KR20210039737A

KR20210039737A - 이동통신 네트워크에서 네트워크 간섭을 피하여 무인 항공기 경로를 설정하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20210039737A
Application number: KR1020190122339A
Authority: KR
Inventors: 한윤선; 박중신; 정상수; 문상준; 손중제
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2019-10-02
Filing date: 2019-10-02
Publication date: 2021-04-12

Abstract

본 개시는 4G 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 통신 시스템을 IoT 기술과 융합하는 통신 기법 및 그 시스템에 관한 것이다. 본 개시는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스 (예를 들어, 스마트 홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 헬스 케어, 디지털 교육, 소매업, 보안 및 안전 관련 서비스 등), 및 무인항공기에 적용될 수 있다. 본 개시의 실시예에 따른 제1 엔티티의 방법은 무인 항공기 트래픽 관리를 수행하는 제2 엔티티로부터, 무인 항공기에 대한 서비스 지역(service area)에 관련된 정보의 요청을 위한 요청 메시지를 수신하는 단계, 상기 요청 메시지에 기초하여, 상기 서비스 지역에 관련된 정보를 생성하는 단계, 및 상기 제2 엔티티로, 상기 상기 서비스 지역에 관련된 정보를 포함하는 제1 응답 메시지를 전송하는 단계를 포함한다.

Description

이동통신 네트워크에서 네트워크 간섭을 피하여 무인 항공기 경로를 설정하는 방법 및 장치 {APPARATUS AND METHOD FOR ROUTING UNMANNED AERIAL VEHICLE TO AVOID INTERFERENCE IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}

본 개시는 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 구체적으로는 이동 통신 시스템 (Mobile Communication System)에서 무인항공기 (Unmanned Aerial Vehicle), 이를 제어하는 제어기(Unmanned Aerial Vehicle Controller), UAS를 제어하는 UTM (Unmanned Aerial Vehicle Traffic Management) 시스템 사이의 정보 교환을 통해서 UAS의 이동 경로를 제어하기 위한 장치와 방법에 관한 것이다.

4G(4th generation) 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G(5th generation) 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후(Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE(Long Term Evolution) 시스템 이후(Post LTE) 시스템이라 불리어지고 있다.

높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역(예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO, FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나(large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다.

또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀(advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud radio access network, cloud RAN), 초고밀도 네트워크(ultra-dense network), 기기 간 통신(Device to Device communication, D2D), 무선 백홀(wireless backhaul), 이동 네트워크(moving network), 협력 통신(cooperative communication), CoMP(Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거(interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다.

이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation, ACM) 방식인 FQAM(Hybrid Frequency Shift Keying and Quadrature Amplitude Modulation) 및 SWSC(Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(Non Orthogonal Multiple Access), 및 SCMA(Sparse Code Multiple Access) 등이 개발되고 있다.

한편, 인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 망으로 진화하고 있다. 클라우드 서버 등과의 연결을 통한 빅데이터(Big data) 처리 기술 등이 IoT 기술에 결합된 IoE(Internet of Everything) 기술도 대두되고 있다. IoT를 구현하기 위해서, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 같은 기술 요소 들이 요구되어, 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 연구되고 있다. IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT(Internet Technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는 기존의 IT(Information Technology)기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다.

이에, 5G 통신 시스템을 IoT 망에 적용하기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 예를 들어, 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 5G 통신이 빔 포밍, MIMO, 및 어레이 안테나 등의 기법에 의해 구현되고 있는 것이다. 앞서 설명한 빅데이터 처리 기술로써 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud RAN)가 적용되는 것도 5G 기술과 IoT 기술 융합의 일 예라고 할 수 있을 것이다.

한편, 근 시일 내에 이동 통신망을 사용하여 서비스를 제고 받을 것이라고 예상되는 단말의 형태로는 무인 항공기가 있다. 현재 무인항공기 또는 드론(Drone)을 운용함에 있어서, 이동통신으로 대표되는 셀룰러(Cellular) 네트워크를 사용하는 방법은 지원되고 있지 않다. 대부분의 현재 운용 방식은 RF, 블루투스, 와이파이와 같은 근거리 무선 통신망을 통하여 제조사에서 제공하고 있는 프로토콜을 사용하여 드론과 드론 제어기를 통해 운용하는 방법을 일반적으로 사용하고 있다. 따라서, 무인 항공기를 이동통신망을 이용하여 제어 하기 위해서는 기존의 근거리 통신망에서 발생하지 않는 문제점들 및 드론의 이동성과 관련된 문제 사항 및 개선 사항들에 대한 연구가 필요하다.

본 개시의 다양한 실시예들은 이동 통신 시스템을 통해 UAS (Unmanned Aerial System)의 운용을 지원하는 방법을 포함한다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 실시예에 따른, 이동 통신 시스템에서 정책 제어 기능(PCF)을 수행하는 제1 엔티티의 방법은 정책 제어 기능(PCF)을 수행하는 제1 엔티티는 무인 항공기 트래픽 관리를 수행하는 제2 엔티티로부터, 무인 항공기에 대한 서비스 지역(service area)에 관련된 정보의 요청을 위한 요청 메시지를 수신하는 단계; 상기 요청 메시지에 기초하여, 상기 서비스 지역에 관련된 정보를 생성하는 단계; 및 상기 서비스 지역에 관련된 정보를 포함하는 응답 메시지를 전송하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른, 이동 통신 시스템에서 네트워크 데이터 분석 기능(NWDAF)을 수행하는 제1 엔티티의 방법은 정책 제어 기능(PCF)을 수행하는 제1 엔티티는 무인 항공기 트래픽 관리를 수행하는 제2 엔티티로부터, 무인 항공기에 대한 서비스 품질(QoS) 요구사항을 만족하는 서비스 지역(service area)에 관련된 정보의 요청을 위한 요청 메시지를 수신하는 단계; 상기 요청 메시지에 기초하여, 상기 서비스 지역에 관련된 정보를 생성하는 단계; 및 상기 서비스 지역에 관련된 정보를 포함하는 응답 메시지를 전송하는 단계를 포함한다.

실시예로서, 상기 요청 메시지는 상기 서비스 지역에 관련된 정보의 생성을 위해 사용되는 필터 정보를 포함하고, 상기 필터 정보는 상기 무인 항공기의 장치 종류 정보 및 상기 무인 항공기의 운항 목적 정보를 포함할 수 있다.

실시예로서, 상기 필터 정보는, 상기 무인 항공기에 대한 서비스 품질(QoS) 요구사항에 대한 정보를 더 포함하는, 방법.

실시예로서, 상기 필터 정보는, 상기 무인 항공기의 장치 성능 정보, 상기 무인 항공기의 소유자 정보, 상기 무인 항공기의 소유자 정보, 상기 무인 항공기의 조종사 정보, 상기 무인 항공기의 출발지 정보, 상기 무인 항공기의 목적지 정보, 상기 무인 항공기의 경유지 정보, 상기 무인 항공기의 운항과 연관된 시간 정보, 상기 무인 항공기의 운항과 연관된 영역 정보 또는 상기 무인 항공기의 운항과 연관된 고도 정보 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.

실시예로서, 상기 서비스 지역에 관련된 정보는, 상기 무인 항공기에 대한 운용가능 지역 또는 운용불가 지역의 목록(list)을 포함하는, 방법.

실시예로서, 상기 상기 서비스 지역에 관련된 정보는, 상기 서비스 품질 요구사항을 만족하는 상기 무인 항공기에 대한 운용가능 지역 또는 운용불가 지역의 목록(list)을 포함할 수 있다.

현재 이동 통신 망을 이용하는 단말의 수와, 이를 지원하기 위한 서비스와 응용의 수는 기하 급수적으로 증가하고 있다. 더불어, 이동 통신 망의 품질 향상을 위해서 무선 망 및 핵심 망의 설계과 운용은 갈수록 정교해 지고 있다. 이러한 상황에서 단순히 음성 통화와 데이터 서비스를 이용하는 단말뿐만 아니라, 공장, 무인항공기, 로봇, 자동차, 비행기 등과 같은 새로운 형태의 단말들이 등장하고 있다. 이러한 새로운 형태의 단말은 지속적으로 증가할 것으로 예상되며, 이들의 목적을 효과적으로 지원하기 위해서 이동 통신망 또한 지속적인 서비스의 진화가 예상된다.

다양한 단말의 목적과 형태는 변화 하고 있는 반면 이동통신 망은 현재 모든 단말들이 무선 자원을 공유하고 있으며, 일반적으로 핵심망 또한 모든 단말들이 공유하는 형태로 운용이 되고 있다. 각 단말들은 형태와 목적이 다르므로 운용되는 형식 및 사용하는 서비스 이에 따라서 네트워크와의 상호 작용에 있어서 차이를 가지고 온다. 따라서, 각 형태의 단말들을 효과적으로 지원하기 위해서 이동통신 망은 각 단말의 목적과 서비스 요구사항들을 분석하여 최적화된 설정을 유지하여야 한다. 더불어, 각 단말 및 서비스들을 효과적으로 지원하기 위해서는 각 단말들의 특성을 파악하고, 설정 및 관리의 최적화 및 자동화를 통해서 다른 단말 및 서비스에 영향이 없도록 설정되어야 한다.

본 발명은 기존 스마트폰으로 대표되는 지상에서 사용되는 단말의 형태가 아닌, 무인항공기라는 새로운 형태의 이동통신 단말을 지원하는 것을 목적으로 한다. 현재 상황에서 무인항공기는 시간에 따라 다른 운항 목적과 경로를 지니게 되며, 무인항공기를 기존의 지상에 위치하는 스마트폰과 동일한 형태로 운용 또는 설정하게 될 경우 서비스의 제공이 불가능하거나, 충분한 품질의 통신 서비스를 제공 받지 못하거나, 다른 지상의 단말에 간섭을 받거나, 간섭을 줄 수도 있다. 이러한 상황에서 무인항공기는 제어가 불가능하거나 다른 네트워크에 간섭을 주어 다른 이용자의 네트워크 품질을 크게 저하 시키는 문제를 야기 할 수 있다. 따라서 무인항공기의 안전하고 효율적인 운용과 기존의 단말들의 조화로운 운용을 위해서는 네트워크 상황을 고려하여 무인항공기 단말의 경로를 설정할 필요가 있다. 본 발명에서는 네트워크에서 다른 단말에 영향을 주거나, 인구 밀집 지역과 같이 무인항공기가 운행을 지양해야 하는 지역에 대한 정보 제공, 실시간으로 변경되는 네트워크 구성 및 품질 정보에 대한 지역 별, 시간 별 예측 값을 제공함으로써 무인항공기의 안전한 운용을 지원할 수 있다. 더불어, 무인항공기의 무분별한 운용으로 인해 기존에 이용자가 네트워크를 사용함에 있어서 품질의 저하 또는 서비스 장애가 발생 하는 문제를 예방 할 수 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 개시를 하기 위한 이동 통신 시스템과 망 외부에 위치한 엔티티의 구성을 나타낸다.
도 2는 PCF를 이용하여 무인항공기의 운용 가능 지역 또는 운용 불가능 지역에 대한 정보를 전달 하는 절차를 도시한다.
도 3은 NWDAF를 이용하여 요청된 통신 품질 요구사항을 만족하는 운용 가능 지역 또는 불가능한 지역에 대한 정보를 전달 하는 절차를 도시한다.
도 4는 PCF와 NWDAF를 이용하여 요청된 통신 품질 요구사항을 만족하는 운용 가능 지역 또는 불가능한 지역에 대한 정보를 전달 하는 절차를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔티티의 구조를 도시한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른, 이동 통신 시스템에서 정책 제어 기능(PCF)을 수행하는 제1 엔티티의 방법을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른, 이동 통신 시스템에서 네트워크 데이터 분석 기능(NWDAF)을 수행하는 제1 엔티티의 방법의 방법을 나타낸다.

이하, 본 개시의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

실시예를 설명함에 있어서 본 개시가 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 개시와 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 개시의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.

마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.

본 개시의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 개시가 완전하도록 하고, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 개시의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 개시는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.

또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.

이 때, 본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다. 또한 실시예에서 '~부'는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다.

본 개시의 실시 예들을 구체적으로 설명함에 있어서, 이동통신 규격 표준화 단체인 3GPP가 명세하고 있는 5G 이동통신 규격 상의 무선 접속망 New RAN (NR)과 코어 망인 패킷 코어 (5G System, 혹은 5G Core Network, 혹은 NG Core: Next Generation Core)를 주된 대상으로 하지만, 본 개시의 주요한 요지는 유사한 기술적 배경을 가지는 여타의 통신 시스템에도 본 개시의 범위를 크게 벗어 나지 아니 하는 범위에서 약간의 변형으로 적용 가능하며, 이는 본 개시의 기술 분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능 할 것이다.

