CN112567778A - 用于在蜂窝网络中使用无人航空系统的系统和方法 - Google Patents

Abstract

提供了系统和方法，该系统和方法用于在3GPP网络中为无人航空系统(UAS)提供服务、为5G系统中的命令和控制启用通信，以及为3GPP系统中的识别和操作启用UAS服务。

Description

用于在蜂窝网络中使用无人航空系统的系统和方法

相关申请的交叉引用

本专利申请要求2018年8月10日提交的美国临时申请第62/717,712号、2018年11月2日提交的美国临时申请第62/755,261号和2019年2月7日提交的美国临时申请第62/802,602号的权益，上述专利申请中的每个专利申请据此全文以引用方式并入本文。

技术领域

本申请整体涉及无线通信系统，并且更具体地讲，涉及蜂窝网络中的无人航空系统(UAS)的配置和控制。

背景技术

无线移动通信技术使用各种标准和协议以在基站和无线移动设备之间传输数据。无线通信系统标准和协议可包括：第3代合作伙伴计划(3GPP)长期演进(LTE)；电气和电子工程师协会(IEEE)802.16标准，该标准通常被行业组织称为全球微波接入互操作(WiMAX)；以及用于无线局域网络(WLAN)的IEEE 802.11标准，该标准通常被行业组织称为Wi-Fi。在LTE系统中的3GPP无线电接入网络(RAN)中，基站可包括RAN节点诸如演进通用陆地无线电接入网(E-UTRAN)节点B(还通常表示为演进节点B、增强型节点B、eNodeB或eNB)和/或E-UTRAN中的无线电网络控制器(RNC)，该基站与被称为用户设备(UE)的无线通信设备进行通信。在第五代(5G)无线RAN中，RAN节点可包括5G节点、新空口(NR)节点或gNodeB(gNB)。

附图说明

图1示出了根据一个实施方案的系统。

图2示出了根据另一个实施方案的系统。

图3示出了根据一个实施方案的C2通信模型(或模式)。

图4示出了根据一个实施方案的基于服务的架构。

图5示出了根据一个实施方案的高级程序。

图6示出了根据一个实施方案的用于UAS操作服务请求的程序。

图7示出了根据一个实施方案的用于UAS操作服务请求的程序。

图8示出了根据一个实施方案的用于在5GS中通知UAS操作状态的程序。

图9示出了根据一个实施方案的用于在EPS中通知UAS操作状态的程序。

图10示出了根据一个实施方案的系统。

图11示出了根据一个实施方案的系统。

图12示出了根据一个实施方案的设备。

图13示出了根据一个实施方案的示例性接口。

具体实施方式

3GPP已开始研究在蜂窝通信系统中使用无人航空系统的各个方面。本公开提供了用于在3GPP网络中为无人航空系统(UAS)提供服务、为5G系统中的命令和控制启用通信，以及为3GPP系统中的识别和操作启用UAS服务的实施方案。

I.在3GPP网络中为UAS提供服务

3GPP TR 22.825中的无人航空系统的远程识别包括以下定义。5GLAN一对多通信：5GLAN组中的一个UE与多个UE之间的通信。无人航空系统(UAS)：UAV和UAV控制器的组合。无人航空载具(UAV)：远程控制的机上无人类飞行员的飞行器。UAV控制器：用于远程控制UAV的设备。本研究集中于提供用于远程识别和跟踪在5G系统(5GS)和/或演进分组系统(EPS)中链接到3GPP订阅的UAS的UAS服务。根据该研究，当UAS从移动网络运营商(MNO)请求对访问UAS数据服务的许可时，MNO执行二次检查(在初始相互认证之后或与初始相互认证并行)以建立UAS凭据供操作。

MNO负责向无人航空系统交通管理(UTM)传输从UAS进行操作的请求以及潜在地将附加数据添加到该请求。需注意，UTM为3GPP实体，并且在本文中也可称为基于蜂窝的UTM(C-UTM)。UTM负责UAS进行操作的授权并且检查UAS和运营商的凭证。一个选项是UTM由空中交通管制机构操作。UTM可存储关于UAV、UAV控制器及其实时位置的所有数据。如果UAS未通过该检查的任何部分，则MNO可拒绝对UAS的服务并且从而拒绝对操作的许可。

然而，先前尚未解决某些用例和问题。例如，先前未确定UAV和UAV控制器如何在所谓的UAS发现程序(包括UAS直接发现和网络辅助UAS发现)中发现彼此、彼此关联，并且作为UAS操作。又如，先前未确定UAV控制器可如何经由3GPP网络而不使用UAV控制器与UAV之间的直接通信来使UAV飞行。示例性用例用于基于UAS的远程检查的服务，例如建筑物、资产、财产、电源线基础设施、森林、农业田地、灾难场景等的检查。此类服务可能需要更长的飞行距离以及UAV和UAV控制器之间的可靠连接。因此，为了使用3GPP连接性来实现基于UAS的远程检查服务，3GPP网络可能需要利用以下特性来辅助UAS操作：3GPP网络可以能够支持低延迟传输以分别递送由UAV控制器发送的命令以及由UAV控制器和UAV发送的响应消息；以及经由3GPP网络从UAV到UAV控制器的双向高吞吐量，例如以发送实时视频。另外，对于UAS，UAV和UAV控制器可能需要支持：要被识别并作为UAS操作的网络辅助UAS发现；以及3GPP UE能力。

先前也未确定3GPP系统如何经由作为中继UE的UAV控制器来识别UAS。这是考虑3GPP系统适应具有或不具有3GPP凭据的UAV的用例，其中后一种情况在当今商业市场上同样广泛地看到。另外，3GPP系统可仅与UAV控制器通信，该UAV控制器可以与UE设备(例如，智能电话)集成并作为中继UE操作。

本公开提供了用于解决上述问题和/或用例的实施方案。在一个实施方案中，例如，UAS发现包括UAS直接发现和网络辅助UAS发现。另一个实施方案包括使用3GPP接入技术的网络辅助UAS操作。又一个实施方案包括经由作为中继UE的UAV控制器(作为远程UE的UAV)进行的UAS识别。

UAS操作/跟踪/远程识别的某些实施方案适用于EPS中的3GPP系统。

如下所讨论，5G系统架构可包括UTM或C-UTM网络功能和/或应用程序功能以执行本文的某些实施方案。

图1示出了根据某些实施方案的使用3GPP技术的用于UAS发现和/或UAS操作的示例性系统100。该系统100包括UAS 102，该UAS包括UAV控制器104和UAV 106。UAV控制器104包括被配置为与RAN 108通信的UE。UAV控制器104可包括例如射频(RF)远程控制(RC)设备或智能电话。UAV 106还包括被配置为与RAN 110通信的UE。在该示例中，RAN 108连接到与UTM 116通信的核心网(CN 112)，并且RAN 110连接到与UTM 116通信的CN 114。然而，技术人员将从本文的公开内容认识到，RAN 108和RAN 110都可与相同核心网通信。技术人员还将从本文的公开内容认识到，在某些情况下，UAV控制器104和UAV 106可连接到相同的RAN。另外，在某些实施方案中，UTM 116可为CN 112和/或CN 114的一部分。

I(A).UAS发现

在UAV 106和UAV控制器104可作为UAS(例如，所示的UAS 102)操作之前，UAV 106和UAV控制器104需要执行UAS发现。UAS发现是识别UAV和UAV控制器在附近并相关联以用于UAS操作的过程。原则上，3GPP网络可以能够关联UAV和UAV控制器并将两者识别为UAS。另外，取决于UAV和UAV控制器的接近，3GPP网络可在UAV和UAV控制器执行UAS直接发现之前基于两者的可用位置信息来提供支持以辅助UAS发现。

I(A)(ii).UAS直接发现

根据一个实施方案，当UAV控制器104和UAV 106彼此接近时，UAV 106和UAV控制器104可执行UAS直接发现程序。在此类实施方案中，UAV 106和UAV控制器104的操作者可以容易地执行UAS直接发现以将两者相关联以便作为UAS操作。例如，当UAV控制器104和UAV 106已被接通时，操作者可使用3GPP或无线局域网(WLAN)接入技术通过直接通信118来手动发起UAS直接发现程序。在成功的UAS直接发现之后，每个设备的3GPP UE分别发起初始注册程序，其中UAV 106和UAV控制器104两者向3GPP网络指示直接发现信息，例如，WLAN的服务集标识符(SSID)和用户标识符(ID)(如果使用WLAN接入技术)。如果使用3GPP接入技术，则在某些实施方案中，可重复使用TS 23.303中的ProSe直接发现程序。CN 112和/或CN 114(例如，3GPP网络中的AMF)执行认证程序，检查两个UE的订阅，并且然后将UAS信息(例如，元数据)和发现信息转发到UTM 116。UTM 116将UAV 106和UAV控制器104相关联并且通过分配可用于管理UAS 102的临时UAS ID来将两者识别为UAS 102。CN 112和/或CN 114在注册接受消息中向UAV控制器104和UAV 106提供UAS ID。UAV 106和UAV控制器104使用UAS ID来与3GPP网络和UTM 116交互以进行UAS操作。

I(A)(i).网络辅助UAS发现

根据一个实施方案，当UAV控制器104和UAV 106在UAS直接发现范围内处于一定距离内但仍然处于视线之外时，UAV 106和UAV控制器104执行网络辅助UAS发现程序。在某些此类实施方案中，UAV控制器104和UAV 106可处于一定距离内。例如，UAV控制器104可能需要搜索已暂时丢失连接性并且着陆在触及/视线之外的某个地方的丢失UAV 106。该服务可用于恢复UAV 106和UAV控制器104之间的连接性和UAS操作。例如，当UAV控制器104和UAV106已被接通时，每个设备的3GPP UE分别发起初始注册程序。UAS 102在成功的3GPP注册程序之后执行UAS发现程序或执行该UAS发现程序作为单独UE的注册程序的一部分。在UAS发现程序期间，UAV控制器104使用其机载UE来向CN 112指示发现信息，该CN然后将发现信息转发到UTM 116。该UTM 116基于发现信息来执行UAS授权，该发现信息可包含UAV 106的身份信息和从全球定位系统(GPS)检索的位置信息。该UTM 116可从CN 112和/或CN 114获得位置信息作为UAS发现请求的一部分，或者发起位置服务以获得UAV控制器104和UAV 106的位置信息。如果基于所接收的发现信息来为UAS身份和位置接近标准找到匹配，则UTM 116授权UAS 102并将UAV 106和UAV控制器104相关联。UTM 116将临时UAS标识分配给UAS 102，该临时UAS标识可用于识别UAS 102以用于管理、跟踪、实施UAS 102的路线策略等。

当从UTM 116接收到UAS授权时，3GPP系统(CN 112和/或CN 114)回复发现请求消息以利用网络辅助发现信息来通知UAV 106和UAV控制器104。然后，UAV 106和UAV控制器104基于从网络接收的信息使用直接通信118来执行UAS直接发现。该信息可包括将用于UAS102内的直接通信118的接入技术，例如3GPP接入或非3GPP接入。如果UAS直接发现成功，则UAV 106和UAV控制器104响应于网络并开始作为UAS 102操作。

I(B).使用3GPP接入技术的网络辅助UAS操作

在某些实施方案中，当UAV控制器104和UAV 106之间不存在直接通信118时，可提供网络辅助UAS操作。例如，可接通UAV控制器104和UAV 106以服务于远程检查任务，并且操作者/用户发起网络辅助UAS发现程序。在成功的网络辅助UAS发现之后，如上文所公开，UTM116然后可开始跟踪UAS 102并且3GPP网络(例如，CN 112和/或CN 114)启用3GPP连接性以辅助UAS操作。UAV控制器104和UAV 106请求3GPP网络建立协议数据单元(PDU)会话，该协议数据单元会话可提供用于传输UAV命令和接收UAV响应的低延迟和可靠的连接性。3GPP网络可经由控制平面路径或数据平面为UAV 106和UAV控制器104建立路线。例如，3GPP网络可为UAV 106和UAV控制器104两者建立PDU会话，该PDU会话可锚定在相同RAN节点中，在分别服务于UAV 106和UAV控制器104的两个不同RAN节点之间路由，或者建立在UPF处的PDU会话锚，或者建立在边缘处的本地DN。又如，3GPP网络可建立控制平面会话，该控制平面会话可锚定在相同RAN节点中，在分别服务于UAV 106和UAV控制器104的两个不同RAN节点之间路由，建立控制平面或用户平面网关功能等。

然后，UAV控制器104可通过经由3GPP连接性指示命令来开始使UAV 106飞行。另外，UAV 106可开始记录实时视频并经由3GPP网络使用3GPP连接性将其传输到UAV控制器104。

I(C).经由作为中继UE的UAV控制器(作为远程UE的UAV)进行的UAS识别

某些实施方案提供经由作为中继UE的UAV控制器进行的UAS识别。在某些此类实施方案中，UAV可被配置为远程UE。例如，图2示出了根据一个实施方案的用于经由被配置为中继UE的UAV控制器104识别UAS 102的系统200。在该示例中，UAS 102内的直接通信118可包括3GPP或非3GPP接入。此外，示例可应用于具有3GPP UE的UAV 106或不具有3GPP凭据的UAV202。

当UAV控制器104和UAV 106和/或UAV 202已被接通时，操作者可在UAV 106和/或UAV 202与UAV控制器104之间执行UAS直接发现。对于没有3GPP凭据的UAV 202，UAS直接发现可使用WLAN接入技术。对于具有3GPP凭据的UAV 106，UAS直接发现可使用3GPP或WLAN接入技术。

在成功的UAS直接发现之后，作为注册程序的一部分或在成功的注册程序之后，UAV控制器104的UE向3GPP网络请求UAS操作以作为中继UE操作。UAV控制器104的UE向3GPP网络提供UAS信息，并且3GPP网络将UE订阅和UAS信息转发到UTM 116以用于UAS授权和识别。UTM 116识别UAS 102并将UAS ID分配给UAV控制器104。然后，UAV控制器104负责报告UAV状态信息，包括位置、电池状态、速度、实时视频、快照图像等。UAV 106和/或UAV 202使用所建立的直接通信118向UAV控制器104提供其实时信息，包括位置信息、电池状态、速度、实时视频、快照图像等。

