無人機作爲一種(zhǒng)新型的科技産品，在我們生活中的用途越來越多，從最開(kāi)始娛樂性的飛行表演到航拍、物流、巡檢等各個領域都(dōu)可以看見無人機的身影。如今，無人機行業發(fā)展迅速，使其對(duì)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(jiāng)是5G網絡最先商用的幾大行業之一。
如今，5G商用牌照已經(jīng)正式發(fā)放，5G網絡真正商用也提上了議程。但是，無人機究竟爲什麼(me)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(néng)讓無人機飛得多高？6月14日，無人機企業將(jiāng)在億歐2019全球新經(jīng)濟年會之“5G物聯峰會”，基于自己對(duì)于行業的深度認知，爲大家一一解答這(zhè)些問題。
無人機市場進(jìn)入轉變期，行業級無人機更受資本青睐
無人機市場一般可以劃分爲消費級無人機和行業級無人機，目前消費級無人機已經(jīng)被壟斷，而行業級無人機市場還(hái)未形成(chéng)真正地壟斷格局。消費級無人機自2016年進(jìn)入資本寒冬以後(hòu)便再無起(qǐ)死回生的迹象，行業級無人機反而更受資本青睐。
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(guó)内無人機市場總規模將(jiāng)達750億。其中行業應用農林植保約爲200億，安防市場約爲150億，電力巡檢約爲50億，而用于航拍娛樂的消費級市場爲300億。
大家對(duì)行業級無人機前景持樂觀态度，但是無人機依舊存在着法律監管不力、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(fā)展的關鍵環節，4G網絡在帶寬、時延、幹擾協同等方面(miàn)都(dōu)存在着進(jìn)步空間。首先在信号幹擾性方面(miàn)，無人機的飛行路線的基站主要是依靠地面(miàn)覆蓋建設，而且無人機的飛行高度卻不在地面(miàn)站天線主瓣範圍。因此，空中信号差且無主覆蓋小區。最後(hòu)導緻，基站下行幹擾較大，部分區域甚至出現短線失聯的問題。
其次在時延性方面(miàn)，無人機如果在幹擾過(guò)大的失聯區域，下行方向(xiàng)的管理指令傳輸困難。根據信通院發(fā)布的《5G無人機應用白皮書》得知，部分幹擾鄰區來自遠距離基站且站間距爲500m城區場景會收到2.5外小區幹擾，空中頻繁切換，切換失敗和掉線次數比地面(miàn)高出2-5倍。對(duì)于網聯無人機來說，如果時延不穩定，會造成(chéng)信号不能(néng)及時接收到，甚至會對(duì)無人機的工作産生影響。
截止2017年12月31日，2017年中國(guó)國(guó)内民用無人機産量達到290萬架，同比增長(cháng)67%。如今，無人機在4G網絡下未能(néng)實現的場景，可以在5G網絡中得以發(fā)展。5G蜂窩移動通訊技術與無人機的結合將(jiāng)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(néng)無人機，構建天、地、空聯動世界
5G網絡有着全新的網絡架構，能(néng)夠實現超高帶寬、毫秒級時延、超高密度鏈接，這(zhè)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(néng)夠實現真正的商用，無人機便構成(chéng)一個7X24的全時無人機網絡，進(jìn)而構成(chéng)一個天、地、空實時聯動的世界。
在減低信号幹擾方面(miàn)，5G可采用鋪設大規模天線較窄波束對(duì)準服務用戶，進(jìn)而小區内或小區間的幹擾；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(miàn)和空間采用不同的網絡，從而減少幹擾。
在無人機下行容量方面(miàn)，如今的低空無人機或許對(duì)于下行容量的要求不高。一旦，無人機數量增多，地面(miàn)終端業務負載過(guò)大，便會出現下行容量受限的問題。針對(duì)下行容量問題，5G基站的大規模天線能(néng)力可以增加水平和垂直發(fā)射通道(dào)數，使得水平垂直面(miàn)的波束更加準确地指向(xiàng)目标用戶。如此一來，更窄的波束能(néng)夠有利于控制幹擾，提升用戶的信噪比，同時可以實現更多用戶的空分複用提高下行容量。
最後(hòu)在時延性方面(miàn)，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(jìn)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(duì)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内完成(chéng)，可以大大減少時間。
5G網絡在時延行、抗幹擾性、下行容量等方面(miàn)的特點可以緩解無人機在4G網絡時代的尴尬，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(jiāng)會給産業界帶來近10倍的商業機會。有了穩定的網絡，將(jiāng)會更好(hǎo)地發(fā)揮無人機響應速度快、觀察視角好(hǎo)、覆蓋面(miàn)廣等優點，從而爲各個行業提供更爲優質的服務，進(jìn)而做到提效降能(néng)。
5G爲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得更好(hǎo)、更加穩定，而且網聯無人機將(jiāng)會驅動更多種(zhǒng)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(hái)要有邊緣計算技術與網絡切片能(néng)力的提高。這(zhè)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(xué)勘測等場景有更好(hǎo)的升級。
在VR直播和高清直播方面(miàn)，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(jiāng)會更加流暢。以VR直播爲例，無人機通過(guò)挂載在無人機機體上的360度全景相機進(jìn)行視頻拍攝，全景相機可以通過(guò)連入5G網絡的CPE將(jiāng)4K全景視頻通過(guò)上行鏈路傳輸到流媒體服務器中，用戶再通過(guò)VR眼睛，PC從該服務器拉流觀看，整個過(guò)程對(duì)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(jiāng)會應用在更多垂直的行業。如今，無人機應用較爲成(chéng)熟的安防行業，需要無人機實現高清視頻實時傳輸，飛行狀态監控、遠程操控以及網絡定位，這(zhè)便對(duì)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(jiāng)高清視頻流回控制中心，使其能(néng)夠快速分析視頻。
5G除了可以幫助視頻得以實時傳輸，還(hái)可以保證無人機能(néng)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(xué)觀測。中國(guó)幅員遼闊，環境多樣，當出現災害或進(jìn)行地理勘測的時候，人力總是存在着不可抗力的因素，這(zhè)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餘的信息，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(jìn)無人機在物流、農業、巡檢、安防等多個場景實現全時化、智能(néng)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(jiāng)會加速民用無人機的廣泛普及，也讓這(zhè)個市場存在着新的增量。
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