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特表2023-535860無人航空機システムのためのＣ２通信モードの管理

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-08-22

(54)【発明の名称】無人航空機システムのためのＣ２通信モードの管理

(51)【国際特許分類】

H04W 76/23 20180101AFI20230815BHJP

H04W 24/10 20090101ALI20230815BHJP

H04W 4/30 20180101ALI20230815BHJP

【ＦＩ】

H04W76/23

H04W24/10

H04W4/30

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022571217

(86)(22)【出願日】2020-05-20

(85)【翻訳文提出日】2023-01-17

(86)【国際出願番号】 EP2020064202

(87)【国際公開番号】W WO2021233548

(87)【国際公開日】2021-11-25

(81)【指定国・地域】

【公序良俗違反の表示】

（特許庁注：以下のものは登録商標）

１．ＪＡＶＡ

２．ＳＭＡＬＬＴＡＬＫ

３．Ｐｙｔｈｏｎ

(71)【出願人】

【識別番号】505205731

【氏名又は名称】レノボ・シンガポール・プライベート・リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100205785

【弁理士】

【氏名又は名称】▲高▼橋史生

(72)【発明者】

【氏名】エマヌイル・パテロミケラキス

(72)【発明者】

【氏名】アポストリス・サルキンツィス

(72)【発明者】

【氏名】ディミトリオス・カランパツィス

【テーマコード（参考）】

5K067

【Ｆターム（参考）】

5K067AA21

5K067BB28

5K067DD17

5K067DD34

5K067DD43

5K067EE02

5K067EE10

5K067EE16

5K067EE25

(57)【要約】

C2通信の動作モードを管理するための装置、方法、およびシステムが、開示される。1つの装置500は、第1のUAS 101のC2通信の動作モードを管理するアプリケーション要求を受信する(705)ネットワークインターフェース540をサポートするトランシーバ525を含む。ここで、第1のUAS 101は、第1のUAV 103および第1のUAV-C 104を含む。ネットワークインターフェース540は、第1のUAS 101のアプリケーションから第1のレポートを受信し(710)、第1のアプリケーションが、第1のUAV 103および第1のUAV-C 104のうちの一方に位置する。装置500は、受信された第1のレポートに基づいて第1のUAS 101のC2通信の動作モードを切り替えると決定し(715)、ネットワークインターフェース540を介して、第1のUAS 101にC2通信切り替え命令を送信する(720)プロセッサ505を含む。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第1の無人航空機システム(「UAS」)の指令および制御(「C2」)通信の動作モードを管理するアプリケーション要求を受信するステップであって、
前記第1のUASが、第1の無人航空機(「UAV」)および第1のUAVコントローラ(「UAV-C」)を含む、ステップと、
前記第1のUASのアプリケーションから第1のレポートを受信するステップであって、
前記第1のUASのアプリケーションが、前記第1のUAVおよび前記第1のUAV-Cのうちの一方に位置する、ステップと、
受信された前記第1のレポートに基づいて前記第1のUASのC2通信の前記動作モードを切り替えると決定するステップと、
前記第1のUASにC2通信切り替え命令を送信するステップと
を含む方法。

【請求項2】

前記アプリケーション要求が、以下のパラメータ、すなわち、
前記第1のUAVの識別子、前記第1のUAV-Cの識別子、前記第1のUAVのIPアドレスおよびポート、前記第1のUAV-CのIPアドレスおよびポート、アプリケーション識別子、C2管理要件、前記C2管理要件が適用される地理的エリア、ならびに前記C2管理要件の有効期限のうちの少なくとも1つを含む請求項1に記載の方法。

【請求項3】

前記第1のUASのC2通信の前記動作モードを切り替える決定が、前記C2管理要件が適用される前記地理的エリア内の少なくとも1つのUASに関連するアプリケーションコンテキスト情報のサポートを用いて決定される請求項2に記載の方法。

【請求項4】

前記アプリケーションコンテキスト情報が、アプリケーションサーバおよび/またはUASトラフィックマネージャ(「UTM」)によって提供され、
前記アプリケーションコンテキスト情報が、前記少なくとも1つのUASに関連する以下のパラメータ、すなわち、
前記C2管理要件が適用される前記地理的エリア内のリソース/帯域幅の需要、UAVのロケーション情報、UAVの予想される軌道、UAVの速さ/速度、高度、緯度、経度、地上レーダー情報、3Dマップ、間接C2通信のための構成された周波数の品質保証インジケーション、およびリアルタイムの天気情報のうちの少なくとも1つを含む請求項3に記載の方法。

【請求項5】

前記アプリケーション要求の受信に応じて、前記第1のUAVおよび前記第1のUAV-Cとの通信セッションを確立するステップをさらに含む請求項1に記載の方法。

【請求項6】

前記通信セッションが確立されるとき、C2通信の前記動作モードが、直接モードであり、
前記第1のUAVが、構成パラメータに基づいて直接モードの状態を監視し、直接モードリンク劣化レポートの送信をトリガするために、前記通信セッションが、前記構成パラメータ(たとえば、トリガ条件)を提供する請求項5に記載の方法。

【請求項7】

前記通信セッションが確立されるとき、C2通信の前記動作モードが、間接モードであり、
前記第1のUAVが、構成パラメータに基づいて直接モードの状態を監視し、直接モード実現可能性レポートの送信をトリガするために、前記通信セッションが、前記構成パラメータ(たとえば、トリガ条件)を提供する請求項5に記載の方法。

【請求項8】

前記第1のUASのC2通信を切り替える決定に応じて、前記第1のUAVおよび前記第1のUAV-Cとの前記通信セッションを修正するステップをさらに含む請求項5に記載の方法。

【請求項9】

前記第1のレポートが受信されるとき、C2通信の前記動作モードが、直接モードであり、
前記第1のレポートが、トリガイベントレポートを含み、
前記C2通信切り替え命令が、C2通信の前記直接モードから間接モードへ切り替える命令を含む請求項1に記載の方法。

【請求項10】

トリガイベントが、直接C2通信における変化を示すイベントであり、前記第1のUAVの識別子、前記第1のUAV-Cの識別子、UAS識別子、ProSeコード、PC5 QoS劣化通知、継続中の直接C2セッションのアプリケーションQoS属性(すなわち、信頼性、レイテンシ、ジッタ、範囲、...)、およびPC5予想停止通知のうちの少なくとも1つを含む請求項9に記載の方法。

【請求項11】

前記第1のレポートが受信されるとき、C2通信の前記動作モードが、間接モードであり、
前記第1のレポートが、直接モード実現可能性レポートを含み、
前記C2通信切り替え命令が、C2通信の前記間接モードから直接モードへ切り替える命令を含む請求項1に記載の方法。

【請求項12】

前記直接モード実現可能性レポートが、前記第1のUAVの識別子、前記第1のUAV-Cの識別子、UAS識別子、直接リンク状態情報、およびPC5可用性通知インジケーションのうちの少なくとも1つを含む請求項11に記載の方法。

【請求項13】

受信された前記直接モード実現可能性レポートに基づく、前記第1のUASのC2通信の前記動作モードを切り替える決定が、間接C2通信に関するQoS通知のサポートを用いて決定される請求項12に記載の方法。

【請求項14】

前記第1のUASのC2通信の前記動作モードを切り替える決定が、前記第1のUAVと前記第1のUAV-Cとの間の相対的なロケーションに基づいて決定される請求項1に記載の方法。

【請求項15】

相対的なロケーションを少なくとも1つのアプリケーションコンテキスト情報によって増強するステップをさらに含み、
前記第1のUASのC2通信の前記動作モードを切り替える決定が、増強された前記相対的なロケーションに基づいて決定される請求項13に記載の方法。

【請求項16】

前記C2通信切り替え命令が、前記第1のUAVのアプリケーションおよび前記第1のUAV-Cのアプリケーションに送信され、
前記C2通信切り替え命令が、以下のパラメータ、すなわち、
UAS識別情報、影響を受けるUAV識別情報、影響を受けるUAV-C識別情報、アプリケーションID、現在のC2モード、および目標C2モードのうちの少なくとも1つを含む請求項1に記載の方法。

【請求項17】

前記第1のUAVおよび/または前記第1のUAV-Cからの前記C2通信切り替え命令が適用されたという確認応答の受信に応じて、少なくとも1つのアプリケーションサーバに通知を送信するステップをさらに含む請求項1に記載の方法。

【請求項18】

第1の無人航空機システム(「UAS」)の指令および制御(「C2」)通信の動作モードのためのリンクの状態を監視する第1の要求メッセージを受信するステップであって、
前記第1のUASが、第1の無人航空機(「UAV」)および第1のUAVコントローラ(「UAV-C」)を含む、ステップと、
監視されたリンクの状態に基づいて第1のレポートを送信するステップであって、
前記第1のレポートが、直接モード実現可能性レポートおよびトリガイベントレポートのうちの一方を含む、ステップと、
前記第1のUASのアプリケーションへのC2通信切り替え命令を受信するステップと、
前記C2通信切り替え命令に応じて、前記第1のUASのC2通信セッションを修正するステップと
を含む(UAV/UAEクライアントの)方法。

【請求項19】

前記第1の要求メッセージが受信されるとき、C2通信の前記動作モードが、直接モードであり、
前記第1のUAVが、構成パラメータに基づいて直接モードの状態を監視し、直接モードリンク劣化レポートの送信をトリガするために、前記第1の要求メッセージが、前記構成パラメータ(たとえば、トリガ条件)を提供する請求項18に記載の方法。

【請求項20】

前記第1の要求メッセージが受信されるとき、C2通信の前記動作モードが、間接モードであり、
前記第1のUAVが、構成パラメータに基づいて直接モードの状態を監視し、直接モード実現可能性レポートの送信をトリガするために、前記第1の要求メッセージが、前記構成パラメータ(たとえば、トリガ条件)を提供する請求項18に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書において開示される主題は、概して、ワイヤレス通信に関し、より詳細には、C2通信の動作モードを管理することに関する。

【背景技術】

【0002】

以下の略語、すなわち、第3世代パートナーシッププロジェクト(「3GPP(登録商標)」)、第5世代コアネットワーク(「5CG」)、第5世代システム(「5GS」)、第5世代QoS識別子(「5QI」)、認証、認可、およびアカウンティング(「AAA」)、先進交差点衝突警告(「AICW」)、アクセスおよびモビリティ管理機能(「AMF: Access and Mobility Management Function」)、肯定応答(「ACK」)、アプリケーションプログラミングインターフェース(「API」)、アクセス層(「AS」)、基地局(「BS」)、見通し外(「BLOS: Beyond Line-of-Sight」)、要件のカテゴリ(「CoR: Category of Requirements」)、指令および制御(「C2: Command-and-Control」)、制御要素(「CE」)、協調合流(「CM: Cooperating merging」)、協調的追い越し(「CO: Cooperative Overtaking」)、協調制御移行(「CToC: Cooperating Transition of Control」)、協調的車線変更(「CLC: Cooperative Lane Change」)、集合的認識(「CP: Collective Perception」)、集合的認識メッセージ(「CPM」)、コアネットワーク(「CN」)、コネクテッド自動運転車(「CAV: Connected and Autonomous Vehicle」)、チャネルビジー率(「CBR: Channel Busy Ratio」)、分散型環境通知メッセージ(「DENM: Decentralized Environmental Notification Message」)、ダウンリンク(「DL」)、間欠送信(「DTX」)、進化型ノードB(「eNB」)、進化型パケットコア(「EPC」)、進化型パケットシステム(「EPS」)、進化型UMTS地上無線アクセス(「E-UTRA: Evolved UMTS Terrestrial Radio Access」)、進化型UMTS地上無線アクセスネットワーク(「E-UTRAN」)、ヨーロッパ電気通信標準化協会(「ETSI」)、完全修飾ドメイン名(「FQDN」)、汎用パケット無線サービス(「GPRS」)、汎用パブリックサービス識別子(「GPSI: Generic Public Service Identifier」)、移動体通信用グローバルシステム(「GSM: Global System for Mobile Communications」)、ハイブリッド自動再送要求(「HARQ」)、ホーム加入者サーバ(「HSS」)、情報要素(「IE」)、モノのインターネット(「IoT」)、国際移動体装置識別番号(「IMEI」)、高度道路交通システム(「ITS: Intelligent Transportation System」)、ITS局(「ITS-S」)、路車間情報メッセージ(「IVIM: Infrastructure to Vehicle Information Message」)、重要パフォーマンス指標(「KPI: Key Performance Indicator」)、見通し内(「LOS: Line-of-Sight」)、自動化レベル(「LoA」)、ロングタームエボリューション(「LTE」)、モビリティ管理(「MM」)、モビリティ管理エンティティ(「MME」)、マップ(トポロジー)拡張メッセージ(「MAPEM: Map (topology) Extended Message」)、操縦制御(「MC: Maneuver Control」)、操縦制御メッセージ(「MCM」)、否定応答(「NACK」)または(「NAK」)、新世代(5G)ノードB(「gNB」)、新世代無線アクセスネットワーク(「NG-RAN」、5GSネットワークのために使用されるRAN)、新無線(「NR」、5G無線アクセステクノロジー、「5G NR」とも呼ばれる)、非アクセス層(「NAS」)、ネットワークスライス選択支援情報(「NSSAI: Network Slice Selection Assistance Information」)、ネットワーク公開機能(「NEF: Network Exposure Function」)、追い越し車警告(「OVW: Overtaking Vehicle Warning」)、部分修飾ドメイン名(「PQDN」)、パケットデータユニット(「PDU」、「PDUセッション」に関連して使用される)、PC5 5QI(「PQI」)、永久機器識別子(「PEI: Permanent Equipment Identifier」)、プラトーン制御(「PC: Platoon Control」)、プラトーン制御メッセージ(「PCM」)、近接サービス(「ProSe: Proximity Service」)、公衆陸上モバイルネットワーク(「PLMN」)、サービス/体感品質(「QoS」)、無線アクセスネットワーク(「RAN」)、受信(「RX」)、路側機(「RSU」)、サービスイネーブラアーキテクチャレイヤ(「SEAL: Service Enabler Architecture Layer」)、セッション管理(「SM」)、セッション管理機能(「SMF」)、サービスプロバイダ(「SP」)、サービス能力公開機能(「SCEF: Service Capability Exposure Function」)、シングルネットワークスライス選択支援情報(「S-NSSAI」)、信号位相およびタイミング拡張メッセージ(「SPATEM: Signal Phase And Timing Extended Message」)、信号要求拡張メッセージ(「SREM: Signal Request Extended Message」)、信号要求ステータス拡張メッセージ(「SSEM: Signal request Status Extended Message」)、加入永久識別子(「SUPI: Subscription Permanent Identifier」)、加入秘匿識別子(「SUCI: Subscription Concealed Identifier」)、目標運転エリア予約(「TDAR: Target Driving Area Reservation」)、トランスポートブロック(「TB」)、送信(「TX」)、車あらゆるもの間(「V2X: Vehicle-to-Everything」)、路車間(「V2I」)、車車間(「V2V」)、車中継機間(「V2R: Vehicle-to-Relay」)、V2Xアプリケーションイネーブラ(「VAE: V2X Application Enabler」)、交通弱者保護(「VRUP」)、統合データ管理(「UDM: Unified Data Management」)、無人航空機システム(「UAS」)、UASアプリケーションイネーブラ(「UAE: UAS Application Enabler」、すなわち、UAEサーバおよび少なくとも1つのUAEクライアントを有する)、UASトラフィックマネージャ(「UTM: UAS Traffic Manager」)、UASサービスサプライヤ(「USS: UAS Service Supplier」)、無人航空機(「UAV」)、UAVコントローラ(「UAV-C」)、ユーザデータリポジトリ(「UDR」)、ユーザエンティティ/機器(モバイル端末)(「UE」)、アップリンク(「UL」)、ユーザプレーン(「UP」)、ユニバーサル移動体通信システム(「UMTS」)、UMTS地上無線アクセス(「UTRA」)、UMTS地上無線アクセスネットワーク(「UTRAN」)、ユーザサービス記述(「USD: User Service Description」)、ならびにマイクロ波アクセスのための世界的相互運用性(「WiMAX: Worldwide Interoperability for Microwave Access」)が、本明細書において定義され、そのうちの少なくとも一部が、以下の説明内で参照される。本明細書において使用されるとき、「HARQ-ACK」は、肯定応答(「ACK」)および否定応答(「NACK」)および間欠送信(「DTX」)をまとめて表す場合がある。ACKは、TBが正しく受信されることを意味し、NACK(またはNAK)は、TBが誤って受信されることを意味する。DTXは、TBが検出されなかったことを意味する。

