移動通信技術從模擬時代起源，經過40多年從1G（1代）到4G（4代）的發展，在經歷了數字時代、數據時代后，正在邁入萬物互聯的5G時代。移動通信網絡已覆蓋了全球區域，與互聯網交相呼應，構成了全球一體化的連接生態，促成了多方位的互聯互通。特別是勢如破竹的5G技術，將依靠其增強移動帶寬、高可靠低時延、支持海量物聯等特性，為不同行業的創新發展賦予新動能。

全國政協委員、中國聯通研究院院長張云勇就移動通信技術如何助推無人機產業的發展，以及對產業帶來的影響進行解讀。

人類對于無人駕駛飛行器（以下簡稱無人機）技術的探索可追溯到20世紀初，最初的研究主要面向軍事需求。20世紀90年代起，無人機開始滲入到民用領域，經過近30年的發展，全球民用無人機產業規模已突破100億美元，逐漸成為低空經濟的引領力量，并以科技創新的形式融入到經濟發展之中。但是，當前民用無人機市場依然面臨著測控方式受限、飛機監管不易等應用難點。為克服相關障礙，可思考引入移動通信技術，特別是全球關注、競爭激烈的5G技術。

早在1903年，美國發明家萊特兄弟成功試飛了歷史上首架載人飛機，開啟了人類研制各類飛行器，翱翔并探索天際的時代，由此帶動了人類對于無人駕駛飛行器（以下簡稱無人機）相關技術的研究。1917年前后，最早的無人機原型問世，其用途是作為訓練靶機，參與軍事化演練。隨著材料工程、能源燃料、飛控導航、計算科學、信息通信等技術的發展，無人機的功能不斷豐富，性能不斷提升，從單一的飛行器逐漸演化成包含飛行平臺、任務載荷、數據鏈路、處理中心等模塊的綜合無人系統。同時無人機本身也細分為多旋翼、固定翼、復合翼等多種機型，續航、載重等性能也大幅提升。無人機的功能邊界隨之拓展，從單純的軍事應用延伸至更為廣闊的民用場景。

20世紀90年代起，無人機開始逐步進軍民用領域，并依托其適用范圍廣泛，運維方式簡易，娛樂屬性突出，成本相對低廉，危險作業替代等特點受到普通用戶以及眾多行業的青睞。

經過近30年的演進，全球民用無人機產業取得了長足的進步，產業規模已突破100億美元。世界范圍內，消費級無人機的年出貨量已超越百萬量級，工業級無人機也正逐步成為能源、環境、安防等領域的重要工具。民用無人機產業已成為低空經濟的重要引領力量之一，與人工智能技術相互交融，催生出新的經濟發展模式。

移動通信技術從模擬時代起源，經過40多年從1G（1代）到4G（4代）的發展，在經歷了數字時代、數據時代后，正在邁入萬物互聯的5G時代。移動通信網絡已覆蓋了全球區域，與互聯網交相呼應，構成了全球一體化的連接生態，促成了多方位的互聯互通。特別是勢如破竹的5G技術，將依靠其增強移動帶寬、高可靠低時延、支持海量物聯等特性，為不同行業的創新發展賦予新動能。移動通信技術可從網絡測控、飛行監管等維度賦能無人機產業，并與人工智能、大數據、云計算等先進技術相互結合，驅動低空物聯網的智能生態發展。

01

移動通信與無人機測控

無人機系統作為國家先進科技水平的綜合體現，涉及眾多學科。如果寬泛分類考慮，這些學科為無人機產業提供了兩大類關鍵性技術，分別是航空技術以及信息技術。航空技術與信息技術的融合催生了無人機產業的興起和發展。其中，航空技術在飛機制造、動力能源、飛控導航等方面深刻影響著無人機產業，而信息技術又在網絡測控、數據處理等方面為無人機產業提供了有力的支撐。作為信息技術的重要分支，移動通信技術可通過強大的連接功能支撐無人系統的網絡測控。對于目前的無人系統而言，尤其是對于工業級無人機市場，傳統的飛行測控方式一般可分為兩類：專用測控站方式以及通信衛星方式。

專用測控站方式主要通過手持遙控器、便攜控制站、車載站、固定站等各類專用控制站，對無人機實施點對點測控，這種測控方式存在的缺點主要在于接力建站成本較高、后期運行維護不易，頻率資源相對緊張、多機協同實現困難。同時最為棘手的問題是控制范圍受限，無人機在單站測控范圍內的飛行距離較短，無法實現高性價比的中長距離、超視距飛行測控。

