TWI848238B - 用於無線網路之動態傳輸控制 - Google Patents

Abstract

在一個可能的實施例中，提供一種具有動態傳輸控制之無線網路，包括多個節點。這些節點包括一仲裁器和多個客戶端節點。仲裁器是配置以回應於來自該等客戶端節點之頻寬請求而控制該等客戶端節點之運作，其係透過定義通訊運作週期及以每週期為基礎分配一頻寬給該等客戶端節點之每者。

Description

用於無線網路之動態傳輸控制

本發明是關於用於無線網路之動態傳輸控制。

諸如無人操縱飛行器(unmanned aerial vehicle, UAV)之小型無人操縱載具系統(Small Unmanned Vehicle System)可以使用數位資料鏈接(DDL)通訊完成其任務。例如，UAV透過 DDL傳送大量的資料(視訊)至地面控制器，有少量的資料被傳輸到UAV。由於無人操縱載具通常是功率約束的，來自UAV的DDL資料、視訊資料是由功率約束的UAV所傳輸。

此外，很重要的是，許多的DDL訊號是即時的。要控制遙控駕駛的載具，操作者接收、檢視並處理即時視訊，然後實體地反應(即移動控制桿)以傳輸控制訊號到載具，載具依據訊號採取行動。它需要在兩個方向上的全動態即時資料。

傳統系統、WiMAX和蜂巢式電話可最佳化而不考慮功率約束，且依據訊號內的資訊本質而不考慮關鍵的時序約束。在傳統系統中，對於高品質的視訊而言，時間不是很關鍵，因此通常會緩衝，以充分利用時間的差距。在UAV中，由於對視訊訊號的回應是關鍵的，不可能有這種緩衝。在封包語音或視訊電話，資料大量的壓縮，資料傳輸速率較低，且不是全動態高品質即時資料。但是在UAV，這些資料需要在準備好時快速地傳送給操作者，而不是緩衝用於當媒體或協定方便時。

此外，在UAV，DDL必須滿足一些不存在於傳統系統中的操作情境。

因此需要可使飛機和地面裝置完成其使命的有計劃之DDL服務和功能。

在一個可能的實施例中，提供一種具有動態傳輸控制之無線網路，包括多個節點。這些節點包括一仲裁器和多個客戶端節點。仲裁器是配置以回應於來自該等客戶端節點之頻寬請求而控制該等客戶端節點之運作，其係透過定義通訊運作週期及以每週期為基礎分配一頻寬給該等客戶端節點之每者。

在不同的實施例，無線網路有多個節點(作業系統控制之傳輸器/接收器)，其中一個節點的作用為仲裁器以控制其他節點的運作。仲裁器定義操作週期，每一操作週期劃分成一組時間區段。仲裁器還指派網路中的每個節點傳輸開始時間(一時間區段)和每個週期的傳輸期間(時間區段數)。仲裁器可以改變每個節點和每個週期(動態)的傳輸開始時間和期間。節點可以是地面控制站(ground control stations, GCU)、無人操縱載具，如無人操縱飛行器或UAV或類似者。在一些實施例，地面站可運作為仲裁器，且UAV將是被給予不同傳輸時間的節點。由於小型UAV需要非常缺乏的無線電頻譜，取決於節點的瞬間需求以及操作者的需要，透過調整分配到每個節點的頻寬，而使得所分配之無線電頻譜由多個節點(可能是多個UAV和地面系統)有效率地共享。這使得操作者可控制每個UAV是要傳輸全視訊、傳輸降級之視訊或靜止圖像，或不傳輸任何圖像，其可將最想要的傳輸目的可用之頻寬最大化，以及減少較不想要目的之頻寬。

圖1是說明範例DDL環境10的方塊圖。在頻段x的DDL對話15中，DDL環境10整合無人操縱載具UAV1和UAV2，如飛行器，每個分別包含DDL節點100和300。DDL環境10可進一步整合有人操縱地面站GCU1和GCU2，每個分別包含DDL節點200和400。分別連接到GCU1和GCU2的手持控制器205和405是由操作者使用(未繪示)以產生UAV1或UAV2的控制訊號。可選地，DDL環境10也可整合如膝上型電腦之外部裝置210和410，分別實體連接到DDL節點200和400，例如透過乙太網路連線215和415。此外，可包括一或多個可選的包含DDL節點 500的遠端檢視終端(remote viewing terminal, RVT)。在圖1 中，遠端檢視終端可選擇包含對講(push-to-talk, PTT)功能(未繪示)。除了DDL對話15，運作於其他運作頻段的其他DDL對話25也可能存在於DDL環境10中。

