TWI870705B - 無人飛行系統(uas)識別、綁定及配對方法及裝置 - Google Patents
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Abstract
本文描述了用於將無人飛行器(UAV)與UAV控制器(UAV-C)配對的方法和裝置。例如,具有UAV無線傳輸/接收單元(UAV WTRU)的UAV可以向存取和移動性管理功能(AMF)傳輸非存取層(NAS)請求訊息,該NAS請求訊息包括配對請求指示和UAV控制器(UAV-C)識別(UAV-C ID)。UAV-C ID可以在對無人飛行系統(UAS)服務供應者(USS)/UAS訊務管理(UTM)的配對請求中攜帶,以用於UAV與關聯於UAV-C ID的UAV-C的配對授權。UAV可從AMF接收NAS回應訊息,該NAS回應訊息包括指示UAV與UAV-C配對的無人飛行系統(UAS)識別(UAS ID),其中,UAS ID由USS/UTM指派。
Description
本申請要求2019年08月23日遞交的第62/890,920號美國臨時申請的權益,該申請提交,其內容藉由引用結合到本文中。
無人飛行器(UAV)的數量近年來已經迅速增長,並且由UAV實現的應用正擴展到各種各樣的行業。然而,無人飛行系統(UAS)(例如,UAV和UAV控制器)如今主要依賴於經由未許可的工業、科學和醫療(ISM)頻帶的直接點對點通訊,這限制了操作範圍,並且通訊通常是不可靠的、不安全的並且具有低資料速率。為了完全釋放UAV應用的潛力,可以利用諸如長期演進(LTE)和5G的蜂巢技術來實現超出視線(BVLOS)的操作以及用於UAS的高性能和可靠通訊。例如,在執行其任務時,蜂巢網路連接的UAS可以涉及各種類型的蜂巢通訊,例如UAS到UAS訊務管理(UTM)通訊、非酬載通訊及/或酬載通訊。因此,為了在蜂巢網路中實現這種通訊,需要在蜂巢網路中識別、綁定、配對及/或認證UAS的方法和裝置。
本文描述了用於將無人飛行器(UAV)與UAV控制器(UAV-C)配對的方法和裝置。例如,具有用於蜂巢通訊的UAV無線傳輸/接收單元(UAV
WTRU)的UAV可以向存取和移動性管理功能(AMF)傳送非存取層(NAS)請求訊息,該NAS請求訊息包括配對請求指示和UAV控制器(UAV-C)識別(UAV-C ID)。UAV-C ID可以在對無人飛行系統(UAS)服務供應者(USS)/UAS訊務管理(UTM)的配對請求中攜帶,以便用於UAV與關聯於UAV-C ID的UAV-C的配對授權。針對該UAV與該UAV-C的配對授權而對該USS/UTM的配對請求可以包括該UAV ID和該UAV-C ID。UAV可從AMF接收NAS回應訊息,該NAS回應訊息包括指示UAV與UAV-C配對的無人飛行系統(UAS)識別(UAS ID),其中,UAS ID由USS/UTM指派。NAS請求訊息可以是協定資料單元(PDU)對話請求訊息,並且NAS回應訊息可以是PDU對話回應訊息。
100:通訊系統
102、102a、102b、102c、102d:無線傳輸/接收單元(WTRU)
104、404a、404b:無線電存取網路(RAN)
106、406a、406b:核心網路(CN)
108:公共交換電話網路(PSTN)
110:網際網路
112:其他網路
114a、114b:基地台
116:空中介面
118:處理器
120:收發器
122:傳輸/接收元件
124:揚聲器/麥克風
126:小鍵盤
128:顯示器/觸控板
130:非可移記憶體
132:可移記憶體
134:電源
136:全球定位系統(GPS)晶片組
138:其他週邊設備
160a、160b、160c:e節點B
162:移動性管理實體(MME)
164:服務閘道(SGW)
166:封包資料網路(PDN)閘道(PGW)
180a、180b、180c:g節點B(gNB)
182a、182b、906、1006:存取和移動性管理功能(AMF)
183a、183b、282a、283a:對話管理功能(SMF)
184a、184b、284a、284b:使用者平面功能(UPF)
185a、185b:資料網路(DN)
200:無人飛行系統(UAS)的範例架構
202a、202b、202c、202d、202e、302、401、402、502、602、702a、702b、802、902、1002、1102、1202:無人飛行器(UAV)
203a、203b、303、403、503、603、703、803a、803b、903、1003、1103、1203:無人飛行器控制器(UAV-C)
206:5G核心網路
210、310、410、510:UAS訊務管理(UTM)
220:UTM客戶端
281a:PCF
285a:網路揭露功能(NEF)
300:無人飛行器(UAV)通訊
306、506:5G網路
315:UAV應用伺服器
400:UAS交互
551、552、553、554、555、556、557a、557b、558、558a、558b、650a、650b、651、652、653、654、655、656a、656b、657a、657b、658、659、750a、750b、751、752、753、754、755、756a、756b、756c、757、758、759、850、851、852、853、854、855、856a、857a、857b、858、858b、859、860a、860b、861a、861b、951a、951b、952、953a、953b、954、955a、955b、955c、956a、956b、957、958a、958b、958c、1059a、1059b、1060a、1060b、1061a、1061b、1062、1063a、1063b、1064、1065a、1065b、1151a、1151b、1152、1153a、1153b、1154、1155a、1155b、1155c、1156a、1156b、1156c、1157、1158a、1158b、1158c、1158d、1159a、1159b、1160a、1160b、1161a、1161b、1162、1163、1251a、1251b、1252、1253a、1253b、1254、1255a、1255b、1255c、1256a、1256b、1257、1258a、1258b、1258c、1259a、1259b、1260a、1260b、1261a、1261b、1262、1263、1305、1310、1315、1320、1325、1330、1335、1340:步驟
600、700、800、900、1000、1100、1200、1300:範例程序
606、706、806:網路
610、710、810、910、1010、1100、1110a、1110b、1210:無人飛行系統
服務供應者/UAS訊務管理(USS/UTM)
902a、903a、1002a、1003a、1102a、1202a、1203a:UAS客戶端
902b、903b、1002b、1003b、1102b、1202b、1203b:UAV WTRU
1106、1206a、1206b:存取和移動性管理功能(AMF)/對話管理功能(SMF)
N2、N3、N4、N6、N11、S1、X2、Xn:介面
從以下結合附圖以範例方式給出的描述中可以更詳細地理解本發明,其中附圖中相同的附圖標記表示相同的元件,並且其中:
圖1A是示出了可以實施所揭露的一或複數實施例的範例通訊系統的系統圖;
圖1B是示出了根據實施例的可以在圖1A所示的通訊系統內部使用的範例無線傳輸/接收單元(WTRU)的系統圖;
圖1C是示出了根據實施例的可以在圖1A所示的通訊系統內部使用的範例無線電存取網路(RAN)和範例核心網路(CN)的系統圖;
圖1D是示出了根據實施例的可以在圖1A所示的通訊系統內部使用的另一範例RAN和另一範例CN的系統圖;
圖2是示出用於支援5G網路中的無人飛行系統(UAS)的範例架構的圖;
圖3是示出由蜂巢網路賦能的無人飛行器(UAV)通訊的範例類型的圖;
圖4是示出與網路和用於授權的UAS訊務管理(UTM)的範例UAS交互作用的圖;
圖5A是示出了UAV正在連線的範例UAV配對和授權方案的圖;
圖5B是示出了其中UAV-C正在連線的範例UAV配對和授權方案的圖;
圖5C是示出了其中UAV和UAV-C正在建立通訊的範例UAV配對和授權方案的圖;
圖6是示出了用於UAV控制器(UAV-C)輔助的UAV配對的範例過程的圖;
圖7是示出了用於基於訂閱的(批量)配對和授權的範例過程的圖;
圖8是示出了用於UAV-C改變的範例過程的示意圖;
圖9是示出了由3GPP系統促進的UAS多級授權的範例過程的圖;
圖10是示出了由3GPP系統促進的UAS多級授權的另一範例過程的圖;
圖11A是示出跨複數UTM及/或UAS服務供應者(USS)的多級授權的範例過程的圖;
圖11B是圖11A的延續;
圖12A是示出了用於跨公共陸地行動網路(PLMN)進行識別、綁定、配對和授權的範例過程的圖;
圖12B是圖12A的延續;以及
圖13是示出了用於在UAV與UAV-C之間進行綁定和配對的範例過程的圖。
圖1A是示出了可以實施所揭露的一或複數實施例的範例通訊系統100的圖。該通訊系統100可以是為複數無線使用者提供諸如語音、資料、視
訊、訊息傳遞、廣播等內容的多重存取系統。該通訊系統100可以通過共用包括無線頻寬在內的系統資源而使複數無線使用者能夠存取此類內容。舉例來說,通訊系統100可以使用一種或多種通道存取方法,例如分碼多重存取(CDMA)、分時多重存取(TDMA)、分頻多重存取(FDMA)、正交FDMA(OFDMA)、單載波FDMA(SC-FDMA)、零尾唯一字離散傅利葉變換擴展OFDM(ZT-UW-DTS-s OFDM)、唯一字OFDM(UW-OFDM)、資源塊濾波OFDM以及濾波器組多載波(FBMC)等等。
如圖1A所示,通訊系統100可以包括無線傳輸/接收單元(WTRU)102a、102b、102c、102d、無線電存取網路(RAN)104、核心網路(CN)106、公共交換電話網路(PSTN)108、網際網路110以及其他網路112,然而應該瞭解,所揭露的實施例設想了任意數量的WTRU、基地台、網路及/或網路元件。每一WTRU 102a、102b、102c、102d可以是被配置成在無線環境中操作及/或通訊的任何類型的裝置。舉例來說,任一WTRU 102a、102b、102c、102d都可被稱為站(STA),其可以被配置成傳送及/或接收無線訊號,並且可以包括使用者設備(UE)、行動站、固定或行動使用者單元、基於訂閱的單元、呼叫器、行動電話、個人數位助理(PDA)、智慧型電話、膝上型電腦、小筆電、個人電腦、無線感測器、熱點或Mi-Fi裝置、物聯網(IoT)裝置、手錶或其他可穿戴裝置、頭戴顯示器(HMD)、車輛、無人機、無人飛行器(UAV)、UAV WTRU、UAV UE、無人飛行器控制器(UAV-C)、UAV-C WTRU、UAV-C UE、醫療裝置和應用(例如遠端手術)、工業裝置和應用(例如機器人及/或在工業及/或自動處理鏈環境中操作的其他無線裝置)、消費類電子裝置、以及在商業及/或工業無線網路上操作的裝置等等。WTRU 102a、102b、102c、102d的任一者可被可互換地稱為UE。
通訊系統100還可以包括基地台114a及/或基地台114b。每一基地台114a、基地台114b可以是被配置成通過以無線方式與WTRU 102a、102b、102c、102d中的至少一者有介面來促進存取一或複數通訊網路(例如CN 106、網際網路110、及/或其他網路112)的任何類型的裝置。例如,基地台114a、114b可以是基地收發台(BTS)、節點B、e節點B、本地節點B、本地e節點B、諸如g節點B(gNB)的下一代節點B、新無線電(NR)節點B、網站控制器、存取點(AP)、以及無線路由器等等。雖然每一基地台114a、114b都被描述成了單個元件,然而應該瞭解,基地台114a、114b可以包括任何數量的互連基地台及/或網路元件。
