原標題：基于5g的無人機技術和應用研究 來源：人民郵電報

無人機憑借操作便利、機動靈活、制造成本低、環境適應性強等優勢，近年來在垂直行業領域得到廣泛應用。第五代移動通信系統（5g）支持增強型移動寬帶（embb）、海量機器類通信（mmtc）和超高可靠低時延通信（urllc）三大類應用場景，可進一步拓展無人機在行業領域的應用。

保障無人機無線通信

無人機一般通過遙控系統進行控制，民用無人機與遙控器之間的數據傳輸，通常采用低功耗藍牙或wifi技術，受發射功率限制，只能在不超過米的視距范圍進行數據傳輸，且傳輸圖像最大分辨率不能超過1080p，極大限制了無人機在行業領域的廣泛應用。

imt-2020（5g）推進組發布的《5g無人機應用白皮書》指出，4g能夠滿足現有的部分低速率、對時延不敏感的無人機應用需求，5g提供的大帶寬、高可靠、低時延通信，能夠很好地滿足無人機行業應用需求。

5g網絡+邊緣計算確保無人機行業應用傳輸需求。在普通的5g網絡架構中，核心網部署位置高，傳輸需要經過多次路由，時延長，不能滿足無人機超低時延的業務需求。一些區域性業務，全部放在云端處理并非完全有效，尤其是視頻類業務，既導致傳輸帶寬的浪費，又增加了傳輸時延。因此，傳輸時延和連接數量需求決定了5g業務的處理核心，不可能全放在核心網后端的云處理平臺。

邊緣計算（mec）使得運營商和第三方業務可以部署在靠近用戶附著接入點的位置，通過降低時延和負載來實現高效的業務分發。邊緣計算服務器部署在網絡邊緣，把無線網絡和互聯網有效融合在一起，同時在無線網絡側增加計算、存儲、處理等功能，構建邊緣云，提供信息技術服務環境和云計算能力，將業務本地化，讓區域性業務不必浪費資源在云端進行處理。由于應用服務和內容部署在網絡邊緣，這樣便可以減少數據傳輸中的轉發次數和處理時間，降低端到端時延，滿足低時延要求。

結合5g網絡和邊緣計算，構建適合無人機無線傳輸和數據處理的網絡架構，將確保無人機行業應用的高可靠和低時延性。

5g網絡拓展無人機低空覆蓋范圍。無人機低空覆蓋問題分為兩類，第一類是有效信號強度低，如弱覆蓋和無覆蓋，主要存在于飛行在較高航線或偏僻位置的無人機應用場景，由于基站數量稀少或網絡參數配置等原因導致。第二類是有效信號強度不低，但是干擾信號強度大，導致接收信號sinr低。在無人機低空覆蓋場景中，出現的大部分是第二類問題。

針對第一類由于有效信號弱導致的覆蓋問題，可以采用充分利用基站側多天線的垂直波束能力來增強覆蓋，采用高效的波束掃描和跟蹤。針對第二類由于干擾信號強導致的覆蓋問題，可通過massivemimo垂直面和水平面的波束賦形，形成精準的窄波束進行發送和接收。對于下行鏈路，精準的窄波束一方面擴大了無人機的低空覆蓋范圍，另一方面也減少了小區內或者小區間的干擾。對于上行鏈路，可以是基站側形成接收波束，也可以是無人機側形成發送波束，從而擴大無人機的低空覆蓋范圍。

助力民用無人機行業應用

無人機的價值在于形成空中平臺，結合其他部件或載荷擴展應用，替代人類完成空中作業。5g技術拓展了無人機低空覆蓋范圍，為無人機行業應用提供了大帶寬、高可靠、低時延的無線通信能力，助力其在物流、巡檢、安防、救援和娛樂直播等領域的發展。

物流是極具潛力的無人機行業應用領域之一。2017年全球智慧物流峰會數據顯示，2016年智慧化物流市場規模達到2000億元，預計到2025年，智慧化物流市場規模有望超過萬億元。

山區較多省份的陸運耗費的時間等成本較平原地區高很多，采用無人機運輸，可以在成本同樣的條件下實現更高的物流價值。同時，將復雜環境下大批量的投遞任務交給快遞人員和地面車輛，而將簡單場景下小批量的投遞任務交給無人機，可以更充分地發揮快遞人員的作用。

我國物流行業領軍企業已紛紛涉足無人機物流應用領域，在派件-支線-干線上層層發力，以進一步降低物流成本，提高效率。

2018年3月27日，民航華東地區管理局向順豐控股旗下的江西豐羽順途科技有限公司頒發了國內第一張無人機航空運營（試點）許可證，意味著中國無人機物流配送正式進入合法運營階段，堪稱中國物流無人機發展的里程碑。

基礎設施巡檢是無人機巡檢的主要領域。巡檢作業內容具體包括對基礎設施本身的監測、對周邊環境的勘探、基礎設施的日常周期維護以及簡單的故障排查、處理等。傳統的人工巡檢方案受環境及天氣等影響，工作量大、工作效率較低、成本較高，且存在一定的人身安全風險。無人機以成本低、靈活性強、安全性高、受自然環境及地形影響較小、視角更優等特點，越來越廣泛地應用于基礎設施巡檢領域。

2018年我國電力巡檢市場規模為29.73億元，據國泰君安產業研究院預測，到2020年電力巡檢無人機整機市場規模將為19.48億元。

無人機在公共安全領域應用很多。在邊防監控、消防監控、環境保護、刑偵反恐、治安巡邏等領域，遇到突發事件，無人機可以代替警力及時趕往現場，利用可見光視頻及熱成像設備等，把實時情況回傳給地面設備，為指揮人員決策提供依據。

警用無人機可以根據需求搭載高清數碼攝像機，進行空中喊話、投放催淚瓦斯、安防監控等操作，可廣泛應用于處突維穩、監控安防、森林防火、消防滅火、抗雪防洪、交通管理等場景。我國多數城市都已開始使用警用無人機進行治安管理。

2017年我國警用無人機市場規模為2.55億元，國泰君安產業研究院預測，到2020年警用無人機市場規模將為6.6億元，行業滲透率達到5%。

無人機在展開救援作業中可實現快速響應。我國領土由于地理環境和氣候的多樣性，各種自然災害時有發生，災后救援工作尤為重要。無人機可在第一時間到達現場，迅速展開作業：采集現場數據，迅速將現場的視、音頻信息傳送到指揮中心，供指揮者進行判斷和決策；能夠實現通信中繼功能，快速恢復現場局部通信；跟蹤事件的發展態勢，幫助指揮中心實施不間斷指揮處理。無人機在處理突發事件及救災搶險過程中發揮著重要的作用，是現代搶險技術應用的一種重要方式。

無人機全景vr直播將帶來身臨其境的感受。通過無人機掛載360度全景鏡頭進行視頻拍攝，全景相機可完成視頻采集、拼接處理與視頻流處理，通過連入5g網絡將4k/8k全景視頻通過上行鏈路傳輸到核心網側視頻服務器，再通過下行鏈路傳輸給用戶。而用戶只需戴上vr眼鏡，就可以隨時隨地、無延遲地獲得激動人心的現場感。

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