【0003】

特定の通信システムにおいて、無人航空機システム(「UAS」)は、指令および制御(「C2」)通信モードを用いて構成される場合がある。特定の実施形態においては、C2通信のQoSを保証することによってUASサービスを提供するために、以下のC2通信、すなわち、1)直接C2通信、2)ネットワーク支援C2通信(Network-Assisted C2 communication)(別名「間接C2通信」)、および3)UTMナビゲートC2通信(UTM-Navigated C2 communication)が考慮される。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0004】

【非特許文献1】3GPP(登録商標) TS 23.434

【非特許文献2】3GPP(登録商標) TS 23.401

【非特許文献3】3GPP(登録商標) TS 23.501

【非特許文献4】3GPP(登録商標) TS 23.303、セクション5.3

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0005】

C2通信の動作モードを管理するための方法が、開示される。また、装置およびシステムが、方法の機能を実行する。

【0006】

UASアプリケーションイネーブラ(「UAE」)クライアントの1つの方法は、第1の無人航空機システム(「UAS」)の指令および制御(「C2」)通信の動作モードを管理するアプリケーション要求を受信するステップであって、第1のUASが、第1の無人航空機(「UAV」)および第1のUAVコントローラ(「UAV-C」)を含む、ステップと、第1のUASのアプリケーションから第1のレポートを受信するステップであって、第1のアプリケーションが、第1のUAVおよび第1のUAV-Cのうちの一方に位置する、ステップと、受信された第1のレポートに基づいて第1のUASのC2通信の動作モードを切り替えると決定するステップと、第1のUASにC2通信切り替え命令を送信するステップとを含む。

【0007】

UAEクライアントの1つの方法は、第1のUASのC2通信の動作モードのためのリンクの状態を監視する第1の要求メッセージを受信するステップであって、第1のUASが、第1のUAVおよび第1のUAV-Cを含む、ステップと、監視されたリンクの状態に基づいて第1のレポートを送信するステップであって、第1のレポートが、直接モード実現可能性レポートおよびトリガイベントレポートのうちの一方を含む、ステップと、第1のUASのアプリケーションへのC2通信切り替え命令を受信するステップと、C2通信切り替え命令に応じて、第1のUASのC2通信セッションを修正するステップとを含む。

【0008】

上で簡潔に説明された本発明のより詳細な説明が、添付の図面において図示される特定の実施形態を参照することによってなされる。これらの図面はほんのいくつかの実施形態を示すに過ぎず、したがって、範囲の限定であるとみなされるべきでないことを理解したうえで、実施形態が、添付の図面を使用してより具体的かつ詳細に記載され、説明される。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1A】C2通信の動作モードを管理するためのワイヤレス通信システムの一実施形態を示す概略的なブロック図である。

【図1B】C2通信の動作モードを示すブロック図である。

【図2】C2通信の動作モードを管理するためのネットワークアーキテクチャの一実施形態を示す図である。

【図3A】C2通信の動作モードを動的に切り替える手順の一実施形態に関するシグナリングフローを示す図である。

【図3B】図3Aの手順の続きの図である。

【図4A】C2通信の動作モードを動的に切り替える手順の別の実施形態に関するシグナリングフローを示す図である。

【図4B】図4Aの手順の続きの図である。

【図5】C2通信の動作モードを管理するために使用されてよいUAEサーバ装置の一実施形態を示す図である。

【図6】C2通信の動作モードを管理するために使用されてよいUAEクライアント装置の一実施形態を示す図である。

【図7】C2通信の動作モードを管理するために使用されてよい方法の一実施形態を示す流れ図である。

【図8】C2通信の動作モードを管理するために使用されてよい方法の一実施形態を示す流れ図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

当業者には理解されるように、実施形態の態様は、システム、装置、方法、またはプログラム製品として具現化される場合がある。したがって、実施形態は、すべてハードウェアの実施形態、すべてソフトウェアの実施形態(ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなどを含む)、またはソフトウェアの態様とハードウェアの態様とを組み合わせる実施形態の形態をとる場合がある。

【0011】

たとえば、開示される実施形態は、カスタムの超大規模集積(「VLSI」)回路もしくはゲートアレイ、論理チップなどの既製の半導体、トランジスタ、またはその他のディスクリート構成要素を含むハードウェア回路として実装されてよい。開示される実施形態は、フィールドプログラマブルゲートアレイ、プログラマブルアレイロジック、プログラマブルロジックデバイスなどのプログラマブルハードウェアデバイスに実装されてもよい。別の例として、開示される実施形態は、たとえば、オブジェクト、プロシージャ、または関数として編成される場合がある実行可能コードの1つまたは複数の物理的または論理的ブロックを含んでよい。

【0012】

さらに、実施形態は、以降でコードと呼ばれる機械可読コード、コンピュータ可読コード、および/またはプログラムコードを記憶する1つまたは複数のコンピュータ可読ストレージデバイスに具体化されたプログラム製品の形態をとる場合ができる。ストレージデバイスは、有形、非一時的、および/または非送信であってよい。ストレージデバイスは、信号を具現化しない場合がある。特定の実施形態において、ストレージデバイスは、コードにアクセスするための信号のみを採用する。

【0013】

1つまたは複数のコンピュータ可読媒体の任意の組合せが、利用されてよい。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読ストレージ媒体である場合がある。コンピュータ可読ストレージ媒体は、コードを記憶するストレージデバイスであってよい。ストレージデバイスは、たとえば、電子、磁気、光、電磁、赤外線、ホログラフィック、微小機械、または半導体システム、装置、またはデバイス、またはこれらの任意の好適な組合せであるがこれらに限定されない可能性がある。

【0014】

ストレージデバイスのより特定的な例(非網羅的リスト)は、1つもしくは複数の配線を有する電気接続、ポータブルコンピュータディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ(「RAM」)、読み出し専用メモリ(「ROM」)、消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ(「EPROM」もしくはフラッシュメモリ)、ポータブルコンパクトディスク読み出し専用メモリ(「CD-ROM」)、光学式ストレージデバイス、磁気式ストレージデバイス、またはこれらの任意の好適な組合せを含む。本明細書の文脈で、コンピュータ可読ストレージ媒体は、命令実行システム、装置、もしくはデバイスによってまたは命令実行システム、装置、もしくはデバイスに関連して使用するためのプログラムを含むかまたは記憶することができる任意の有形の媒体であってよい。

【0015】

実施形態の動作を実行するためのコードは、任意の数のラインであってよく、Python、Ruby、Java、Smalltalk、C++などのオブジェクト指向プログラミング言語、「C」プログラミング言語などの通常の手続き型プログラミング言語、および/またはアセンブリ言語などの機械語を含む1つまたは複数のプログラミング言語の任意の組合せで記述されてよい。コードは、すべてユーザのコンピュータ上で、スタンドアロンのソフトウェアパッケージとしてユーザのコンピュータ上で部分的に、ユーザのコンピュータ上で部分的にかつ遠隔のコンピュータ上で部分的に、またはすべて遠隔のコンピュータもしくはサーバ上で実行される場合がある。最後のシナリオにおいては、遠隔のコンピュータが、ローカルエリアネットワーク(「LAN」)もしくは広域ネットワーク(「WAN」)を含む任意の種類のネットワークを介してユーザのコンピュータに接続されてよく、または外部コンピュータへの接続が(たとえば、インターネットサービスプロバイダを使用してインターネットを介して)行われてよい。

【0016】

本明細書全体を通じて「一実施形態(one embodiment)」、「実施形態(an embodiment)」、または同様の文言への言及は、実施形態に関連して説明された特定の特徴、構造、または特性が少なくとも1つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書全体を通じて「一実施形態において(in one embodiment)」、「実施形態において(in an embodiment)」、および同様の文言の出現は、同じ実施形態に言及する可能性があるが、必ずそうであるとは限らず、特に明記されない限り「1つまたは複数の、ただし、すべてではない実施形態」を意味する場合がある。用語「含む(including)」、「含む(comprising)」、「有する(having)」、およびそれらの変化形は、特に明記されない限り、「含むがこれ(ら)に限定されない」を意味する。項目の列挙されたリストは、特に明記されない限り、項目のいずれかまたはすべてが互いに排他的であることを示唆しない。また、用語「a」、「an」、および「the」は、特に明記されない限り「1つまたは複数の」のことを指す。

【0017】

本明細書において使用されるとき、接続詞「および/または(and/or)」を用いるリストは、リスト内の任意の単一の項目またはリスト内の項目の組合せを含む。たとえば、A、B、および/またはCのリストは、Aのみ、Bのみ、Cのみ、AおよびBの組合せ、BおよびCの組合せ、AおよびCの組合せ、またはA、B、およびCの組合せを含む。本明細書において使用されるとき、用語「～のうちの1つまたは複数(one or more of)」を用いるリストは、リスト内の任意の単一の項目またはリスト内の項目の組合せを含む。たとえば、A、B、およびCのうちの1つまたは複数は、Aのみ、Bのみ、Cのみ、AおよびBの組合せ、BおよびCの組合せ、AおよびCの組合せ、またはA、B、およびCの組合せを含む。本明細書において使用されるとき、用語「～のうちの1つ(one of)」を用いるリストは、リスト内の任意の単一の項目のただ1つを含む。たとえば、「A、B、およびCのうちの1つ」は、Aのみ、Bのみ、またはCのみを含み、A、B、およびCの組合せを除外する。本明細書において使用されるとき、「A、B、およびCからなる群から選択された要素」は、A、B、またはCのうちのただ1つを含み、A、B、およびCの組合せを除外する。本明細書において使用されるとき、「A、B、およびC、ならびにそれらの組合せからなる群から選択された要素」は、Aのみ、Bのみ、Cのみ、AおよびBの組合せ、BおよびCの組合せ、AおよびCの組合せ、またはA、B、およびCの組合せを含む。

【0018】

さらに、実施形態の説明された特徴、構造、または特性は、任意の好適な方法で組み合わされてよい。以下の説明において、プログラミング、ソフトウェアモジュール、ユーザ選択、ネットワークトランザクション、データベースクエリ、データベース構造、ハードウェアモジュール、ハードウェア回路、ハードウェアチップなどの例など多数の特定の詳細が、実施形態を完全に理解させるために提供される。しかし、当業者は、実施形態が特定の詳細のうちの1つもしくは複数なしに、またはその他の方法、構成要素、材料などを用いて実施されてよいことを認識するであろう。その他の場合、よく知られた構造、材料、または動作は、実施形態の態様を曖昧にすることを避けるために詳細に示されないかまたは説明されない。

【0019】

実施形態の態様が、実施形態による方法、装置、システム、およびプログラム製品の概略的な流れ図および/または概略的なブロック図を参照して下で説明される。概略的な流れ図および/または概略的なブロック図の各ブロックならびに概略的な流れ図および/または概略的なブロック図のブロックの組合せがコードによって実装され得ることは、理解されるであろう。このコードは、コンピュータまたはその他のプログラミング可能なデータ処理装置のプロセッサによって実行される命令が流れ図および/またはブロック図において規定された機能/行為を実施するための手段を生むように、マシンを生成するために多目的コンピュータ、専用コンピュータ、またはその他のプログラミング可能なデータ処理装置のプロセッサに与えられてよい。

【0020】

コードは、ストレージデバイスに記憶された命令が流れ図および/またはブロック図において規定された機能/行為を実施する命令を含む製品を生むように、特定の方法で機能するようにコンピュータ、その他のプログラミング可能なデータ処理装置、またはその他のデバイスに指示することができるストレージデバイスに記憶されてもよい。

【0021】

コードは、コンピュータまたはその他のプログラミング可能な装置において実行されるコードが流れ図および/またはブロック図において規定された機能/行為を実施するためのプロセスを提供するように、コンピュータによって実施されるプロセスを生成するようにコンピュータ、その他のプログラミング可能な装置、またはその他のデバイス上で一連の動作ステップを実行させるためにコンピュータ、その他のプログラミング可能なデータ処理装置、またはその他のデバイスにロードされてもよい。

【0022】

図面の中の流れ図および/またはブロック図は、様々な実施形態による装置、システム、方法、およびプログラム製品の可能な実装のアーキテクチャ、機能、および動作を示す。これに関連して、流れ図および/またはブロック図の各ブロックは、規定された論理的機能を実装するためのコードの1つまたは複数の実行可能な命令を含むコードのモジュール、セグメント、または一部を表す場合がある。

【0023】

一部の代替的な実装においては、ブロックに示された機能が図に示された順序から外れて行われる場合があることにも留意されたい。たとえば、連続して示された2つのブロックが、実際には、実質的に同時に実行される可能性があり、またはブロックは、関連する機能に応じて逆順に実行されることがある可能性がある。示された図の1つもしくは複数のブロックまたはその一部と機能、論理、または効果において同等であるその他のステップおよび方法が、考え出される可能性がある。

【0024】

様々な矢印の種類および線の種類が流れ図および/またはブロック図において使用される場合があるが、それらは、対応する実施形態の範囲を限定しないと理解される。実際、いくつかの矢印またはその他のコネクタが、描かれた実施形態の論理的な流れだけを示すために使用される場合がある。たとえば、矢印が、描かれた実施形態の列挙されたステップ間の不特定の継続時間の待機または監視期間を示す場合がある。ブロック図および/または流れ図の各ブロックならびにブロック図および/または流れ図のブロックの組合せは、規定された機能もしくは行為を実行する専用のハードウェアに基づくシステム、または専用のハードウェアおよびコードの組合せによって実装され得ることも留意される。

