3GPP支持无人机的关键技术及应用场景解析

3GPP支持无人机的关键技术及应用场景解析

3GPP（第三代合作伙伴计划）发布的TS 22.125技术报告详细规定了通过3GPP系统操作无人驾驶飞行器（UAV）的要求，涵盖了业务、安全和公共安全需求。本文将为您解读该技术报告的核心内容，包括UAS的远程识别要求、使用场景、性能要求等关键信息。

1. 范围与概述

这份文件是3GPP TS 22.125 V19.2.0，主要定义了3GPP系统对无人飞行器（UAV）及其系统（UAS）的支持要求，包括远程识别、使用场景、性能要求等。

2. 参考模型与通信模式

• 参考模型：提供了UAS在3GPP生态系统中的参考模型，包括UAV、UAV控制器、UTM（无人飞行器交通管理）等组件。
• C2通信模式：详细描述了直接C2通信、网络辅助C2通信和UTM导航C2通信三种模式，每种模式的应用场景和QoS要求。

3. 远程识别要求

• UAS身份识别：要求3GPP系统能够支持UTM识别和关联UAV及其控制器，提供UAV和UAV控制器的身份信息。
• 数据传输与扩展：要求系统能够传输UAV和UAV控制器的详细数据，并支持未来UTM和应用发展的数据扩展。
• 授权与检测：要求系统支持基于不同认证和授权级别的UAS数据传输，并能够检测未授权操作的UAV。

4. UAV使用场景要求

• 网络暴露：要求3GPP系统提供第三方实时监测UAV状态信息的手段，并支持预测和报告网络条件和QoS。
• 服务限制与UxNB：对UAV上用户设备（UE）的网络服务限制和UxNB（机载无线接入节点）的要求进行了详细说明。
• C2通信与UAV安全：对C2通信的QoS要求、UAV安全相关的机制以及UTM对UAV通信的控制能力进行了规定。

5. 飞行路径与区域管理

• 路径重构与区域配置：要求系统能够根据第三方请求和运营商政策，重新配置网络资源以提供所需的QoS，并支持UTM配置不同的飞行区域。
• 监测与违规报告：要求系统能够监测UAV飞行路径的偏差和违规情况，并向第三方提供相关信息。

6. 性能要求

• KPIs：详细列出了UAV应用、C2通信和定位的性能指标，包括数据速率、端到端延迟、可靠性等。
• 控制模式与视频辅助：对不同控制模式下的C2通信和视频辅助控制的具体KPI进行了规定。

7. 安全与隐私

• 数据保护：要求3GPP系统保护UAS与UTM之间的数据传输，防止身份伪造攻击，并支持身份信息和个人可识别信息的保密性。
• 隐私保护：在UAS广播识别信息时，要求系统保护UAV所有者、飞行员和运营商的隐私。

这份文件通过详细的技术规范和要求，为3GPP系统支持无人飞行器及其系统的操作提供了全面的指导，旨在促进UAS在商业和民用领域的安全、高效应用。

UAS参考模型

图：3GPP生态系统中的UAS模型

在UAS参考模型中：

• 本例中，UAS由一个无人机（UAV）和一个无人机控制器组成
• 无人机通过蜂窝连接进行连接
• 无人机可以由通过3GPP移动网络连接的无人机控制器进行控制
• 无人机可以由不通过3GPP移动网络连接的无人机控制器控制，使用不在3GPP范围内的C2接口
• 通过3GPP移动网络连接的无人机控制器可以控制一个或多个无人机
• UAS与UTM交换应用数据流

注：存在几种类型的无人机控制器，例如手持式无人机控制器、PC/WS以及作为UTM一部分的自动或手动功能。确保哪个无人机控制器处于活动状态并控制无人机的机制不在3GPP的范围内。