科技革命給人類社會帶來新的變革,移動通信技術(shù)經(jīng)過三十多年爆發(fā)式的增長,極大地改變了人們的工作、學習和生活方式,不僅推動了經(jīng)濟的增長,也對相關產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生了深遠影響,成為推動社會發(fā)展的最重要動力之一。20世紀80年代第一代移動通訊系統(tǒng)誕生,人類把移動通信變成可能,2G時代采用了數(shù)字調(diào)制技術(shù)把人們帶入了語音、短信和數(shù)據(jù)的全業(yè)務時代,而3G和4G則分別迎來了移動多媒體和移動互聯(lián)網(wǎng)的時代,更高的網(wǎng)絡速率滿足了人們?nèi)找嬖鲩L的圖片和視頻傳輸?shù)男枰?。歷代移動通信的發(fā)展,都以典型的技術(shù)特征為代表,同時誕生出新的業(yè)務和應用場景,而5G不再由某項業(yè)務能力或者某個典型技術(shù)特征所定義,而是一個多業(yè)務多技術(shù)融合的網(wǎng)絡,將人與人之間的通信擴展到萬物連接,打造全連接的數(shù)字化和智能化的社會。
5G將滿足超高速率、超低時延、高速移動、高能效和超高流量與連接數(shù)密度等多維能力指標,提供增強移動寬帶(eMBB)、海量機器類通信(mMTC)和超可靠低時延通信(uRLLC)三大場景的應用(5G三大應用場景)。eMBB(Enhance Mobile Broadband),增強移動寬帶,是指在現(xiàn)有的移動寬帶業(yè)務場景的基礎上,對于用戶體驗等性能的進一步提升,主要追求人與人之間極致的通信體驗。uRLLC(Ultra-Reliable and Low-Latency Communication)和mMTC(Massive Machine-Type Communication)主要是在垂直行業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)的應用探索,uRLLC,超可靠低時延通信,此種應用對于時延和可靠性的要求非常嚴格。例如工業(yè)自動化制造、遠程醫(yī)療手術(shù)、運輸安全、無人駕駛等,需要高可靠性且低時間延遲(毫秒級)的通訊應用。mMTC,海量機器類通信,該應用的特征在于連接大量元件設備,約每平方公里內(nèi)有100萬個裝置的機械間通訊需求,其發(fā)送數(shù)據(jù)量較低且對于傳輸延遲有較低需求,此外,連接的元件設備要求具備超低功耗和超長電池壽命。在未來,所有可能受益與互聯(lián)互通的對象均可通過無線互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)連接,因此未來連接設備的數(shù)量會快速增長,并且有望超過人類用戶設備的數(shù)量。此外,隨著越來越多的物體實現(xiàn)連接,使用物體連接能力的各類服務將開始出現(xiàn)。智能能源分配網(wǎng)系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、車對車和車對路基礎設施通信通常被視為物聯(lián)網(wǎng)進一步發(fā)展的潛在領域。
5G行業(yè)應用方向
增強移動寬帶業(yè)務將是5G早期的殺手應用,而基于虛擬現(xiàn)實(VR)、增強現(xiàn)實(AR)終端的移動沉浸式的業(yè)務正逐漸成為增強型移動寬帶業(yè)務發(fā)展的方向??梢灶A見,從4K/8K高清視頻到隨時隨地的移動漫游沉浸式體驗類業(yè)務,對通信管道的連接需求強勁,將成為5G的早期殺手應用,并驅(qū)動5G的快速發(fā)展。虛擬現(xiàn)實應用的典型場景如虛擬游戲、現(xiàn)場體育賽事轉(zhuǎn)播、遠程展示、遠程設備控制等。增強現(xiàn)實應用的典型場景如智能導航、導游、教育培訓等。通過移動漫游沉浸式體驗,人們可以在室內(nèi)或在行駛的途中,隨時隨地便利、自由和高效地觀看電影、體育直播或者進行游戲、購物以及遠程移動辦公。
5G中后期將通過uRLLC與mMTC兩大特性使能垂直行業(yè),未來空間廣闊,典型應用場景包括車聯(lián)網(wǎng)、智能制造、無線醫(yī)療和聯(lián)網(wǎng)無人機等。
