ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДОСТУПА К БЕСПИЛОТНЫМ ЛЕТАТЕЛЬНЫМ АППАРАТАМ Российский патент 2023 года по МПК B64C39/02 G05D1/10 G08G5/00 G08C17/02 

Область техники

Настоящее изобретение относится к обмену данными, связанными с работой дронов, оценке этих данных третьей стороной и предоставлению доступа к дрону третьей стороне через систему сотовой связи, например, через объекты и протоколы, используемые в системе сотовой связи в соответствии с набором спецификаций LTE и LTE-Advanced консорциума 3GPP. Эти методы также могут быть реализованы в перспективных стандартах связи 5G.

Уровень техники

Количество дронов (или беспилотных летательных аппаратов, БПЛА) растет. На рынке уже имеется широкий спектр дронов: от легких квадрокоптеров (массой порядка 20 г и размерами 10-15 см), в основном используемых в качестве игрушек, до тяжелых октокоптеров (массой порядка 400 г и размерами 50-60 см), оснащенных специальными камерами для любительской съемки. Большинством этих дронов можно управлять с помощью пультов дистанционного управления в условиях прямой видимости с использованием радиосигналов в диапазоне частот 2,4 ГГц. Для коммерческих целей также доступны более крупные и тяжелые дроны, в которых для управления полетом могут использоваться другие радиосигналы. В некоторых случаях для более крупных дронов условие прямой видимости может не применяться.

Примерами использования дронов являются, в частности, доставка посылок, поисково-спасательные работы, контроль критически важных объектов инфраструктуры, сохранение дикой природы, летающие камеры (например, для спортивных мероприятий или видеонаблюдения). Скорее всего, подобные варианты использования продолжат появляться в ближайшие годы. Во многих из вышеупомянутых вариантов использования дронов можно получить определенные преимущества от подключения дронов к системам сотовой связи (например, к сетям LTE) в качестве устройств пользователя (UE, User Equipment). Поэтому все большее и большее количество таких дронов оснащаются (или будут оснащаться) функциональными возможностями устройств UE.

Об этой тенденции известно и консорциуму 3GPP. На пленарном заседании RAN №75 в марте 2017 года был рассмотрен и утвержден в документе RP-170779 новый предмет исследования для рабочих групп RAN - «Расширенная поддержка для летательных аппаратов». Целесообразность включения этого предмета исследования в сферу деятельности 3GPP связана с желанием лучше подготовить беспроводную технологию 3GPP к работе в условиях помех нового типа, появление которых ожидается в связи с постоянным ростом количества дронов.

Можно полагать, что оператор мобильной связи (MNO, Mobile Network Operator) всегда контролирует работу сотового модема (насколько это сегодня позволяют стандарты сотовой связи, например, LTE), если беспроводная связь между базовой станцией и устройством UE (или сотовым модемом), встроенным в дрон или установленным на дроне, не нарушена.

Однако не следует полагать, что оператор MNO также контролирует функции навигации и управления полетом дронов, оснащенных функциональными возможностями устройств UE. Для этого должен быть организован интерфейс между сотовым модемом и блоком управления полетом дрона, а команды управления дроном должны быть стандартизированы (или команды управления дроном должны быть известны на стороне инфраструктуры).

Желательно идентифицировать дроны, когда они находятся в воздухе, и определять метод запроса и/или проверки идентификаторов и/или сертификатов, предоставляемых дронами, например, третьим сторонам.

Можно ожидать, что в рамках процесса сертификации будет введена некоторая форма для классификации с целью распознавания различных типов дронов. Первым критерием для распознавания дронов может быть наличие у дрона функциональных возможностей устройства UE, а вторым критерием может быть наличие сертификации дрона для передачи (хэндовера) управления полетом. Такая классификация может быть представлена в виде таблицы, например, в виде приведенной ниже таблицы 1.

Таблица 1 Дрон, оснащенный
функциональными возможностями устройства UE Дрон, не оснащенный
функциональными возможностями устройства UE Дрон, поддерживающий хэндовер
управления полетом Дрон класса 1 Дрон класса 2 Дрон, не поддерживающий
хэндовер
управления полетом Дрон класса 3 Дрон класса 4

В настоящее время не определены средства передачи информации, подобной представленной в таблице 1, от дрона к ее потенциальным получателям. Таблица 1 представляет собой просто пример. При необходимости ее можно легко расширить и распространить на более чем два критерия для дронов.

Кроме того, крайне желательно обеспечить обмен информацией между третьей стороной и дроном через сеть сотовой связи. На современном уровне развития техники нет подробных сведений о порядке выполнения таких действий. Кроме того, трафик дронов может потребовать специальных настроек для обеспечения качества обслуживания в сети, например, с точки зрения скорости передачи данных и/или задержки передачи данных, а также отдельного метода биллинга.

