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三星5g無人機專利

無人機作為壹種新的科技產品,在我們的生活中有越來越多的用途,從最初的娛樂飛行表演到航拍、物流、巡檢等領域。如今無人機行業發展迅猛,使得其對移動通信網絡的需求越來越旺盛。正因如此,許多人預測無人機將是5G網絡的首批商用行業之壹。

如今,5G商用牌照已經正式發放,5G網絡的真正商用也已經提上日程。然而,為什麽無人機需要5G網絡?5G網絡給無人機行業帶來了哪些變化?5G能讓無人機飛多高?6月14日,在億歐2019全球新經濟年會“5G物聯網峰會”上,無人機企業將基於對行業的深刻理解,逐壹解答這些問題。

無人機市場壹般可以分為消費級無人機和工業級無人機。目前,消費級無人機已被DJI壟斷,但工業級無人機市場尚未形成真正的壟斷格局。消費級無人機自2016進入資本寒冬以來,壹直沒有起死回生的跡象,而工業級無人機更受資本青睞。

目前工業無人機可以應用到很多行業,比如物流、巡檢、安防等垂直行業。艾瑞咨詢預測,到2025年,國內無人機市場總量將達到750億。其中農林植保行業應用約200億,安防市場約6543.8+05億,電力巡檢約50億,航拍娛樂消費市場300億。

大家都看好工業級無人機的前景,但是無人機還存在壹些問題,比如法律監管薄弱、科研應用配套設施不足、安全問題和技術難以突破等。但網絡問題是限制其發展的關鍵,4G網絡的帶寬、時延、幹擾協調都有提升空間。首先,在信號幹擾方面,無人機飛行路線的基站主要依靠地面覆蓋,無人機飛行高度不在地面站天線主瓣範圍內。所以空中信號差,沒有主覆蓋小區。最後,基站下行幹擾大,部分地區甚至存在短時掉線的問題。

其次,在時延方面,如果無人機處於幹擾過大的迷失區域,很難在下行方向傳輸管理指令。根據信息通信技術研究院發布的《5G無人機應用白皮書》可知,部分幹擾鄰區來自遠距離基站,站間距離為500m,城市場景會收到2.5遠小區的幹擾,空中切換頻繁,切換失敗和掉話次數比地面高2-5倍。對於聯網無人機來說,如果時延不穩定,就無法及時接收到信號,甚至會影響無人機的工作。

截至2017、12、31年底,2017年我國民用無人機國內產量達到290萬架,同比增長67%。現在無人機在4G網絡下無法實現的場景,在5G網絡下都可以開發。5G蜂窩移動通信技術與無人機的結合,將使無人機突破目前的局限,構建更加穩定的無人機網絡控制系統。

5G網絡擁有全新的網絡架構,可以實現超高帶寬、毫秒級延遲和超高密度鏈路。這些優勢可以在很大程度上緩解無人機目前的困境。當5G網絡能夠真正商用時,無人機將形成7*24全時無人機網絡,進而形成壹個天地空實時聯動的世界。

在降低信號幹擾方面,5G可以通過鋪設窄波束的大型天線瞄準服務用戶,然後在小區內或小區間進行幹擾;也可以采用協作傳輸來協調時間、頻率、空間、碼和功率的資源;還可以在不同的帶寬接入,使得地面和太空使用不同的網絡,從而減少幹擾。

無人機下行容量方面,現在的低空無人機可能對下行容量要求不高。壹旦無人機數量增加,地面終端業務負荷過大,就會出現下行容量有限的問題。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傳輸通道的數量,使水平和垂直波束更準確地指向目標用戶。這樣,更窄的波束有助於控制幹擾,提高用戶的信噪比,同時可以實現更多用戶的空分復用,提高下行容量。

最後,在延遲方面,無人機的控制和指揮需要低延遲,高清視頻的回傳需要降低延遲。5G新空口可根據不同業務時延需求進行調度,並投入使用預導頻、微時隙、靈活幀結構和上行免調度設計,實現低時延傳輸。對於數據業務,可以使用獨立的子幀結構,傳輸和反饋可以在壹個時隙內完成,可以大大減少時間。

5G網絡在時延、抗幹擾、下行容量等方面的特性可以緩解無人機在4G網絡時代的尷尬,5G網絡可以滿足無人機在大部分應用場景下的通信需求,這將為行業帶來近10倍的商機。有了穩定的網絡,將充分發揮無人機響應速度快、觀察角度好、覆蓋範圍廣等優勢,為各行業提供更好的服務,進而提高效率,降低能耗。

5G網絡可以讓無人機在現有場景下做得更好、更穩定,網聯無人機將帶動更多種類的應用場景升級。5G和無人機的結合不僅包括網絡接入,還包括邊緣計算技術和網絡切片能力的提升。這些的完美結合,讓無人機在VR直播、城市公園安防、高清直播、電力巡檢、基站巡檢、無人機物流、無人機水務、野外科學考察等場景中得到更好的升級。

在VR直播和高清直播方面,由於5G網絡可以實現100Mdps以上的上行單用戶體驗速率和10ms的空口時延,VR直播和高清視頻直播會更流暢。以VR直播為例。無人機通過安裝在無人機機身上的360度全景攝像機拍攝視頻。全景相機可以通過連接到5G網絡的CPE將4K全動態視頻傳輸到流媒體服務器,用戶可以通過VR眼睛觀看,PC從服務器拉流。整個過程對網絡傳輸速度和質量要求極高。

當視頻傳輸的穩定性得到保證後,無人機將會應用在更多的垂直行業。現在無人機應用成熟的安防行業,需要無人機實現高清視頻實時傳輸、飛行狀態監控、遠程控制、網絡定位,對視頻清晰度要求更高。憑借大帶寬和低延遲的特點,5G網絡可以將高清視頻實時傳輸回控制中心,使其能夠快速分析視頻。

5G除了有助於視頻實時傳輸,還可以保證無人機在惡劣環境下的使用,比如無人機應用通信救援和野外科學觀測。中國幅員遼闊,環境多樣。當發生災難或地理勘測時,總會有不可抗力的因素。這時候無人機的作用就凸顯出來了。5G技術帶來的邊緣計算技術,可以幫助無人機在本地過濾無用或冗余的信息,提高系統的工作效率。

總的來說,5G在無人機領域的應用,推動了無人機在物流、農業、巡檢、安防等領域的全時化、智能化建設。如今民用無人機應用前景廣闊,是5G技術和商業應用的重要產業之壹。如今5G與無人機的跨界融合,將加速民用無人機的廣泛普及,這個市場也將出現新的增量。

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