基地台114a可以是RAN 104的一部分,其還可以包括其他基地台及/或網路元件(未顯示),例如基地台控制器(BSC)、無線電網路控制器(RNC)、中繼節點等等。基地台114a及/或基地台114b可被配置成在名為胞元(未顯示)的一或複數載波頻率上傳輸及/或接收無線訊號。這些頻率可以處於許可頻譜、未許可頻譜或是許可與未許可頻譜的組合之中。胞元可以為相對固定或者有可能隨時間變化的特定地理區域提供無線服務覆蓋。胞元可被進一步分成胞元扇區。例如,與基地台114a關聯的胞元可被分為三個扇區。由此,在一實施例中,基地台114a可以包括三個收發器,也就是說,胞元的每一扇區有一個。在實施例中,基地台114a可以使用多輸入多輸出(MIMO)技術,並且可以為胞元的每一扇區使用複數收發器。例如,藉由使用波束成形,可以在期望的空間方向上傳輸及/或接收訊號。
基地台114a、114b可以經由空中介面116來與WTRU 102a、102b、102c、102d中的一者或多者進行通訊,其可以是任何合適的無線通訊鏈路(例如射頻(RF)、微波、釐米波、微米波、紅外線(IR)、紫外線(UV)、可見光等等)。空中介面116可以使用任何合適的無線電存取技術(RAT)來建立。
更具體地,如上所述,通訊系統100可以是多重存取系統,並且可以使用一種或多種通道存取方案,例如CDMA、TDMA、FDMA、OFDMA以及SC-FDMA等等。例如,RAN 104中的基地台114a與WTRU 102a、102b、102c可以實施無線電技術,例如通用行動電信系統(UMTS)陸地無線電存取(UTRA),其中該技術可以使用寬頻CDMA(WCDMA)來建立空中介面116。WCDMA可以包括如高速封包存取(HSPA)及/或演進型HSPA(HSPA+)之類的通訊協定。HSPA可以包括高速下鏈(DL)封包存取(HSDPA)及/或高速上鏈(UL)封包存取(HSUPA)。
在實施例中,基地台114a和WTRU 102a、102b、102c可以實施無線電技術,例如演進型UMTS陸地無線電存取(E-UTRA),其中該技術可以使用長期演進(LTE)及/或先進LTE(LTE-A)及/或先進LTE Pro(LTE-A Pro)來建立空中介面116。
在實施例中,基地台114a和WTRU 102a、102b、102c可以實施無線電技術,例如NR無線電存取,其可以使用NR來建立空中介面116。
在實施例中,基地台114a和WTRU 102a、102b、102c可以實施多種無線電存取技術。例如,基地台114a和WTRU 102a、102b、102c可以將LTE無線電存取和NR無線電存取(例如使用雙連接(DC)原理)一起實施。由此,WTRU 102a、102b、102c使用的空中介面可以多種類型的無線電存取技術及/或向/從多種類型的基地台(例如eNB和gNB)發送的傳輸為特徵。
在其他實施例中,基地台114a和WTRU 102a、102b、102c可以實施無線電技術,例如IEEE 802.11(即無線保真度(WiFi))、IEEE 802.16(即全球互通微波存取(WiMAX))、CDMA2000、CDMA2000 1X、CDMA2000 EV-DO、臨時標準2000(IS-2000)、臨時標準95(IS-95)、臨時標準856(IS-856)、
全球行動通訊系統(GSM)、用於GSM演進的增強資料速率(EDGE)、以及GSM EDGE(GERAN)等等。
圖1A中的基地台114b例如可以是無線路由器、本地節點B、本地e節點B或存取點,並且可以使用任何合適的RAT來促成局部區域中的無線連接,該局部區域例如營業場所、住宅、車輛、校園、工業設施、空中走廊(例如供無人機使用)以及道路等等。在一實施例中,基地台114b與WTRU 102c、102d可以通過實施諸如IEEE 802.11之類的無線電技術來建立無線網際網路(WLAN)。在實施例中,基地台114b與WTRU 102c、102d可以通過實施IEEE 802.15之類的無線電技術來建立無線個人網際網路(WPAN)。在再一實施例中,基地台114b和WTRU 102c、102d可通過使用基於蜂巢的RAT(例如WCDMA、CDMA2000、GSM、LTE、LTE-A、LTE-A Pro、NR等等)來建立微微胞元或毫微微胞元。如圖1A所示,基地台114b可以直連到網際網路110。由此,基地台114b不需要經由CN 106來存取網際網路110。
RAN 104可以與CN 106進行通訊,該CN可以是被配置成向一或複數WTRU 102a、102b、102c、102d提供語音、資料、應用及/或借助網際協定語音(VoIP)服務的任何類型的網路。該資料可以具有不同的服務品質(QoS)要求,例如不同的輸送量要求、潛時要求、容錯要求、可靠性要求、資料輸送量要求、以及行動性要求等等。CN 106可以提供呼叫控制、記帳服務、基於行動位置的服務、預付費呼叫、網際網路連接、視訊分發等等,及/或可以執行使用者驗證之類的高級安全功能。雖然在圖1A中沒有顯示,然而應該瞭解,RAN 104及/或CN 106可以直接或間接地和其他那些與RAN 104使用相同RAT或不同RAT的RAN進行通訊。例如,除了與可以使用NR無線電技術的RAN 104相連之外,CN 106還可以與使用GSM、UMTS、CDMA 2000、WiMAX、E-UTRA或WiFi無線電技術的別的RAN(未顯示)通訊。
CN 106還可以充當供WTRU 102a、102b、102c、102d存取PSTN 108、網際網路110及/或其他網路112的閘道。PSTN 108可以包括提供簡易老式電話服務(POTS)的電路交換電話網路。網際網路110可以包括使用了共同通訊協定(例如傳輸控制協定/網際協定(TCP/IP)網際協定族中的TCP、使用者資料報協定(UDP)及/或IP)的全球性互聯電腦網路及裝置之系統。網路112可以包括由其他服務供應者擁有及/或操作的有線及/或無線通訊網路。例如,網路112可以包括與一或複數RAN相連的另一CN,其中該一或複數RAN可以與RAN 104使用相同RAT或不同RAT。
通訊系統100中一些或所有WTRU 102a、102b、102c、102d可以包括多模式能力(例如WTRU 102a、102b、102c、102d可以包括在不同無線鏈路上與不同無線網路通訊的複數收發器)。例如,圖1A所示的WTRU 102c可被配置成與使用基於蜂巢的無線電技術的基地台114a通訊,以及與可以使用IEEE 802無線電技術的基地台114b通訊。
圖1B是示出了範例WTRU 102的系統圖。如圖1B所示,WTRU 102可以包括處理器118、收發器120、傳輸/接收元件122、揚聲器/麥克風124、小鍵盤126、顯示器/觸控板128、非可移記憶體130、可移記憶體132、電源134、全球定位系統(GPS)晶片組136及/或其他週邊設備138等等。應該瞭解的是,在保持符合實施例的同時,WTRU 102還可以包括前述元件的任何子組合。
處理器118可以是通用處理器、專用處理器、常規處理器、數位訊號處理器(DSP)、複數微處理器、與DSP核心關聯的一或複數微處理器、控制器、微控制器、專用積體電路(ASIC)、現場可程式設計閘陣列(FPGA)電路、其他任何類型的積體電路(IC)以及狀態機等等。處理器118可以執行訊號編碼、資料處理、功率控制、輸入/輸出處理、及/或其他任何能使WTRU 102在無線環境中操作的功能。處理器118可以耦合至收發器120,收發器120可以
耦合至傳輸/接收元件122。雖然圖1B將處理器118和收發器120描述成各別組件,然而應該瞭解,處理器118和收發器120也可以一起整合在一電子封裝或晶片中。
傳輸/接收元件122可被配置成經由空中介面116來傳輸或接收往或來自基地台(例如基地台114a)的訊號。舉個例子,在一實施例中,傳輸/接收元件122可以是被配置成傳輸及/或接收RF訊號的天線。作為範例,在實施例中,傳輸/接收元件122可以是被配置成傳輸及/或接收IR、UV或可見光訊號的放射器/偵測器。在再一實施例中,傳輸/接收元件122可被配置成傳輸及/或接收RF和光訊號。應該瞭解的是,傳輸/接收元件122可以被配置成傳輸及/或接收無線訊號的任何組合。
雖然在圖1B中將傳輸/接收元件122描述成是單個元件,但是WTRU 102可以包括任何數量的傳輸/接收元件122。更具體地說,WTRU 102可以使用MIMO技術。由此,在一實施例中,WTRU 102可以包括二或更多通過空中介面116來傳送和接收無線訊號的傳輸/接收元件122(例如複數天線)。
收發器120可被配置成對傳輸/接收元件122所要傳送的訊號進行調變,以及對傳輸/接收元件122接收的訊號進行解調。如上所述,WTRU 102可以具有多模式能力。因此,收發器120可以包括允許WTRU 102借助多種RAT(例如NR和IEEE 802.11)來進行通訊的複數收發器。
WTRU 102的處理器118可以耦合到揚聲器/麥克風124、小鍵盤126及/或顯示器/觸控板128(例如液晶顯示器(LCD)顯示單元或有機發光二極體(OLED)顯示單元),並且可以接收來自揚聲器/麥克風124、小鍵盤126及/或顯示器/觸控板128(例如液晶顯示器(LCD)顯示單元或有機發光二極體(OLED)顯示單元)的使用者輸入資料。處理器118還可以向揚聲器/麥克風124、小鍵盤126及/或顯示器/觸控板128輸出使用者資料。此外,處理器118
可以從諸如非可移記憶體130及/或可移記憶體132之類的任何合適的記憶體中存取訊號,以及將資料存入這些記憶體。非可移記憶體130可以包括隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、硬碟或是其他任何類型的記憶存放裝置。可移記憶體132可以包括使用者身份模組(SIM)卡、記憶條、和安全數位(SD)記憶卡等等。在其他實施例中,處理器118可以從那些並非實體位於WTRU 102的記憶體存取訊號,以及將資料存入該記憶體,作為範例,此類記憶體可以位於伺服器或家用電腦(未顯示)。
處理器118可以接收來自電源134的電力,並且可被配置成分發及/或控制用於WTRU 102中的其他組件的電力。電源134可以是為WTRU 102供電的任何適當裝置。例如,電源134可以包括一或複數乾電池組(如鎳鎘(Ni-Cd)、鎳鋅(Ni-Zn)、鎳氫(NiMH)、鋰離子(Li-ion)等等)、太陽能電池以及燃料電池等等。
處理器118還可以耦合到GPS晶片組136,該晶片組136可被配置成提供與WTRU 102的目前位置相關的位置資訊(例如經度和緯度)。除了還有GPS晶片組136資訊或將其取而代之的是,WTRU 102可以經由空中介面116接收來自基地台(例如基地台114a、114b)的位置資訊,及/或根據從二或複數附近基地台接收的訊號定時來確定其位置。應該瞭解的是,在保持符合實施例的同時,WTRU 102可以借助任何合適的位置確定方法來獲取位置資訊。
處理器118可以進一步耦合到其他週邊設備138,其中該週邊設備可以包括提供附加特徵、功能及/或有線或無線連接的一或複數軟體及/或硬體模組。例如,週邊設備138可以包括加速度計、電子指南針、衛星收發器、數位相機(用於照片及/或視訊)、通用序列匯流排(USB)埠、振動裝置、電視收發器、免持耳機、藍牙®模組、調頻(FM)無線電單元、數位音樂播放機、媒體播放機、視訊遊戲機模組、網際網路瀏覽器、虛擬實境及/或增強實境
(VR/AR)裝置、以及活動跟蹤器等等。週邊設備138可以包括一或複數感測器,該感測器可以是以下的一者或多者:陀螺儀、加速度計、霍爾效應感測器、磁力計、方位感測器、鄰近感測器、溫度感測器、時間感測器、地理位置感測器、高度計、光感測器、觸控感測器、磁力計、氣壓計、姿勢感測器、生物測定感測器、及/或濕度感測器。
WTRU 102可以包括全雙工無線電裝置,其中對於該無線電裝置來說,一些或所有訊號(例如與用於UL(例如對傳輸而言)和下鏈(例如對接收而言)的特別子訊框關聯)的接收和傳輸可以是並行或同時的等。全雙工無線電裝置可以包括借助於硬體(例如扼流圈)或是憑藉處理器(例如各別的處理器(未顯示)或是憑藉處理器118)的訊號處理來減小及/或實質消除自干擾的干擾管理單元。在實施例中,WTRU 102可以包括傳送或接收一些或所有訊號(例如與用於UL(例如對傳輸而言)或DL(例如對接收而言)的特別子訊框關聯)的半雙工無線電裝置。
圖1C是示出了根據實施例的RAN 104和CN 106的系統圖。如上所述,RAN 104可以使用E-UTRA無線電技術來通過空中介面116與WTRU 102a、102b、102c進行通訊。該RAN 104還可以與CN 106進行通訊。
