5G時代的號角已經(jīng)吹響,對于無人機行業(yè)既是機遇也是挑戰(zhàn)。
據(jù)媒體報道,瑞典網(wǎng)絡(luò)巨頭愛立信日前宣布,已經(jīng)攜手中國移動進行了全球首次5G無人機現(xiàn)場測試。試驗結(jié)果表明,無人機可和手機一樣在不同的小區(qū)間切換,且能和手機和諧共處、共享基站資源,充分證明了無人機網(wǎng)絡(luò)的商用可行性。
而我國政府此前多次證實將在2020年實現(xiàn)5G商用,如今面向5G的各類技術(shù)已經(jīng)迅速升溫,不少技術(shù)方案已經(jīng)逐漸落地。
那么對于5G您又了解多少呢?
大熊課堂第一彈:5G是個什么鬼?
什么是5G?第五代移動電話行動通信標(biāo)準(zhǔn),也稱第五代移動通信技術(shù),外語縮寫:5G。也是4G之后的延伸,正在研究中,網(wǎng)速可達5M/S-6M/S。
簡單總結(jié)5G為4句話:高速度、低時延、低功耗、萬物互聯(lián)。
高速度:是在4G的基礎(chǔ)上,上網(wǎng)的速度可以提升100倍,達到每秒20Gbps。提速對技術(shù)和產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域是非常有價值的,這樣的高的速度,一方面意味著頻譜利用率大大提升,另一方面?zhèn)鬟_著,可以把一些以前認(rèn)為不可能有商用價值的頻譜利用起來,用作移動通信,這使得人類對于移動通信資源開發(fā)能力大大提升。
低時延:對于用戶的命令,5G要做的就是盡可能縮小基站的反應(yīng)時間,很多用戶用電腦上網(wǎng)、用手機打電話時,習(xí)慣了等待。但是,對于5G以后智能服務(wù),要求就完全不同。用它來支持導(dǎo)航,一個路口,反應(yīng)慢了,用戶可能就過了路口,掉頭,需要很長時間了。尤其是智能交通體系,所有的車都通過中央控制中心進行管理。一秒鐘的時延可以會導(dǎo)致一連串的車相撞。因此,低時延是5G必須解決的問題。
低功耗:今年發(fā)行的大量智能穿戴產(chǎn)品,基本的思路是通過一個手機相連,再由手機和基站進行通信,把數(shù)據(jù)發(fā)到網(wǎng)上。這些產(chǎn)品基本不可能和基站相聯(lián)。因為今天的基站解決的主要是語音通信,即使是數(shù)據(jù)也是把速度做得越來越快,功耗高是自然。但是未來很多科技產(chǎn)品要與基站通信,需要建立起新的通道,這些通道不提供高速度,但是可以在低速率的情況下,提供低功耗的數(shù)據(jù)通信,5G的出現(xiàn)就可以解決這個問題。
萬物互聯(lián):以語音為核心的時代,移動通信支持的鏈接數(shù)是非常有限的,現(xiàn)在中國基站不過支持了12億左右個終端,也就是每個人有一個或是兩個終端,5G時代,每個人有可能擁有5個甚至10個終端,每個基站鏈進去的設(shè)備會增加5倍甚至10倍。大量的科技產(chǎn)品會接入網(wǎng)絡(luò)中。這意味著5G時代,上網(wǎng)的概念會徹底被忘記,聯(lián)網(wǎng)才是常態(tài),而大量的科技產(chǎn)品,永遠會聯(lián)上網(wǎng)絡(luò),提供各種有價值的數(shù)據(jù),成為智能互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。
大熊課堂第二彈:5G時代離我們還有多遠?