【0025】

各図の要素の説明は、手順の図の要素を参照する場合がある。同様の番号は、同様の要素の代替的な実施形態を含むすべての図において同様の要素を指す。

【0026】

概して、本開示は、UAVに関連する指令および制御(「C2」)通信に従事するUEのためのC2通信の動作モードを管理するためのシステム、方法、および装置を説明する。本明細書において開示されるのは、1つまたは複数のUASのためのC2モード切り替えを可能にする方法に関するメカニズム/技術である。

【0027】

直接C2通信において、UAVコントローラおよびUAVは、互いに通信するための直接C2リンクを確立し、直接C2通信のために5Gネットワークによって提供される構成およびスケジューリングされた無線リソースを使用して両方とも5Gネットワークに登録される。

【0028】

ネットワーク支援C2通信(別名「間接C2通信」)において、UAVコントローラおよびUAVは、5Gネットワークに登録し、5GネットワークへのそれぞれのユニキャストC2通信リンクを確立し、5Gネットワークを介して互いに通信する。また、UAVコントローラとUAVとの両方が、異なるNG-RANノードを介して5Gネットワークに登録される場合がある。5Gネットワークは、C2通信の信頼性できるルーティングを処理するためのメカニズムをサポートする必要がある。

【0029】

UTMナビゲートC2通信において、UAVは、自律飛行のために事前にスケジューリングされた飛行計画、たとえば、4Dポリゴン(4D polygon)の配列を提供されているが、UTMは、UAVの飛行ステータスを定期的に監視し、最新の動的制限を用いて飛行ステータスを検証し、ルートの更新を提供し、必要なときにはいつでもUAVをナビゲートするためにUAVとのC2通信リンクを引き続き維持する。

【0030】

C2モードの構成は、無線状態の起こり得る変化、トラフィックの状況、その他のUAVからの干渉、予測不可能な事象などが原因で、飛行が進行している間にUASに適応させる必要がある場合がある。また、UTM 131は、UAVの挙動に問題がある場合、オンデマンドでUAV 103を制御する必要がある場合がある。

【0031】

動的適応の必要性をよりうまく捉えるためのいくつかの例。

【0032】

第1のシナリオにおいて、UAV 103は、飛行が始まるとき、直接C2を使用してUAV-C 104によって制御される。しかし、UAV 103がUAV-C 104から離れる(たとえば、BLOSに近づく)につれて、直接通信リンクは悪化していき、UAV 103が(接続性の喪失につながる可能性がある)いかなるサービスの中断も経験しないことを保証するために、PC5リンクが落ちる前にネットワーク支援モードへの変更が必要とされる場合がある。

【0033】

第2のシナリオにおいては、BLOS状態でのC2通信を容易にするためにネットワーク支援モード(間接)が使用されるが、PC5が再び実現可能/利用可能になるときに、高速に、データのいかなる損失もなく直接モードに切り替えることが好ましい場合がある。PC5の実現可能性/優先権は、たとえば、UAV 103がUAV-C 104に向かって戻るとき、または(たとえば、一方もしくは両方のUuリンクにおける起こり得る混雑/QoSの劣化/リソーススタベーション(resource starvation)/カバレッジホールが原因で)PC5上の期待されるQoSがUuよりも良好なときにある可能性がある。

【0034】

これらの理由で、C2通信が1つまたは複数の3GPP(登録商標)システムを通信のために利用するときの1つの要件は、UAVセッションが継続している間、通信リンクの切り替えをサポートすることである。これは、以下を行うために必要とされる。

【0035】

A)特にパイロットがUAVから遠く離れているBLOSのシナリオにおいて、UASに関する、たとえば、信頼性が決定的に重要な通信に関するKPIを強化/保証する。

【0036】

B)たとえば、UAVがUAV-Cから遠く離れて飛行し、接続が落ちる可能性があるか、もしくはUAVが異なるPLMNにローミングしているとき、または1つもしくは複数のUuリンクにネットワーク障害/リソースの不足/混雑がある場合に、サービスの継続性を保証する。

【0037】

UASの動作が継続しているときのC2通信モードの変更に関するいくつかの重要な問題がある。

【0038】

A) UAV飛行セッションが継続している間に、直接C2モードと間接C2モードとの間の動的な切り替えを可能にするメカニズムが、3GPP(登録商標)に存在しない。

【0039】

B)現在、C2モードを切り替える間の、C2通信のサービスの継続性の保証がない。

【0040】

C2通信が混雑したUuリンクまたはその他のUAVと共有されたPC5リンクに切り替えられる場合、切り替えを決定するときに、近接するその他のUAV、UE/空中UE(aerial UE)への何らかの影響が予想される場合がある。

【0041】

したがって、本開示によって対処される1つの問題は、サービスの継続性およびその他のUASの動作への最小限の影響を保証しながら、1つまたは複数のUAV-C/UAVペアのための動的なC2モード切り替えをどのようにして可能にすべきかである。この問題は、シナリオに基づき2つの下位問題に分解され得る。

【0042】

下位問題#1: UAV 103がBLOSに向かって移動しているかまたは悪いPC5の状態を有するという事実が原因で、飛行が行われている間に、1つまたは複数のUAS 101のために直接C2から間接C2への動的な切り替えをどのようにして可能にするべきか。下位問題#1の解決策は、図3A～図3Bを参照して詳細に検討される。

【0043】

下位問題#2: 直接C2リンクが再び利用可能/実現可能に(および好ましく)なるとき、飛行が行われている間に、1つまたは複数のUAS 101のための間接C2から直接C2への動的な切り替えをどのようにして可能にするべきか。下位問題#2の解決策は、図4A～図4Bを参照して詳細に検討される。

【0044】

両方の下位問題に関して、1つの重要な制約は、一方のモードから他方のモードへのこの移行中に、C2サービスの中断および/またはQoSの劣化を回避する必要性があることである。一部の実施形態においては、UAEサーバ221(ミドルウェアプラットフォーム)が、動作のモードの切り替えをトリガする。

【0045】

通常のUEにおける直接/間接通信モード切り替えとは対照的に、UAVは、何らかのトリガイベントに基づいてモード切り替えを決定すると信じられない。UAS 101は、異なる種類のUE、たとえば、航空機103およびUAVコントローラ104を含むことに留意されたい。また、UASにおいては、UAV-C 104がUAV 103から非常に遠い場合があることに留意されたい。これは、両端におけるUTM 131/3GPP(登録商標)ネットワークによるリアルタイムの状況の監視のための強化されたメカニズムを必要とする(V2Vにおいては、CBRの測定/感知が切り替えのために使用され得る)。また、UAV 103およびUAV-C 104が異なるセルおよび/または異なるPLMNに接続され、したがって、V2Xのシナリオにおいては必要とされない追加のアクセスネットワークおよび/またはコアネットワークの調整を必要とする可能性が高い。

【0046】

UASにおいては、UAV 103が、特定のゾーン内の飛行に制限される場合がある。これは、その他のドローンとの衝突の可能性がV2Xよりはるかに高く、モード切り替えのトリガ基準がV2Xのシナリオとは異なってくることを意味する。

【0047】

図1Aは、本開示の実施形態による、C2通信の動作モードを管理するためのワイヤレス通信システム100を示す。一実施形態において、ワイヤレス通信システム100は、少なくとも1つのアクセスネットワーク110およびモバイルコアネットワーク120を含む。示されるように、ワイヤレス通信システム100は、UAV 103にサービスを提供する第1のアクセスネットワークと、UAVコントローラ104にサービスを提供する第2のアクセスネットワークとを含んでよい。ここで、ワイヤレス通信システム100は、少なくとも、PLMN-aに属する第1のコアネットワーク120と、PLMN-bに属する第2のコアネットワーク130とを含む。アクセスネットワーク110およびモバイルコアネットワーク120は、モバイル通信ネットワークを形成する。

【0048】

無人航空機システム(「UAS」)101は、無人航空機(「UAV」)103およびUAVコントローラ104を含む。UASオペレータ102は、(たとえば、UAVコントローラ104を介して)UAV 103を運用する人である。UAV 103およびUAVコントローラ104は、それぞれ、ワイヤレス通信システム100におけるUEであってよい。したがって、UAV 103および/またはUAVコントローラ104は、モバイルコアネットワーク120によって提供されるサービスにアクセスするためにアクセスネットワーク110と通信してよい。

【0049】

たとえ図1Aに特定の数のUAV 103、UAVコントローラ104、アクセスネットワーク110、およびモバイルコアネットワーク120が描かれているとしても、当業者は、任意の数のUAV 103、UAVコントローラ104、アクセスネットワーク110、およびモバイルコアネットワーク120がワイヤレス通信システム100に含まれてよいことを認識するであろう。

【0050】

各アクセスネットワーク110は、少なくとも1つのベースユニット111を含み、(少なくとも1つのセルラベースユニットを含む)3GPP(登録商標)アクセスネットワークおよび/または(少なくとも1つのアクセスポイントを含む)非3GPP(登録商標)アクセスネットワークから構成される場合がある。様々な実施形態において、アクセスネットワーク110は、5G-RANなどの無線アクセスネットワークである。UE(たとえば、UAV 103および/またはUAVコントローラ104)は、3GPP(登録商標)通信リンクを使用して3GPP(登録商標)アクセスネットワークと通信し、および/または非3GPP(登録商標)通信リンクを使用して非3GPP(登録商標)アクセスネットワークと通信してよい。

【0051】

一実施態様において、ワイヤレス通信システム100は、3GPP(登録商標)仕様で規定された5Gシステムに準拠する。しかし、より広く、ワイヤレス通信システム100は、ネットワークの中でもとりわけ、何らかのその他のオープンなまたは独自仕様の通信ネットワーク、たとえば、LTEまたはWiMAXを実装する場合がある。本開示は、いかなる特定のワイヤレス通信システムアーキテクチャまたはプロトコルの実装にも限定されるように意図されていない。

【0052】

一実施形態において、UE(たとえば、UAV 103および/またはUAVコントローラ104)は、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、携帯情報端末(「PDA」)、タブレットコンピュータ、スマートフォン、スマート家電(たとえば、インターネットに接続された家電)、ゲームコンソール、リモートコントローラなどのコンピューティングデバイスを含んでよい。さらに、UEは、リモートユニット、加入者ユニット、モバイル電話、移動局、ユーザ、端末、モバイル端末、固定端末、加入者局、ユーザ端末、無線送信/受信ユニット(「WTRU」)、デバイス、または当技術分野で用いられるその他の用語で呼ばれる場合がある。

【0053】

UE(たとえば、UAV 103および/またはUAVコントローラ104)は、アップリンク(「UL」)およびダウンリンク(「DL」)通信信号によってアクセスネットワーク115内のベースユニット117のうちの1つまたは複数と直接通信する場合がある。一部の実施形態において、ULおよびDL通信信号は、3GPP(登録商標)通信リンク上で運ばれる。その他の実施形態において、ULおよびDL通信信号は、非3GPP(登録商標)通信リンク上で運ばれる。ここで、アクセスネットワーク115は、UAV 103および/またはUAVコントローラ104にモバイルコアネットワーク120、130へのアクセスを提供する中間ネットワークである。

【0054】

一部の実施形態において、UEは、モバイルコアネットワーク120、130とのネットワーク接続を介して、1つまたは複数のUAVトラフィック管理(「UTM」)機能と通信する。下でさらに詳細に説明されるように、UAV 103は、アクセスネットワーク115を使用してモバイルコアネットワーク120、130とのPDUセッション(または同様のデータ接続)を確立してよい。そして、モバイルコアネットワーク120、130は、PDUセッションを使用して、UEとデータネットワーク140との間でトラフィックを中継する。UEは、モバイルコアネットワーク120、130との1つまたは複数のPDUセッション(またはその他のデータ接続)を確立してよいことに留意されたい。したがって、UEは、データネットワーク140と通信するための少なくとも1つのPDUセッションを有していてよい。UEは、その他のデータネットワークおよび/またはその他のリモートホストと通信するために追加のPDUセッションを確立してよい。

【0055】

ベースユニット111は、地理的な地域に分散されてよい。特定の実施形態において、ベースユニット111は、アクセスポイント、アクセス端末、ベース、基地局、ノードB、eNB、gNB、ホームノードB、中継ノード、デバイス、または当技術分野で用いられる任意のその他の用語で呼ばれる場合もある。ベースユニット111は、概して、1つまたは複数の対応するベースユニット111に通信可能なように結合された1つまたは複数のコントローラを含んでよいアクセスネットワーク110などの無線アクセスネットワーク(「RAN」)の一部である。無線アクセスネットワークのこれらおよびその他の要素は、図示されていないが、概して当業者によく知られている。ベースユニット111は、アクセスネットワーク110を介してモバイルコアネットワーク120に接続する。

【0056】

ベースユニット111は、ワイヤレス通信リンクを介して、サービングエリア、たとえば、セルまたはセルのセクタ内の多数のUEにサービスを提供してよい。ベースユニット111は、通信信号によってUEのうちの1つまたは複数と直接通信してよい。概して、ベースユニット111は、時間、周波数、および/または空間領域においてUEにサービスを提供するためにDL通信信号を送信する。さらに、DL通信信号は、通信リンク上で運ばれてよい。通信リンクは、免許が必要なまたは免許不要の無線スペクトルの任意の適切なキャリアであってよい。通信リンクは、UEのうちの1つもしくは複数および/またはベースユニット111のうちの1つもしくは複数の間の通信を容易にする。

【0057】

一実施形態において、モバイルコアネットワーク120は、データネットワークの中でもとりわけ、インターネットおよびプライベートデータネットワークなどのデータネットワーク(たとえば、データネットワーク130)に結合されてよい5Gコア(「5GC」)または進化型パケットコア(「EPC」)である。UEは、モバイルコアネットワーク120に加入しているかまたはその他のアカウントを有していてよい。各モバイルコアネットワーク120は、単一の公衆陸上モバイルネットワーク(「PLMN」)に属する。本開示は、いかなる特定のワイヤレス通信システムアーキテクチャまたはプロトコルの実装にも限定されるように意図されていない。

【0058】

モバイルコアネットワーク140は、いくつかのネットワーク機能(「NF」)を含む。示されるように、モバイルコアネットワーク120は、1つまたは複数のユーザプレーン機能(「UPF」)121を含んでよい。モバイルコアネットワーク120は、アクセスおよびモビリティ管理機能(「AMF」)123、ならびにセッション管理機能(「SMF」)125、ならびにネットワーク公開機能(「NEF」)127を含むがこれらに限定されない複数の制御プレーン機能も含む。特定の実施形態において、モバイルコアネットワーク120は、認証サーバ機能(「AUSF」)、ポリシー制御機能(「PCF」)、および統合データ管理機能(「UDM」)、(APIを介して互いを発見し、通信するために様々なNFによって使用される)ネットワークリポジトリ機能(「NRF」)、または5GCのために定義されたその他のNFも含んでよい。特定の実施形態において、モバイルコアネットワーク120は、AAAサーバを含んでよい。