RAN 104可以包括e節點B 160a、160b、160c,然而應該瞭解,在保持符合實施例的同時,RAN 104可以包括任何數量的e節點B。每一e節點B 160a、160b、160c都可以包括通過空中介面116與WTRU 102a、102b、102c通訊的一或複數收發器。在一實施例中,e節點B 160a、160b、160c可以實施MIMO技術。由此,舉例來說,e節點B 160a可以使用複數天線來向WTRU 102a傳輸無線訊號,及/或接收來自WTRU 102a的無線訊號。
每一e節點B 160a、160b、160c都可以關聯於特別胞元(未顯示),並且可被配置成處理無線電資源管理決策、交接決策、UL及/或DL中的使用者
排程等等。如圖1C所示,e節點B 160a、160b、160c彼此可以通過X2介面進行通訊。
圖1C所示的CN 106可以包括移動性管理實體(MME)162、服務閘道(SGW)164以及封包資料網路(PDN)閘道(或PGW)166。雖然前述的每一元件都被描述成是CN 106的一部分,然而應該瞭解,這其中的任一元件都可以由CN操作者之外的實體擁有及/或操作。
MME 162可以經由S1介面連接到RAN 104中的每一e節點B 162a、162b、162c,並且可以充當控制節點。例如,MME 162可以負責驗證WTRU 102a、102b、102c的使用者,執行承載啟動/停用處理,以及在WTRU 102a、102b、102c的初始附接過程中選擇特別的服務閘道等等。MME 162還可以提供用於在RAN 104與使用其他無線電技術(例如GSM及/或WCDMA)的其他RAN(未顯示)之間進行切換的控制平面功能。
SGW 164可以經由S1介面連接到RAN 104中的每一e節點B 160a、160b、160c。SGW 164通常可以路由和轉發往/來自WTRU 102a、102b、102c的使用者資料封包。SGW 164還可以執行其他功能,例如在e節點B間的交接期間錨定使用者平面,在DL資料可供WTRU 102a、102b、102c使用時觸發傳呼處理,以及管理並儲存WTRU 102a、102b、102c的上下文等等。
SGW 164可以連接到PGW 166,該PGW可以為WTRU 102a、102b、102c提供封包交換網路(例如網際網路110)存取,以便促成WTRU 102a、102b、102c與賦能IP的裝置之間的通訊。
CN 106可以促成與其他網路的通訊。例如,CN 106可以為WTRU 102a、102b、102c提供對電路切換式網路(例如PSTN 108)的存取,以便促成WTRU 102a、102b、102c與傳統的陸線通訊裝置之間的通訊。例如,CN 106可以包括IP閘道(例如IP多媒體子系統(IMS)伺服器)或與之進行通訊,並且
該IP閘道可以充當CN 106與PSTN 108之間的介面。此外,CN 106可以為WTRU 102a、102b、102c提供針對其他網路112的存取,其中該網路可以包括其他服務提供者擁有及/或操作的其他有線或無線網路。
雖然在圖1A至圖1D中將WTRU描述成了無線終端,然而應該想到的是,在某些代表實施例中,此類終端與通訊網路可以使用(例如臨時或永久性地使用)有線通訊介面。
在典型的實施例中,其他網路112可以是WLAN。
採用基礎設施基本服務集(BSS)模式的WLAN可以具有用於該BSS的存取點(AP)以及與該AP關聯的一或複數站(STA)。該AP可以存取或是有介面到分散式系統(DS)或是將訊務送入及/或送出BSS的別的類型的有線/無線網路。源於BSS外部往STA的訊務可以通過AP到達並被遞送至STA。源自STA往BSS外部的目的地的訊務可被發送至AP,以便遞送到分別的目的地。處於BSS內部的STA之間的訊務可以通過AP來發送,例如其中源STA可以向AP發送訊務並且AP可以將訊務遞送至目的地STA。處於BSS內部的STA之間的訊務可被認為及/或稱為點到點訊務。該點到點訊務可以在源與目的地STA之間(例如在其間直接)用直接鏈路建立(DLS)來發送。在某些代表實施例中,DLS可以使用802.11e DLS或802.11z隧道化DLS(TDLS))。使用獨立BSS(IBSS)模式的WLAN可以不具有AP,並且處於該IBSS內部或是使用該IBSS的STA(例如所有STA)彼此可以直接通訊。在這裡,IBSS通訊模式也可被稱為“特定(ad-hoc)”通訊模式。
在使用802.11ac基礎設施操作模式或類似的操作模式時,AP可以在固定通道(例如主通道)上傳送信標。該主通道可以具有固定寬度(例如20MHz的頻寬)或經由傳訊動態設定的寬度。主通道可以是BSS的操作通道,並且可被STA用來與AP建立連接。在某些代表實施例中,所實施的可以是具有衝突
避免的載波偵聽多重存取(CSMA/CA)(例如在802.11系統中)。對於CSMA/CA來說,包括AP在內的STA(例如每一STA)可以感測主通道。如果特別STA感測到/偵測到及/或確定主通道繁忙,那麼該特別STA可以回退。在給定的BSS中,一STA(例如只有一站)可以在任何給定時間進行傳輸。
高輸送量(HT)STA可以使用寬度為40MHz的通道來進行通訊,例如,借助於將20MHz的主通道與20MHz的相鄰或不相鄰通道相結合來形成寬度為40MHz的通道。
超高輸送量(VHT)STA可以支援寬度為20MHz、40MHz、80MHz及/或160MHz的通道。40MHz及/或80MHz通道可以通過組合連續的20MHz通道來形成。160MHz通道可以藉由組合8個連續的20MHz通道或者藉由組合二不連續的80MHz通道(這種組合可被稱為80+80配置)來形成。對於80+80配置來說,在通道編碼之後,資料可被傳遞並經過分段解析器,該分段解析器可以將資料分成二串流。在每一串流上可以各別執行逆快速傅利葉變換(IFFT)處理以及時域處理。該串流可被映射在二80MHz通道上,並且資料可以由傳輸STA來傳送。在接收STA的接收器上,用於80+80配置的上述操作可以被顛倒,並且組合資料可被發送至媒體存取控制(MAC)。
802.11af和802.11ah支援次1GHz的操作模式。相比於802.11n和802.11ac中使用的,在802.11af和802.11ah中的通道操作頻寬和載波有所縮減。802.11af在TV白空間(TVWS)頻譜中支援5MHz、10MHz和20MHz頻寬,並且802.11ah支援使用非TVWS頻譜的1MHz、2MHz、4MHz、8MHz和16MHz頻寬。依照代表實施例,802.11ah可以支援儀錶類型控制/機器類型通訊(MTC),例如巨集覆蓋區域中的MTC裝置。MTC裝置可以具有某種能力,例如包括了支援(例如只支援)某些及/或有限頻寬在內的有限的能力。MTC裝置可以包括電池,並且該電池的電池壽命高於臨界值(例如以用於維持很長的電池壽命)。
可以支援複數通道和通道頻寬的WLAN系統(例如802.11n、802.11ac、802.11af以及802.11ah)包括了可被指定成主通道的通道。該主通道的頻寬可以等於BSS中的所有STA所支援的最大共同操作頻寬。主通道的頻寬可以由STA設定及/或限制,其中該STA源自在BSS中操作的所有STA且支援最小頻寬操作模式。在關於802.11ah的範例中,即使BSS中的AP和其他STA支援2MHz、4MHz、8MHz、16MHz及/或其他通道頻寬操作模式,但對支援(例如只支援)1MHz模式的STA(例如MTC類型的裝置)來說,主通道的寬度可以是1MHz。載波感測及/或網路分配向量(NAV)設定可以取決於主通道的狀態。如果主通道繁忙(例如因為STA(其只支援1MHz操作模式)對AP進行傳輸),那麼即使大多數的頻帶保持空閒並且可供使用,也可以認為整個可用頻帶繁忙。
在美國,可供802.11ah使用的可用頻帶是902MHz到928MHz。在韓國,可用頻帶是917.5MHz到923.5MHz。在日本,可用頻帶是916.5MHz到927.5MHz。依照國家碼,可用於802.11ah的總頻寬是6MHz到26MHz。
圖1D是示出了根據實施例的RAN 104和CN 115的系統圖。如上所述,RAN 104可以使用NR無線電技術通過空中介面116來與WTRU 102a、102b、102c進行通訊。RAN 104還可以與CN 106進行通訊。
RAN 104可以包括gNB 180a、180b、180c,但是應該瞭解,在保持符合實施例的同時,RAN 104可以包括任何數量的gNB。每一gNB 180a、180b、180c都可以包括一或複數收發器,以便通過空中介面116來與WTRU 102a、102b、102c通訊。在一實施例中,gNB 180a、180b、180c可以實施MIMO技術。例如,gNB 180a、180b、180c可以使用波束成形處理來向gNB 180a、180b、180c傳送訊號及/或從gNB 180a、180b、180c接收訊號。由此,舉例來說,gNB 180a可以使用複數天線來向WTRU 102a傳送無線訊號,及/或接收來自WTRU
102a的無線訊號。在實施例中,gNB 180a、180b、180c可以實施載波聚合技術。例如,gNB 180a可以向WTRU 102a傳送複數分量載波(未顯示)。這些分量載波的一子集可以處於未許可頻譜上,而剩餘分量載波則可以處於許可頻譜上。在實施例中,gNB 180a、180b、180c可以實施協作多點(CoMP)技術。例如,WTRU 102a可以接收來自gNB 180a和gNB 180b(及/或gNB 180c)的協作傳輸。
WTRU 102a、102b、102c可以使用與可縮放參數配置關聯的傳輸來與gNB 180a、180b、180c進行通訊。例如,對於不同的傳輸、不同的胞元及/或不同的無線傳輸頻譜部分來說,OFDM符號間距及/或OFDM子載波間距(SCS)可以是不同的。WTRU 102a、102b、102c可以使用具有不同或可縮放長度的子訊框或傳輸時間間隔(TTI)(例如包括了不同數量的OFDM符號及/或持續不同的絕對時間長度)來與gNB 180a、180b、180c進行通訊。
gNB 180a、180b、180c可被配置成與採用分立配置及/或非分立配置的WTRU 102a、102b、102c進行通訊。在分立配置中,WTRU 102a、102b、102c可以在不存取其他RAN(例如e節點B 160a、160b、160c)的情況下與gNB 180a、180b、180c進行通訊。在分立配置中,WTRU 102a、102b、102c可以使用gNB 180a、180b、180c中的一者或多者作為移動錨點。在分立配置中,WTRU 102a、102b、102c可以使用未許可頻帶中的訊號來與gNB 180a、180b、180c進行通訊。在非分立配置中,WTRU 102a、102b、102c會在與別的RAN(例如e節點B 160a、160b、160c)進行通訊/相連的同時與gNB 180a、180b、180c進行通訊/相連。舉例來說,WTRU 102a、102b、102c可以藉由實施DC原理而以實質同時的方式與一或複數gNB 180a、180b、180c以及一或複數e節點B 160a、160b、160c進行通訊。在非分立配置中,e節點B 160a、160b、160c可以充當WTRU 102a、102b、102c的移動錨點,並且gNB 180a、180b、180c可以提供附加的覆蓋及/或輸送量,以便服務WTRU 102a、102b、102c。
每一gNB 180a、180b、180c都可以關聯於特別胞元(未顯示),並且可以被配置成處理無線電資源管理決策、交接決策、UL及/或DL中的使用者排程、支援網路截割、DC、實施NR與E-UTRA之間的交互工作、路由往使用者平面功能(UPF)184a、184b的使用者平面資料、以及路由往存取和移動性管理功能(AMF)182a、182b的控制平面資訊等等。如圖1D所示,gNB 180a、180b、180c彼此可以經由Xn介面通訊。
圖1D所示的CN 106可以包括至少一AMF 182a、182b,至少一UPF 184a、184b,至少一對話管理功能(SMF)183a、183b,並且有可能包括資料網路(DN)185a、185b。雖然每一前述元件都被描述成CN 106的一部分,但是應該瞭解,這其中的任一元件都可以被CN操作者之外的其他實體擁有及/或操作。
