?引言

本文是3GPP TR 22.829 V17.1.0技術報告，專注于無人機（UAV）在3GPP系統中的增強支持。文章提出了多個無人機應用場景，分析了相應的能力要求，并建議了新的服務級別要求和關鍵性能指標（KPIs）。

下載資源：3GPPTR22.829R17EnhancementforUnmannedAerialVehicles資源-CSDN文庫

主要內容包括：

1. 無人機高清視頻直播：支持4K乃至8K視頻實時上傳，要求低延遲、高可靠性和精確定位，以避免事故。
2. 無人機作為空中基站：在災難監測等場景中，無人機攜帶基站設備，提供臨時覆蓋，強調快速部署和靈活配置。
3. 無人機命令與控制（C2）通信：定義了直接C2、網絡輔助C2等多種模式，強調QoS保障和安全性，以適應不同飛行環境和需求。
4. 無人機與地面用戶共存：探討了無人機與增強型移動寬帶（eMBB）用戶共享網絡資源時的干擾最小化問題。
5. 自主無人機控制：AI系統通過5G網絡控制無人機，對上下行傳輸提出了高帶寬和低延遲要求，并需要高精度定位信息。
6. 無人機群管理：支持無人機群在物流等領域的應用，強調群管理和協同作業能力。
7. 服務可用性和體驗保障：提出通過邊緣計算和路徑優化，確保無人機通信服務的低延遲和高可靠性。

文章最后總結了無人機通信服務的潛在要求，并建議3GPP制定相關服務規范，以更好地支持無人機生態系統的發展。

5.13 無人機操控關鍵績效指標（KPI）框架

5.13.1 描述
無人機可以由無人機控制器或無人機交通管理（UTM）系統進行遠程操控。可以考慮多種無人機操控模式。模式的選擇取決于無人機本身、控制來源以及操作情況。

每種模式都對通信KPI有其自己的要求，如數據速率、消息速率、可靠性、延遲等，并可能需要立即向飛行員提供反饋。在某些模式下，視頻會作為對飛行員的額外反饋。

此用例捕獲了此類要求的框架。此外，它要求5GS支持一種有效的機制，使系統能夠在操控模式之間進行切換。

5.13.2 先決條件
杰夫擁有一架大型商用無人機，他用它來將郵購商品送到客戶的家門口。杰夫使用無人機控制器來控制他的無人機，無人機也可能由UTM系統控制。無人機和無人機控制器都支持5G，并且假設UTM是一個能夠在無人機和無人機控制器之間發送和接收消息的應用層服務器。

在飛行前，無人機控制器與UTM系統進行通信。一段時間后，它收到了從楚拉維斯塔的倉庫飛往拉荷亞收貨人住所的飛行許可，繞過了SAN和NKX Bravo空域以及中間的MYF Delta空域。許可是一種特定的飛行許可，通常包括航點和高度的列表。

5.13.3 服務流程
在發動機啟動時，無人機由無人機控制器手動控制（需要與模式B相關的KPI），并緩慢爬升至初始巡航高度。

一旦達到高度，通信將切換到支持向收貨人地址的模式A的KPI。然后可以一次發送一個航點序列，也可以一次性發送并存儲在無人機中。

途中，杰夫收到請求，要求觀察I-5上的一起交通事故。無人機控制器向網絡發送請求，以啟用從無人機控制器進行模式B操控的KPI。杰夫沿著I-5緩慢飛行，向交通中心發送實時視頻。（視頻不是無人機操控的一部分——它是有效載荷）。然后恢復模式A。

到達收貨人地址后，無人機以模式B操控，將包裹放在收貨人的家門口。視頻用于確定確切的投放點并進行操作。

5.13.4 后續條件
在執行報告事故的公共服務的同時，包裹已送達。

5.13.5 部分或完全覆蓋用例功能的現有功能
3GPP尚未定義與無人機控制模式相關的KPI和要求集。

5.13.6 支持用例所需的潛在新要求

5.13.6.1 服務級別要求
[P.R.5.13-001] 3GPP系統應能夠在無人機控制器和/或UTM系統與高度最高達[300m]的無人機之間啟用至少兩組KPI。

注：KPI包括例如不同的消息速率、延遲和可靠性要求。

[P.R.5.13-002] 3GPP系統應能夠啟用無人機控制器與無人機之間以及UTM與無人機之間的并發通信，這可能需要不同的KPI。

[P.R.5.13-003] 3GPP系統應能夠在無人機控制器或UTM請求時在[500mS]內切換KPI。

5.13.6.2 KPI
所有KPI都在應用服務層定義。

模式1 “航點”
在此模式下，不需要視頻反饋，也不期望使用視頻反饋進行操控。

Table 5.13.6.2-1: KPIs for mode-A "waypoints" UAV control

Function	Message Interval	Message Size	Latency	Reliability (Note 2)	Direction	Positive ACK required	Comments
Steering control message	1-indefinite, S	100?B (Note 1)	1 s	99.9?%	Net to UAV	Y
Steering feedback message	1?s	84-140?B	1?s	99.9?%	UAV to Net (Note 3)	N	It may be possible to transmit this message on an event driven basis e.g. approaching a geo fence

注1：根據命令類型而變化。例如，發送新任務所需的數據比暫停任務所需的數據要多。消息大小僅指有效載荷，不包括所有標頭、安全性等。
注2：消息可靠性定義為在所需延遲內成功傳輸的概率。
注3：這些反饋消息可以發送給無人機控制器和無人機交通管理系統。

模式2：“搖桿與舵”

此模式需要視頻反饋。視頻的關鍵績效指標在表3中定義。

Table 5.13.6.2-2: KPIs for mode-B "stick and rudder" UAV control

Function	Message Interval	Message Size (Note 1)	Latency	Reliability (Note 2)	Direction	Positive ACK required	Comment
Steering control message	40?ms (Note 3)	24?B	40?ms	99.99?%	Net to UAV	Y
Steering feedback message	100?ms	84-140?B	140?ms	99.99?%	UAV to Net	N	?A 1?Hz slow mode also exists

注1：消息大小不包括報頭和安全性部分
注2：消息可靠性是指在所需延遲內成功傳輸的概率
注3：無人機上的控制器通常以50Hz（20毫秒）或25Hz（40毫秒）的頻率進行更新
編者注：需要重新檢查消息間隔和延遲

Table 5.13.6.2-3: KPIs for video feedback

Scenario	Data rate	Latency	Reliability (Note 1)	Direction	Positive ACK required	Comment
VLOS (visual line of sight)	2?Mpbs at 480?p, 30?fps	1?s	99.9?%	UAV to Net	N
Non-VLOS	4?Mbps at 720?p, 30?fps	140?ms	99.99?%	UAV to Net	N

注1：消息可靠性定義為在所需延遲時間內成功傳輸的概率

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