三星5g无人机专利
如今，5G商用牌照已经正式发放，5G网络的真正商用也已经提上日程。然而，为什么无人机需要5G网络？5G网络给无人机行业带来了哪些变化？5G能让无人机飞多高？6月14日，在亿欧2019全球新经济年会“5G物联网峰会”上，无人机企业将基于对行业的深刻理解，逐一解答这些问题。
无人机市场一般可以分为消费级无人机和工业级无人机。目前，消费级无人机已被DJI垄断，但工业级无人机市场尚未形成真正的垄断格局。消费级无人机自2016进入资本寒冬以来，一直没有起死回生的迹象，而工业级无人机更受资本青睐。
目前工业无人机可以应用到很多行业，比如物流、巡检、安防等垂直行业。艾瑞咨询预测，到2025年，国内无人机市场总量将达到750亿。其中农林植保行业应用约200亿，安防市场约6543.8+05亿，电力巡检约50亿，航拍娱乐消费市场300亿。
大家都看好工业级无人机的前景，但是无人机还存在一些问题，比如法律监管薄弱、科研应用配套设施不足、安全问题和技术难以突破等。但网络问题是限制其发展的关键，4G网络的带宽、时延、干扰协调都有提升空间。首先，在信号干扰方面，无人机飞行路线的基站主要依靠地面覆盖，无人机飞行高度不在地面站天线主瓣范围内。所以空中信号差，没有主覆盖小区。最后，基站下行干扰大，部分地区甚至存在短时掉线的问题。
其次，在时延方面，如果无人机处于干扰过大的迷失区域，很难在下行方向传输管理指令。根据信息通信技术研究院发布的《5G无人机应用白皮书》可知，部分干扰邻区来自远距离基站，站间距离为500m，城市场景会收到2.5远小区的干扰，空中切换频繁，切换失败和掉话次数比地面高2-5倍。对于联网无人机来说，如果时延不稳定，就无法及时接收到信号，甚至会影响无人机的工作。
截至2017、12、31年底，2017年我国民用无人机国内产量达到290万架，同比增长67%。现在无人机在4G网络下无法实现的场景，在5G网络下都可以开发。5G蜂窝移动通信技术与无人机的结合，将使无人机突破目前的局限，构建更加稳定的无人机网络控制系统。
5G网络拥有全新的网络架构，可以实现超高带宽、毫秒级延迟和超高密度链路。这些优势可以在很大程度上缓解无人机目前的困境。当5G网络能够真正商用时，无人机将形成7*24全时无人机网络，进而形成一个天地空实时联动的世界。
在降低信号干扰方面，5G可以通过铺设窄波束的大型天线瞄准服务用户，然后在小区内或小区间进行干扰；也可以采用协作传输来协调时间、频率、空间、码和功率的资源；还可以在不同的带宽接入，使得地面和太空使用不同的网络，从而减少干扰。
无人机下行容量方面，现在的低空无人机可能对下行容量要求不高。一旦无人机数量增加，地面终端业务负荷过大，就会出现下行容量有限的问题。针对下行容量问题，5G基站的大规模天线能力可以增加水平和垂直传输通道的数量，使水平和垂直波束更准确地指向目标用户。这样，更窄的波束有助于控制干扰，提高用户的信噪比，同时可以实现更多用户的空分复用，提高下行容量。
最后，在延迟方面，无人机的控制和指挥需要低延迟，高清视频的回传需要降低延迟。5G新空口可根据不同业务时延需求进行调度，并投入使用预导频、微时隙、灵活帧结构和上行免调度设计，实现低时延传输。对于数据业务，可以使用独立的子帧结构，传输和反馈可以在一个时隙内完成，可以大大减少时间。
5G网络在时延、抗干扰、下行容量等方面的特性可以缓解无人机在4G网络时代的尴尬，5G网络可以满足无人机在大部分应用场景下的通信需求，这将为行业带来近10倍的商机。有了稳定的网络，将充分发挥无人机响应速度快、观察角度好、覆盖范围广等优势，为各行业提供更好的服务，进而提高效率，降低能耗。
5G网络可以让无人机在现有场景下做得更好、更稳定，网联无人机将带动更多种类的应用场景升级。5G和无人机的结合不仅包括网络接入，还包括边缘计算技术和网络切片能力的提升。这些的完美结合，让无人机在VR直播、城市公园安防、高清直播、电力巡检、基站巡检、无人机物流、无人机水务、野外科学考察等场景中得到更好的升级。
在VR直播和高清直播方面，由于5G网络可以实现100Mdps以上的上行单用户体验速率和10ms的空口时延，VR直播和高清视频直播会更流畅。以VR直播为例。无人机通过安装在无人机机身上的360度全景摄像机拍摄视频。全景相机可以通过连接到5G网络的CPE将4K全动态视频传输到流媒体服务器，用户可以通过VR眼睛观看，PC从服务器拉流。整个过程对网络传输速度和质量要求极高。
当视频传输的稳定性得到保证后，无人机将会应用在更多的垂直行业。现在无人机应用成熟的安防行业，需要无人机实现高清视频实时传输、飞行状态监控、远程控制、网络定位，对视频清晰度要求更高。凭借大带宽和低延迟的特点，5G网络可以将高清视频实时传输回控制中心，使其能够快速分析视频。
5G除了有助于视频实时传输，还可以保证无人机在恶劣环境下的使用，比如无人机应用通信救援和野外科学观测。中国幅员辽阔，环境多样。当发生灾难或地理勘测时，总会有不可抗力的因素。这时候无人机的作用就凸显出来了。5G技术带来的边缘计算技术，可以帮助无人机在本地过滤无用或冗余的信息，提高系统的工作效率。
总的来说，5G在无人机领域的应用，推动了无人机在物流、农业、巡检、安防等领域的全时化、智能化建设。如今民用无人机应用前景广阔，是5G技术和商业应用的重要产业之一。如今5G与无人机的跨界融合，将加速民用无人机的广泛普及，这个市场也将出现新的增量。