В статье Kyung-Nam Park et al. «Handover Management of Net-Drones for Future Internet Platforms», Int. J. Distributed Sensor Networks, 2016, ID 5760245 (Кюн Нам Парк и др. «Управление хэндовером сетевых дронов для перспективных интернет-платформ», Международный журнал распределенных сенсорных сетей, 2016, ID 5760245), описаны дроны, обеспечивающие точку доступа WiFi и поддерживающие связь с базовой станцией.

В документе WO2016210432A1 описана система управления безопасностью дронов, использующая службу коротких сообщений. Предлагается использовать единый радиоинтерфейс, который может быть организован на основе сотовой связи, WiFi, Bluetooth или спутниковой связи.

В документе US20160140851A1 описан дрон с интерфейсом связи, в котором в нисходящем канале передается информация о плане полета, а в восходящем канале передаются команды управления полетом и данные маршрута.

В документе EP1475610A1 описано дистанционно управляемое транспортное средство. Это транспортное средство подключено к удаленному устройству передачи и приема данных с использованием инфракрасного канала, Bluetooth, беспроводной локальной сети или сотовой связи.

В настоящем изобретении реализован способ, позволяющий мобильному механизму передавать информацию устройству ее получателя. Этот способ включает в себя передачу мобильным механизмом через второй радиоинтерфейс информации для предоставления доступа устройству получателя к управлению мобильным механизмом через интерфейс сотовой мобильной связи.

Этим мобильным механизмом может быть, например, беспилотный летательный аппарат, обычно называемый дроном.

В целом, в этом изобретении описывается порядок использования набора данных, распространяемого дронами, и его анализа третьей стороной (например, службой управления воздушным движением, официальными органами, полицией и т.д.). Кроме того, в нем рассматривается взаимодействие между третьей стороной и оператором мобильной связи (MNO) на основе получаемого набора данных и определяются два новых интерфейса для передачи данных, связанных с работой дрона, через сеть сотовой связи. Первый новый интерфейс - это интерфейс между сотовым модемом и блоком управления полетом внутри дрона, а второй новый интерфейс - это интерфейс между сервером третьей стороны и базовой сетью системы сотовой связи.

Первым аспектом настоящего изобретения является структура набора данных, распространяемого дроном («цифровой номерной знак»). Объем и содержание данных, распространяемых дроном, могут быть, по меньшей мере частично, динамическими, в зависимости от ситуации, в которой находится дрон, и/или от определенных параметров, таких как масса груза, переносимого дроном, местоположение (высота) дрона, прогнозируемая или фактическая траектория дрона, история полета и т.д. Набор данных может передаваться в широковещательном режиме (например, периодически) через второй радиоинтерфейс (например, работающий на первой частоте). Набор данных может содержать информацию (например, информацию о доступе), относящуюся к третьему радиоинтерфейсу, в частности, к активации третьего радиоинтерфейса (например, работающего на второй частоте), обеспечиваемого оператором мобильной связи. Набор данных может составлять информацию или быть частью информации, которая может служить эквивалентом регистрационного знака (или номерного знака), используемого транспортными средствами в наземном дорожном движении. По сути, набор данных может содержать регистрационный номер дрона. Кроме того, набор данных может содержать информацию, относящуюся к внутреннему интерфейсу дрона, обеспечивающему обмен данными между устройством UE (сотовым модемом) и блоком управления полетом дрона.

Вторым аспектом настоящего изобретения является анализ набора данных, принимаемого от дрона третьей стороной. В контексте настоящего изобретения третьей стороной может быть, например, официальный орган (такой как полиция, пожарная команда, служба управления воздушным движением, военное ведомство, правительственная организация и т.д.). Анализ набора данных может включать в себя выбор сети сотовой связи. В частности, он может включать в себя выбор соответствующего интерфейса в сети сотовой связи оператора MNO с целью обмена информацией, связанной с дронами, между третьей стороной и данным дроном с использованием выбранной технологии радиодоступа или сети сотовой связи (т.е. через третий радиоинтерфейс).

Третьим аспектом настоящего изобретения является способ реализации хэндовера управления полетом оператору MNO или третьей стороне. Хэндовер управления полетом может включать в себя обмен командами управления полетом и навигационными данными через сеть сотовой связи оператора MNO (т.е. через третий радиоинтерфейс). Хэндовер управления полетом может также включать в себя обмен (временными) правилами полета (такими как ограничения и политики) для управления дроном (например, в данном регионе) через сеть сотовой связи оператора MNO. Для правильной реализации хэндовера управления полетом предлагается выбирать подходящий набор команд управления полетом и/или соответствующие протоколы.