对于上面描述的用于在3GGP网络中为UAS提供服务的实施方案，示例性实施方案包括已被接通以服务于远程检查任务的UAV控制器和UAV，并且操作者/用户发起网络辅助UAS发现程序。在成功的网络辅助UAS发现之后，UTM可随后开始跟踪UAS并且3GPP网络实现3GPP连接性以辅助UAS操作。UAV控制器和UAV可请求3GPP网络建立PDU会话，该PDU会话可提供用于传输UAV命令和接收UAV响应的低延迟和可靠的连接性。3GPP网络可经由控制平面路径或数据平面为UAV和UAV控制器建立路线。3GPP网络可为UAV和UAV控制器两者建立PDU会话，该PDU会话可锚定在相同RAN节点中，在分别服务于UAV和UAV控制器的两个不同RAN节点之间路由，或者建立在UPF处的PDU会话锚，或者建立在边缘处的本地DN。3GPP网络可建立控制平面会话，该控制平面会话可锚定在相同RAN节点中，在分别服务于UAV和UAV控制器的两个不同RAN节点之间路由，建立控制平面或用户平面网关功能等。UAV控制器可开始经由3GPP连接性使UAV飞行(指示命令)，并且UAV可开始记录实时视频并经由3GPP网络使用3GPP连接性将实时视频传输到UAV控制器。

II.为5G系统中的命令和控制启用UAS通信

某些3GPP提出的增强包括重复使用一些现有特征，诸如ProSe服务框架、双连接性概念和PDU会话锚概念。在Rel-16 ID_UAS的服务要求中，假设UAS由人类操作者使用UAV控制器操作以控制配对的UAV，其中UAV和UAV控制器两者经由3GPP网络使用两个单独的连接来连接以进行命令和控制(C2)通信。然而，Rel-16中的ID_UAS服务不考虑C2通信的关键性能指标(KPI)。例如，由于提出的安全问题(包括与另一个UAV发生空中碰撞的风险、UAV失控的风险、UAV的故意误用的风险以及共享空域的各种UAS用户(例如，商业、休闲等)的风险)，在5GS中支持UAS操作可能是有用的。因此，为了避免安全风险，在将5G网络视为传输网络时，通过保证C2通信的服务质量(QoS)来提供UAS服务是有用的。

对于经由3GPP网络的C2通信，可考虑不同流量类型的带宽和延迟KPI。原则上，可考虑以下流量类型：遥测C2，其使用C2通信以用于监测事件报告，其中带宽和延迟要求可能不是关键的；实时C2，其使用C2通信以用于远程命令，其中所需的延迟考虑端到端C2通信路径(针对上行链路和下行链路两者)以及操作者的反应时间；视频流C2，其使用C2通信以用于将实时视频流从UAV上传到3GPP网络或UAV控制器中的UTM，其中对于后一种情况，可能需要在上行链路和下行链路中支持端到端C2通信路径的带宽和延迟要求，其中取决于视频流的分辨率，所需的带宽是不同的(然而，如果使用下文讨论的模式A/B/C，则延迟要求也可能需要考虑人类反应延迟)；以及/或者情况感知报告C2，其使用C2通信来报告配置的监测事件(例如，针对检测的可识别对象)，以及由于检测的不可识别对象/障碍物(例如，鸟、风筝、外星人、UFO等)而引起的紧急事件警报，其中在后一种情况下，视频片段可与警报一起被发送。

表1示出了C2通信的某些用例的示例性KPI。

表1

3GPP提议中描述的方面涉及：定义5GS中的C2通信的5G连接性模式(在本文中也称为模型)；提供增强以支持UAV和UTM之间的默认C2通信；提供对C2通信的所需QoS和优先级的支持；以及提供对用于C2通信中的C2监测的UAV配置的支持。

通过背景技术，3GPP TS 23.502的图5.2.1-1和图5.2.1-1a(这些图及其在3GPPTS 23.502中的描述以引用方式并入本文)示出了基于服务和参考点表示中的5G系统中的策略和收费框架的总体架构。3GPP TS 23.502的另外图4.2.4.3-1(该图及其在3GPP TS23.502中的描述以引用方式并入本文)示出了如何可通过使用UE配置更新程序来将UE策略从PCF递送到UE。

TS 23.303中的EPS中的ProSe服务框架的现有概念、TS23.401中的双连接性概念和TS 23.501中的PDU会话锚概念是功能特征，其不考虑UAS操作和用于C2通信的UAS服务的所需QoS。

因此，下文的某些实施方案提供了用于在5GS中提供UAS服务的增强。增强1提供5GS中的C2通信的连接性。增强2、3和4在增强1之后并提供增强以支持UAV和UTM之间的默认C2通信。增强5提供对C2通信的所需QoS和优先级的支持。增强6提供对用于C2通信中的C2监测的UAV配置的支持。增强7提供示例性程序。在没有此类实施方案的情况下，UAS服务可能不被提供有期望或所需QoS，并且可能导致UAS操作的安全风险。

在某些此类实施方案中，应用以下假设：UAV和UAV控制器都具有3GPP UE能力；UTM是5GC中的虚拟/物理网络功能或通过标准化接口与5G核心进行交互的应用程序功能；5G系统中的参考服务架构如TS 23.503的图5.2.1-1和TS 23.503的图5.2.1-1a中所示；并且UE配置基于TS23.502的图4.2.4.3-1中来自AMF/PCF的程序。

II(A).增强1：5GS中的C2通信的连接性

C2通信包括用户平面链路，以将具有用于针对UAV操作的命令和控制的信息的消息从UAV控制器或UTM递送到UAV。3GPP系统可支持具有预定义C2通信模型的所需QoS的C2通信(例如，使用UAV和UAV控制器之间的直接ProSe通信、基于UTM和UAV之间的飞行计划的UTM导航的C2通信)。3GPP系统可在C2通信模型之间切换时支持具有所需QoS的C2通信。3GPP系统可支持供UTM请求对具有预定义C2通信模型的所需QoS的C2通信的监测的机构(例如，使用UAV和UAV控制器之间的直接ProSe通信、UTM和UAV之间的UTM导航的C2通信)。

在某些实施方案中，5GS中的C2通信的连接性支持以下服务要求：5G系统可以用预定义C2通信模式(例如，直接C2、间接C2、双间接C2和网络导航C2模式)定义UAV和UAV控制器之间的C2通信；并且5G系统可支持用于与UTM交互的机制以获得C2通信的所需信息(例如，服务类、UAS服务的流量类型、所请求的UAS服务的所需QoS以及UAS服务的订阅)的机构。

图3示出了根据某些实施方案的针对UAS的5GS中的四种C2通信模式或模型300。具体地讲，图3示出了用于直接C2通信的模型A(或模式A)、用于间接C2通信的模型B(或模式B)、用于双间接C2通信的模型C(或模式C)，以及用于网络导航通信的模型D(或模式D)。这些模型或模式中的每一者包括UAV控制器302、UAV 304、一个或多个RAN306、UTM 308。该一个或多个RAN 306可以包括例如NG-RAN节点。在该示例中，实线箭头示出C2通信链路并且虚线表示控制平面链路。

在用于直接C2通信的模式A中，UAV控制器302和UAV 304建立直接C2链路以彼此通信，并且使用由5G网络提供的配置和调度的无线电资源来注册到5G网络以进行直接C2通信。

在用于间接C2通信(也称为网络辅助C2)的模式B中，UAV控制器302和UAV 304向5G网络注册并建立到该网络的相应单播C2通信链路并且经由5G网络彼此通信。另外，UAV控制器302和UAV 304可经由不同的NG-RAN节点向5G网络注册。在某些模式B实施方案中，5G网络在任何情况下支持处理C2通信的可靠路由。

在用于双间接C2通信(也称为网络辅助双C2)的模式C中，在模式B间接C2模式之后，为了确保用于UAS操作的C2通信的服务可用性和可靠性，尤其是当UAV 304飞行超过操作者的视线(BLOS)时，针对UAV 304支持冗余C2通信链路。

在用于网络导航C2通信(也称为UTM导航C2)的模式D中，UAV 304提供用于自主飞行的预调度的飞行路线，然而UTM 308仍然保持与UAV 304的C2通信链路以监测UAV 304并在必要时导航UAV 304。换句话讲，UTM 308可包括UAV控制器302的至少一些功能。

一般来讲，模式A、模式B和模式C用于由人类操作者使用UAV控制器302进行直接命令和控制以使UAV 304飞行。为了避免失去对UAV 304的控制的风险，确保C2通信的5G连接性可能是有用的。相反，模式D用于间接命令和控制以使用由UTM 308提供的预调度的飞行路线来使UAV 304飞行。在这种情况下，如果需要，UTM 308定期监测飞行状态并提供更新以调整路线。

出于可靠性和服务可用性考虑，混合C2模式也可通过将任何模式与一种或多种模式组合作为备用C2通信链路来适用。例如，当UAV 304正在飞行BLOS时，C2通信可首先使用模式A直接C2然后切换到模式B间接C2。操作C2通信模式的切换可由人类操作者使用UAV控制器或由UTM 308根据UAV位置的监测报告来发起。

又如，当模式B间接C2通信具有弱连接性时，可使用模式C双间接C2。5G网络可启用模式C双间接C2通信以确保C2通信的可靠性。如果UAV 304能够实现C2通信的双连接性，则5G系统(例如，主RAN节点)可以发起模式C双C2通信。针对C2通信中的不同流量类型划分无线电承载可取决于所需QoS并且基于UAS服务的流量类型信息以及由UTM 308经由AMF提供的所需QoS。主RAN节点可发掘UAS服务的流量信息，或者经由AMF从UTM 308获得该信息作为辅助信息的部分。

又如，也可在任何需要的时候利用模式D网络导航C2，例如，用于空中交通管制，用于当UAV 304接近没有无人机区域时，用于当UAV 304超过约定的地理围栏时，以及用于检测潜在安全威胁。

II(A)(i).增强1.1

在增强1之后，具有预定义C2通信模式的UAV 304和UAV控制器302之间的C2通信被定义为C2模式类型，包括直接C2、间接C2、双间接C2和网络导航C2模式。

II(A)(ii).增强1.2

在增强1.1之后，SMF从UTM 308获得C2通信的所需信息，例如，支持和授权的C2模式类型、服务类、UAS服务的流量类型、所请求的UAS服务的所需QoS以及UAS服务的订阅。

增强2、3和4在增强1之后并提供增强以支持UAV 304和UTM 308之间的默认C2通信。

II(B).增强2：UTM为CN中的NF

在某些实施方案中，UTM 308可为CN中的网络功能(NF)。5G系统可默认支持用于UAV 304与UTM 308之间的C2通信的机制，例如，用于在检测到违反飞行计划时提供网络导航、紧急接管控制等。下文的增强2.1和2.2提供了用于通过以下假设检测用户平面中的UTM308的流量的方法：UTM 308是5GC中的虚拟/物理控制平面网络功能；并且在UTM 308与UAV304和/或UAV控制器302之间不存在直接接口。

II(B)(i).增强2.1

在某些实施方案中，SMF生成去往UTM 308的流量的流量令牌。当UAV 304和UAV控制器302作为UAS操作时，UAV控制器302执行如下PDU会话建立程序：UAV控制器经由AMF-1将包括UAS-ID、PDU会话ID#1的PDU会话建立请求消息发送到SMF-1；SMF-1生成要发送到UTM的流量的流量令牌#1；当PDU会话用于需要低延迟的UAS服务时，SMF选择支持所请求的DNN的最近UPF，或者将PDU会话锚(PSA)添加到PDU会话并将流量重新路由到最近的UPF(该行为可以遵循TS23.501条款5.6.4)；SMF-1用流量令牌#1配置UPF#1；SMF-1存储UAS-ID的信息、流量令牌#1、UPF-1的地址、UAS的UTM的地址、UTM的地址和PDU会话ID#1，其中UTM地址可与PDU会话建立请求一起从AMF-1获得，从发掘UDM/NRF获得，从直接从UTM发送的消息中获得(在这种情况下，UTM从来自AMF-1的更新中获得SMF-1信息)；并且SMF-1发送包括UAS-ID、流量令牌#1和PDU会话ID#1的PDU会话接受消息。

UAV利用其生成的PDU会话ID#2执行上述程序，并且从SMF#2获得PDU会话接受消息，包括UAS-ID、由SMF#2分配的流量令牌#2以及PDU会话ID#2。为UAV和UAV控制器的PDU会话管理选择的网络功能(例如，AMF/SMF/UPF)可以相同或不同，例如，AMF-1、AMF-2可以是相同或不同的AMF。

对于从UAV到UTM的上行链路传输：当UAV发送被配置用于UTM信息的流量时，UAV在对应的PDU会话中嵌入流量令牌#1；当UPF-1检测到具有流量令牌#1的分组时，其将分组发送到SMF-1；SMF-1检查流量令牌#1及其对应的UAS信息，然后将分组转发给用UAS ID识别的UAS的UTM；并且如果该分组具有流量令牌#1并且还具有目标地址信息，则UPF继续相应地路由该分组。因此，该增强支持UAV和UTM/UAV控制器之间的多个C2通信。

对于从UTM到UAV的下行链路传输：UTM将指示UAS-ID和目标设备类型(例如，UAV、UAV控制器或两者)的分组发送到SMF-1和/或SMF-2；如果SMF-1和SMF-2检查UAS上下文，则将分组转发到对应的UPF-1/UPF-2；并且UPF-1/UPF-2经由对应的PDU会话来路由流量。

II(B)(ii).增强2.2

在某些实施方案中，UE生成分组标记ID。UAV 304和UAV控制器302可生成向SMF标记ID的相应分组连同PDU会话建立请求消息。分组标记ID存储在SMF处并发送到配置的UPF。程序的其余部分在增强2.1之后，其中分组标记ID作为流量令牌的替换。

II(C).增强3：UTM作为AF

在某些实施方案中，UTM 308可为AF。此类实施方案假设UTM 308经由标准化接口与5GC进行交互。UAV 304和UAV控制器302生成向SMF标记ID的相应分组连同PDU会话建立请求消息。分组标记ID存储在SMF处并发送到配置的UPF(例如，在增强2.2之后)。另选地，SMF分配流量令牌并在PDU建立接受消息中提供信息。UAV 304和UAV控制器302从5G网络接收PDU会话建立接受消息中的流量令牌(例如，在增强2.1之后)。此外，UPF通过N6配置有UTM地址。当接收具有流量令牌或分组标记ID的流量时，意味着它是针对UTM 308的，UPF将流量路由到UTM 308。