【0059】

様々な実施形態において、モバイルコアネットワーク120は、異なる種類のモバイルデータ接続および異なる種類のネットワークスライスをサポートし、各モバイルデータ接続は、特定のネットワークスライスを利用する。ここで、「ネットワークスライス」は、特定のトラフィックの種類または通信サービスのために最適化されたモバイルコアネットワーク120の一部分を指す。ネットワークインスタンスは、S-NSSAIによって特定されてよく、一方、UE(たとえば、UAV 103および/またはUAVコントローラ104)が使用することを認可される1組のネットワークスライスは、NSSAIによって特定される。特定の実施形態においては、様々なネットワークスライスが、SMF 125およびUPF 121などのネットワーク機能の別々のインスタンスを含む場合がある。一部の実施形態においては、異なるネットワークスライスが、AMF 123などのいくつかの共通のネットワーク機能を共有する場合がある。図示を簡単にするために、図1Aには異なるネットワークスライスが示されていないが、それらのサポートは想定されている。

【0060】

特定の数および種類のネットワーク機能が図1Aに描かれているが、当業者は、任意の数および種類のネットワーク機能がモバイルコアネットワーク120に含まれてよいことを認識するであろう。さらに、モバイルコアネットワーク120がEPCである場合、示されたネットワーク機能は、MME、S-GW、P-GW、HSSなどの適切なEPCエンティティに置き換えられてよい。

【0061】

以下の説明において、用語gNBは、基地局に対して使用されるが、それは、その他の任意の無線アクセスノード、たとえば、BS、eNB、gNB、AP、NRなどによって置き換えられ得る。さらに、動作は、主に5G NRの文脈で説明される。しかし、提案される解決策/方法は、UASの動作用に構成されるサービングセル/キャリアをサポートするその他のモバイル通信システムにも等しく適用可能である。

【0062】

示されるように、UE(たとえば、UAV 103および/またはUAVコントローラ104)は、アクセスネットワーク115を介してモバイルコアネットワークに(たとえば、5Gモバイル通信ネットワークに)接続してよい。モバイル通信ネットワーク(たとえば、アクセスネットワークおよびモバイルコアネットワークの組合せ)に接続することは、UAV 103がUAVコントローラ104からのさらに遠い距離で動作することを可能にし、UAV 103とUAVコントローラ104との間の見通し内接続を必要としない。

【0063】

概して、UAS 101は、UAV 103を操作するおよび/または飛行計画を提出するときに、1つまたは複数のUAVトラフィック管理(「UTM」)機能131とインタラクションしてよい。様々な実施形態において、UAVの動作をサポートする各モバイルコアネットワーク120は、1つまたは複数のUTM 131と通信することができる。

【0064】

UTM 131は、1つまたは複数のUAV 103およびUAVコントローラ104のためのUAVの動作を管理する要素である。様々な実施形態において、UTM 131は、特定の管制されていない空域(たとえば、地上400フィート未満)において動作するUAV 103およびUAVコントローラ104を監視する。UAVの動作を管理することは、飛行の認可を与えること、衝突回避を実行すること、代替飛行ルートを決定すること、UAVの動作が認可された制限内に収まっていることを保証することなどを含んでよい。様々な実施形態において、UTMの動作は、地上および(400フィートを超える)管制された空域において有人航空機を管理する航空管制官(ATC)の動作と同様である。

【0065】

多くのシナリオにおいて、UAVコントローラ104は、1つまたは複数の5Gシステムを介してUAV 103への接続を確立する。たとえば、UAVコントローラ104は、アクセスネットワーク115およびコアネットワーク120を介してUAV 103とのデータ接続を確立してよい。UE(たとえば、UAV 103およびUAVコントローラ104の一方)がUAVの動作のためのデータ接続(たとえば、PDUセッション)を確立することを要求するとき、SMF 125は、UTM 131を選択し、UAVの動作を検証する。

【0066】

UTM 131は、図2、図3A～図3B、および図4A～図4Bを参照して下でさらに詳細に検討されるように、UAS 101のためのC2通信セッションの動作モードを管理するための要求をUAEサーバ133に送信してよい。UAEサーバ133は、UAS 101のC2通信モードを動的に適応させるべきどうかの判定を支援するための情報を収集する。様々な実施形態において、UAEサーバ133は、UAV 103および/またはUAVコントローラ104から直接リンク状態情報を受信する。さらに、UAEサーバ133は、サービスイネーブラアプリケーションレイヤ(SEAL)サーバ135からロケーションおよびその他の情報を受信してよい。

【0067】

SEALサーバ135は、すべてのバーティカル(vertical)イネーブラレイヤ(別名、ミドルウェア)プラットフォーム(たとえば、UAEサーバ133)にオンデマンド(加入または要求)サービスを提供する。アプリケーション固有の(application specific)サーバとモバイルコアネットワーク120との間のバーティカル固有の(vertical specific)サポート機能。共通のサポート機能(新しいバーティカルのより迅速なオンボーディング(onboarding)のための共通の能力を可能にするサービスプラットフォーム)は、ロケーション管理、グループ管理、ネットワークリソース管理、構成管理サーバなどを含み、バーティカル固有のイネーブラへのサービスとして使用され得る。

【0068】

以下の説明はUAV 103のモビリティを考慮し、UAVコントローラ104が静止したままであると仮定するが、その他の実施形態においては、UAVコントローラ104のモビリティが、モビリティ、干渉などが原因であるUAVコントローラ104の変化する無線リンクの状態を考慮することをUAEサーバに要求する場合があることに留意されたい。

【0069】

図1Bは、UASのためのC2通信セッションの様々な動作モードを示す。直接C2モード161においては、UAVコントローラ(UAV-C)104が、UAV 103との直接接続を使用してC2通信セッションを確立する。ここで、直接接続は、PC5リファレンスポイント(reference point)を使用してよい。PC5リファレンスポイントは、本明細書においては「PC5インターフェース」と呼ばれる場合があることに留意されたい。直接接続により、UAV-C 104は、UAV 103に飛行命令を送信してよい。一部の実装において、直接接続は、UAV-C 104とUAV 103との間の見通しを必要とする場合があることに留意されたい。

【0070】

UTMナビゲートC2モード163においては、UTM 131が、モバイルコアネットワーク120(およびアクセスネットワーク110)を介してUAV 103とのC2通信セッションを確立する。モバイルネットワーク接続を介して、UTM 131は、UAV 103に飛行命令を送信する。UTMナビゲートC2モード163は、UAV-C 104とUAV 103との間の見通しを必要としないことに留意されたい。

【0071】

間接C2モード165においては、UAV-C104が、モバイルコアネットワーク120(およびアクセスネットワーク110)を介してUAV 103とのC2通信セッションを確立する。モバイルネットワーク接続により、UAV-C 104は、UAV 103に飛行命令を送信してよい。間接C2モード163は、UAV-C 104とUAV 103との間の見通しを必要としないことに留意されたい。

【0072】

UAV 103に関して、従来技術においては、C2モードの選択および構成を提供するための解決策が現在存在しない。しかし、UAVの登録および/または飛行認可フェーズにおいて、初期C2構成が、UAV-C 104かまたはUTM 131か(またはUAS固有の(UAS-specific)アプリケーションサーバか)のいずれかによってUAV 103に提供されると仮定され得る。

【0073】

図2は、本開示の実施形態による、C2通信の動作モードを管理するためのネットワークアーキテクチャ200を示す。ネットワークアーキテクチャ200は、UAV 201、UAV-C 203、UAEサーバ221、UTM 131、およびSEALサーバ135を含む。UAV 201は、上述のUAV 103の一実施形態であってよく、アプリケーションレイヤ209と、UAEクライアント205を有するミドルウェアレイヤと、3GPP(登録商標) UE 207(すなわち、セルラモデム機能を有する)とを含む。UAV-C 203は、上述のUAVコントローラ104の一実施形態であってよく、アプリケーションレイヤ209と、UAEクライアント205を有するミドルウェアレイヤと、3GPP(登録商標) UE 208(すなわち、セルラモデム機能を有する)とを含む。

【0074】

上で検討されたように、UAV 201およびUAV-C 203は、C2通信の直接モードで動作するとき、PC5リファレンスポイント上で通信する。ここでは、UAV 201およびUAV-C 203が、C2通信の間接モードで動作するために5Gシステム(「5GS」)に接続されると仮定される。

【0075】

UASアプリケーションイネーブラ(「UAE」)サーバ221は、V2X UE上のUAEクライアントミドルウェア207(すなわち、アプリケーションレイヤ209と3GPP(登録商標)/セルラモデムレイヤとの間に位置する)とインターフェースをとるミドルウェアプラットフォームである。UAEサーバ221は、UAEサーバ133の一実施形態である。UAEサーバ221およびUAEクライアント205は、分散型V2Xミドルウェアを形成することに留意されたい。

【0076】

本明細書において開示されるのは、UAV 201とUAV-C 203との間で確立されたC2通信セッションの動作モードを動的に切り替えるためのメカニズムである。ステップ1において、UAEサーバ221は、UAV 201内の第1のUAEクライアント205およびUAV-C 203内の第2のUAEクライアント205を含むUASのC2動作モードの切り替えを管理する要求を受信する(メッセージング225参照)。

【0077】

ステップ2aにおいて、UAEサーバ221は、第1の条件が発生するときにUAEサーバに1つまたは複数のレポートを送信するように(UAV内、UAV-c内、またはその両方の)UAEクライアント205を構成する(メッセージング227参照)。一例において、UASは、直接モードで動作し、第1のレポートは、直接モードの動作が劣化していること(たとえば、損失率> X)を示す。別の例において、UASは、間接モードで動作し、UAEサーバは、直接モードの状態(たとえば、損失率)を監視し、第1の条件が発生する(たとえば、直接モードの動作の損失率< X)とき、UAEサーバに第1のレポートを送信するようにUAEクライアントを構成し、第1の条件が発生することは、直接モードの動作が実現可能であることを示唆する。

【0078】

ステップ2bにおいて、UAEサーバ221は、さらに、要求の受信に応じて、たとえば、SEALサーバ135および/または3GPP(登録商標)ネットワークからロケーション情報を収集し(メッセージング229参照)、情報は、UAEクライアントのレポートに基づいてアクションをトリガするかどうかを判定するために使用される。UAEサーバ221は、さらに、ステップ1の一部としてUTM 131および/またはUAS固有のアプリケーションサーバによって提供される場合がある追加の情報のモビリティ/位置情報(速さ、地上レーダー、RIDブロードキャスト)を用いて受信されたロケーション情報を処理する(すなわち、増強)する。

【0079】

たとえば、追加の情報がレポートの状態が一時的である(UAV 210とUAV-C 203との間の一時的なNLOS状態が原因である)ことを示す場合、UAEクライアント205からのレポートは、アクションを行う理由にならない場合がある。

【0080】

別の例として、UAEサーバは、SEALサーバおよび/または3GPP(登録商標)ネットワークからロケーション情報を収集し、UAVがUAVコントローラのロケーションの側を高速で飛行しているので、直接モードの動作が実現可能であることを示す第1のレポートがアクションを行う理由にならないと判定する場合がある。

【0081】

ステップ3において、UAEサーバは、収集/処理された追加の情報を使用することによって、UAEクライアントのレポートに基づいてC2動作モードの変更をトリガするべきかどうかを判定する(ブロック231参照)。

【0082】

UASが最初にC2通信の直接モードで動作するとき、UAEサーバ221は、C2動作の直接モードが劣化している(これは直接リンクの品質の劣化が原因である可能性がある)ことを示すトリガイベントを(たとえば、UAV 201内の)UAEクライアント205から受信する場合があることに留意されたい。

【0083】

対照的に、UASが最初にC2通信の間接モードで動作するとき、UAEサーバ221は、(たとえば、UAV 201内、UAV-C 203内、またはその両方の)UAEクライアント205から実現可能性レポートを受信する場合がある。たとえば、UAV-C 203は、UAV 201によって送信されたProSe告知(ProSe announcement)を許容できる品質(たとえば、損失率 < X)で受信する場合がある。

【0084】

示されたシナリオでは、ステップ4において、UAEサーバ221は、モード変更をトリガすると決定し、動作モードに切り替えるためにUAV 201とUAV-C 203との両方のUAEクライアント205に要求/通知を提供する(メッセージング233参照)。したがって、既に直接モードで動作しているUASは、間接モードに切り替える命令を受信する。同様に、既に間接モードで動作しているUASは、直接モードに切り替える命令を受信する。

【0085】

ステップ5において、UAEクライアント205は、この命令を下位レイヤ/ASレイヤに渡し(メッセージング235参照)、それによって、UAEサーバ221から受信された要求/通知によって示されたC2通信の動作モードに切り替えるように3GPP(登録商標) UEをトリガする。

【0086】

図3A～図3Bは、本開示の実施形態による、C2通信の動作モードを管理するための手順300を示す。手順300は、UAV 201(第1のUAEクライアント301およびUAV UE 303を含む)、UAV-C 203(第2のUAEクライアント305およびUAV-C UE 307を含む)、UTMまたはUAS固有のアプリケーションサーバ311、UAEサーバ221、ならびにSEALサーバ135を関与させる。示された実施形態において、ミドルウェアは、サーバおよびクライアント(それぞれ、別名、UAEサーバ221およびUAEクライアント301、305)の間に分散される。

【0087】

C2モード構成機能が直接モードから間接モードへの切り替えをトリガすることを可能にするための入力は、以下を含む。

【0088】

A)この場合は、C2通信を管理する能力をUAEサーバに与えるためのアプリケーション固有のサーバ(またはUTM)からの要件であり得るアプリケーション固有の要件。UAEサーバがこのアクションを実行する認可/能力を既に有する場合、何らかの更新された要件がない限り、要件は伝えられる必要がないことに留意されたい。これは、UAEサーバが直接リンク情報を受信し、必要とされるとき/場合にクライアントに必要とされる適応を提供することを可能にするために、UAEサーバとクライアントとの間のアプリケーションセッションの確立をトリガする。アプリケーション固有のサーバは、追加のUASコンテキスト情報と、特に、UAVの情報のモビリティ/位置(速さ、地上レーダー、RIDブロードキャスト)とをさらに提供する場合がある。

【0089】

B)アプリケーションサーバ/UTMからの入力。

【0090】

1) SEALサーバ135は、すべてのバーティカルイネーブラ(たとえば、UAEサーバ)にオンデマンド(加入または要求)サービスを提供する(たとえば、3GPP(登録商標) TS 23.434に定義されている)サポートエンティティである。SEALサーバ135がC2意思決定プロセスをサポートするためにUAEサーバ221に提供することができる情報は、以下である。

【0091】

i)ロケーション管理(LM)サーバから: UAV/UAV-Cによるロケーション監視への加入に基づいて獲得される、所与のエリア(セル/TAエリア)内のUAVおよび地上UEの正確なロケーション。