圖1所示的DDL環境10和相關架構是用於說明目的，並允許多個裝置、元件或上面的討論的各種物件，或其他裝置或物件類型。此外，一些裝置、元件或或物件可如所欲地合併或省略。例如，地面站台GCU1和手持控制器205可以合併成單一裝置。或者，例如，外部裝置 210可以省略，也可為膝上型電腦以外的裝置。

取決於實施例，DDL系統可能包含不同的功能和設計上的限制。在不同的實施例， DDL系統應提供以下部分或全部功能： l DDL節點應該能夠彼此定址。 l 膝上型電腦(或手持控制器)應該能夠定址區域DDL節點。這是地面站台內、膝上型電腦接入的節點。 l 膝上型電腦(或手持控制器)應該可以定址所有的DDL節點(不只是區域DDL節點)。 l 膝上型電腦應該能夠定址其他膝上型電腦(接入到其他DDL節點)。 l DDL LAN應該支援連接到本地DDL節點及廣域網路以提供兩者之間連接性的路由器。 此外，在各種實施例，DDL系統設計可符合下列部分或全部限制： l 手持控制器是可選的。在沒有手持控制器的情況下，本地DDL節點應該能夠連接到DDL網路。 l 膝上型電腦是可選的。在沒有膝上型電腦的情況下，本地DDL節點應該能夠連接到DDL網路。 l 操作者設置應該不需要。基本DDL情境可以得到滿足而無需操作者預先設定DDL節點。進階情境可能需要極少的操作者設定。 l 非標準膝上型電腦軟體應該不需要。正常的作業系統軟體足以將膝上型電腦連接到DDL網路。控制飛機需要特殊的軟體。 l 引入DDL節點或附加外部裝置應該不會造成服務中斷。 範例 DDL 情境

下面表1中範例情境的清單代表在各種UAV實施例中DDL可操作的各項任務以及部分任務。其他實施例和情境是可能的。部分任務的情境可能出現為多個其他任務的一部分。舉例來說，GCS交遞情境可能會在經典情境所代表的任務期間發生，在這種情況下，該等兩情境會施加規定於DDL設計上。

如表1所示，設想了多個操作DDL網路的情境。某些情境包含整個任務，其他情境包含一部分的任務。某些情境可為許多任務的組件。下列表1的清單是闡明適用於DDL網路設計之功能的情境集合。 表 1

重要性	名稱	情境描述	VBW Split	GCS	AC	EXT	BW Cfg
高	經典	傳統情境：一駕駛控制一飛機。BW致力於將飛機視訊道向地面航段 (ground leg)。	1	1	1		Auto
高	自律 持續	在無持續控制下，飛機依指令繼續任務。	1	0	1		Auto
高	GCU 交遞	在從一GCU至另一GCU的交遞期間，持續飛機任務。	1	2	1		Auto
高	具對講功能之共享視訊	傳統情境，加上具有PTT聲音合用線的多個RVT。	1	1	1	9	Auto
高	視訊 中繼	駕駛開始自律地遶軌道運行的中繼飛機，然後開始並飛行感測飛機。BW分散於感測器至中繼航段、與中繼至地面航段之間。	2	1	2		Auto
中	多對	在同一通道中，駕駛1控制飛機1，駕駛2控制飛機2。BW分散於飛機視訊與中繼至地面航段之間。	3	2	2		Auto
中	資料 中繼 - 小	駕駛開始自律地遶軌道運行的中繼飛機，中繼致力於外部客戶端之間的中繼資料(見中繼 – 大)。	0	1	1	9	Opr
中	中繼 釋放	在低電量時開始釋放飛機以接管作為中繼及仲裁器。		1	3		Opr
中	地面 機械人	駕駛開始中繼飛機，然後另一駕駛透過中繼來控制機器人。BW分散於機器人視訊至中繼、中繼至地面、與飛機視訊至地面之間。	3	1	1	2	Tech
中	成群	飛機成群圍繞單一GCU飛行，在直接下行鏈路範圍內 (無中繼)。GCU瀏覽視訊流。	4	1	1	2	Opr
低	資料 中繼 – 大	駕駛開始自律遶軌道運行的中繼飛機，中繼致力於外部客戶端之間的中繼資料。	0	1	1	100	Tech
低	多躍程中繼	飛機中繼鏈在在第一中繼的直接範圍外。	3+	1	3+		Tech
低	同級間直接	可直接聽見彼此的節點，抑制仲裁器重廣播。	0				Tech
低	網(Mesh)	無仲裁器。節點重覆它們聽到的任何封包，減量Time-To-Live計數至0。	9	1	9	0	Tech

表 1 檢索表

VBW Split	表示需要供應多少視訊流頻寬。直接到地面的飛機為1、中繼為2、中繼自遠距的飛機加上直接自附近的飛機為3。
GCS	傳輸以控制飛機之地面站台的數目。
AC	傳輸視訊及TM之飛機的的數目。
EXT	外部資料裝置的數目，每者需要用於傳輸的地面站台。
BW Cfg	Auto = BW 分配全自動 (分散於受控飛機) Opr = 依據高層操作者策略之BW分配(「分散」或「集中於一者」) Tech = BW 分配係由技師詳細指定數量