AMF 182a、182b可以經由N2介面連接到RAN 104中的一或複數gNB 180a、180b、180c,並且可以充當控制節點。例如,AMF 182a、182b可以負責驗證WTRU 102a、102b、102c的使用者,支援網路截割(例如處理具有不同需求的不同PDU對話),選擇特別的SMF 183a、183b,管理註冊區域,終止NAS傳訊,以及移動性管理等等。AMF 182a、182b可以使用網路截割處理,以便基於WTRU 102a、102b、102c使用的服務類型來定制為WTRU 102a、102b、102c提供的CN支援。作為範例,針對不同的用例,可以建立不同的網路截割,例如依賴於超可靠低潛時通訊(URLLC)存取的服務、依賴於增強型大規模行動寬頻(eMBB)存取的服務、和用於MTC存取的服務等等。AMF 162可以提供用於在RAN 104與使用其他無線電技術(例如LTE、LTE-A、LTE-A Pro及/或諸如WiFi之類的非3GPP存取技術)的其他RAN(未顯示)之間切換的控制平面功能。
SMF 183a、183b可以經由N11介面連接到CN 106中的AMF 182a、182b。SMF 183a、183b還可以經由N4介面連接到CN 106中的UPF 184a、184b。SMF 183a、183b可以選擇和控制UPF 184a、184b,並且可以通過UPF 184a、184b來配置訊務路由。SMF 183a、183b可以執行其他功能,例如管理和分配UE IP位址、管理PDU對話、控制策略實施和QoS,以及提供DL資料通知等等。PDU對話類型可以是基於IP的、不基於IP的、以及基於乙太網路的等等。
UPF 184a、184b可以經由N3介面連接到RAN 104中的一或複數gNB 180a、180b、180c,這樣可以為WTRU 102a、102b、102c提供封包交換網路(例如網際網路110)存取,以便促成WTRU 102a、102b、102c與賦能IP的裝置之間的通訊。UPF 184、184b可以執行其他功能,例如路由和轉發封包、實施使用者平面策略、支援多連接(multi-homed)PDU對話、處理使用者平面QoS、緩衝下鏈封包、以及提供移動性錨定處理等等。
CN 106可以促成與其他網路的通訊。例如,CN 106可以包括充當CN 106與PSTN 108之間的介面的IP閘道(例如IP多媒體子系統(IMS)伺服器)或者可以與之進行通訊。此外,CN 106可以為WTRU 102a、102b、102c提供針對其他網路112的存取,其可以包括其他服務供應者擁有及/或操作的其他有線或無線網路。在一實施例中,WTRU 102a、102b、102c可以經由到UPF 184a、184b的N3介面以及介於UPF 184a、184b與本地DN185a、185b之間的N6介面通過UPF 184a、184b連接到本地DN 185a、185b。
有鑒於圖1A至圖1D以及關於圖1A至圖1D的對應描述,在這裡對照以下的一項或多項描述的一或複數或所有功能可以由一或複數仿真裝置(未顯示)來執行:WTRU 102a-d、基地台114a-b、e節點B 160a-c、MME 162、SGW 164、PGW 166、gNB 180a-c、AMF 182a-b、UPF 184a-b、SMF 183a-b、DN 185 a-b及/或這裡描述的一或複數其他任何裝置。仿真裝置可以是被配置成
仿真這裡描述的一或複數或所有功能的一或複數裝置。舉例來說,仿真裝置可用於測試其他裝置及/或仿真網路及/或WTRU功能。
仿真裝置可被設計成在實驗室環境及/或操作者網路環境中實施關於其他裝置的一項或多項測試。例如,該一或複數仿真裝置可以在被完全或部分作為有線及/或無線通訊網路一部分實施及/或部署的同時執行一或複數或所有功能,以便測試通訊網路內部的其他裝置。該一或複數仿真裝置可以在被臨時作為有線及/或無線通訊網路的一部分實施或部署的同時執行一或複數或所有功能。該仿真裝置可以直接耦合到別的裝置以執行測試,及/或可以使用空中無線通訊來執行測試。
一或複數仿真裝置可以在未被作為有線及/或無線通訊網路一部分實施或部署的同時執行包括所有功能在內的一或複數功能。例如,該仿真裝置可以在測試實驗室及/或未被部署(例如測試)的有線及/或無線通訊網路的測試場景中使用,以便實施關於一或複數組件的測試。該一或複數仿真裝置可以是測試設備。該仿真裝置可以使用直接的RF耦合及/或借助了RF電路(作為範例,該電路可以包括一或複數天線)的無線通訊來傳輸及/或接收資料。
近年來,無人飛行器(UAV)的數量已經迅速增長,並且由UAV實現的應用正擴展到各種各樣的行業。然而,無人飛行系統(UAS)(例如,UAV和UAV控制器)如今主要依賴於經由未授權的工業、科學和醫療(ISM)頻帶的直接點對點通訊,這限制了操作範圍,並且通訊通常是不可靠的、不安全的並且具有低資料速率。為了完全釋放UAV應用的潛力,可以利用諸如LTE和5G的先進蜂巢技術來實現超出視線(BVLOS)的操作以及用於UAS的高性能和可靠通訊。
使用蜂巢網路的好處是顯而易見的。例如,無處不在的行動網路覆蓋範圍可以提供遠遠超過由使用ISM頻率的點對點通訊所限制的操作範圍。
現代蜂巢網路(尤其是5G網路)的高級通訊能力,例如高頻寬、低潛時、有保證的QoS等,極大地改善了UAV應用的性能。現代蜂巢網路的高級安全機制可以解決管理UAV應用中涉及的強大的安全問題。
圖2示出了用於支援5G網路中的無人飛行系統(UAS)的範例架構200,其可以與本文描述的任何其他實施例組合使用。如圖2所示,UAS訊務管理(UTM)210可以是用於UAS訊務管理的框架。UTM 210的角色和責任以及UTM 210中應用的過程和協定可在國家之間變化。UTM 210可以指用於在空域中認證UAV、授權UAV服務、管理UAV策略和控制UAV通訊量的一組功能。例如,UTM可以是實現用於UAV、UAV-C及/或UAV的這些功能的伺服器。授權的使用者或UTM客戶端220可以經由UTM 210查詢UAV 202a至202e及其UAV控制器203a、203b的身份和中繼資料(metadata)。UTM 210可以儲存UAS操作所需的資料。空中交通控制代理可使用UTM伺服器210來授權、實施及/或調節UAS操作。
如圖2所示,5G核心網路206可以包括PCF 281a、SMF 282a、SMF 283a、UPF 284a、284b、NEF 285a等。在圖2所示的架構中,UAV(例如,UAV 202a至202e及/或UAV-C 203a、203b)可經由網路使用者平面與UTM 210通訊,以用於識別、認證和授權過程,並且還用於其它命令和控制訊息/資料交換。3GPP網路功能(諸如SMF 283a、PCF 281a等)也可以具有與UTM 210的直接或間接(例如,經由網路揭露功能(NEF 285a))控制介面。UAV可以包括用於蜂巢網路通訊(例如,3GPP、5G、6G等)的WTRU或UAV WTRU。在這點上,WTRU或UAV WTRU可以指嵌入式通訊裝置(例如,賦能3GPP通訊的3GPP數據機/模組/晶片組),其使UAV能夠在蜂巢網路上通訊。WTRU或UAV WTRU可以在設備中包括SIM或USIM,用於訂閱蜂巢通訊。術語WTRU、UE、UAV WTRU、UAV UE、UAV機載WTRU以及UAV機載UE在
本揭露中可以互換使用。類似於UAV,UAV-C可以包括用於蜂巢網路通訊(例如,3GPP、5G、6G等)的WTRU或UAV-C WTRU。在這點上,WTRU或UAV-C WTRU可以指嵌入式通訊設備(例如,賦能3GPP通訊的3GPP模組),其使UAV-C能夠在蜂巢網路上通訊。術語WTRU、UE、UAV-C WTRU、UAV-C UE、UAV-C機載WTRU以及UAV-C機載UE在本揭露中可以互換使用。UAV WTRU或UAV-C WTRU可以在嵌入式通訊裝置中包括SIM或USIM,用於訂閱蜂巢通訊。
本文描述了用於UAS的範例通訊。圖3示出了由蜂巢網路賦能的範例類型的無人飛行器(UAV)通訊300,其可以與本文所述的任何其他實施例組合使用。如圖3所示,蜂巢網路連接的UAV(例如,UAV 302及/或UAV-C 303)可涉及各種類型的蜂巢通訊,以便執行其任務:UAS-UTM通訊、非酬載通訊(即命令和控制)以及酬載通訊。
UAS-UTM通訊可以指UAS和UTM之間的通訊。UAS-UTM通訊可能需要被賦能,例如,用於識別、授權、“命令和控制”以及執法活動。可以假設在UAS和UTM之間使用使用者平面連接,儘管也可以在兩者之間使用控制平面通訊。UAV可以指UAV及/或UAV與UAV-C的組合。
非酬載通訊可以包括命令和控制(C&C或C2)通訊。命令和控制訊息以及資料交換對於UAV任務和安全考慮是至關重要的。UAV和UTM之間以及UAV與其UAV-C之間可能會發生某種C&C交換(例如,位置或飛行資料報告)。UAV和UAV-C可以基於使用蜂巢網路(例如,5G)在UAV和UAV-C之間建立的PDU對話來執行C2通訊。
C&C或C2通訊的範例類型可包括但不限於如下表1中所揭露的:
對於酬載通訊,任務中的UAV可以將酬載資料,例如即時視訊或感測器資料,發送到其UAV-C或網路中的一些應用伺服器或儲存裝置。酬載通訊通常在上鏈中較重,而在下鏈中較輕。
3 GPP已經識別了在3GPP規範中支援UAS的使用情況和潛在要求。具體地,在3GPP規範中已經規定了對UAS遠端識別和授權的要求,針對3GPP中的UAS支援的附加增強可以包括:UAS命令和控制(C2)通訊;通過UAV控制器(UAV-C)或通過無人飛行器(UAV)交通管理(UTM)進行的UAV導航;及/或在飛行任務期間UAV-C的改變。
圖4示出了與網路的以及用於授權的UAS訊務管理(UTM)的範例UAS交互400,其可以與本文所述的任何其他實施例組合使用。如圖4所示,UAV 401可以指UAV 402(例如,無人機)和UAV-C 403的組合,並且網路可以包括RAN 404a、404b和CN 406a、406b。3GPP系統(例如RAN 404a、404b和CN 406a、406b)可以提供UAV 402和UAV-C 403之間的通訊能力,其可以通過相同或不同的RAN節點(例如404a、404b)進行通訊,並且包括經由不同的PLMN進行通訊。UTM 410可以提供UAS識別和UAS操作的跟蹤、授權、實施和管制,並且還儲存UAS(一或複數)操作所需的資料。
在一實施例中,UAV和UAV-C可以是配對的,並且由3GPP系統及/或UTM識別為UAS。具體地,網路可以負責宣稱WTRU(例如UAV WTRU或UAV-C WTRU)3GPP證書以用於初始網路存取,而UTM負責宣稱UAS證書以用於UAS操作。網路和UTM可能需要能夠關聯UAV和UAV-C,並且在授權過程期間將它們識別為UAV,以確保對命令和控制(C2)通訊服務和飛行操作的存取被授權並且針對該特別UAV(即,UAV和UAV-C對)實施。
給定的UAV-C可以指揮UAV機隊(fleet)並且被授權在複數UAS的環境中操作。例如,可能需要UAV-C執行各別的認證和授權過程,以能夠控制另一UAV(即,與網路/UTM建立又另一UAS識別符)。唯一UAV識別符建立可能至關重要的另一種場景是在UAV-C的改變期間,其中在飛行操作期間(例如,由於緊急事件)UAV的控制可以切換到新UAV-C。3GPP系統和UTM
可能需要將UAV和新UAV-C對識別為與包括UAV和舊UAV-C的分離的又另一UAV。
在UAS認證和授權過程期間,可以假設3GPP系統可以向UTM提供一或複數3GPP識別符(例如MSISDN、UAV WTRU/UAV-C WTRU的IMEI),並且接著UTM可以向網路提供相應的UAS ID。UAS ID也可以被稱為民航機構(CAA)級UAV ID。用於識別UAV的3GPP識別符(一或複數)也可以稱為3GPP UAV ID。這些各種識別符可以在WTRU(例如UAV WTRU、UAV-C WTRU)之間被交換和認證,網路和UTM、3GPP系統可以實現安全的UAS配對機制(例如減輕對UAS身份的欺騙攻擊)。
在另一實施例中,由3GPP系統及/或UTM/USS識別的機身識別符(例如製造商序號等-稱為UAV ID)和3GPP數據機識別符(例如IMSI-在此稱為UAV WTRU ID)可以被聯繫在一起或綁定到具有可移除蜂巢數據機的UAV。利用這些綁定或有界的識別符,可以在UTM/USS的輔助下通過3GPP系統來實現UAS的飛行授權。