車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)利用車車通信、車人通信和車網(wǎng)通信以及自動駕駛和大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)實現(xiàn)車輛、行人、路面基礎設施之間的感知互聯(lián),對于保障交通安全、提高城市交通運行效率、降低污染排放都具有重要意義。驅(qū)動汽車變革的關鍵技術(shù)——自動駕駛、編隊行駛、車輛生命周期維護、傳感器數(shù)據(jù)眾包等都需要安全、可靠、低延遲和高寬帶的連接,這些連接特性在高速公路和密集城市中至關重要,只有5G可以滿足這樣的嚴格的要求。5G網(wǎng)絡從標準化定義的初始階段,已經(jīng)把車聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的通信需求考慮在內(nèi),以面向未來的業(yè)務需求為中心進行網(wǎng)絡架構(gòu)的設計。借助于5G網(wǎng)絡的商用部署,自動駕駛有望在2025年進入市場推廣階段,實現(xiàn)利用技術(shù)創(chuàng)新來驅(qū)動人、車和環(huán)境的和諧統(tǒng)一的目標。
未來的制造業(yè)中,以容量、帶寬、存儲與數(shù)據(jù)處理能力更強大的通信基礎設施作為保障,越來越多的設備將逐漸取代人工干預,實現(xiàn)靈活的人機交互和智能控制。此外,制造業(yè)服務化的變革趨勢,將產(chǎn)品邊界延伸到產(chǎn)品附加的增值服務,需要建立起產(chǎn)品全生命周期的可連接、可控制的數(shù)據(jù)信息采集與傳輸,對隨時隨地的通信連接能力,可以更合理地調(diào)配和利用供應鏈資源,大幅提升生產(chǎn)效率。
無線醫(yī)療指借助移動網(wǎng)絡技術(shù)的應用,實現(xiàn)預防、咨詢、診療、康復、保健等全流程的醫(yī)療健康服務體系。未來將受益于5G網(wǎng)絡技術(shù)先進的連接能力、整合移動性與大數(shù)據(jù)分析的平臺能力,醫(yī)生將使用更多的技術(shù)手段實現(xiàn)對病人的實時監(jiān)測和遠程診治。病人也將通過5G網(wǎng)絡實現(xiàn)隨時隨地的可穿戴醫(yī)療、遠程監(jiān)控和診斷,方便快捷地傳輸個體健康體征數(shù)據(jù),輔助各項醫(yī)療診治項目的開展。健康監(jiān)測與診斷無處不在,提高醫(yī)療效率的同時,也降低了醫(yī)療服務的成本。
無人機能夠支持諸多領域的解決方案,可以廣泛應用于建筑、石油、天然氣、能源、公用事業(yè)和農(nóng)業(yè)等領域。接入低空移動通信網(wǎng)絡的網(wǎng)聯(lián)無人機,可以實現(xiàn)設備的監(jiān)視和管理、航線的規(guī)范、效率的提升,促進空域的合理利用,從而極大延展無人機的應用領域,產(chǎn)生巨大經(jīng)濟價值。基于5G為網(wǎng)聯(lián)無人機賦予的實時超高清圖傳、遠程低時延控制、永遠在線等重要能力,全球?qū)⑿纬梢粋€數(shù)以千萬計的無人機智能網(wǎng)絡,7×24小時不間斷地提供航拍、送貨、勘探等各種各樣的個人及行業(yè)服務,進而構(gòu)成一個全新的、豐富多彩的“網(wǎng)聯(lián)天空”。
5G在測繪行業(yè)的應用探索
聯(lián)網(wǎng)無人機可用于測繪業(yè)務應用,除了土地信息外,也包括氣候采集,如風速、天氣、溫度、濕度以及大氣壓力的數(shù)據(jù)實時觀測。高效、快捷的測繪可用于路徑規(guī)劃和精準作業(yè),即測即灑是未來植保無人機發(fā)展的方向。
無人機測繪領域中,通過無人機抓取數(shù)據(jù)制作實時實景地圖的技術(shù)方案,可以實現(xiàn)在不同的應用場景基于地圖的數(shù)據(jù)挖掘,在搶險、科研、教育、智慧農(nóng)業(yè)、智慧城市、勘察、場景巡檢等領域,提供強大的擴展空間,讓行業(yè)應用人員根據(jù)需求定制理想的飛行平臺。
無人機傾斜攝影技術(shù)的誕生,顛覆了傳統(tǒng)測繪的作業(yè)方式,該技術(shù)通過無人機低空多位鏡頭攝影獲取高清晰立體影像數(shù)據(jù),自動生成三維地理信息模型,快速實現(xiàn)地理信息的獲取,具有效率高、成本低、數(shù)據(jù)精確、操作靈活、側(cè)面信息可用等特點,滿足測繪行業(yè)的不同需求。極大有助于測繪行業(yè)內(nèi)、外的協(xié)同工作,解決了由于天氣等外因造成的工作延誤,把原來大量的業(yè)外工作轉(zhuǎn)變成業(yè)內(nèi)工作,極大地解放了測繪人員的勞動時間和減少勞動強度。
接入到5G網(wǎng)絡的網(wǎng)聯(lián)無人機可以毫秒級速度制作實景矢量地圖,相對傳統(tǒng)做一張地圖需要數(shù)天、數(shù)周甚至數(shù)月的更新時間,無人機完成了從地圖數(shù)據(jù)的抓取、傳輸、拼接、糾偏、上傳至云端更新最新地圖的完整流程,并提高了數(shù)百倍效率。
測繪場景下,除了典型的飛行狀態(tài)監(jiān)控、遠程操控以及網(wǎng)絡定位業(yè)務需求,在需要實時構(gòu)建測繪模型場景下,實時圖像傳輸、圖像處理需要5G網(wǎng)絡大寬帶的支持。
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