中国联通5G网联无人机白皮书.pdf

1 中国联通 5G 网联无人机白皮书 中国联合网络通信有限公司研究院 2 目 录 背景概述.31.1 低空经济发展趋势.31.2 无人机产业发展前景.31.3 传统无人机行业应用限制因素.51.4 发展 5G 网联无人机的必要性.65G 网联无人机典型应用.7 2.1 基本应用需求.72.2 农业植保.112.3 环保监察.122.4 水域巡查.132.5 能源巡检.152.7 公共安防.182.8 应急通信.192.9 娱乐直播.21中国联通 5G 无人机业务.233.1 整体体系架构.233.2 商用产品与服务.233.3 结语.27 3 背景概述 1.1 低空经济发展趋势1.1.1 低空经济现状 2016 年由国务院下发 关于促进通用航空业发展的指导意见中明确指出，真实高度-以下简称“真高”，在 3000 米以下的空域定义为低空空域。低空经济是以低空空域为依托，以无人机和通用航空产业为主导，涵盖低空作业、低空遥感、航空旅游、支线运输、通航服务、科研教育等众多行业的经济概念，是辐射带动效应强，产业链较长的综合型经济形态。近年，我国十分重视低空空域管理工作，并相继出台了一系列政策法规，积极推动低空空域集约化管理，使空域资源利用率得到显著提高，我国低空经济发展迎来重大机遇期。2021 年 2 月份，中共中央、国务院印发国家综合立体交通网规划纲要，纲要提出“发展交通运输平台经济、枢纽经济、通道经济、低空经济”，其中“低空经济”概念首次写入国家规划，具有标志性意义。1.1.2 低空智联网发展机遇 低空智联网是在低空空域融合运用网络化、数字化和智能化技术构建的数字服务体系，是发展低空飞行器行业应用最重要的基础设施，对打造低空数字经济新兴产业意义重大，在其有效串联下，低空经济将有望为我国经济社会转型发展提供新动能。无人机作为未来低空经济的引领力量，近年来在技术创新和产业发展方面势头迅猛。无人机行业应用已逐渐成为低空数字经济的重要组成，需要低空智联网来承载和管理。因此，构建 5G 低空网络飞行产业链既是贯彻新基建战略部署的具体举措，也是培育新兴产业的重要突破口。作为低空物联产业链的重要新形态，基于 5G 网络的飞行控制和通信将是未来民用无人机的主要通信服务方式，通信运营商应持续发力布局网联无人机的数字服务体系以及垂直行业应用等方面，特别是在垂直行业应用领域积极推动大带宽、低时延、高可靠的 5G 网络应用于民用无人机，稳步促进网联无人机业务发展。1.2 无人机产业发展前景1.2.1 无人机定义与分类 无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由地面链路计算机完全地或间歇地自主地操作。当前国内外无人机相关技术飞速发展，无人机系统种类繁多、用途广特点鲜明致使其在尺寸、质量、航程、航时、飞行高度、飞行速度，任务等多方面都有较大差异。由于无人机的多样性，出于不同的考量会有不同的分类方法：4 按飞行平台构型分类按飞行平台构型分类，无人机可分为固定翼无人机、旋翼无人机、无人飞艇、伞翼无人机、扑翼无人机等。按用途分类按用途分类，无人机可分为军用无人机和民用无人机。军用无人机可分为侦察无人机、诱饵无人机、电子对抗无人机、通信中继无人机、无人战斗机以及靶机等；民用无人机可分为巡查/监视无人机、农用无人机、气象无人机、勘探无人机以及测绘无人机等。按民航法规规定的尺度分类按民航法规规定的尺度分类，无人机可分为微型无人机、轻型无人机、小型无人机以及大型无人机。各机型规定的空机质量范围如下表：机型机型 空机质量空机质量 微型无人机 7kg 轻型无人机 7kg-116kg 小型无人机 5700kg 大型无人机 5700kg 按活动半径分类按活动半径分类，无人机可分为超近程无人机、近程无人机、短程无人机、中程无人机和远程无人机。