具體地,為了操作的簡易性、靈活性和經濟原因,UAV可以支援可移除的蜂巢數據機(例如,WTRU或UAV WTRU)。此外,對於在不同位置的部署,可能期望可調換的數據機及/或可調換SIM/UICC。出於類似的原因,UAV-C可以採用類似的架構。對於3GPP系統,UAV WTRU ID和UAV-C WTRU ID可以保持相關性,而從UTM/USS的角度來看,必要的識別符可以是UAV ID和UAV-C ID。因此,需要方法和裝置來綁定這些不同的身份以用於跨兩個域-蜂巢和UTM/USS的交叉引用,並且還實現導致飛行授權和可能的附加服務的不同授權級別。
3 GPP系統可以使得UAS能夠基於應用於UAS的不同認證和授權級別來向UTM發送不同的UAS資料。注意,服從區域規定,不同的認證和授
權級別可以是:初始網路存取認證和授權、UAS身份認證、UAV飛行計畫授權、附加UMT服務認證,例如飛行監控、衝突避免服務等。
在另一實施例中,UAV、UAV-C和它們的相關聯的WTRU可以由複數UTM/USS認證及/或授權。單個UAV飛行任務可能需要來自多於一UTM/USS的支援。一原因可能是UAV飛行計畫跨越不受單個UTM/USS控制/覆蓋的區域。在這種情況下,在允許飛行和3GPP系統使用之前,UAV及其控制器和它們的相關聯的WTRU需要由所有相關的UTM/USS來識別、認證和授權。
在另一實施例中,可以實現UAV和UAV-C的識別符、認證和授權的相互交換,當其屬於不同的PLMN時。3GPP網路可能需要支援UAV,並且相應的UAV-C同時連接到不同的PLMN。
本文描述了用於UAV/UAV-C(例如,UAV)配對和授權的實施例。
圖5A至圖5C示出了範例UAS配對和授權場景,其可以與本文所述的任何其他實施例組合使用。如圖5A至圖5C所示,UAV 502和UAV-C 503可以在由UTM 510認證和授權的同時被配對為UAS。在認證和授權場景期間的UAS配對可以包括以下階段:(1)WTRU(即UAV WTRU)連線;(2)UAV-C連線;以及(3)UAV和UAV-C建立C2通訊。
圖5A示出了範例UAS配對和授權場景,其中UAV 502正在連線,其可以與本文所述的任何其他實施例組合使用。關於第一階段(即WTRU或UAV WTRU連線),在步驟551,UAV 502可以向網路註冊,例如5G網路506。在步驟552,UAV 502可以經由網路506(例如,使用控制平面或使用者平面路徑)向UTM 510認證。在該過程中,如果可用,則UAV 502可以提供目標UAV-C 503的識別符(例如,UAV-C ID)。在步驟553,UAV 502可以僅被部分地授
權,並且等待最終的飛行授權。最終授權可以取決於UAV-C 503獲得了領航UAV 502的授權。UAV 502可能不被網路506授權使用C2通訊服務,直到准許最終飛行授權。在這種情況下,UAV 502可保持在空閒狀態,等待由UTM 510/網路506(例如,非同步地)通知(例如,經由傳呼、應用通知等)最終授權。
圖5B示出了範例UAS配對和授權場景,其中UAV-C 503正在連線,其可以與本文所述的任何其他實施例組合使用。關於第二階段(即,UAV-C 503連線),在步驟554,UAV-C 503可以向網路506註冊。在步驟555,UAV-C 503可以經由網路506(例如,使用控制平面或使用者平面路徑)向UTM 510認證。在該過程中,如果目標UAV 502可用,則UAV-C 503可以提供該目標UAV的識別符(例如,UAV WTRU ID)。如果目標UAV 502已經被臨時授權(如圖5A中所述),則UAV-C 503可以獲得授權以作為該過程的一部分來操作。在該過程中,UAV-C 503可以獲得識別UTM 510中的UAV-C 503、UAV 502對的指派的UAV ID(及/或遠端ID)。授權的UAS ID可以作為認證和授權交換的一部分或經由稍後的通知(如針對下面的UAV 502)來獲得。在步驟556,UAV 502可以接收指示UAV ID和相關聯的UAV-C ID的最終授權准許通知。
圖5C示出了範例UAV配對和授權場景,其中UAV 502和UAV-C 503建立通訊,其可以與本文所述的任何其它實施例結合使用。關於第三階段(即,UAV 502和UAV-C 503建立C2通訊),在步驟557a、557b,UAV 502和UAV-C 503可以例如使用PDU對話建立來建立C2通訊路徑。在該連接建立期間,可以指示該UAS ID以及可選地指示該UAS中的對等WTRU(即UAV WTRU及/或UAV-C WTRU)的ID。在步驟558,UAV 502和UAV-C 503可以交換C2資料訊務。
注意,圖5A至圖5C中描述的實施例可以以相反的順序發生,其中UAV-C 503可以首先請求對UAS操作的授權。在這種情況下,UAV-C 503
可以執行在圖5A的第一階段中描述的步驟,而UAV 502可以執行如在圖5B的第二階段中的步驟(即,通過調換圖5A、圖5B中的UAV 502和UAV-C 503行動者)。還應當注意,圖5A至圖5C中的每個階段中描述的步驟不限於順序次序,而是可以以任何次序執行或實施,以實現UAV註冊/認證、UAV-C註冊/認證及/或UAV 502與UAV-C 503之間的C2通訊建立。
本文描述了UAV-C/UAV輔助的UAS配對的實施例。
圖6示出了用於UAV控制器(UAV-C)輔助的UAS配對的範例程序600,其可以與本文所述的任何其它實施例結合使用。如圖6所示,在USS/UTM 610利用UAV-C協助進行認證和授權期間,可以配對UAS(例如,UAV 602和UAV-C 603)。這裡描述了呼叫流程步驟的範例:
在步驟650a、650b,WTRU(即UAV WTRU和UAV-C WTRU)可以都進行網路註冊。對UAV 602的飛行操作的授權可以在UAV-C 603的飛行UAV 602的授權之前。UAV 602可能已經如上所述與網路606和UTM 610執行了初始認證和授權步驟。
在步驟651至步驟652,UAV-C 603可以經由網路606向USS/UTM 610發送認證請求訊息。該訊息可以包括其自己的身份以及目標UAV 602的身份(如果可用的話)。UAV-C 603與網路606之間的訊息可通過控制平面(例如,NAS傳訊,諸如註冊訊息、服務請求、通用NAS傳送訊息或新NAS訊息)或通過使用者平面來傳送。在使用者平面傳送的情況下,假設UAV-C 603已被授權建立先前的資料連接(即,PDU對話已被建立)。
在步驟653,USS/UTM 610可以基於UAS特定證書(例如,UAV領航證書、所有者證書等)來認證UAV-C 603,並且基於各種UAS參數來執行授權檢查,該UAS參數例如:提交的飛行計畫;所提供的已經被認證(即,在等待該UAV-C授權的情況下飛行的授權)的UAV ID;及/或由UAV 602和
UAV-C 603提供的共同認證綁定參數(例如,相同的所有者證書)。在成功的認證和授權檢查之後,USS/UTM 610可以分配和儲存為UAV-C 603和UAV 602對指派的唯一UAV ID。
在步驟654,USS//UTM 610可以經由網路606向UAV-C 603發送認證回應訊息,其指示授權結果、已經被授權操作的UAV、UAV 602和UAV-C 603的身份。當在應用層(例如,在使用者平面上,N6)完成與USS/UTM 610的認證和授權交換時,USS/UTM 610還可以通過適當的傳訊介面(例如,經由NEF)向網路606發送各別的通知。
在步驟655,網路606可以本地設定授權資訊(例如,儲存在它們分別的UAV和UAV-C WTRU上下文中)。
在步驟656a、656b,網路606可將UTM授權的結果轉發到WTRU(例如,UAV-C 603和UAV 602)。例如,在步驟656a,網路606可向UAV-C 603發送授權回應訊息,其包括所指派的UAV ID以及附加地/可選地相關聯的UAV ID。在步驟656b,網路606可向UAV 602發送授權通知訊息,其包括所分配的UAV ID和附加地/可選地包括相關聯的UAV-C ID。
在步驟657a、657b,UAV 602和UAV-C 603可以在本地儲存授權資訊(例如,在WTRU配置中)。
在步驟658,UAV 602和UAV-C 603可以建立用於C2通訊的連接(例如,PDU對話)。UAV-C 603和UAV 602可以在連接建立期間提供UAS ID。由UAV-C 603提供的UAS ID可由網路606使用,以區分UAV-C 603在控制複數UAV時可能使用的複數C2通訊。類似地,由UAV 602提供的UAS ID可協助網路606區分UAV 602在UAV控制從一UAV-C 603轉換到另一時可能具有的二C2通訊(如以下在UAV-C使用情況的改變中所述)。
在步驟659,UAV 602和UAV-C 603可以交換C2資料訊務。
雖然圖6中描述的該呼叫流程步驟示出了UAV 602是請求針對UAV操作的授權的第一實體的情況,但是將理解,該程序可以同樣應用於相反的場景(即,藉由調換圖6中的UAV 602和UAV-C 603行動者)。此外,呼叫流中使用的訊息名稱是範例,可以使用其他傳訊或使用者平面訊息來實現預期目的。還應當注意,圖6中描述的步驟不限於順序次序,而是可以以與上述步驟不同的任何次序執行或運行,以實現UAV-C/UAV輔助的UAV配對。
本文描述了基於訂閱的UAS配對的實施例。
圖7示出了用於基於訂閱(批量)的配對和授權的範例過程700,其可以與本文描述的任何其他實施例結合使用。如圖7所示,在認證和授權期間的UAS配對可以由USS/UTM 710基於訂閱資訊來執行。這裡描述了呼叫流程步驟的範例:
在步驟750a,可以將UAV-1 702a和UAV-2 702b向未決的UAS操作的授權註冊。在步驟750b,UAV-C 703可以向網路註冊,並被授權為操作成UAV控制器。UAV-C 703可能希望與複數UAV配對。
在步驟751中,UAV-C 703可以向網路706發送請求訊息,以通過包括“UAV機隊控制”指示或類似指示來與複數UAV進行配對。網路706可具有與UAV-C訂閱相關聯/儲存的UAV(例如,包括UAV 702a、702b)的列表。
在步驟752,網路706可將配對請求轉發給UAS伺服器/UTM 710,該請求包括從UAV-C訂閱資訊中檢索的要配對的UAV 702a、702b的列表。網路可以將UAV 702a、702b的列表限制為與目前向網路註冊並被授權作為UAV 702a、702b操作的UAV配對。例如,離線的UAV的識別符可以從朝向UTM 710的配對請求中排除。可替換地或附加地,與UAV-C相關聯的UAV的列表可以在UAV伺服器而不是3GPP網路處維護。在這種情況下,網路706可從UAV-C訂閱資訊檢查UAV-C 703被授權用於UAV 702a、702b的“批量配對(bulk
pairing)”。網路706可以包括“UAV機隊控制”指示,而不是朝向UTM 710的UAV配對請求的列表。在又一實施例中,網路706可為每個UAV-C、UAV對發送一或更多別的配對請求。在這種情況下,流程的其餘部分類似於UAV-C/UAV輔助配對,但重複與要配對的UAV一樣多的次數。
在步驟753,UAS伺服器/UTM 710可以基於UAV-C和UAV證書檢查UAV-C 703被授權與UAV 702a、702b“批量配對”。UAS伺服器/UTM 710可以將UAV-C 703與每個UAV 702a、702b配對,為每個UAV-C、UAV對指派UAS ID。
在步驟754,UAS伺服器/UTM 710可以向網路706發送配對回應,提供UAS ID、UAV ID對的列表。
在步驟755,網路706可以在本地儲存配對資訊(例如,儲存在其分別的UAV和UAV-C WTRU上下文中)。
在步驟756a至756c,網路706可將配對操作的結果轉發至WTRU(即UAV-C WTRU和UAV WTRU)。例如,在步驟756a,網路706可向UAV-C 703發送配對回應訊息,該訊息包括UAS ID、UAV ID對的列表。在步驟756b和756c,網路706可向UAV 702a、702b中的每一發送配對通知訊息,該訊息包括所指派的UAV ID和附加地/可選地包括相關聯的UAV-C ID。
在步驟757,UAV-C 703可以本機存放區配對資訊(例如,在WTRU配置中或在WTRU上下文中)。UAV 702a、702b還可以本機存放區配對資訊(例如,在WTRU配置或WTRU上下文中)。
在步驟758和759中,可以建立UAV-C 703和每個UAV 702a、702b之間的C2通訊。
注意,圖7中所述的步驟不限於順序次序,而是可以按與上述步驟不同的任何次序來執行或實施,以便實現基於訂閱的UAS配對。
