範圍包括以平行於地球平面為基準之仰角與俯角方向。
步驟608,回應於判斷出離地高度測量值超過高度臨界值,處理電路106執行天線波束寬度調整機制,以將天線102之電磁波收發範圍塑型成指向性的波束,使電磁波收發範圍僅包括以平行於地球平面為基準之俯角方向。
根據上述多個實施例的適用飛行器的通訊終端裝置及其行動通訊方法,通訊終端裝置可在離地高度測量值大於或等於一高度臨界值時啟動一天線波束寬度調整機制。在執行天線波束寬度調整機制的期間,天線的電磁波收發範圍將從全向性場型切換至具有一特定波束寬度的指向性波束,且該波束寬度更可依飛行器不同的離地高度及/或通訊終端裝置接收訊號的訊號品質指標而動態調整,藉以降低或避免來自鄰近基站或其他遠方基站的訊號干擾。
雖然本發明已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作各種之更動與潤飾。因此,本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (12)

  1. 一種通訊終端裝置,適用於一飛行器,該通訊終端裝置用以與一陸基行動通訊網路進行無線通訊,該通訊終端裝置包括:一天線,用以提供一電磁波收發範圍;一飛行高度偵測器,用以取得一離地高度測量值,該離地高度測量值適合用於表示該飛行器之一飛行高度;一處理電路,耦接該天線以及該飛行高度偵測器,該處理電路經配置用以:判斷該離地高度測量值是否超過一高度臨界值;回應於該離地高度測量值未超過該高度臨界值,將該天線之該電磁波收發範圍設定成全向性,使該電磁波收發範圍包括以平行於地球平面為基準之仰角與俯角方向;以及回應於該離地高度測量值超過該高度臨界值,執行一天線波束寬度調整機制,以將該天線之該電磁波收發範圍塑型成指向性的一波束,使該電磁波收發範圍僅包括以平行於該地球平面為基準之俯角方向,該處理電路更用以取得該通訊終端裝置接收訊號之一訊號品質指標;該天線波束寬度調整機制包括:根據該訊號品質指標調整該波束的一波束寬度的大小;回應該訊號品質指標滿足一第一條件,且該波束寬度尚未小至一可縮小範圍極限,縮小該波束寬度;以及回應該訊號品質指標滿足一第二條件,且該波束寬度尚未大至一可擴大範圍極限,擴大該波束寬度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之通訊終端裝置,其中該天線波束寬度調整機制包括:根據該離地高度測量值調整該波束的該波束寬度的大小。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之通訊終端裝置,其中該天線波束寬度調整機制更包括:比較對應於一第一時間點的一第一離地高度測量值與對應於一第二時間點的一第二離地高度測量值,其中該第二時間點早於該第一時間點;回應該第一離地高度測量值大於該第二離地高度測量值,且該波束寬度尚未小至一可縮小範圍極限,縮小該波束寬度;以及回應該第一離地高度測量值小於該第二離地高度測量值,且該波束寬度尚未大至一可擴大範圍極限,擴大該波束寬度。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之通訊終端裝置,其中該天線波束寬度調整機制更包括:回應該第一離地高度測量值等於該第二離地高度測量值,維持該波束寬度不變。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之通訊終端裝置,其中該第一條件係該訊號品質指標低於一臨界值下限,該第二條件係該訊號品質指標高於一臨界值上限。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之通訊終端裝置,其中該天線波束寬度調整機制更包括:回應該通訊終端裝置之一調變要求之變化,調整該臨界值下限以及該臨界值上限至少其中之一。
  7. 一種通訊終端裝置的行動通訊方法,該通訊終端裝置適用於一飛行器,並用以透過一天線與一陸基行動通訊網路進行無線通訊,該行動通訊方法包括:取得一離地高度測量值,該離地高度測量值適合用於表示該飛行器之一飛行高度;判斷該離地高度測量值是否超過一高度臨界值;回應於該離地高度測量值未超過該高度臨界值,將該天線之一電磁波收發範圍設定成全向性,使該電磁波收發範圍包括以平行於地球平面為基準之仰角與俯角方向;以及回應於該離地高度測量值超過該高度臨界值,執行一天線波束寬度調整機制,以將該天線之該電磁波收發範圍塑型成指向性的一波束,使該電磁波收發範圍僅包括以平行於該地球平面為基準之俯角方向;其中,取得一通訊終端裝置接收訊號之一訊號品質指標,而且,該天線波束寬度調整機制包括:根據該訊號品質指標調整該波束的一波束寬度的大小;回應該訊號品質指標滿足一第一條件,且該波束寬度尚未小至一可縮小範圍極限,縮小該波束寬度;以及回應該訊號品質指標滿足一第二條件,且該波束寬度尚未大至一可擴大範圍極限,擴大該波束寬度。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之行動通訊方法,其中該天線波束寬度調整機制包括:根據該離地高度測量值調整該波束的該波束寬度的大小。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之行動通訊方法,其中該天線波束寬度調整機制更包括:比較對應於一第一時間點的一第一離地高度測量值與對應於一第二時間點的一第二離地高度測量值,該第二時間點早於該第一時間點;回應該第一離地高度測量值大於該第二離地高度測量值,且該波束寬度尚未小至一可縮小範圍極限,縮小該波束寬度;以及回應該第一離地高度測量值小於該第二離地高度測量值,且該波束寬度尚未大至一可擴大範圍極限,擴大該波束寬度。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之行動通訊方法,其中該天線波束寬度調整機制更包括:回應該第一離地高度測量值等於該第二離地高度測量值,維持該波束寬度不變。
  11. 如申請專利範圍第7項所述之行動通訊方法,其中該第一條件係該訊號品質指標低於一臨界值下限,該第二條件係該訊號品質指標高於一臨界值上限。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之行動通訊方法,其中該天線波束寬度調整機制更包括:回應該通訊終端裝置之一調變要求之變化,調整該臨界值下限以及該臨界值上限至少其中之一。
TW106142284A 2017-12-01 2017-12-01 適用飛行器的通訊終端裝置及其行動通訊方法 TWI656758B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW106142284A TWI656758B (zh) 2017-12-01 2017-12-01 適用飛行器的通訊終端裝置及其行動通訊方法
US15/832,067 US10756447B2 (en) 2017-12-01 2017-12-05 Communication terminal device applicable to aerial vehicle and mobile communication method using the same
CN201711293220.8A CN109874144B (zh) 2017-12-01 2017-12-08 适用飞行器的通信终端装置及其行动通信方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW106142284A TWI656758B (zh) 2017-12-01 2017-12-01 適用飛行器的通訊終端裝置及其行動通訊方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TWI656758B true TWI656758B (zh) 2019-04-11
TW201926926A TW201926926A (zh) 2019-07-01