Четвертый аспект настоящего изобретения относится к настройкам качества обслуживания (QoS, Quality of Service) и к созданию тарификационных записей (CDR, Charging Data Record) в домене оператора MNO, чтобы третьему лицу и/или владельцу дрона можно было предоставлять требуемое качество обслуживания, а соответствующему лицу или организации можно было выставлять счета за использование инфраструктуры и за соединение, обеспечиваемое оператором MNO.

В идеале фрагменты информации включаются в набор данных, распространяемый дронами в виде «цифровых номерных знаков». Этот набор данных может передаваться в широковещательном режиме через радиоинтерфейс в соответствии с регулярно повторяющейся временной схемой. Информация, содержащаяся в наборе данных, может затем использоваться для выполнения следующих задач (по меньшей мере, одной из них):

- идентифицировать дрон;

- идентифицировать владельца дрона;

- получать информацию о типе дрона и/или поддерживаемых функциях;

- получать информацию о возможностях совместной работы дрона с сотовым модемом (функциональным элементом устройства UE), установленным на борту дрона;

- выбирать сеть мобильной связи, предлагающую подключение к дрону через третий радиоинтерфейс;

- осуществлять обмен информацией между третьей стороной и дроном (блоком управления полетом дрона) через:

- выбранный интерфейс для доступа к сети сотовой связи,

- объекты и протоколы, предоставляемые сетью сотовой связи, и

- функциональный элемент устройства UE, реализованный внутри дрона.

Информация для обмена может относиться к командам управления полетом.

Таким образом, третья сторона (например, служба управления воздушным движением, официальные органы, полиция и т.д.) может влиять на маневрирование при полете дронов (возможно, отменяя команды управления полетом, принятые через другой радиоинтерфейс). Третьей стороне может быть выставлен счет и оператор MNO может получить компенсацию за предоставление инфраструктуры и установление соединения между третьей стороной и дроном.

Краткое описание чертежей

Далее, лишь в качестве примера, описаны предпочтительные варианты осуществления изобретения со ссылкой на приложенные чертежи.

На фиг. 1 представлена схема архитектуры дрона с интерфейсами связи.

На фиг. 2 представлен общий вид архитектуры сети, включая интерфейс между устройством авторизованного приемника и базовой сетью, которая может быть подключена к дрону.

На фиг. 3 представлена схема соединения между дроном и сетью мобильной связи, включая внутренний интерфейс дрона между функциональными элементами устройства UE и блоком управления полетом.

На фиг. 4 показан порядок получения набора данных через интерфейс сети мобильной связи.

На фиг. 5 показан пример набора сообщений, передаваемых через радиоинтерфейс Uu сети LTE.

Осуществление изобретения

На фиг. 1 показан пример архитектуры дрона 10, содержащего шесть функциональных блоков 12-17. Эти функциональные блоки включают в себя аккумуляторную батарею 12; камеру 13; модуль передачи (Tx) 14 для распространения набора данных (например, через второй радиоинтерфейс 30); модуль приема (Rx) 15 для приема команд управления полетом от пользователя (например, через первый радиоинтерфейс 20); блок управления полетом 16, необходимый для навигации и управления дроном в воздухе; и функциональный элемент 17 устройства UE для подключения дрона к системе сотовой связи (например, через третий радиоинтерфейс 40, который может быть радиоинтерфейсом LTE Uu). Внутри дрона может быть больше функциональных блоков или модулей, но они не показаны на рис. 1 для краткости.

У дрона 10 есть несколько интерфейсов связи, которые, как показано на фиг. 1, могут быть сконфигурированы следующим образом. Первый радиоинтерфейс 20 может представлять собой радиоинтерфейс между пультом 22 дистанционного управления, и дроном 10, работающий в не требующих лицензирования частотных диапазонах (например, в частотном диапазоне 2,4 ГГц). Он может поддерживать однонаправленную передачу команд управления полетом с пульта на дрон. В одном варианте осуществления изобретения передача данных может осуществляться в двух направлениях.

Второй радиоинтерфейс 30 представляет собой радиоинтерфейс между дроном 10 и приемником третьей стороны 32. Несмотря на то, что на фиг. 1 приемник 32 представлен в виде полицейской машины, этот приемник может быть любым стационарным или мобильным приемником любого размера и массы. Официальные органы могут использовать даже портативные устройства для сканирования набора данных, распространяемого дроном через этот радиоинтерфейс. Кроме того, второй радиоинтерфейс может поддерживать повторяющуюся однонаправленную передачу (в идеале в широковещательном режиме) от дрона к одному или нескольким приемникам третьей стороны, расположенным на земле (или вблизи поверхности земли).