II(C)(i).增强3.1

在增强3之后，对于UAS服务的一些流量，当UAV 304需要将相同的信息发送到UTM308和UAV控制器302时，UE使用此类流量的分组标记ID或流量令牌。UPF将具有配置的分组标记ID和流量令牌的分组转发到UTM 308。

II(D).增强4：UTM是具有UAV/UAV控制器与UTM之间的直接接口的NF

在某些实施方案中，UTM 308是5GC中的虚拟/物理控制平面网络功能，并且在UTM和UAV/UAV控制器之间存在标准化直接接口。在注册程序中，当成功注册到5G网络时，UAV304和UAV控制器302可从附接接受消息获得UTM地址连同分配的UAS-ID。另选地，UTM地址被配置在UAV 304和UAV控制器302处。UAV/UAV控制器然后基于所接收的UTM地址发送去往UTM308的流量，该流量对于UAV控制器/UAV可以是相同的流量，即可能需要更多的无线电资源。

II.(E).增强5：对C2通信的所需QoS和优先级的支持

某些实施方案支持C2通信的所需QoS和优先级。此类实施方案可支持以下服务要求：5G系统可通过0.012Mbps的所需带宽支持C2通信中的周期性数据流量(例如，遥测)；5G系统可通过0.06Mbps的所需带宽和[X]msec的所需延迟支持C2通信中的实时流量(例如，远程命令)；5G系统可通过4Mbps至30Mbps的所需带宽和[X]msec的延迟支持C2通信中的视频流传输流量；并且5G系统可支持用于针对C2通信中的对应流量对UAS服务进行优先级排序的机制。

UTM 308通过对应的QoS设置(包括带宽、延迟和抖动等，以及优先级设置)向app-ID的PCF提供配置信息。PCF向SMF提供QoS和优先级信息，该SMF在为特定APP-ID的对应流量建立QoS流时使用该信息来配置UPF。PCF还使用具有App-ID的信息以及对应QoS和优先级设置的UE配置更新程序来经由SMF向UE提供QoS和优先级信息。例如，根据UAS服务的类型，由App-ID识别的一些流量可能需要C2通信中的较高优先级以响应于紧急事件，例如突然的鸟群正在接近等。

II.(E)(i).增强5.1

某些实施方案为UE提供紧急指示授权。UAV 304可被配置有紧急警报授权以用于向UTM 308指示特定事件的紧急警报消息以及对应的警报信息。利用配置的紧急指示授权，UAV 304可将紧急警报消息连同配置的紧急报告信息发送到UTM 308，该UTM将被给予高于任何App-ID的最高优先级设置的顶级优先级。UAV的UE配置可由UTM 308请求，其被预配置在UAV 304的UE SIM中或经由PCF使用UE配置更新程序。UAV 304可将具有对应警报信息的紧急警报消息发送到控制平面或用户平面中的UTM 308。

II.(E)(ii).增强5.2

在某些实施方案中，UTM 308可经由SMF/AMF向UE发送具有对应命令的紧急警报消息，其中控制平面消息包含紧急指示和应用程序容器。应用程序容器包括App-ID和命令信息以使UE通过紧急动作做出响应。

II(F).增强6：对用于C2通信中的C2监测的UAV配置的支持

某些实施方案支持用于C2通信中的C2监测的UAV配置，并且可支持以下服务要求：5G系统可支持供UTM 308使用UAV 304和UAV控制器302之间的任何预定义C2通信模式来监测C2通信并且在检测到所配置的监测事件(例如，接近没有无人机区域)或环境感知事件(例如，正在发生暴风/飓风等)时执行动作的机制；5G系统可支持用于提供所需QoS并且确保UAV 304和UAV控制器302之间的一个或多个C2通信会话的可靠性的机制；并且5G系统可支持用于配置监测事件和对应动作(例如，监测对网络的报告、对网络的紧急报告以及UAV处的紧急动作(例如，转开、返回到UAV控制器或特定位置等))的机制。

PCF使用UE配置更新程序以通过监测事件更新UAV 304，该监测事件是在检测监测事件时采取监测动作的对应标准。该配置可包括但不限于：应用程序ID；监测事件(例如，UAV的飞行区域边界(地理围栏信息)，接近没有无人机区域)，或情景感知事件(例如，正在发生暴风/飓风、未识别的对象出现等)；每个事件的监测检测标准，例如，到地理围栏/没有无人机区域的安全距离、低于50％的识别率等；监测持续时间；周期性监测报告频率；以及所检测的监测事件的监测动作(包括触发监测报告以及向UTM报告，向UTM触发紧急警报消息(例如，使用增强5.1)，以及在UAV处直接执行紧急动作(命令)，例如，转向、返回到UAV控制器或特定位置等)。

II(G).增强7：示例性程序

在一个实施方案中，提供了示例性程序。在步骤0中：操作者接通UAV和UAV控制器的前置条件。UAV和UAV控制器分别向5G网络注册。在步骤1中：作为注册程序或服务请求程序的一部分，UAV和UAV控制器请求UAS操作并向UTM指示由应用程序ID(例如，导航辅助服务和天气等)识别的预定义的服务类或所需的UAS服务。在步骤2中：UTM为UAV和UAV控制器授予UAS操作，提供授予的UAS服务，并将临时UAS-ID分配给UAS。在步骤3中：UTM提供UAS至5G网络的C2通信的所需信息，例如，服务类或UAS服务的流量类型、授权UAS服务的所需QoS和UAS服务的订阅。在步骤4中：UAV和UAV控制器指示优选C2通信模式，例如模式B，其中在请求与5G网络建立C2通信时向5G网络分配UAS-ID。在步骤5中：5G网络基于UAS的所授予UAS服务信息以及C2通信中的所需QoS和优先级为C2通信流量分配一个或多个QoS流。

III.启用用于3GPP系统中的识别和操作的UAS服务

3GPP已开始对UAS的5GS增强支持进行架构研究，其集中于通过3GPP演进分组系统(EPS)提供UAS服务以解决各种问题。例如，该研究的架构方面包括确定3GPP系统的作用以支持UAS操作，其中NASA(国家航空和航天管理局)和FAA(联邦航空管理局)定义了UTM操作概念，并且满足服务要求，包括3GPP系统应使得UTM能够关联UAV和UAV控制器，并且3GPP系统应将关联的UAV和UAV控制器识别为UAS。要解决的另一个示例性问题是确定3GPP系统如何支持UAS关联和识别。另一个问题是确定3GPP系统如何向UAV和UAV控制器提供用于它们之间以及与UTM的通信的3GPP连接性，以满足服务要求，诸如使UAS覆盖UAV和UAV控制器之间的C2以及向/从服务于3GPP网络和网络服务器两者的UAS部件的上行链路数据和下行链路数据的通信要求。然而，用例和服务要求仅部分地示出高级程序流程，但缺少用于在3GPP系统中提供UAS操作服务的完整解决方案。因此，5GS/EPS中的现有功能不足以支持UAS操作。

因此，本文的某些实施方案提供了全面的解决方案，其用于通过提出的新程序实现UAS操作服务并增强现有程序。本文所公开的实施方案可涉及用于在5GS/EPS中提供UAS服务的至少以下解决方案：解决方案0：用于UAS关联、识别和操作的高级程序；解决方案1：UAS订阅；解决方案2、3：新的UAS关联和识别程序；解决方案4：针对具有所需QoS的AS会话的C2通信设置；解决方案5：基于飞行计划的UAS操作；以及解决方案6：使用EPC-Level ProSe发现的UAS关联和识别程序。

作为本文所公开的实施方案中的一者或多者的结果，UAS服务可由3GPP系统授权和识别。此外，UAS操作可被提供有所需QoS并且可导致UAS操作的安全性增加。

再次参考图3，本文的实施方案可包括UAV 304和UAV控制器302都具有3GPP UE能力，包括UAS操作的所需能力。另外，利用UAV 304和UAV控制器302两者的UAS操作可基于用于间接C2通信的模式B，其中UAV 304和UAV控制器302经由与3GPP网络的相应单播连接、经由相同或不同公共陆地移动网络(PLMN)中的相同或不同RAN节点彼此通信。UAV控制器302和UAV 304可建立到3GPP网络的相应单播C2通信链路并经由3GPP网络彼此通信。此外或在其他实施方案中，可使用用于网络导航C2通信的模式D，其中UAS可基于飞行计划在没有UAV控制器的情况下操作(参见解决方案5)。

在某些实施方案中，在控制平面中引入本文称为UTM或基于蜂窝的UAS流量管理(C-UTM)的新网络功能。可在EPC架构(TS 23.401)和5GS架构(TS23.501)中支持C-UTM功能。C-UTM功能存储针对UAS操作的UAV和UAV控制器的授权信息。对于EPS，C-UTM功能与SCEF进行交互(例如，经由新接口)，并且SCEF可通过T8暴露由具有UTM应用程序服务器(TS23.682)的SCS/AS请求的网络能力。对于5GS，UTM-AF可通过N33与C-UTM进行交互。经由SCS/AS或AF的UTM应用程序服务器可经由PCRF(通过RX接口)或PCF或经由EPS中的SCEF或5GS中的NEF从3GPP网络请求服务。(参见例如TS23.203、TS23.682、TS23.501、TS23.502)。

图4示出了根据一个实施方案的5GS中的基于服务的架构400。如TS 23.501中所述，基于服务的架构400包括NSSF 402、NEF 404、NRF 406、PCF 408、UDM 410、AUSF 412、AMF414和SMF 416，以用于与UE418、(R)AN 420、UPF 422和DN 424通信。本文相对于图11提供了关于该架构和这些实体的附加细节。在图4所示的示例中，基于服务的架构400还包括C-UTM426。另选地，本文所述的C-UTM或UTM功能可在AF 428中或在其他网络功能诸如PCF 408、SMF 416或NEF 404中的一者中得到支持。图4还示出了包括Nutm、Naf、Nudm、Npcf、Nsmf、Nnrf、Namf、Nnef、Nnssf、Nausf、N1、N2、N3、N4和N6的对应接口。

本文所公开的某些实施方案可涉及具有增强的5GS架构和程序5GS(TS 23.501、23.502、23.503)。实施方案还可适用于EPS中的3GPP系统(TS 23.401、23.402、23.303，具有对网络实体/功能的对应添加，例如，HSS对应于UDM，PCRF对应于PCF，SCEF对应于NEF等)。

图5示出了根据一个实施方案的用于UAS关联、识别和操作的高级程序500，其中某些过程指示对应的解决方案(例如，解决方案1、解决方案2、解决方案3和解决方案4)。高级程序500在各种实体之间，包括UAV502、UAV-C 504、AMF/UDM 506、SMF/UPF/DN 508、C-UTM/PCF 510、NEF 512和UTM-AF 514。为简单起见，图5仅示出一个3GPP网络。然而，在实践中，所公开的解决方案适用于其中UAV 502和UAV控制器(被示为UAV-C 504)经由相同或不同PLMN中的相同或不同RAN/CN节点注册到3GPP网络的情况。

高级程序500包括对应于解决方案1的UAS操作授权预配置程序516，其中UAV 502和UAV-C 504中的UE被预配置有UAS操作授权参数。在3GPP注册程序518中，如果UE具有对应的UAS订阅，则UAV 502和UAV-C 504中的UE都通过启用UAS操作服务的指示向5GC注册。在具有UTM-DNN(数据网络名称)的PDU会话建立程序520中，UAV 502和UAV-C 504中的UE请求为特定UAS-DNN建立PDU会话。如果UE发送具有NAI(网络访问标识符)的请求，则SMF/UPF/DN508可发起与UAS-DN-AAA(数据网络认证、授权和计数)服务器的二级认证程序。在UAV的应用层注册程序522中，UAV 502中的UE对与UTM-AF 514相关联的UTM应用程序服务器执行应用层注册，其中UTM应用程序服务器的IP地址预配置在UE中或设置在PDU会话接受消息中。

在对应于解决方案2的针对UAV的UAS服务授权程序524中，AF经由NEF 512针对C-UTM/PCF 510功能发起UAS服务授权，以获得由应用程序标识符识别的每个应用程序的UAS操作服务授权的结果。在UAV控制器的应用层注册程序526中，UAV-C 504中的UE对与UTM-AF514相关联的UTM应用程序服务器执行应用层注册，其中UTM应用程序服务器的IP地址预配置在UE中或设置在PDU会话接受消息中。在对应于解决方案2的针对UAV控制器的UAS服务授权程序528中，AF经由NEF 512针对C-UTM/PCF 510功能发起UAS服务授权，以获得由应用程序标识符识别的每个应用程序的UAS操作服务授权的结果。

在UAS关联和识别程序530中，当UTM-AF 514从UAV 502和UAV-C 504两者获得每个应用程序的UAS操作服务授权的结果时，UTM-AF 514确定UAV 502和UAV-C 504是否可相关联以作为UAS操作。在UAS的UAS操作状态更新程序532中，如果UAS关联成功完成，则UTM-AF514发送UAS操作状态更新以通知UAS操作状态，该UAS操作状态包括UAS关联信息、UAS策略更新和UAS操作的发起。当UTM-AF 514接收到对状态更新的响应消息时，可启动UAS操作。在对应于解决方案4的针对所需QoS的AF会话设置程序534中，UTM-AF 514发起具有所需QoS的AF会话设置以引导用于UAV和UTM-AF之间的UTM会话以及UAV 502和UAV-C 504之间的C2会话的IP流。

III(A).解决方案1：UAS订阅

在某些实施方案中，EPS中HSS或5GS中UDM中的用户配置文件包括订阅信息以给予使用UAS服务的用户许可。在任何时候，操作者可从HSS/UDM中的用户配置文件中移除UASUE订阅权限，并撤销使用UAS服务的用户许可。可为UAS定义以下订阅信息：对在UAS中操作UAV的UE的订阅；对在UAS中操作UAV控制器的UE的订阅；对使用间接C2通信(模式B，如图3所示)的UAS操作的订阅；对使用具有飞行计划的网络导航C2(模式D，如图3所示)的UAS操作的订阅；对使用直接C2通信(即，图3中的用于UE之间的UAS直接通信的模式A)的UAS操作的订阅；以及对EPC-Level UAS发现和关联的订阅。与ProSe直传服务相关的附加参数可存储在用户配置文件中，诸如：UE被授权用于使用间接C2通信的UAS操作的PLMN的列表；UE被授权用于使用直接C2通信的UAS操作的PLMN的列表；UE是否被授权用于使用具有飞行计划的网络导航C2的UAS操作的PLMN的列表；以及UE被授权用于使用EPC-Level UAS关联发现的UAS操作的PLMN的列表。