網路協定層

如圖2所示，網路架構包含數個協定層組。正如圖2所示，DDL網路可以被看作是從最低的實體層到標準的網路層的垂直堆疊。這些層是： 網路層，其係最高層，在連接到DDL節點的外部裝置之間傳輸乙太網路封包。封包具有外部裝置用來互相通訊的MAC位址。正常的網際網路訊務透過 DDL邊緣節點進入DDL網路，並從所有其他的DDL邊緣節點出去，其提供了這些外部裝置相互通訊的通道。在網路層中，外部裝置與其他外部裝置通訊。 鏈路層，其係中間層，在DDL節點之間傳輸DDL封包。這些封包有DDL位址，包含識別DDL節點的DDL RUID(Random Unit Identifier)及識別DDL節點的特定輸入/輸出埠的DDL埠。 實體層，其係最底層，處理傳輸時序和準備調制到RF能量的資料，RF能量由傳輸器輻射且由多個接收器攔截和處理。 仲裁器

參考圖1，每個DDL網路對話15是由DDL節點100、200、300、400或500中之一者協調，DDL節點是以「仲裁器」的角色運作。此仲裁器節點通常在UAV1或UAV2上以受惠於在空中的有利位置。在其他各種網路環境中(未繪示)，例如，在完全基於地面的網路環境，仲裁器可能在有利於、有能力、或特別是有效地與其他節點通訊的節點。或者，如果想要的話，它可在安全位置的的節點中。在圖1，UAV1中的DDL節點100係以仲裁器的角色繪示。仲裁器的主要職責是排程每個節點可傳輸的時槽。透過時間排程來進行通訊通道的共享稱為「分時多工存取」(Time Division Multiple Access , TDMA)。

仲裁器100控制客戶端節點200、300、400及500之每者的頻寬。仲裁器100設定每個節點200、300、400及500的頻寬。如果節點200、300、400及500之任一者不需要仲裁器100分配的頻寬，仲裁器將頻寬給節點200、300、400或500中的另一節點。仲裁器調整頻寬分配。這使得仲裁器100可基於節點100、200、300、400及500之每者的需要分配大頻寬給一節點，小頻寬給另一節點。因此，仲裁器100控制網路對話15的所有通訊。

此外，所有的通訊是在DDL節點200、300、400或500與仲裁器100之間。一般來說，仲裁器是在100飛機裡，但是節點200、300、400或500之任何一者可為仲裁器。仲裁器100可在地面上，但通常它是置於飛機上，因為飛機有最好的視線用於傳輸無線訊號。如圖1所示，在另一飛機 UAV2中的節點300可以透過飛機 UAV1中的仲裁器100中繼到其他節點200、400或500。在此實施例，除了作為仲裁器，DDL節點100可能也有它自己的對話視訊、載具控制資料或其他資料用以通訊。因此，DDL節點100也在仲裁器100參與頻寬分配。

在傳統的TDMA的應用中，使用預定的週期。在本案的不同實施例，仲裁器100可設定固定週期進行傳輸，但它可依據對話15的頻寬需求改變分配給每個節點200、300、400或500的頻寬。仲裁器100不會被鎖定在預定的週期中。每個節點200、300、400或500的頻寬可以在每次傳輸時改變。如何分配頻寬是由仲裁器100決定。如果有低頻寬的資料，例如只有語音資料時，仲裁器可以建立類似TDMA之較有結構的網路。如果資料需求改變，仲裁器100可以改變頻寬分配。例如，有時仲裁器100可能需要高頻寬以發送新視訊的完整訊框至地面站台GCU1，或此後它可能只需要發送低頻寬增量視訊到地面站台GCU1。隨著資料量的變化，仲裁器100可以改變到每個節點 200、300、400和500的分配量。仲裁器100可回應在對話15的資料傳輸需求。 節點定址

圖3A及3B繪示範例DDL對話16的節點位址的方塊圖，其係從與地面控制站GCU1連線之膝上型電腦1之觀點。圖3A是方塊圖，其繪示隨機單元識別符(Random Unit Identifier, RUID)以及DDL節點 100、200、300、400及500的特定輸入/輸出通道或埠。對於DDL節點100、200、300、400與500之間的通訊，隨機單元識別符(RUID)以及特定輸入/輸出通道是以DDL埠號指定：01為DDL控制、11為乙太網路、21為串行通訊、31為低電壓差分訊號(LVDS)、以及02為仲裁器。