Третий радиоинтерфейс 40 может представлять собой радиоинтерфейс системы сотовой связи (например, радиоинтерфейс LTE Uu в системе LTE). Он поддерживает двунаправленную передачу информации (в том числе команд управления полетом в одном варианте осуществления изобретения) от третьей стороны к дрону с использованием объектов и протоколов, разрешенных для применения в системе сотовой связи.

Функциональные модули, показанные в примере на фиг. 1 внутри дрона, могут быть связаны друг с другом (и с другими функциональными модулями, которые не показаны), например, с помощью одного или нескольких проводных соединений, в частности, с помощью системы последовательных или параллельных шин. Связи между функциональными модулями на рис. 1 опущены для простоты.

Пример структуры набора данных, передаваемого дроном в качестве его «цифрового номерного знака», например, через второй радиоинтерфейс (в идеале в широковещательном режиме), выглядит следующим образом. Объем и содержание данных, распространяемых дроном, могут изменяться, например, частично, в зависимости от варианта использования или от ситуации, в которой находится дрон. Поэтому количество и порядок следования информационных элементов (IE, information element) могут отличаться от указанного в приведенном ниже примере. Набор данных может передаваться в зашифрованном виде, при этом с его содержимым могут работать только получатели, способные расшифровать эту информацию.

Например, информационный элемент «Учетные данные доступа» может использоваться для информирования третьей стороны о том, к какому оператору MNO необходимо обращаться, если третья сторона намеревается обмениваться данными с данным дроном через радиоинтерфейс, предлагаемый системой сотовой связи. Этот информационный элемент может содержать IP-адрес получателя, данные аутентификации, например, имя пользователя или пароль, и другие подобные параметры.

Например, информационный элемент «Возможности совместной работы» может использоваться для информирования третьей стороны о факте подключении дрона в настоящее время или о принципиальной возможности его подключения к сети сотовой связи и о возможности изменения параметров дрона (например, параметров управления полетом) через сеть сотовой связи. С помощью элементов инфраструктуры, предоставляемых оператором MNO, третья сторона может изменять, устанавливать и контролировать, например, следующие параметры:

- высоту дрона (т.е. третья сторона может уменьшать или увеличивать высоту дрона, тем самым, возможно, отменяя команды управления полетом, переданные пользователем по первому радиоинтерфейсу);

- траекторию дрона (т.е. третья сторона может заставить дрон отклониться от текущего маршрута или вернуться в предыдущее место, например, в одно из мест, указанных в «Архиве отметок координат»);

- включение и выключение камер, встроенных в дрон или установленных на нем.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения набор данных, передаваемый дроном в качестве его «цифрового номерного знака», полностью или частично имеет цифровую подпись (в идеале в безопасной среде обработки), реализованную с помощью закрытого ключа (в идеале хранится в защищенной от взлома памяти) внутри дрона. Это может быть сделано для того, чтобы гарантировать целостность и подлинность набора данных (или его соответствующих частей).

В одном варианте осуществления настоящего изобретения безопасная среда обработки и/или защищенная от взлома память может быть реализована в универсальном модуле идентификации абонента U(SIM), размещенном на карте с интегральной схемой UICC (или любой другой смарт-карте), связанной с сотовым модемом, или в доверенном платформенном модуле (TPM, Trusted Platform Module).

В таблице 2 показан пример структуры набора данных, служащего «цифровым номерным знаком» для дронов. Один или несколько информационных элементов, содержащихся в этой таблице, можно считать непосредственно из памяти, расположенной в модуле (U)SIM или в устройстве UE, или извлечь из хранящихся в них параметров. Например, информационный элемент «Идентификатор дрона» может частично или полностью содержать идентификатор IMEI или IMEI-SV (идентификатор оборудования сотового модема), идентификатор IMSI (идентификатор абонента) или оба эти идентификатора. В альтернативном варианте информационный элемент «Идентификатор дрона» представляет собой реальный идентификатор (регистрационный номер) оборудования дрона.

