用于无线网络的动态传输控制制造技术

在一个可能的实施例中，提供一种具有动态传输控制的无线网络，所述无线网络包括多个节点。这些节点包括一仲裁器和多个客户端节点。仲裁器经配置以响应于来自所述客户端节点的频宽请求而控制所述客户端节点的运作，此控制是透过定义通讯运作周期及以每周期为基础分配一频宽给所述客户端节点的每者。

【技术实现步骤摘要】
用于无线网络的动态传输控制本申请是申请号为201080051392.4、申请日为2010年9月10日并且于2012年5月11日进入中国国家阶段的PCT专利申请的分案申请。相关申请的交叉引用本申请案要求由Grabowsky等人于2009年09月11日提交的，专利技术名称为“DYNAMICTRANSMISSIONCONTROLFORAWIRELESSNETWORK”的美国临时专利申请案第60/241,854号的权益，在此将此案的全部内容并入本文作为参考。
本专利技术是关于用于无线网络的动态传输控制。
技术介绍
诸如无人操纵飞行器(unmannedaerialvehicle,UAV)的小型无人操纵载具系统(SmallUnmannedVehicleSystem)可以使用数字数据链接(DDL)通讯完成所述无人操纵载具系统的任务。例如，UAV透过DDL传送大量的数据(视频)至地面控制器，有少量的数据被传输到UAV。由于无人操纵载具通常是功率约束的，来自UAV的DDL数据、视频数据是由功率约束的UAV所传输。此外，很重要的是，许多的DDL信号是实时的。要控制遥控驾驶的载具，操作者接收、检视并处理实时视频，然后实体地反应(即移动控制杆)以传输控制信号到载具，载具依据信号采取行动。这需要在两个方向上的全动态实时数据。传统系统、WiMAX和蜂巢式电话可最佳化而不考虑功率约束，且依据信号内的信息本质而不考虑关键的时序约束。在传统系统中，对于高质量的视频而言，时间不是很关键，因此通常会缓冲，以充分利用时间的差距。在UAV中，由于对视频信号的响应是关键的，不可能有这种缓冲。在封包语音或视频电话，数据大量的压缩，数据传输速率较低，且不是全动态高质量实时数据。但是在UAV，这些数据需要在准备好时快速地传送给操作者，而不是缓冲用于当媒体或协议方便时。此外，在UAV，DDL必须满足一些不存在于传统系统中的操作情境。因此需要可使飞机和地面装置完成飞机和地面装置的使命的有计划的DDL服务和功能。
技术实现思路
在一个可能的实施例中，提供一种具有动态传输控制的无线网络，所述无线网络包括多个节点。这些节点包括一仲裁器和多个客户端节点。仲裁器经配置以响应于来自所述客户端节点的频宽请求而控制所述客户端节点的运作，此控制是透过定义通讯运作周期及以每周期为基础分配一频宽给所述客户端节点的每者。附图说明参照下述说明、后附权利要求书及随附图式将更为了解本专利技术的特征及优点，于图式中：图1是说明范例DDL环境的方块图。图2绘示网络架构及协议层。图3A及3B绘示范例DDL对话的节点地址的方块图，所述方块图系从与地面控制站联机的膝上型计算机的观点。图4A及4B绘示由一个地面控制站控制的一架飞机的仲裁器周期于任务期间的传输槽分配的方块图。图5A及5B绘示范例视频中继情境的仲裁器周期于任务期间的传输槽分配的方块图。图6A及6B绘示范例视频中继情境的仲裁器周期于任务的一部分的传输槽分配的方块图。具体实施方式在不同的实施例，无线网络有多个节点(操作系统控制的传输器/接收器)，其中一个节点的作用为仲裁器以控制其它节点的运作。仲裁器定义操作周期，每一操作周期划分成一组时间区段。仲裁器还指派网络中的每个节点传输开始时间(一时间区段)和每个周期的传输期间(时间区段数)。