【学习笔记】无人机（UAV）在3GPP系统中的增强支持(七)-通过无人机实现无线接入的独立部署

news2024/9/23 21:25:30

引言

本文是3GPP TR 22.829 V17.1.0技术报告，专注于无人机（UAV）在3GPP系统中的增强支持。文章提出了多个无人机应用场景，分析了相应的能力要求，并建议了新的服务级别要求和关键性能指标（KPIs）。

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主要内容包括：

无人机高清视频直播：支持4K乃至8K视频实时上传，要求低延迟、高可靠性和精确定位，以避免事故。
无人机作为空中基站：在灾难监测等场景中，无人机携带基站设备，提供临时覆盖，强调快速部署和灵活配置。
无人机命令与控制（C2）通信：定义了直接C2、网络辅助C2等多种模式，强调QoS保障和安全性，以适应不同飞行环境和需求。
无人机与地面用户共存：探讨了无人机与增强型移动宽带（eMBB）用户共享网络资源时的干扰最小化问题。
自主无人机控制：AI系统通过5G网络控制无人机，对上下行传输提出了高带宽和低延迟要求，并需要高精度定位信息。
无人机群管理：支持无人机群在物流等领域的应用，强调群管理和协同作业能力。
服务可用性和体验保障：提出通过边缘计算和路径优化，确保无人机通信服务的低延迟和高可靠性。

文章最后总结了无人机通信服务的潜在要求，并建议3GPP制定相关服务规范，以更好地支持无人机生态系统的发展。

5.6 通过无人机实现无线接入的独立部署

5.6.1 描述
无人机的飞行时间是有限的，而这反过来又会影响安装在无人机上的网络设备的运行时间。
在某些场景中，例如偏远的孤立地点，可以部署一架无人机到不需要回程连接进行私人用户组之间通信的区域。

图5.6.1-1：孤立情况下空中网络的使用。

5.6.2 先决条件
空中网络作为携带网络设备的无人机来实现。它被派往地面没有通信基础设施的地区。由于重量和电池容量等技术限制，空中网络的最大飞行时间是有限的（例如1小时）。

5.6.3 服务流程
对于偏远地区未安装有线通信设备的建筑工程，有两个远程操作区域。为了协助施工设备和工人之间的通信，决定使用空中网络。以下是事件的时间表：

配备空中网络的无人机1被部署在偏远地区。该空中网络位于能够为区域1和区域2中的UE提供通信服务的位置。
区域1和区域2中的施工设备和工人四处移动。基于多种因素，如通信服务需求、施工设备位置、电力限制等，装载网络设备的无人机调整其位置以提供最佳的通信服务，同时将其功耗降至最低。
由于空中网络部署在偏远地区，因此无法获得回程连接。由于空中网络覆盖的UE之间的通信服务是可能的，因此地面上的UE在实际传输数据之前会确定它可以与哪些UE进行通信。由于空中网络的缓冲能力有限，因此无法由空中网络转发的数据不应传送到空中网络。

5.6.4 后续条件
偏远地区的UE可以可靠地相互通信。

5.6.5 部分或全部覆盖用例功能的现有特性
TS 22.346第5.2.2条包括对IOPS的以下要求：

仅由孤立的E-UTRAN服务的公共安全UE由于缺少与移动运营商网络的回程连接，因此不会拥有与外部IP网络的用户平面连接。当存在回程连接（有限或其他）时，孤立的E-UTRAN可以在本地网络支持选定的IP流量卸载，以符合[2]中定义的服务原则，从而提供与外部IP网络（例如互联网）的连接。
孤立的E-UTRAN应能够为覆盖范围内的公共安全UE建立“本地路由”和ProSe群组通信。
孤立的E-UTRAN应允许其覆盖范围内的公共安全UE发起并维护与孤立的E-UTRAN覆盖范围内的其他公共安全UE和群组之间的语音和数据通信。
孤立的E-UTRAN应能够通知服务的公共安全UE，孤立的E-UTRAN正在为哪些其他公共安全UE提供服务。孤立的E-UTRAN应根据安全策略支持对此类信息的提供施加限制。
注：例如，可以将服务用户组织内的用户信息发送给该服务用户，并且可以向同一组内的其他用户提供用户信息。可以从网络获取服务的用户和/或服务的组列表，或者可以从孤立系统服务的UE收集的信息中编译。
上述现有要求有以下限制：
只允许公共安全UE。不考虑其他类型的UE。因此，不支持非公共安全UE。
操作仅限于E-UTRAN。未考虑NG-RAN。因此，本要求不适用于5G系统。
操作仅限于没有/有限回程的无线接入网络。因此，不支持孤立系统包括具有回程但无数据网络连接的核心网络的情况。

5.6.6 支持用例所需的潜在新要求
[P.R.5.6-001] 安装在无人机上的孤立NG-RAN应能够支持由NG-RAN服务的UE之间的数据通信的本地路由。
[P.R.5.6-001] 安装在无人机上的孤立NG-RAN应能够优化NG-RAN以及由NG-RAN服务的UE的数据通信和功耗，例如通过最小化不必要的传输。

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