Таблица 2 Информационный элемент Описание Наличие Общая информация > Идентификатор дрона Регистрационный номер (Drone-ID) Обязательно > Идентификатор производителя Производитель дрона Необязательно > Владелец дрона Компания или лицо, владеющее дроном Необязательно > Оператор дрона Компания или лицо, управляющее дроном Необязательно > Тип дрона Назначение дрона, для которого была выдана лицензия, например:
• доставка посылок,
• поисково-спасательные работы,
• мониторинг критической инфраструктуры,
• общение с дикой природой,
• летающие камеры,
• спортивные мероприятия,
• видеонаблюдение
• и т.д. Необязательно > Тип лицензии Тип лицензии, например:
• ограниченная по времени,
• неограниченная по времени,
• специальная государственная лицензия
и т.д. Необязательно > Место выдачи (государственная принадлежность) Страна, в которой выдан регистрационный номер Необязательно > Кем выдана Наименование или идентификатор органа, выдавшего лицензию на дрон Необязательно > Дата выдачи Время и дата выдачи лицензии на дрон Необязательно > Действительна до Срок действия лицензии на дрон Необязательно Сведения о времени и координатах > Отметка координат Текущие трехмерные координаты местонахождения дрона (например, широта, долгота и высота) в указанное ниже время. Также может включать в себя скорость и курс дрона Обязательно > Отметка времени Время отметки координат, указанной выше Обязательно > Архив отметок координат Список из n записей, соответствующих n предыдущим отметкам координат (может быть соотнесен с информационным элементом «Архив отметок времени», указанным ниже) Необязательно > Архив отметок времени Список из n записей, соответствующих n предыдущим отметкам времени (может быть соотнесен с информационным элементом «Архив отметок координат», указанным выше) Необязательно > Расчетная траектория Список из m записей, информирующих о расчетной траектории дрона (например, о его будущем маршруте, предстоящих остановках и/или конечном пункте назначения). Этот информационный элемент может быть соотнесен с информационным элементом «Расчетный график», указанным ниже Необязательно > Расчетный график Список из m записей, информирующих об ожидаемых моментах времени прибытия в пункты, указанные выше в информационном элементе «Расчетная траектория» Необязательно Возможности совместной работы > Подключение оператора MNO Сообщает третьей стороне о текущем подключении этого дрона (или, в альтернативном варианте, о принципиальной возможности подключения) к сети сотовой связи:
• да
• нет Обязательно > Хэндовер управления полетом Сообщает третьей стороне о способности дрона поддерживать хэндовер управления полетом (через сеть сотовой связи):
• да
• нет Обязательно > Хэндовер управления камерой Сообщает третьей стороне о способности дрона поддерживать хэндовер управления камерой (через сеть сотовой связи):
• да
• нет Необязательно > Наборы команд Сообщает третьей стороне, какие наборы команд или протоколы следует использовать, если третья сторона желает влиять, изменять, регулировать, контролировать параметры полета дрона или другие функции (через сеть сотовой связи):
• набор №1 (например, заранее заданный) / протокол №1
• набор №2 (например, заранее заданный) / протокол №2
• и т.д. Необязательно > Поддерживаемые официальные органы Указывает, какой третьей стороне разрешено принимать на себя управление полетом дрона (через соединение, предоставляемое сетью сотовой связи):
• служба управления воздушным движением
• полиция
• пожарная команда
• …
• любая из вышеуказанных
• никакая Необязательно > Класс дрона В качестве альтернативы информационным элементам «Подключение оператора MNO» и «Хэндовер управления полетом» здесь может быть указан класс дрона в соответствии с таблицей 1. Необязательно Учетные данные доступа > Идентификатор оператора MNO К какому оператору мобильной связи следует обращаться для обмена данными между третьей стороной и конкретным дроном, например, на основе стандарта ITU E.212, используя:
• Код страны в сети мобильной связи (MCC, Mobile Country Code)
• Код сети мобильной связи (MNC, Mobile Network Code) Обязательно > IP-адрес IP-адрес шлюза, обеспечивающего доступ к домену оператора MNO для третьих сторон Обязательно > Номер порта Номер порта для доступа к домену оператора MNO Обязательно > Имя №1 пользователя Имя пользователя, которое будет использоваться третьей стороной для получения доступа к домену оператора MNO Необязательно > Пароль №1 Пароль, который будет использоваться третьей стороной для доступа к домену оператора MNO Необязательно > Имя №2 пользователя Имя пользователя, которое будет использоваться третьей стороной для получения доступа к блоку управления полетом дрона Необязательно > Пароль №2 Пароль, который будет использоваться третьей стороной для получения доступа к блоку управления полетом дрона Необязательно Цифровая подпись > Подпись Данные для цифровой подписи Обязательно > Хеширование Указывает, применяется ли к подписываемым данным функция хеширования (и которая, если их несколько) Необязательно …

Далее описан механизм, с помощью которого третья сторона (например, официальный орган) получает возможность анализировать набор данных, принятый от дрона через второй радиоинтерфейс.

Приемник третьей стороны, который может представлять собой любой стационарный или мобильный приемник любого размера и массы (полицейская машина на фиг. 1 является лишь примером), принимает набор данных, служащий «цифровым номерным знаком» дрона, и начинает анализировать его содержимое.

