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5G網(wǎng)絡將為生活帶來極大便利
近日，國際無人系統(tǒng)協(xié)會《無人系統(tǒng)》雜志刊文稱，第5代無線電通信技術（以下簡稱5G技術）正加速無人機的互聯(lián)互通和實際運用，未來數(shù)據(jù)傳輸速度可達每秒10GB，無人機可實時共享航拍視頻和其他數(shù)據(jù)，在高速飛行中仍可保持互聯(lián)互通，可遠程完成智能化、自動化部署任務，支持每平方千米內多達百萬臺設備連通，滿足物聯(lián)網(wǎng)時代地面、空中移動設備的應用需求。盡管美國無線通信運營商穩(wěn)步推進5G網(wǎng)絡建設，但當前美國5G技術推動無人機系統(tǒng)應用發(fā)展面臨無線通信頻譜帶寬限制、無人機飛行活動受限等挑戰(zhàn)。
無人機互聯(lián)互通暫未成型
美國無線通信領域和無人航空系統(tǒng)領域通過“領域內企業(yè)自主研發(fā)技術、領域間大型企業(yè)兼并合作”的模式推進融合發(fā)展。例如，美國Skyward公司是一家可提供無人機商業(yè)服務活動的公司，2017年4月該公司被美國最大的無線電信公司威瑞森公司收購，此舉被認為是無線通信巨頭將商業(yè)無人機用戶作為進入新興市場的先行舉措。Skyward公司高層也表示，通信網(wǎng)絡是未來無人機系統(tǒng)發(fā)展的關鍵要素之一。特別是在城市環(huán)境中，無人機要在飛行中完成數(shù)據(jù)搜集和分發(fā)，必須成為互聯(lián)互通的網(wǎng)絡節(jié)點。
然而，無人機接入互聯(lián)網(wǎng)是一個全新課題。2018年美國Skyward公司發(fā)布的行業(yè)報告顯示，美國10%的大公司都在使用無人機。盡管當時4G網(wǎng)絡已廣泛應用，卻沒有一架無人機接入無線網(wǎng)絡。其原因有兩點，一是美國法規(guī)禁止無人機飛出控制員視距外，導致人們忽視無人機接入網(wǎng)絡的好處。二是考慮到會增加無人機重量并消耗能源，無人機上配備的需接入互聯(lián)網(wǎng)的應用程序模塊極少。
如今，隨著5G技術發(fā)展，5G網(wǎng)絡能夠從根本上提升互聯(lián)設備的能耗效率。業(yè)內人士認為，無人機接入網(wǎng)絡會減少機上攜帶互聯(lián)設備和其他應用模塊，尤其當大多數(shù)程序可通過網(wǎng)絡運行時，無人機可不必加載計算模塊。此舉將大大減輕機上載荷重量，延長飛行時間，這對無人機來說非常重要。
頻譜帶寬限制短時難以化解
美國在利用中頻譜無線電波方面落后于其他國家，這對發(fā)揮5G技術潛能造成一定限制。目前，美國國內網(wǎng)絡主要依靠低、高頻帶無線電波傳輸，中頻帶頻率主要用于商用衛(wèi)星通信。美國業(yè)界希望更多利用中頻帶頻率，并提出所需中頻帶頻譜翻倍等要求。中頻帶為何如此特殊，又為何受限？
高頻帶頻譜的波長為毫米波，可傳輸大量數(shù)據(jù)，但傳輸距離近，且難以穿透樹木，建筑物等障礙物。另外，高頻帶頻譜在靠近5G信源的連接設備之間可很好地發(fā)揮作用，但信號強度隨著與5G節(jié)點間距離增加而減弱。低頻帶波長具有更好的傳播性，可遠距離傳輸，但無法承載大量數(shù)據(jù)。相比之下，中頻帶頻譜無論是頻譜寬度和覆蓋范圍，還是波長容量和傳輸率，均優(yōu)于前兩者，被業(yè)界稱為5G網(wǎng)絡的“最佳傳輸帶”。今年美國政府批準給予更多的中頻帶頻譜，但仍未滿足實際需求。目前美國各大無線通信公司在現(xiàn)有條件下不斷推進5G網(wǎng)絡建設，推動與無人機系統(tǒng)融合發(fā)展。
來源：中國國防報 作者：成高帥 權樂
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