仲裁器可以改变每个节点和每个周期(动态)的传输开始时间和期间。节点可以是地面控制站(groundcontrolstations,GCU)、无人操纵载具，如无人操纵飞行器或UAV或类似者。在一些实施例，地面站可运作为仲裁器，且UAV将是被给予不同传输时间的节点。由于小型UAV需要非常缺乏的无线电频谱，取决于节点的瞬间需求以及操作者的需要，透过调整分配到每个节点的频宽，而使得所分配的无线电频谱由多个节点(可能是多个UAV和地面系统)有效率地共享。这使得操作者可控制每个UAV是要传输全视频、传输降级的视频或静止图像，或不传输任何图像，这可将最想要的传输目的可用的频宽最大化，以及减少较不想要目的的频宽。图1是说明范例DDL环境10的方块图。在频段x的一个DDL对话15中，DDL环境10整合无人操纵载具UAV1和UAV2，如飞行器，每者分别包含DDL节点100和300。DDL环境10可进一步整合有人操纵地面站GCU1和GCU2，每者分别包含DDL节点200和300。分别连接到GCU1和GCU2的手持控制器205和405是由操作者使用(未绘示)以产生UAV1或UAV2的控制信号。可选地，DDL环境10也可整合如膝上型计算机的外部装置210和410，分别实体连接到DDL节点200和300，例如透过以太网络联机215和415。此外，可包括一或多个可选的包含DDL节点500的远程检视终端(remoteviewingterminal,RVT)。在图1中，远程检视终端和/或地面站台可选择包含对讲(push-to-talk,PTT)功能(未绘示)。除了DDL对话15，运作于其它运作频段的其它DDL对话25也可能存在于DDL环境10中。图1所示的DDL环境10和相关架构是用于说明目的，并允许多个装置、组件或上面讨论的各种对象，或其它装置或对象类型。此外，一些装置、组件或对象可如所要求地合并或省略。例如，地面站台GCU1和手持控制器205可以合并成单一装置。或者，例如，外部装置210可以省略，也可为膝上型计算机以外的装置。取决于实施例，DDL系统可能包含不同的功能和设计上的限制。在不同的实施例，DDL系统应提供以下部分或全部功能：●DDL节点应该能够彼此寻址。●膝上型计算机(或手持控制器)应该能够寻址本地DDL节点。这是地面站台内、膝上型计算机接入的节点。●膝上型计算机(或手持控制器)应该可以寻址所有的DDL节点(不只是本地DDL节点)。●膝上型计算机应该能够寻址其它膝上型计算机(接入到其它DDL节点)。●DDLLAN应该支持连接到本地DDL节点及广域网络以提供两者之间连接性的路由器。此外，在各种实施例，DDL系统设计可符合下列部分或全部限制：●手持控制器是可选的。在没有手持控制器的情况下，本地DDL节点应该能够连接到DDL网络。●膝上型计算机是可选的。在没有膝上型计算机的情况下，本地DDL节点应该能够连接到DDL网络没。●应该不需要操作者设置。基本DDL情境可以得到满足而无需操作者预先设定DDL节点。进阶情境可能需要极少的操作者设定。●应该不需要非标准膝上型计算机软件。正常的操作系统软件足以将膝上型计算机连接到DDL网络。控制飞机需要特殊的软件。●引入DDL节点或附加外部装置应该不会造成服务中断。范例DDL情境下面表1中范例情境的清单代表在各种UAV实施例中DDL可操作的各项任务以及部分任务。其它实施例和情境是可能的。部分任务的情境可能出现为多个其它任务的一部分。举例来说，GCS交递情境可能会在经典情境所代表的任务期间发生，在这种情况下，所述两情境会施加规定于DDL设计上。