通信衛星方式能夠支持無人機執行較長距離的飛行任務，但是利用衛星通信對無人機自身性能要求較高，專用伺服天線往往體量較大，導致普通無人機無法承載，應用成本隨之攀升。

移動通信技術能夠有效解決以上問題，各類無人機可裝載并適配移動通信芯片模組，升級為真正意義上的網聯無人機。基于移動通信網絡優化改造的低空測控走廊，可為網聯無人機中長距離、超視距飛行提供通信鏈路保障，覆蓋高度可至3000米范圍，距離延伸可達千公里以上。無人機飛行過程中的部分控制指令（油門、載荷的調節等）、遙測參數（坐標、方位信息等）、業務數據（采集的高清視頻等）可通過4G或5G網絡實時可靠地傳輸至指揮中心或數據平臺，從而有效覆蓋無人機飛行測控的全流程。同時，由于移動通信網絡的建設與運營由電信運營商承擔，無人機應用企業可避免網絡建設和維護等工作，從而大幅節省應用成本。

更值得重點說明的是，無人機產業將是全面鋪展開來的5G移動通信技術的重要應用場景。這首先體現于5G的增強移動帶寬特性展示出的強大數據吞吐能力，從而支撐無人機采集的4K高清視頻等數據的實時傳輸。其次，利用5G邊緣計算技術與云端平臺的有效協同，可使無人機飛行測控時延控制在10毫秒量級，這滿足了遠程操控無人機飛行的性能需求，展示出高可靠低時延的特性。再者，5G的Massive 3D MIMO、高增益、自適應、多波束等特點能夠有效實現目標快速跟蹤和干擾抑制，從而不斷提升無人機飛行測控的可靠性。因此，以5G為引領的移動通信技術將為無人機測控提供環境支撐，驅動無人機產業的創新發展。

02

移動通信與無人機監管

隨著消費級無人機數量的增加，以及各行各業對于工業級無人機應用需求的增多，無人機的科學監管是值得深入研究的課題。2018年年初至今，國家空管部門發布了包括《無人駕駛航空器飛行管理暫行條例》等在內的一系列文件，用于指導和規范我國無人機飛行及相關活動，其核心目的是為了維護國家安全、公共安全、飛行安全，促進行業健康可持續發展。

對無人機進行科學監管，需要遵循三個重要原則——“可觀測、可規避、可控制”。“可觀測”是指利用各種探測技術對空中目標進行探測，確保無遺漏。“可規避”是指無人機應逐級具備感知交互、主動規避的能力。“可控制”主要是指對于某些任務不明、行蹤不定的無人機，可實現第三方控制手段。

移動通信及相關技術可遵照以上原則，實施對無人機的科學監管。依靠移動通信網絡飛行的無人機需根據規定實時上報飛行計劃、提供相關參數等數據信息，這為利用移動通信技術對無人機飛行做到“可觀測”提供了途徑。

5G的海量物聯特性可與人工智能技術相互結合，布局萬物智聯的互聯生態，從而達到支撐“可規避”原則的目的，為無人機實現智能交互、協調飛行創造基礎環境。同時，對于“可控制”原則而言，依托移動通信網絡部署的云系統，以及利用5G邊緣計算建立的管控平臺，可形成云網協同、邊中結合的無人機管控體系，創建“既保暢飛、又防黑飛”的空域管理模式。

03

“互聯網+無人機”創新應用

移動通信技術與無人機產業的深入融合，將進一步優化“互聯網+無人機”的產業生態，衍生更多基于網聯無人機的創新應用場景。

例如，5G移動通信將為無人機的飛行測控提供強大的技術支撐，使得無人機飛行測控從局域對講擴展為廣域互通，這將對能源、環保、物流等領域產生較大影響。石油、燃氣、電力等行業可利用裝載光電設備的網聯無人機完成日常巡線巡檢工作，與人工巡線相比，此方式可極大提升工作效率，特別對地形復雜、環境惡劣的地區而言，可極大降低作業風險，擴大作業范圍。在水域環境監測領域，網聯無人機可充分發揮其覆蓋區域廣闊的優勢，實現千余公里河流狀況的巡查，為污染防治、生態保護提供智能化的監測模式。同樣，網聯無人機也可針對物流行業開辟快速運輸航線，促成急件速達服務。網聯無人機的應用場景可進一步擴展到森林防火、安防安檢、交通巡查等眾多領域，從而推動無人機產業的創新發展。

以移動通信技術為基礎，結合科學管理，可建立網聯無人機飛行的 “網格化”模式。“網格化”飛行是指在特定區域內，由固定數量的無人機執行飛行任務，采集數據信息，生成數據切片或數據集合，分發給需求行業的各類應用場景。尤其值得指出的是，無人機飛行采集的龐大數據集合，將為以數據驅動為核心的人工智能技術的研發與應用輸送源源不斷的數據能源，從而促進無人機產業向智能化方向發展。

因此，移動通信技術與無人機產業的融合，將打造“互聯網+無人機”智慧產業的生態體系。

2019年5月，國家民航局空管行業管理辦公室針對民用無人駕駛航空器發布了《促進民用無人駕駛航空發展的指導意見（征求意見稿）》，明確指出要面向無人駕駛航空應用，重點研究分布式、全自主、集群化等先進運行模態的配套技術，其中強調了5G移動通信的支撐。

移動通信技術將成為無人機功能進一步拓展、各方性能不斷提升的重要驅動力，并以不畏浮云遮望眼的氣度，助推無人機產業的蓬勃發展。

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