이하 설명의 편의를 위하여, 3GPP(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution) 규격(5G, NR, LTE 또는 이와 유사한 시스템의 규격)에서 정의하고 있는 용어 및 명칭들이 일부 사용될 수 있다. 하지만, 본 개시가 상기 용어 및 명칭들에 의해 한정되는 것은 아니며, 다른 규격에 따르는 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다.

또한 이하 설명에서 사용되는 접속 노드(node)를 식별하기 위한 용어, 망 객체(network entity, 네트워크 엔티티)들을 지칭하는 용어, 메시지들을 지칭하는 용어, 네트워크 엔티티들 간 인터페이스를 지칭하는 용어, 다양한 식별 정보들을 지칭하는 용어 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 개시에서 사용하는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 대상을 지칭하는 다른 용어가 사용될 수 있다.

본 개시는 3GPP 표준 규격을 따르는 이동통신 시스템에서 무인 항공기의 운용을 지원하기 위한 방법에 관한 것으로서, 후술되어 있는 장치 또는 객체들이 상호작용하여 발명의 목적을 달성할 수 있다.

본 개시에서 단말은 무인항공기(Unmanned Aerial Vehicle)와 무인항공기를 제어하기 조종기 (Unmanned Aerial Vehicle Controller)를 지칭하며, 이 두 개의 단말의 형태가 구성되어 무인 항공기의 운용이 가능한 형태를 UAS (Unmanned Aerial System)이라 지칭한다.

본 개시에서 무인 항공기는 근거리에서 제어 가능한 취미용 또는 상업용 드론 및 특정 궤도를 통해 운행되는 무인 정찰기 등과 같이 비행이 가능하며 조종자가 항공기 본체에 탑승하지 않고 목적을 수행하기 위해 원격 또는 자율적으로 운항되는 기체를 통칭한다. 추가적으로, 본 개시의 적용 대상이 되는 무인항공기는 이동통신 네트워크, 와이파이, 블루투스와 같은 통신이 가능한 장치를 탑재하고 있어, 무인항공기의 조종기, 근거리의 통신이 가능한 무인항공기, 또는 관제 센터와 같은 외부에 위치하고 있는 개체와 무선을 통한 통신이 가능하다.

본 개시에서 무인 항공기 조종기는 특정 물리적인 장치를 지칭 할 수도 있으며, 클라우드 또는 특정 서버 상에서 운용되는 소프트웨어의 한 형태일 수도 있다. LTE (E-UTRA, GERAN, UTRA), 5G NR, Non-3GPP 망을 통해 3GPP 망에 접근하는 기능을 가지고 있으며, 핵심망 또는 데이터 네트워크와의 연결 만을 지원하지 않고 추가적으로 3GPP에서 정의한 사이드 링크 (Side Link)를 사용하여 근거리 단말 간 통신이 가능 할 수 도 있다. 더불어, 3GPP 규격을 따르는 단말으로써 역할을 수행하기 위해서 기지국, 핵심망과의 통신을 하기 위한 장치 및 프로토콜을 지원해야 한다. 무인 항공기는 인간 비행사가 항공체에 탑승하지 않고 통신망을 이용하여 조작 관련 신호를 수신하고, 이에 따라 운용된다.

무인 항공기들은 통신이 가능하지 않은 지역에 일시적으로 진입하거나, 높은 고도로 인해 지상에서 운용중인 다른 단말 들에게 간섭을 발생 시키거나, 간섭으로 인해 통신이 불안정해지는 상황이 발생 한 수 있다. 따라서 이동 통신 시스템은 이러한 무인 항공기의 안전한 운용을 위해서 높은 연결성을 유지할 수 있도록 하는 방법을 제공하여야 하며, 일시적으로 통신이 불가능 영역에서 빌딩, 항공기, 다른 무인 항공기, 또는 공중에 부유하고 있는 물체등과 같은 것으로부터 충돌을 방지 하는 방법 또한 필요하다.

한편, 본 개시의 다양한 실시예들은 예컨대, 3GPP 규격을 따르는 이동 통신 시스템을 통해 UAS (Unmanned Aerial System)의 운용을 지원하는 방법을 포함한다.

3GPP의 규격 문서에 따르면 UAS (Unmanned Aerial System)는 UAV (Unmanned Aerial Vehicle)과 UAV Controller로 구성된다. 일반적으로, UAV는 사람이 탑승하지 않고 원경으로 조종되어 운용되는 항공기를 지칭한다. UAS를 구성하는 UAV와 UAV Controller는 반드시 일대일 관계일 필요는 없다. 추가적으로 UAS는 UAS들 관제 하는 역할을 담당하는 UTM (Unmanned Aerial Traffic Management) 시스템과 연결되어, UAS의 인증, UAV와 UAV controller의 보안키등 확인을 통한 정당한 사용자 확인 절차 수행, 무인 항공 조정에 필요한 정적 또는 실시간 정보 제공, 비행 경로 목적 확인을 통한 경로 허가, 비상상황에 따른 UAS의 제어 권한 강제 이양 등의 다양한 기능을 제공할 수 있다. 따라서, 3GPP 이동통신 시스템은 UAS를 구성하는 UAV와 UAV controller의 네트워크 연결성을 지원함과 동시에, 각 UAS를 구성하는 장치들이 UTM을 통해 관제 될 수 있도록 네트워크 서비스를 효율적으로 제공하여야 한다.

UAS의 운용과정에서 3GPP의 역할은 단순히 UAS 단말들 또는 UTM 사이의 연결성만을 제공하는 것이 아니라, 추가적인 네트워크 서비스들이 제공될 수 있다. 대표적으로 UAS를 인증하는 주체는 UTM이며, 이 과정에서 이동통신 시스템의 핵심망은 추가적으로 UAS 단말들은 인증하고 그 결과를 UTM에 전달하여 인증 과정을 강화 할 수 있다. 두번째로, 3GPP는 UAS 단말들이 보내는 위치정보만을 사용하는 것이 아니라 핵심망이 전달하여 주는 단말의 위치 정보를 추가적으로 사용하여 UAS 단말의 위치에 대한 정확성 및 신뢰성을 향상 시킬 수 있다. 본 개시의 일부 실시예 또한 핵심망이 전달하여 주는 이동통신의 서비스 제한 지역과 같은 정보를 추가적으로 활용하여 무인항공기의 최종적 이동 경로를 계산하는데 도움을 줄 수 있는 방법을 포함한다.

무인항공기는 기존의 스마트폰과 같은 지상에서 운용되는 단말들의 특성과는 다르게 비행을 하여 지상 단말이 접근 불가능하거나 이동할 수 없는 경로를 이용하여 이동이 가능하며, 높은 고도로 인해 통신에 사용되는 전파의 특성이 지상의 단말들과 다른 특성을 가질 수 있다. 이러한 특성으로 인해, 같은 주파수 대역을 공유하는 경우 무인항공기의 통신으로 인해 지상에서 운용중인 단말의 통신에 장애 또는 간섭을 유발 할 수 있으며, 반대로 지상의 단말이 정상적으로 통신하더라도 그 결과가 무인항공기의 통신을 방해하는 요인으로 작용할 수 있다. 더불어, 비행을 하는 무인항공기는 일단 단말 보다 높은 고도에서 운용되기 때문에 접근 할 수 있는 기지국의 구성 및 개수에 차이를 가지고 올 수 있으며, 통신 서비스 품질이 동일한 2차원 좌표에 위치하고 있는 지상의 단말과 확연한 차이를 보일 수 있다.

본 개시에서는 무인항공기의 운용 및 이동 특성을 고려하여, 무인 항공기가 효과적으로 운용될 수 있도록 하기 위한 경로를 설정하는 방법을 이동통신망과 UAS를 관제하는 UTM과의 상호작용을 통해 도출 하는 방법을 포함한다. 무인항공기의 운용과 관련하여 군사 지역 또는 지형으로 인해 항공이 불가능한 경로는 UTM이 자체적으로 가지고 있을 수 있으나, 네트워크와 관련된 정보를 고려 하여 경로를 설정해야 무인항공기의 안정적인 운용이 가능하다. 네트워크 관련정보는 특정 지역의 네트워크 상황, 다른 단말의 이용률, 인구 밀집 지역, 서비스 제공 불가 지역, 일시적 장애 등 다양한 상황적 요소가 작용하여 실시간으로 변하게 된다. 더불어, 전력 소모를 줄이기 위해 기지국의 전원 차단, 새로운 기지국의 설치와 같이 네트워크의 상황 및 설정이 변하는 경우도 발생이 가능하다. 더불어, 제3 지역 또는 오지와 같은 곳에서는 열기구, 풍선, 무인항공기, 공중 부유물 등을 이용하여 이동통신망의 서비스 제공 영역이 변화 할 수도 있다. 이러한 네트워크 상황을 UTM에 전달하여 가장 효과적인 무인항공기의 경로를 설정 할 수 있도록 지원하는 것이 본 개시에서 해결하고자 하는 과제이다.

상술한 바와 같이 네트워크의 상황에 따라서 무인항공기에 서비스가 불가한 지역에 대한 정보의 획득을 통해 UTM과 UAS는 서비스가 가능한 지역으로 또는 서비스가 일시적으로 불가능하더라도 서비스 제공에는 무관한 경로로 무인항공기의 운용이 가능할 수 있다. 이러한 경우, 추가적으로 무인항공기의 종류 및 사용하는 서비스에 따라서 달라지는 통신 서비스 품질 요구사항의 충족 여부 또한 무인항공기를 운용함에 있어서 중요한 요소이다. 무인항공기의 경우 단순히 물건을 운반하는 경우도 이동과 관련된 명령 및 위치 정보를 전달 하는 수준의 통신 품질 요구사항을 가지는 반면, 비디오를 이용한 무인 항공 정찰기의 경우 지속적으로 비디오 및 오디오를 전달해야 하는 높은 수준의 서비스 품질 요구사항을 가질 수 있다. 지역에 따라서 이러한 서비스 품질을 제공할 수 있는 있는지 여부가 달라지기 때문에, UTM 및 3GPP는 무인항공기의 운항경로를 설정함에 있어서 단순 네트워크 제공이 가능함의 여부를 확인하는 것이 아니라, 무인항공기를 운용함에 있어서 요구되는 통신 서비스 품질 요구사항을 만족 할 수 있는 지역을 선별하여 알려줄 필요가 있다. 본 개시에서는 네트워크 정보 분석을 통하여, 특정 지역 및 시간에 무인항공기의 서비스 품질 요구사항을 만족시킬 수 있는 지역에 대한 정보를 UTM에 제공하여 효율적인 비행 경로의 설정이 가능하도록 하는 방법을 포함한다.

도 1은 본 개시를 실시하기 위한 각 단말, 장치, 객체들을 도시 하고 있다. 도 1을 참조하면, 본 개시를 실시 하기 위한 엔티티로는 UAV(101), UAV controller(102), UAV 또는 서비스를 공유하는 단말 장치 (ME) (103), UAV와 UAV controller로 이루어진 UAS (104), 무선 통신을 지원 하는 기지국 (105), AMF(106), SMF (107), PCF (108), NWDAF(109), NEF(110), UDM 혹은 UDR (111), UPF(112), 무인항공기 트래픽 관제 시스템 (UTM) (113), 및/또는 OAM (114)가 포함될 수 있다. 각 엔티티의 구성과 기능에 대하여는 이하에서 예시적으로 설명한다.

(R)AN (Radio Access Network)(105)은 5G-NR, E-UTRAN, UTRAN, GERAN등 과 같이 기지국과 단말 사이에 무선 통신을 위해 사용되는 기술을 지칭하며, 단말은 무선 통신을 위해서 이동 통신 무선 기술을 지원하는 기지국으로 eNB 혹은 gNB에 접속 하여 통신 서비스를 받는다. 기지국은 단말들로부터 전송 받은 제어 신호 혹은 데이터를 핵심망과 상호작용하여 핵심망에 위치하고 있는 장치로 전송하여 설정을 받거나, 데이터를 송수신 하거나, 관리를 위한 절차들을 수행할 수 있다. 이외에도 단말은 기지국과 연결되지 않고 단말과 단말 사이 직접적인 통신을 수행하는 Prose (Proximity Service)와 같은 사이드 링크를 이용하는 기술 또는 WiFi, Bluetooth와 같은 Non-3GPP 무선 접속 기술을 활용하여 데이터 네트워크와 연결될 수 있다.

이하에서는, 핵심망을 구성하는 다양한 요소들 중에서 본 개시에서는 직접적인 관련이 있는 장치들을 예시적으로 설명한다.

