基于网络功能虚拟化的无人机互联网协议语音服务自动化部署

该方案可协助在资源受限的设备上实现电信服务的自动化部署，例如通过无人机空中网络提供电话服务。此解决方案的优势在于，能够在通信基础设施可能不可用或不足的有限地理区域内，快速部署通信服务。该协议是在第三代移动网络研究领域内定义的，其基于最先进的常规功能利用技术。

该方法已通过位于 5TONIC（欧洲领先的 5G 实验室）的先进原型系统进行演示，但也可在无须使用我们的 5G 虚拟系统的情况下进行展示。为验证无人机云平台配置正确，请使用相应的登录信息访问管理员界面中的“系统”→“系统信息”选项卡，然后点击“计算服务”和“网络代理”部分，确认所列项目的状态均为“运行中”。为配置实验，请从实验仓库下载实现 IP 电话服务各个组件的 VNF 镜像。

要将VNF镜像上传至对应的VIM，请点击“创建镜像”并使用显示的表单创建镜像。在为每个对应的VIM上传镜像后，从实验仓库下载该实验的VNF描述符，并使用管理员凭据登录OSM图形用户界面。将描述符拖放到VNF包选项卡中。

然后，从实验仓库下载 NSD，并将其拖放到 OSM 图形用户界面的 NS Packages 选项卡中。要在 VIM 账户选项卡中为无人机云平台 VIM 和核心云平台 VIM 添加 VIM 账户，请点击加号“New VIM”，并根据提示填写两个 VIM 所需的信息表单。要启动实验，请访问 OSM 命令行界面并部署网络服务。

在命令行界面中输入命令以执行网络服务，并指定用于托管每个VNF的VIM。当OSM图形用户界面显示网络服务部署成功后，启动无人机并登录无人机飞行控制应用程序。随后，控制每架无人机的飞行，使其稳定保持在中等高度，并避免因电机靠近表面旋转而产生的任何湍流。

为准备 IP 电话拨打电话，需将无线网络语音电话连接至网络服务提供的接入点之一。然后，点击“高级”和“TCP/IP”，检查 IP 地址和路由器地址是否已正确配置。为实现与 IP 电话服务器之间信令消息的正常交换，请打开应用程序，点击“助手”，并使用 SIP 账户创建用户账户。

然后指定 IP 电话服务器 VNF 的主机名。如果使用手持式 IP 电话，请参照上述类似步骤操作。要在 IP 电话簿中创建条目，请点击“选项”，然后在窗口中输入地址或电话号码。

当实验将通话参与者显示在各自的位置后，其中一位用户即可发起IP语音电话。要向另一方发起呼叫，请按下“呼叫”按钮。当另一部IP电话开始响铃时，使用“呼叫”按钮接听来电。

为收集实验结果，将一台商用笔记本电脑连接到一个无线接入点，并在180秒内向与另一接入点相连的手机所使用的IP地址运行ping命令行工具。一旦与接入点建立连接，需验证与该IP电话的IP连通性，并保存往返时间测量结果。为捕获IP通话期间交换的流量，在正在运行的接入点虚拟网络功能（VNF）之一中执行TCP dump命令行工具，并将此流量保存到文件中，执行时需启用命令行工具的写入标志并指定文件名称。

然后发起一次新的IP语音通话，并在终止通话前保持通话一段时间。此处，来自一次真实IP语音通话的数据展示了在两个终端用户设备之间测得的端到端延迟的累积分布函数。在此分析中，超过80%的端到端延迟测量值低于60毫秒，且所有测量值均未超过140毫秒，从而保证了语音通话执行所需的适当延迟指标。

此处展示了DNS和SIP信令消息的交换过程，这些消息对应于用户在IP电话服务器上的注册以及语音呼叫的建立。在此代表一次通话过程中捕获的数据流量图中，显示了其中一部无线电话在通话期间发送和接收的连续语音数据包流。从该图中可以观察到数据流量前向传输的抖动情况，其平均值低于1毫秒。

在重复本方案时，需考虑使用单端口计算机来运行虚拟化容器。该方案也可应用于其他可能存在资源受限设备的环境，例如中国台湾东北部地区。若方案中包含飞行操作实验人员，则务必遵守相应的安全措施及监管规定。