【0092】

2) UTMは、政府の規制によりUASオペレータによって使用される必要があるサービス、規制機関のシステムに直接つながりのあるサービス、政府の規制のすべてまたは一部を満たすためにUASオペレータによって使用される場合があるサービス、UASオペレータに付加価値のある支援を提供するが、規制の遵守のために(たとえば、業界標準を満たすために)使用されないサービスなどのサポートサービスをUASオペレータに提供する。特定のサポートサービスの例は、動作計画(operations planning)、意図共有(intent sharing)、戦略的および戦術的衝突回避、適合性監視(conformance monitoring)、RID、空域認可、空域管理機能、および異常な状況の管理を含むがこれらに限定されない。UAEがUASオペレータの代理を務めると仮定する場合、C2切り替えを支援するために以下の情報が提供され得る。

【0093】

i)動的ルート変更[飛行中のルート変更が、空中衝突を避けるためにUTMによって提供され得る。UAEがUAVの更新された予想される軌道を認識している場合、動的ルート変更は、直接を維持するべきか、またはBLOSへの起こり得る移動が原因で先を見越して間接に切り替えるべきかを判断するのに役立ち得る]。

【0094】

ii)天気[UAV-CとUAVとの間の直接リンクが天気によって影響を受ける可能性があり、一方、BS-UAV接続がより落ちにくい可能性があるので、判断を助けるためにUAEサーバにおいてリアルタイムの天気情報が必要とされる]。

【0095】

iii)通信/C2[C2通信のための構成された周波数の品質保証インジケーションが、間接C2のためのリソースがOKかまたは変更する/増やす必要があるかをチェックするために必要とされる]。

【0096】

C)直接C2通信に関する、UAVのアプリケーション/アプリケーションイネーブラクライアントからのPC5リンク劣化イベント。(たとえば、パケット誤り率、遅延、1つもしくは複数の受信UAVのNACKなどを測定することによる)PC5通信のリンク品質が低下するという警告、またはその他のUAS通信による高い利用率が原因であるPC5リソースにおける過負荷/高干渉インジケーションの形態であることが可能である1つまたは複数のイベント。これは、UAV 201(UAEクライアント301)によるPC5 QoSの監視、ならびにUAV 210および/またはUAV-C 203によるProSe告知の受信の監視のうちの一方または両方に基づいてよい。

【0097】

UAEサーバ221は、前のステップで受信された入力のうちの1つまたは複数に基づいて、間接へのC2モードの再選択のためのトリガを決定する。再選択の実際の基準は、実装に固有であるが、PC5イベントに関する入力が、主な基準である。また、UTMおよびSEALからの情報は、UAEサーバ221が再選択を決定するべきかまたは同じC2モードを維持するべき(たとえば、PC5イベントが一時的と考えられる場合)かを判定するのをサポートする。

【0098】

C2モード構成の出力は、以下である。

【0099】

A) UAEサーバ221は、アプリケーション固有のサーバにC2モードを確認することを要求してよい(UAEサーバが切り替える能力は持たないが、切り替えに影響を与える/切り替えをトリガする能力は有する場合)。

【0100】

B) UAEサーバ221は、UAV/UAV-CのUAEクライアント301、305に、C2モードの変更を適用するように要求してよい。

【0101】

手順300は、C2モード構成機能がUAEサーバ221に存在するときのシナリオのためのシグナリングを提供する。この場合、C2モード構成機能が、直接C2通信から間接への再選択をトリガする。

【0102】

ステップ0aにおいて、第1の前提条件として、UAVおよびUAV-Cは、1) 5GSに登録され、2) UTMに登録され、UAVは、飛行を認可され、UAVおよびUAV-Cは、3) C2直接通信を使用する(C2の初期構成は範囲外であり、たとえば、UASオペレータによって予め決定され得る)(ブロック315参照)。

【0103】

ステップ0bにおいて、第2の前提条件として、UAEサーバ221は、たとえばTS 23.434に基づくSEALサービスを使用することができる(ブロック317参照)。

【0104】

ステップ1aにおいて、UTMおよび/またはUASアプリケーション固有のサーバ311は、(1つもしくは複数のアプリケーション固有のサーバからの要件またはUTMからの要件であることが可能である)アプリケーション固有の要件の形態をとり得る開始メッセージを送信する(メッセージ319参照)。アプリケーション固有の要件メッセージは、C2通信を管理する能力をUAEサーバに提供し、以下のパラメータのうちの少なくとも1つを含む。

【0105】

a) UAS識別情報

【0106】

b) 1つまたは複数のUAVおよび/またはUAVコントローラ識別情報。これは、外部UE識別子(GPSI、外部ID)または永久的なデバイス識別子(PEI/IMEI)のうちの少なくとも1つを含んでよい。

【0107】

c) UAV/UAV-CのIPアドレスおよびポート。

【0108】

d) PLMN ID

【0109】

e) トランザクションID

【0110】

f) UAVのグループのグループID

【0111】

g) アプリケーション識別子(たとえば、USS識別子)

【0112】

h) UTM識別子

【0113】

i) (示された)C2管理要求

【0114】

j) 要件が適用される地理的エリア

【0115】

k) 要件の有効期限

【0116】

ステップ1bにおいて、UTMまたはアプリケーション固有のサーバは、UASコンテキストメッセージで、以下のパラメータのうちの少なくとも1つをUAEサーバに提供してよい。

【0117】

a) UAV/UAV-Cアプリケーションコンテキスト/構成情報、

【0118】

b) リアルタイムの天気情報、

【0119】

c) 通信/C2(C2通信のための構成された周波数の品質保証インジケーション)、および

【0120】

d) 動的ルート変更情報(UAVの更新された/予想される軌道)

【0121】

ステップ2aにおいて、UAEサーバ221は、(UAV 201および/またはUAV-C 203内の)1つまたは複数のUAEクライアント301、305に、C2 UAEセッションセットアップ要求メッセージを送信する(メッセージング323参照)。C2 UAWセッションセットアップ要求は、UAEクライアントへの、第1の条件が発生するときにUAEサーバに第1のレポートを送信する要求を含み、ステップ1aとしてのUAS/UAV/UAV-C識別情報、FQDNまたはIPアドレスであることが可能であるUAEサーバID、UAEサーバの能力、1つまたは複数のアプリケーション固有の要件、地理的エリア、セッションの有効性の期限、トランザクションID、近接した1つまたは複数のUAVのロケーションおよび能力、UAV-Cのロケーションおよび構成、レポートのトリガの条件のうちの少なくとも1つを含む。

【0122】

ステップ2bにおいて、1つまたは複数のUAEクライアント301、305は、C2 UAEセッションセットアップ応答/結果メッセージ(ACK/NACK)を送信する(メッセージング325参照)。

【0123】

ステップ3aにおいて、ProSeが既に使用されているので、PC5告知/制御メッセージが、UAV-C 203とUAV 201との間でやりとりされる(ブロック327参照)。

【0124】

ステップ3bにおいて、PC5イベントメッセージが、UAEクライアント301、305からUAEサーバに送信される(メッセージング329参照)。PC5イベントメッセージングは、以下のうちの少なくとも1つを含んでよい。

【0125】

a) UE ID(GPSI、アプリケーションID、PEI/IMEIなど)、

【0126】

b) C2直接リンク劣化通知、アプリケーションQoS属性(信頼性、レイテンシ、ジッタ、範囲など)の劣化、

【0127】

c) PC5予想停止通知(PC5 expected outage notification)、および

【0128】

d) UAVロケーション情報

【0129】

ステップ4aにおいて、UAEサーバ221は、UAV 201のロケーション情報を提供するようにSEALサーバ135に要求し、レポートを受信する(UAEサーバ221は、TS 3GPP(登録商標) 23.434にあるようなVALサーバとして働く)(メッセージング331参照)。特に、ロケーション管理(LM)サーバから、UAEサーバ221は、所与のエリア(セル/TAエリア)内のUAV 201および地上UE(たとえば、UAV-C UE 307)の正確なロケーション(地理座標)を受信する。

【0130】

図3Bに進んで、ステップ4bにおいて、UAEサーバ221は、ステップ1bの一部としてUTM/UASアプリケーションサーバによって提供される場合がある追加の情報のモビリティ/位置情報(速さ、地上レーダー、RIDブロードキャスト)を用いて受信されたロケーション情報を処理する/増強する(ブロック333参照)。

【0131】

ステップ5において、UAEサーバ221は、ステップ3bのUAEクライアントのレポートならびにステップ4aおよび/または4bの追加の入力に基づいて、C2モードの再選択をトリガするべきかどうかを判定する(ブロック335参照)。示された実施形態においては、入力および追加の情報が、UAEサーバ221に、直接モードから間接モードへのC2モードの再選択をトリガすることを決定させると仮定される。

【0132】

ステップ6において、UAEサーバ221は、任意で、C2モードの変更を確認するために、C2モード変更要求をアプリケーション固有のサーバ311に送信する(メッセージング337参照)。このメッセージは、UAS識別情報、影響を受けるUAV/UAV-C識別情報、アプリケーションID、現在のC2モード、目標C2モードのうち少なくとも1つを含む。ここで、アプリケーション固有のサーバ311は、C2モード変更応答/ACKを送信し、C2モードの更新を開始することをUAEサーバに認可する。ステップ6は、ステップ1aのUAS固有のサーバ/UTM 311からの構成に基づく任意のステップである。アプリケーション固有のサーバの代わりに、このステップにおいて、UTMが、C2モードの変更を認可する役割を担う場合があることに留意されたい。

【0133】

ステップ7において、UAEサーバ221は、1つまたは複数のUAEクライアント(301、305)に、C2 UAEセッション変更要求メッセージを送信する(メッセージング339参照)。UAEセッション変更要求は、UAS/UAV/UAV-C識別情報、UAEサーバID、C2モード要件の変更(新しいC2モード)、地理的エリア、セッションの有効性の期限、トランザクションID、近接する1つまたは複数のUAVのロケーションおよび能力、UAV-C 203のロケーションおよび構成のうち少なくとも1つを含む。

【0134】

ステップ8aにおいて、UAEクライアント(301および305)は、C2通信セッションの動作モードを切り替えるようにそれぞれのUE(すなわち、UAV UE 303およびUAV-C UE 307)に命令する(ブロック341参照)。特定の実施形態において、それぞれのUEは、動作モード切り替えを実行するときにC2セッションを修正する。ステップ8bにおいて、UAEクライアント(301、305)は、C2 UAEセッション変更応答または通知を送信する(メッセージング343参照)。ここで、UAEクライアントは、動作モードの成功した切り替えを示すACK応答、または失敗した切り替えを示すNACK応答を送信する場合がある。

【0135】

図4A～図4Bは、本開示の実施形態による、C2通信の動作モードの管理の構成フェーズのための手順400を示す。手順400は、UAV 201(第1のUAEクライアント301およびUAV UE 303を含む)、UAV-C 203(第2のUAEクライアント305およびUAV-C UE 307を含む)、UTMまたはUAS固有のアプリケーションサーバ311、UAEサーバ221、SEALサーバ135、ならびにモバイルコアネットワーク120(たとえば、5GCまたはEPC)を関与させる。示された実施形態において、ミドルウェアは、サーバおよびクライアント(それぞれ、別名、UAEサーバ221およびUAEクライアント301、305)の間に分散される。

【0136】

C2モード構成機能が間接モードから直接モードへの切り替えをトリガすることを可能にするための入力は、以下を含む。

【0137】

A)この場合は、C2通信を監視および管理する能力をUAEサーバに与えるためのアプリケーション固有のサーバ(またはUTM)からの要件であり得るアプリケーション固有の要件。UAEサーバがこのアクションを実行する認可/能力を既に有する場合、何らかの更新された要件がない限り、要件は伝えられる必要がないことに留意されたい。これは、UAEサーバが直接リンク情報を受信し、必要とされるとき/場合にクライアントに必要とされる適応を提供することを可能にするために、UAEサーバとクライアントとの間のアプリケーションセッションの確立をトリガする。アプリケーション固有のサーバは、追加のUASコンテキスト情報と、特に、UAVの情報のモビリティ/位置(速さ、地上レーダー、RIDブロードキャスト)とをさらに提供する場合がある。

【0138】

B) UASサーバ221は、前のステップで受信された入力のうちの1つまたは複数に基づいて間接へのC2モードの再選択のためのトリガを決定する。アプリケーションサーバからの再選択の入力の実際の基準。

【0139】

【0140】

【0141】

2) UTMは、政府の規制によりUASオペレータによって使用される必要があるサービス、規制機関のシステムに直接つながりのあるサービス、政府の規制のすべてまたは一部を満たすためにUASオペレータによって使用される場合があるサービス、UASオペレータに付加価値のある支援を提供するが、規制の遵守のために(たとえば、業界標準を満たすために)使用されないサービスなどのサービスをUASオペレータに提供することができる。特定のサポートサービスの例は、動作計画、意図共有、戦略的および戦術的衝突回避、適合性監視、RID、空域認可、空域管理機能、および異常な状況の管理を含むがこれらに限定されない。UAEがUASオペレータの代理を務めると仮定する場合、C2切り替えを支援するために以下の情報が提供され得る。

【0142】

i)動的ルート変更(飛行中のルート変更が、空中衝突を避けるためにUTMによって提供され得る。UAEがUAVの更新された予想される軌道を認識している場合、動的ルート変更は、間接を維持するべきかまたは直接に切り替えるべきかを判断するのに役立ち得る)。

【0143】

ii)天気(UAV-CとUAVとの間の間接リンクが天気によって影響を受ける可能性があるので、判断を助けるためにUAEサーバにおいてリアルタイムの天気情報が必要とされる)。

【0144】

iii)通信/C2(C2通信のための構成された周波数の品質保証インジケーションが、間接C2のためのリソースがOKかまたは変更する/増やす必要があるかをチェックするために必要とされる)。

【0145】

C) 間接通信が使用される場合、アプリケーション機能(AF)として働くUAEサーバは、(UAV-Cからアプリケーションサーバへ、またはアプリケーションサーバからUAVへの)1つまたは複数のUuリンクの起こり得るQoSの悪化に関する監視情報を受信するためにNEFに加入してよい。これらのリンクは、2つ以上のPLMNによって提供される場合がある。したがって、UAEサーバは、起こり得るQoSの悪化に関するあらゆる更新された情報を受信するべきである(これは、3GPP(登録商標) TS 23.401で定義された明示的輻輳通知(ECN)によってEPSのために、および3GPP(登録商標) TS 23.501で定義されたQoS通知制御(QNC: QoS notification control)によって5GSのために既にサポートされている)。

【0146】

D) 直接C2通信に切り替えることが可能で好ましい選択肢である場合に、直接C2通信に切り替えるための認識/支援をUAEサーバに提供する、C2通信のためのPC5実現可能性インジケーション。

【0147】

1) PC5の可用性/実現可能性は、UAV/UAV-Cにおいて捕捉される場合があり、たとえば、UAV-Cが、直接C2が可能かどうかを(受信信号、AoAなどに基づいて)理解するために、UAVからACKを受信すると、異なる周波数で定期的に信号をブロードキャストする場合がある。

【0148】

2) PC5優先権インジケーションが、C2モードの何らかの優先度を提供する可能性があるUAV/UAV-Cのアプリケーションから導出されることが可能であり、これは、UAEサーバへの支援情報として使用される可能性がある(たとえば、たとえPC5が可能であっても、アプリケーションはマップ、ルート、およびUAVのロケーションを有するので、PC5は、(たとえば、都市環境において)あり得る場合がある障害物が原因で優先されない可能性がある)。