AMF (Access and Mobility Management Function)는 단말의 접근(Access)와 이동성(Mobility)을 관리 하기 위한 장치로써 단말이 RAN을 거처 핵심망의 다른 장치들과 연결 하는 단말-핵심망 종점 역할을 수행한다. AMF가 제공하는 기능으로는 예컨대, 단말의 등록 (Registration), 연결 (Connection), 연결성 (Reachability), 이동성 (Mobility) 관리, 접근 확인/인증, 이동성 이벤트 생성 등과 같은 기능들이 포함될 수 있다.

SMF (Session Management Function)은 단말의 PDU 세션의 관리 기능을 수행한다. 예를 들면, SMF는 세션의 수립, 수정, 해제와 이에 필요한 UPF와 AN 사이의 터널 유지를 통한 세션 관리 기능, 단말의 IP주소 할당과 관리 기능, ARP Proxy 기능, 사용자 평면 (User Plane) 선택 및 제어, UPF에서 트래픽 프로세싱 제어, 과금 데이터 수집 제어 등과 같은 기능들을 수행할 수 있다.

PCF (Policy Control Function)은 AMF 및 SMF에서 적용하는 접근/이동성, 세션 관리에 대한 정책을 결정하여 내려주는 역할을 수행한다. 예를 들면, PCF는 전체 네트워크의 행동을 관리(govern) 하며, 제어 평면을 구성하는 NF(Network Function)들에게 이행하여야 할 정책들을 제공할 수 있다. 또한, PCF는 UDR(Unified Data Repository)에 접근하여 정책 결정에 관련된 정보들에 접근 할 수 있다.

NEF (Network Exposure Function)은 이동통신 망에서 발생하는 이벤트 및 지워 하는 기능 (Capability)를 외부로 전달 또는 수신하는 기능을 담당한다. 예를 들면, NEF는 핵심망에 외부 응용의 정보를 안전하게 프로비저닝하는 기능, 내부/외부 정보의 변환, 다른 NF로부터 받은 기능을 UDR에 저장 후 재 배포 등과 같은 기능을 수행한다.

UDM (Unified Data Management)와 UDR (Unified Data Repository)는 독립적인 네트워크 기능이나, 본 실시예에서 그 기능과 역할이 유사하게 사용되어 동시에 서술한다. UDM은 예컨대, 3GPP 보안을 위한 AKA 인증 정보의 생성, 사용자 식별자(User ID)의 처리, 보안된 사용자 식별자(Subscriber Concealed ID, SUPI)의 역은폐, 현재 UE를 지원하는 NF의 목록 관리, 가입자 정보 (subscription) 관리, 단문(SMS) 관리 등을 수행할 수 있다. UDR은 예컨대, UDM이 관리하는 가입자 정보, 노출을 위한 구조화된 데이터, NEF 또는 서비스와 연관된 응용 데이터들의 저장 및 제공 기능을 수행할 수 있다.

UPF (User Plane Function)은 실제 사용자 데이터를 처리하는 역할을 수행하며, 외부의 데이터 네트워크로 단말이 생성한 패킷을 전달 하거나 외부 데이터 네트워크에서 유입된 데이터를 단말에게 전달할 수 있도록 패킷을 처리하는 역할을 수행한다. UPF가 제공하는 주요 기능으로는 예컨대, 무선 접속 기술 (Radio Access Technology) 간 앵커(Anchor) 역할 수행, PDU 세션과 외부 데이터 네트워크와 연결성 제공, 패킷 라우팅 및 포워딩, 패킷 검사(inspection), 사용자 평면 정책 적용, 트래픽 사용 보고서 작성, 버퍼링 등과 같은 기능들이 포함될 수 있다.

NWDAF (Network Data Analytics Function)은 네트워크 내에서 발생하는 이벤트 또는 정보를 수집하여 분석 도구 또는 기계 학습과 같은 도구를 이용하여 특정 정보에 관련된 통계(Statistics), 예측 (Prediction), 추천 (Recommendation) 정보를 NF, AF, OAM에게 전달 할 수 있다. 예를 들면, NWDAF 는 NF/AF/OAM로부터 데이터의 수집, NWDAF 서비스 등록 및 메타데이터 노출(exposure), NF/AF에 네트워크 분석 정보 제공등의 기능을 수행할 수 있다.

UTM은 무인항공기의 트래픽 관제를 수행하는 역할을 수행하며, 여기서 트래픽이란 네트워크 트래픽이 아닌 실제 물리적인 무인항공기들의 운용을 관제 하는 역할을 포함한다. UTM이 제공하는 주요 기능으로는, 예컨대, UAV와 UAV Controller의 인증, UAS의 구성 인증, 무인항공기의 효율적 운용을 위한 정보 제공, 운항 예정인 무인항공기의 인증 및 경로 확인, 무인항공기의 현재 경로 및 위치 확인, 위급 상황 시 무인항공기의 제어 등의 기능들이 포함될 수 있다. UTM을 관리하는 주체는 정부 또는 공공기관이 될 수 있으며, 이들로부터 권한을 위임 받은 대리인이 UTM을 운용할 수 있다. 본 개시에서 UTM은 AF(Application Function)의 역할을 수행하거나 AF와 연동되어 3GPP 이동통신망의 NEF를 통해 제어 평면에 무인항공기 운용에 관련된 정보를 제공할 수 있다. 추가적으로 이동통신 망에서 AF는 특정 서비스들을 지원하기 위해서 3GPP 핵심망과 통신하는 장치 또는 개체로써 현재 지원하는 기능은 트래픽 경로 설정에 대한 정보 제공 (Application influence on traffic routing), NEF에 접근하여 서비스 또는 단말 관련 정보 제공, PCF에 필요한 정보 제공등의 기능들을 수행할 수 있다. 본 개시에서 UTM이 이동통신 망 운용자가 신뢰할 수 있는 제공자로부터 운용되는 경우 신뢰할 수 있는 AF (Trusted AF)로 간주 될 수 있다.

OAM(Operation, administration and maintenance)는 기지국과 핵심망을 포함한 이동통신망 전반에 걸쳐 관리를 하기 위한 장치이다. 예를 들면, OAM 은 통신망의 운용, 관리, 유지보수, 프로비저닝, 문제 해결등과 관련된 기능을 수행할 수 있다. 또한, OAM 은 각 기지국 또는 핵심망의 기능들이 설계 및 정책에 따라 원활이 작동 하도록 감시 및 설정하는 기능을 수행할 수 있다. OAM은 관리와 관련된 도구, 절차 등을 모두 포괄하는 개념으로 특정한 장치를 지칭하는 것이 아닌, 망 관리자가 관리를 하기 위해서 사용하는 모든 도구, 소프트웨어, 절차 등이 포함될 수 있다.

상술한 엔티티들의 사이의 정보 교환 및 제어 신호 교환은 3GPP 표준 규격 문서에서 정의하는 절차, 인터페이스, 및 프로토콜을 사용한다. 하지만, 본 개시에 포함되는 모든 용어가 3GPP 상기 용어 및 명칭들에 의해 한정되지 않으며, 다른 규격을 따르는 시스템 및 장치에도 동일 하게 적용될 수 있다. 본 개시의 실시 예들을 구체적으로 설명함에 있어서, 3GPP가 규격을 정한 통신 규격을 주된 대상으로 할 것이지만, 본 개시의 주요한 요지는 유사한 기술적 배경을 가지는 여타의 통신 시스템에도 본 개시의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 약간의 변형으로 적용 가능하며, 이는 본 개시의 기술 분야에서 통상의 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다.

[제1 실시예] - PCF를 이용한 통신 제공 불가 지역 정보 제공

이동 통신 시스템, 예컨대, 5G 이동통신 시스템을 사용하는 UAV와 UAV controller는 일반 3GPP 이동통신망을 이용 하는 단말과 동일하게 등록(Registration) 과정을 거쳐, 이동통신망의 이용에 관련된 인증 및 권한 부여를 받게 된다. 이 과정에서 핵심망은 UAS를 구성하는 단말들이 UTM과 통신 할 수 있도록 지원을 한다. 이 후, UAS 단말의 인증을 UTM이 수행하며, 동시에 UAS의 조종사, 소유자, 비행 경로, 및/또는 운항 목적들을 종합적으로 고려하여 단말의 항공 허가를 줄 수 있다. 본 개시에서는 단말이 3GPP 네트워크에 인증되었거나 인증되는 절차 중에 수행 UAS와 UTM 사이에 인증을 위한 정보 교환이 이뤄지는 경우를 가정한다.

UAV는 UTM 인증을 위해 예컨대, 고유 식별자 (Unique Identity), UAV UE 단말 기능 (UE Capability of the UAV), 제조사와 모델(Make & model), 시리얼 번호 (Serial Number), 비행 무게 (Take-off weight), 포지션(Position), 소유자 식별자 (Owner Identity), 소유자 주소(Owner Address), 소유자 연락 정보(Owenr Contact details), 소유자 인증서(Owner certification), 이륙 위치 및 시간(Take-off location and time), 비행 목적 (Mission type), 경로 (Route data), 및/또는 운용 상태(Operating status)등을 인증 정보(데이터)로서 UTM에 전달 할 수 있다. 이 경우, UAV는 상기 인증 정보를 3GPP 핵심망을 통해 UTM에 전달할 수 있다.

UAV Controller는 UTM 인증을 위해 예컨대, 고유 식별자 (Unique Identity), UAV controller UE 단말 기능 (UE Capability of the UAV controller), 포지션(Position), 소유자 식별자 (Owner Identity), 소유자 주소(Owner Address), 소유자 연락 정보(Owenr Contact details), 소유자 인증서(Owner certification), UAV Controller를 운용하는 조종사 식별자 (the identity of the UAV operator who operate the UAV controller), 및/또는 UAV 조종사 면허 및 인증서 (UAV operator license and certification) 등을 인증 정보(데이터)로서 UTM에 전달할 수 있다. 이 경우, UAV Controller는 상기 인증 정보를 3GPP 핵심망을 통해 UTM에 전달할 수 있다.

3GPP 핵심망은 상기한 UAV 혹은 UAV controller의 인증 정보를 UTM에 전달 함에 있어서, 예컨대, 3GPP에서 사용하고 있는 단말의 고유 식별자인 IMSI (International Mobile Subscriber Identity), IMEI (International Mobile Equipment Identity), MSISDN (Mobile Station International Subscriber Directory Number), GPSI(Generic Public Subscription Identifier)등을 추가적으로 UTM에 전달할 수 있고, 이는 UAS 구성 장치를 인증하는데 사용될 수 있다.

UTM은 UAS가 전달한 정보와 직접 수집한 정보들을 기반으로 항공 허가에 관련된 인증을 수행하게 된다. 하지만, UAS와 UTM이 가지고 있는 정보는 이동통신 망의 상황(또는, 상태) 및 품질에 대한 정보를 포함 하고 있지 않아, 무인항공기의 운행 중 발 생 가능한 통신관련 문제에 대해서는 고려할 수 없다. 본 개시에서는 이러한 문제를 해결하기 위해, 핵심망에서 네트워크 상황 및 품질에 관련된 정보를 UTM에게 전달 하여 무인 항공기의 경로를 계산하는 방법을 포함한다. 이 때, 전달되는 네트워크 상황 및 품질 정보는 무인항공기의 운용 상황에 맞게 비행 목적과 비행 고도에 따라 전달되는 정보가 달라질 수 있다. 이러한 정보들은 UTM이 핵심망에 정보를 요청하는 메시지에 필터 정보로써 포함되어 전달될 수 있으며, 핵심망은 이러한 추가 정보를 고려하여 요청된 지역 및 시간에 따른 네트워크 상황에 대한 정보를 제공하는 방법(또는, 기능)을 포함한다.

본 개시에서는 최초에 UAS가 UTM 인증 및 항공 허가를 위해서 전달 한 정보, 3GPP 이동통신망이 전달한 네트워크 정보, UTM이 자체적으로 수집하거나 설정한 정책을 이용하여 단말의 운행 허가 또는 운행 경로 및 시간의 변경을 수행 할 수 있는 방법을 포함한다.

이하에서는 도 2를 참조하여, 본 개시의 실시예 1(제1 실시예)을 예시적으로 설명한다.

도 2(도 2a 및 도 2b)는 PCF를 이용하여 무인항공기의 운용 가능 지역 또는 운용 불가능 지역에 대한 정보를 전달 하는 절차를 도시한다. 도 2는 UTM(AF)가 UAS의 운용을 인증을 하는 과정에서 핵심망에서 전달 받은 네트워크 관련 정보를 활용하여 UAS 단말의 최종 운행 허가 및 경로를 허가 하는 방법을 포함한다. 이때, UTM의 내부적 정책에 의해서 경로 또는 비행 시간을 수정하여 허가하는 방법이 사용될 수도 있다.

