隨著無人機的發明，現今已協助改善人們許多生活不便之處；而5G世代的屆臨更成為其技術躍升的關鍵之一。有了智慧平台以及蜂巢式網路的導入，使得無人機如虎添翼，得以突破既有限制，不但深入改變危機處理模式，更使人們的安全更有保障。
無人駕駛航空器(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)簡稱為無人機，其全球市場在過去十年中大幅成長，現在已經成為商業、政府和消費應用的重要工具。無人機能夠支援諸多領域的解決方案，可以廣泛應用於建築、石油、天然氣、能源、公用事業和農業等領域。在通訊技術飛速發展的加持下，無人機應用正在以蓬勃的發展之勢在各個領域內發光發熱。
在通訊產業發展的20年中，從以語音為主的2G時代，發展到以資料為主的3G和4G時代，目前正在步入萬物互聯的5G時代。行動網路在繼續豐富人們的溝通和生活的同時，也向全產業數位化轉型提供能力，提高各產業的運作效率和服務品質。5G以全新的網路架構，提供10Gbps以上的頻寬、毫秒級延遲、較高密度連接，實現網路性能新的躍升。根據2018年世界無人機大會的預測，未來5年全球產業無人機產業將持續蓬勃發展，到2022年市場總值將達到150億美元。
無人機結合5G突破人力限制
有業者如芯訊通(SIMCom)和中國移動(成都)產業研究日前共同推出哈勃一號5G通訊模組的無人機，為疫情期間在巡檢、保全、救援中的應用之一。無人機在本次防疫過程中代替人力在第一時間到達現場，迅速展開作業，最大程度保護監督人員，有效阻隔病毒的傳染，並且利用高解析度影片傳輸設備和技術，快速將現場的視/音訊資訊傳回傳給地面設備指揮中心，供指揮者進行評估和決策；同時追蹤事件的發展態勢，幫助指揮中心實施不間斷指揮處理。無人機5G通訊模組結合中國移動中移淩雲(Link-cloud)無人機管理平台的遠距調度和影片接入，可清晰快速傳回畫面，讓指揮者清楚看到地面的即時情況，進而進行戰略部署。在公共安全作業中，無人機典型網路需求包括即時影片傳輸(多路徑)、飛行狀態監控、遠距操控以及網路定位。無人機以成本低、靈活性強、安全性高、受自然環境及地形影響較小、視角更佳等特點，越來越廣泛地應用於巡檢、保全、救援等領域(圖1)。
圖1 5G無人機保全系統示意圖
無人機是利用無線遙控和程式控制的不載人飛機，它涉及感測器技術、通訊技術、資訊處理技術、智慧控制技術以及航空動力推進等技術，是資訊時代高技術含量的產物。無人機價值在於形成空中平台，結合其他部件擴展應用，代替人類完成空中作業。而5G網路則賦予無人機更加強大的功能，即時高解析度影像傳遞、遠距低延遲控制、常時聯網等重要能力，全球將形成一個數以千萬計的無人機智慧型網路，7×24小時不間斷提供空拍、送貨、探勘等各種各樣的個人及產業服務，進而構成一個全新的、豐富多彩的「網聯天空」。
無人機串聯多方共促公共安全
無人機在公共安全監控市場需求巨大。根據預測，美國公共安全領域的無人機約占商業無人機總量的10%，預計到2020年市場規模約為51億元；按照中美未來公共安全支出比例估算，保守預計2020年中國國內公共安全市場空間約70億元。而無人機因為零人員傷亡、惡劣環境作業、強機動性、易操作等突出優點，使其成為公共安全監控領域的新星，市場潛力巨大。透過智慧無人機飛行平台以及5G蜂巢式網路能力的有效引入，促進了傳統保全產業轉型，以及多場景保全能力的智慧升級，將作為一種新型的保全解決方案模式，進而得到更加廣泛的應用、促進傳統保全服務商的智慧升級，以帶動整個產業的發展。
結合5G智慧應用無人機推進巡線效率
未來隨著無人機續航能力的增強，以及5G通訊模組的成熟，結合邊緣運算和人工智慧(AI)的應用，5G統整承載無人機飛控、影像、影片等資訊將成為可能。無人機與控制台皆與鄰近的5G基地台連接，在5G基地台側部署邊緣運算服務，實現影片、圖片、控制資訊的本地卸載，直接回傳至控制台，保障通訊延遲在毫秒等級，通訊頻寬在10Mbps以上。同時還可利用5G高速行動切換的特性，使無人機在相鄰基地台快速切換時保障任務的連續性，進而擴大巡線範圍到數公里範圍外，大幅提升巡線效率。
在巡檢、保全及救援場景中，無人機需要具有優良的飛行穩定性、較快的反應能力、不間斷進行現場即時追蹤，同時可以即時回傳高解析度影片，用於人眼或電腦AI的識別分析。具體來說，無人機此類任務的典型網路需求包括即時影片傳輸(多路徑)、飛行狀態監控、遠距操控以及網路定位。
在傳輸速率方面，以往保全任務通常使用1080P影片即時傳輸，隨著保全任務對影片解析度要求的逐漸提升，需要實現4K、8K高解析度影片的即時傳輸，對5G網路提出上行30~120Mbps的傳輸速率需求及延遲方面，在未來遠距操控延遲要求100ms以下，對應的無線網路側延遲要求約為20ms，對未來網路建設能力提出更高要求。
5G網路的大頻寬、低延遲即時影片流回傳至控制中心，融合AI深度學習能力快速分析影片，實現多手段的目標鎖定及即時追蹤監控，控制中心能透過5G網路向無人機飛行控制系統發送控制指令，大幅提升傳統無人機用於保全場景的效率，可達到全方位無死角的保全布控。
(本文由芯訊通提供，部分資料引用於《IMT-2020(5G)推進組5G無人機應用白皮書》)