本文描述了用於改變UAV-C的實施例。
圖8示出了UAV-C改變的範例程序800,其可與本文所述的任何其它實施例結合使用。如圖8所示,可以在由新UAV-C(例如,UAV-C # 2 803b)進行的UAV 802控制接管期間執行UAV配對更新過程。這裡描述了呼叫流程步驟的範例:
在步驟850,UAV 802可以在UAV-C#1 803a的控制下。UAV-C#2 803b可能希望接管對UAV 802的控制(例如,由於緊急事件)。
步驟850至859類似於上述UAV-C/UAV輔助的UAV配對過程,並且為了簡潔起見在此不進行描述。在UAV控制由UTM 810接管的情況下,流程可以從來自UTM 810的命令開始(在步驟854)。UAV-C#2 803b可以在一建立C2通訊路徑時就開始發送C2命令或從UAV 802接收資料。UAV 802可以執行來自UAV-C #1 803a的(暫時)C2命令,直到與UAV-C #2 803b建立了C2通訊及/或直到接收到來自UAV-C #2 803b的第一C2命令,以幫助將控制切換潛時減小到最小。
在步驟860,網路806可以向UAV 802和UAV-C #1 803a發送配對更新通知,以移除它們分別的UAV/UAV-C #1配對資訊。
在步驟861,UAV 802和UAV-C #1 803a可以移除它們分別的UAV/UAV-C #1配對資訊(例如,從本地配置中刪除)。網路806可選用地或附加地釋放用於UAV 802和UAV-C #1 803a之間的C2通訊的PDU對話。
注意,圖8中描述的步驟不限於順序次序,而是可以以與上述步驟不同的任何次序執行或運行以便實現UVA-C的改變。
本文描述了UAS綁定和多級授權的實施例。
完整的授權程式可以在複數步驟中完成,其中每個步驟賦能更多的功能,最後的步驟提供飛行授權。通常,與通訊相關的授權發生在3GPP系統
內,而與飛行相關的授權由支援UTM/USS的3GPP系統來促進。為了實現靈活的系統,假設WTRU(即UAV WTRU或UAV-C WTRU)及/或UICC/SIM獨立於UAV或UAV-C。因此,WTRU ID(即UAV WTRU ID或UAV-C WTRU ID)可能需要與相應的UAV或UAV-C ID相關聯,並且整個系統(包括UAV和UAV-C)可以被稱為UAS並被分配UAS ID。
圖9和圖10示出了由3GPP系統促進的UAS多級授權的範例程序900、1000。其可以與本文描述的任何其他實施例結合使用。如圖9和圖10所示,UTM/USS 910可以有助於用於多級識別、綁定、配對和授權的過程900、1000。UAV 902可包括UAS客戶端902a和UAV WTRU 902b。UAV-C 903可以包括UAS客戶端903a和UAV WTRU 903b。UAS客戶端902a、902b可以包括使UAV WTUR 902b和UAV-C WTUR 903b能夠與USS/UTM 910通訊的實體(例如,協定堆疊或層)。例如,UAS客戶端902a可以向UAV WTRU 902b提供資訊元素(例如,UAV ID)以向USS/UTM 910進行傳輸。UAS客戶端902a可以是UAV WTRU 902b的一部分(例如,UAV WTRU協定堆疊或層)或各別的實體。UAS-C客戶端903a可以是UAV-C WTRU 903b的一部分(例如,UAV-C WTRU協定堆疊或層)或各別的實體。本文描述了呼叫流程步驟的範例。
如圖9所示,在步驟951a,UAV WTRU 902b可以執行向網路的註冊過程。除了常規參數之外,UAV WTRU 902b還可以在註冊請求訊息中包括WTRU能力。這可以向網路(例如AMF 906)指示UAV WTRU 902b是具有UAS能力的WTRU。
在步驟951b,UAV-C WTRU 903b可以類似於UAV WTRU 902b所遵循的方式來執行向網路(例如AMF 906)的註冊過程。除了常規參數之外,UAV-C WTRU 903b還可以在註冊請求訊息中包括WTRU能力。這可以向網路(例如AMF 906)指示UAV-C WTRU 903b是具有UAS能力的WTRU。
應當注意,可以任何順序執行針對UAV WTRU 902b和UAV-C WTRU 903b的註冊程序。UAV WTRU 902b或UAV-C WTRU 903b可以移動到整體授權過程中的下一步驟,而無需等待其他WTRU(例如分別為UAV-C WTRU 903b或UAV WTRU 902b)完成其註冊請求過程。
在步驟952,在該過程結束時,WTRU(即UAV WTRU 902b、UAV-C WTRU 903b)可以實現1級授權(即初始網路存取認證和授權),這允許它們使用NAS訊息開始與UTM/USS 910進行通訊。
已經實現1級授權的UAV WTRU 902b然後可以執行綁定以將UAV WTRU ID與UAV 902(即UAV ID)或UAV 902的機身ID相關聯。這分兩步進行。在第一步驟中,USS/UTM 910可以認證UAV ID。一旦UAV ID被USS/UTM 910認證,AMF 906就可以將UAV ID與UAV WTRU ID綁定,該UAV ID已經在之前的WTRU註冊過程中被認證。因此,UAV ID和UAV WTRU ID可以在其被綁定在一起之前首先分別由USS/UTM 910和AMF 906個別認證。
在步驟953a,如果可用的話,UAV WTRU 902b可以首先發送註冊請求(例如NAS請求訊息),該註冊請求具有被設定為綁定請求的註冊類型,包括UAV ID和USS ID。可替換地或附加地,綁定請求也可以通過其它類型的NAS訊息來傳送。此時,AMF 906基於上述1級授權可能已經知道UAV WTRU 902b是合法WTRU,但是可能不知道UAV是合法UAV。
UAV ID可以是製造商指派的序號或由民用航空管理局(CAA)或其授權代表指派的註冊號,或者唯一地識別UAV機身(airframe)的另一ID。
USS ID在被包括在註冊請求訊息中時可以向AMF指示將綁定請求轉發到哪裡。例如,USS ID可以是目的地位址,例如IP位址、網域名稱名稱、或完全合格網域名稱名稱(FQDN)等。USS ID可以由USS供應者預先配置在UAV中。在UAV 902打算執行涉及複數USS/UTM的飛行操作的情況下,USS ID
可以由UAV WTRU 902b用USS ID列表來替換。在一可選或附加實施例中,與USS ID列表一起,所包括的USS ID之一可以被識別為主USS。
在步驟953b,AMF 906可以將綁定請求轉發到包括UAV ID的USS/UTM 910。AMF 906還可以在綁定請求中包括UAV WTRU ID,例如通用公共訂閱識別符(GPSI)(例如MSIDN或外部識別符)、國際行動設備身份(IMEI)、行動站國際使用者電話簿號碼(Directory Number)(MSISDN)、或國際行動用戶身份(IMSI)等等。如果UAV 902提供UAS服務供應者(USS)列表而沒有識別出主USS,則AMF 906可以將綁定請求訊息轉發到USS ID清單中所包括的每個USS。然而,如果UAV 902還包括主USS ID以及USS ID列表,則AMF 906可以僅將綁定請求訊息轉發到主USS。在該範例中,主USS可以承擔將綁定請求轉發到其它USS的角色。在最終將其與UAV ID認證過程的結果一起傳送回AMF 906之前,在USS ID列表中及收集綁定回應訊息。
在步驟954,USS/UTM 910可以認證UAV ID。這可能涉及USS/UTM 910與UAV 902之間的附加傳訊,其以與常規註冊請求類似的方式處理。
在步驟955a,USS/UTM 910可以向AMF 906發送綁定回應訊息,其包括在USS/UTM 910處的UAV ID認證程式的結果。如果在USS ID列表間的相應綁定請求中識別出主USS,則從主USS到AMF 906的綁定回應可以包含所有列出的USS處的UAV ID認證過程的集合結果(collective result)。然而,如果原始註冊請求包括USS ID列表而沒有任何主USS ID,則AMF 906可能需要等待其發送綁定請求的每個USS,以用UAV ID認證過程的結果來回應。
綁定回應訊息可包括指示狀態UAV ID認證過程的指示(例如,代碼)。例如,該代碼或指示可以包括但不限於以下中的一或複數:ACCEPT、和REJECT-USS ID等。
在步驟955b,AMF 906可以將註冊接受訊息(例如NAS回應訊息)內的綁定回應轉發到請求UAV 902。
在步驟955c,可以對UAV-C 903重複綁定程序。在步驟955c執行的詳細過程類似於上述UAV和UAV WTRU綁定過程,並且為了簡潔起見在此不進行描述。
應當注意,綁定過程可以由UAV 902和UAV-C 903以任何順序執行。在該過程結束時,UAV 902和UAV-C 903可以實現2級授權(即,綁定授權)。
已經實現綁定(與UAV 902)或2級授權的UAV WTRU 902b然後可以執行配對過程以將UAV 902與UAV-C 903配對。在該過程結束時,UAV 902和UAV-C 903可彼此關聯、辨識為一對、並且分配UAS ID及/或遠端ID。
在步驟956a,UAV 902可首先向AMF 906發送註冊請求,其中註冊類型被設定為UAS配對請求,包括其尋求與之配對的UAV-C 903的身份(即UAV-C ID)。UAV-C ID可以預先配置在UAV 902中,或者從網路或USS/UTM 910接收。如果可用,則其還可以包括UAV-C WTRU ID。對於具有自主飛行能力(例如,使用UTM導航)的UAV,可以設想,如果可用的話,所提供的UAV-C ID可以指USS ID/UTM ID。替代地或附加地,可以提供用於自主飛行等的指示。在具有自主飛行能力的UAV的情況下,配對過程可以指在此描述的實施例中的UAV-UTM配對。
在步驟956b,AMF 906可以將配對請求轉發到USS/UTM 910,其包括UAV ID、UAV-C ID(如果由UAV提供的話)。備選地或附加地,配對請求可包括對UAV 902與UAV-C 903之間的直接通訊的側鏈路命令和控制請求(SL C2請求)。直接通訊的範例可以包括但不限於使用許可頻帶或ISM的鄰近服務(Pro Se)、直接WiFi和D2D。
在步驟957,在接收到配對請求時,USS/UTM 910可以讀取所提供的UAV ID和UAV-C ID的所儲存的簡檔。基於UAV 902和UAV-C 903能力、例如由操作者等提供的允許的配對列表,USS/UTM 910可以確定配對程序的結果及/或將UAS ID指派給UAV 902和UAV-C 903對。
在步驟958a,USS/UTM 910可以向AMF 906發送包括配對授權過程的結果的配對回應訊息。
配對回應訊息可以包括指示UAS配對過程的狀態的代碼或指示。這可以包括但不限於以下中的一或複數:ACCEPT、REJECT-UAV-C能力、REJECT-允許的配對列表以及REJECT-對應綁定未完成。配對回應訊息還可以包括隱式指示UAV 902與UAV-C 903配對的UAS ID、遠端ID及/或SL C2回應。
在步驟958b,AMF 906可以將註冊接受訊息(例如,NAS回應訊息)內的配對回應轉發到請求UAV 902以及所請求的UAV-C 903。註冊接受訊息(或NAS回應訊息)可包括指派的UAS ID及/或遠端ID。在一實施例中,可以分別使用PDU對話建立請求和PDU對話建立接受訊息,經由SMF與USS/UTM交換配對請求和回應訊息。
在步驟958c中,綁定過程替代地或附加地由UAV-C發起。應當注意,配對過程可以由UAV 902和UAV-C 903以任何順序執行。由UAV-C 903發起的配對過程的細節類似於由UAV 902發起的那些,並且為了簡潔起見,在此不進行描述。
在該過程結束時,UAV 902和UAV-C 903可配對在一起,並且作為一對,它們可實現3級授權(即,配對授權)。
儘管圖9中未示出,但是可以將2級授權(即綁定授權)和3級授權(即配對授權)組合並執行為來自UAV 902及/或UAV-C 903的一綁定和