【0149】

UAEサーバ221は、前のステップで受信された入力のうちの1つまたは複数に基づいて直接へのC2モードの再選択のためのトリガを決定する。再選択の実際の基準は、実装に固有であるが、PC5の実現可能性/可用性およびUuリンクのステータスに関する入力が、主な基準である。また、UTMおよびSEALからの情報は、UAEサーバが切り替えるまたは間接モードを維持する(たとえば、PC5の実現可能性が一時的である場合)決定を行うのをサポートする。

【0150】

C2モード構成の出力。

【0151】

【0152】

B) UAEサーバ221は、UAV/UAV-CのUAEクライアントに、C2モードの変更を適用するように要求してよい。これは、PC5/ProSeセッション確立手順を開始するために3GPP(登録商標) UEとのインタラクションを開始する。

【0153】

手順400は、C2モード構成機能がUAEサーバに存在するときのシナリオのためのシグナリングを提供する。この場合、C2モード構成機能が、間接C2通信から直接への再選択をトリガする。

【0154】

ステップ0aにおいて、第1の前提条件として、UAVおよびUAV-Cは、1) 5GSに登録され、2) UTMに登録され、UAVは、飛行を認可され、UAVおよびUAV-Cは、3) C2間接通信を使用する(C2の初期構成は範囲外であり、たとえば、UASオペレータによって予め決定され得る)(ブロック401参照)。

【0155】

ステップ0bにおいて、第2の前提条件として、UAEサーバ221は、たとえばTS 23.434に基づくSEALサービスを使用することができる(ブロック403参照)。

【0156】

ステップ1aにおいて、UTMおよび/またはUASアプリケーション固有のサーバ311は、(1つもしくは複数のアプリケーション固有のサーバからの要件またはUTMからの要件であることが可能である)アプリケーション固有の要件の形態をとり得る開始メッセージを送信する(メッセージ405参照)。アプリケーション固有の要件メッセージは、C2通信を管理する能力をUAEサーバに提供し、手順300のステップ1aにおいて上で検討されたパラメータのうちの少なくとも1つを含む。

【0157】

ステップ1bにおいて、UTMまたはアプリケーション固有のサーバは、以下のパラメータのうちの少なくとも1つを含むUASコンテキストメッセージをUAEサーバに提供してよい。

【0158】

a) UAV/UAV-Cアプリケーションコンテキスト/構成情報、

【0159】

b) 直接C2動作のためのProSeコードのリスト、

【0160】

c) リアルタイムの天気情報、

【0161】

d) 通信/C2(C2通信のための構成された周波数の品質保証インジケーション)、および

【0162】

e) 動的ルート変更情報(UAVの更新された/予想される軌道)

【0163】

ステップ2aにおいて、UAEサーバ221は、(UAV 201および/またはUAV-C 203内の)1つまたは複数のUAEクライアント301、305に、C2 UAEセッションセットアップ要求メッセージを送信し(メッセージング409参照)、C2 UAEセッションセットアップ要求メッセージは、直接モードの状態(たとえば、損失率 < X)を監視し、第1の条件が発生するときにUAEサーバに第1のレポートを送信する、UAEクライアントへの要求を含む。C2 UAEセッションセットアップ要求メッセージは、ステップ1aとしてのUAS/UAV/UAV-C識別情報、FQDNまたはIPアドレスであることが可能であるUAEサーバID、UAEサーバの能力、1つまたは複数のアプリケーション固有の要件、直接C2動作のためのProSeコード、地理的エリア、セッションの有効性の期限、トランザクションID、近接した1つまたは複数のUAVのロケーションおよび能力、UAV-Cのロケーションおよび構成、PC5監視要求、レポートのトリガの条件のうちの少なくとも1つを含む。

【0164】

ステップ2bにおいて、1つまたは複数のUAEクライアント301、305は、C2 UAEセッションセットアップ応答/結果メッセージ(たとえば、ACK/NACK)を送信する(メッセージング325参照)。

【0165】

ステップ3aにおいて、たとえば、3GPP(登録商標) TS 23.303のセクション5.3で定義されたProSe直接発見モデル(ProSe Direct Discovery Model)A、Bで規定されるように、3GPP(登録商標) UE 303と307との間でPC5の発見が実行される(ブロック413参照)。PC5発見情報が、構成されたProSe告知に基づいて(たとえば、ステップ2aで受信されたコードに基づいて)、UAEクライアント301と305との間でやりとりされてよい。

【0166】

ステップ3bにおいて、UAEクライアント303および307がPC5の発見を認識しているとき、1つまたは複数のクライアントが、PC5の可能性について通知するために、UAEサーバにPC5実現可能性レポートを送信してよい(メッセージング415参照)。このPC5実現可能性レポートメッセージは、UE識別子、UAS識別情報、PC5可用性/実現可能性通知インジケーション、PC5の能力/構成を含んでよい。特定の実施形態において、PC5実現可能性レポートは、たとえば、UAV-C 203および/またはUAV 201におけるアプリケーション要件に基づく、C2動作モードの優先権/優先度も含んでよい。

【0167】

ステップ3cにおいて、アプリケーション機能(AF)として働くUAEサーバ221は、(たとえば、UAV-Cからアプリケーションサーバへ、またはアプリケーションサーバからUAVへの)1つまたは複数のUuリンクの可能なQoSの悪化に関する監視情報を受信するために、モバイルコアネットワーク120内のNEF/SCEFに加入してよい(メッセージング417参照)。UAEサーバ221は、起こり得るQoSの悪化に関するあらゆる更新された情報を受信するべきである(これは、明示的輻輳通知(ECN)[3GPP(登録商標) TS 23.401, 4.7.4参照]によってEPSのために、およびQoS通知制御(QNC)[3GPP(登録商標) TS 23.501, 5.7.2.4参照]によって5GSのために既にサポートされている)。

【0168】

図4Bに進んで、ステップ4aにおいて、UAEサーバ221は、UAV 201のロケーション情報を提供するようにSEALサーバ135に要求し、レポートを受信する(たとえば、UAEサーバ221は、TS 3GPP(登録商標) 23.434にあるようなVALサーバとして働く)(メッセージング419参照)。特に、ロケーション管理(LM)サーバから、UAEサーバ221は、所与のエリア(セル/TAエリア)内のUAV 201および地上UE(たとえば、UAV-C UE 307)の正確なロケーション(地理座標)を受信する。

【0169】

ステップ4bにおいて、UAEサーバ221は、ステップ1bの一部としてUTM/UASアプリケーションサーバによって提供される場合がある追加の情報のモビリティ/位置情報(速さ、地上レーダー、RIDブロードキャスト)を用いて受信されたロケーション情報を処理する/増強する(ブロック421参照)。

【0170】

ステップ5において、UAEサーバ221は、ステップ3bのUAEクライアントのレポートならびにステップ4aおよび/または4bの追加の入力に基づいて、C2モードの再選択をトリガするべきかどうかを判定する(ブロック423参照)。示された実施形態においては、入力および追加の情報が、UAEサーバ221に、間接モードから直接モードへのC2モードの再選択をトリガすることを決定させると仮定される。

【0171】

ステップ6において、UAEサーバ221は、任意で、C2モードの変更を確認するために、C2モード変更要求をアプリケーション固有のサーバ311に送信する(メッセージング425参照)。このメッセージは、UAS識別情報、影響を受けるUAV/UAV-C識別情報、アプリケーションID、現在のC2モード、目標C2モードのうち少なくとも1つを含む。ここで、アプリケーション固有のサーバ311は、C2モード変更応答(たとえば、ACK)を送信し、C2モードの更新を開始することをUAEサーバに認可する。ステップ6は、ステップ1aのUAS固有のサーバ/UTM 311からの構成に基づく任意のステップである。アプリケーション固有のサーバの代わりに、このステップにおいて、UTMが、C2モードの変更を認可する役割を担う場合があることに留意されたい。

【0172】

ステップ7において、UAEサーバ221は、1つまたは複数のUAEクライアント(301、305)に、C2 UAEセッション変更要求メッセージを送信する(メッセージング427参照)。UAEセッション変更要求は、UAS/UAV/UAV-C識別情報、UAEサーバID、C2モード要件の変更(新しいC2モード)、地理的エリア、セッションの有効性の期限、トランザクションID、近接する1つまたは複数のUAVのロケーションおよび能力、UAV-C 203のロケーションおよび構成のうち少なくとも1つを含む。

【0173】

ステップ8aにおいて、UAEクライアント(301および305)は、C2通信セッションの動作モードを切り替えるようにそれぞれのUE(すなわち、UAV UE 303およびUAV-C UE 307)に命令する(ブロック429参照)。特定の実施形態において、それぞれのUEは、動作モード切り替えを実行するときにC2セッションを修正する。ステップ8bにおいて、UAEクライアント(301、305)は、C2 UAEセッション変更応答または通知を送信する(メッセージング431参照)。ここで、UAEクライアントは、動作モードの成功した切り替えを示すACK応答、または失敗した切り替えを示すNACK応答を送信する場合がある。

【0174】

図5は、本開示の実施形態による、サーバアプリケーションインスタンスを選択するために使用されてよいUAEサーバ装置500の一実施形態を示す。一部の実施形態において、UAEサーバ装置500は、上述のUAEサーバ133および/またはUAEサーバ221などのUAEサーバおよびそのサポートハードウェアの一実施形態である可能性がある。さらに、UAEサーバ装置500は、プロセッサ505、メモリ510、入力デバイス515、出力デバイス520、トランシーバ525を含んでよい。一部の実施形態において、入力デバイス515および出力デバイス520は、タッチスクリーンなどの単一のデバイスへと組み合わされる。特定の実施形態において、UAEサーバ装置500は、いかなる入力デバイス515および/または出力デバイス520も含まない。

【0175】

示されているように、トランシーバ525は、少なくとも1つの送信機530および少なくとも1つの受信機535を含む。ここで、トランシーバ525は、1つまたは複数のリモートユニット55と通信する。さらに、トランシーバ525は、少なくとも1つのネットワークインターフェース540をサポートしてよい。一部の実施形態において、トランシーバ525は、NEF(すなわち、NEF127)と通信するためのインターフェース(たとえば、Nnefインターフェース)をサポートする。当業者によって理解されるように、その他のネットワークインターフェースがサポートされる場合がある。

【0176】

プロセッサ505は、一実施形態において、コンピュータ可読命令を実行することができ、および/または論理演算を実行することができる任意の知られているコントローラを含んでよい。たとえば、プロセッサ505は、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、中央演算処理装置(「CPU」)、グラフィックス処理ユニット(「GPU」)、補助処理ユニット、フィールドプログラマブルゲートアレイ(「FPGA」)、または同様のプログラマブルコントローラであってよい。一部の実施形態において、プロセッサ505は、メモリ510に記憶された命令を実行して、本明細書に記載の方法およびルーチンを実行する。プロセッサ505は、メモリ510、入力デバイス515、出力デバイス520、および第1のトランシーバ525に通信可能なように結合される。

【0177】

様々な実施形態において、プロセッサ505は、上述のUAEサーバの挙動を実施するようにUAEサーバ装置500を制御する。一部の実施形態において、トランシーバ525は、第1のUASのC2通信の動作モードを管理するアプリケーション要求を受信する。ここで、第1のUASは、第1のUAVおよび第1のUAV-Cを含む。トランシーバ525は、第1のUASのアプリケーションから第1のレポートを受信し、第1のアプリケーションは、第1のUAVおよび第1のUAV-Cのうちの一方に位置する。プロセッサ505は、受信された第1のレポートに基づいて、第1のUASのC2通信の動作モードを切り替えると決定し、トランシーバ525を介して、C2通信切り替え命令を第1のUASに送信する。

【0178】

一部の実施形態において、アプリケーション要求は、以下のパラメータ、すなわち、第1のUAVの識別子、第1のUAV-Cの識別子、第1のUAVのIPアドレスおよびポート、第1のUAV-CのIPアドレスおよびポート、アプリケーション識別子、C2管理要件、C2管理要件が適用される地理的エリア、ならびにC2管理要件の有効期限のうち少なくとも1つを含む。

【0179】

一部の実施形態において、第1のUASのC2通信の動作モードを切り替える決定は、C2管理要件が適用される地理的エリア内の少なくとも1つのUASに関連するアプリケーションコンテキスト情報のサポートを用いて決定される。特定の実施形態において、アプリケーションコンテキスト情報は、アプリケーションサーバおよび/またはUTMによって提供され、アプリケーションコンテキスト情報は、少なくとも1つのUASに関連する以下のパラメータ、すなわち、C2管理要件が適用される地理的エリア内のリソース/帯域幅の需要、UAVのロケーション情報、UAVの予想される軌道、UAVの速さ/速度、高度、緯度、経度、地上レーダー情報、3Dマップ、間接C2通信のための構成された周波数の品質保証インジケーション、およびリアルタイムの天気情報のうちの少なくとも1つを含む。

【0180】

一部の実施形態において、プロセッサ505は、アプリケーション要求の受信に応じて、第1のUAVおよび第1のUAV-Cとの通信セッションを確立する。そのような実施形態において、プロセッサ505は、第1のUASのC2通信を切り替える決定に応じて、第1のUAVおよび第1のUAV-Cとの通信セッションを修正する。特定の実施形態において、C2通信の動作モードは、通信セッションが確立されるとき、直接モードである。そのような実施形態において、通信セッションは、第1のUAVが構成パラメータに基づいて直接モードの状態を監視し、直接モードリンク劣化レポートの送信をトリガするために、構成パラメータ(たとえば、トリガ条件)を提供する。その他の実施形態において、C2通信の動作モードは、通信セッションが確立されるとき、間接モードである。そのような実施形態において、通信セッションは、第1のUAVが構成パラメータに基づいて直接モードの状態を監視し、直接モード実現可能性レポートの送信をトリガするために、構成パラメータ(たとえば、トリガ条件)を提供する。

【0181】

様々な実施形態において、C2通信の動作モードは、第1のレポートが受信されるとき、直接モードである。そのような実施形態において、第1のレポートは、トリガイベントレポートおよび/または直接モードリンク劣化レポートである。さらに、C2通信切り替え命令は、C2通信の直接モードから間接モードに切り替える命令を含む。特定の実施形態において、トリガイベントは、直接C2通信における変化を示すイベントであり、第1のUAVの識別子、第1のUAV-Cの識別子、UAS識別子、ProSeコード、PC5 QoS劣化通知、継続中の直接C2セッションのアプリケーションQoS属性(すなわち、信頼性、レイテンシ、ジッタ、範囲など)、および/またはPC5予想停止通知のうちの少なくとも1つを含む。

【0182】

様々な実施形態において、C2通信の動作モードは、第1のレポートが受信されるとき、間接モードである。そのような実施形態において、第1のレポートは、直接モード実現可能性レポートを含む。さらに、C2通信切り替え命令は、C2通信の間接モードから直接モードに切り替える命令を含む。特定の実施形態において、直接モード実現可能性レポートは、第1のUAVの識別子、第1のUAV-Cの識別子、UAS識別子、直接リンク状態情報、およびPC5可用性通知インジケーションのうちの少なくとも1つを含む。ここで、C2通信の動作モードを直接モードに切り替える決定(すなわち、受信された直接モード実現可能性レポートに基づく)は、間接C2通信に関するQoS通知のサポートを用いて決定される。

