무인항공기 통신 3GPP 5G 표준화 동향

무인항공기 통신 3GPP 5G 표준화 동향

무인항공기(Unmanned Aerial Vehicle)의 정의 

ㅇ조종사가 탑승하지 않고 지상이나 다른 항공기 등에서 원격으로 조종되는 항공기(Remotely Piloted Aircraft) 또는 프로그램에 의해 완전 자동으로 비행하는 항공기로서 최근에는 자율비행이 가능한 멀티콥터형 소형 무인항공기를 드론까지 모두를 포함하는 용어이다. 

ㅇ무인항공기, 드론은 항공기술과 통신/네트워크, 센서, 인공지능 등 차세대 기술이 접목되는 대표적인 융합분야 로서 광대역, 이동성을 지원하는 셀룰러 통신을 활용하여 무인항공기, 드론의 고속이동과 비가시권 비행을 통해 물류, 인프라 관리 등 다양한 유즈케이스 창출이 가능하다.

무인항공기 통신 5G 표준화

ㅇ3GPP(3rd Generation Partnership Project)는 3세대 WCDMA, 4세대 LTE로 진화하면서 데이터 트래픽중심, 광대역, 고속이동성, QoS 지원을 통해 서비스 범위를 확장시켜왔고 5G 표준화를 진행하면서 지상의 사람, 사물을 위한 통신 서비스를 제공하던 컨셉을 확장하여 공중의 무인항공기, 드론을 위한 셀룰러 통신 표준기술 연구 신규 Study Item을 시작함(`17년 3월)

ㅇ해당 “Study on Enhanced Support for Aerial Vehicles” 신규 Study Item을 통해 Aerial Vehicle을 위한 이동 통신 채널모델, 전파확산, 간섭, 핸드오버 등의 연구 진행과 더불어 서비스 타겟 도메인의 요구사항을 승인함 (`17년 5월, 3GPP Rel. 15)

5G 기반 무인항공기 통신지원 요구사항

ㅇ무인항공기, 드론의 다양한 유즈케이스를 지원하면서 광대역 연결성 지원을 통해 비가시권 거리에서 드론의 비행관제, 안전운항을 지원하기 위한 드론의 트래픽 타입을 정의함

 - Command and Control (C&C) : 드론의 원격 제어 및 드론의 안전한 운항 관제를 위해서 사용되는 트래픽 타입으로 Command & Control 기능 지원을 위해서 통신 커버리지, 딜레이, 신뢰성, 전송률 요구사항을 정의함

 - Application Data : 드론에 부착된 카메라, Surveillance or Telemetry 데이터, 이미지 전송, 센서 데이터를 포함함, 해당 어플리케이션 데이터통신을 위해서 전송률 요구사항을 정의함

ㅇ3GPP 5G 표준화에서 정의된 셀룰러 기반 Aerial Vehicle 통신지원의 요구사항은 통신 커버리지, 이동속도, 딜레이, 전송률, 신뢰성 요구사항을 포함하고 있음

5G 기반 무인항공기 운항 관제 및 사물인터넷 서비스 시나리오

ㅇ 무인항공기, 드론의 안전한 운항 및 관제를 위해 3GPP에서 정의한 50ms 저지연성, PER<10-3 만족하는 관제용 통신지원 표준화 플랫폼을 통한 무인항공기 관리 및 운용서비스를 지원함

ㅇ 무인항공기, 드론에 장착된 카메라 및 센서를 기반으로 데이터를 수집하며 3GPP 5G 셀룰러 통신을 기반으로 드론간의 데이터 교환함 (애드혹 모드), 해당 데이터는 기지국을 거쳐서(인프라스트럭쳐 모드) 클라우드에 저장되며 해당 데이터는 빅데이터/머신러닝/인공지능 기술과 결합되어 서비스에 적용됨

출처: 무인항공기 통신 3GPP 5G 표준화 동향, 사물인터넷포럼, 2017.11.30(목)