如表1所示，设想了多个操作DDL网络的情境。某些情境包含整个任务，其它情境包含一部分的任务。某些情境可为许多任务的组件。下列表1的清单是阐明适用于DDL网络设计的功能的情境集合。表1表1检索表网络协议层如图2所示，网络架构包含数个协议层。正如图2所示，DDL网络可以被本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在无线网络上通讯的方法，所述无线网络具有多个节点，所述方法包括：选择节点作为仲裁器，以用于控制所述无线网络上所述多个节点的至少一个非仲裁器节点的通讯；自所述至少一个非仲裁器节点接收所述仲裁器处所要求频宽的请求；动态调整基于所述请求分配给所述至少一个非仲裁器节点的所述频宽，此调整包括使用所述仲裁器定义操作周期，并指派每个周期的传输开始时间和期间给所述至少一个非仲裁器节点；以及使用所述仲裁器在至少两个非仲裁器节点之间中继载具控制数据。

【技术特征摘要】
2009.09.11 US 61/241,854;2010.09.09 US 12/878,9891.一种用于在无线网络上通讯的方法，所述无线网络具有多个节点，所述方法包括：选择节点作为仲裁器，以用于控制所述无线网络上所述多个节点的至少一个非仲裁器节点的通讯；自所述至少一个非仲裁器节点接收所述仲裁器处所要求频宽的请求；动态调整基于所述请求分配给所述至少一个非仲裁器节点的所述频宽，此调整包括使用所述仲裁器定义操作周期，并指派每个周期的传输开始时间和期间给所述至少一个非仲裁器节点；以及使用所述仲裁器在至少两个非仲裁器节点之间中继载具控制数据。2.如权利要求1所述的方法，其中选择节点包括选择以下之一：(a)地面单元；(b)无人操纵载具；或(c)人为操纵载具。3.如权利要求2所述的方法，其中选择节点包括选择无人操纵载具作为所述仲裁器。4.如权利要求1所述的方法，其中选择节点作为仲裁器包括激活节点并对现有数字数据链接对话进行监测，以及在没有数字数据链接对话正在进行时担任仲裁器的角色。5.如权利要求4所述的方法，其中对现有数字数据链接对话进行监测包括在信道内监测，且其中担任仲裁器的角色包括已决定在所述信道内没有数字数据链接对话时在所述信道内开始数字数据链接对话。6.如权利要求1所述的方法，其中接收请求包括自非仲裁器节点接收所述要求频宽的初始请求，以及回应于所述初始请求授予频宽分配，以允许所述请求非仲裁器节点加入数字数据链接对话。7.如权利要求6所述的方法，其中所述仲裁器是无人操纵载具，所述非仲裁器节点是地面单元，且所述方法进一步包括自所述非仲裁器节点接收载具控制指令用于所述无人操纵载具，以及根据来自所述非仲裁器节点的所述载具控制指令操控所述仲裁器。8.如权利要求6所述的方法，其中所述仲裁器是第一无人操纵载具，所述非仲裁器节点是地面单元，且所述方法进一步包括自所述非仲裁器节点接收载具控制指令用于第二无人操纵载具，以及将所述载具控制指令传递给所述第二无人操纵载具。9.如权利要求1所述的方法，其中选择节点作为仲裁器包括传输所述仲裁器的职责给非仲裁器节点，以为所述对话提供新仲裁器。10.如权利要求9所述的方法，其中传输所述职责给所述新仲裁器是回应于来自所述非仲裁器节点的请求。11.如权利要求10所述的方法，其中在至少两个非仲裁器节点之间中继数据包括中继数据，所述中继数据包括以下至少一者：(a)任务信息；(b)视频；(c)其它传感器或传感器衍生的数据；(d)语音；或(e)即时消息。12.如权利要求11所述的方法，其中调整所述频宽进一步包括区分所述中继数据的优先次序，以及基于所述数据的优先次序控制所述数据的流动。