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5G+無人機,究竟能夠讓無人機飛得多高?

綜合科技
億歐
張繼文
2019-06-08 · 20:50
[ 億歐導讀 ] ?5G網絡究竟給無人機行業帶來怎樣的變化?5G究竟能讓無人機飛的多高?6月14日,無人機企業將在億歐2019全球新經濟年會之“5G物聯峰會”,基于自己對于行業的深度認知,為大家一一解答這些問題。
順豐,無人機,快遞,無人機,5G網絡,VR直播 圖片來自“億歐網”

無人機作為一種新型的科技產品,在我們生活中的用途越來越多,從最開始娛樂性的飛行表演到航拍、物流、巡檢等各個領域都可以看見無人機的身影。如今,無人機行業發展迅速,使其對于移動通訊網絡的需求越來越旺盛。正因如此,很多人預測無人機將是5G網絡最先商用的幾大行業之一。

如今,5G商用牌照已經正式發放,5G網絡真正商用也提上了議程。但是,無人機究竟為什么需要5G網絡?5G網絡究竟給無人機行業帶來怎樣的變化?5G究竟能讓無人機飛的多高?6月14日,無人機企業將在億歐2019全球新經濟年會之“5G物聯峰會”,基于自己對于行業的深度認知,為大家一一解答這些問題。

無人機市場進入轉變期,行業級無人機更受資本青睞

無人機市場一般可以劃分為消費級無人機和行業級無人機,目前消費級無人機已經被大疆壟斷,而行業級無人機市場還未形成真正地壟斷格局。消費級無人機自2016年進入資本寒冬以后便再無起死回生的跡象,行業級無人機反而更受資本青睞。

目前,行業級無人機可以應用到很多行業,如物流、巡檢、安防等垂直行業。艾瑞咨詢預測到2025年,國內無人機市場總規模將達750億。其中行業應用農林植保約為200億,安防市場約為150億,電力巡檢約為50億,而用于航拍娛樂的消費級市場為300億。

大家對行業級無人機前景持樂觀態度,但是無人機依舊存在著法律監管不力、科研應用配套不足、安全問題與技術難以突破等問題。但是網絡問題是限制其發展的關鍵環節,4G網絡在帶寬、時延、干擾協同等方面都存在著進步空間。首先在信號干擾性方面,無人機的飛行路線的基站主要是依靠地面覆蓋建設,而且無人機的飛行高度卻不在地面站天線主瓣范圍。因此,空中信號差且無主覆蓋小區。最后導致,基站下行干擾較大,部分區域甚至出現短線失聯的問題。

其次在時延性方面,無人機如果在干擾過大的失聯區域,下行方向的管理指令傳輸困難。根據信通院發布的《5G無人機應用白皮書》得知,部分干擾鄰區來自遠距離基站且站間距為500m城區場景會收到2.5外小區干擾,空中頻繁切換,切換失敗和掉線次數比地面高出2-5倍。對于網聯無人機來說,如果時延不穩定,會造成信號不能及時接受不到,甚至會對無人機的工作產生影響。

截止2017年12月31日,2017年中國國內民用無人機產量達到290萬架,同比增長67%。如今,無人機在4G網絡下未能實現的場景,可以在5G網絡中得以發展。5G蜂窩移動通訊技術與無人機的結合將會讓無人機突破目前的局限,并且構建更加穩定的無人機網絡控制系統。

5G網絡賦能無人機,構建天、地、空聯動世界

5G網絡有著全新的網絡架構,能夠實現超高帶寬、毫秒級時延、超高密度鏈接,這些優點可以很大程度上解除無人機現在的困境。當5G網絡能夠實現真正的商用,無人機便構成一個7*24的全時無人機網絡,進而構成一個天、地、空實時聯動的世界。

在減低信號干擾方面,5G可采用鋪設大規模天線較窄波束對準服務用戶,進而小區內或小區間的干擾;也可以采用協同傳輸的方式,以協調時、頻、空、碼、功率的資源協調;更可以不同帶寬的分頻接入,使得地面和空間采用不同的網絡,從而減少干擾。

在無人機下行容量方面,如今的低空無人機或許對于下行容量的要求不高。一旦,無人機數量增多,地面終端業務負載過大,便會出現下行容量受限的問題。針對下行容量問題,5G基站的大規模天線能力可以增加水平和垂直發射通道數,使得水平垂直面的波束更加準確地指向目標用戶。如此一來,更窄的波束能夠有利于控制干擾,提升用戶的信噪比,同時可以實現更多用戶的空分復用提高下行容量。

最后在時延性方面,無人機的控制與指揮需要低時延,同時高清視頻的回傳更需要降低時延。而5G的新空口可以根據不同的業務時延需求進行調度,投入前置導頻、迷你時隙、靈活幀結構、上行免調度設計實現低時延傳輸。針對數據業務,可以使用自包含子幀結構、傳輸和反饋可以在一個時隙內完成,可以大大減少時間。

5G網絡在時延行、抗干擾性、下行容量等方面的特點可以緩解無人機在4G網絡時代的尷尬,而且5G網絡可以滿足無人機在絕大多數的應用場景的通信需求,將會給產業界帶來近10倍的商業機會。有了穩定的網絡,將會更好地發揮無人機響應速度快、觀察視角好、覆蓋面廣等優點,從而為各個行業提供更為優質的服務,進而做到提效降能。

5G為無人機解鎖更多新場景

5G網絡可以讓無人機在現有的場景中做的更好、更加穩定,而且網聯無人機將會驅動更多種類應用場景升級。5G與無人機的結合不僅僅包括網絡的接入,還要有邊緣計算技術與網絡切片能力的提高。這幾者完美配合,使得無人機在VR直播、城市園區安防、高清直播、電力巡檢、基站巡檢、無人機物流、無人機水務、野外科學勘測等場景有更好的升級。

在VR直播和高清直播方面,由于5G網絡可實現上行單用戶體驗速率100Mdps以上且空口時延10ms,因此VR直播與高清視頻直播將會更加流暢。以VR直播為例,無人機通過掛載在無人機機體上的360度全景相機進行視頻拍攝,全景相機可以通過連入5G網絡的CPE將4K全景視頻通過上行鏈路傳輸到流媒體服務器中,用戶再通過VR眼睛,PC從該服務器拉流觀看,整個過程對于網絡傳輸速度與質量要求極高。

當視頻傳輸的穩定性得到了保證,無人機將會應用在更多垂直的行業。如今,無人機應用較為成熟的安防行業,需要無人機實現高清視頻實時傳輸,飛行狀態監控、遠程操控以及網絡定位,這便對于視頻清晰度要求有所提升。而5G網絡的大帶寬、低延時的特點,可以實時將高清視頻流回控制中心,使其能夠快速分析視頻。

5G除了可以幫助視頻得以實時傳輸,還可以保證無人機能夠在惡劣的環境下應用,如無人機應用通信及救援和野外科學觀測。中國幅員遼闊,環境多樣,當出現災害或進行地理勘測的時候,人力總是存在著不可抗力的因素,這個時候無人機的作用便凸顯出。5G技術帶來的邊緣計算技術可以幫助無人機在本地篩選無用或冗余的信息,提高系統的工作效率。

總體而言,5G在無人機領域的應用,促進無人機在物流、農業、巡檢、安防等多個場景實現全時化、智能化建設。如今,民用無人機應用的前景廣泛,是5G技術與業務應用的重要行業之一。如今,5G與無人機實現了跨界融合,將會加速民用無人機的廣泛普及,也讓這個市場存在著新的增量。 

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