С помощью информационного элемента «Идентификатор дрона» третья сторона может идентифицировать данный дрон. При необходимости (если в наборе данных присутствуют дополнительные информационные элементы) третья сторона может узнать больше о вновь идентифицированном летающем объекте, в частности:

- кто является владельцем этого дрона, например, из информационного элемента «Владелец дрона»;

- кто управляет этим дроном, например, из информационного элемента «Оператор дрона»;

- каково основное назначение дрона, например, из информационного элемента «Тип дрона»;

- какой тип лицензии выдан этому дрону, например, из информационного элемента «Тип лицензии» и т.д.

Кроме того, третья сторона может получить информацию о наличии или отсутствии функциональных возможностей устройства UE на борту дрона и (при наличии) подробные сведения о возможностях совместной работы дрона с сотовым модемом, например:

- есть ли у дрона активное сотовое подключение, например, из информационного элемента «Подключение оператора MNO», и если подключения нет, то имеется ли принципиальная возможность сотового подключения дрона, например, из того же информационного элемента;

- поддерживает ли дрон хэндовер управления полетом официальному органу, например, из информационного элемента «Хэндовер управления полетом»;

- поддерживает ли дрон хэндовер управления камерой официальному органу, например, из информационного элемента «Хэндовер управления камерой»;

- какие наборы команд или протоколы поддерживаются дроном, например, из информационного элемента «Наборы команд» и т.д.

Все эти фрагменты информации помогают третьей стороне (т.е. официальному органу) решить, стоит ли пытаться устанавливать соединение с вновь идентифицированным летающим объектом через сеть сотовой связи, например, если третья сторона (т.е. официальный орган) желает влиять, изменять, регулировать, контролировать текущие или дальнейшие параметры полета или настройки дрона (включая изменение высоты, скорости, курса, траектории и т.д.) или любые другие функции дрона, например, выключение или повторное включение встроенной камеры.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения первый радиоинтерфейс представляет собой двунаправленный интерфейс, а пользователь, управляющий дроном, информируется о том, что третья сторона берет на себя управление дроном.

На основе информационного элемента «Идентификатор оператора MNO» третья сторона может идентифицировать оператора MNO, управляющего сетью сотовой связи, которую можно использовать для получения доступа к дрону через третий радиоинтерфейс. В качестве альтернативы, информационный элемент «Идентификатор оператора MNO» указывает оператора MNO, абонентом которого является функциональный элемент устройства UE внутри дрона. При необходимости (а также если в наборе данных присутствуют дополнительные информационные элементы), третья сторона может узнать больше о том, как получить доступ к вновь идентифицированному летающему объекту через элементы инфраструктуры, предоставляемые оператором MNO, например:

- какой следует использовать IP-адрес для доступа к домену оператора MNO, например, из информационного элемента «IP-адрес»;

- какое следует использовать имя пользователя, например из информационного элемента «Имя №1 пользователя»;

- какой следует использовать пароль, например из информационного элемента «Пароль №1».

Наконец, третья сторона (т.е. официальный орган) может обмениваться информацией (в том числе командами управления полетом, командами управления камерой и т.д.) между своими серверами и дроном (блоком управления полетом дрона) через выбранную сеть сотовой связи и функциональный элемент устройства UE, реализованный внутри дрона, при этом третья сторона может использовать наборы команд и/или протоколы, фактически поддерживаемые дроном.

На фиг. 2 показаны объекты, которые могут быть задействованы в способе согласно изобретению: дрон, приемник третьей стороны, сеть третьей стороны, базовая сеть оператора MNO и сеть радиодоступа оператора MNO с по меньшей мере одной базовой станцией. Интерфейс для доступа к домену оператора MNO представляет собой интерфейс IF_NW между сетью третьей стороны и базовой сетью оператора MNO.

На фиг. 3 показан интерфейс IF_Drone между функциональным элементом устройства UE 17 и блоком управления полетом 16 внутри дрона 10. Функциональный элемент устройства UE 17 подключен к базовой сети 50 через сеть радиодоступа 52 и через третий радиоинтерфейс 40, который может представлять собой интерфейс LTE Uu.

Как указано выше, третьим аспектом настоящего изобретения является способ согласования, позволяющий выполнять хэндовер управления дроном оператору MNO или третьей стороне на основе набора данных, принятого от дрона. Хэндовер управления может, например, зависеть от определенных возможностей (например, указанных с использованием информационных элементов «Хэндовер управления полетом» и «Хэндовер управления камерой», как описано выше) и/или от определенных условий (например, координат, высоты, курса дрона и т.д.; владельца дрона; типа третьей стороны и т.д.). Хэндовер управления дроном может, например, включать в себя хэндовер только части функций управления дроном (например, связанных с управлением полетом, управлением камерой и т.д.) или хэндовер всего спектра функций управления.

Хэндовер управления полетом может включать в себя обмен командами управления полетом и навигационными данными через сеть сотовой связи оператора MNO (т.е. через третий радиоинтерфейс). Команды управления полетом могут подаваться третьей стороной или оператором MNO.