단계 0 - PCF(203)는 OAM(202)으로부터 현재 이동통신망에 대한 정보를 구독 하거나 요청할 수 있다. OAM으로부터 받아 오는 정보는 예컨대, 각 기지국의 위치 및 서비스 제공 영역, 전체 이동통신 네트워크의 제공 지역, 현재 각 기지국의 작동 여부 및 작동 여부, 각 기지국 별 측정값 등을 포함한 기지국 운영 및 네트워크 서비스 지역에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 핵심망과 관련하여 각 NF의 작동 상황 및 부하, 지역별 등록된 단말의 개수 및 서비스 상황 등이 PCF로 전달 될 수도 있다. 또한, PCF는 OAM 또는 내부적 방법을 통해 이동성 제한을 유도하는 정책 또는 지역에 대해서 미리 정보를 전달 받을 수 있다. PCF는 OAM으로부터 전달 받은 정보 및 내부 정책을 고려하여 하여 단말들의 이동성 제한(Mobility Restriction)과 관련된 정보를 생성할 수 있다.

3GPP에서 정의하고 있는 이동성 제한은 크게 Radio Access Technology (RAT) 제한 (RAT Restriction), 금지 지역 (Forbidden Area), 서비스 지역 제한 (Service Area Restrictions), 핵심망 접근 제한 (Core Network Type Restriction)의 조합을 활용한다. RAT 제한은 3GPP에서 정의한 특정 RAT을 사용하여 PLMN에 접근하는 것을 금지한다. 금지 지역은 금지 지역 리스트에 포함된 지역 내에서 특정 PLMN에 모든 통신을 시도하는 것을 금지한다. 서비스 지역 제한 (Service Area Restrictions)는 크게 두 가지 형태의 지역으로 세분화 될 수 있는데 서비스 불허 지역 (Non-allowed area)와 서비스 허용 지역 (Allowed Area)으로 나뉠 수 있으며, 각 지역에 대한 리스트 형태로 구성될 수 있다. 서비스 허용 지역 내에서는 일반적인 통신 서비스를 이용할 수 있으며, 서비스 불허 지역 내에서 단말은 핵심망에 서비스 요청 (Service Request) 또는 SM 신호 교환 (SM Signaling)을 하는 것이 허용 되지 않는다. 마지막으로, 핵심망 접근 제한은 EPC나 5GC와 같이 핵심망의 특정 형태에 제한 하는 것을 금지할 수 있다.

단계1 - UTM(205)는 NEF를 통해서 핵심망에 현재 네트워크 서비스 지역에 관련된 이벤트 구독을 신청 할 수 있다. UTM은 이동통신망 외부에 위치하고 있는 장치로 내부적으로 3GPP에서 정의하고 있는 AF로써의 역할을 수행하거나, AF의 역할을 수행하는 다른 장치를 통해 NEF에 요청을 보낼 수 있다.

UTM이 NEF에 이벤트 구독 요청을 보내는 메시지(예컨대, Nnef_EventExposure_Subscription request)에는 구독하고자 하는 이벤트 식별자 (Event ID), 필터(filter), 및/또는 이벤트 보고에 관련된 값들이 포함될 수 있다. 본 개시에서는 지역별 네트워크의 상황 정보에 관련된 정보에 대한 이벤트 구독을 요청하는 것으로, 이벤트 식별자는 허용된 운용 지역 (Allowed Operational Area)을 이벤트 식별자로 구독을 요청한다. 허용 운용 지역에 대한 네트워크 상황 정보에 대한 한정 또는 보다 자세한 정보를 원할 때 사용되는 필터의 종류로는 장치 종류(Device Type), UE 능력(UE Capability), 운항 목적 (Mission), 시간(Time), 소유자 정보(Owner information), 조종사 정보(Operator information), 출발지(Departure), 목적지(Destination), 경유지(Waypoints), 고도(Altitude), 및/또는 영역(Area) 등이 포함될 수 있다. 이때, UTM은 필터 관심지역 및 UAV의 종류 및 목적에 따라 정보 수신을 원하는 지역을 한정할 수 있다. 필터가 포함되어 있지 않는다면 이동통신 망의 내부 정책에 따라서 네트워크 서비스를 제공하는 전체 지역에 대한 네트워크 상황을 제공할 수 있다.

필터에 사용되는 인자들은 모두 선택적 인자로써 각 인자들의 조합으로 필터를 구성 할 수 있다. 장치 종류는 UAV 종류, UAV 모델, UAV 제조사 등과 같이 UAV의 장치 구성에 관련된 정보를 포함 할 수 있다. UE 능력에는 무인항공기가 지원하는 무선 접속 기술들과 핵심망에서 지원받을 수 있는 기능들에 대해서 표현이 가능하다. 운항 목적(mission)은 무인항공기가 운용되는 목적을 표현하는 것으로 일반적인 문자열로 표현되거나, 사전에 미리 약속된 카테고리 또는 코드로 목적을 표현 할 수 있다. 소유자 정보와 조종사 정보는 특정 무인항공기 운용과 관련하여 이동통신 운용자와 무인항공기 소유자 또는 조종사와의 관련 계약 사항들을 확인하기 위한 목적으로 사용 될 수 있다. 출발지, 목적지, 경유지 정보는 출발지, 목적지, 경유지를 포함하는 지역에 대해서 한정하기 위한 목적으로 사용되며, 이 정보들이 제공되지 않을 경우 핵심망에서는 전체 서비스 지역에 대해서 네트워크 상황을 제공할 수 있다. 고도 정보는 각 단말이 비행하게 될 주된 고도를 나타내는 것으로써, 고도에 따라 달라지는 네트워크 상황을 고려하기 위해 전달 한다. 특정 영역에 대한 좌표값이 영역 정보로서 전달될 수 있다. 이 좌표를 표현하는 방법은 다양할 수 있으나, 중심값과 지름, 2개의 점으로 표현되는 사각좌표 등 다양한 방식으로 지역의 표현이 가능하다. 또는, 실제 관할 구역 상의 지역 이름이 영역 정보로서 전달 될 수도 있다.

실시예에 따라서는, 예컨대, UTM이 신뢰할 수 있는 AF로 분류 되는 경우, UTM은 NEF를 거치지 않고 직접 PCF를 통해 현재 네트워크 서비스 지역에 관련된 이벤트에 대한 구독 신청을 할 수 있다.

단계 2 - NEF는 UTM으로부터 전달 받은 정보의 일부 또는 전부를 외부에서 사용하는 정보의 형태에서 망내부에서 사용하는 정보의 형태로 변경할 수 있다. 예를 들어, NEF는 GPS에서 사용하는 경도와 위도로 표현되거나 다른 지역 정보를 표현하는 방법들을, 망 내부에서 사용하는 TAI (Tracking Area ID) 또는 Cell ID 등으로 변환할 수 있다. UE의 기능 또한 UE의 무선 관련 기능(Radio capability)와 핵심망 관련 기능(Core Network Capability)등으로 변환이 가능하며, 만약 관련 기능들이 특정 코드로 표현된다면, 그러한 각 기능을 코드로 변환하여 전달 할 수 있다.

단계 3 - NEF는 변환된 UTM의 구독 요청을 PCF로 요청 한다. 이를 위해, NEF는 변환된 이벤트 구독 요청을 위한 메시지(예컨대, Npcf_EventExposure_Subscription request)를 PCF로 전송할 수 있다. 상기 메시지를 통해 전달 되는 인자의 종류는 UTM이 전달한 메시지와 동일할 수 있으며, 변환된 인자의 경우, 그 값이 UTM이 전달한 메시지에 포함된 인자의 값과 상이할 수 있다.

단계 4 - PCF는 이벤트 구독 요청에 대해서 처리 하기 위해 OAM으로부터 전달 받은 정보, 내부 정책, 및/또는 요청 받은 필터의 내용에 기반하여, 조건을 만족하는 무인항공기가 통신 서비스를 제공받을 수 있는 지역(예컨대, 장치 종류 및 운항 목적 별(per) 서비스 지역(service area))에 대해서 계산한다. 계산 결과로, 해당 지역이 운용 가능한 지역 또는 운용이 불가능한 지역으로 표현이 가능하다. 운용이 불가능한 지역으로 표현되는 경우, 각 세부 지역 별로 운용이 불가능한 이유에 대한 정보를 표현 할 수 있다. 예를 들면, 금지된 지역, 인구 밀집 지역, 서비스 범위 이탈, 장애 등의 원인이 표현될 수 있다. 장애나 일시적인 네트워크 설정 변화로 인하여 사용되지 못하는 경우, 통신 서비스가 제공되지 못하는 세부 지역과 시간대가 단계 5에서 후술할 PCF의 응답 또는 통지를 위한 메시지에 함께 포함될 수 있다. 예를 들면, 상기 메시지 내의 운용가능지역 또는 운용불가능지역의 목록 내에 상기 세부 지역과 시간대가 포함될 수 있다. 예컨대, 운용가능지역의 목록의 경우, 운영가능지역에 대한 세부 지역 및 운용가능 시간대가 포함될 수 있다. 또는, 운용불가능지역의 목록의 경우, 운영불가능지역에 대한 세부 지역 및 운용불가능 시간대가 포함될 수 있다. 운용 가능 지역 또는 운용 불가능 지역에 대한 정보는 세부 지역의 집합으로 표현될 수 있다. 또한, 세부 지역은 이동 통신망 내부에서 사용하는 TAI, Cell ID 등으로 표현 될 수 있다. 추가적으로, 지역에 관련된 정보에 대해서 다양한 표현 방법이 있을 수 있으나, 지역을 표현하는 정보의 표현 형태가 단계 5에서 후술할 PCF의 응답 또는 통지를 위한 메시지에 포함될 수 있다. 운용 가능 지역으로 표현되는 경우, 추천하는 최대 무인항공기의 개수가 단계 5에서 후술할 PCF의 응답 또는 통지를 위한 메시지에 포함될 수 있다.

단계 5 - PCF는 운용가능지역 또는 운용 불가능 지역의 목록을 NEF에 전달 한다. 이를 위해, PCF는 단계 3의 메시지(제2 요청 메시지)에 대한 응답 또는 통지를 위한 메시지(응답 또는 통지 메시지(예컨대, Npcf_EventExposure_notify)를 NEF로 전달 할 수 있다. 이 경우, 상기 메시지(제2 통지 메시지)는 운용가능 지역 또는 운용 불가능 지역의 목록(서비스 지역 목록)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 통지 메시지는 해당 서비스 지역에서 추천되는 장치의 수를 나타내는 정보를 더 포함할 수 있다.

단계 6 - NEF는 PCF로 전달 받은 운용가능 지역 또는 운용 불가능 지역에 대한 정보를 외부에서 알 수 있는 정보로 변환 한다. 한편, 변환 없이 제공되는 경우, UTM은 TAI 또는 Cell ID에 대한 매핑 정보를 이동통신망 운용자로부터 제공 받아서 해석이 가능한 경우도 고려될 수 있다.

단계 7 - NEF는 변환된 운용가능지역 또는 운용불가능지역의 정보를 UTM에 전달 한다. 이를 위해, NEF는 단계 1의 메시지(제1 요청 메시지)에 대한 응답 또는 통지를 위한 메시지(응답 또는 통지 메시지(예컨대, Npcf_EventExposure_notify)를 UTM로 전달 할 수 있다. 이 경우, 상기 메시지(제1 응답 메시지)는 운용가능 지역 또는 운용 불가능 지역의 목록(서비스 지역 목록)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 응답 메시지는 해당 서비스 지역에서 추천되는 장치의 수를 나타내는 정보를 더 포함할 수 있다.

단계 8 - UAS는 무인항공기의 인증 및 운용에 관련된 정보를 UTM에 전달 한다.

단계 9 - UTM은 UAS가 전달한 정보, 상술한 핵심망으로부터 전달 받은 네트워크 상황 정보, 자체적으로 수집한 정보 및/또는 정책에 의거하여 UAS의 인증과 항공의 허가 여부를 결정 한다. 이 과정에서 UTM은 자체적인 방법으로 UAS의 경로를 수정하는 과정을 통해 UAS의 항공 여부, 운행 시간 및 경로를 결정 할 수 있다. 또는, UTM은 UAS의 요청 경로를 그대로 UAS의 경로로서 결정할 수 있다.

단계 10 - UTM은 인증 및 운항 허가 정보를 UAS에 전달한다. UAS는 인증 결과에 따라 정상적인 운행을 수행 한다.

단계 11 - 네트워크의 상황이 변경(변화)되는 경우, OAM 및/또는 PCF는 네트워크 설정의 변화를 인지할 수 있다. 네트워크의 상황이 변경되는 경우는 다양 할 수 있다. 예를 들면, 임시 기지국 설치를 통한 서비스 제공 지역의 변화, 전력 절감을 위해 기지국 전원 차단으로 인한 제공 지역 변화, 단말의 이동에 따른 네트워크 보호 지역 변화, 장애 발생 등이 네트워크 상황을 변경하는 원인으로 작용할 수 있다.