配對授權。例如,在UAV 902發起綁定和配對過程的情況下,UAV 902可以傳輸NAS請求訊息,該NAS請求訊息包括對於綁定和配對授權所需的一或複數資訊元素。例如,UAV 902可以傳輸NAS請求訊息,該NAS請求訊息可以包括綁定請求指示、UAV ID、USS ID、UAV配對請求指示、UAV-C ID或UAV-C WTRU ID中的至少一者。在UAV-C 903發起綁定和配對過程的情況下,UAV-C 903可以傳輸用於綁定和配對授權的類似NAS請求訊息。
下一步,飛行授權或4級授權可以允許在UAV 1002與UAV-C 1003之間建立直接通訊,從而使UAV 1002能夠進行飛行。
如圖10所示,在步驟1059a,為了發起飛行授權程序,UAV-C 1003可以向AMF 1006發送包括NAS訊息容器的上鏈NAS傳送訊息。NAS訊息容器可包括一或複數欄位,包括UAS ID、飛行計畫、預期任務和領航證書。
在步驟1059b,AMF 1006可以將飛行授權請求訊息轉發到USS/UTM 1010,該飛行授權請求訊息包括與在上鏈NAS訊息中的從UAV-C 1003接收的元素相同的元素。
在步驟1060a,USS/UTM 1010可向AMF 1006發送飛行計畫授權請求,其包括UAS ID和所請求的飛行計畫。飛行計畫可包括從起飛點到著陸點的航點,或者UAV 1002打算沿著從起飛點到著陸點的路徑飛行通過的一系列規則間距的座標,以及對應的時刻。
AMF 1006可以對照一系列網路相關參數檢查所請求的飛行計畫,該一系列網路相關參數諸如沿著飛行路徑的可用網路覆蓋、沿著飛行計畫的對應胞元處的網路負載。
在步驟1060b,AMF 1006可以用包括飛行計畫授權結果的飛行計畫授權回應來回應USS/UTM 1010。包括在訊息中的一些可能的結果代碼可以包括但不限於ACCEPT、REJECT-不可用網路(飛行計畫段)、REJECT-網路壅塞。
飛行計畫授權回應還可以包括在結果代碼=REJECT的情況下建議的替代方案,包括實現整個飛行計畫的網路覆蓋的替代路線或者避免網路壅塞的替代時間。
在步驟1061a,USS/UTM 1010可以向UAV-C WTRU 1003b發送包括結果代碼的飛行授權回應。
在步驟1061b,AMF 1006可以使用包括NAS訊息容器的下鏈NAS傳送將飛行授權回應發送回請求UAV-C 1003。飛行授權回應也可以被重複到UAV 1002。該訊息可以包括拒絕回應的原因代碼。該過程的成功完成可導致UAV 1002與UAV-C 1003之間的C2通訊的建立。
在步驟1062,在另一選項中(例如,使用UTM導航的UAV 1002),也可由UAV 1002啟動飛行授權過程。步驟的細節類似於UAV-C 1003所模仿的那些,並且為了簡潔起見,在此不進行描述。
在該步驟結束時,可向UAV 1002授予4級授權(即,飛行授權),從而能夠在UAV 1002與UAV-C 1003之間建立直接C2通訊,由此促進UAV飛行。
注意到,飛行授權或4級授權對於請求的飛行任務是有效的。在授權的飛行任務結束時,AMF 1006可以終止授權(例如,在本地或者經由WTRU(例如UAV WTRU 1002b和UAV-C WTRU 1003b)之間的顯式傳訊),並且可以要求UAV 1002和UAV-C 1003針對不同的飛行任務發起飛行授權過程。
在步驟1063a、1063b、1064和1065a、1065b,在成功獲得飛行授權或4級授權之後,UAV-C 1003(或UAV 1002)可以發起請求訊息以請求進一步的服務授權,例如網路定位服務、天氣資訊等。這些附加服務可由AMF 1006授權,在某些情況下,在UAS服務供應者(USS)/UTM 1010的幫助下。經由包括NAS訊息容器的下鏈NAS傳送訊息,將用於該授權的結果代碼達送到WTRU(例如,UAV WTRU 1002b或UAV-C WTRU 1003b)。
在成功完成該程序時,UAS可以獲得5級授權(即附加服務授權),以賦能支援飛行操作的特殊網路服務。
注意,圖9和圖10中描述的步驟不限於順序次序,而是可以與上述步驟不同的任何順序執行或運行,以便實現上述多級授權。
在一些實施方式中,WTRU(例如UAV WTRU或UAV-C WTRU)可以被配置成基於不同的授權等級來傳輸變化等級的UAS資料。例如,WTRU可以傳輸至少包括UAV-C ID和USS ID的UAS綁定請求,在其已經接收到用於WTRU認證和授權的成功回應的情況下。WTRU可以傳輸至少包括UAV ID(以及可選地或附加地UAV WTRU ID)的UAS配對請求,在其已經接收到成功的UAV綁定回應的情況下。WTRU可以經由UL NAS傳送傳輸UAS飛行授權請求,該UAS飛行授權請求至少包括UAS ID或遠端ID、飛行計畫、任務簡檔和領航證書(pilot credential),在其已經接收到包括UAS ID及/或遠端ID的成功UAS配對回應的情況下。在飛行計畫被成功授權的情況下,WTRU可以接收用於C2(以及可選地酬載)通訊的配置。
在另外的實施例中,UAS綁定請求的USS ID可以包括USS ID列表(飛行計畫的範例場景包括多於一USS)或者主USS ID和次USS列表。UAS ID可以是遠端ID的子集或部分,例如從某個最高有效位元(MSB)到最低有效位元(LSB)。UAV-C ID可以包括USS ID作為裝飾名稱的一部分(例如,UAV C ID @ USS ID)。附加服務可以在飛行授權之前或之後從USS/UTM授權或由USS/UTM授權。在成功認證和綁定之後,但是在配對之前,UAS實體(UAV或UAV-C)可能能夠發現可用的配對實體(例如,UAV-C或UAV)。
本文描述了用於利用複數UTM/USS進行識別、綁定和授權的實施例。
圖11A、圖11B示出了用於跨複數UTM及/或UAS服務供應者(USS)的多級授權的範例程序1100,其可以與本文描述的任何其它實施例組合使用。如圖11A、圖11B所示,可以利用由USSID 1和USSID2識別的二USS/UTM 1110a、1110b來執行跨複數USS/UTM的多級UAS授權。在此描述了呼叫流程步驟的範例。
步驟1151a、1151b和1152可以與圖9中描述的那些步驟相同或相似,並且為了簡潔起見在此不進行描述。
在步驟1153a、1153b、1154和1155a、1155b,AMF 1106可以向USS/UTMS 1110a、1110b(即,USS ID 1和USS 2)兩者發送綁定請求訊息。只有當AMF 1106從USS/UTM 1110a、1110b兩者接收到綁定回應時,它才將完整的決策連同任何適用的決策代碼一起轉發給UAV 1102。UAV 1102可以前進到下一步驟(即配對),例如,當它從每個請求的USS/UTM 1110a、1110b接收到具有結果代碼=SUCCESS的配對回應訊息時。
在步驟1156a、1156b、1157和1158a至1158d,配對授權過程可以要求來自UAV請求中列出的每個USS/UTM 1110a、1110b的個別授權。在這種情況下,AMF 1106可以向USS/UTM 1110a、1110b之一發送配對請求訊息,並且如果成功,則返回具有結果代碼=SUCCESS的配對回應訊息以及USS/UTM指派的UAS ID及/或遠端ID。當向其他所請求的USS/UTM 1110a、1110b發送後續配對請求訊息時,UAS ID及/或遠端ID可以由AMF 1106包括在配對請求訊息中。
在步驟1159a、1159b、1160a、1160b和1161a、1161b,當存在複數USS/UTM 1110a、1110b時,飛行授權過程可能要求AMF 1106個別地將飛行計畫請求訊息發送到USS/UTM 1110a、1110b中的每一,然後從它們全體收集回應。
在步驟1162,可選地,該程序也可以由UAV 1102發起。由UAV 1102發起的步驟的細節類似於由UAV-C 1103模仿的那些步驟,並且為了簡潔起見,在此不進行描述。
在步驟1163,當UAV 1102和UAV-C 1103接收到具有設定為SUCCESS的原因代碼的飛行授權回應訊息時,可以經由SMF 1 1106a建立UAV 1102和UAV-C 1103之間的C2通訊的直接鏈路(例如,PDU對話),並且可以建立4級授權。
注意,圖11A、圖11B中描述的步驟不限於順序次序,而是可以與上述步驟不同的任何次序執行或執行,以便實現跨上述複數UTM/USS 1110a、1110b的多級授權。
在一些實施例中,WTRU(例如UAV-C WTRU)可以被配置成當UAV屬於不同的PLMN時執行多級授權。例如,WTRU可以在其已經接收到用於WTRU認證和授權的成功回應的情況下傳輸至少包括UAV-C ID和USS ID的UAS綁定請求。WTRU在其已經接收到成功的UAV綁定回應的情況下可以傳輸至少包括UAV ID(以及可選地UAV WTRU ID)和服務於UAV的網路的PLMN ID的UAS配對請求。WTRU在其已經接收到包含UAS ID及/或遠端ID的成功UAS配對回應的情況下可以經由UL NAS傳送傳輸UAS飛行授權請求,該UAS飛行授權請求至少包括UAS ID或遠端ID、飛行計畫、任務簡檔和領航證書。在飛行計畫被成功授權的情況下,WTRU可以接收用於C2(以及可選地酬載)通訊的配置。
在另外的實施例中,服務於配對實體(例如,UAV-C或UAV)的網路的PLMN ID可以不由UAV或UAV-C提供,在這種情況下,USS/UTM可以將PLMN ID提供給請求3GPP網路。
這裡描述了用於跨PLMN的識別、綁定、配對和授權的實施例。
圖12A、圖12B示出了用於跨公共陸地行動網路(PLMN)進行識別、綁定、配對和授權的範例程序1200,其可以與本文描述的任何其他實施例結合使用。例如,當UAV 1202和UAV-C 1203屬於不同的PLMN時,可能需要支援跨複數PLMN的識別、綁定、配對和多級授權。圖12A、圖12B中所示的範例指屬於不同PLMN的二AMF 1206a、1206b,其中UAV 1202和UAV-C 1203分別作為AMF 1/SMF 1 1206a和AMF 2/SMF 2 1206b連接。在此描述了呼叫流程步驟的範例。
步驟1251a、1251b和1252可以與圖9中描述的那些步驟相同或相似,並且為了簡潔起見在此不進行描述。
在步驟1253a、1253b、1254和1255a至1255C,UAV ID被綁定到UAV WTRU ID並且UAV-C ID也被綁定到UAV-C WTRU ID的綁定過程與UAV WTRU 1202b或UAV-C 1203所連接到的PLMN的分別AMF(即AMF 1 1206a或AMF 2 1206b)一起發生。根據具體情況,UAV ID或UAV-C ID可以由USS/UTM 1210認證,然後相關的AMF(即AMF 1 1206a或AMF 2 1206b)可以將UAV ID綁定到UAV WTRU ID,或者將UAV-C ID綁定到UAV-C WTRU ID。
在步驟1256a、1256b、1257、1258a至1258c,在綁定過程完成(即,實現了2級授權)之後,UAV 1202或UAV-C 1203可發起配對過程以將二實體配對並被識別為UAS。在圖12A、圖12B所示的範例中,UAV通過發送註冊請求(例如,NAS請求訊息)來發起配對過程,該註冊請求具有被設定為UAS配對請求的註冊類型並且有所包括之請求的UAV-C ID。可替換地或附加地,如果可用,則UAV 1202還可以包括UAV-C WTRU ID。配對請求可以由AMF 1 1206a轉發給USS/UTM 1210,以授權二實體的配對。
一旦USS/UTM 1210授權了UAV 1202和UAV-C 1203的配對,配對回應訊息(例如,NAS回應訊息)就可以被發送到請求AMF(即,AMF 1 1206a,在該範例中負責UAV 1202),並且還被發送到負責UAS內的配對實體的AMF(即,AMF 2 1206b,在該範例中負責UAV-C 1203)。然後,AMF(即,在該範例中為AMF 1 1206a和AMF 2 1206b)中的每一可以在註冊接受訊息內將配對回應分別轉發到UAV 1202和UAV-C 1203。
在步驟1259a、1259b、1260a、1260b、1261a、1261b和1262,飛行授權請求可以由UAV 1202或UAV-C 1203發起。在圖12A、圖12B所示的範例中,UAV-C 1203藉由向AMF 2 1206b發送包含UAS飛行授權的上鏈NAS傳送訊息來發起該過程。這可以包括所提出的飛行計畫、領航證書和任務簡檔。飛行授權請求可以由AMF 2 1206b轉發到USS/UTM 1210。USS/UTM 1210可以將飛行計畫作為飛行計畫授權請求訊息的一部分發送到負責UAV的PLMN的AMF(即,在該範例中為AMF 1 1206a),並且作為回應,接收飛行計畫授權回應。