對於通訊，膝上型電腦所連接的地面控制站的DDL節點將已知DDL節點映射至IP埠號的範圍，以允許在膝上型電腦上的軟體使用傳統IP位址和埠號對來定址DDL節點。圖3B繪示由地面控制站DDL節點200於網路對話16中映射已知網路節點 100、200、300、400與500的方塊圖。膝上型電腦1 210連接由膝上型電腦1 210使用的IP埠號範圍。這使得在膝上型電腦1 210上的軟體使用傳統IP位址和埠號對來定址DDL節點。傳統IP位址(xxx.xxx.xxx.xxx)和基本埠位址是由GCL1 DDL節點200產生以提供給膝上型電腦1 210。DDL網路表202顯示傳統IP位址(xxx.xxx.xxx.xxx)與基本埠位址(即50000、50100、50200、50300和50400)的例子，基本埠位址是由GCL1 DDL節點200指派以提供給膝上型電腦1 210用於對話 16。DDL節點200使用圖3A所示的RUID位址和埠號與其他DDL節點100、300、400和500通訊。

參考圖3A，在這個例子，仲裁器101和UAV1系統102分別有不同的RUID位址0和47034。因此，仲裁器101和UAV系統102指派不同的基本埠50000和50100。

注意圖3B的例子中，DDL節點500是被動的聽者，因此不可由膝上型電腦1 210定址，因此不會出現在DDL網路表201。在其他實施例中，RTV 500可能是可定址的。類似地，在這個例子中，膝上型電腦2 410是不可定址的，但在其他的實施例可能可以。例如，在一些實施例，RTV 500或膝上型電腦2 410可能是可定址的以傳送文字或其他訊息。

參考圖3B，有膝上型電腦連接的每個DDL節點為各自的膝上型電腦產生自己的DDL網路表(未顯示)。因此，不同的DDL網路表(未繪示)將由GCU2 DDL節點400產生用於膝上型電腦 410。 訊息和封包

DDL訊息在DDL節點之間傳達指令。頻寬分配策略管理DDL節點如何共享RF通道以與其他DDL節點通訊，並支援與外部裝置的連接和外部裝置之間的連接。DDL節點之間的通訊是以具有特定標頭訊息和訊息內容之小的封包集合傳達。DDL節點透過表2中描述的訊息相互通訊。注意到這些訊息中之一者攜有來自外部裝置的資料。

參考圖1，在各種實現中，每個節點200、300、400或500向仲裁器100請求它需要的頻寬量。正如表2所示，節點200、300、400和500請求其所欲之頻寬(所欲頻寬)，及請求最低頻寬(請求頻寬)。此外，在不同的實施例中，因為某資料可能有與它相關聯內在大小，節點 200、300、400和500可以請求服務間隔(使用時槽開始和時槽期間發送更多的資料之前的最長等待時間)，並請求想要的分配頻寬。根據這些請求，仲裁器100以節點200、300、400和500之每者控制頻寬。 表 2 – DDL 訊息

意義	來源	目的地	參數	輸出至乙太網路
請求頻寬	客戶端	仲裁器	RUID	否
			類型 (1=GCU, 2=A/C, 3=外部)
			名稱 (32 字元)
			請求頻寬(Kb/sec)
			所欲頻寬(Kb/sec)
時槽分配	仲裁器	全部	RUID	否
			分配頻寬 (Kb/s)
			時槽開始（週期同步之後的usec）
			時槽期間 (usec)
資料	客戶端	全部	各種視訊、TM或外部資料	是
控制	客戶端	客戶端	各種自動引導指令	否
限制頻寬	客戶端	客戶端	限制頻寬(Kb/sec)	否
	上述訊息指示客戶端調整其請求頻寬，以配合其他客戶端
擔任仲裁器	客戶端	客戶端		否
釋出仲裁器	客戶端	仲裁器		否
公開仲裁器	仲裁器	全部		否
改變通道	客戶端	客戶端	新通道號	否
		或	新頻帶號
		全部	逾時(msec)

表2的訊息是以DDL封包傳送，其還包括表3所示的欄位。DDL訊息包括表3所示的欄位以協助接收器。

表 3 - DDL 訊息控制欄位
參數	解釋
訊息類型	自定義訊息之集合中選擇
序列計數	將節點產生之每一訊息增量1。 表示訊息沒有按照順序抵達或漏失訊息。
Time to Live	剩餘的中繼躍程數。零表示已完成。

範例情境和訊息 一飛機和一 GCS ( 圖 4A 和 4B)

圖4A及4B繪示由地面控制站(GCU)控制之飛機的仲裁器週期於任務期間的傳輸槽分配。在簡單任務通訊情境600中的範例通訊中，操作者啟動UAV和 GCU、進行飛航前檢查、起飛、飛行到有興趣的區域、觀察這些區域、飛回基地並降落。

