Ⅰ. 서론 드론 형태의 무인 비행체는 1.5km 이하의 저고 도에서 동작하여 유연하게 커버리지를 제어하고, 신속하게 배치되고 자율 비행이 가능한 특징으로 물류 배송, 통신 비상망 구축, 정찰 등과 같은 분야 에 활발히 활용되는 추세이다. 무인 비행체의 안전한 운용을 위해서 통신 시스 템은 필수적인 요소로, 5G와 무인 비행체의 융합 은 5G 버티컬 산업의 한 축으로 진행되고 있다. 기존 통신 서비스 사용자에 대한 통신 품질을 유 지하면서 안전한 무인 비행체 운용을 위하여 3GPP 에서는 LTE에서 5G 시스템에 이르기까지 표준화 를 진행하고 있다. 3GPP Rel.17까지 무인 비행체 운용을 위하여 진행된 주요 표준화 현황은 다음과 같다. • Rel.15 “Enhanced LTE Support for Aerial Vehicles”[1]: LTE 네트워크를 기반으로 무인 비행 체 서비스 능력, 다운링크 간섭 완화, 업링크 간섭 완화, 이동성 성능 및 공중 UE 식별에 대한 성능 향상 연구 • Rel.16 “Remote Identification of Unmanned Aerial Systems”[2]: 원격 식별을 위한 잠재적 요구사항, 사용 사례, UAS(Unmanned Aerial System)의 원격 식별을 기반으로 제공되는 서 비스 연구 • Rel.17 “Study on supporting Unmanned Aerial Systems Connectivity, Identication, and Tracking”[3]: UAS를 식별하는 명령 및 제어 기능 구조와 시스템 측면 연구 • Rel.17 “Study on application layer support for Unmanned Aerial System(UAS)”[4]: UTM에 대한 애플리케이션 지원/활성화 기능, UAS와 UTM 간의 서비스 상호작용에 미칠 영향 검토 • Rel.17 “5G Enhancement for UAVs”[5,6]: 무 인 비행체의 5G 연결 요구사항 충족을 위해 3GPP 네트워크에 가입한 무인 비행체의 성 능 지표, 무인 비행체 통신 서비스 요구사항 도출 본고에서는 5G 기반 무인 비행체 운용을 위한 3GPP의 활동 내용 중 무선 접속 노드를 탑재한 무 인비행체인 UxNB, eMBB(enhanced Mobile BroadBand) 사용자를 위한 동시 데이터 전송, AI(Articial Intelligence)가 제어하는 자율형 무인 비행체, 격리 된 지역의 통신을 위한 무인 비행체 활용 및 무인 비행체 서비스 영역 분리 등 5G 이동통신에서의 무인 비행체 사용 사례를 소개하고, 이에 기반하 여 UAS의 정의와 운용 기준, UAS 원격 식별 요구 사항, UAS 사용 요구사항 및 성능 요구사항 등 무 인 비행체를 위한 5G 이동통신 요구사항을 정리한 다. 마지막으로 5G 이동통신 기반 무인 비행 시스 템 연결, 식별 및 추적 지원과 관련하여 3GPP 무인 비행체 아키텍처, 7개 주요 문제, 주요 문제와 제 안된 해결 방법 간의 매칭 및 추후 규격 작업을 위 해 제안된 결과를 소개한다. Ⅱ. 3GPP의 5G 기반 무인 비행체 운용 표준화 1. 5G 이동통신에서의 무인 비행체 사용 사례 2018년 9월에서 2019년 12월까지 진행된 “Study on Enhancement Aerial Vehicles” SI(Study Item)에서는 5G를 포함하는 3GPP 네트워크에서의 무인 비행 체의 사용 사례와 예상 요구사항 등을 “Enhancement for Unmanned Aerial Vehicles” 기술 보고서[7]에 반영하였다. 해당 기술 보고서에서 정의하고 있는 무인 비행체 사용 사례 중 비상망 구축 및 정찰 등 과 관련된 5가지 대표 사용 사례를 소개한다. 가. 무선 접속 노드를 탑재한 무인 비행체 재난 상황 모니터링, 국경 감시, 긴급 지원 등의 경우에 무인 비행체는 배치의 용이성, 낮은 구매 및 유지보수 비용, 기동성, 그리고 공중에 정지할 수 있는 능력 때문에 상업적으로 활용 가치가 매우 높다. 특히, 빠른 투입과 배포가 가능하고 넓은 커 버리지를 제공할 수 있는 UxNB는 긴급 상황 및 트 래픽 밀집 지역에서 모바일 사용자에게 임시 커버 리지를 제공하는 등 다양한 시나리오에서 응용이 가능하다. 보통 100m 내외의 낮은 고도에 투입되 는 UxNB는 커버리지와 신속한 배치에 있어 기본 무인 비행 시스템보다 유연하다. UxNB는 그림 1 과 같이 5G 이동통신 기지국 또는 중계기의 역할을 한다. 5G 시스템은 UxNB를 지원할 수 있는 고품질