Dronejen vaatimukset viestintäyhteyksille LTE verkon mittaus ja tutkimus tukena 3GPP standardoinnille matkalla 5G:hen Richard Wirén, Ericsson 5G Momentum Drone 2018-12-12 Page 1
Sisältö Johdanto Vaatimukset Haasteet Simulaatiot & kenttämittaukset Yhteenveto 2018-12-12 Page 2
USEAMPIA ULOTTUVUUKSIA Näköyhteyden ulkopuolella Manuaalisesti Autonomisesti 2018-12-12 Page 3 Näköyhteys
Työvaiheet 3GPP:ssa Rel-15 study item aloitus (03/2017) Rapporteurs: DCM ja Ericsson* LTE matkapuhelinverkkojen soveltuvuuden arviointi droneille Soveltuvuutta parantavien ratkaisuiden tunnistaminen Rel-15 study item valmis (12/2017) Analyysien, simulaatioiden ja kenttämittauksien tulokset dokumentoitu TR 36.777 Rel-15 work item valmis (09/2018) Rapporteur: Ericsson Fokusointi korkeimpien kerroksien parannuksiin mahdollisimman pienillä fyysisillä vaikutuksilla 2018-12-12 Page 4
Scope: Low altitude drones Low Earth and GEO Satellites Not To Scale >~600,000 ft. (180km) Commercial Jet Aircraft High Altitude Platform Systems ~60,000 ft. (18km) ~30,000 ft. (9km) Special Airspace Requirements starting at 1000ft. (300m) Medium Altitude Long-Endurance UAV ~10,000 ft. (3km) Low Altitude Small UAV FAA reference definition* Weight <= 55 pounds (25kg) Speed <= 100 mile/h (44m/s) Altitude <= 400 feet AGL (120m) 200-1000 ft. (up to 300m) Ground Level 2018-12-12 Page 5 *Federal Aviation Administration (FAA), Summary of small unmanned aircraft rule (part 107), https://www.faa.gov/uas/media/part_107_summary.pdf, June 2016.
DRONEJEN HAASTEET MATKAPUHELINVERKOILLE Matkapuhelinverkot suunnattu pääasiassa maassa oleville käyttäjille - 60 db Dronet lentävät pääosin antennien yläpuolella ja palvellaan sivukeiloissa 2018-12-12 Page 6
3GPP TS 36.777 SI vaatimukset Tietotyyppi Viive DL/UL data nopeus C&C varmuus Määritelmä 1. C&C: (command and control) sisältäen telemetrian, reittipisteiden päivitys autonomiselle drone lennolle, navigaatiotietokannan päivitys, reaaliaikainen ohjaus, tunnistus, lennon auktorisointi, yms. 2. Applikaatio Data: sisältäen video (streamaus), valokuva ja dataa muista sensoreista, yms. 1. C&C: 50 millisekuntia (tukiasemasta droneen) 2. Applikaatio data: sama kun maanpäällinen LTE UE 1. C&C: 60-100 kbps lähtevälle (UL) ja tulevalle (DL) datalle 2. Applikaatio data: 50 Mbps asti lähtevälle tiedonsiirrolle (UL) Korkeintaan yksi data paketti tuhannesta (10-3 ) saa kadota 2018-12-12 Page 7
Tyypilliset tiedonsiirtonopeudet Tiedonsiirtonopeus Taso Määritelmä Applikaatio 1 Lähtevä 200 kbps Command & Control 2 Lähtevä 4 Mbps FHD (1080p) Video 3 Lähtevä 15 Mbps 4K HD Video 4 Lähtevä 60 Mbps 8K HD Video 5 Lähtevä 1 Gbps AR/VR 2018-12-12 Page 8
35m 10m 25m 22.5m 22.5m Kolme erilaista ympäristöä Kolme skenaariota sovittu simulaatioita varten 3GPP:ssä 1. Kaupunki makro (UMa AV) Antennit kattojen yläpuolella 2. Kaupunki mikro (UMi AV) Antennit kattojen alapuolella 3. Taajama makro (RMa AV) UMa-AV UMi-AV RMa-AV Drone UE ISD=500m ISD=200m 3GPP TR 36.777 V15.0.0 (2017-12) ISD =1732m 2018-12-12 Page 9 ISD = Inter Site Distance = tukiasemien välimatka Maanpäällinen UE
Kenttämittauksia droneilla Jorvas Masala 2018-12-12 Page 10
Drone current height: 150 m above start/end 165 m above sea level Drone compass direction Masala alueen yleiskuva Satellite count: DJI 0653 Masala 150m gauges.mp4 Lähtö- ja lopetuspaikka Korkeus merenpinnasta 15 m Etäisyys droneen 436 m H 2018-12-12 Page 11
Jorvas antennipaikat 2018-12-12 Page 12
Jorvas ja Korkulla Korkulla Korkeus 94 m Etäisyys 1200 m 2018-12-12 Page 13
Yhteenveto 1 Olemassa oleva valmius Matkapuhelinverkot pystyvät jo nyt tarjoamaan viestintäyhteyksiä myös droneille 2 Laajuus ja turvallisuus Matkapuhelinverkot tarjoavat maanlaajuisesti laadukkaita ja turvallisia yhteyksiä droneillekin 3 Tukee muita järjestelmiä Matkapuhelinverkot voivat avustaa dronejen tunnistamisessa, auktorisoimisessa ja geo-fencing 4 Jatkuva kehitys Mobiiliteknologiat perustuvat globaaleihin standardeihin joita kehitetään jatkuvasti 2018-12-12 Page 15
Proof points examples Data Type Viive Tiedonsiirto Luotettavuus 1. C&C: (command and control) Sisältäen telemetrian, reittipäivityksen autonoomiselle lennolle, realiaikainen ohjaus, tunnistus, hyväksyntä, navigation database update, etc. ARPU increase Lorem ipsum lorem ipsum lorem ipsum Network performance enhancement Lorem ipsum lorem ipsum lorem ipsum KIITOS! Lorem ipsum lorem ipsum lorem ipsum Lorem ipsum lorem ipsum lorem ipsum Innovation Lorem ipsum lorem ipsum lorem ipsum Lorem ipsum lorem ipsum lorem ipsum 2018-12-12 Page 16