5G+无人机,究竟能够让无人机飞得多高

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无人机作为一种新型的科技产品,在我们的生活中使用越来越多。从最有趣的飞行表演到航空摄影、后勤和巡逻检查,所有领域都可以看到它们。 当今,无人机产业的快速发展使得其对移动通信网络的需求越来越旺盛。 因此,许多人预测无人驾驶飞行器将成为5G网络中的第一批主要业务之一。

现在,5G商业许可证已经正式发放,5G网络的真正商业用途也提上日程 然而,为什么无人机需要5G网络?5G网络给无人机行业带来了什么变化?5G能让无人机飞多高?6月14日,无人机公司将在2019年全球新经济会议的“5G IOU峰会”上,基于对该行业的深入了解,逐一回答这些问题

无人机市场通常可以分为消费无人机和工业无人机。目前消费者无人机已被新疆垄断,而工业无人机市场尚未形成真正的垄断格局。 自2016年首都冬季开始以来,消费者无人驾驶飞行器没有显示出起死回生的迹象。工业无人机反而受到资本的青睐。

目前,工业级无人机可以应用于许多行业,如物流、巡检、安防等垂直行业 艾瑞咨询公司预测,到2025年,国内无人机市场将达到750亿架。 其中,农林植保工业应用约200亿,安防市场约150亿,电力检测约50亿,航空摄影娱乐消费市场300亿。

所有人都对行业级无人机的前景持乐观态度,但无人机仍存在一些问题,如法律监管薄弱、科研应用配套设施不足、安全问题和技术难以突破等。 然而,网络问题是制约其发展的关键环节。4G网络在带宽、延迟和干扰协调方面取得了进展空。 首先,在信号干扰方面,无人机飞行路线的基站主要建立在地面覆盖上,无人机的飞行高度不在地面站天线的主瓣范围内。 因此,在空中的信号很差,并且没有覆盖小区。 最后,基站的下行干扰很大,有些区域甚至存在短期断开的问题。

其次,就时间延迟而言,如果无人机处于干扰太大的失去联系区域,很难在下行方向传输管理指令 根据信息与通信研究所发布的《5G无人机应用白皮书》,一些干扰邻近区域来自远程基站,站间距离为500米的城市场景将接收到2.5个外部小区干扰,在空频繁切换,切换失败和断开次数比地面高2-5倍。 对于联网的无人机,如果延时不稳定,信号就无法及时接收,甚至会影响无人机的工作。

截至2017年12月31日,中国民用无人机国内生产量达到290万辆,同比增长67% 如今,无人驾驶飞行器无法在4G网络下实现的场景可以在5G网络中开发。 5G蜂窝移动通信技术与无人机的结合将使无人机突破目前的局限,建立一个更加稳定的无人机网络控制系统。

5G网络具有全新的网络架构,可以实现超高带宽、毫秒级延迟和超高密度链路。这些优势可以很大程度上缓解无人机目前的困难。 当5G网络真正商业化时,无人机将形成一个7*24全天候无人机网络,从而形成一个天地空实时联动的世界

在减少信号干扰方面,5G可以使用带有大规模天线的窄波束来瞄准服务用户,从而造成小区内或小区间干扰。还可以采用协作传输模式来协调时间、频率、空、代码和功率资源;它可以通过不同带宽的频分接入,因此在地面和空之间采用不同的网络,从而减少干扰。

至于无人机的下行能力,目前低空无人机可能不需要高下行能力。 一旦无人机数量增加,地面终端的服务负荷过大,就会出现下行链路容量有限的问题。 针对下行链路容量问题,5G基站的大规模天线能力可以增加水平和垂直传输信道的数量,使得水平和垂直平面上的波束能够更准确地指向目标用户 这样,较窄的波束可以有利于控制干扰和提高用户的信噪比,同时可以实现更多用户的空解复用以提高下行链路容量。

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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