단계 12 - PCF는 네트워크 상황의 변화를 감지하여, 새로운 무인항공기의 운용가능지역 또는 운용불가능지역에 관련된 정보(예컨대, 새로운 장치 종류 및 운항 목적 별 서비스 지역에 대한 정보)를 계산한다. 정보의 표현 형식은 단계 4와 동일 할 수 있다.

단계 13 - PCF는 새로이 계산한 운용가능지역 또는 운용불가능지역 정보를 NEF에 전달 한다. 이를 위해, PCF는 단계 5의 메시지를 이용하여 상기 정보를 NEF로 전달할 수 있다. 상기 메시지에는 새로운 서비스 지역에서 추천되는 장치의 수를 나타내는 정보가 더 포함될 수 있다.

단계 14 - NEF는 PCF로 전달 받은 운용가능 지역 또는 운용 불가능 지역에 대한 정보를 외부에서 알 수 있는 정보로 변환 한다. 한편, 변환 없이 제공되는 경우, UTM은 TAI 또는 Cell ID에 대한 매핑 정보를 이동통신망 운용자로부터 제공 받아서 해석이 가능한 경우도 고려될 수 있다.

단계 15 - NEF는 변환된 운용가능지역 또는 운용불가능지역의 정보를 UTM에 전달 한다. 이를 위해, PCF는 단계 7의 메시지를 이용하여 상기 정보를 NEF로 전달할 수 있다. 상기 메시지에는 새로운 서비스 지역에서 추천되는 장치의 수를 나타내는 정보가 더 포함될 수 있다.

단계 16 - UTM은 UAS가 기존에 전달한 정보, 새롭게 전달 받은 네트워크 상황 정보, 자체적으로 수집한 정보 및/또는 정책에 의거하여 UTS의 인증, 항공 허가 여부, 경로, 운항 시간의 변경이 필요한지 여부를 결정 한다.

단계 17 - 인증의 취소 또는 운항 관련 정보의 변경이 필요한 경우, UTM은 UAS에 변경 여부에 관련된 정보를 통지 한다.

한편, 단계 11 이후의 과정의 네트워크의 상황의 변화에 따라 추가적으로 발생하는 과정으로 정책에 따라 선택적으로 수행 되거나, 단계 1에서 이벤트 보고 관련 정보를 이미 만족한 경우 수행되지 않을 수도 있다.

[제2 실시예] - NWDAF를 이용한 통신 품질 요구사항 만족 가능 지역 정보 제공

무인항공기의 특성을 고려할 때, 경로의 수정은 지상 단말의 경로 수정과는 다른 특성을 가진다. 비행을 하면서 배터리 및 경로의 제약 상황으로 인해 목적지까지 도착하기 위한 경로 수정이 불가능한 경우가 발생이 가능하다. 따라서 이러한 상황을 해결하기 위해서는 처음 무인항공기의 경로를 설정할 때, 무인 항공기에서 요구하는 통신 품질 요구사항을 만족할 수 있는 경로를 선택하여 경로를 설정하여야 한다. 이러한 경로 설정을 지원하기 위해서 네트워크는 단말 별 품질 요구 사항을 만족하는 지역에 대한 정보를 제공하고, UTM 또는 UAS는 이러한 정보를 참조하여 서비스 이용 또는 제공에 필요한 수준의 지역들 이동하는 경로를 설정할 수 있다.

3GPP에서는 네트워크 정보의 수집을 통한 네트워크 관련 정보의 분석을 제공하는 기능인 NWDAF(Network Data Analytics Function)을 정의하였다. 기존의 NWDAF에서는 차량용 통신 서비스 지원을 위한 방법의 일환으로 단말의 네트워크 서비스 품질 수준이 특정 수준 이하로 떨어질 것이 예상 되는 경우, 서비스를 제공하는 서버 또는 네트워크 기능에 이벤트를 전달하는 기능이 정의 되었다. 하지만, 이러한 이벤트의 경우 무인 항공기의 경우 네트워크 품질 서비스의 하락 또는 단절이 예상 되었을 경우 운항 경로의 수정이 불가능 한 경우가 발생할 수 있으므로, 상황이 바뀌었을 때 서비스 단계의 대처는 무인항공기 운행에 위험을 불러 올 수 있다. 따라서, 이러한 상황을 해결 하기 위해서는 단말이 최초에 경로를 설정함에 있어 요구되는 통신 품질 요구사항을 만족 시킬 수 있는 지역에 대한 정보를 활용 할 수 있어야 한다.

본 개시에서는 NWDAF가 제공하는 기능을 확장하여, 특정 지역 및 시간에 대한 예상 되는 네트워크 품질 수준에 대한 정보를 제공하는 방법을 포함한다. UTM 또는 UAS는 이러한 정보를 활용하여 무인항공기가 운항하기 전 지역, 시간 별 네트워크 품질 정보 및 통신 불가능 지역에 대한 정보를 활용하여 무인항공기의 경로를 설정할 수 있다.

이하에서는 도 3을 참조하여, 본 개시의 제2 실시예를 예시적으로 설명한다.

도 3(도 3a 및 도 3b)은 NWDAF를 이용하여 요청된 통신 품질 요구사항을 만족하는 운용 가능 지역 또는 불가능한 지역에 대한 정보를 전달 하는 절차를 도시한다.

단계 0 - NWDAF(303)는 OAM(302)으로부터 현재 이동통신망에 대한 정보를 구독 하거나 요청할 수 있다. OAM으로부터 받아 오는 정보는, 예컨대, 각 기지국의 위치 및 서비스 제공 영역, 전체 이동통신 네트워크의 제공 지역, 현재 각 기지국의 작동 여부 및 작동 여부, 각 기지국 별 측정값 등을 포함한 기지국 운영 및 네트워크 서비스 지역에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 핵심망과 관련하여 각 NF의 작동 상황 및 부하, 지역별 등록된 단말의 개수 및 서비스 상황 등이 NWDAF로 전달 될 수도 있다. NWDAF는 OAM으로부터 전달 받은 정보 AMF, SMF, PCF 등으로부터 수집된 정보를 수집할 수 있다. NWDAF가 수집하는 정보는 예컨대, 특정 단말들의 위치, 이동성 제한, 단말의 PDU 세션 상황, 단말의 통신 상황, 단말의 사용자 평면 이용 현황, 및/또는 단말들의 서비스 사용율 등과 같은 정보를 포함할 수 있다. 또한, NWDAF는 AF 등과 같이 외부에 위치한 서버들로부터 서비스 품질, 서비스 경험과 같은 정보의 수집이 가능하다. NWDAF는 예컨대, 기존에 운항 했던 UAS 단말들(UAS 운용 과거 기록 제공함) 및 근처 지상 단말을 대상으로 상술한 정보를 수집할 수 있다.

OAM, NF, 및 AF로부터 정보를 수집한 NWDAF는 이러한 수집된 정보들의 기록을 수집하여 특정 지역에 및 특정 상황에서 발생 가능한 네트워크의 장애 여부, 혼잡 여부, 및 통신 품질에 관련된 분석 및 예상 정보를 내부적 알고리즘 또는 머신러닝과 같은 방법을 통해 분석 할 수 있다.

단계1 - UTM(305)는 NEF(304)를 통해서 핵심망에 현재 네트워크 서비스 지역에 관련된 네트워크 분석 정보 구독을 신청을 할 수 있다. UTM은 이동통신망 외부에 위치하고 있는 장치로 내부적으로 3GPP에서 정의하고 있는 AF로써의 역할을 수행하거나, AF의 역할을 수행하는 다른 장치를 통해 NEF에 요청을 보낼 수 있다.

UTM이 NEF에 분석 정보 구독 요청을 보내는 메시지(예컨대, Nnef_AnalyticsExposure_Subscription)에는 구독하고자 하는 분석 정보 식별자 (Analytics ID), 필터(filter), 및/또는 분석 정보 보고에 관련된 값들이 포함될 수 있다. 본 개시에서는 지역별 네트워크의 상황 정보에 관련된 정보에 대한 이벤트 구독을 요청하는 것으로, 분석 정보 식별자는 허용된 운용 지역 (Allowed Operational Area with QoS Requirements)을 분석 정보 식별자로 구독을 요청한다. 허용 운용 지역에 대한 네트워크 상황 정보에 대한 한정 또는 보다 자세한 정보를 원할 때 사용되는 필터의 종류로는 장치 종류(Device Type), UE 능력(UE Capability), 운항 목적 (Mission), 시간(Time), 소유자 정보(Owner information), 조종사 정보(Operator information), 출발지(Departure), 목적지(Destination), 경유지(Waypoints), 고도(Altitude), 및/또는 영역(Area) 등이 포함될 수 있다. 이 때, UTM은 추가적으로 무인 항공기 또는 무인 항공기의 운행 목적에 따른 서비스 품질 요구 사항에 관련된 정보(QoS requirements)를 함께 전달 할 수 있다. 서비스 품질 요구 사항에 대표적인 인자들로는 대역폭(Bandwidth), 지연(Delay), 전송에러율 (Error rate), 패킷 로스 비율 (Packet loss), 피크 전송률(Peak transmission rate), 및/또는 패킷 딜레이 버짓 (Packet Delay Budget)등이 포함될 수 있다. 또한, UTM은 필터 관심지역 및 UAV의 종류 및 목적에 따라 정보 수신을 원하는 지역을 한정할 수 있다. 필터가 포함되어 있지 않는다면 이동통신 망의 내부 정책에 따라서 네트워크 서비스를 제공하는 전체 지역에 대한 네트워크 상황을 제공할 수 있다.

필터에 사용되는 인자들은 모두 선택적 인자로써 각 인자들의 조합으로 필터를 구성 할 수 있다. 장치 종류에는 UAV 종류, UAV 모델, UAV 제조사 등과 같이 UAV의 장치 구성에 관련된 정보를 포함 할 수 있다. UE 능력에는 무인항공기가 지원하는 무선 접속 기술들과 핵심망에서 지원받을 수 있는 기능들에 대해서 표현이 가능하다. 운항 목적은 무인항공기가 운용되는 목적을 표현하는 것으로 일반적인 문자열로 표현되거나, 사전에 미리 약속된 카테고리 또는 코드로 목적을 표현 할 수 있다. 소유자 정보와 조종사 정보는 특정 무인항공기 운용과 관련하여 이동통신 운용자와 무인항공기 소유자 또는 조종사와의 관련 계약 사항들을 확인하기 위한 목적으로 사용 될 수 있다. 출발지, 목적지, 경유지 정보는 출발지, 목적지, 경유지를 포함하는 지역에 대해서 한정하기 위한 목적으로 사용되며, 이 정보들이 제공되지 않을 경우 핵심망에서는 전체 서비스 지역에 대해서 네트워크 상황을 제공할 수 있다. 고도 정보는 각 단말이 비행하게 될 주된 고도를 나타 내는 것으로써, 고도에 따라 달라지는 네트워크 상황을 고려하기 위해 전달 한다. 특정 영역에 대한 좌표값이 영역 정보로서 전달될 수 있다. 이 좌표를 표현하는 방법은 다양할 수 있으나, 중심값과 지름, 2개의 점으로 표현되는 사각좌표 등 다양한 방식으로 지역의 표현이 가능하다. 또는 실제 관할 구역 상의 지역 이름이 영역 정보로서 전달 될 수도 있다.

실시예에 따라서는, 예컨대, UTM이 신뢰할 수 있는 AF로 분류 되는 경우. UTM은 NEF를 거치지 않고 직접 NWDAF를 통해 현재 네트워크 서비스 지역에 관련된 이벤트에 대한 구독 신청을 할 수 있다.

단계 2 - NEF는 UTM으로부터 전달 받은 정보의 일부 또는 전부를 외부에서 사용하는 정보의 형태에서 망내부에서 사용하는 정보의 형태로 변경할 수 있다. 예를 들어, NEF는 GPS에서 사용하는 경도와 위도로 표현되거나 다른 지역 정보를 표현하는 방법들을, 망 내부에서 사용하는 TAI (Tracking Area ID) 또는 Cell ID등으로 변환할 수 있다. UE의 기능 또한 UE의 무선 관련 기능(Radio capability)와 핵심망 관련 기능(Core Network Capability)등으로 변환이 가능하며, 만약 관련 기능들이 특정 코드로 표현된다면, 그러한 각 기능을 코드로 변환하여 전달 할 수 있다.

단계 3 - NEF는 변환된 UTM의 구독 요청을 NWDAF로 분석 요청을 전달 한다 이를 위해, NEF는 변환된 구독 요청을 위한 메시지(예컨대, Nnwdaf_AnalyticsSubscription request)를 NWDAF로 전송할 수 있다. 상기 메시지를 통해 전달 되는 인자의 종류는 UTM이 전달한 메시지와 동일할 수 있으며, 변환된 인자의 경우, 그 값이 UTM이 전달한 메시지에 포함된 인자의 값에서 변환된 값일 수 있다.

