無人機在5G的幫助下究竟能飛多高

5G網(wǎng)絡(luò)究竟給無人機行業(yè)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(yè)將在億歐2019全球新經(jīng)濟年會之“5G物聯(lián)峰會”，基于自己對于行業(yè)的深度認知，為大家一一解答這些問題。

無人機作為一種新型的科技產(chǎn)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(lǐng)域都可以看見無人機的身影。如今，無人機行業(yè)發(fā)展迅速，使其對于移動通訊網(wǎng)絡(luò)的需求越來越旺盛。正因如此，很多人預(yù)測無人機將是5G網(wǎng)絡(luò)最先商用的幾大行業(yè)之一。

如今，5G商用牌照已經(jīng)正式發(fā)放，5G網(wǎng)絡(luò)真正商用也提上了議程。但是，無人機究竟為什么需要5G網(wǎng)絡(luò)？5G網(wǎng)絡(luò)究竟給無人機行業(yè)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(yè)將在億歐2019全球新經(jīng)濟年會之“5G物聯(lián)峰會”，基于自己對于行業(yè)的深度認知，為大家一一解答這些問題。

無人機市場一般可以劃分為消費級無人機和行業(yè)級無人機，目前消費級無人機已經(jīng)被大疆壟斷，而行業(yè)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(yè)級無人機反而更受資本青睞。

目前，行業(yè)級無人機可以應(yīng)用到很多行業(yè)，如物流、巡檢、安防等垂直行業(yè)。艾瑞咨詢預(yù)測到2025年，國內(nèi)無人機市場總規(guī)模將達750億。其中行業(yè)應(yīng)用農(nóng)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(yè)級無人機前景持樂觀態(tài)度，但是無人機依舊存在著法律監(jiān)管不力、科研應(yīng)用配套不足、安全問題與技術(shù)難以突破等問題。但是網(wǎng)絡(luò)問題是限制其發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，4G網(wǎng)絡(luò)在帶寬、時延、干擾協(xié)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(shè)，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(qū)。最后導致，基站下行干擾較大，部分區(qū)域甚至出現(xiàn)短線失聯(lián)的問題。

其次在時延性方面，無人機如果在干擾過大的失聯(lián)區(qū)域，下行方向的管理指令傳輸困難。根據(jù)信通院發(fā)布的《5G無人機應(yīng)用白皮書》得知，部分干擾鄰區(qū)來自遠距離基站且站間距為500m城區(qū)場景會收到2.5外小區(qū)干擾，空中頻繁切換，切換失敗和掉線次數(shù)比地面高出2-5倍。對于網(wǎng)聯(lián)無人機來說，如果時延不穩(wěn)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(chǎn)生影響。

截止2017年12月31日，2017年中國國內(nèi)民用無人機產(chǎn)量達到290萬架，同比增長67%。如今，無人機在4G網(wǎng)絡(luò)下未能實現(xiàn)的場景，可以在5G網(wǎng)絡(luò)中得以發(fā)展。5G蜂窩移動通訊技術(shù)與無人機的結(jié)合將會讓無人機突破目前的局限，并且構(gòu)建更加穩(wěn)定的無人機網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。

5G網(wǎng)絡(luò)有著全新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)超高帶寬、毫秒級時延、超高密度鏈接，這些優(yōu)點可以很大程度上解除無人機現(xiàn)在的困境。當5G網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)真正的商用，無人機便構(gòu)成一個7*24的全時無人機網(wǎng)絡(luò)，進而構(gòu)成一個天、地、空實時聯(lián)動的世界。

在減低信號干擾方面，5G可采用鋪設(shè)大規(guī)模天線較窄波束對準服務(wù)用戶，進而小區(qū)內(nèi)或小區(qū)間的干擾;也可以采用協(xié)同傳輸?shù)姆绞剑詤f(xié)調(diào)時、頻、空、碼、功率的資源協(xié)調(diào);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(wǎng)絡(luò)，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(shù)量增多，地面終端業(yè)務(wù)負載過大，便會出現(xiàn)下行容量受限的問題。針對下行容量問題，5G基站的大規(guī)模天線能力可以增加水平和垂直發(fā)射通道數(shù)，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(xiàn)更多用戶的空分復(fù)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(jù)不同的業(yè)務(wù)時延需求進行調(diào)度，投入前置導頻、迷你時隙、靈活幀結(jié)構(gòu)、上行免調(diào)度設(shè)計實現(xiàn)低時延傳輸。針對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，可以使用自包含子幀結(jié)構(gòu)、傳輸和反饋可以在一個時隙內(nèi)完成，可以大大減少時間。

5G網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)時代的尷尬，而且5G網(wǎng)絡(luò)可以滿足無人機在絕大多數(shù)的應(yīng)用場景的通信需求，將會給產(chǎn)業(yè)界帶來近10倍的商業(yè)機會。有了穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)，將會更好地發(fā)揮無人機響應(yīng)速度快、觀察視角好、覆蓋面廣等優(yōu)點，從而為各個行業(yè)提供更為優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，進而做到提效降能。

5G網(wǎng)絡(luò)可以讓無人機在現(xiàn)有的場景中做的更好、更加穩(wěn)定，而且網(wǎng)聯(lián)無人機將會驅(qū)動更多種類應(yīng)用場景升級。5G與無人機的結(jié)合不僅僅包括網(wǎng)絡(luò)的接入，還要有邊緣計算技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)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(qū)安防、高清直播、電力巡檢、基站巡檢、無人機物流、無人機水務(wù)、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(wǎng)絡(luò)可實現(xiàn)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(wǎng)絡(luò)的CPE將4K全景視頻通過上行鏈路傳輸?shù)搅髅襟w服務(wù)器中，用戶再通過VR眼睛，PC從該服務(wù)器拉流觀看，整個過程對于網(wǎng)絡(luò)傳輸速度與質(zhì)量要求極高。

當視頻傳輸?shù)姆€(wěn)定性得到了保證，無人機將會應(yīng)用在更多垂直的行業(yè)。如今，無人機應(yīng)用較為成熟的安防行業(yè)，需要無人機實現(xiàn)高清視頻實時傳輸，飛行狀態(tài)監(jiān)控、遠程操控以及網(wǎng)絡(luò)定位，這便對于視頻清晰度要求有所提升。而5G網(wǎng)絡(luò)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(huán)境下應(yīng)用，如無人機應(yīng)用通信及救援和野外科學觀測。中國幅員遼闊，環(huán)境多樣，當出現(xiàn)災(zāi)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(shù)帶來的邊緣計算技術(shù)可以幫助無人機在本地篩選無用或冗余的信息，提高系統(tǒng)的工作效率。

總體而言，5G在無人機領(lǐng)域的應(yīng)用，促進無人機在物流、農(nóng)業(yè)、巡檢、安防等多個場景實現(xiàn)全時化、智能化建設(shè)。如今，民用無人機應(yīng)用的前景廣泛，是5G技術(shù)與業(yè)務(wù)應(yīng)用的重要行業(yè)之一。如今，5G與無人機實現(xiàn)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。