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無人機(jī)整機(jī)
無人機(jī)配件
無人機(jī)服務(wù)
設(shè)備與工具第五代移動(dòng)通信（5G）帶來了更多的用戶場(chǎng)景，這些場(chǎng)景往往對(duì)用戶體驗(yàn)質(zhì)量有著更高的要求，即更大的信息容量，更高的數(shù)據(jù)速率，更低的延遲以及更靈活、可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)（IoT）就是5G概念的用例之一，它是智慧地球的基礎(chǔ)架構(gòu)，但地面網(wǎng)絡(luò)的局限性阻礙了物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和服務(wù)的部署。此前的觀念中，提到對(duì)地基網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)充，人們第一反應(yīng)為“天基網(wǎng)絡(luò)”。事實(shí)上，在萬物互聯(lián)層面，意大利有學(xué)者提出了更進(jìn)一步的解決方案，即衛(wèi)星、無人機(jī)與5G地面網(wǎng)的集成。
圖1：遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)商業(yè)解決方案架構(gòu)（圖標(biāo)來自Noun項(xiàng)目網(wǎng)站）
物聯(lián)網(wǎng)是指無線連接的大量設(shè)備和傳感器之間的數(shù)據(jù)交換，而不會(huì)受到人為干擾。它可以用于各種領(lǐng)域，例如智能計(jì)量、智能建筑和環(huán)境監(jiān)控。全球已安裝的物聯(lián)網(wǎng)連接設(shè)備數(shù)量已從2015年的154.1億增長到2018年的231.4億，并在2025年有望達(dá)到754.4億。
在討論衛(wèi)星、無人機(jī)與5G地面網(wǎng)的集成方式之前，首先需要明確的是遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)模式。如圖1所示，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備通過作用于數(shù)據(jù)鏈路和直接封裝物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序數(shù)據(jù)的物理層的技術(shù)，將其數(shù)據(jù)傳輸?shù)狡放贫x（例：LoRa、SigFox或Ingenu）的網(wǎng)關(guān)。所有涉及的協(xié)議都是經(jīng)過嚴(yán)格品牌定義的，每個(gè)網(wǎng)關(guān)都是協(xié)議轉(zhuǎn)換器，將私有IoT應(yīng)用程序封裝到Internet協(xié)議棧中，以傳送到物聯(lián)網(wǎng)云。其中品牌定義的服務(wù)器會(huì)將應(yīng)用程序?qū)訌腎oT應(yīng)用程序轉(zhuǎn)換為對(duì)于終端用戶適合的Internet應(yīng)用程序協(xié)議（例如HTTP）。
圖2：物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備-無人機(jī)-衛(wèi)星和5G架構(gòu)
無人機(jī)、衛(wèi)星與5G地面網(wǎng)絡(luò)之間的集成（以支持IoT用例為目的）可以應(yīng)用于多種場(chǎng)景，并帶來多種益處，這取決于“非地面對(duì)象”的作用。如圖2所示，在沒有其他通信基礎(chǔ)設(shè)施的情況下，為了通過IoT設(shè)備收集和轉(zhuǎn)發(fā)生成的數(shù)據(jù)，無人機(jī)和衛(wèi)星可用于5G應(yīng)用場(chǎng)景。無人機(jī)可以幫助擴(kuò)展商業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，例如作為移動(dòng)訪問點(diǎn)，其位置和移動(dòng)路徑就可以得到正確的設(shè)置和動(dòng)態(tài)調(diào)整。
當(dāng)然，這類復(fù)雜的集成技術(shù)也無可避免的面臨著許多挑戰(zhàn)。譬如在路由技術(shù)方面，5G-UE包含5G通信的用戶端點(diǎn)，即5G CN無法看到鏈接到無人機(jī)的多個(gè)IoT設(shè)備。必須在無人機(jī)上實(shí)施適當(dāng)?shù)臋C(jī)制，以允許它們正確分配發(fā)往IoT設(shè)備的數(shù)據(jù)（命令、請(qǐng)求等）；在移交技術(shù)方面，無人機(jī)是通過遵循預(yù)定的路徑來更改其位置，但若衛(wèi)星是非對(duì)地靜止衛(wèi)星，它們的信號(hào)并不總是覆蓋固定區(qū)域，這就意味著IoT設(shè)備無法始終鏈接到同一無人機(jī)，并且無人機(jī)也無法恒定鏈接衛(wèi)星，在這些不同種類的切換事件期間，需要適當(dāng)?shù)那袚Q機(jī)制來管理正在進(jìn)行的通信；在長期存儲(chǔ)技術(shù)方面，由于無人機(jī)和衛(wèi)星之間，或衛(wèi)星與衛(wèi)星網(wǎng)關(guān)間鏈路的不可預(yù)測(cè)故障，無人機(jī)可能會(huì)暫時(shí)與5G CN斷開連接，這將帶來通信的衰減甚至中斷。
因此，對(duì)于這類物聯(lián)網(wǎng)集成的設(shè)想，還存在許多有待解決的問題，或許通過數(shù)學(xué)分析和數(shù)值模擬，這項(xiàng)研究將會(huì)取得下一步進(jìn)展。
想要進(jìn)一步了解無人機(jī)和物聯(lián)網(wǎng)的不同用例以及衛(wèi)星在物聯(lián)網(wǎng)中的作用，請(qǐng)?jiān)诤笈_(tái)回復(fù)關(guān)鍵詞“無人機(jī)”，即可獲得完整版英文研究報(bào)告。
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