13.如权利要求11所述的方法，其中调整所述频宽进一步包括区分频宽请求的优先次序，以及基于所述数据的优先次序分配操作周期中的频宽。14.如权利要求1所述的方法，其中调整所述频宽进一步包括区分频宽请求的优先次序，以及基于每个请求的优先次序分配操作周期中的频宽。15.如权利要求1所述的方法，其中调整所述频宽包括使用所述仲裁器以定义所述操作周期，定义所述操作周期包括将所述操作周期划分为一组时间区段，并指派开始时间区段和数个时间区段给所述无线网络中所述至少一个非仲裁器节点。16.如权利要求1所述的方法，其中所述至少一个非仲裁器节点包括多个非仲裁器节点，使得选择步骤包括选择节点作为仲裁器以控制在所述多个非仲裁器节点的无线网络中的通讯，接收步骤包括自所述多个非仲裁器节点接收所述仲裁器处所要求频宽的请求，调整步骤包括基于所述请求动态调整分配给所述多个非仲裁器节点的所述频宽，此调整包括使用所述仲裁器以定义作业周期并指派传输开始时间和期间给所述多个非仲裁器节点中每者的每个周期。17.如权利要求1所述的方法，其中在至少两个非仲裁器节点之间中继载具控制数据包括利用一个非仲裁器节点控制另一个非仲裁器节点。18.如权利要求17所述的方法，其中利用一个非仲裁器节点控制另一个非仲裁器节点包括控制无人操纵载具。19.如权利要求1所述的方法，其中选择节点作为仲裁器包括选择无人操纵载具作为仲裁器，且所述方法进一步包括选择所述无人操纵载具作为中继用于在两个非仲裁器节点之间中继载具控制数据。20.一种用于在无线网络上通讯的方法，所述无线网络具有多个无人操纵载具节点，所述方法包括：选择无人操纵载具作为仲裁器，以用于控制所述无线网络上所述多个节点的至少一个非仲裁器节点的通讯；自所述至少一个非仲裁器节点接收所述仲裁器处所要求频宽的请求；动态调整基于所述请求分配给所述至少一个非仲裁器节点的所述频宽，此调整包括使用所述无人操纵载具仲裁器定义操作周期，并指派每个周期的传输开始时间和期间给所述至少一个非仲裁器节点；使用所述无人操纵载具仲裁器作为中继用于在两个非仲裁器节点之间中继数据；在所述无人操纵载具仲裁器低电量时，启动缓解无人操纵载具，以承担仲裁器的功能，接管所述无人操纵载具仲裁器；以及将所述仲裁器功能传输给所述缓解无人操纵载具，以提供新的仲裁器。21.如权利要求20所述的方法，其中选择无人操纵载具节点作为仲裁器以用于控制通讯包括选择UAV。22.如权利要求21所述的方法，其中启动缓解无人操纵载具包括其中UAV。23.如权利要求22所述的方法，其中所述两个非仲裁器节点中的至少一个是UAV。24.如权利要求23所述的方法，其中在至少两个非仲裁器节点之间中继数据进一步包括中继控制数据。25.如权利要求20所述的方法，其中所述两个非仲裁器节点中的至少一个是UAV。26.如权利要求20所述的方法，其中在至少两个非仲裁器节点之间中继数据进一步包括中继数据，所述中继数据包括以下至少一者：(a)任务信息；(b)视频；(c)其它传感器或传感器衍生的数据；(d)语音；或(e)即时消息。27.如权利要求20所述的方法，其中在至少两个非仲裁器节点之间中继数据进一步包括中继控制数据。28.如权利要求20所述的方法，其中所述两个非仲裁器节点中的至少一个是UAV，...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·F·格拉博夫斯基，菲利普·T·托库马鲁，罗伯特·杰伊·尼斯肯，尼古拉斯·S·卡伦纳斯，艾伦·小莱斯特·莱文，
申请(专利权)人：航空环境公司，
类型：发明
国别省市：美国,US