Включение и выключение камеры, встроенной в дрон или установленной на нем, может включать в себя обмен командами управления камерой через сеть сотовой связи оператора MNO (т.е. через третий радиоинтерфейс). Команды управления камерой могут подаваться третьей стороной или оператором MNO.

Две опции управления - «Управление полетом» и «Управление камерой» - не следует считать ограничивающими. Напротив, эти два термина служат лишь примерами широкого спектра опций управления дроном.

Чтобы хэндовер управления выполнялся надлежащим образом, из совокупности заранее определенных наборов команд и/или протоколов выбирается соответствующая группа наборов команд и/или соответствующих протоколов. Если эти протоколы не реализованы или команды управления неизвестны одной стороне (например, дрону или стороне инфраструктуры), хэндовер управления дроном может быть прекращен. Как указано выше, оператор MNO и/или третья сторона может узнать из набора данных, принятого от дрона, какие наборы команд или протоколы поддерживаются дроном.

Четвертый аспект настоящего изобретения, упомянутый выше, состоит в определении настроек качества обслуживания (QoS, Quality of Service) и в формировании тарификационных записей (CDR).

Обработка трафика, которым обмениваются сеть третьей стороны и дрон (так называемого «трафика третьей стороны»), может отличаться от обработки «традиционного» трафика, например, с точки зрения настроек QoS и/или количества и типа объектов, участвующих в обмене данными, и/или формирования записей CDR и т.д.

В одном варианте осуществления изобретения для «трафика третьей стороны» устанавливается более высокий приоритет, чем для «традиционного трафика» в домене оператора MNO. В другом варианте осуществления изобретения объекты в домене оператора MNO настроены на определенный класс QoS (например, в соответствии со значениями идентификатора класса QoS (QCI, QoS Class Identifier), определенными в документе 3GPP TS 23.203), чтобы обеспечить быстрое и/или особо надежное подключение для данных «трафика третьей стороны».

Например, тройка параметров, включая приоритет, задержку передачи пакетов данных и коэффициент ошибок/потерь пакетов, определяющая конкретный класс QoS, может быть настроена следующим образом: уровень приоритета может быть установлен равным 2,5, задержка передачи пакетов данных может составлять приблизительно 50 мс, а коэффициент ошибок/потерь пакетов может составлять приблизительно 10^–3 для нового класса QoS, называемого «XY» (см. таблицу 3, в которой представлены стандартизованные характеристики QCI, доработанные для работы с дронами, см. таблицу 6.1.7 в документе 3GPP TS 23.203).

Таблица 3 QCI Вид ресурса Уровень приоритета Задержка передачи пакетов данных
(прим. 13) Относительная величина непринятых пакетов
(прим. 2 Примеры услуг 1
GBR 2 100 мс 10^-2 Передача голоса при разговоре 2 4 150 мс 10^-3 Передача видео с разговором (прямая трансляция) 3 3 50 мс 10^-3 Игры в реальном времени, сообщения V2X XY 2,5 50 мс 10^-3 Сообщения дрона 4 5 300 мс 10^-6 Передача видео без разговора (буферизованная потоковая передача) 65 0.7 75 мс
10^-2 Голосовая связь Push To Talk (например, MCPTT) критически важного пользовательского уровня 66
2 100 мс
10^-2 Голосовая связь Push To Talk пользовательского уровня, не являющегося критически важным 75 2,5 50 мс 10^-2 Сообщения V2X

В еще одном варианте осуществления изобретения в домене оператора MNO формируются отдельные тарификационные записи (CDR), чтобы выставлять счета третьей стороне, а не абоненту, за трафик третьей стороны (с потенциальной возможностью получения дополнительной платы за обслуживание).

На чертежах показана передача набора данных через второй радиоинтерфейс. В качестве альтернативы, набор данных может передаваться через третий радиоинтерфейс либо по запросу оператора мобильной связи (см. стрелки 1 и 2 на фиг. 4), который, в свою очередь, может реагировать на запрос, полученный от третьей стороны через интерфейс IF_NW (см. стрелку 0), либо по инициативе функционального элемента устройства UE, реализованного внутри дрона (в этом случае стрелка 2 не является ответом на стрелку 1, а стрелка 1 может быть подтверждением передачи набора данных по стрелке 2). Содержимое набора данных («цифровой номерной знак») может быть перенаправлено третьей стороне (стрелка 3).

Для пары сообщений запрос-ответ, используемой в третьем радиоинтерфейсе (например, в интерфейсе LTE Uu в случае LTE), может потребоваться определение новой пары сообщений, например сообщений протокола управления радиоресурсами (RRC, Radio Resource Control), или может быть доработана существующая пара сообщений. На фиг. 5 изображен первый вариант: RRC-сообщение «Запрос набора данных» соответствует стрелке 1, а RRC-сообщение «Ответ с набором данных», которое может содержать информацию о «цифровом номерном знаке» согласно таблице 2 (полностью или частично), соответствует стрелке 2.