第一代移動通信,我國1987年部署,比世界主流晚了8年。
2G,1995年我國開始建設(shè)2G網(wǎng)絡(luò),較歐洲晚了4年。
2009年,中國第一個3G網(wǎng)絡(luò)開通,比世界上第一個3G網(wǎng)絡(luò)開通晚了8年。
2013年中國4G牌照發(fā)放,比全球第一個4G網(wǎng)絡(luò)晚了約3年。
總結(jié)一下,也就是:2G火了15年;3G火了6年,也湊合了,而國家留給4G的時間最長5年而已。
5G商用時間基本上可以劃分為:第一階段,到2015年底完成宏觀描述;第二階段是2016年到2017年底的技術(shù)準(zhǔn)備階段;第三階段,從2017年底開始,各國和國際組織可向ITU提交候選技術(shù),并力爭達成一致,2020年底ITU將發(fā)布正式的5G標(biāo)準(zhǔn),并進入商用。
5G在中國,已經(jīng)不再是一個未來時的概念,它已經(jīng)成為一個進行時的現(xiàn)實。我國5G推進組今年6月1日在第一屆全球5G大會上正式發(fā)布了《5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計》白皮書,這體現(xiàn)了我國5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究的最新成果,這意味著我國從5G概念的研究已經(jīng)進入實質(zhì)推進階段--5G真的要來了。
大熊課堂第三彈:5G與無人機不得不說的那些事
清晨醒來,臥室的燈和空調(diào)自動開啟。小明來到衛(wèi)生間,洗臉?biāo)炎詣诱{(diào)至適中的溫度,數(shù)碼牙刷記錄并上傳小明牙齒以及口腔的實時數(shù)據(jù);戴上眼鏡,妻子帶著孩子正在上學(xué)的路上,通過眼鏡片上的虛擬現(xiàn)實顯示,孩子向小明揮手說早安。小明吃過早餐,眨了幾下眼睛,汽車帶著小明自動行駛在馬路上,小明在車上開啟了視頻會議……
摩爾定律告訴我們,當(dāng)價格不變時,集成電路上可容納的元器件的數(shù)目,約每隔18-24個月便會增加一倍,性能也將提升一倍。受益于摩爾定律,5G時代將實現(xiàn)通信與計算技術(shù)前所未有的高度融合,這也就意味著作為智能產(chǎn)品之一的無人機,也必將發(fā)生革命性改變。
救援效率提高:5G時代主要會應(yīng)用于急救服務(wù),這也是無人機蜂窩連接最可能的應(yīng)用例子。當(dāng)下,我們已經(jīng)能夠?qū)o人機應(yīng)用于地震、洪水、泥石流、火災(zāi)等搶險救援工作中,低延遲的改進,將提升救援反應(yīng)速度,加快工作效率,挽救更多的生命。
避障技術(shù)升級:實質(zhì)上,5G對移動互聯(lián)網(wǎng)的顛覆也是逐步演進的過程,它還將催生出無數(shù)新應(yīng)用、新模式,產(chǎn)業(yè)。時速100公里的汽車,在5G網(wǎng)絡(luò)條件下從發(fā)現(xiàn)障礙到啟動制動系統(tǒng)需要移動的距離將縮短到2.8厘米。據(jù)此可證,在5G技術(shù)的推進下無人機壁障的反應(yīng)速度將大幅度提升。
實現(xiàn)實時共享:消費級無人機的一個熱點就是自拍功能,很多人喜歡在網(wǎng)絡(luò)社交平臺分享自己的生活。而5G將比4G快10到100倍,更快的速度也將提升網(wǎng)絡(luò)的容量,可以容納更多的用戶在同一時間登錄網(wǎng)絡(luò),將來大家在網(wǎng)上實時共享無人機拍攝的全景視頻內(nèi)容將更加便捷。
智能自動技術(shù):我們目前使用的4G網(wǎng)絡(luò),端到端時延的極限是50毫秒左右,還很難實現(xiàn)遠程實時控制,但如果在5G時代,端到端的時延只需要1毫秒,足以滿足智能自動乃至無人駕駛的要求;現(xiàn)在的4G網(wǎng)絡(luò),并不支持這樣海量的設(shè)備同時連接網(wǎng)絡(luò),它只支持?jǐn)?shù)量不多的手機接入,而在5G時代,1平方公里內(nèi)甚至可以同時有100萬個網(wǎng)絡(luò)連接,它們大多都是各種設(shè)備,獲知道行駛環(huán)境,提供信息,分析實時數(shù)據(jù)、智能預(yù)測路況航線等。
虛擬現(xiàn)實換代:各種體感需要極速網(wǎng)絡(luò)傳輸,VR與無人機結(jié)合發(fā)展已經(jīng)成為不可逆轉(zhuǎn)的主流。當(dāng)你戴上VR頭盔后,你便進入了一個虛擬的世界,在這個世界,你可以與他人進行互動,游戲甚至擊掌。有了5G,用戶之間的相互協(xié)作將迎來新的時代。相同物理位置的兩人將可以實現(xiàn)相互合作。各種體感功能需要極速網(wǎng)絡(luò)傳輸,才能加強虛擬現(xiàn)實,網(wǎng)絡(luò)天生就是管道。
5G將是一個全新的無線時代,為人類數(shù)字生活帶來無限的想象空間,甚至,它將為整個世界增加一個新的維度!