在情境600中，在方塊 610，飛機偵聽以決定是否有對話正在進行，並於沒有對話正在進行時，在此接收地理區域，透過擔任此通道的仲裁器的角色啟動其對話。仲裁器對話已準備好接受可能在任何時間簽入的任何UAV和GCU。仲裁器將於訊框620(訊框1)分配最高頻寬給方塊624用於UAV下行視訊流。這是因為最初時通道上唯一其他的要求相對較低：飛行指示從GCU 1到飛機的上行鏈路及仲裁器分配之爭用時槽625以用於新節點的簽入及頻寬請求。

GCU偵聽仲裁器，並在訊框630(訊框M)加入對話以取得頻寬分配。在訊框630(訊框M)，GCU1於爭用時槽635發出請求636，並在訊框640(訊框M +1)控制UAV，其將於任務期間保留。

由GCU1的請求636於訊框640(訊框M +1)被授與時槽646，GCU1於爭用時槽645發出指令647。指令647於訊框650(訊框M +2)被授與時槽657。GCU1於爭用時槽655發出指令648。GCU1發送指令資料657，但並不需要整個時槽657，致使仲裁器於650e結束訊框650並開始下一訊框660(訊框M +3)，其中指令658被授與時槽667。仲裁器提供爭用時槽665用於新的請求。

調至此通道並具有用於此對話的正確加密密鑰的RVT可檢視自UAV 1傳輸下來的視訊。 視訊中繼：二飛機和一 GCS ( 圖 5A 和 5B)

圖5A及5B繪示範例視訊中繼情境700的仲裁器週期於任務期間的傳輸槽分配。在這個例子中，操作者利用一UAV1作為「中繼」以與第二遠端「感測器」UAV2通訊。感測器UAV2不能與GCU1直接通訊，因為它不是在GCU1的無線電範圍之外，就是不在GCU1的視線內。操作者首先啟動GCU1和中繼UAV1，並讓它飛行到中繼站，當它到達時它計劃的操作區域時，它可從中繼站與GCU1及感測器 UAV2通訊。然後操作者啟動感測器UAV2，讓它飛行到中繼站並操作它。在完成任務後，感測器UAV2會先恢復，接著是中繼UAV1。當中繼UAV1的電量快耗盡時，可透過緩解它來達到延長中繼的任務期間：描述於中繼緩解情境圖6A和6B中。

在首次啟動時，中繼UAV2沒有偵聽到進行中的對話，並在可接收的地理區域內透過擔任這個通道的仲裁器的角色來開始它自己的對話。仲裁器對話準備好接受可能在任何時間簽入之額外的UAV和額外的GCU。顯示於訊框710(訊框M)，GCU1正在控制UAV1，而UAV1正在傳輸在時槽714的高頻寬視訊。仲裁器將首先自其UAV1分配最大頻寬至視訊時槽714至下行鏈路視訊流，因為僅存在通道上的其他要求是從 GCU1到UAV1的飛行指令716上行鏈路，及仲裁器分配給新節點簽入及請求頻寬的爭用時槽725機會，其繪示於訊框720(訊框M +1)。這種分配在中繼UAV1飛往它的中繼站時亦繼續進行。

當中繼 UAV1在空中時，操作者可啟動感測器 UAV2進行飛航前檢查、起飛、飛行到其運作的區域。當啟動時，感測器 UAV2聽到中繼 UAV1進行的現有對話，簽入並以請求726請求高頻寬以支援其視訊流。在這個例子中，在訊框720(訊框M +1)，仲裁器於時槽725邀請新的請求，UAV2請求中等頻寬視訊726，但它超出了能力。仲裁器在此前已授與最大頻寬給在724的中繼UAV1視訊，仲裁器現在必須調整頻寬分配，以滿足感測器UAV2的請求。仲裁器根據當時有效的頻寬政策來調整頻寬分配，通常會減少現有資料流的分配和授與分配給感測器UAV2。用於感測器UAV2視訊流的分配將設定為認知到中繼UAV1有接收感測器UAV1資料流和重新傳輸的需要。

在訊框730(訊框M+2)，GCU1於時槽737控制UAV2並發送引導指令。在訊框740(訊框M +3)，UAV2分別於時槽748和749傳輸遙測和非常低頻寬的視訊。在訊框750(M +4)，GCU1指示UAV1於時槽757降低到最小頻寬。在訊框760(訊框M +5)，UAV2分別於時槽768和769傳輸遙測和中等頻寬的視訊。在訊框770(訊框M +6)，UAV2傳輸遙測778和779，但並不需要整個時槽775，因此時槽770(訊框M +6)結束於770e。仲裁器早早啟動下個訊框780(訊框M +7)。在訊框780(訊框M+7)，GCU1於時槽787發送引導指令給UAV2。在訊框790(訊框M +8)，UAV2分別於時槽798和799傳輸遙測和中等頻寬的視訊。