단계 4 - NWDAF는 분석 정보 구독 요청에 대해서 처리 하기 위해 OAM으로부터 전달 받은 정보, 내부 정책, 요청 받은 필터 및/또는 AF/NF로부터 과거 및 현재 수집한 정보에 기반하여, 요청된 네트워크 품질 조건을 만족하는 무인항공기가 통신 서비스를 제공받을 수 있는 지역(예컨대, 요청된 통신 서비스 요구사항을 만족하는, 장치 종류 및 운항 목적 별(per) 서비스 지역(service area))에 대해서 계산한다. 계산 결과로, 해당 서비스 지역이 운용 가능한 지역 또는 운용이 불가능한 지역으로 표현이 가능하다. 이때, PCF로부터 이동성 제한과 관련된 정보를 수집하였다면, 이용 불가능 지역이 이동성 제한 여부를 고려하여 판단될 수 있다. 운용이 불가능한 지역으로 표현되는 경우, 각 세부 지역 별로 운용이 불가능한 이유에 대한 정보를 표현 할 수 있다. 예를 들면, 금지된 지역, 인구 밀집 지역, 서비스 범위 이탈, 장애 등의 원인, 및 품질 요구사항 만족 불가가 표현될 수 있다. 장애나 일시적인 네트워크 설정 변화로 인하여 서비스가 제공되지 못하거나 품질을 만족시키지 못하는 경우, 통신 제공되지 못하는 세부 지역과 시간대가 단계 5에서 후술할 PCF의 응답 또는 통지를 위한 메시지에 함께 포함될 수 있다. 예를 들면, 상기 메시지 내의 운용가능지역 또는 운용불가능지역의 목록 내에 상기 세부 지역과 시간대가 포함될 수 있다. 예컨대, 운용가능지역의 목록의 경우, 운영가능지역에 대한 세부 지역 및 운용가능 시간대가 포함될 수 있다. 또는, 운용불가능지역의 목록의 경우, 운영불가능지역에 대한 세부 지역 및 운용불가능 시간대가 포함될 수 있다. 운용 가능 지역 또는 운용 불가능 지역에 대한 정보는 세부 지역의 집합으로 표현될 수 있다. 또한, 세부 지역은 이동 통신망 내부에서 사용하는 TAI, Cell ID등으로 표현 될 수 있다. 추가적으로, 지역에 관련된 정보에 대해서 다양한 표현 방법이 있을 수 있으나, 지역을 표현하는 정보의 표현 형태가 단계 5에서 후술할 PCF의 응답 또는 통지를 위한 메시지에 포함될 수 있다. 운용 가능 지역으로 표현되는 경우, 추천하는 최대 무인항공기의 개수가 단계 5에서 후술할 PCF의 응답 또는 통지를 위한 메시지에 포함될 수 있다

단계 5 - NWDAF는 요청된 통신 서비스 요구사항을 만족하는 운용가능지역 또는 운용 불가능 지역의 목록을 NEF에 전달 한다. 이를 위해, NWDAF는 단계 3의 메시지(제2 요청 메시지)에 대한 응답 또는 통지를 위한 메시지(응답 또는 통지 메시지(예컨대, Nnwdaf_AnalyticsSubscription notify)를 NEF로 전달 할 수 있다. 이 경우, 상기 메시지(제2 통지 메시지)는 요청된 통신 서비스 요구사항을 만족하는 운용가능 지역 또는 운용 불가능 지역의 목록(서비스 지역 목록)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 통지 메시지는 해당 서비스 지역에서 추천되는 장치의 수를 나타내는 정보를 더 포함할 수 있다.

단계 6 - NEF는 NWDAF로 전달 받은 네트워크 품질 요구사항을 만족하는 운용가능 지역 또는 운용 불가능 지역에 대한 정보를 외부에서 알 수 있는 정보로 변환 한다. 한편, 변환 없이 제공되는 경우, UTM은 TAI 또는 Cell ID에 대한 매핑 정보를 이동통신망 운용자로부터 제공 받아서 해석이 가능한 경우도 고려될 수 있다.

단계 7 - NEF는 변환된 품질 요구사항을 만족하는 운용가능지역 또는 운용불가능지역의 정보를 UTM에 전달 한다. 이를 위해, NWDAF는 단계 1의 메시지(제1 요청 메시지)에 대한 응답 또는 통지를 위한 메시지(응답 또는 통지 메시지(예컨대, Nnwdaf_AnalyticsExposure notify)를 NEF로 전달 할 수 있다. 이 경우, 상기 메시지(제1 응답 메시지)는 변환된 품질 요구사항을 만족하는 운용가능 지역 또는 운용 불가능 지역의 목록(서비스 지역 목록)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 응답 메시지는 해당 서비스 지역에서 추천되는 장치의 수를 나타내는 정보를 더 포함할 수 있다.

단계 9 - UTM은 UAS가 전달한 정보, 상술한 핵심망 으로부터 전달 받은 네트워크 상황 정보, 자체적으로 수집한 정보 및/또는 정책에 의거하여 UAS의 인증과 항공의 허가 여부를 결정 한다. 이 과정에서 UTM은 자체적인 방법으로 UAS의 경로를 수정하는 과정을 통해 UAS의 항공 여부, 운행 시간 및 경로를 결정 할 수 있다. 또는, UTM은 UAS의 요청 경로를 그대로 UAS의 경로로서 결정할 수 있다.

단계 11 - 네트워크의 상황이 변경(변화)되는 경우, NWDAF는 네트워크 설정의 변화를 인지할 수 있다. 이러한 변화의 인지는 OAM/AF/NF들의 장치로부터 계속적인 정보 수집을 통해 자체적으로 분석이 가능하다. 네트워크의 상황이 바뀌는 경우는 다양 할 수 있다. 예를 들면, 임시 기지국 설치를 통한 서비스 제공 지역의 변화, 전력 절감을 위해 기지국 전원 차단으로 인한 제공 지역 변화, 단말의 이동에 따른 네트워크 보호 지역 변화, 장애 발생 등이 네트워크 상황을 변경하는 원인으로 작용할 수 있다.

단계 12 - NWDAF는 네트워크 상황의 변화를 감지하여 새로운 무인항공기의 운용가능지역 또는 운용불가능지역에 관련된 정보(예컨대, 새로운 장치 종류 및 운항 목적 별 서비스 지역에 대한 정보)를 계산한다. 정보의 표현 형식은 단계 4와 동일 할 수 있다.

단계 13 - NWDAF는 새로이 계산한 운용가능지역 또는 운용불가능지역 정보를 NEF에 전달 한다. 이를 위해, NWDAF는 단계 5의 메시지를 이용하여 상기 정보를 NEF로 전달할 수 있다. 상기 메시지에는 새로운 서비스 지역에서 추천되는 장치의 수를 나타내는 정보가 더 포함될 수 있다.

단계 14 - NEF는 NWDAF로 전달 받은 운용가능 지역 또는 운용 불가능 지역에 대한 정보를 외부에서 알 수 있는 정보로 변환 한다. 한편, 변환 없이 제공되는 경우, UTM은 TAI 또는 Cell ID에 대한 매핑 정보를 이동통신망 운용자로부터 제공 받아서 해석이 가능한 경우도 고려될 수 있다.

단계 15 - NEF는 변환된 운용가능지역 또는 운용불가능지역의 정보를 UTM에 전달 한다. 이를 위해, NEF는 단계 7의 메시지를 이용하여 상기 정보를 UTM로 전달할 수 있다. 상기 메시지에는 새로운 서비스 지역에서 추천되는 장치의 수를 나타내는 정보가 더 포함될 수 있다.

단계 17 - 인증의 취소 또는 운항 관련 정보의 변경이 필요한 경우 UTM은 UAS에 변경 여부에 관련된 정보를 통지 한다.

[제3 실시예] - PCF를 이용한 통신 품질 요구사항 만족 가능 지역 정보 제공

단말의 이동성 제한과 관련된 정보의 노출 및 계산은 PCF의 고유 결정 능력으로써, 기지국 상황, 핵심망 상황, 내부 정책 등을 종합적으로 고려하여 결정 할 수 있다. 이 경우, NWDAF가 제공하는 지역 및 시간 별 네트워크 장애 상황 및 통신 품질 수준의 분석 정보 또한 PCF가 단말의 이동성 제한을 결정 하는 요소로 작용하여 최종으로 무인항공기 또는 단말의 이동성 제한과 관련된 결정 내릴 수 있다. 본 개시는 PCF가 단말의 이동성 제한과 관련된 결정을 보다 효율적으로 하기 위해 NWDAF가 제공하는 지역 및 시간 별 네트워크 품질 및 상황 정보를 고려하여 무인항공기의 운용 가능 지역 또는 운용 불가능 지역을 계산할 수 있다. 본 개시는 PCF가 외부에 위치한 UTM 또는 UAS로부터 무인 항공기에 대한 운용 가능 지역 (또는 운용 불가능 지역)에 대한 정보 요청을 받았을 때, NWDAF가 제공 하는 네트워크 분석 정보를 고려하여 단말의 이동성 제한을 결정하는 방법을 포함한다.

이하에서는 도 4를 참조하여, 본 개시의 제3 실시예를 예시적으로 설명한다.

도 4(도 4a 및 4b)는 PCF와 NWDAF를 이용하여 요청된 통신 품질 요구사항을 만족하는 운용 가능 지역 또는 불가능한 지역에 대한 정보를 전달 하는 절차를 도시한다.

단계 0 - PCF(404)와 NWDAF(403)는 OAM(402)으로부터 현재 이동통신망에 대한 정보를 구독 하거나 요청할 수 있다. OAM으로부터 받아 오는 정보는 예컨대, 각 기지국의 위치 및 서비스 제공 영역, 전체 이동통신 네트워크의 제공 지역, 현재 각 기지국의 작동 여부 및 작동 여부, 각 기지국 별 측정값 등을 포함한 기지국 운영 및 네트워크 서비스 지역에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 핵심망과 관련하여 각 NF의 작동 상황 및 부하, 지역별 등록된 단말의 개수 및 서비스 상황 등이 PCF와 NWDADF로 전달 될 수도 있다. 또한, PCF는 OAM 또는 내부적 방법을 통해 이동성 제한을 유도하는 정책 또는 지역에 대해서 미리 정보를 전달 받을 수 있다. PCF는 OAM으로부터 전달 받은 정보 및 내부 정책을 고려하여 하여 단말들의 이동성 제한(Mobility Restriction)과 관련된 정보를 생성할 수 있다.

상술한 것처럼, 3GPP에서 정의하고 있는 이동성 제한은 크게 RAT 제한 (RAT Restriction), 금지 지역 (Forbidden Area), 서비스 지역 제한 (Service Area Restrictions), 핵심망 접근 제한 (Core Network Type Restriction)의 조합을 활용한다. RAT 제한은 3GPP에서 정의한 특정 RAT을 사용하여 PLMN에 접근하는 것을 금지한다. 금지 지역은 금지 지역 리스트에 포함된 지역 내에서 특정 PLMN에 모든 통신을 시도하는 것을 금지한다. 서비스 지역 제한 (Service Area Restrictions)는 크게 두가지 형태의 지역으로 세분화 될 수 있는데 서비스 불허 지역 (Non-allowed area)와 서비스 허용 지역 (Allowed Area)으로 나뉠 수 있으며, 각 지역에 대한 리스트 형태로 구성될 수 있다. 서비스 허용 지역 내에서는 일반적인 통신 서비스를 이용할 수 있으며, 서비스 불허 지역 내에서 단말은 핵심망에 서비스 요청 (Service Request) 또는 SM 신호 교환 (SM Signaling)을 하는 것이 허용 되지 않는다. 마지막으로, 핵심망 접근 제한은 EPC나 5GC와 같이 핵심망의 특정 형태에 제한 하는 것을 금지할 수 있다.

상술한 것처럼, NWDAF는 OAM으로부터 전달 받은 정보 AMF, SMF, PCF등으로부터 수집된 정보를 수집할 수 있다. NWDAF가 수집하는 정보는 예컨대, 특정 단말들의 위치, 이동성 제한, 단말의 PDU 세션 상황, 단말의 통신 상황, 단말의 사용자 평면 이용 현황, 및/또는 단말들의 서비스 사용율 등과 같은 정보를 포함할 수 있다. 또한, NWDAF는 AF등과 같이 외부에 위치한 서버들로부터 서비스 품질, 서비스 경험과 같은 정보의 수집이 가능하다. NWDAF는 예컨대, 기존에 운항 했던 UAS 단말들(UAS 운용 과거 기록 제공함) 및 근처 지상 단말을 대상으로 상술한 정보를 수집할 수 있다. OAM, NF, 및 AF로부터 정보를 수집한 NWDAF는 이러한 수집된 정보들의 기록을 수집하여 특정 지역에 및 특정 상황에서 발생 가능한 네트워크의 장애 여부, 혼잡 여부, 및 통신 품질에 관련된 분석 및 예상 정보를 내부적 알고리즘 또는 머신러닝과 같은 방법을 통해 분석 할 수 있다.