【0183】

一部の実施形態において、第1のUASのC2通信の動作モードを切り替える決定は、第1のUAVと第1のUAV-Cとの間の相対的なロケーションに基づく。特定の実施形態において、プロセッサ505は、相対的なロケーションを少なくとも1つのアプリケーションコンテキスト情報によって増強する。そのような実施形態において、第1のUASのC2通信の動作モードを切り替える決定は、増強された相対的なロケーションに基づく。

【0184】

一部の実施形態において、C2通信切り替え命令は、第1のUAVのアプリケーションおよび第1のUAV-Cのアプリケーションに送信される。そのような実施形態において、C2通信切り替え命令は、以下のパラメータ、すなわち、UAS識別情報、影響を受けるUAV識別情報、影響を受けるUAV-C識別情報、アプリケーションID、現在のC2モード、および/または目標C2モードのうち少なくとも1つを含む。

【0185】

様々な実施形態において、トランシーバ525は、C2通信切り替え命令が適用されたという肯定応答を第1のUAVおよび/または第1のUAV-Cから受信する。そのような実施形態において、プロセッサ505は、トランシーバ525を介して、肯定応答の受信に応じて少なくとも1つのアプリケーションサーバに通知を送信してよい。

【0186】

メモリ510は、一実施形態において、コンピュータ可読ストレージ媒体である。一部の実施形態において、メモリ510は、揮発性コンピュータストレージ媒体を含む。たとえば、メモリ510は、ダイナミックRAM(「DRAM」)、同期ダイナミックRAM(「SDRAM」)、および/またはスタティックRAM(「SRAM」)を含むRAMを含んでよい。一部の実施形態において、メモリ510は、不揮発性コンピュータストレージ媒体を含む。たとえば、メモリ510は、ハードディスクドライブ、フラッシュメモリ、または任意のその他の好適な不揮発性コンピュータストレージデバイスを含んでよい。一部の実施形態において、メモリ510は、揮発性コンピュータストレージ媒体と不揮発性コンピュータストレージ媒体との両方を含む。一部の実施形態において、メモリ510は、サーバアプリケーションインスタンスの選択に関連するデータを記憶し、たとえば、サーバアドレス、UEのロケーション、DNSキャッシュなどを記憶する。特定の実施形態において、メモリ510は、UAEサーバ装置500上で動作するオペレーティングシステム(「OS」)またはその他のコントローラアルゴリズム、および1つまたは複数のソフトウェアアプリケーションなどのプログラムコードおよび関連データも記憶する。

【0187】

入力デバイス515は、一実施形態において、タッチパネル、ボタン、キーボード、スタイラス、マイクロフォンなどを含む任意の知られているコンピュータ入力デバイスを含んでよい。一部の実施形態において、入力デバイス515は、たとえば、タッチスクリーンまたは同様のタッチ式ディスプレイとして、出力デバイス520と一体化されてよい。一部の実施形態において、入力デバイス515は、タッチスクリーン上に表示された仮想キーボードを使用して、および/またはタッチスクリーン上の手書きによってテキストが入力されてよいように、タッチスクリーンを含む。一部の実施形態において、入力デバイス515は、キーボードおよびタッチパネルなどの2つ以上の異なるデバイスを含む。

【0188】

出力デバイス520は、一実施形態において、任意の知られている電子的に制御可能なディスプレイまたはディスプレイデバイスを含んでよい。出力デバイス520は、視覚的、聴覚的、および/または触覚的信号を出力するように設計されてよい。一部の実施形態において、出力デバイス520は、ユーザに対して視覚的データを出力することができる電子ディスプレイを含む。たとえば、出力デバイス520は、ユーザに対して画像、テキストなどを出力することができるLCDディスプレイ、LEDディスプレイ、OLEDディスプレイ、プロジェクタ、または同様のディスプレイデバイスを含んでよいがこれらに限定されない。別の非限定的な例として、出力デバイス520は、スマートウォッチ、スマートグラス、ヘッドアップディスプレイなどのウェアラブルディスプレイを含んでよい。さらに、出力デバイス520は、スマートフォン、携帯情報端末、テレビ、テーブルコンピュータ、ノートブック(ラップトップ)コンピュータ、パーソナルコンピュータ、車両のダッシュボードなどの構成要素であってよい。

【0189】

特定の実施形態において、出力デバイス520は、音を出すための1つまたは複数のスピーカを含む。たとえば、出力デバイス520は、可聴のアラートまたは通知(たとえば、ビープ音またはチャイム)を生成してよい。一部の実施形態において、出力デバイス520は、振動、動き、またはその他の触覚フィードバックを生成するための1つまたは複数の触覚デバイスを含む。一部の実施形態においては、出力デバイス520のすべてまたは一部が、入力デバイス515と一体化される場合がある。たとえば、入力デバイス515および出力デバイス520は、タッチスクリーンまたは同様のタッチ式ディスプレイを形成する場合がある。その他の実施形態において、出力デバイス520のすべてまたは一部は、入力デバイス515の近くに配置される場合がある。

【0190】

上で検討されたように、トランシーバ525は、1つもしくは複数のリモートユニットと、および/または1つもしくは複数のPLMNへのアクセスを提供する1つもしくは複数の相互接続機能と通信してよい。トランシーバ525は、(たとえば、モバイルコアネットワーク120内の)1つまたは複数のネットワーク機能と通信してもよい。トランシーバ525は、メッセージ、データ、およびその他の信号を送信し、また、メッセージ、データ、およびその他の信号を受信するためにプロセッサ505の制御の下で動作する。たとえば、プロセッサ505は、メッセージを送受信するために、特定の時間にトランシーバ(またはその一部)を選択的に作動させてよい。

【0191】

トランシーバ525は、1つまたは複数の送信機530および1つまたは複数の受信機535を含んでよい。特定の実施形態において、1つもしくは複数の送信機530および/または1つもしくは複数の受信機535は、トランシーバのハードウェアおよび/または回路を共有する場合がある。たとえば、1つもしくは複数の送信機530および/または1つもしくは複数の受信機535は、アンテナ、アンテナチューナ、増幅器、フィルタ、発振器、混合器、変調器/復調器、電源などを共有する場合がある。一実施形態において、トランシーバ525は、共通の物理ハードウェアを使用しながら、異なる通信プロトコルまたはプロトコルスタックを使用する複数の論理的なトランシーバを実装する。

【0192】

図6は、本開示の実施形態による、C2通信の動作モードを管理するために使用されてよいUAEクライアント装置600を示す。様々な実施形態において、UAEクライアント装置600は、上述の解決策のうちの1つまたは複数を実施するために使用される。UAEクライアント装置600は、上述のUAV 103、UAVコントローラ104、UAV 201、UAV-C 203、UAEクライアント205、UAEクライアント301、および/またはUAEクライアント305などのUAEクライアントおよびそのサポートハードウェアの一実施形態である可能性がある。さらに、UAEクライアント装置600は、プロセッサ605、メモリ610、入力デバイス615、出力デバイス620、およびトランシーバ625を含んでよい。一部の実施形態において、入力デバイス615および出力デバイス620は、タッチスクリーンなどの単一のデバイスへと組み合わされる。特定の実施形態において、UAEクライアント装置600は、いかなる入力デバイス615および/または出力デバイス620も含まない場合がある。様々な実施形態において、UAEクライアント装置600は、プロセッサ605、メモリ610、およびトランシーバ625のうちの1つまたは複数を含んでよく、入力デバイス615および/または出力デバイス620を含まなくてよい。

【0193】

プロセッサ605は、一実施形態において、コンピュータ可読命令を実行することができ、および/または論理演算を実行することができる任意の知られているコントローラを含んでよい。たとえば、プロセッサ605は、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、中央演算処理装置(「CPU」)、グラフィックス処理ユニット(「GPU」)、補助処理ユニット、FPGA、または同様のプログラマブルコントローラであってよい。一部の実施形態において、プロセッサ605は、メモリ610に記憶された命令を実行して、本明細書に記載の方法およびルーチンを実行する。プロセッサ605は、メモリ610、入力デバイス615、出力デバイス620、およびトランシーバ625に通信可能なように結合される。

【0194】

様々な実施形態において、プロセッサ605は、上述のUAEクライアントの挙動を実施するようにUAEクライアント装置600を制御する。一部の実施形態において、トランシーバ625は、第1のUASのC2通信の動作モードのためのリンクの状態を監視する第1の要求メッセージを受信し、第1のUASは、第1のUAVおよび第1のUAV-Cを含む。プロセッサ605は、トランシーバ625を介して、監視されたリンクの状態に基づく第1のレポートを送信する。一実施形態において、第1のレポートは、直接モード実現可能性レポートである。別の実施形態において、第1のレポートは、直接モードリンク劣化レポートおよび/またはトリガイベントレポートである。プロセッサ605は、トランシーバ625を介して、第1のUASのアプリケーションへのC2通信切り替え命令を受信し、C2通信切り替え命令に応じて第1のUASのC2通信セッションを修正する。

【0195】

一部の実施形態において、C2通信の動作モードは、第1の要求メッセージが受信されるとき、直接モードである。そのような実施形態において、第1の要求メッセージは、第1のUAVが構成パラメータに基づいて直接モードの状態の劣化を監視し、直接モードリンク劣化レポートの送信をトリガするために、構成パラメータ(たとえば、トリガ条件)を提供する。

【0196】

一部の実施形態において、C2通信の動作モードは、第1の要求メッセージが受信されるとき、間接モードである。そのような実施形態において、第1の要求メッセージは、第1のUAVが構成パラメータに基づいて直接モードのC2通信の実現可能性に関して状態を監視し、直接モード実現可能性レポートの送信をトリガするために、構成パラメータを提供する。

【0197】

メモリ610は、一実施形態において、コンピュータ可読ストレージ媒体である。一部の実施形態において、メモリ610は、揮発性コンピュータストレージ媒体を含む。たとえば、メモリ610は、ダイナミックRAM(「DRAM」)、同期ダイナミックRAM(「SDRAM」)、および/またはスタティックRAM(「SRAM」)を含むRAMを含んでよい。一部の実施形態において、メモリ610は、不揮発性コンピュータストレージ媒体を含む。たとえば、メモリ610は、ハードディスクドライブ、フラッシュメモリ、または任意のその他の好適な不揮発性コンピュータストレージデバイスを含んでよい。一部の実施形態において、メモリ610は、揮発性コンピュータストレージ媒体と不揮発性コンピュータストレージ媒体との両方を含む。

【0198】

一部の実施形態において、メモリ610は、SL HARQ動作に関連するデータを記憶する。たとえば、メモリ610は、V2X通信リソース、V2X構成ポリシー、UE間グラフ(UE-to-UE graph)などを記憶する場合がある。特定の実施形態において、メモリ610は、リモートユニット65上で動作するオペレーティングシステムまたはその他のコントローラアルゴリズムなどのプログラムコードおよび関連データも記憶する。

【0199】

入力デバイス615は、一実施形態において、タッチパネル、ボタン、キーボード、スタイラス、マイクロフォンなどを含む任意の知られているコンピュータ入力デバイスを含んでよい。一部の実施形態において、入力デバイス615は、たとえば、タッチスクリーンまたは同様のタッチ式ディスプレイとして、出力デバイス620と一体化されてよい。一部の実施形態において、入力デバイス615は、タッチスクリーン上に表示された仮想キーボードを使用して、および/またはタッチスクリーン上の手書きによってテキストが入力されてよいように、タッチスクリーンを含む。一部の実施形態において、入力デバイス615は、キーボードおよびタッチパネルなどの2つ以上の異なるデバイスを含む。

【0200】

出力デバイス620は、視覚的、聴覚的、および/または触覚的信号を出力するように設計される。一部の実施形態において、出力デバイス620は、ユーザに対して視覚的データを出力することができる電子的に制御可能なディスプレイまたはディスプレイデバイスを含む。たとえば、出力デバイス620は、ユーザに対して画像、テキストなどを出力することができるLCDディスプレイ、LEDディスプレイ、OLEDディスプレイ、プロジェクタ、または同様のディスプレイデバイスを含んでよいがこれらに限定されない。別の非限定的な例として、出力デバイス620は、スマートウォッチ、スマートグラス、ヘッドアップディスプレイなどの、UAEクライアント装置600のその他の部分と別れているが、それらと通信可能なように結合されたウェアラブルディスプレイを含んでよい。さらに、出力デバイス620は、スマートフォン、携帯情報端末、テレビ、テーブルコンピュータ、ノートブック(ラップトップ)コンピュータ、パーソナルコンピュータ、車両のダッシュボードなどの構成要素であってよい。

【0201】

特定の実施形態において、出力デバイス620は、音を出すための1つまたは複数のスピーカを含む。たとえば、出力デバイス620は、可聴のアラートまたは通知(たとえば、ビープ音またはチャイム)を生成してよい。一部の実施形態において、出力デバイス620は、振動、動き、またはその他の触覚フィードバックを生成するための1つまたは複数の触覚デバイスを含む。一部の実施形態においては、出力デバイス620のすべてまたは一部が、入力デバイス615と一体化される場合がある。たとえば、入力デバイス615および出力デバイス620は、タッチスクリーンまたは同様のタッチ式ディスプレイを形成する場合がある。その他の実施形態において、出力デバイス620は、入力デバイス615の近くに配置される場合がある。

【0202】

上で検討されたように、トランシーバ625は、1つまたは複数のV2X UEと通信する。トランシーバ625は、メッセージ、データ、およびその他の信号を送信し、また、メッセージ、データ、およびその他の信号を受信するためにプロセッサ605の制御の下で動作する。たとえば、プロセッサ605は、メッセージを送受信するために、特定の時間にトランシーバ(またはその一部)を選択的に作動させてよい。

【0203】

様々な実施形態において、トランシーバ625は、3GPP(登録商標)アクセスネットワークおよび/または非3GPP(登録商標)アクセスネットワークと通信するように構成される。一部の実施形態において、トランシーバ625は、3GPP(登録商標)アクセスネットワークおよび/または非3GPP(登録商標)アクセスネットワークのためのモデム機能を実装する。一実施形態において、トランシーバ625は、共通の物理ハードウェアを使用しながら、異なる通信プロトコルまたはプロトコルスタックを使用する複数の論理的なトランシーバを実装する。