对于每个订阅，UE可由PCF功能预配置或配置有以下服务授权参数：对使用间接C2通信的UAS操作的授权，包括UE被授权的PLMN的列表、每个PLMN的允许的应用程序标识符的列表以及UAS-DNN；对使用直接C2通信的UAS操作的授权，包括UE被授权的PLMN的列表和每个PLMN的允许的应用程序标识符的列表；对使用具有飞行计划的网络导航C2的UAS操作的授权，包括UE被授权的PLMN的列表、每个PLMN的允许的应用程序标识符的列表、每个应用程序标识符的UTM应用程序服务器的列表以及UAS-DNN；以及对使用EPC-Level UAS关联发现的UAS操作的授权，包括UE被授权的PLMN的列表和每个PLMN的允许的应用程序标识符的列表。

UAS操作授权参数的提供可使用UE配置更新程序(如TS23.502中的条款4.2.4和图4.2.4.3-1)，该附图和描述以引用方式并入本文。

III(B).解决方案2：UAS关联和识别程序

某些实施方案支持UAV和UAV控制器之间的UAS关联，其中UTM应用程序服务器发起分别针对UAV和UAV控制器的C-UTM服务请求程序。例如，图6示出了根据一个实施方案的UTM-AF 514经由NEF 512进行的针对UAS操作服务请求的程序600。

如图6所示，UTM-AF 514通过向NEF 512发送Nnef_UAS_Operation_Service请求消息602(包括例如AF标识符、UAV/UAV控制器的通用公共订阅标识符(GPSI)/外部组标识符、外部应用程序标识符，以及每个应用程序标识符的UAS操作授权)来请求UAS操作服务授权。UAS操作授权指示UAS操作策略在成功授权的情况下将在运营商的网络中创建。该UAS操作策略可包括例如针对UAV/UAV控制器的UAS操作模式(包括经由基于网络的C2(例如，图3所示的模式B间接C2)或经由网络导航C2(例如，图3所示的模式D))、操作位置、所请求的操作开始时间、飞行持续时间、飞行路线等。

在AF授权程序604中，NEF 512对UTM-AF 514授权以请求UAS操作服务授权连同AF标识符。如果该授权未被授予，则跳过AF授权程序604，并且NEF 512通过指示授权失败的结果值回复UTM-AF 514。然而，如果授权被授予，则NEF 512分配事务(transaction)参考ID以识别有关请求的后续消息。基于运营商配置，NEF 512可跳过AF授权程序604，在这种情况下，可由C-UTM/PCF 510响应于Ncutm_UAS_Operation_Authorization请求消息606而执行授权。

如图6所示，NEF 512将Ncutm_UAS_Operation_Authorization请求消息606发送到C-UTM/PCF 510。Ncutm_UAS_Operation_Authorization请求消息606可包括例如应用程序标识符、每个应用程序标识符的一组或多组UAS操作信息以及订阅永久标识符(SUPI)。NEF512可以查询UAV/UAV控制器的GPSI/外部组标识符到UE的SUPI的转换。

响应于Ncutm_UAS_Operation_Authorization请求消息606，C-UTM/PCF 510检查608UAS服务授权以确定请求是否被允许。如果UAS操作授权成功完成，则C-UTM/PCF 510继续基于运营商针对每个应用程序ID的每个请求UAS操作配置的策略来将UAS操作策略的列表创建到C-UTM功能中，并且对NEF 512作出响应。

如图6所示，C-UTM/PCF 510向NEF 512发送Ncutm_UAS_Operation_Authorization响应消息610，该NEF继而向UTM-AF 514发送Nnef_UAS_Operation_Service响应消息612。Ncutm_UAS_Operation_Authorization响应消息610可包括事务参考ID和结果以向UTM-AF514提供Nnef_UAS_Operation_Service请求消息602的结果的反馈。UTM-AF 514使用事务参考ID以提供关于对UAV/UAV控制器的UAS操作的请求的后续信息。

作为EPS的另一个示例，图7示出了根据另一个实施方案的UTM-SCS/AS经由SCEF进行的针对UAS操作服务请求的程序700。具体地讲，图7所示的实体包括C-UTM功能702、SCEF704和SCS/AS 706。

如图7所示，第三方(第3方)SCS/AS 706向SCEF 704发送UAS操作服务请求消息708。该UAS操作服务请求消息708可包括SCS/AS标识符、TTRI、UAV/UAV控制器的外部标识符/外部组标识符、外部应用程序标识符，以及针对每个应用程序标识符的UAS操作授权。该外部应用程序标识符应由在SCEF处已知的第3方SCS/AS提供，使得第3方SCS/AS和MNO具有就位的SLA。UAV/UAV控制器的外部标识符或外部组标识符的定义可以参考TS23.682的条款4.6.2。UAS操作授权指示：如果被成功授权，UAS操作策略将在运营商的网络中创建，例如针对UAV/UAV控制器的UAS操作模式(包括经由基于网络的C2(如图3所示)或经由网络导航C2(如图3所示))、操作位置、所请求的操作开始时间、飞行持续时间、飞行路线等。T8事务参考ID(TTRI)是指代在使用T8接口时的SCEF和SCS/AS之间的事务的参数。该事务由一条请求消息以及之后的一条或多条响应消息组成。其由事务的发起者创建并且在事务的整个持续时间内是唯一的。在TS23.303的条款4.9.2中，其在事务的持续时间内存储在SCEF和SCS/AS两者上。

响应于UAS操作服务请求消息708，SCEF 704执行SCEF处理程序710。基于运营商策略，如果第3方SCS/AS未被授权执行该请求(例如，如果SLA不允许，例如由于系统负载情况)，则SCEF执行SCEF处理程序710并提供适当指示错误的原因值。否则，SCEF将每个外部应用程序标识符转换为C-UTM功能处已知的对应应用程序标识符。另外，SCEF可与HSS交互以请求外部标识符/外部组标识符的转换。

SCEF 704然后向C-UTM功能702发送UAS操作服务授权请求消息712。该UAS操作服务授权请求消息712可包括一个或多个应用程序标识符、每个应用程序标识符的一组或多组UAS操作信息、外部标识符/外部组标识符或IMSI。

C-UTM功能702执行UAS操作授权和策略处理程序714，以基于外部标识符/外部组标识符或IMSI检查UAV/UAV控制器的UAS授权。

如果UAS操作授权成功完成，则C-UTM功能702继续根据相应UAS操作的请求将每个应用程序标识符的UAS操作策略的列表创建到C-UTM功能中。如果授权中的任一者失败，则C-UTM功能702发送UAS操作服务授权响应消息716(应用程序标识符、原因)以提供C-UTM服务请求的处理结果的反馈，由此该原因可指示每个应用程序ID的授权的失败原因，例如，服务暂停、服务到期、服务不可用等。

SCS/AS 706向第3方SCS/AS 706发送UAS操作服务响应消息718(TTRI、结果)以提供UAS操作服务请求的处理结果的反馈。

III(C).解决方案3：UAS操作状态更新通知

在某些实施方案中，在解决方案2之后，基于从NEF接收到的UAV和UAV控制器两者的C-UTM服务响应，AF确定是否可接受UAS授权。如果关联成功完成以查找匹配，则AF经由NEF向C-UTM功能发送通知以通知UAS操作状态，包括UAS关联信息、UAS策略更新和UAS操作的发起。当AF接收到对状态更新的响应消息时，可启动UAS操作。AF可针对UAS操作的开始向UAV和UAV控制器回复应用层确认消息。

例如，图8示出了根据一个实施方案的用于在5GS中通知UAS操作状态的程序800。UTM-AF 514通过向NEF 512发送Nnef_UAS_Operation_Status_Update请求消息802来通知UAS的成功关联。Nnef_UAS_Operation_Status_Update请求消息802可包括AF标识符、事务参考ID、UAV/UAV控制器的外部标识符/外部组标识符、每个应用程序标识符的UAS操作状态以及UAS_ID。UAS操作状态可指示每个应用程序标识符的启用的UAS操作参数，并且指示对应的UAS_ID。UTM-AF514分配UAS_ID以识别UAV和UAV控制器之间的关联。UAS的相关UAS操作与相同的UAS ID相关联。UAS操作参数可包括：用于UAS操作的允许的应用程序ID、UAS操作模式(例如，间接C2、直接C2、网络导航C2)、可用UTM应用程序服务器的IP地址、允许的地理区域、允许的操作时间、允许的操作持续时间等。

NEF 512执行AF授权程序804以在事务参考ID到期时检查对UAS操作状态更新的请求的AF授权。

NEF 512然后向C-UTM/PCF 510发送Ncutm_UAS_Status_Update请求消息806。Ncutm_UAS_Status_Update请求消息806可包括SUPI、每个应用程序标识符的UAS操作状态和UAS_ID。

C-UTM/PCF 510执行更新UAS状态和策略程序808以更新UAS操作状态，该UAS操作状态包括每个应用程序标识符的策略和相关联的UAS_ID。

C-UTM/PCF 510通过发送包括UAS_ID和SUPI的Ncutm_UAS_Operation_Update响应消息810来将状态更新的确认返回到NEF 512。

NEF 512将Nnef_UAS_Operation_Status_Update响应消息812返回到UTM-AF 514。Nnef_UAS_Operation_Status_Update响应消息812包括事务参考ID。

另选地，UAS_ID可由C-UTM/PCF 510在更新UAS状态和策略程序808中分配，以在接收到指示UAV/UAV控制器的成功关联的状态更新时识别相关联的UAS操作策略。C-UTM/PCF510开始使用UAS ID来识别UAS，并且激活与UAV和UAV控制器相关联的任何指示的UAS服务事件的UAS操作策略。在这种情况下，可以使用以下修改：在Nnef_UAS_Operation_Status_Update请求消息802中，用UAV/UAV控制器的外部标识符/外部组标识符来替换UAS_ID；在Ncutm_UAS_Status_Update请求消息806中，不包括UAS_ID；在Ncutm_UAS_Operation_Update响应消息810中，提供消息UAS_ID连同SUPI以指示SUPI具有与UAS_ID相关联的活动UAS_operation策略；并且在Nnef_UAS_Operation_Status_Update响应消息812中，提供UAS_ID。

又如，图9示出了用于在EPS中通知UAS操作状态的程序900。类似的消息流可在SCS/AS 706与UTM应用程序服务器和C-UTM功能702之间交换以用于UAS操作停止/暂停/恢复程序，其中消息中具有适当的消息或指示以指示针对由应用程序ID识别的所指示的服务请求的动作，例如，开始、停止、暂停、恢复。SCS/AS 706向SCEF 704发送UAS操作开始请求消息902。SCEF 704执行SCEF处理程序904并向C-UTM功能702发送UAS操作开始请求消息906。C-UTM功能702和/或SCEF 704执行存储UAS-ID并激活对应的UAS操作策略908。C-UTM功能702向SCEF 704发送UAS操作接受响应消息910，该SCEF继而向SCS/AS 706发送UAS操作接受响应消息912。

III(D).解决方案4：针对具有所需QoS的AS会话的C2通信设置

在某些实施方案中，在利用所需QoS程序设置的AF会话中，AF包括对应用程序流的描述以指示AF和UAV之间的UTM会话并且指示UAV和UAV控制器中的UE之间的C2会话。对于AF和UAV之间的UTM会话，该连接是跟踪实时UAV轨迹、飞行中仪表信息等。在网络导航C2中(如图3所示)，该会话可用于传输命令以远程和直接地控制/操作UAV。对于UAV和UAV控制器中的UE之间的C2会话，该连接是传输从UAV控制器接收、由飞行员操作并转发到UAV的控制和命令，反之亦然。作为响应，UAV还可以使用该C2会话来响应于一些实时UAV轨迹、飞行中仪表信息以及甚至实时视频。存在用于锚定UAV和UAV控制器之间的C2会话的两个选项。在第一选项中，AF是锚点，其中UAV和UAV控制器向AF发送命令和响应消息，并且AF例如从UAV控制器向UAV转发消息。在第二选项中，通过与UAV或UAV控制器的DNAI(N6上的DN访问标识符)相关联的策略来识别AF会话。

如果PCF支持C-UTM功能，则TS23.502处的条款4.15.6.6中的设置具有所需QoS的AS会话的程序(其以引用方式并入本文)可与UTM会话和C2会话的应用程序流的上文提及描述一起重复使用。例如，如果C-UTM功能是独立网络功能，则附加消息交换可用于直接(通过PCF和C-UTM之间的新接口)或经由NEF(通过对触发消息的NEF的请求)与PCF进行交互，如TS23.502的图4.15.6.6-1的步骤3和4中所示。

在EPS中，类似消息流可在SCS/AS与UTM应用程序服务器之间交换，其中C-UTM功能可以是PCRF或与策略控制规则功能(PCRF)交互以用于动态策略和收费控制(PCC)以及经由PCEF(PGW)和BBERF(SGW)推断PDN连接中的流量。以引用方式并入本文的TS23.682的条款5.11和图5.11-1中的设置具有所需QoS的AS会话的程序可与UTM会话和C2会话的应用程序流的上述描述一起重复使用。

III(D)(i).解决方案4.1

在解决方案3之后，如果UTM-AF检测到违反约定的飞行策略，例如接近/进入禁止区域，则UTM-AF可强制执行以下动作以接管UAV的控制。在第一选项中，C2会话锚定在AF中并且UTM应用程序服务器用其新命令替换由UAV控制器发送的命令以使用C2会话来接管UAV控制器。在该选项中，UAV可能不知道UTM-AF涉及用于使UAV飞行的C2通信。在第二选项中，C2会话与DNAI相关联并且UTM-AF可发送警告消息以经由与UAV控制器的UTM会话通知UAV控制器进行UAS操作。UTM-AF还可经由与UAV的UTM会话发送通知消息以通知UAV进行UAS操作。UTM-AF经由C2会话向C-UTM/PCF发送用于暂停UAS操作或将UAS操作模式更新为网络导航C2模式的请求消息(如图3所示)。此外，UTM-AF使用UTM会话来发信号通知用于直接导航UAV的命令。UAV接收通知指示并且然后忽略由UAV控制器发送的任何信息并且仅遵循来自UTM的指令。

