5G在无人机应用市场的影响
业界常说“4G改变生活,5G改变社会”。5G最革命性的意义在于与文化娱乐、工业设施、医疗仪器、交通工具等的深度融合,有效满足娱乐、工业、医疗、交通等各个垂直行业的多样化业务需求,进而实现万物互联。5G的商用将给生活方式和生产方式带来显著的变化,给社会带来良好效益。从5G技术相关度、市场潜力两方面出发,华为认为5G的十大应用场景包括:云VR/AR、车联网、智能制造、智慧能源、无线医疗、无线家庭娱乐、网联无人机、社交网络、个人AI辅助、智慧城市。本文主要介绍5G在无人机应用市场的影响
一、应用场景简介
无人机是利用无线遥控和程序控制的不载人飞机,它涉及传感器技术、通信技术、信息处理技术、智能控制技术以及航空动力推进技术等,是信息时代高技术含量的产物。无人机价值在于形成空中平台,结合其他部件扩展应用,替代人类完成空中作业。
目前,消费类无人机占据更多的市场份额,但行业无人机也正在被看好,诸多领域已显现出“无人机+行业应用”的蓬勃发展势头。无人机在农林植保、电力及石油管线巡查、应急通信、气象监视、农林作业、海洋水文监测、矿产勘探
等领域的应用前景较好,在灾害评估、生化探测、污染采样、遥感测绘、缉毒缉私、边境巡逻、治安反恐、野生动物保护等方面也有广阔前景。
二、无人机网联需求及技术分析
接入低空移动通信网络的网联无人机,可以实现设备的监视和管理、航线的规范、效率的提升,促进空域的合理利用,从而极大地延展无人机的应用领域,产生巨大经济价值。新一代蜂窝移动通信网络———5G为网联无人机赋予了实时超高清图传、远程低时延控制、永远在线等重要能力,全球将形成一个数以千万计的无人机智能网络,7x24小时不间断地提供航拍、送货、勘探等各种各样的个人及行业服务,进而构成一个全新的、丰富多彩的“网联天空”。
无人机系统主要由三部分组成,分别为飞行器、控制站与通信链路。通信链路根据传输信息类型的不同,可分为三类:无人机与地面站之间的通信链路、卫星通信链路和无人机到无人机的通信链路。其中,上行通信链路主要负责地面站到无人机的遥控指令的发送和接收,下行通信链路主要负责无人机到地面站的遥测数据、红外或电视图像的发送和接收。通信链路是无人机实现飞行控制和完成各种搭载任务的必要条件,是无人机的真正价值所在。
目前大部分无人机基于点对点私有协议在840.5~
845MHz、1430~1444MHz和2408~2440MHz频段进行小范围局域网作业。基于上述频段的私有Wifi等通信方式基本能实现短距离的个人航拍等消费级应用,但难以满足日益增长的行业市场需求。
三、基于4G的无人机应用受限因素
随着智能手机增长率的放缓以及无人机终端化的趋势,移动运营商们纷纷推出了面向无人机应用的移动通信解决方案。这类方案目前采用成熟商用2G、3G、4G网络,通过定义套餐、开发贴片SIM卡组件、天线定制等方式,使无人机作为终端接入商用网络。运营商提供的蜂窝移动通信能力为无人机,尤其是行业级无人机赋能,延展各行各业的立体丰富应用。当前已有很多无人机的应用在4G现网上运行,例如农业、物流、基础设施巡检等,通信运营商与设备商也进行了大量的低空覆盖测试和研究。中国移动近期分别组织测试了4G网络在8天线和大规模天线(mMIMO)下的低空覆盖能力。通过测试可以得出:4G网络基本满足对带宽和时延要求不敏感的网联无人机业务,但尚不支持高速率、低时延等特定场景的需求。主要体现为:
挑战一:覆盖高度受限。随着高度升高,低空覆盖能力恶化较明显,较难满足多高度的无人机覆盖需求。4G蜂窝小区覆盖为地面用户设计,120米以上空域存在较多盲区。挑