仲裁器控制對話，因此，仲裁器於訊框710授與GCU1頻寬。仲裁器於訊框720邀請新的請求。在訊框730，仲裁器授與GCU1頻寬。在訊框740，仲裁器授與UAV2可用頻寬。在訊框750，仲裁器授與GCU1頻寬。仲裁器於訊框760和770授與UAV2中等頻寬。然後，在訊框780，仲裁器授與GCU1頻寬。此後，仲裁再次於訊框790授與UAV2中等頻寬。

調至這個通道並具有此對話之正確加密密鑰的RVT可以檢視自中繼飛機傳輸下來的視訊。 中繼緩解：二飛機 / 二 GCS （圖 6A 和 6B ）

圖6A及6B繪示範例視訊中繼情境的仲裁器週期於任務之一部分的傳輸槽分配800。在這個例子中，當新的飛機UAV2緩解中繼飛機 UAV1時，仲裁器之傳輸時槽分配會循環(cycle over)任務的部分。操作者使用一架飛機作為「中繼」來與其他飛機或GCU通訊，而中繼飛機已達到耐力極限。操作者啟動UAV2並讓它飛到中繼站，在那裡從中繼 UAV1下載對話資訊，並承擔仲裁器的工作。

在訊框810(訊框M)，仲裁器於時槽816授與GCU1頻寬，GCU1於816為其外部客戶端從外部客戶端轉發資料至GCU2。在訊框820(訊框M+1)，仲裁器於時槽826授與GCU2頻寬。GCU2於826為其外部客戶端從外部客戶端轉發資料至GCU1。在訊框830(訊框M +1)，仲裁器邀請新的請求，因此UAV2在已開啟並偵測進行中的對話的情況下等待爭用時槽835，然後在時槽836請求傳輸其遙測的頻寬。在訊框840(訊框M +3)，仲裁器授與UAV2頻寬且UAV2於時槽846傳輸其遙測。

在訊框850(訊框N)之前，UAV2起飛並攀升到站台。在訊框850(訊框N)，仲裁器授與GCU1頻寬，在856，GCU1指示UAV2擔任仲裁器。在訊框860(訊框N+1)，在UAV1中的仲裁器授與UAV2頻寬，在866，UAV2請求在UAV1中的仲裁器放棄對話仲裁器的角色。在訊框870(訊框N+2)，在UAV1中的仲裁器沒有授與分配時槽，因為在UAV1中的仲裁器於時槽876發送其仲裁器表，以允許UAV2在不強迫客戶端再次簽入的情況下擔任仲裁器的角色。在訊框880(訊框N+3)，UAV2擔任仲裁器的角色並授與GCU2頻寬，GCU2為外部客戶端於896將資料從外部客戶端轉發至GCU1。在訊框890(訊框N+4)，UAV2中的仲裁器授與GCU1頻寬，GCU1為外部客戶端於896將資料從外部客戶端轉發至GCU2。

值得一提的是，任何提及「一個實施例」或「一實施例」是指該實施例中描述的一個特定功能、結構或特徵可能包含在一個實施例中，如果想要的話。詞語「一實施例」雖然出現在說明書中的各個地方，但不一定都指相同的實施例。

本文提供的說明和實例係用於解釋目的，而不是為了限制後附請求項的範圍。本揭示旨在提供本發明之原則的實例，而不是為了限制本發明的精神和範圍及/或說明實施例的請求項。

熟習本技術領域者可針對本發明的特定應用而對本發明進行修改。

包括在本申請案的討論係旨在提供基本的描述。讀者應該知道，本文具體的討論沒有明確描述所有可能的實施例且替代實施例是隱式的。此外，此討論可能無法完全解釋本發明的上位本質，且可能沒有明確說明每個功能或元件實際上如何作為代表或等效元件。再次說明，這些都隱式地包含在此揭示中。本發明是以裝置導向的術語來描述，裝置的每個元件隱式地執行一個功能。還應該了解，在沒有偏離本發明之本質的情況下，可能有各種各樣的變化。這種變化也隱式地包含在此揭示中。這些變化仍屬於本發明的範圍。

此外，本發明及請求項的每個不同元件也可以各種方式達成。本揭示應理解為包括每個這樣的變化，無論是任何裝置實施例的變化、方法實施例的變化、甚至僅僅是任何元件的變化。特別是，應該了解，當本揭示涉及發明的元件時，即使只是功能或結果相同，每個元件應以等效的裝置術語表示。這種等效、更廣、甚至是更上位的術語應該被認為是包含在每個元件或動作的描述中。可在所欲之處替換這些術語，以使本發明包含的隱式寬廣範圍明確。應該了解，所有的動作可能表現為用於執行該動作的構件或致使該動作的元件。類似地，揭示的每個實體元件應被理解為包括揭示該實體元件所輔助的動作。這種變化和替代術語應理解為是明確包括於本說明中。