III(E).解决方案5：基于飞行计划的UAS操作

在某些实施方案中，对于用于UAS操作的具有飞行计划的网络导航C2，对于UAV可能仅需要先前的解决方案2和解决方案3。对于解决方案3，可能仅需要UTM会话。此外，对于订阅，UAV可能需要使用网络导航C2来订阅UAS操作。在这种情况下，UAV由UTM应用程序服务器远程控制。

III(F).解决方案6：用于UAS关联和识别程序的EPS增强

某些实施方案提供了用于UAV和UAV控制器之间的UAS关联和UAS识别的以下方法。在该解决方案中，假设UAS中的UE向EPC注册，UAV和UAV控制器之间的UAS关联重复使用TS23.303的条款5.5中的方法，EPC-Level ProSe发现程序，进行以下修改作为用于UAS服务的EPC-level UAS识别和关联程序。相关标识符可参照条款4.6.1。为UAS用户设计对应的标识符集。该C-UTM功能充当ProSe功能，并且UTM-AF作为应用程序服务器。该C-UTM功能存储UAS服务授权信息。在UAV和UAV控制器从C-UTM功能获取对成功关联的确认之后，它们不需要执行ProSe直接发现程序。

在以引用方式并入本文的条款5.5.5(图5.5.5-1)的接近请求程序中，识别UAV和UAV控制器是相关联的并且可以作为UAS操作。应用程序服务器存储UAV和UAV控制器的关联信息。如果UAV和UAV控制器已经向应用程序服务器注册。在步骤3中，MAP响应消息包含用于确认关联的指示。在步骤4中，接近请求消息向ProSe功能B指示关联的确认。在步骤8b中，接近请求Ack消息向UE指示关联的确认。上述消息中的指示可以是由应用程序服务器/C-UTM功能A分配的UAS-ID。在步骤5中，添加拒绝请求的新标准，使得C-UTM功能B可确定网络不能经由网络提供在UAV和UAV控制器之间的可靠且低延迟的C2通信连接。C-UTM功能B可拒绝具有适当原因值的接近请求。如果指示是UAS ID，则在以引用方式并入本文的条款5.5.7(图5.5.7-1)中的邻近警示程序中，在步骤4b和5a中，邻近警示消息分别包含到UE A和UE B的UAS ID。

另选地，由于两个UE不必靠近以相关联(发现)。因此，可进行以下优化。对于条款5.5.5中的接近请求程序，可在步骤5a、7a、8a中跳过位置相关程序，例如通过将范围类设置为可忽略的值，例如可包括任何范围，或使范围IE成为任选的(未包括在步骤1中)。在步骤4中接收接近请求之后，如果UE B尚未被C-UTM功能B授权，则C-UTM功能B基于窗口的值为UEB设置有效性定时器。如果UE B达到C-UTM功能B以使用对C-UTM功能B的接近请求进行UAS授权，并且C-UTM功能B在有效性定时器到期之前对UE B授权，则C-UTM功能B经由C-UTM功能A向UE A发送接近警示消息，如条款5.5.7中的步骤3至步骤4b所示，即接近警示程序。

对于5GS，该程序可使用具有以下添加的类似消息流。新消息可用于交换信息以在C-UTM/PCF功能A与C_UTM/PCF功能B之间进行交互。新消息可用于交换信息以在UAV/UAV-C与C-UTM/PCF功能之间进行通信。如果PCF具有C-UTM功能，则可应用UE发起的UE配置更新程序。LCS相关的消息流可由5GS中的eLCS程序替换。

图10示出了根据一些实施方案的网络的系统1000的架构。系统1000包括一个或多个用户设备(UE)，在该示例中被示为UE 1002和UE 1004。UE 1002和UE 1004被示为智能电话(例如，可连接到一个或多个蜂窝网络的手持式触摸屏移动计算设备)，但是这些UE也可包括任何移动或非移动计算设备，诸如个人数据助理(PDA)、传呼机、膝上型计算机、台式计算机、无线手持终端或任何包括无线通信接口的计算设备。

在一些实施方案中，UE 1002和UE 1004中的任一者可包括物联网(IoT)UE，该物联网UE可包括被设计用于利用短期UE连接的低功率IoT应用程序的网络接入层。IoT UE可以利用技术诸如机器对机器(M2M)或机器类型通信(MTC)，经由公共陆地移动网络(PLMN)、基于邻近的服务(ProSe)或设备对设备(D2D)通信、传感器网络或IoT网络与MTC服务器或设备交换数据。M2M或MTC数据交换可以是机器启动的数据交换。IoT网络描述了互连的IoT UE，这些UE可包括具有短暂连接的唯一可识别的嵌入式计算设备(在互联网基础结构内)。IoTUE可执行后台应用程序(例如，保持活动消息、状态更新等)以促进IoT网络的连接。

UE 1002和UE 1004可被配置为与无线电接入网(RAN)(被示为RAN 1006)连接(例如，通信地耦接)。RAN 1006可以是例如演进通用移动通信系统(UMTS)陆地无线电接入网(E-UTRAN)、下一代RAN(NG RAN)或一些其他类型的RAN。UE 1002和UE 1004分别利用连接1008和连接1010，其中每个连接包括物理通信接口或层(在下文中进一步详细论述)；在该示例中，连接1008和连接1010被示为空中接口以实现通信耦接，并且可以与蜂窝通信协议保持一致，诸如全球移动通信系统(GSM)协议、码分多址(CDMA)网络协议、一键通(PTT)协议、蜂窝PTT协议(POC)、通用移动电信系统(UMTS)协议、3GPP长期演进(LTE)协议、第五代(5G)协议、新空口(NR)协议等。

在该实施方案中，UE 1002和UE 1004还可以经由ProSe接口1012直接交换通信数据。ProSe接口1012可另选地被称为包括一个或多个逻辑信道的侧链路接口，该一个或多个逻辑信道包括但不限于物理侧链路控制信道(PSCCH)、物理侧链路共享信道(PSSCH)、物理侧链路发现信道(PSDCH)和物理侧链路广播信道(PSBCH)。

UE 1004被示出被配置为经由连接1016接入接入点(AP)(被示为AP 1014)。连接1016可包括本地无线连接，诸如与任何IEEE 802.11协议一致的连接，其中AP 1014将包括无线保真

路由器。在该示例中，AP 1014连接到互联网而没有连接到无线系统的核心网(下文进一步详细描述)。

RAN 1006可包括启用连接1008和连接1010的一个或多个接入节点。这些接入节点(AN)可以称为基站(BS)、NodeB、演进NodeB(eNB)、下一代NodeB(gNB)、RAN节点等，并且可包括地面站(例如，陆地接入点)或卫星站，其在地理区域(例如，小区)内提供覆盖。RAN 1006可包括用于提供宏小区的一个或多个RAN节点，例如宏RAN节点1018，以及用于提供毫微微小区或微微小区(例如，与宏小区相比，具有较小覆盖范围、较小用户容量或较高带宽的小区)的一个或多个RAN节点，例如低功率(LP)RAN节点(诸如LP RAN节点1020)。

宏RAN节点1018和LP RAN节点1020中的任一者可终止空中接口协议，并且可以是UE 1002和UE 1004的第一联系点。在一些实施方案中，宏RAN节点1018和LP RAN节点1020中的任何一者都可以满足RAN1006的各种逻辑功能，包括但不限于，无线电网络控制器(RNC)的功能，诸如无线电承载管理、上行链路和下行链路动态无线电资源管理、数据分组调度以及移动性管理。

根据一些实施方案，UE 1002和UE 1004可被配置为根据各种通信技术，诸如但不限于正交频分多址(OFDMA)通信技术(例如，用于下行链路通信)或单载波频分多址(SC-FDMA)通信技术(例如，用于上行链路和ProSe或侧链路通信)，使用正交频分复用(OFDM)通信信号在多载波通信信道上彼此通信或与宏RAN节点1018和LP RAN节点1020中的任一者通信，但是实施方案的范围在这方面不受限制。OFDM信号可包括多个正交子载波。

在一些实施方案中，下行链路资源网格可以用于从RAN节点1018和LP RAN节点1020中的任一者到UE 1002和UE 1004的下行链路传输，而上行链路传输可以利用类似的技术。网格可以是时频网格，称为资源网格或时频资源网格，其是每个时隙中下行链路中的物理资源。对于OFDM系统，此类时频平面表示是常见的做法，这使得无线资源分配变得直观。资源网格的每一列和每一行分别对应一个OFDM符号和一个OFDM子载波。时域中资源网格的持续时间与无线电帧中的一个时隙对应。资源网格中最小的时频单位表示为资源元素。每个资源网格包括多个资源块，这些资源块描述了某些物理信道到资源元素的映射。每个资源块包括资源元素的集合。在频域中，这可以表示当前可以分配的最少量资源。使用此类资源块来传送几个不同的物理下行链路信道。

物理下行链路共享信道(PDSCH)可将用户数据和较高层信令输送至UE 1002和UE1004。物理下行链路控制信道(PDCCH)可以承载关于与PDSCH信道有关的传输格式和资源分配的信息等等。它还可将与上行链路共享信道相关的传输格式、资源分配和H-ARQ(混合自动重传请求)信息通知UE 1002和UE 1004。通常，可基于从UE 1002和UE 1004中的任一者反馈的信道质量信息，在宏RAN节点1018和LP RAN节点1020中的任一者处执行下行链路调度(将控制和共享信道资源块分配给小区内的UE1004)。可在用于(例如，分配给)UE 1002和UE1004中的每一者的PDCCH上发送下行链路资源分配信息。

PDCCH可以使用控制信道元素(CCE)来传送控制信息。在被映射到资源元素之前，可以首先将PDCCH复数值符号组织为四元组，然后可以使用子块交织器对其进行排列以进行速率匹配。可以使用这些CCE中的一个或多个来传输每个PDCCH，其中每个CCE可以对应于九个的四个物理资源元素集，称为资源元素组(REG)。四个正交相移键控(QPSK)符号可以映射到每个REG。根据下行链路控制信息(DCI)的大小和信道条件，可以使用一个或多个CCE来传输PDCCH。可存在四个或更多个被定义在LTE中具有不同数量的CCE(例如，聚合级，L＝1、2、4或8)的不同的PDCCH格式。

一些实施方案可以使用用于控制信道信息的资源分配的概念，其是上述概念的扩展。例如，一些实施方案可以利用将PDSCH资源用于控制信息传输的增强的物理下行链路控制信道(EPDCCH)。可以使用一个或多个增强的控制信道元素(ECCE)来传输EPDCCH。与以上类似，每个ECCE可对应于九个的四个物理资源元素集，被称为增强的资源元素组(EREG)。在一些情况下，ECCE可以具有其他数量的EREG。

RAN 1006经由S1接口1022通信地耦接到核心网(CN)(被示为CN1028)。在多个实施方案中，CN 1028可以是演进分组核心(EPC)网络、下一代分组核心(NPC)网络或某种其他类型的CN。在该实施方案中，S1接口1022分成两个部分：S1-U接口1024，其在宏RAN节点1018和LP RAN节点1020与服务网关(S-GW)(被示为S-GW 1032)之间承载流量数据；以及S1-移动性管理实体(MME)接口(被示为S1-MME接口1026)，其是宏RAN节点1018和LP RAN节点1020与MME 1030之间的信令接口。

在该实施方案中，CN 1028包括MME 1030、S-GW 1032、分组数据网络(PDN)网关(P-GW)(被示为P-GW 1034)和归属订户服务器(HSS)(被示为HSS 1036)。MME 1030在功能上可以类似于传统服务通用分组无线电服务(GPRS)支持节点(SGSN)的控制平面。MME 1030可管理与接入有关的移动性方面，诸如网关选择和跟踪区域列表管理。HSS 1036可包括用于网络用户的数据库，该数据库包括用于支持网络实体处理通信会话的订阅相关信息。根据移动订户的数量、装备的容量、网络的组织等，CN 1028可包含一个或几个HSS 1036。例如，HSS1036可以提供对路由/漫游、认证、授权、命名/寻址解析、位置依赖性等的支持。

S-GW 1032可以终止朝向RAN 1006的S1接口322，并且在RAN1006与CN 1028之间路由数据分组。另外，S-GW 1032可以是用于RAN间节点切换的本地移动锚点，并且还可以提供用于3GPP间移动的锚。其他职责可包括合法拦截、计费和执行某些策略。

P-GW 1034可终止朝向PDN的SGi接口。P-GW 1034可经由互联网协议(IP)接口(被示为IP通信接口1038)在CN 1028(例如，EPC网络)与外部网络诸如包括应用程序服务器1042(另选地被称为应用程序功能(AF))的网络之间路由数据分组。一般来讲，应用程序服务器1042可以是提供与核心网(例如，UMTS分组服务(PS)域、LTE PS数据服务等)一起使用IP承载资源的应用程序的元件。在该实施方案中，P-GW 1034被示出经由IP通信接口1038通信地耦接到应用程序服务器1042。应用程序服务器1042还可被配置为经由CN 1028支持针对UE 1002和UE 1004的一种或多种通信服务(例如，互联网协议语音(VoIP)会话、PTT会话、群组通信会话、社交网络服务等)。

P-GW 1034还可以是用于策略实施和计费数据收集的节点。策略和计费执行功能(PCRF)(被示为PCRF 1040)是CN 1028的策略和计费控制元件。在非漫游场景中，与UE的互联网协议连接访问网络(IP-CAN)会话相关联的国内公共陆地移动网络(HPLMN)中可能存在单个PCRF。在具有本地流量突破的漫游场景中，可能存在与UE的IP-CAN会话相关联的两个PCRF：HPLMN内的国内PCRF(H-PCRF)和受访公共陆地移动网络(VPLMN)内的受访PCRF(V-PCRF)。PCRF 1040可经由P-GW 1034通信地耦接到应用程序服务器1042。该应用程序服务器1042可发信号通知PCRF 1040以指示新服务流，并且选择适当的服务质量(QoS)和计费参数。PCRF 1040可将该规则配置为具有适当的通信流模板(TFT)和QoS类别标识符(QCI)的策略和计费执行功能(PCEF)(未示出)，该功能开始由应用程序服务器1042指定的QoS和计费。

图11示出了根据一些实施方案的网络的系统1100的架构。系统1100被示出包括：UE 1102，其可与先前讨论的UE 1002和1004相同或类似；5G接入节点或RAN节点(示出为(R)AN节点1108)，其可以与先前讨论的宏RAN节点1018和/或LP RAN节点1020相同或类似；用户平面功能(被示为UPF 1104)；数据网络(DN 1106)，其可以是例如运营商服务、互联网访问或第3方服务；和5G核心网(5GC)(被示为CN 1110)。