但是說到這里,激昂慷慨的同時不能不澆大家一盆冷水了。無人機要想搭上5G時代的順風(fēng)車,需要面對的挑戰(zhàn)也是蠻大的。
技術(shù)升級障礙:據(jù)外媒報道,ProjectLoon團隊有一項新的名為ProjectSkybender的秘密計劃:通過太陽能無人機帶來5G技術(shù)。該技術(shù)依托毫米波,它比LTE快40倍,最重要的是能獲得新的網(wǎng)絡(luò)光譜!問題是毫米波的傳輸在一段距離后就會消失,目前還不能達到手機的接收范圍,谷歌正在努力克服這一困難,而此前其另一團隊的研發(fā)任務(wù)幾年都沒有實質(zhì)性進展。這只是無人機需要突破的技術(shù)難關(guān)之一,想要技術(shù)升級換代,任重而道遠。
標(biāo)準(zhǔn)化難統(tǒng)一:業(yè)界對5G尚無一個確切的標(biāo)準(zhǔn),那么證明該無人機原型是否5G也并不沒有一個明確的規(guī)范。一般情況下,一代移動通信走向商用需經(jīng)歷需求分析、頻譜戰(zhàn)略研究、關(guān)鍵技術(shù)研究、技術(shù)評估、標(biāo)準(zhǔn)化制定、試驗網(wǎng)建設(shè)、商業(yè)部署等一系列流程,而不是簡單的現(xiàn)網(wǎng)升級改造。與此同時,無人機本身的標(biāo)準(zhǔn)化問題還沒有解決,兩方面的發(fā)展都還是一個摸索的過程,如何結(jié)合,如何共同前行,就是個讓人頭疼的問題了。
“墨子號”發(fā)射升空資料/圖來源網(wǎng)絡(luò)
如何與量子結(jié)合:昨天凌晨1時40分,我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用長二丁運載火箭,成功將世界首顆量子通訊實驗衛(wèi)星“墨子號”發(fā)射升空。這是我國在世界上首次進行衛(wèi)星和地面之間的量子通訊的科技實驗,有利于加快構(gòu)建天地一體化量子保密通信與科學(xué)實驗體系。
被譽為無人機發(fā)展關(guān)鍵技術(shù)之一的通信系統(tǒng),怎么能在5G時代保證通信安全,也是我們該認(rèn)真思考的一點。類似于控制系統(tǒng)、交互技術(shù),無人機可能需要防火墻,這使得它們沒辦法被劫持。如果未來的量子通信工程應(yīng)用,以及量子通信產(chǎn)業(yè)化推進,在2025年前后,講率先構(gòu)建起全球首座由中國主導(dǎo)的“量子星群”。到那時,借助“量子星群”之魔力,可以有效保證通信安全,所以如何推進5G時代與量子技術(shù)的結(jié)合,共同助力無人機產(chǎn)業(yè),乃至科技行業(yè)的發(fā)展,也不容忽視。
科技創(chuàng)新就是一場革命,5G時代已經(jīng)前來敲門,究竟無人機行業(yè)受其影響將會怎樣前行,還要時間給出答案。
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