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5G+无人机,究竟能够让无人机飞得多高?

编辑/2019-06-10/ 分类:百科知识/阅读:
无人机 作为一种新型的科技产品,在我们生活中的用途越来越多,从最开始娱乐性的飞行表演到航拍、物流、巡检等各个领域都可以看见无人机的身影。如今,无人机行业发展迅速,使其对于移动通讯网络的需求越来越旺盛。正因如此,很多人预测无人机将是5G网络最先 ...

无人机作为一种新型的科技产品,在我们生活中的用途越来越多,从最开始娱乐性的飞行表演到航拍、物流、巡检等各个领域都可以看见无人机的身影。如今,无人机行业发展迅速,使其对于移动通讯网络的需求越来越旺盛。正因如此,很多人预测无人机将是5G网络最先商用的几大行业之一。

如今,5G商用牌照已经正式发放,5G网络真正商用也提上了议程。但是,无人机究竟为什么需要5G网络?5G网络究竟给无人机行业带来怎样的变化?5G究竟能让无人机飞的多高?

无人机市场进入转变期,行业级无人机更受资本青睐

无人机市场一般可以划分为消费级无人机和行业级无人机,目前消费级无人机已经被大疆垄断,而行业级无人机市场还未形成真正地垄断格局。消费级无人机自2016年进入资本寒冬以后便再无起死回生的迹象,行业级无人机反而更受资本青睐。

目前,行业级无人机可以应用到很多行业,如物流、巡检、安防等垂直行业。艾瑞咨询预测到2025年,国内无人机市场总规模将达750亿。其中行业应用农林植保约为200亿,安防市场约为150亿,电力巡检约为50亿,而用于航拍娱乐的消费级市场为300亿。

大家对行业级无人机前景持乐观态度,但是无人机依旧存在着法律监管不力、科研应用配套不足、安全问题与技术难以突破等问题。但是网络问题是限制其发展的关键环节,4G网络在带宽、时延、干扰协同等方面都存在着进步空间。首先在信号干扰性方面,无人机的飞行路线的基站主要是依靠地面覆盖建设,而且无人机的飞行高度却不在地面站天线主瓣范围。因此,空中信号差且无主覆盖小区。最后导致,基站下行干扰较大,部分区域甚至出现短线失联的问题。

其次在时延性方面,无人机如果在干扰过大的失联区域,下行方向的管理指令传输困难。根据信通院发布的《5G无人机应用白皮书》得知,部分干扰邻区来自远距离基站且站间距为500m城区场景会收到2.5外小区干扰,空中频繁切换,切换失败和掉线次数比地面高出2-5倍。对于网联无人机来说,如果时延不稳定,会造成信号不能及时接受不到,甚至会对无人机的工作产生影响。

截止2017年12月31日,2017年中国国内民用无人机产量达到290万架,同比增长67%。如今,无人机在4G网络下未能实现的场景,可以在5G网络中得以发展。5G蜂窝移动通讯技术与无人机的结合将会让无人机突破目前的局限,并且构建更加稳定的无人机网络控制系统。

5G网络赋能无人机,构建天、地、空联动世界

5G网络有着全新的网络架构,能够实现超高带宽、毫秒级时延、超高密度链接,这些优点可以很大程度上解除无人机现在的困境。当5G网络能够实现真正的商用,无人机便构成一个7*24的全时无人机网络,进而构成一个天、地、空实时联动的世界。

在减低信号干扰方面,5G可采用铺设大规模天线较窄波束对准服务用户,进而小区内或小区间的干扰;也可以采用协同传输的方式,以协调时、频、空、码、功率的资源协调;更可以不同带宽的分频接入,使得地面和空间采用不同的网络,从而减少干扰。

在无人机下行容量方面,如今的低空无人机或许对于下行容量的要求不高。一旦,无人机数量增多,地面终端业务负载过大,便会出现下行容量受限的问题。针对下行容量问题,5G基站的大规模天线能力可以增加水平和垂直发射通道数,使得水平垂直面的波束更加准确地指向目标用户。如此一来,更窄的波束能够有利于控制干扰,提升用户的信噪比,同时可以实现更多用户的空分复用提高下行容量。

最后在时延性方面,无人机的控制与指挥需要低时延,同时高清视频的回传更需要降低时延。而5G的新空口可以根据不同的业务时延需求进行调度,投入前置导频、迷你时隙、灵活帧结构、上行免调度设计实现低时延传输。针对数据业务,可以使用自包含子帧结构、传输和反馈可以在一个时隙内完成,可以大大减少时间。

5G网络在时延行、抗干扰性、下行容量等方面的特点可以缓解无人机在4G网络时代的尴尬,而且5G网络可以满足无人机在绝大多数的应用场景的通信需求,将会给产业界带来近10倍的商业机会。有了稳定的网络,将会更好地发挥无人机响应速度快、观察视角好、覆盖面广等优点,从而为各个行业提供更为优质的服务,进而做到提效降能。

5G为无人机解锁更多新场景

5G网络可以让无人机在现有的场景中做的更好、更加稳定,而且网联无人机将会驱动更多种类应用场景升级。5G与无人机的结合不仅仅包括网络的接入,还要有边缘计算技术与网络切片能力的提高。这几者完美配合,使得无人机在VR直播、城市园区安防、高清直播、电力巡检、基站巡检、无人机物流、无人机水务、野外科学勘测等场景有更好的升级。

在VR直播和高清直播方面,由于5G网络可实现上行单用户体验速率100Mdps以上且空口时延10ms,因此VR直播与高清视频直播将会更加流畅。以VR直播为例,无人机通过挂载在无人机机体上的360度全景相机进行视频拍摄,全景相机可以通过连入5G网络的CPE将4K全景视频通过上行链路传输到流媒体服务器中,用户再通过VR眼睛,PC从该服务器拉流观看,整个过程对于网络传输速度与质量要求极高。

当视频传输的稳定性得到了保证,无人机将会应用在更多垂直的行业。如今,无人机应用较为成熟的安防行业,需要无人机实现高清视频实时传输,飞行状态监控、远程操控以及网络定位,这便对于视频清晰度要求有所提升。而5G网络的大带宽、低延时的特点,可以实时将高清视频流回控制中心,使其能够快速分析视频。

5G除了可以帮助视频得以实时传输,还可以保证无人机能够在恶劣的环境下应用,如无人机应用通信及救援和野外科学观测。中国幅员辽阔,环境多样,当出现灾害或进行地理勘测的时候,人力总是存在着不可抗力的因素,这个时候无人机的作用便凸显出。5G技术带来的边缘计算技术可以帮助无人机在本地筛选无用或冗余的信息,提高系统的工作效率。

总体而言,5G在无人机领域的应用,促进无人机在物流、农业、巡检、安防等多个场景实现全时化、智能化建设。如今,民用无人机应用的前景广泛,是5G技术与业务应用的重要行业之一。如今,5G与无人机实现了跨界融合,将会加速民用无人机的广泛普及,也让这个市场存在着新的增量。

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