【0204】

一実施形態において、トランシーバ625は、免許が必要な無線スペクトル上でモバイル通信ネットワークと通信するために使用される第1の送信機/受信機ペアと、免許不要の無線スペクトル上でモバイル通信ネットワークと通信するために使用される第2の送信機/受信機ペアとを含む。特定の実施形態において、免許が必要な無線スペクトル上でモバイル通信ネットワークと通信するために使用される第1の送信機/受信機ペア、および免許不要の無線スペクトル上でモバイル通信ネットワークと通信するために使用される第2の送信機/受信機ペアは、単一のトランシーバユニット、たとえば、免許が必要な無線スペクトルと免許不要の無線スペクトルとの両方での使用のための機能を実行する単一のチップへと組み合わされてよい。一部の実施形態において、第1の送信機/受信機ペアおよび第2の送信機/受信機ペアは、1つまたは複数のハードウェア構成要素を共有する場合がある。たとえば、特定のトランシーバ625、送信機630、および受信機635は、たとえば、ネットワークインターフェース640などの共有されたハードウェアリソースおよび/またはソフトウェアリソースにアクセスする物理的に別々の構成要素として実装されてよい。

【0205】

トランシーバ625は、1つまたは複数の送信機630および1つまたは複数の受信機635を含んでよい。特定の数の送信機630および受信機635が図示されているが、UAEクライアント装置600は、任意の適切な数の送信機630および受信機635を有していてよい。さらに、送信機630および受信機635は、任意の適切な種類の送信機および受信機であってよい。特定の実施形態において、1つもしくは複数の送信機630および/または1つもしくは複数の受信機635は、トランシーバのハードウェアおよび/または回路を共有する場合がある。たとえば、1つもしくは複数の送信機630および/または1つもしくは複数の受信機635は、アンテナ、アンテナチューナ、増幅器、フィルタ、発振器、混合器、変調器/復調器、電源などを共有する場合がある。

【0206】

様々な実施形態において、トランシーバ625は、アクセスネットワークを介してモバイルコアネットワークと通信することができる。したがって、トランシーバ625は、少なくとも1つのネットワークインターフェース640をサポートしてよい。ここで、少なくとも1つのネットワークインターフェース640は、たとえば、「Uu」インターフェース(たとえば、eNBのためのLTE-Uu、gNBのためのNR-Uu)を使用して、eNBまたはgNBなどのRANノードとの通信を容易にする。さらに、少なくとも1つのネットワークインターフェース640は、UPF 141、AMF 143、および/またはSMF 145などのモバイルコアネットワーク内の1つまたは複数のネットワーク機能との通信のために使用されるインターフェースを含んでよい。V2X通信に関して、トランシーバ625は、直接UE間通信のためのPC5インターフェースをサポートしてよい。

【0207】

様々な実施形態において、1つもしくは複数の送信機630および/または1つもしくは複数の受信機635は、マルチトランシーバチップ、システムオンチップ、特定用途向け集積回路(「ASIC」)、またはその他の種類のハードウェア構成要素などの単一のハードウェア構成要素に実装および/または統合されてよい。特定の実施形態において、1つもしくは複数の送信機630および/または1つもしくは複数の受信機635は、マルチチップモジュールに実装および/または統合されてよい。一部の実施形態において、ネットワークインターフェース640またはその他のハードウェア構成要素/回路などのその他の構成要素は、任意の数の送信機630および/または受信機635と単一チップに統合されてよい。そのような実施形態において、送信機630および受信機635は、1つもしくは複数の共通の制御信号を使用するトランシーバ625として、または同じハードウェアチップ内もしくはマルチチップモジュール内に実装されたモジュール式の送信機630および受信機635として論理的に構成されてよい。特定の実施形態において、トランシーバ625は、(たとえば、NRまたはLTEアクセスネットワークを介して通信するための)3GPP(登録商標)モデムおよび(たとえば、Wi-Fiまたはその他の非3GPP(登録商標)アクセスネットワークを介して通信するための)非3GPP(登録商標)モデムを実装してよい。

【0208】

図7は、本開示の実施形態による、C2通信の動作モードを管理するための方法700の一実施形態を示す。様々な実施形態において、方法700は、上述のUAEサーバ133、UAEサーバ221、および/またはUAEサーバ装置500などのUAEサーバによって実行される。一部の実施形態において、方法700は、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、CPU、GPU、補助処理ユニット、FPGAなどのプロセッサによって実行される。

【0209】

方法700は、開始し、第1のUASのC2通信の動作モードを監視するアプリケーション要求を受信し(705)、第1のUASは、第1のUAVおよび第1のUAV-Cを含む。方法700は、第1のUASのアプリケーションから第1のレポートを受信するステップ710であって、第1のアプリケーションが、第1のUAVおよび第1のUAV-Cのうちの一方に位置する、ステップ710を含む。方法700は、受信された第1のレポートに基づいて第1のUASのC2通信の動作モードを切り替えると決定するステップ715を含む。方法700は、第1のUASにC2通信切り替え命令を送信するステップ720を含む。方法700は、終了する。

【0210】

図8は、本開示の実施形態による、C2通信の動作モードを管理するための方法800の一実施形態を示す。様々な実施形態において、方法800は、上述のUAV 103、UAVコントローラ104、UAV 201、UAV-C 203、UAEクライアント205、UAEクライアント301、UAEクライアント305、および/またはUAEクライアント装置600などのUAEクライアントによって実行される。一部の実施形態において、方法800は、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、CPU、GPU、補助処理ユニット、FPGAなどのプロセッサによって実行される。

【0211】

方法800は、開始し、第1のUASのC2通信の動作モードのためのリンクの状態を監視する第1の要求メッセージを受信し(805)、第1のUASは、第1のUAVおよび第1のUAV-Cを含む。方法800は、監視されたリンクの状態に基づいて第1のレポートを送信するステップ810であって、第1のレポートが、直接モード実現可能性レポートおよびトリガイベントレポートのうちの一方を含む、ステップ810を含む。方法800は、第1のUASのアプリケーションへのC2通信切り替え命令を受信するステップ815を含む。方法800は、C2通信切り替え命令に応じて、第1のUASのC2通信セッションを修正するステップ820を含む。方法800は、終了する。

【0212】

本明細書において開示されるのは、本開示の実施形態による、C2通信の動作モードを管理するための第1の装置である。第1の装置は、上述のUAEサーバ133、UAEサーバ221、および/またはUAEサーバ装置500などのUAEサーバによって実装されてよい。第1の装置は、第1のUASのC2通信の動作モードを管理するアプリケーション要求を受信するトランシーバを含む。ここで、第1のUASは、第1のUAVおよび第1のUAV-Cを含む。トランシーバは、第1のUASのアプリケーションから第1のレポートを受信し、第1のアプリケーションは、第1のUAVおよび第1のUAV-Cのうちの一方に位置する。プロセッサは、受信された第1のレポートに基づいて、第1のUASのC2通信の動作モードを切り替えると決定し、トランシーバを介して、C2通信切り替え命令を第1のUASに送信する。

【0213】

【0214】

【0215】

一部の実施形態において、プロセッサは、アプリケーション要求の受信に応じて、第1のUAVおよび第1のUAV-Cとの通信セッションを確立する。そのような実施形態において、プロセッサは、第1のUASのC2通信を切り替える決定に応じて、第1のUAVおよび第1のUAV-Cとの通信セッションを修正する。特定の実施形態において、C2通信の動作モードは、通信セッションが確立されるとき、直接モードである。そのような実施形態において、通信セッションは、第1のUAVが構成パラメータに基づいて直接モードの状態を監視し、直接モードリンク劣化レポートの送信をトリガするために、構成パラメータ(たとえば、トリガ条件)を提供する。その他の実施形態において、C2通信の動作モードは、通信セッションが確立されるとき、間接モードである。そのような実施形態において、通信セッションは、第1のUAVが構成パラメータに基づいて直接モードの状態を監視し、直接モード実現可能性レポートの送信をトリガするために、構成パラメータ(たとえば、トリガ条件)を提供する。

【0216】

【0217】

【0218】

一部の実施形態において、第1のUASのC2通信の動作モードを切り替える決定は、第1のUAVと第1のUAV-Cとの間の相対的なロケーションに基づく。特定の実施形態において、プロセッサは、相対的なロケーションを少なくとも1つのアプリケーションコンテキスト情報によって増強する。そのような実施形態において、第1のUASのC2通信の動作モードを切り替える決定は、増強された相対的なロケーションに基づく。

【0219】

【0220】

様々な実施形態において、トランシーバは、C2通信切り替え命令が適用されたという肯定応答を第1のUAVおよび/または第1のUAV-Cから受信する。そのような実施形態において、プロセッサは、トランシーバを介して、肯定応答の受信に応じて少なくとも1つのアプリケーションサーバに通知を送信してよい。

【0221】

本明細書において開示されるのは、本開示の実施形態による、C2通信の動作モードを管理するための第1の方法である。第1の方法は、上述のUAEサーバ133、UAEサーバ221、および/またはUAEサーバ装置500などのUAEサーバによって実行されてよい。第1の方法は、第1のUASのC2通信の動作モードを監視するアプリケーション要求を受信するステップを含み、ここで、第1のUASは、第1のUAVおよび第1のUAV-Cを含む。第1の方法は、第1のUASのアプリケーションから第1のレポートを受信するステップであって、第1のアプリケーションが、第1のUAVおよび第1のUAV-Cのうちの一方に位置する、ステップを含む。第1の方法は、受信された第1のレポートに基づいて、第1のUASのC2通信の動作モードを切り替えると決定するステップと、第1のUASにC2通信切り替え命令を送信するステップとを含む。

【0222】

【0223】

【0224】

一部の実施形態において、第1の方法は、アプリケーション要求の受信に応じて、第1のUAVおよび第1のUAV-Cとの通信セッションを確立するステップを含む。そのような実施形態において、第1の方法は、第1のUASのC2通信を切り替える決定に応じて、第1のUAVおよび第1のUAV-Cとの通信セッションを修正するステップを含む。特定の実施形態において、C2通信の動作モードは、通信セッションが確立されるとき、直接モードである。そのような実施形態において、通信セッションは、第1のUAVが構成パラメータに基づいて直接モードの状態を監視し、直接モードリンク劣化レポートの送信をトリガするために、構成パラメータ(たとえば、トリガ条件)を提供する。その他の実施形態において、C2通信の動作モードは、通信セッションが確立されるとき、間接モードである。そのような実施形態において、通信セッションは、第1のUAVが構成パラメータに基づいて直接モードの状態を監視し、直接モード実現可能性レポートの送信をトリガするために、構成パラメータ(たとえば、トリガ条件)を提供する。

【0225】

【0226】

【0227】

一部の実施形態において、第1のUASのC2通信の動作モードを切り替える決定は、第1のUAVと第1のUAV-Cとの間の相対的なロケーションに基づく。特定の実施形態において、第1の方法は、相対的なロケーションを少なくとも1つのアプリケーションコンテキスト情報によって増強するステップも含む。そのような実施形態において、第1のUASのC2通信の動作モードを切り替える決定は、増強された相対的なロケーションに基づく。

【0228】

【0229】

様々な実施形態において、第1の方法は、C2通信切り替え命令が適用されたという肯定応答を第1のUAVおよび/または第1のUAV-Cから受信するステップを含む。そのような実施形態において、第1の方法は、肯定応答の受信に応じて少なくとも1つのアプリケーションサーバに通知を送信するステップを含んでよい。

【0230】

本明細書において開示されるのは、本開示の実施形態による、C2通信の動作モードを管理するための第2の装置である。第2の装置は、上述のUAV 103、UAVコントローラ104、UAV 201、UAV-C 203、UAEクライアント205、UAEクライアント301、UAEクライアント305、および/またはUAEクライアント装置600などのUAEクライアントによって実装されてよい。第2の装置は、プロセッサと、第1のUASのC2通信の動作モードのためのリンクの状態を監視する第1の要求メッセージを受信するトランシーバとを含み、第1のUASは、第1のUAVおよび第1のUAV-Cを含む。トランシーバを介して、プロセッサは、監視されたリンクの状態に基づく第1のレポートを送信する。ここで、第1のレポートは、直接モード実現可能性レポートおよびトリガイベントレポートのうちの一方を含む。プロセッサは、トランシーバを介して、第1のUASのアプリケーションへのC2通信切り替え命令を受信し、C2通信切り替え命令に応じて第1のUASのC2通信セッションを修正する。

【0231】

【0232】

【0233】

本明細書において開示されるのは、本開示の実施形態による、C2通信の動作モードを管理するための第2の方法である。第2の方法は、上述のUAV 103、UAVコントローラ104、UAV 201、UAV-C 203、UAEクライアント205、UAEクライアント301、UAEクライアント305、および/またはUAEクライアント装置600などのUAEクライアントによって実施されてよい。第2の方法は、第1のUASのC2通信の動作モードのためのリンクの状態を監視する第1の要求メッセージを受信するステップを含む。ここで、第1のUASは、第1のUAVおよび第1のUAV-Cを含む。第2の方法は、監視されたリンクの状態に基づく第1のレポートを送信するステップを含む。ここで、第1のレポートは、直接モード実現可能性レポート、直接モードリンク劣化レポート、およびトリガイベントレポートのうちの1つを含む。第2の方法は、第1のUASのアプリケーションへのC2通信切り替え命令を受信するステップと、C2通信切り替え命令に応じて第1のUASのC2通信セッションを修正するステップとを含む。

【0234】

【0235】

【0236】

実施形態は、その他の特定の形態で実施されてよい。説明された実施形態は、すべての点において例示的とだけみなされるべきであり、限定的とみなされるべきでない。したがって、本発明の範囲は、上記の説明によってではなく添付の請求項によって示される。請求項と均等な意味および範囲内に入るすべての変更は、請求項の範囲内に包含されるべきである。

【符号の説明】

【0237】

55 リモートユニット
65 リモートユニット
100 ワイヤレス通信システム
101 無人航空機システム(UAS)
102 UASオペレータ
103 無人航空機(UAV)
104 UAVコントローラ(UAV-C)
110 アクセスネットワーク
111 ベースユニット
115 アクセスネットワーク
117 ベースユニット
120 モバイルコアネットワーク、第1のコアネットワーク
121 ユーザプレーン機能(UPF)
123 アクセスおよびモビリティ管理機能(AMF)
125 セッション管理機能(SMF)
127 ネットワーク公開機能(NEF)
130 モバイルコアネットワーク、第2のコアネットワーク
131 UTM
133 UAEサーバ
135 サービスイネーブラアプリケーションレイヤ(SEAL)サーバ
140 データネットワーク
161 直接C2モード
163 UTMナビゲートC2モード
165 間接C2モード
200 ネットワークアーキテクチャ
201 UAV
203 UAV-C
205 UAEクライアント
207 3GPP(登録商標) UE
209 アプリケーションレイヤ
221 UASアプリケーションイネーブラ(UAE)サーバ
300 手順
301 第1のUAEクライアント
303 UAV UE
305 第2のUAEクライアント
307 UAV-C UE
311 UTMまたはUAS固有のアプリケーションサーバ、アプリケーション固有のサーバ
400 手順
500 UAEサーバ装置
505 プロセッサ
510 メモリ
515 入力デバイス
520 出力デバイス
525 トランシーバ
530 送信機
535 受信機
540 ネットワークインターフェース
600 UAEクライアント装置
605 プロセッサ
610 メモリ
615 入力デバイス
620 出力デバイス
625 トランシーバ
630 送信機
635 受信機
640 ネットワークインターフェース
700 方法
800 方法

【図1A】