단계1 - UTM(305)는 NEF(304)를 통해서 핵심망에 현재 네트워크 서비스 지역에 관련된 이벤트 정보 구독을 신청을 할 수 있다. UTM은 이동통신망 외부에 위치하고 있는 장치로 내부적으로 3GPP에서 정의하고 있는 AF로써의 역할을 수행하거나, AF의 역할을 수행하는 다른 장치를 통해 NEF에 요청을 보낼 수 있다.

UTM이 NEF에 이벤트 구독 요청을 보내는 메시지(예컨대, Nnef_EventExposure_Subscription)에는 구독하고자 하는 이벤트 식별자 (Event ID), 필터(filter), 및/또는 이벤트 보고에 관련된 값들이 포함될 수 있다. 본 개시에서는 지역별 네트워크의 상황 정보에 관련된 정보에 대한 이벤트 구독을 요청하는 것으로, 이벤트 식별자는 허용된 운용 지역 (Allowed Operational Area)을 이벤트 식별자로 구독을 요청한다. 허용 운용 지역에 대한 네트워크 상황 정보에 대한 한정 또는 보다 자세한 정보를 원할 때 사용되는 필터의 종류로는 장치 종류(Device Type), UE 능력(UE Capability), 운항 목적 (Mission), 시간(Time), 소유자 정보(Owner information), 조종사 정보(Operator information), 출발지(Departure), 목적지(Destination), 경유지(Waypoints), 고도(Altitude), 및/또는 영역(Area) 등이 포함될 수 있다. 이때, UTM은 추가적으로 무인 항공기 또는 무인 항공기의 운행 목적에 따른 서비스 품질 요구 사항에 관련된 정보(QoS requirements)를 함께 전달 할 수 있다. 서비스 품질 요구 사항에 대표적인 인자들로는 대역폭(Bandwidth), 지연(Delay), 전송에러율 (Error rate), 패킷 로스 비율 (Packet loss), 피크 전송률(Peak transmission rate), 패킷 딜레이 버짓 (Packet Delay Budget)등이 포함될 수 있다. 또한, UTM은 필터 관심지역 및 UAV의 종류 및 목적에 따라 정보 수신을 원하는 지역을 한정할 수 있다. 필터가 포함되어 있지 않는다면 이동통신 망의 내부 정책에 따라서 네트워크 서비스를 제공하는 전체 지역에 대한 네트워크 상황을 제공할 수 있다.

단계 2 - NEF는 UTM으로부터 전달 받은 정보의 일부 또는 전부를 외부에서 사용하는 정보들의 형태에서 망내부에서 사용하는 정보의 형태로 변경할 수 있다. 예를 들어, GPS에서 사용하는 경도와 위도로 표현되거나 다른 지역 정보를 표현하는 방법들을 망 내부에서 사용하는 TAI (Tracking Area ID) 또는 Cell ID등으로 변환할 수 있다. UE의 기능 또한 UE의 무선 관련 기능(Radio capability)와 핵심망 관련 기능(Core Network Capability)등으로 변환이 가능하며, 만약 관련 기능들이 특정 코드로 표현된다면, 그러한 각 기능을 코드로 변환하여 전달 할 수 있다.

단계 3 - NEF는 변환된 UTM의 구독 요청을 PCF로 이벤트 구독 요청을 전달 한다. 이를 위해, NEF는 변환된 이벤트 구독 요청을 위한 메시지(예컨대, Npcf_EventExposure_Subscription request)를 PCF로 전송할 수 있다. 상기 메시지를 통해 전달 되는 인자의 종류는 UTM이 전달한 메시지와 동일할 수 있으며, 변환된 인자의 경우, 그 값이 UTM이 전달한 메시지에 포함된 인자의 값과 상이할 수 있다.

단계 4 - PCF는 무인항공기 또는 요청 받은 단말의 통신 서비스 품질 요구사항을 만족하는 지역에 대한 정보를 확인 하기 위해 NWDAF에 분석 정보 구독 요청을 보낼 수 있다. 이를 위해, PCF는 이 구독 요청을 위한 메시지(예컨대, Nnwdaf_AnalyticsSubscription request)를 NWDAF로 전송할 수 있다. 상기 메시지를 통해 전달 되는 인자의 종류는 UTM이 전달한 메시지와 동일할 수 있으며, 변환된 인자의 경우, 그 값이 UTM이 전달한 메시지에 포함된 인자의 값과 상이할 수 있다.

단계 5 - NWDAF는 분석 정보 구독 요청에 대해서 처리 하기 위해 OAM으로부터 전달 받은 정보, 내부 정책, 요청 받은 필터 및/또는 AF/NF로부터 과거 및 현재 수집한 정보에 기반하여 요청된 네트워크 품질 조건을 만족하는 무인항공기가 통신 서비스를 제공받을 수 있는 지역(예컨대, 요청된 통신 서비스 요구사항을 만족하는, 동작 지역(operation area))에 대해서 계산한다. 계산 결과로, 해당 동작 지역이 운용 가능한 지역 또는 운용이 불가능한 지역으로 표현이 가능하다. 장애나 일시적인 네트워크 설정 변화로 인하여 서비스가 제공되지 못하거나 품질을 만족시키지 못하는 경우, 통신 제공되지 못하는 세부 지역과 시간대가 단계 5에서 후술할 PCF의 응답 또는 통지를 위한 메시지에 함께 포함될 수 있다. 예를 들면, 상기 메시지 내의 운용가능지역 또는 운용불가능지역의 목록 내에 상기 세부 지역과 시간대가 포함될 수 있다. 예컨대, 운용가능지역의 목록의 경우, 운영가능지역에 대한 세부 지역 및 운용가능 시간대가 포함될 수 있다. 또는, 운용불가능지역의 목록의 경우, 운영불가능지역에 대한 세부 지역 및 운용불가능 시간대가 포함될 수 있다. 운용 가능 지역 또는 운용 불가능 지역에 대한 정보는 세부 지역의 집합으로 표현될 수 있다. 또한, 세부 지역은 이동 통신망 내부에서 사용하는 TAI, Cell ID등으로 표현 될 수 있다. 추가적으로, 지역에 관련된 정보에 대해서 다양한 표현 방법이 있을 수 있으나, 지역을 표현하는 정보의 표현 형태가 단계 5에서 후술할 PCF의 응답 또는 통지를 위한 메시지에 포함될 수 있다. 운용 가능 지역으로 표현되는 경우, 추천하는 최대 무인항공기의 개수가 단계 5에서 후술할 PCF의 응답 또는 통지를 위한 메시지에 포함될 수 있다.

단계 6 - NWDAF는 통신 품질 요구사항을 만족하는 운용 가능 지역 및 운용 불가능 지역에 대한 분석 결과를 PCF로 전달 한다. 이를 위해, NWDAF는 단계 4의 메시지(제3 요청 메시지)에 대한 응답 또는 통지를 위한 메시지(응답 또는 통지 메시지(예컨대, Nnwdaf_AnalyticsSubscription notify)를 PCF로 전달 할 수 있다. 이 경우, 상기 메시지(제3 통지 메시지)는 요청된 통신 서비스 요구사항을 만족하는 운용가능 지역 또는 운용 불가능 지역의 목록(서비스 지역 목록)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제3 통지 메시지는 해당 서비스 지역에서 추천되는 장치의 수를 나타내는 정보를 더 포함할 수 있다.

단계 7 - PCF는 이벤트 구독 요청에 대해서 처리 하기 위해 OAM 및 NWDAF에서 전달 받은 정보, 내부 정책, 및/또는 요청 받은 필터의 내용에 기반하여, 조건을 만족하는 무인항공기가 통신 서비스를 제공받을 수 있는 지역(예컨대, 요청된 통신 서비스 요구사항을 만족하는 서비스 지역)에 대해서 계산한다. 계산 결과로, 해당 서비스 지역이 운용 가능한 지역 또는 운용이 불가능한 지역으로 표현이 가능하다. 운용이 불가능한 지역으로 표현되는 경우, 각 세부 지역 별로 운용이 불가능한 이유에 대한 정보를 표현 할 수 있다. 예를 들면, 금지된 지역, 인구 밀집 지역, 서비스 범위 이탈, 장애 등의 원인이 표현될 수 있다. 장애나 일시적인 네트워크 설정 변화로 인하여 사용되지 못하는 경우, 통신 서비스가 제공되지 못하는 세부 지역과 시간대가 단계 5에서 후술할 PCF의 응답 또는 통지를 위한 메시지에 함께 포함될 수 있다. 예를 들면, 상기 메시지 내의 운용가능지역 또는 운용불가능지역의 목록 내에 상기 세부 지역과 시간대가 포함될 수 있다. 예컨대, 운용가능지역의 목록의 경우, 운영가능지역에 대한 세부 지역 및 운용가능 시간대가 포함될 수 있다. 또는, 운용불가능지역의 목록의 경우, 운영불가능지역에 대한 세부 지역 및 운용불가능 시간대가 포함될 수 있다. 운용 가능 지역 또는 운용 불가능 지역에 대한 정보는 세부 지역의 집합으로 표현될 수 있다. 또한, 세부 지역은 이동 통신망 내부에서 사용하는 TAI, Cell ID등으로 표현 될 수 있다. 추가적으로, 지역에 관련된 정보에 대해서 다양한 표현 방법이 있을 수 있으나, 지역을 표현하는 정보의 표현 형태가 단계 5에서 후술할 PCF의 응답 또는 통지를 위한 메시지에 포함될 수 있다. 운용 가능 지역으로 표현되는 경우, 추천하는 최대 무인항공기의 개수가 단계 5에서 후술할 PCF의 응답 또는 통지를 위한 메시지에 포함될 수 있다.

단계 8 - PCF는 요청된 통신 서비스 요구사항을 만족하는 운용가능지역 또는 운용 불가능 지역의 목록을 NEF에 전달 한다. 이를 위해, PCF는 단계 3의 메시지(제2 요청 메시지)에 대한 응답 또는 통지를 위한 메시지(응답 또는 통지 메시지(예컨대, Npcf_EventExposure_notify)를 NEF로 전달 할 수 있다. 이 경우, 상기 메시지(제3 통지 메시지)는 운용가능 지역 또는 운용 불가능 지역의 목록(서비스 지역 목록)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 통지 메시지는 해당 서비스 지역에서 추천되는 장치의 수를 나타내는 정보를 더 포함할 수 있다.

단계 9 - NEF는 PCF로 전달 받은 네트워크 품질 요구사항을 만족하는 운용가능 지역 또는 운용 불가능 지역에 대한 정보를 외부에서 알 수 있는 정보로 변환 한다. 한편, 변환 없이 제공되는 경우, UTM은 TAI 또는 Cell ID에 대한 매핑 정보를 이동통신망 운용자로부터 제공 받아서 해석이 가능한 경우도 고려될 수 있다.

단계 10 - NEF는 변환된 품질 요구사항을 만족하는 운용가능지역 또는 운용불가능지역의 정보를 UTM에 전달 한다. 이를 위해, NEF는 단계 1의 메시지(제1 요청 메시지)에 대한 응답 또는 통지를 위한 메시지(응답 또는 통지 메시지(예컨대, Npcf_EventExposure_notify)를 UTM로 전달 할 수 있다. 이 경우, 상기 메시지(제1 응답 메시지)는 운용가능 지역 또는 운용 불가능 지역의 목록(서비스 지역 목록)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 응답 메시지는 해당 서비스 지역에서 추천되는 장치의 수를 나타내는 정보를 더 포함할 수 있다.

단계 11 - UAS는 무인항공기의 인증 및 운용에 관련된 정보를 UTM에 전달 한다.

단계 12 - UTM은 UAS가 전달한 정보, 상술한 핵심망 으로부터 전달 받은 네트워크 상황 정보, 자체적으로 수집한 정보 및/또는 정책에 의거하여 UTS의 인증과 항공의 허가 여부를 결정 한다. 이 과정에서 UTM은 자체적인 방법으로 UAS의 경로를 수정하는 과정을 통해 UAS의 항공 여부, 운행 시간 및 경로를 결정 할 수 있다. 또는, UTM은 UAS의 요청 경로를 그대로 UAS의 경로로서 결정할 수 있다.

단계 13 - UTM은 인증 및 운항 허가 정보를 UAS에 전달한다. UAS는 인증 결과에 따라 정상적인 운행을 수행 한다.

