【学习笔记】无人机（UAV）在3GPP系统中的增强支持(十一)-无人机服务可用性用例需求

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。

5.10 无人机服务可用性用例需求

5.10.1 描述
无人机对通信网络有不同的需求，不同的服务对通信速率和时间延迟有不同的要求。例如，无人机本身就分为多种类型，且它们的能力各不相同。无人机上行和下行服务对网络能力有不同的要求。当无人机飞到某个区域时，可能会与其他无人机或其他行业服务需求发生冲突。此用例旨在避免不同行业或无人机之间发生高优先级的通信冲突。

5.10.2 前提条件
无人机A是个人用户，订阅了无人机通信服务，时长为20小时，其资源使用优先级高于普通用户设备（UE）。
无人机B和无人机C是属于同一家公司（水塔公司）的用户，二者均在水塔校园内订阅了无人机通信服务，其资源使用优先级也高于普通UE。
UE A是一部普通手机，其资源使用优先级低于无人机通信服务。

5.10.3 服务流程
无人机订阅高优先级服务

无人机B和无人机C向运营商请求与无人机A相同的高质量服务。
根据网络状态信息或平均用户数量等，5G系统无法为无人机B和C提供额外资源。或者，由于覆盖范围增强和其他原因，运营商可以为无人机B或C提供更多高优先级服务。
运营商需要考虑订阅类似质量服务的用户数量以及他们使用这些服务的时间。同时，必须考虑其他行业订阅的不同类型的服务需求。
在无人机B和C订阅服务的过程中，网络会提供关于在一定范围和时间内服务是否可以得到保证的信息。

图5.10.3-1：无人机订阅高优先级服务

资源冲突的正确处理
当水塔校园内12:00-15:00举行划艇比赛时，由于资源不足以保证比赛进行，网络在比赛期间无法为无人机C提供部分服务。

网络为水塔公司提供关于无人机通信的重要事件（12:00-15:00的划艇比赛）以及特定服务（如视频）的资源限制信息。
网络重新分配无人机C的资源，例如，不允许视频服务。
水塔公司订购了一整年的无人机业务。运营商需要通知水塔公司，在某段时间内无法使用该项业务。但运营商不能给出原因或其他网络状态信息。

图5.10.3-2：资源冲突处理

无人机与普通UE之间的接入资源共享

10多个UE进入服务区并使用必要资源接入网络服务。
无人机A在有效期内进入塔林公园，并请求网络资源以完成某项任务。
为了保证无人机A的需求，网络将一部分接入资源共享给无人机A。
无人机A成功获取网络资源并完成任务。

图5.10.3-3：成功提供服务

5.10.4 后续条件
运营商为无人机B和C提供合理的时间和地点来订阅高优先级服务。
无人机A获得接入资源并完成其任务。
无人机A与普通用户共享网络资源。

5.10.5 现有功能部分或完全覆盖用例功能
5G系统应允许运营商定义和更新网络切片中支持的服务和能力集。[7]
5G系统应允许运营商基于订阅、UE能力、UE使用的接入技术、运营商策略和网络切片提供的服务，将UE分配到网络切片，将UE从一个网络切片移动到另一个网络切片，以及从网络切片中移除UE。[7]
5G系统应在授权用户请求时，提供关于特定区域（例如，小区ID）中特定通信服务的当前可用性的信息。[7]
3GPP网络应支持无人机和相应的无人机控制器同时连接到不同的PLMN。[8]
当NG-RAN确定可以为QoS流再次保证GFBR（之前已发送无法保证GFBR的通知）时，NG-RAN应发送通知，告知SMF可以再次保证GFBR，SMF可以将通知转发给PCF，参见TS 23.503[45]。NG-RAN应在必要时发送后续通知，表明无法再次保证GFBR。[13]
根据运营商策略，当会话的优先级实时更改时，5G系统应保持会话，前提是新的优先级高于保持会话的阈值。[7]
远程驾驶使远程驾驶员或V2X应用程序能够操作那些乘客无法自行驾驶的远程车辆或位于危险环境中的远程车辆。对于公共交通等变化有限且路线可预测的情况，可以使用基于云计算的驾驶。此外，可以考虑为这个用例组访问基于云的后端服务平台。[7]
5G系统应能够按照预定义的模式向授权用户提供通信事件的通知（例如，每当带宽低于QoS参数的预定义阈值时，都会通知授权用户并记录事件）。[7]

5.10.6 支持用例所需的潜在新要求
[P.R.5.10-001]根据运营商的策略，3GPP系统应能够提供有关特定地理区域在特定时间内无人机服务可用性状态的信息给第三方。
[P.R.5.10-002] 3GPP系统应能够收集有关无人机位置的计费信息。
[P.R.5.10-003]无论无人机是否连接到网络，3GPP系统都应提供一种方式，就3GPP服务对无人机的可用性变化向控制器发出警报。
[P.R.5.10-004] 3GPP系统应允许无人机及其相应的无人机控制器连接到不同的PLMN。

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