本發明已以數個實施例來描述，對於熟習本技術領域者而言，肯定建議了類似更改。範例實施例不是用於限制，不同的配置和功能組合是可能的。因此，除了後附請求項之要求外，本發明不僅限於揭示的實施例。

10:DDL環境 11:乙太網路 15:DDL對話 16:DDL對話 25:DDL對話 100:DDL仲裁器節點 101:仲裁器 102:UAV1系統 200:DDL節點 201:DDL網路表 205:手持控制器 210:外部設備 215:乙太網路連線 300:DDL節點 305:手持控制器2 400:DDL節點 405:手持控制器 410:外部設備 415:乙太網路連線 500:DDL節點 600:任務情境 610:進度方塊中的對話 620:訊框 624:視訊方塊 625:爭用時槽 630:訊框 635:爭用時槽 636:請求 640:訊框 645:爭用時槽 646:時槽 647:指令 648:指令 650:訊框 650e:訊框末端 655:爭用時槽 657:時槽 658:指令 660:訊框 665:爭用時槽 667:時槽 700:視訊中繼情境 710:訊框 714:時槽 716:飛行指令 720:訊框 724:視訊 725:爭用時槽 726:請求 730:訊框 737:時槽 740:訊框 748:時槽 749:時槽 750:訊框 757:時槽 760:訊框 768:時槽 769:時槽 770:訊框 775:時槽 778:遙測 779:視訊 780:訊框 787:時槽 790:訊框 798:時槽 799:時槽 800:視訊中繼情境 810:訊框 816:時槽 820:訊框 826:時槽 830:訊框 835:爭用時槽 836:時槽 840:訊框 846:時槽 850:訊框 856:時槽 860:訊框 866:時槽 870:訊框 876:時槽 880:訊框 890:訊框 896:時槽

參照下述說明、後附申請專利範圍、及隨附圖式將更為瞭解本發明之特徵及優點，於圖式中：

圖1是說明範例DDL環境的方塊圖。

圖2繪示網路架構及協定層。

圖3A及3B繪示範例DDL對話的節點位址的方塊圖，其係從與地面控制站連線之膝上型電腦之觀點。

圖4A及4B繪示由地面控制站控制之飛機的仲裁器週期於任務期間的傳輸槽分配之方塊圖。

圖5A及5B繪示範例視訊中繼情境的仲裁器週期於任務期間的傳輸槽分配之方塊圖。

圖6A及6B繪示範例視訊中繼情境的仲裁器週期於任務之一部分的傳輸槽分配之方塊圖。

國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

10:DDL環境

15:DDL對話

25:DDL對話

100:DDL仲裁節點

200:DDL節點

205:手持控制器

210:外部設備

215:乙太網路連線

300:DDL節點

400:DDL節點

405:手持控制器

410:外部設備

415:乙太網路連線

500:DDL節點

Claims (20)