USS/UTM 1210然後可將飛行授權回應發送到二AMF 1206a、1206b,然後其在NAS下鏈傳送訊息中將它們分別轉發到UAV 1202和UAV-C 1203。這可以包括原因代碼,例如ACCEPT、REJECT-起因等。
當UAV 1202和UAV-C 1203接收到具有被設定為SUCCESS的原因代碼的飛行授權回應訊息時,UAV 1202和UAV-C 1203之間的用於C2通訊的直接鏈路(例如,PDU對話)可經由SMF 1 1206a建立,並且可建立4級授權。
注意,圖12A、圖12B中描述的步驟不限於順序次序,而是可以與上述步驟不同的任何次序執行或執行,以便實現上述跨PLMN的識別、綁定、配對和授權。
在一些實施方式中,WTRU(例如UAV-C WTRU)被配置成當UAV屬於不同PLMN時執行多級授權。WTRU在其已經接收到用於WTRU認證和授權的成功回應的情況下可以傳輸至少包括UAV-C ID和USS ID的UAS綁定請求。WTRU在其已經接收到成功的UAS綁定回應的情況下可以傳送至少包括UAV ID(以及可選地UAV WTRU ID)和服務於UAV的網路的PLMN ID的UAS配對請求。WTRU在其已經接收到包括UAS ID及/或遠端ID的成功UAS配對回應的情況下可以經由UL NAS傳送傳輸UAS飛行授權請求,該UAS飛行授權請求至少包括UAS ID或遠端ID、飛行計畫、任務簡檔和領航證書。在飛行計畫被成功授權的情況下,WTRU可以接收用於C2(以及可選地酬載)通訊的配置。
在另外的實施例中,服務配對實體(UAV-C或UAV)的網路的PLMN ID可以不由UAV或UAV-C提供,在這種情況下,USS/UTM可以將PLMN ID提供給請求3GPP網路。
圖13示出了用於UAV與UAV-C之間的綁定和配對的範例程序1300,其可與本文所述的任何其它實施例結合使用。UAV可以包括用於蜂巢通訊的UAV WTRU。該UAV-C可以包括用於蜂巢通訊的UAV-C WTRU。在步驟1305,UAV可以向AMF傳輸(第一)NAS請求訊息,該(第一)NAS請求訊息包括認證和授權請求,該認證和授權請求包括UAV WTRU識別(UAV WTRU ID)以及用於蜂巢通訊的一或複數UAV WTRU能力。該NAS請求訊息可以經由UAV WTRU被傳輸到AMF。該一或複數UAV WTRU能力可以包括指示該UAV WTR是具有UAS能力的WTRU的一或複數指示符。在步驟1310,UAV可以從AMF接收(第一)NAS回應的訊息,該訊息包括認證和授權回應,該認證和授權回應指示UAV WTRU是否被認證和授權用於網路存取。UAV可以經由UAV WTRU從AMF接收NAS回應訊息。
在步驟1315,UAV可向AMF傳送(第二)NAS請求訊息,該(第二)NAS請求訊息包括綁定請求指示、UAV識別(UAV ID)和USS識別(USS ID)。基於USS ID,UAV ID可以由AMF在綁定請求訊息中攜帶到USS/UTM,以用於將UAV WTRU的授權與關聯於UAV ID的UAV綁定。USS ID可以是NAS請求訊息的目的地位址(即,USS/UTM的位址),例如IP位址、網域名稱名稱、或完全合格網域名稱名稱(FQDN)等。USS ID可以由USS供應者預先配置在UAV中,或者從網路接收。該(第二)NAS請求訊息可以經由該UAV WTRU被傳輸到該AMF。在步驟1320,UAV可以從AMF接收(第二)NAS回應訊息,該(第二)NAS回應訊息包括指示UAV是否與UAV WTRU綁定的綁定回應指示。綁定回應指示可以由USS/UTM確定,並由USS/UTM通知到AMF。該(第二)NAS回應訊息可以經由該UAV WTRU從該AMF接收。
在步驟1325,如果綁定回應指示表明UAV成功地與UAV WTUR綁定,則在步驟1330,UAV可向AMF傳輸包括配對請求指示和UAV-C ID的(第三)NAS請求訊息。UAV-C ID可以由AMF在配對請求訊息中攜帶到USS/UTM,以便將UAV的授權與關聯於UAV-C ID的UAV-C配對。該(第三)NAS請求訊息可以是PDU對話請求,並且由該UAV WTRU經由該AMF傳輸到該SMF。在步驟1335,UAV可從AMF接收(第三)NAS回應訊息,該(第三)NAS回應訊息包括指示UAV與UAV-C配對的UAS ID。該NAS回應訊息可附加地包括遠端ID。UAS ID可以由USS/UTM在UAV和UAV-C對的授權下分配,並從USS/UTM轉發到AMF。該(第三)NAS回應訊息可以是PDU對話回應,並且由該UAV WTRU經由AMF從該SMF接收。
在步驟1340,在接收到該UAS ID時,該UAV可以經由對話管理功能(SMF)與該UAV-C建立PDU對話,以進行命令和控制(C2)通訊。UAV
ID可以是製造商指派的序號(或機身ID),並且UAV WTRU ID是GPSI、MSIDN、IMEI、MSISDN、或IMSI等。UAV-C ID可以是製造商指派的序號。
儘管以上以特定的組合描述了特徵和元件,但是本領域的普通技術人員將理解,每個特徵或元件可以單獨使用或與其它特徵和元素任意組合使用。另外,本文描述的方法可以在電腦程式、軟體或韌體中實現,該電腦程式、軟體或韌體併入電腦可讀媒體中以由電腦或處理器執行。電腦可讀媒體的範例包括電子訊號(經由有線或無線連接傳輸)和電腦可讀儲存媒體。電腦可讀儲存媒體的範例包括但不限於,唯讀記憶體(ROM)、隨機存取記憶體(RAM)、暫存器、快取記憶體、半導體記憶體裝置、諸如內部硬碟和可行動盤的磁媒體、磁光媒體、以及諸如CD-ROM碟片和數位多功能碟片(DVD)的光媒體。與軟體相關聯的處理器可以用於實現在WTRU、UE、終端、基地台、RNC或任何主機電腦中使用的射頻收發器。
200:無人飛行系統(UAS)的範例架構
202a、202b、202c、202d、202e:無人飛行器(UAV)
203a、203b:無人飛行器(UAV)控制器
206:5G核心網路
210:UAS訊務管理(UTM)
220:UTM客戶端
281a:PCF
282a、283a:對話管理功能(SMF)
284a、284b:使用者平面功能(UPF)
285a:網路揭露功能(NEF)
Claims (20)
- 一種在一蜂巢網路中於具有一無線傳輸/接收單元(WTRU)的一無人飛行器(UAV)中使用的方法,該方法包括:向一網路節點傳送一非存取層(NAS)請求訊息,該NAS請求訊息指出該UAV與關聯於該UAV的一UAV-控制器(UAV-C)之間的一配對請求;從該網路節點接收一第一NAS回應訊息,該NAS回應訊息指出該UAV與該UAV-C配對,其中該第一NAS回應訊息包括一UAV身份(ID),該UAV ID識別在一無人飛行系統(UAS)服務供應者(USS)/UAS交通管理的一範圍內的該UAV;以及在該第一NAS回應訊息之後,從該網路節點接收一第二NAS回應訊息,該第二NAS回應訊息授權在該蜂巢網路上該UAV與該UAV-C之間的一命令和控制(C2)通訊。
- 如請求項1所述的方法,其中該NAS請求訊息是一協定資料單元(PDU)對話請求訊息,並且該第一NAS回應訊息是一PDU對話回應訊息。
- 如請求項1所述的方法,進一步包括:在接收到識別該USS/UAS交通管理的該範圍內的該UAV的該UAV ID時,經由執行一對話管理功能(SMF)的一網路節點來建立用於與該UAV-C的該C2通訊的一PDU對話。
- 如請求項1所述的方法,其中該第一NAS回應訊息包括一遠端識別(遠端ID)。
- 如請求項1所述的方法,其中該NAS請求訊息包括一UAV-控制器(UAV-C)識別(UAV-C ID)以及該UAV-C ID是一製造商指派的序號。
- 如請求項5所述的方法,進一步包括:向該網路節點傳送另一NAS請求訊息,該NAS請求訊息包括一綁定請求指示、一UAV識別(UAV ID)和一USS識別(USS ID),其中,基於該USS ID,該UAV ID被攜帶在對該USS/UAS交通管理的一綁定請求中;以及從該網路節點接收包括一綁定回應指示的另一NAS回應訊息,該綁定回應指示指出該UAV是否與該WTRU綁定,其中該綁定回應指示由該USS/UAS交通管理確定。
- 如請求項6所述的方法,進一步包括:在該UAV與該WTRU綁定的情況下,向該網路節點傳送包括該配對請求的該NAS請求訊息,其中該配對請求是一PDU對話建立請求訊息。
- 如請求項6所述的方法,進一步包括:向該網路節點傳送包括一認證和授權請求的另一NAS請求訊息,該認證和授權請求包括一WTRU識別(WTRU ID)以及一或複數WTRU能力;以及從該網路節點接收包括一認證和授權回應的另一NAS回應訊息,該認證和授權回應指出該WTRU是否被認證和授權用於存取該蜂巢網路。
- 如請求項8所述的方法,其中該UAV ID是一製造商指派的序號,並且該WTRU ID是一國際行動設備身份(IMEI)。
- 如請求項1所述的方法,其中該NAS請求訊息包括與該UAV關聯的一UAV ID和與該UAV-C關聯的一UAV-C ID,以及其中一UAS包括該UAV和該UAV-C。
- 一種在一蜂巢網路中的無人飛行器(UAV),該UAV包括:用於蜂巢通訊的一無線傳輸/接收單元(WTRU);以及至少一處理器,該WTRU和該至少一處理器被配置用於:向一網路節點傳送一非存取層(NAS)請求訊息,該NAS請求訊息指出該UAV與關聯於該UAV的一UAV-控制器(UAV-C)之間的一配對請求;從該網路節點接收一第一NAS回應訊息,該NAS回應訊息指出該UAV與該UAV-C配對,其中該第一NAS回應訊息包括一UAV身份(ID),該UAV ID識別在一無人飛行系統(UAS)服務供應者(USS)/UAS交通管理的一範圍內的該UAV;以及在該第一NAS回應訊息之後,從該網路節點接收一第二NAS回應訊息,該第二NAS回應訊息授權在該蜂巢網路上該UAV與該UAV-C之間的一命令和控制(C2)通訊。
- 如請求項11所述的UAV,其中該NAS請求訊息是一協定資料單元(PDU)對話請求訊息,並且該第一NAS回應訊息是一PDU對話回應訊息。
- 如請求項11所述的UAV,其中該WTRU和該至少一處理器進一步被配置用於:在接收到識別該USS/UAS交通管理的該範圍內的該UAV的該UAV ID時,經由執行一對話管理功能(SMF)的一網路節點,來建立用於與該UAV-C的該C2通訊的一PDU對話。
- 如請求項11所述的UAV,其中該第一NAS回應訊息包括一遠端識別(遠端ID)。
- 如請求項11所述的UAV,其中該NAS請求訊息包括一UAV-控制器(UAV-C)識別(UAV-C ID)以及該UAV-C ID是一製造商指派的序號。
- 如請求項15所述的UAV,其中該WTRU和該處理器進一步被配置用於:向該網路節點傳送另一NAS請求訊息,該NAS請求訊息包括一綁定請求指示、一UAV識別(UAV ID)和一USS識別(USS ID),其中,基於該USS ID,該UAV ID被攜帶在對該USS/UAS交通管理的一綁定請求中;以及從該網路節點接收包括一綁定回應指示的另一NAS回應訊息,該綁定回應指示指出該UAV是否與該WTRU綁定,其中該綁定回應指示由該USS/UAS交通管理確定。
- 如請求項16所述的UAV,其中該WTRU和該處理器進一步被配置用於在該UAV與該WTRU綁定的情況下向該網路節點傳送包括該配對請求的該NAS請求訊息,其中該配對請求是一PDU對話建立請求訊息。
- 如請求項16所述的UAV,其中該WTRU和該處理器進一步被配置用於:向該網路節點傳送包括一認證和授權請求的另一NAS請求訊息,該認證和授權請求包括一WTRU識別(WTRU ID)以及一或複數WTRU能力;以及從該網路節點接收包括一認證和授權回應的另一NAS回應訊息,該認證和授權回應指出該WTRU是否被認證和授權用於存取該蜂巢網路。
- 如請求項18所述的UAV,其中該UAV ID是一製造商指派的序號,並且該WTRU ID是一國際行動設備身份(IMEI)。
- 如請求項11所述的UAV,其中該NAS請求訊息包括與該UAV關聯的一UAV ID和與該UAV-C關聯的一UAV-C ID,以及其中一UAS包括該UAV和該UAV-C。
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