该CN 1110可包括认证服务器功能(AUSF 1114)；核心接入和移动性管理功能(AMF1112)；会话管理功能(SMF 1118)；网络曝光功能(NEF 1116)；策略控制功能(PCF 1122)；网络功能(NF)储存库功能(NRF 1120)；统一数据管理(UDM 1124)；和应用程序功能(AF1126)。该CN 1110还可以包括未示出的其他元件，诸如结构化数据存储网络功能(SDSF)、非结构化数据存储网络功能(UDSF)等。

UPF 1104可充当RAT内和RAT间移动性的锚定点，与DN 1106互连的外部PDU会话点，以及支持多宿主PDU会话的分支点。UPF 1104还可以执行分组路由和转发，分组检查，执行策略规则的用户平面部分，合法地拦截分组(UP收集)；流量使用情况报告、对用户平面执行QoS处理(例如，分组滤波、门控、UL/DL速率执行)、执行上行链路流量验证(例如，SDF到QoS流映射)、上行链路和下行链路中的传送级别分组标记以及下行链路分组缓冲和下行链路数据通知触发。UPF 1104可包括用于支持将流量路由到数据网络的上行链路分类器。DN1106可表示各种网络运营商服务、互联网访问或第三方服务。DN 1106可包括或类似于先前讨论的应用程序服务器1042。

AUSF 1114可存储用于认证UE 1102的数据并处理与认证相关的功能。AUSF 1114可有利于针对各种访问类型的公共认证框架。

AMF 1112可负责注册管理(例如，负责注册UE 1102等)、连接管理、可达性管理、移动性管理和对AMF相关事件的合法拦截，并且访问认证和授权。AMF 1112可为SMF 1118的SM消息提供传送，并且充当用于路由SM消息的透明代理。AMF 1112还可在UE 1102和SMS功能(SMSF)(图11未示出)之间提供用于短消息服务(SMS)消息的传输。AMF 1112可以充当安全锚功能(SEA)，其可以包括与AUSF 1114和UE 1102的交互，接收因UE 1102身份验证过程而建立的中间密钥。在使用基于USIM的认证的情况下，AMF 1112可从AUSF 1114检索安全资料。AMF 1112还可包括安全内容管理(SCM)功能，该功能从SEA接收用于导出接入网络特定密钥的密钥。此外，AMF 1112可以是RAN CP接口的终止点(N2参考点)、NAS(NI)信令的终止点，并且执行NAS加密和完整性保护。

AMF 1112还可通过N3互通功能(IWF)接口支持与UE 1102的NAS信令。N3IWF可用于提供对不可信实体的访问。N3IWF可以是分别用于控制平面和用户平面的N2和N3接口的端点，因此可以处理来自SMF和AMF的PDU会话和QoS的N2信令，封装/解封装用于IPSec和N3隧道的分组，在上行链路中标记N3个用户平面分组，并且考虑到与通过N2接收到的此类标记相关联的QoS要求，强制实施与N3分组标记相对应的QoS。N3IWF还可以在UE 1102和AMF1112之间中继上行链路和下行链路控制平面NAS(NI)信令，并在UE 1102和UPF 1104之间中继上行链路和下行链路用户平面分组。N3IWF还提供用于利用UE 1102建立IPsec隧道的机制。

SMF 1118可负责会话管理(例如，会话建立、修改和发布，包括UPF和AN节点之间的隧道维护)；UE IP地址分配&管理(包括可选授权)；UP功能的选择和控制；配置UPF处的流量转向以将流量路由到正确的目的地；终止朝向策略控制功能的接口；策略执行和QoS的控制部分；合法拦截(对于SM事件和与LI系统的接口)；终止NAS消息的SM部分；下行链路数据通知；经由AMF通过N2发送到AN的AN特定SM信息的发起者；确定会话的SSC模式。SMF 1118可包括以下漫游功能：处理本地执行以应用QoS SLA(VPLMN)；计费数据采集和计费接口(VPLMN)；合法拦截(对于SM事件和与LI系统的接口，在VPLMN中)；支持与外部DN的交互，以传输用于通过外部DN进行PDU会话授权/认证的信令。

NEF 1116可提供用于安全地暴露由3GPP网络功能为第三方、内部暴露/再暴露、应用程序功能(例如，AF 1126)、边缘计算或雾计算系统等提供服务和能力的部件。在此类实施方案中，NEF 1116可对AF进行认证、授权和/或限制。NEF 1116还可转换与AF 1126交换的信息以及与内部网络功能交换的信息。例如，NEF 1116可在AF服务标识符和内部5GC信息之间转换。NEF 1116还可基于其他网络功能的暴露能力从其他网络功能(NF)接收信息。该信息可作为结构化数据存储在NEF 1116处，或使用标准化接口存储在数据存储NF处。然后，存储的信息可由NEF 1116重新暴露于其他NF和AF，并且/或者用于其他目的诸如分析。

NRF 1120可支持服务发现功能，从NF实例接收NF发现请求，并且向NF实例提供发现的NF实例的信息。NRF 1120还维护可用的NF实例及该可用的NF实例支持的服务的信息。

PCF 1122可提供用于控制平面功能以执行它们的策略规则，并且还可支持用于管理网络行为的统一策略框架。PCF 1122还可以实现前端(FE)，以访问与UDM 1124的UDR中的策略决策相关的订阅信息。

UDM 1124可处理与订阅相关的信息以支持网络实体对通信会话的处理，并且可存储UE 1102的订阅数据。UDM 1124可以包括两个部分，应用程序FE和用户数据储存库(UDR)。UDM可包括UDM FE，该UDM FE负责处理凭据、位置管理、订阅管理等。在不同的事务中，若干不同的前端可为同一用户服务。UDM-FE访问存储在UDR中的订阅信息并执行认证凭据处理；用户标识处理；访问授权；注册/移动性管理；和订阅管理。UDR可与PCF 1122进行交互。UDM1124还可支持SMS管理，其中SMS-FE实现如上所述的类似应用逻辑。

AF 1126可提供应用程序对流量路由的影响，对网络能力暴露(NCE)的访问，并且与策略框架进行交互以进行策略控制。NCE可以是允许5GC和AF 1126经由NEF 1116彼此提供信息的机构，其可用于边缘计算具体实施。在此类具体实施中，网络运营商和第三方服务可被托管在附件的UE 1102接入点附近，以通过减小的端到端延迟和传输网络上的负载来实现有效的服务递送。对于边缘计算具体实施，5GC可选择UE 1102附近的UPF 1104并且经由N6接口执行从UPF 1104到DN 1106的流量转向。这可基于UE订阅数据、UE位置和AF 1126所提供的信息。这样，AF1126可影响UPF(重新)选择和流量路由。基于运营商部署，当AF1126被认为是可信实体时，网络运营商可允许AF 1126与相关NF直接进行交互。

如前所述，CN 1110可包括SMSF，其可负责SMS订阅检查和验证，并向/从UE 1102向/从其他实体中继SM消息，诸如SMS-GMSC/IWMSC/SMS-路由器。该SMS还可与AMF 1112和UDM 1124进行交互以用于UE 1102可用于SMS传输的通知程序(例如，设置UE不可达标志，并且当UE 1102可用于SMS时通知UDM 1124)。

系统1100可以包括以下基于服务的接口：Namf：AMF展示的基于服务的接口；Nsmf：SMF呈现的基于服务的接口；Nnef：NEF呈现的基于服务的接口；Npcf：PCF呈现的基于服务的接口；Nudm：UDM呈现的基于服务的接口；Naf：AF呈现的基于服务的接口；Nnrf：NRF呈现的基于服务的接口；以及Nausf：AUSF呈现的基于服务的接口。

系统1100可包括以下参考点：N1：UE与AMF之间的参考点；N2：(R)AN与AMF之间的参考点；N3：(R)AN与UPF之间的参考点；N4：SMF与UPF之间的参考点；以及N6：UPF与数据网络之间的参考点。这些NF中的NF服务之间可存在更多参考点和/或基于服务的接口，然而为了清楚起见，省略了这些接口和参考点。例如，NS参考点可在PCF与AF之间；N7参考点可在PCF与SMF之间；N11参考点可在AMF与SMF之间等；在一个实施方案中，CN 1110可以包括Nx接口，该Nx接口是MME(例如，MME 1030)和AMF 1112之间的CN间接口，以便实现CN 1110和CN 1028之间的互通。

尽管未在图11中示出，系统1100可以包括多个RAN节点(诸如(R)AN节点1108)，其中在连接到5GC 410的两个或更多个(R)AN节点1108(例如，gNB等)之间，在连接到CN 1110的(R)AN节点1108(例如，gNB)和eNB(例如，图10的宏RAN节点1018)之间，和/或在连接到CN1110的两个eNB之间定义Xn接口。

在一些具体实施中，Xn接口可包括Xn用户平面(Xn-U)接口和Xn控制平面(Xn-C)接口。Xn-U可提供用户平面PDU的非保证递送并支持/提供数据转发和流量控制功能。Xn-C可提供管理和错误处理功能，用于管理Xn-C接口的功能；在连接模式(例如，CM-CONNECTED)下对UE1102的移动性支持包括用于管理一个或多个(R)AN节点1108之间的连接模式的UE移动性的功能。该移动性支持可包括从旧(源)服务(R)AN节点1108到新(目标)服务(R)AN节点1108的上下文传输；以及对旧(源)服务(R)AN节点1108到新(目标)服务(R)AN节点1108之间的用户平面隧道的控制。

Xn-U的协议栈可包括建立在因特网协议(IP)传输层上的传输网络层，以及UDP和/或IP层的顶部上的用于承载用户平面PDU的GTP-U层。Xn-C协议栈可包括应用层信令协议(称为Xn应用协议(Xn-AP))和构建在SCTP层上的传输网络层。SCTP层可位于IP层的顶部。SCTP层提供应用层消息的保证递送。在传输IP层中，使用点对点传输来递送信令PDU。在其他具体实施中，Xn-U协议栈和/或Xn-C协议栈可与本文所示和所述的用户平面和/或控制平面协议栈相同或类似。

图12示出了根据一些实施方案的设备1200的示例性部件。在一些实施方案，设备1200可包括应用程序电路1202、基带电路1204、射频(RF)电路(被示为RF电路1220)、前端模块(FEM)电路(被示为FEM电路1230)、一个或多个天线1232和电源管理电路(PMC)(被示为PMC 1234)(至少如图所示耦接在一起)。图示设备1200的部件可以被包括在UE或RAN节点中。在一些实施方案中，设备1200可包括较少的元件(例如，RAN节点可不利用应用程序电路1202，而是包括处理器/控制器以处理从EPC接收的IP数据)。在一些实施方案中，设备1200可包括附加元件，诸如存储器/存储装置、显示器、相机、传感器或输入/输出(I/O)接口。在其他实施方案中，下述部件可包括在一个以上的设备中(例如，所述电路可单独地包括在用于云-RAN(C-RAN)具体实施的一个以上的设备中)。

应用程序电路1202可包括一个或多个应用程序处理器。例如，应用程序电路1202可包括电路诸如但不限于一个或多个单核或多核处理器。所述一个或多个处理器可包括通用处理器和专用处理器(例如，图形处理器、应用处理器等)的任何组合。这些处理器可与存储器/存储装置耦接或可包括存储器/存储装置，并且可被配置为执行存储在该存储器/存储装置中的指令，以使得各种应用程序或操作系统能够在设备1200上运行。在一些实施方案中，应用程序电路1202的处理器可处理从EPC处接收的IP数据分组。

基带电路1204可包括电路诸如但不限于一个或多个单核或多核处理器。基带电路1204可包括一个或多个基带处理器或控制逻辑部件，以处理从RF电路1220的接收信号路径接收到的基带信号以及生成用于RF电路1220的发射信号路径的基带信号。基带电路1204可与应用程序电路1202进行交互，以生成和处理基带信号并控制RF电路1220的操作。例如，在一些实施方案中，基带电路1204可包括第三代(3G)基带处理器(3G基带处理器1206)、第四代(4G)基带处理器(4G基带处理器1208)、第五代(5G)基带处理器(5G基带处理器1210)、或其他现有代、正在开发或将来待开发的代的其他基带处理器1212(例如，第二代(2G)、第六代(6G)等)。基带电路1204(例如，基带处理器中的一者或多者)可处理实现经由RF电路1220与一个或多个无线电网络通信的各种无线电控制功能。在其他实施方案中，所示的基带处理器的功能中的一些或全部可包括在存储于存储器1218中的模块中，并且可经由中央处理单元(CPU1214)来执行。无线电控制功能可包括但不限于信号调制/解调、编码/解码、射频移位等。在一些实施方案中，基带电路1204的调制/解调电路可包括快速傅里叶变换(FFT)、预编码或星座映射/解映射功能。在一些实施方案中，基带电路1204的编码/解码电路可包括卷积、咬尾卷积、turbo、维特比或低密度奇偶校验(LDPC)编码器/解码器功能。调制/解调和编码器/解码器功能的实施方案不限于这些示例，并且在其他实施方案中可包括其他合适的功能。

在一些实施方案中，基带电路1204可包括数字信号处理器(DSP)，诸如一个或多个音频DSP 1216。该一个或多个音频DSP 1216可包括用于压缩/解压缩和回声消除的元件，并且在其他实施方案中可包括其他合适的处理元件。在一些实施方案中，基带电路的部件可适当地组合在单个芯片、单个芯片组中，或设置在同一电路板上。在一些实施方案中，基带电路1204和应用程序电路1202的一些或全部组成部件可以一起实现，例如在片上系统(SOC)上。

在一些实施方案中，基带电路1204可提供与一种或多种无线电技术兼容的通信。例如，在一些实施方案中，基带电路1204可支持与演进通用陆地无线电接入网(EUTRAN)或其他无线城域网(WMAN)、无线局域网(WLAN)、无线个人区域网(WPAN)的通信。其中基带电路1204被配置为支持多于一种的无线协议的无线电通信的实施方案可被称为多模式基带电路。

RF电路1220可以使用调制的电磁辐射通过非固体介质与无线网络进行通信。在各种实施方案中，RF电路1220可包括开关、滤波器、放大器等以促进与无线网络的通信。RF电路1220可包括接收信号路径，该接收信号路径可包括用于对从FEM电路1230接收的RF信号进行下变频并向基带电路1204提供基带信号的电路。RF电路1220还可包括传输信号路径，该传输信号路径可包括用于对由基带电路1204提供的基带信号进行上变频并向FEM电路1230提供用于传输的RF输出信号的电路。