1. 一種無人操縱飛行器，包括：一傳輸器/接收器，該傳輸器/接收器由一作業系統控制使得該無人操縱飛行器能作為一DDL對話中的一仲裁器節點，其中該仲裁器節點經配置以回應於來自複數個客戶端節點之頻寬請求，而透過定義通訊運作週期並以每週期為基礎分配一頻寬給該複數個客戶端節點中的每一者來控制該複數個客戶端節點之運作，且其中該仲裁器更經配置為回應來自複數個非仲裁器節點的頻寬請求，而透過改變一訊框長度來定義該等運作週期的一期間，且若一非仲裁器節點不需要一完整時槽則開始一新訊框，且其中頻寬請求包括一所欲的頻寬量和一所需的最小頻寬量，且其中該仲裁器節點經配置以排定來自該複數個客戶端節點之該等頻寬請求的優先順序，及根據每一請求之一優先順序來分配一運作週期中之頻寬。
2. 如請求項1之無人操縱飛行器，其中該仲裁器節點經配置以根據該等頻寬請求來改變該等運作週期。
3. 如請求項1之無人操縱飛行器，其中該仲裁器節點經配置以於請求時作為對話仲裁器(session arbiter)而釋出控制至另一節點。
4. 如請求項3之無人操縱飛行器，其中該仲裁器經配置以在作為對話仲裁器而釋出控制之前，於請求時傳送一仲裁器表(arbiter table)。
5. 如請求項1之無人操縱飛行器，其中每一運作週期被劃分成一組時間區段，且其中分配該頻寬包含：指派一傳送開始時間及一傳送期間給請求頻寬之該複數個客戶端節點之每者，及回應於來自該複數個客戶端節點之該等頻寬請求，改變該傳送開始時間及該傳送期間給請求頻寬之該複數個客戶端節點之每者。
6. 如請求項1之無人操縱飛行器，其中該複數個客戶端節點包含複數個無人操縱的載具。
7. 如請求項1之無人操縱飛行器，其中該複數個客戶端節點包含一地面站台。
8. 如請求項7之無人操縱飛行器，其中該複數個客戶端節點更包含一無人操縱的載具。
9. 如請求項1之無人操縱飛行器，其中該仲裁器經配置以使分配頻寬包含指派一傳輸開始時間及一傳輸期間予該複數個客戶端節點，並回應於來自該複數個客戶端節點之請求而改變該複數個客戶端節點的該傳輸開始時間及該傳輸期間。
10. 如請求項1之無人操縱飛行器，其中該仲 裁器經配置以使指派頻寬包含由該複數個客戶端節點之每者控制一視訊品質傳輸。
11. 如請求項10之無人操縱飛行器，其中該仲裁器節點經配置以使指派頻寬包含指派頻寬用於下列之至少一者：(a)全視訊、(b)降級之視訊、(c)靜態圖像、或(d)請求頻寬之一客戶端節點的無視訊影像。
12. 一種無人操縱飛行器，包括：一傳輸器/接收器，該傳輸器/接收器由一作業系統控制，該作業系統經配置以監視一現有DDL對話且若無DDL對話正在進行時擔任一仲裁器的一角色，其中作為該仲裁器的該無人操縱飛行器經配置以回應於來自複數個客戶端節點之頻寬請求，而透過定義通訊運作週期並以每週期為基礎分配一頻寬給該複數個客戶端節點中的每一者來控制該複數個客戶端節點之運作，且其中該仲裁器更經配置為回應來自該複數個客戶端節點的頻寬請求，而透過改變一訊框長度來定義該等運作週期的一期間，且若一仲裁器節點不需要一完整時槽則開始一新訊框，且其中頻寬請求包括一所欲的頻寬量和一所需的最小頻寬量，且其中作為該仲裁器的該無人操縱飛行器經配置以排定來自該複數個客戶端節點之該等頻寬請求的優先順序，及根據每一請求之一優先順 序來分配一運作週期中之頻寬。
13. 如請求項12之無人操縱飛行器，其中作為該仲裁器的該無人操縱飛行器經配置成若在通道內沒有偵測到DDL對話，則在該通道內啟動一DDL對話。
14. 如請求項12之無人操縱飛行器，其中作為該仲裁器的該無人操縱飛行器經配置成控制一地面控制單元的操作。
15. 如請求項12之無人操縱飛行器，其中作為該仲裁器的該無人操縱飛行器更經配置成從該複數個客戶端節點之一者接收用於該無人操縱飛行器的載具控制命令，及根據來自該複數個客戶端節點之至少該一者的該等載具控制命令來操縱作為該仲裁器的該無人操縱飛行器。
16. 如請求項12之無人操縱飛行器，其中作為該仲裁器的該無人操縱飛行器更經配置成在該複數個客戶端節點之至少兩者之間中繼資料。
17. 如請求項12之無人操縱飛行器，其中作為該仲裁器的該無人操縱飛行器更經配置成基於來自該複數個客戶端節點的資料的一優先順序來分配一運作週期中的頻寬。
18. 如請求項12之無人操縱飛行器，其中作為 該仲裁器的該無人操縱飛行器更經配置成於請求時釋出該仲裁器的角色至另一節點。
19. 一種無人操縱飛行器，包括：一傳輸器/接收器，該傳輸器/接收器由一作業系統控制，該作業系統經配置以擔任一DDL對話的一仲裁器的一角色，並回應於來自複數個客戶端節點之頻寬請求，而透過定義通訊運作週期並以每週期為基礎來分配一頻寬給該複數個客戶端節點中之每一者來控制該複數個客戶端節點之一運作，且其中該仲裁器更經配置為回應來自該複數個客戶端節點的頻寬請求，而透過改變一訊框長度來定義該等運作週期的一期間，且若一客戶端節點不需要一完整時槽則開始一新訊框，且其中頻寬請求包括一所欲的頻寬量和一所需的最小頻寬量，且其中作為該仲裁器的該無人操縱飛行器經配置以排定來自該複數個客戶端節點之該等頻寬請求的優先順序，及根據每一請求之一優先順序來分配一運作週期中之頻寬，且其中作為該仲裁器的該無人操縱飛行器更經配置成於請求時釋出該仲裁器的角色至另一節點。
20. 如請求項19之無人操縱飛行器，其中作為該仲裁器的該無人操縱飛行器經配置成從一非仲裁器節點接收用於想要的頻寬分配的一啟動請求，且回應於來自該非仲裁器節點的該啟動請求而授與頻寬分配 並允許該請求的非仲裁器節點加入該DDL對話。