5G在无人机应用场的影响

1、5Gs无人机应用市场的影响业界常说“ 4傲变生活，5徽变社会。5G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勺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5豉术相关度、市场潜力两方面由发，华为认为5G勺十大应用场景包括：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&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

2、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，诸多领域已显现由“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

3、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5劭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

4、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840.5845MHz 14301444MH和24082440MH凝段进行小范围局 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由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 4朋络，通过定 义套餐、开

5、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 4朋络在8天线和大规模天线（mMIMO下的低空覆盖能力。 通过测试可以得由：4朋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

6、需求。4G争窝小区覆盖为地面用户设计，120米以上空域存在较多盲区。挑战二：数据传输性能受限。上下行干扰信号强度大，较难满足无人机连续可靠的传输需求。目前4朋络并未针对低空进行组网优化，无人机高度不在地面站天线主瓣范 围内，空中信号杂乱，无主覆盖小区，频繁切换，造成终端 下行干扰较大（SIN昉-5dB5dB）,在部分区域可能由现无 法解调，由现断线失联问题，可能触发长时间处于该区域的 无人机降落或返航。挑战三：上行容量传输能力受限。带宽受限，较难满足 上行高密度高清视频等并发大容量业务的需求。基于8天线的上行平均速率为 5Mbps,可支持720P图传业务。基于 mMIMO 的上行平均速率为7M

7、bps,基本支持1080P图传业务。挑战四：时延传输能力受限。网络设计和端到端网络质 量较难满足高下行低时延的控制指令传输需求。时延范围基 本在200300m叱间，300米高度时延会达到 500600ms, 满足上行状态信息采集时延和部分满足飞行管控命令下发， 较难满足实时图传需求。四、5G满足无人机的应用场景的通信需求分析相较4G, 5弧络能力满足了绝大部分无人机的应用场景 的通信需求。5弧联无人机的无人机终端和地面控制终端均 通过5朋络进行数据传输和控制指令传输，并通过业务服务 器加载各类场景的应用。5朋络将提供增强移动宽带 （eMBB、 高可靠低时延（uRLLQ能力，全面提升速率、时延、

8、覆盖 等网络性能指标。止匕外，通过引入大规模天线（mMIMO、网络切片、移动边缘计算（ MEC等多项关 键技术，5朋络将为无人机的覆盖和移动性增强、端到端业 务质量保障、高效识别和管控等需求提供新的技术保障，从 而全面保障智能化的网联无人机应用。（一）MIMO能够提升数据速率和链路可靠性MIMOJ典型应用场景一般是热点地区、高楼或者需要深 度覆盖的区域，对于无人机通信而言，通过MIMO1直面和水平面的波束赋形，信号可以在水平和垂直方向进行动态调整， 形成精准的窄波束进行发送和接收，因此能量能够更加准确 地集中指向无人机。对于下行链路，精准的窄波束一方面提 高了无人机的覆盖，另一方面也减少了小区

9、内或者小区间的 干扰。对于上行链路，既可以是基站侧形成接收波束，也可 以是用户侧形成发送波束，从而既可以实现无人机上行大容 量高清视频的传输，也可以减少无人机对地面终端的干扰。（二）5G移动边缘计算满足超低时延业务需求在4朋络中，4G计算资源仅能部署于骨干核心网之上， 由于核心网的高位置部署，传输时延比较大，不能满足超低 时延业务需求；止匕外，业务完全在云端终结并非完全有效， 尤其一些区域性业务不在本地终结，既浪费带宽，也增加时延。5强动边缘计算兼顾时延和计算能力等需求，分场景灵活选择MEC勺部署位置。接入机房适用于部署定位、AR/V喈极高实时性业务，以及企业网等内容本地化高隔离业务；普 通汇

10、聚机房适用于部署监控视频分析等高传输带宽节省业 务、云游戏等较高实时性业务及园区网等内容本地化高隔离 业务；重要汇聚机房适用于部署 mCDN高计算/存储业务及 天线权值优化等区域协同业务。以 5GB人机实时直播业务为 例，为保证直播的实时性，可在 ME皈务器集成视频编解码 能力，实现本地视频推送。总之，相较4G, 5朋络满足了绝大部分无人机应用场景 的通信需求，5弧联无人机有望广泛应用于安防、物流、测 绘、直播、农业植保、编队等领域。五、潜在市场空间2018年6月结束的2018世界无人机大会预测，未来 5年, 全球无人机行业将保持迅猛发展态势，预计到2022年市场总值将达到150亿美元，为2016年的近12倍，其生货量将突破 62万架，是2016年的6倍。根据ABIResearch的估计，小型无 人机市场将从2016年的53亿美元迅速增长到2026年的339亿 美元，包括来自软件、硬件、服务和应用服务的收入。根据中国移动5或合创新中心估计，2013-2018年全球 民用无人机市场在消费级无人机带动下保持着每年35%Z的同比增速，2018年起，伴随工业级无人机应用的兴起，民用无人机市场将进入爆发式增长期，在2020年前后增速达到顶峰。到2025年，全球民用无人机市场规模将达到1475亿