在一些实施方案中，RF电路1220的接收信号路径可包括混频器电路1222、放大器电路1224和滤波器电路1226。在一些实施方案中，RF电路1220的发射信号路径可包括滤波器电路1226和混频器电路1222。RF电路1220还可包括合成器电路1228，用于合成由接收信号路径和/或传输信号路径的混频器电路1222使用的频率。在一些实施方案中，接收信号路径的混频器电路1222可以被配置为基于合成器电路1228提供的合成频率来将从FEM电路1230接收的RF信号下变频。放大器电路1224可被配置为放大下变频信号，并且滤波器电路1226可以是低通滤波器(LPF)或带通滤波器(BPF)，其被配置为从下变频信号中移除不想要的信号以生成输出基带信号。可将输出基带信号提供给基带电路1204以进行进一步处理。在一些实施方案中，尽管这不是必需的，但是输出基带信号可以是零频率基带信号。在一些实施方案中，接收信号路径的混频器电路1222可包括无源混频器，但是实施方案的范围在这方面不受限制。

在一些实施方案中，发射信号路径的混频器电路1222可以被配置为基于由合成器电路1228提供的合成频率来上变频输入基带信号，以生成用于FEM电路1230的RF输出信号。基带信号可由基带电路1204提供，并且可由滤波器电路1226进行滤波。

在一些实施方案中，接收信号路径的混频器电路1222和发射信号路径的混频器电路1222可包括两个或更多个混频器，并且可以被布置为分别用于正交下变频和上变频。在一些实施方案中，接收信号路径的混频器电路1222和发射信号路径的混频器电路1222可包括两个或更多个混频器，并且可以被布置为用于镜像抑制(例如，Hartley镜像抑制)。在一些实施方案中，接收信号路径的混频器电路1222和混频器电路1222可以被布置为分别用于直接下变频和直接上变频。在一些实施方案中，接收信号路径的混频器电路1222和传输信号路径的混频器电路1222可被配置用于超外差操作。

在一些实施方案中，输出基带信号和输入基带信号可以是模拟基带信号，尽管实施方案的范围在这方面不受限制。在一些另选实施方案中，输出基带信号和输入基带信号可以是数字基带信号。在这些另选的实施方案中，RF电路1220可包括模数转换器(ADC)和数模转换器(DAC)电路，并且基带电路1204可包括数字基带接口以与RF电路1220进行通信。

在一些双模式实施方案中，可以提供单独的无线电IC电路来处理每个频谱的信号，但是实施方案的范围在这方面不受限制。

在一些实施方案中，合成器电路1228可以是分数-N合成器或分数N/N+1合成器，但是实施方案的范围在这方面不受限制，因为其他类型的频率合成器也可以是合适的。例如，合成器电路1228可以是Δ-∑合成器、倍频器或包括具有分频器的锁相环路的合成器。

合成器电路1228可被配置为基于频率输入和分频器控制输入来合成输出频率，以供RF电路1220的混频器电路1222使用。在一些实施方案中，合成器电路1228可以是分数N/N+1合成器。

在一些实施方案中，频率输入可由电压控制振荡器(VCO)提供，尽管这不是必须的。分频器控制输入可由基带电路1204或应用程序电路1202(诸如应用程序处理器)根据所需的输出频率提供。在一些实施方案中，可以基于由应用程序电路1202指示的信道，从查找表中确定分频器控制输入(例如，N)。

RF电路1220的合成器电路1228可包括分频器、延迟锁定环路(DLL)、复用器和相位累加器。在一些实施方案中，分频器可以是双模分频器(DMD)，并且相位累加器可以是数字相位累加器(DPA)。在一些实施方案中，DMD可以被配置为将输入信号除以N或N+1(例如，基于进位)，以提供分数除法比。在一些示例实施方案中，DLL可包括级联的、可调谐的、延迟元件、鉴相器、电荷泵和D型触发器集。在这些实施方案中，延迟元件可以被配置为将VCO周期分成Nd个相等的相位分组，其中Nd是延迟线中的延迟元件的数量。这样，DLL提供了负反馈，以帮助确保通过延迟线的总延迟为一个VCO周期。

在一些实施方案中，合成器电路1228可被配置为生成载波频率作为输出频率，而在其他实施方案中，输出频率可以是载波频率的倍数(例如，载波频率的两倍，载波频率的四倍)并且可与正交发生器和分频器电路一起使用以在该载波频率上生成相对于彼此具有多个不同相位的多个信号。在一些实施方案中，输出频率可为LO频率(fLO)。在一些实施方案中，RF电路1220可包括IQ/极性转换器。

FEM电路1230可包括接收信号路径，该接收信号路径可包括电路，该电路被配置为对从一个或多个天线1232处接收的RF信号进行操作，放大接收信号并且将接收信号的放大版本提供给RF电路1220以进行进一步处理。FEM电路1230还可包括发射信号路径，该发射信号路径可包括电路，该电路被配置为放大由RF电路1220提供的、用于由该一个或多个天线1232中的一个或多个天线进行发射的发射信号。在各种实施方案中，可以仅在RF电路1220中、仅在FEM电路1230中或者在RF电路1220和FEM电路1230两者中完成通过传输或接收信号路径的放大。

在一些实施方案中，FEM电路1230可包括TX/RX开关，以在发射模式与接收模式操作之间切换。FEM电路1230可包括接收信号路径和发射信号路径。FEM电路1230的接收信号路径可包括LNA，以放大所接收的RF信号并将经放大的所接收的RF信号作为输出提供(例如，至RF电路1220)。FEM电路1230的发射信号路径可包括功率放大器(PA)以放大输入RF信号(例如，由RF电路1220提供)，以及一个或多个滤波器以生成RF信号用于随后的发射(例如，通过该一个或多个天线1232中的一个或多个天线)。

在一些实施方案中，PMC 1234可管理提供给基带电路1204的功率。具体地，PMC1234可以控制电源选择、电压缩放、电池充电或DC-DC转换。当设备1200能够由电池供电时，例如，当设备1200包括在UE中时，通常可包括PMC 1234。PMC 1234可以在提供期望的具体实施大小和散热特性时提高功率转换效率。

图12示出了仅与基带电路1204耦接的PMC 1234。然而，在其他实施方案中，PMC1234可附加地或另选地与其他部件(诸如但不限于应用程序电路1202、RF电路1220或FEM电路1230)耦接并且针对这些部件执行类似的功率管理操作。

在一些实施方案中，PMC 1234可以控制或以其他方式成为设备1200的各种省电机制的一部分。例如，如果设备1200处于RRC_Connected状态，其中该设备仍连接到RAN节点，因为它期望立即接收流量，则在一段时间不活动之后，该设备可进入被称为不连续接收模式(DRX)的状态。在该状态期间，设备1200可以在短时间间隔内断电，从而节省功率。

如果在延长的时间段内不存在数据流量活动，则设备1200可以转换到RRC_Idle状态，其中该设备与网络断开连接，并且不执行操作诸如信道质量反馈、切换等。设备1200进入非常低的功率状态，并且执行寻呼，其中该设备再次周期性地唤醒以收听网络，然后再次断电。设备1200在该状态下不能接收数据，并且为了接收数据，该设备必须转换回RRC_Connected状态。

附加的省电模式可以使设备无法使用网络的时间超过寻呼间隔(从几秒到几小时不等)。在此期间，该设备完全无法连接到网络，并且可以完全断电。在此期间发送的任何数据都会造成很大的延迟，并且假定延迟是可接受的。

应用程序电路1202的处理器和基带电路1204的处理器可用于执行协议栈的一个或多个实例的元件。例如，可单独地或组合地使用基带电路1204的处理器来执行层3、层2或层1功能，而应用电路1202的处理器可利用从这些层接收的数据(例如，分组数据)并进一步执行层4功能(例如，传输通信协议(TCP)和用户数据报协议(UDP)层)。如本文所提到的，第3层可包括无线电资源控制(RRC)层，下文将进一步详细描述。如本文所提到的，第2层可包括介质访问控制(MAC)层、无线电链路控制(RLC)层和分组数据会聚协议(PDCP)层，下文将进一步详细描述。如本文所提到的，第1层可包括UE/RAN节点的物理(PHY)层，下文将进一步详细描述。

图13示出了根据一些实施方案的基带电路的示例性接口1300。如上所述，图12的基带电路1204可包括3G基带处理器1206、4G基带处理器1208、5G基带处理器1210、其他基带处理器1212、CPU 1214以及由所述处理器使用的存储器1218。如图所示，每个处理器可包括用于向/从存储器1218发送/接收数据的存储器接口1302。

基带电路1204还可包括：用于通信地耦接到其他电路/设备的一个或多个接口，诸如存储器接口1304(例如，用于向/从基带电路1204外部的存储器发送/接收数据的接口)；应用程序电路接口1306(例如，用于向/从图12的应用程序电路1202发送/接收数据的接口)；RF电路接口1308(例如，用于向/从图12的RF电路1220发送/接收数据的接口)；无线硬件连接接口1310(例如，用于向/从近场通信(NFC)部件、

部件(例如，

Low Energy)、

部件和其他通信部件发送/接收数据的接口)；以及电源管理接口1312(例如，用于向/从PMC 1234发送/接收电源或控制信号的接口)。

对于一个或多个实施方案，在前述附图中的一个或多个中示出的部件中的至少一个可被配置为执行如下示例部分中所述的一个或多个操作、技术、过程和/或方法。例如，上文结合前述附图中的一个或多个所述的基带电路可被配置为根据下述实施例中的一个或多个进行操作。又如，与上文结合前述附图中的一个或多个所述的UE、基站、网络元件等相关联的电路可被配置为根据以下在实施例部分中示出的实施例中的一个或多个进行操作。

以下实施例涉及另外的实施方案。

实施例1是一种包括指令的计算机可读存储介质(CRSM)，其中由一个或多个处理器执行所述指令为无人航空载具(UAV)或UAV控制器中的用户设备(UE)提供无人航空系统(UAS)操作服务授权，其中所述指令的执行致使所述一个或多个处理器：在网络曝光功能(NEF)处，处理来自应用程序功能(AF)的针对UAS流量管理(UTM)的UAS操作服务请求消息；响应于所述UAS操作服务请求消息，在所述NEF处确定所述AF是否被授权请求UAS操作服务授权；如果所述AF未被授权请求所述UAS操作服务授权，则在所述NEF处生成所述AF的结果消息，所述结果消息具有指示所述UAS操作服务授权失败的结果值；并且如果所述AF被授权请求所述UAS操作服务授权，则在所述NEF处生成对网络功能的UAS操作授权请求以确定是否针对所述UE授予UAS操作服务。

实施例2是根据实施例1所述的CRSM，其中所述UAS操作服务请求消息包括选自包括以下各项的组的一个或多个参数：AF标识符、对应于所述UAV或所述UAV控制器的通用公共订阅标识符(GPSI)、所述UAV或所述UAV控制器的外部组标识符、外部应用程序标识符，以及针对所述一个或多个外部应用程序标识符中的每一者的UAS操作授权。

实施例3是根据实施例2所述的CRSM，其中所述UAS操作授权指示当所述UAS操作服务被成功授权时，将在运营商的网络中创建UAS授权策略。

实施例4是根据实施例3所述的CRSM，其中所述UAS授权策略包括以下中的至少一者：指示所述UAV和所述UAV控制器之间的基于网络的命令和控制(C2)或网络导航C2的UAS操作模式、操作位置、所请求的操作开始时间、飞行持续时间和飞行路线。

实施例5是根据实施例1所述的CRSM，其中所述UAS操作授权请求消息包括选自包括以下各项的组的一个或多个参数：一个或多个应用程序标识符、所述一个或多个应用程序标识符中的每一者的一组或多组UAS操作信息，以及订阅永久标识符(SUPI)。

实施例6是根据实施例1所述的CRSM，还包括：在所述NEF处，处理来自所述网络功能的UAS操作授权响应，所述UAS操作授权响应指示是否针对所述UE授予所述UAS操作服务的结果；以及在所述NEF处，生成UAS操作服务响应以向所述AF指示所述结果。

实施例7是根据实施例1所述的CRSM，在所述NEF处，还包括：处理来自所述AF的UAS操作状态更新请求，所述UAS操作状态更新请求包括指示UAV和UAV控制器的关联作为UAS的UAS标识符(UAS ID)；响应于确定所述AF被授权用于所述UAS操作状态更新请求，生成对所述网络功能的UAS状态更新请求；以及将UAS操作更新响应从所述网络功能转发到所述AF。

实施例8是一种用于无人航空系统(UAS)操作服务授权的方法，所述方法包括：处理来自网络曝光功能(NEF)的UAS操作授权请求；响应于所述UAS操作授权请求，确定对于对应的无人航空载具(UAV)或UAV控制器的用户设备(UE)是否允许所述UAS操作授权请求；以及生成UAS操作服务响应以向所述NEF提供所述UAS操作授权请求的结果的反馈。

实施例9是根据实施例8所述的方法，其中所述方法由UTM功能、基于蜂窝的UTM(C-UTM)功能和策略控制功能(PCF)中的一者执行。

实施例10是根据实施例8所述的方法，其中所述UAS操作授权请求包括一个或多个参数，所述一个或多个参数包括一个或多个应用程序标识符、所述一个或多个应用程序标识符中的每一者的一组或多组UAS操作信息以及所述UE的订阅永久标识符(SUPI)。

实施例11是根据实施例9所述的方法，还包括，当允许所述UAS操作授权请求时，基于运营商针对每个应用程序标识符的每个请求的UAS操作配置的策略来创建UAS操作策略的列表。

实施例12是根据实施例9所述的方法，其中所述UAS操作服务响应包括一个或多个应用程序标识符以及所述UAS操作授权请求的所述结果。

实施例13是根据实施例9所述的方法，还包括，当任何服务授权失败时，指示每个应用程序标识符的原因。

实施例14是根据实施例13所述的方法，还包括从包括服务暂停、服务到期和服务不可用的组中选择所述原因。

实施例15是根据实施例9所述的方法，还包括：处理来自所述NEF的UAS状态更新请求，其中所述UAS状态更新请求包括指示UAV和UAV控制器的关联作为UAS的UAS标识符(UASID)；响应于所述UAS状态更新请求，更新包括每个应用程序标识符的策略和相关联的UAS标识符的UAS操作状态；以及生成UAS操作更新响应以向所述NEF确认所述状态更新。

