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[资料] 5G泛低空网络部署与服务运营白皮书

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发表于 2021-6-17 14:06:35 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 广东省深圳市
随着民用无人机技术的迅猛发展并成熟,无人机应用逐渐从视距应用扩展到超视距,从消费领域扩展到巡检、农业、物流、安防、森林火灾监测、环境监测、安全和边境监控等多个行业领域,随着低空无人机交通管理技术的成熟与政策标准的完善,预计会给产业界带来七到十倍的商业机会。然而,部署大量的无人机会对地面设施、公共安全、空中有人飞行器等造成影响,亟需建立低空无人机网络。根据中国民航局2019年第一季度无人机云平台统计数据,飞行高度在300m以下的无人机占据95%,因此本白皮书从此类实际需求出发,重点介绍低空无人机网络部署与服务运营,进一步梳理归纳行业应用对低空通信性能的需求,评估基于5G通信网络对低空空域的覆盖能力,在此基础上保证无人机可靠联网、有序飞行,促进无人机行业的健康发展。

1、市场发展需求
民用无人机市场是近几年快速发展的新兴产业,2017年《工业和信息化部关于促进和规范民用无人机制造业发展的指导意见》发布,提出到2020年,民用无人机产业产值达到600亿元,年均增速40%以上;到2025年,民用无人机产业产值达到1800亿元,年均增速25%以上。

随着民用无人机尤其是工业无人机的发展,行业应用对无人机数据链提出了越来越高的要求。根据对无人机6个典型行业应用的调查发现,行业普遍对通信链路的诉求是:低空300m无缝覆盖、上行传输带宽15-60Mbps、飞行控制时延10ms;
1.jpg
纵观现有的低空无人机通信链路技术,从6大方面对无人机的数据链通信技术进行对比,可以看出基于移动网络具有明显优势,尤其是5G网络采用MassiveMIMO技术,具有大带宽、低时延、高可靠、大连接特点,将成为无人机数据传输链路新的解决方案。

2、网络挑战分析
传统的移动通信网络,目的是满足人与人的通信诉求,移动基站的天线朝向地面,因此空中覆盖不足,无法满足低空无人机通信的诉求,对网络的挑战主要表现在:
1)同时满足地面与低空网络覆盖的“低成本”网络建设方案
对于无人机物流、巡检等应用,虽然有固定的线路,但仍然需要一张线状、连续的广域覆盖网络,新建无人机专网投资太大,因此需要建网成本低、不影响地面通信的网络建设方案。
2)干扰问题
由于无线信号在空中沿LOS径传播,无遮挡,存在大量越区覆盖,无人机在空中会收到大量邻区信号,导致下行平均SINR下降到0dB以下,如下图示:
2.jpg
无人机上行到周围多个基站都是LOS径,无人机终端上行业务会干扰周边邻区的地面用户上行性能,邻区越多,干扰的范围越大。
3)切换问题
普通城区站间距一般500m,测试发现空中300m可以收到2.5km以外基站的信号,无人机飞行过程中,杂乱的小区信号导致频繁发生切换,切换到较远基站的小区时,将发生通信断链,LTE网络测试发现随着高度升高,重叠覆盖的小区数增多,掉线率升高。

3、5G泛低空网络部署解决方案
根据前面分析,大量业务需求集中在低空300m以下,因此接下来将围绕低空300m以下的通信解决方案进行阐述,5G泛低空网络部署解决方案体系如下,包括基础能力和增强能力两大部分。

网络侧部署解决方案
根据IMT2020发布的5G关键能力图,5G空口能力相对4G得到了极大提升:主要体现在上行速率提升至100Mbps,通信时延缩小到1ms,连接数量扩大到每平方公里100万个,可靠性达到5个9(99.999%)。然而,为了满足低空网络特殊的覆盖需求,仍然需要使用针对性的技术手段和部署方案,才能够提高低空网络覆盖质量。

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发表于 2021-6-28 11:13:37 | 显示全部楼层 来自 香港
5G比其他技术好在哪里?现在用WIFI不好吗
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发表于 2022-1-13 10:27:53 | 显示全部楼层 来自 广东省广州市
谢谢您的分享
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发表于 2022-8-18 21:19:01 | 显示全部楼层 来自 江苏省南京市
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