단계 13 이후의 과정은 앞서 서술한 제1 실시예 또는 제2 실시예의 단계 11이 후의 과정에 동일 할 수 있다. 네트워크의 상황의 변화에 따라 추가적으로 발생하는 과정으로 정책에 따라 선택적으로 수행 되거나, 단계 1에서 이벤트 보고 관련 정보를 이미 만족한 경우 수행되지 않을 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 엔티티의 구조를 도시한다. 도 5의 네트워크 엔티티는 예컨대, 도 1의 엔티티 중 어느 하나 일 수 있다. 예를 들면, 상기 엔티티는 UAV, UAV controller, UAV 또는 서비스를 공유하는 단말 장치 (ME), UAV와 UAV controller로 이루어진 UAS, 무선 통신을 지원 하는 기지국, AMF, SMF, PCF, NWDAF, NEF, UDM 혹은 UDR, UPF, 무인항공기 트래픽 관제 시스템 (UTM) 또는 OAM 중 하나일 수 있다.

도 5를 참고하면, 네트워크 엔티티는 송수신부 (510), 제어부 (520), 저장부 (530)을 포함할 수 있다. 본 발명에서 제어부는, 회로 또는 어플리케이션 특정 통합 회로 또는 적어도 하나의 프로세서라고 정의될 수 있다.

송수신부 (510)는 다른 네트워크 엔티티와 신호를 송수신할 수 있다. 송수신부(510)는 예를 들어, 기지국으로부터 시스템 정보를 수신할 수 있으며, 동기 신호 또는 기준 신호를 수신할 수 있다.

제어부 (520)은 본 발명에서 제안하는 실시예에 따른 네트워크 엔티티의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부 (520)는 도 2 내지 4를 참고하여 상술한 절차에 따른 동작을 수행하도록 각 블록 간 신호 흐름을 제어할 수 있다. 예컨대, 제어부(520)는 본 발명의 실시예에 따른 이동 통신 시스템에서 서비스 탐지를 제공하기 위해 본 발명에서 제안하는 동작을 제어할 수 있다.

저장부 (530)는 상기 송수신부 (510)를 통해 송수신되는 정보 및 제어부 (520)을 통해 생성되는 정보 중 적어도 하나를 저장할 수 있다. 예를 들어, 저장부 (530)는 상술한 실시예에 따른 서비스 탐지를 위해 요구되는 정보 등을 저장할 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른, 이동 통신 시스템에서 정책 제어 기능(PCF)을 수행하는 제1 엔티티의 방법을 나타낸다. 도 6에서는 도 2 또는 도 4의 실시예에서 상술한 내용과 중복된 설명은 생략한다.

도 6을 참조하면, 정책 제어 기능(PCF)을 수행하는 제1 엔티티는 무인 항공기 트래픽 관리를 수행하는 제2 엔티티로부터, 무인 항공기에 대한 서비스 지역(service area)에 관련된 정보의 요청을 위한 요청 메시지를 수신할 수 있다(S610).

제1 엔티티는 상기 요청 메시지에 기초하여, 상기 서비스 지역에 관련된 정보를 생성할 수 있다(S620).

제1 엔티티는 상기 서비스 지역에 관련된 정보를 포함하는 응답 메시지를 전송할 수 있다(S630).

도 7은 본 발명의 실시예에 따른, 이동 통신 시스템에서 네트워크 데이터 분석 기능(NWDAF)을 수행하는 제1 엔티티의 방법을 나타낸다. 도 7에서는 도 3의 실시예에서 상술한 내용과 중복된 설명은 생략한다.

도 7을 참조하면, 정책 제어 기능(PCF)을 수행하는 제1 엔티티는 무인 항공기 트래픽 관리를 수행하는 제2 엔티티로부터, 무인 항공기에 대한 서비스 품질(QoS) 요구사항을 만족하는 서비스 지역(service area)에 관련된 정보의 요청을 위한 요청 메시지를 수신할 수 있다(S710).

제1 엔티티는 상기 요청 메시지에 기초하여, 상기 서비스 지역에 관련된 정보를 생성할 수 있다(S720).

제1 엔티티는 상기 서비스 지역에 관련된 정보를 포함하는 응답 메시지를 전송할 수 있다(S730).

이상에서 본 명세서와 도면에 개시된 실시 예들은 본 발명의 내용을 쉽게 설명하고, 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 또한, 상술한 여러 가지 실시 예중 하나 이상이 결합되어 수행될 수 있음은 물론이다. 따라서, 본 발명의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 개시를 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

이동 통신 시스템에서 정책 제어 기능(PCF)을 수행하는 제1 엔티티의 방법에 있어서,
무인 항공기 트래픽 관리를 수행하는 제2 엔티티로부터, 무인 항공기에 대한 서비스 지역(service area)에 관련된 정보의 요청을 위한 요청 메시지를 수신하는 단계;
상기 요청 메시지에 기초하여, 상기 서비스 지역에 관련된 정보를 생성하는 단계; 및
상기 제2 엔티티로, 상기 서비스 지역에 관련된 정보를 포함하는 응답 메시지를 전송하는 단계를 포함하는, 방법.
제1항에 있어서,
상기 요청 메시지는 상기 서비스 지역에 관련된 정보의 생성을 위해 사용되는 필터 정보를 포함하고,
상기 필터 정보는 상기 무인 항공기의 장치 종류 정보 및 상기 무인 항공기의 운항 목적 정보를 포함하는, 방법.
제2항에 있어서,
상기 필터 정보는, 상기 무인 항공기에 대한 서비스 품질(QoS) 요구사항에 대한 정보를 더 포함하는, 방법.
제2항에 있어서,
상기 필터 정보는,
상기 무인 항공기의 장치 성능 정보, 상기 무인 항공기의 소유자 정보, 상기 무인 항공기의 소유자 정보, 상기 무인 항공기의 조종사 정보, 상기 무인 항공기의 출발지 정보, 상기 무인 항공기의 목적지 정보, 상기 무인 항공기의 경유지 정보, 상기 무인 항공기의 운항과 연관된 시간 정보, 상기 무인 항공기의 운항과 연관된 영역 정보 또는 상기 무인 항공기의 운항과 연관된 고도 정보 중 적어도 하나를 더 포함하는, 방법.
제2항에 있어서,
상기 서비스 지역에 관련된 정보는,
상기 무인 항공기에 대한 운용가능 지역 또는 운용불가 지역의 목록(list)을 포함하는, 방법.
제3항에 있어서,
상기 서비스 지역에 관련된 정보는,
상기 서비스 품질 요구사항을 만족하는 상기 무인 항공기에 대한 운용가능 지역 또는 운용불가 지역의 목록(list)을 포함하는, 방법.
이동 통신 시스템에서 네트워크 데이터 분석 기능(NWDAF)을 수행하는 제1 엔티티의 방법에 있어서,
무인 항공기 트래픽 관리를 수행하는 제2 엔티티로부터, 무인 항공기에 대한 서비스 품질(QoS) 요구사항을 만족하는 서비스 지역(service area)에 관련된 정보의 요청을 위한 요청 메시지를 수신하는 단계;
상기 요청 메시지에 기초하여, 상기 서비스 지역에 관련된 관련 정보를 생성하는 단계; 및
상기 제2 엔티티로, 상기 상기 서비스 지역 관련 정보를 포함하는 응답 메시지를 전송하는 단계를 포함하는, 방법.
제7항에 있어서,
상기 요청 메시지는 상기 서비스 지역에 관련된 정보의 생성을 위해 사용되는 필터 정보를 포함하고,
상기 필터 정보는 상기 무인 항공기의 장치 종류 정보, 상기 무인 항공기의 운항 목적 정보 및 상기 무인 항공기에 대한 서비스 품질(QoS) 요구사항에 대한 정보를 포함하는, 방법.
제8항에 있어서,
상기 필터 정보는,
상기 무인 항공기의 장치 성능 정보, 상기 무인 항공기의 소유자 정보, 상기 무인 항공기의 소유자 정보, 상기 무인 항공기의 조종사 정보, 상기 무인 항공기의 출발지 정보, 상기 무인 항공기의 목적지 정보, 상기 무인 항공기의 경유지 정보, 상기 무인 항공기의 운항과 연관된 시간 정보, 상기 무인 항공기의 운항과 연관된 영역 정보 또는 상기 무인 항공기의 운항과 연관된 고도 정보 중 적어도 하나를 더 포함하는, 방법.
제7항에 있어서,
상기 서비스 지역에 관련된 정보는,
상기 서비스 품질 요구사항을 만족하는 상기 무인 항공기에 대한 운용가능 지역 또는 운용불가 지역의 목록(list)을 포함하는, 방법.
이동 통신 시스템에서 정책 제어 기능(PCF)을 수행하는 제1 엔티티에 있어서,
송수신부; 및
상기 송수신부를 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는:
무인 항공기 트래픽 관리를 수행하는 제2 엔티티로부터, 무인 항공기에 대한 서비스 지역(service area)에 관련된 정보의 요청을 위한 요청 메시지를 수신하고,
상기 요청 메시지에 기초하여, 상기 서비스 지역에 관련된 정보를 생성하고,
상기 제2 엔티티로, 상기 상기 서비스 지역에 관련된 정보를 포함하는 응답 메시지를 전송하는, 제1 엔티티.
제11항에 있어서,
상기 요청 메시지는 상기 서비스 지역에 관련된 정보의 생성을 위해 사용되는 필터 정보를 포함하고,
상기 필터 정보는 상기 무인 항공기의 장치 종류 정보 및 상기 무인 항공기의 운항 목적 정보를 포함하는, 제1 엔티티.
제12항에 있어서,
상기 필터 정보는, 상기 무인 항공기에 대한 서비스 품질(QoS) 요구사항에 대한 정보를 더 포함하는, 제1 엔티티.
제12항에 있어서,
상기 필터 정보는,
상기 무인 항공기의 장치 성능 정보, 상기 무인 항공기의 소유자 정보, 상기 무인 항공기의 소유자 정보, 상기 무인 항공기의 조종사 정보, 상기 무인 항공기의 출발지 정보, 상기 무인 항공기의 목적지 정보, 상기 무인 항공기의 경유지 정보, 상기 무인 항공기의 운항과 연관된 시간 정보, 상기 무인 항공기의 운항과 연관된 영역 정보 또는 상기 무인 항공기의 운항과 연관된 고도 정보 중 적어도 하나를 더 포함하는, 제1 엔티티.
제2항에 있어서,
상기 서비스 지역에 관련된 정보는,
상기 무인 항공기에 대한 운용가능 지역 또는 운용불가 지역의 목록(list)을 포함하는, 제1 엔티티.
제3항에 있어서,
상기 서비스 지역에 관련된 정보는,
상기 서비스 품질 요구사항을 만족하는 상기 무인 항공기에 대한 운용가능 지역 또는 운용불가 지역의 목록(list)을 포함하는, 제1 엔티티.
이동 통신 시스템에서 네트워크 데이터 분석 기능(NWDAF)을 수행하는 제1 엔티티에 있어서,
무인 항공기 트래픽 관리를 수행하는 제2 엔티티로부터, 무인 항공기에 대한 서비스 품질(QoS) 요구사항을 만족하는 서비스 지역(service area)에 관련된 정보의 요청을 위한 요청 메시지를 수신하는 단계;
상기 요청 메시지에 기초하여, 상기 서비스 지역에 관련된 관련 정보를 생성하는 단계; 및
상기 제2 엔티티로, 상기 상기 서비스 지역 관련 정보를 포함하는 응답 메시지를 전송하는 단계를 포함하는, 제1 엔티티.
제17항에 있어서,
상기 요청 메시지는 상기 서비스 지역에 관련된 정보의 생성을 위해 사용되는 필터 정보를 포함하고,
상기 필터 정보는 상기 무인 항공기의 장치 종류 정보, 상기 무인 항공기의 운항 목적 정보 및 상기 무인 항공기에 대한 서비스 품질(QoS) 요구사항에 대한 정보를 포함하는, 제1 엔티티.
제18항에 있어서,
상기 필터 정보는,
상기 무인 항공기의 장치 성능 정보, 상기 무인 항공기의 소유자 정보, 상기 무인 항공기의 소유자 정보, 상기 무인 항공기의 조종사 정보, 상기 무인 항공기의 출발지 정보, 상기 무인 항공기의 목적지 정보, 상기 무인 항공기의 경유지 정보, 상기 무인 항공기의 운항과 연관된 시간 정보, 상기 무인 항공기의 운항과 연관된 영역 정보 또는 상기 무인 항공기의 운항과 연관된 고도 정보 중 적어도 하나를 더 포함하는, 제1 엔티티.
제17항에 있어서,
상기 서비스 지역에 관련된 정보는,
상기 서비스 품질 요구사항을 만족하는 상기 무인 항공기에 대한 운용가능 지역 또는 운용불가 지역의 목록(list)을 포함하는, 제1 엔티티.