实施例16是一种用于无人航空系统(UAS)操作服务授权的应用程序功能(AF)的装置，所述装置包括：存储器接口，所述存储器接口用于向存储器设备发送或从所述存储器设备接收与对网络曝光功能(NEF)的第一UAS操作服务请求相对应的数据；以及处理器，所述处理器用于：对于无人航空载具(UAV)，在所述AF处，生成对所述NEF的第一UAS操作服务请求，并且处理指示所述第一UAS操作服务请求的结果的来自所述NEF的的第一响应；以及对于UAV控制器，在所述AF处，生成对所述NEF的第二UAS操作服务请求，并且处理指示所述第二UAS操作服务请求的结果的来自所述NEF的的第二响应，其中所述第一UAS操作服务请求和所述第二UAS操作服务请求各自至少包括与所述AF相对应的AF标识符以及指示在授权时将在运营商的网络中创建UAS操作策略的对应UAS操作授权。

实施例17是根据实施例16所述的装置，其中所述UAS授权策略包括以下中的至少一者：指示所述UAV和所述UAV控制器之间的基于网络的命令和控制(C2)或网络导航C2的UAS操作模式、操作位置、所请求的操作开始时间、飞行持续时间和飞行路线。

实施例18是根据实施例16所述的装置，其中处理来自所述NEF的所述第一响应和所述第二响应包括确定指示所述第一UAS操作服务授权或所述第二UAS操作服务授权中的至少一者失败的来自所述NEF的结果值。

实施例19是根据实施例16所述的装置，其中处理指示所述结果的来自所述NEF的所述第一响应或所述第二响应包括：处理来自所述NEF的指示UTM功能或策略控制功能(PCF)已授予所述UAS操作服务的UAS操作服务响应，其中所述UAS操作服务响应包括由所述NEF分配的与所述UAS操作服务请求相关联的事务参考标识符；以及使用所述事务参考标识符来提供关于对无人航空载具(UAV)或UAV控制器的UAS操作的所述UAS操作服务请求的后续信息。

实施例20是根据实施例19所述的装置，还包括，在所述AF处：基于所述第一响应和所述第二响应中的信息，确定所述UAV与所述UAV控制器的关联；生成UAS操作状态更新请求，所述UAS操作状态更新请求包括用于指示所述UAV与所述UAV控制器的关联作为UAS的UAS标识符(UAS ID)，所述UAS操作状态更新请求包括所述事务参考标识符；处理来自所述NEF的UAS操作状态响应，所述UAS操作状态响应确认所述UTM功能或所述PCF已更新与所述UAS相关联的策略；以及响应于来自所述NEF的所述UAS操作状态响应，使得能够发起所述UAS操作。

实施例21是根据实施例20所述的装置，其中所述UAS操作状态响应中的信息还包括每个应用程序标识符的UAS策略和相关联的UAS标识符。

实施例22是根据实施例20所述的装置，其中所述UAS操作状态响应中的信息还指示每个应用程序标识符的启用的UAS操作参数和所述对应的UAS ID。

实施例23是根据实施例22所述的装置，其中所述启用的UAS操作参数包括以下中的一者或多者：用于所述UAS操作的允许的应用程序标识符；指示间接命令和控制(C2)、直接C2或网络导航C2的UAS操作模式；可用UTM应用程序服务器的IP地址；允许的地理区域；允许的操作时间；以及允许的操作持续时间。

实施例24是根据实施例20所述的装置，其中所述UAS的相关UAS操作与相同的UASID相关联。

除非另有明确说明，否则上述实施例中的任一实施例可与任何其他实施例(或实施例的组合)组合。一个或多个具体实施的前述描述提供了说明和描述，但是并不旨在穷举或将实施方案的范围限制为所公开的精确形式。鉴于上面的教导内容，修改和变型是可能的，或者可从各种实施方案的实践中获取修改和变型。

此外，本文的某些实施方案涉及以下用例中的一者或多者：5G系统可在网络覆盖范围内或网络覆盖范围外通过直接C2通信来启用UAV和UAV控制器之间的命令和控制(C2)通信；3GPP系统可提供C2通信以供UTM经由飞行计划使UAV飞行；3GPP系统可提供用于允许UTM跟踪经由飞行计划飞行的UAV的机制，其中5G系统可支持用于与UTM交互以获得用于C2通信的所需UAS服务信息(例如，服务类、流量类型、所需QoS和服务授权等)的机制，从而识别流量并实施区分的流量策略；5G系统可提供用于允许UTM提供与相同或不同应用程序相关联的流量参数(例如，C2通信的流量流、流量类型)并相应地请求区分的QoS的机制；5G系统可支持供UTM配置监测事件和对应动作(例如，监测对网络的报告、对网络的紧急报告以及UAV处的紧急动作(例如，转开、返回到UAV控制器或特定位置等))的机制；5G系统可支持供UTM使用UAV和UAV控制器之间的任何预定义C2通信模型或模式来监测C2通信，并且在检测到所配置的监测事件(例如，接近没有无人机区域)或情景感知事件(例如，正在暴风/龙卷风等)时执行动作的机制；5G系统可支持用于在C2通信中对一个UAS或多个UAS的不同UAS服务进行有线级排序的机制；并且/或者5G系统可支持用于在C2通信模式之间切换以进行UAS操作(例如，从网络辅助C2通信切换到直接C2通信)并确保断开连接时间低于10ms的机制。

应当认识到，本文所述的系统包括对具体实施方案的描述。这些实施方案可组合成单个系统、部分地结合到其他系统中、分成多个系统或以其他方式划分或组合。此外，可设想在另一个实施方案中使用一个实施方案的参数/属性/方面等。为了清楚起见，仅在一个或多个实施方案中描述了这些参数/属性/方面等，并且应认识到除非本文特别声明，否则这些参数/属性/方面等可与另一个实施方案的参数/属性等组合或将其取代。

虽然为了清楚起见已经相当详细地描述了前述内容，但是将显而易见的是，在不脱离本发明原理的情况下，可以进行某些改变和修改。应当指出的是，存在实现本文所述的过程和装置两者的许多另选方式。因此，本发明的实施方案应被视为示例性的而非限制性的，并且说明书不限于本文给出的细节，而是可在所附权利要求的范围和等同物内进行修改。

Claims (24)

1.一种包括指令的计算机可读存储介质(CRSM)，其中由一个或多个处理器执行所述指令为无人航空载具(UAV)或UAV控制器中的用户设备(UE)提供无人航空系统(UAS)操作服务授权，其中所述指令的执行致使所述一个或多个处理器：

在网络曝光功能(NEF)处，处理来自应用程序功能(AF)的针对UAS流量管理(UTM)的UAS操作服务请求消息；

响应于所述UAS操作服务请求消息，在所述NEF处确定所述AF是否被授权请求UAS操作服务授权；

如果所述AF未被授权请求所述UAS操作服务授权，则在所述NEF处生成所述AF的结果消息，所述结果消息具有指示所述UAS操作服务授权失败的结果值；并且

如果所述AF被授权请求所述UAS操作服务授权，则在所述NEF处生成对网络功能的UAS操作授权请求以确定是否针对所述UE授予UAS操作服务。

2.根据权利要求1所述的CRSM，其中所述UAS操作服务请求消息包括选自包括以下各项的组的一个或多个参数：AF标识符、对应于所述UAV或所述UAV控制器的通用公共订阅标识符(GPSI)、所述UAV或所述UAV控制器的外部组标识符、外部应用程序标识符，以及针对一个或多个外部应用程序标识符中的每个外部应用程序标识符的UAS操作授权。

3.根据权利要求2所述的CRSM，其中所述UAS操作授权指示当所述UAS操作服务被成功授权时，将在运营商的网络中创建UAS授权策略。

4.根据权利要求3所述的CRSM，其中所述UAS授权策略包括以下中的至少一者：指示所述UAV和所述UAV控制器之间的基于网络的命令和控制(C2)或网络导航C2的UAS操作模式、操作位置、所请求的操作开始时间、飞行持续时间和飞行路线。

5.根据权利要求1所述的CRSM，其中所述UAS操作授权请求消息包括选自包括以下各项的组的一个或多个参数：一个或多个应用程序标识符、所述一个或多个应用程序标识符中的每个应用程序标识符的一组或多组UAS操作信息，以及订阅永久标识符(SUPI)。

6.根据权利要求1所述的CRSM，还包括：

在所述NEF处，处理来自所述网络功能的UAS操作授权响应，所述UAS操作授权响应指示是否针对所述UE授予所述UAS操作服务的结果；以及

在所述NEF处，生成UAS操作服务响应以向所述AF指示所述结果。

7.根据权利要求1所述的CRSM，在所述NEF处，还包括：

处理来自所述AF的UAS操作状态更新请求，所述UAS操作状态更新请求包括指示UAV和UAV控制器的关联作为UAS的UAS标识符(UAS ID)；

响应于确定所述AF被授权用于所述UAS操作状态更新请求，生成对所述网络功能的UAS状态更新请求；以及

将UAS操作更新响应从所述网络功能转发到所述AF。

8.一种用于无人航空系统(UAS)操作服务授权的方法，所述方法包括：

处理来自网络曝光功能(NEF)的UAS操作授权请求；

响应于所述UAS操作授权请求，确定对于对应的无人航空载具(UAV)或UAV控制器的用户设备(UE)是否允许所述UAS操作授权请求；以及

生成UAS操作服务响应以向所述NEF提供所述UAS操作授权请求的结果的反馈。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述方法由UTM功能、基于蜂窝的UTM(C-UTM)功能和策略控制功能(PCF)中的一者执行。

10.根据权利要求8所述的方法，其中所述UAS操作授权请求包括一个或多个参数，所述一个或多个参数包括：一个或多个应用程序标识符、所述一个或多个应用程序标识符中的每个应用程序标识符的一组或多组UAS操作信息，以及所述UE的订阅永久标识符(SUPI)。

11.根据权利要求9所述的方法，还包括当允许所述UAS操作授权请求时，基于运营商针对每个应用程序标识符的每个请求的UAS操作配置的策略来创建UAS操作策略的列表。

12.根据权利要求9所述的方法，其中所述UAS操作服务响应包括一个或多个应用程序标识符以及所述UAS操作授权请求的所述结果。

13.根据权利要求9所述的方法，还包括当任何服务授权失败时，指示每个应用程序标识符的原因。

14.根据权利要求13所述的方法，还包括从包括服务暂停、服务到期和服务不可用的组中选择所述原因。

15.根据权利要求9所述的方法，还包括：

处理来自所述NEF的UAS状态更新请求，其中所述UAS状态更新请求包括指示UAV和UAV控制器的关联作为UAS的UAS标识符(UAS ID)；

响应于所述UAS状态更新请求，更新包括每个应用程序标识符的策略和相关联的UAS标识符的UAS操作状态；以及

生成UAS操作更新响应以向所述NEF确认所述状态更新。

16.一种用于无人航空系统(UAS)操作服务授权的应用程序功能(AF)的装置，所述装置包括：

存储器接口，所述存储器接口用于向存储器设备发送或从所述存储器设备接收与对网络曝光功能(NEF)的第一UAS操作服务请求相对应的数据；和

处理器，所述处理器用于：

对于无人航空载具(UAV)，在所述AF处，生成对所述NEF的所述第一UAS操作服务请求，并且处理指示所述第一UAS操作服务请求的结果的来自所述NEF的的第一响应；以及

对于UAV控制器，在所述AF处，生成对所述NEF的第二UAS操作服务请求，并且处理指示所述第二UAS操作服务请求的结果的来自所述NEF的第二响应；

其中所述第一UAS操作服务请求和所述第二UAS操作服务请求各自至少包括与所述AF相对应的AF标识符以及指示在授权时将在运营商的网络中创建UAS操作策略的对应UAS操作授权。

17.根据权利要求16所述的装置，其中所述UAS授权策略包括以下中的至少一者：指示所述UAV和所述UAV控制器之间的基于网络的命令和控制(C2)或网络导航C2的UAS操作模式、操作位置、所请求的操作开始时间、飞行持续时间和飞行路线。

18.根据权利要求16所述的装置，其中处理来自所述NEF的所述第一响应和所述第二响应包括确定指示所述第一UAS操作服务授权或所述第二UAS操作服务授权中的至少一者失败的来自所述NEF的结果值。

19.根据权利要求16所述的装置，其中处理指示所述结果的来自所述NEF的所述第一响应或所述第二响应包括：

处理来自所述NEF的UAS操作服务响应，所述UAS操作服务响应指示UTM功能或策略控制功能(PCF)已授予所述UAS操作服务，其中所述UAS操作服务响应包括由所述NEF分配的与所述UAS操作服务请求相关联的事务参考标识符；以及

使用所述事务参考标识符来提供关于对无人航空载具(UAV)或UAV控制器的UAS操作的所述UAS操作服务请求的后续信息。

20.根据权利要求19所述的装置，还包括，在所述AF处：

基于所述第一响应和所述第二响应中的信息，确定所述UAV与所述UAV控制器的关联；

生成UAS操作状态更新请求，所述UAS操作状态更新请求包括用于指示所述UAV与所述UAV控制器的所述关联作为UAS的UAS标识符(UAS ID)，所述UAS操作状态更新请求包括所述事务参考标识符；

处理来自所述NEF的UAS操作状态响应，所述UAS操作状态响应确认所述UTM功能或所述PCF已更新与所述UAS相关联的策略；以及

响应于来自所述NEF的所述UAS操作状态响应，使得能够发起所述UAS操作。

21.根据权利要求20所述的装置，其中所述UAS操作状态响应中的信息还包括每个应用程序标识符的UAS策略和相关联的UAS标识符。

22.根据权利要求20所述的装置，其中所述UAS操作状态响应中的信息还指示每个应用程序标识符的启用的UAS操作参数和对应的UASID。

23.根据权利要求22所述的装置，其中所述启用的UAS操作参数包括以下中的一者或多者：用于所述UAS操作的允许的应用程序标识符；指示间接命令和控制(C2)、直接C2或网络导航C2的UAS操作模式；可用UTM应用程序服务器的IP地址；允许的地理区域；允许的操作时间；以及允许的操作持续时间。

24.根据权利要求20所述的装置，其中所述UAS的相关UAS操作与相同的UAS ID相关联。

Images