Family

ID=66659487

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW106142284A TWI656758B (zh) 2017-12-01 2017-12-01 適用飛行器的通訊終端裝置及其行動通訊方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10756447B2 (zh)
CN (1) CN109874144B (zh)
TW (1) TWI656758B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7012752B2 (ja) * 2017-06-30 2022-01-28 京セラ株式会社 共通のランダムアクセスプリアンブルを使用した接続確立方法
CN110635831B (zh) * 2019-09-30 2020-08-14 北京信成未来科技有限公司 一种基于fdma的无人机测控蜂窝通信方法
CN111736123B (zh) * 2020-07-03 2022-03-08 电子科技大学 一种利用地面反射回波时延扩展的测姿方法
US11558106B2 (en) * 2020-07-24 2023-01-17 T-Mobile Usa, Inc. Signal interference mitigation for UAVs
US20230074011A1 (en) * 2021-09-05 2023-03-09 Qualcomm Incorporated Managing Unmanned Aerial Vehicle Broadcast Signals

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130182790A1 (en) * 2011-10-14 2013-07-18 Qualcomm Incorporated Interference mitigation techniques for air to ground systems
US20140333491A1 (en) * 2013-05-10 2014-11-13 Google Inc. Dynamically Adjusting Width Of Beam Based On Altitude
US20150236778A1 (en) * 2014-02-17 2015-08-20 Ubiqomm Llc Broadband access to mobile platforms using drone/uav background
US20160013858A1 (en) * 2014-07-14 2016-01-14 Ubiqomm Llc Antenna beam management and gateway design for broadband access using unmanned aerial vehicle (uav) platforms
US20160105233A1 (en) * 2014-02-17 2016-04-14 Ubiqomm, LLC Broadband access system via drone/uav platforms
US20170150373A1 (en) * 2015-11-24 2017-05-25 Verizon Patent And Licensing Inc. Adaptive antenna operation for uavs using terrestrial cellular networks
CN107113053A (zh) * 2014-11-06 2017-08-29 乌贝库米有限公司 用于宽带接入的无人驾驶载具(uav)网络中的波束形成和指向