Информационный элемент «Идентификатор дрона», указанный в таблице 2, может содержать идентификаторы, используемые в системе мобильной связи (или может быть производным от этих идентификаторов). Например, согласно 3GPP, в системе мобильной связи идентификатор дрона может частично или полностью содержать или включать в себя IMEI или IMEI-SV (идентификатор оборудования сотового модема) или IMSI (идентификатор абонента).

Необходимо отметить, что названия и варианты кодирования описанных здесь сообщений и/или информационных элементов (IE) следует понимать лишь как примеры. Существует много других вариантов обмена информацией между задействованными объектами, а также вариантов кодирования параметров и полей их значений. Данное изобретение никак не ограничивается описанными здесь примерами кодирования.

Порядок действий, выполняемых в различных описанных здесь процессах, в реальных разработках может отличаться от изложенного в пределах объема изобретения.

Кроме того, параметры, предлагаемые для использования, могут быть тем или иным способом перераспределены. Например, они могут быть собраны в новой или уже существующей иерархической структуре или сгруппированы с другими информационными элементами, например, в виде списка.

Различные аспекты изобретения могут рассматриваться отдельно, совместно или в сочетании друг с другом.

Кроме того, идеи настоящего изобретения не ограничиваются дронами, а могут применяться к любому другому типу подвижных объектов, включая наземные и водные транспортные средства.

Изобретение относится к обмену данными, связанными с работой дронов, оценке этих данных третьей стороной и предоставлению доступа к дрону третьей стороне через систему сотовой связи. Изобретение реализует способ, позволяющий мобильному механизму предоставлять информацию устройству получателя, включающий в себя передачу информации мобильным механизмом через второй радиоинтерфейс для обеспечения доступа устройства получателя через интерфейс мобильной сотовой связи к управлению этим мобильным механизмом. 10 з.п. ф-лы, 5 ил., 3 табл.

1. Способ обеспечения предоставления информации мобильным механизмом устройству получателя, включающий в себя передачу мобильным механизмом через второй радиоинтерфейс информации для обеспечения доступа устройства получателя к управлению этим мобильным механизмом через интерфейс сотовой мобильной связи, при этом второй радиоинтерфейс отличается от первого радиоинтерфейса, используемого для управления мобильным механизмом его оператором.

2. Способ по п. 1, в котором информация используется для выполнения по меньшей мере одного из следующих действий, опционально, в любом их сочетании:

- идентификация мобильного механизма;

- идентификация владельца мобильного механизма;

- идентификация типа мобильного механизма и возможностей, поддерживаемых мобильным механизмом;

- идентификация возможностей совместной работы мобильного механизма с сотовым модемом;

- выбор сети мобильной связи для обеспечения возможности подключения к мобильному механизму.

3. Способ по п. 1 или 2, в котором информация передается в широковещательном режиме.

4. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором информация имеет такую природу, что она может со временем изменяться.

5. Способ по любому из пп. 1–3, в котором информация содержит зарегистрированный идентификатор мобильного механизма, позволяющего получателю получать информацию для управления мобильным механизмом из защищенной области.

6. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором мобильный механизм представляет собой беспилотный летательный аппарат, а информация используется для выполнения устройством получателя процедуры согласования, обеспечивающей хэндовер управления полетом.

7. Способ по любому из пп. 1–5, в котором мобильный механизм представляет собой беспилотный летательный аппарат, а информация используется для выполнения устройством получателя процедуры согласования, обеспечивающей хэндовер управления камерой, связанной с этим беспилотным летательным аппаратом.

8. Способ по п. 6 или 7, в котором информация включает в себя идентификатор оператора мобильной связи для идентификации оператора мобильной сети, управляющего сетью сотовой связи, которая может использоваться для получения доступа к беспилотному летательному аппарату через интерфейс мобильной сотовой связи, при этом обмен командами между устройством получателя и беспилотным летательным аппаратом осуществляется через интерфейс мобильной сотовой связи и функциональный элемент устройства пользователя, расположенный внутри беспилотного летательного аппарата.

9. Способ по любому из пп. 6–8, в котором информация включает в себя по меньшей мере одно из следующего: информацию о высоте аппарата, информацию о траектории аппарата и информацию об активности камеры, связанной с аппаратом.

10. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором информация используется для задания качества обслуживания при связи между мобильным механизмом и устройством получателя.

11. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором информация используется для формирования тарификационных записей для связи между мобильным механизмом и устройством получателя.