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9030312B2 (en) * 2011-06-09 2015-05-12 Bosch Automotive Service Solutions Inc. Diagnostic tool with global positioning system and alerts
AU2014318944B2 (en) 2013-09-10 2018-08-09 Smartsky Networks LLC Interference mitigation in an air-to-ground wireless communication network
US9847828B2 (en) 2013-12-18 2017-12-19 X Development Llc Adjusting beam width of air-to-ground communications based on distance to neighbor balloon(s) in order to maintain contiguous service
US9853712B2 (en) 2014-02-17 2017-12-26 Ubiqomm Llc Broadband access system via drone/UAV platforms
US11270298B2 (en) 2014-04-14 2022-03-08 21, Inc. Digital currency mining circuitry
US10172024B2 (en) 2014-07-25 2019-01-01 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Technique for operating a movable radio base station
TWI584663B (zh) 2014-08-27 2017-05-21 空間數碼系統公司 透過無人機的通訊系統
US9363690B1 (en) 2015-07-10 2016-06-07 Cisco Technology, Inc. Closed-loop optimization of a wireless network using an autonomous vehicle
US9545995B1 (en) * 2015-07-14 2017-01-17 Qualcomm Incorporated Control normalization for unmanned autonomous systems
US9622133B1 (en) 2015-10-23 2017-04-11 The Florida International University Board Of Trustees Interference and mobility management in UAV-assisted wireless networks
CN205787905U (zh) 2016-04-15 2016-12-07 陈昊 无人飞行器、无人飞行器控制端及系统
CN106908822B (zh) 2017-03-14 2020-06-30 北京京东尚科信息技术有限公司 无人机定位切换方法、装置和无人机

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130182790A1 (en) * 2011-10-14 2013-07-18 Qualcomm Incorporated Interference mitigation techniques for air to ground systems
US20140333491A1 (en) * 2013-05-10 2014-11-13 Google Inc. Dynamically Adjusting Width Of Beam Based On Altitude
US20150236778A1 (en) * 2014-02-17 2015-08-20 Ubiqomm Llc Broadband access to mobile platforms using drone/uav background
US20160105233A1 (en) * 2014-02-17 2016-04-14 Ubiqomm, LLC Broadband access system via drone/uav platforms
US20160013858A1 (en) * 2014-07-14 2016-01-14 Ubiqomm Llc Antenna beam management and gateway design for broadband access using unmanned aerial vehicle (uav) platforms
CN107113053A (zh) * 2014-11-06 2017-08-29 乌贝库米有限公司 用于宽带接入的无人驾驶载具(uav)网络中的波束形成和指向
US20170150373A1 (en) * 2015-11-24 2017-05-25 Verizon Patent And Licensing Inc. Adaptive antenna operation for uavs using terrestrial cellular networks

Also Published As

Publication number Publication date
CN109874144B (zh) 2022-06-03
CN109874144A (zh) 2019-06-11
US10756447B2 (en) 2020-08-25
TW201926926A (zh) 2019-07-01
US20190173201A1 (en) 2019-06-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI656758B (zh) 適用飛行器的通訊終端裝置及其行動通訊方法
CN113287349B (zh) 使用与无线通信系统协作的感测系统的方法和装置
US11910424B2 (en) Reducing interference from devices at extraordinary altitudes
US10448355B2 (en) Radio location technique
WO2018058374A1 (zh) 环境感知方法以及基站
RU2546582C1 (ru) Антенное устройство и способ выбора антенны
US8588835B2 (en) Base station apparatus and directivity control method in mobile communication system
CN110402548B (zh) 基于用户设备定位精度配置参考信号波束的设备
US9318799B2 (en) Wireless communication apparatus and method for controlling antenna radiation patterns based on fading conditions
TWI718450B (zh) 使用飛行載具之無線電訊號源的無線電波分布之量測與對應之無線電特徵之估算之方法及系統
CN113454924A (zh) 使用空间滤波器发送同步信息的设备
CN109618304B (zh) 一种毫米波基站和车载通信系统
US11888215B2 (en) Antenna system and method of operating an antenna system
WO2020001761A1 (en) Method and apparatus for beamforming control in a wireless communication network
US11689265B2 (en) Antenna system and method of operating an antenna system
US11356170B2 (en) Reduction of interference caused by aerial vehicles
JP5923921B2 (ja) 無線リレー局のアンテナ制御方法、無線リレー局
US20230036727A1 (en) Beamformed wireless communications
KR20170073507A (ko) 영상 정보와 위치 정보를 이용하여 빔을 조정하고 스위칭하는 방법 및 장치, 그리고 빔을 전송하는 방법 및 장치
WO2023194013A1 (en) Apparatuses and methods for optimization of interference avoidance and mitigation from ground network to uav
KR101937406B1 (ko) 이동형 기지국 시스템
US20220022182A1 (en) Apparatus and method to estimate ue position
RU2772978C2 (ru) Уменьшение помех, создаваемых летательными аппаратами