各机型所要求的活动半径范围如下表：机型机型 活动半径活动半径 超近程无人机 15km 以内 近程无人机 1550km 短程无人机 50200km 中程无人机 200800km 远程无人机 大于 800km 按任务高度分类按任务高度分类，无人机可以分为超低空无人机、低空无人机、中空无人机、高空无人机和超高空无人机。各机型执行的任务高度如下表：机型机型 任务高度任务高度 超低空无人机 0ml00m 低空无人机 100m1000m 中空无人机 1000m7000m 高空无人机 7000m18000m 超高空无人机 大于 18000m 数据来源：AOPA；1.2.2 民用无人机发展现状 根据民航局发布的 2019 年民航行业发展统计公报显示，截至 2019 年底，全行业无人机拥有者注册用户达 37.1 万个，其法人单位用户 4.7 万个。全行业注册无人机共 39.2 万架。2015-2019 年，我国民用无人机市场整体规模从 24 亿元迅速增长到 359亿元。随着集成制造的普及，无人机基础零部件生产开始迈向小型化、低成本、低能耗方向发展，无人机制造成本不断走低，同时伴随着人工智能、5G 通信等新技术的逐步完善应用，民用无人机行业在良好的发展环境中迅速增长，行业规模不断扩大。5G 与无人机的结合不仅包括新一代网络的接入，还有边缘计算技术等方面的提高，技术的提升将催化下游产业更新发展，使得“5G+无人机”在VR 直播、城市安防、高清直播、设施巡检、5 物流运输、野外科学勘测等行业领域快速拓展、完善、升级。据 IDC 数据预测，预计到 2023 年，国内民用无人机市场规模将达到976.9 亿元，年复合增长率 59%。1.2.3 无人机产业链 无人机行业是指从事无人机研发、生产、销售及售后服务等众多企业的集成组合。无人机产业链具体可分为上游、中游、下游。无人机产业链上游是指无人机硬件和软件生产，主要包括电子元器件行业、电池、飞控系统开发、原材料等关键零部件生产，其中关键原材料有金属材料和复合材料两大类，包括钛合金、铝合金、陶瓷基等特殊材料。无人机产业链中游主要是工业无人机生产与制造厂商，整机制造包括飞行系统、地面系统、任务载荷系统三个方面，是无人机制造的核心部分。无人机产业链下游聚焦行业应用场景，主要应用于航空拍摄、灯光表演、农林植保、灾难救援、物流运输、电力巡检、公共安防、环境保护等领域。目前，中国的无人机企业大多集中在产业链中上游，未来随着竞争的进一步加剧，无人机整机制造的毛利率将不断下滑；与此同时，在应用领域多元化的背景下，未来会有大量的企业进入无人机下游应用服务环节，向市场提供特定化场景的专业服务。1.3 传统无人机行业应用限制因素 1.3.1 顶层设计不足 我国低空经济的发展已经起步，但存在主体责任不清晰、重视程度不够、统筹低空经济发展的规划尚未形成、低空空域管理改革的总体需求不明确等问题，制约着低空经济的进一步发展。整体而言，无人机产业还处在起步阶段，特别是行业级无人机。无人机产业呼唤一个新型低空物联网的出现，并且要从系统容量、覆盖范围、智能控制、安全管理、业务类型等方面全面创新。此外，飞行保险、操作手培训、应用服务等配套政策法规尚不清晰，下游产业发展亟待发力。1.3.2 新型数字技术应用不足 目前，我国正在积极推进低空监管与服务改革，低空集约化管理与使用取得重要进展，但低空信息化治理体系尚未建成，5G 网络、低轨卫星网、大数据、网络安全等前沿技术在空域治理的应用创新还需加强，对低小慢目标的监管与反制措施还存在短板。一是点对点无线测控接力方面，测控站多、选址困难，频率和传输资源浪费，造价和后期维护成本高。二是卫星通信测控方面，对飞机本身要求较高，专用机载天线使用不便，黑飞、乱飞现象时有发生，民航安全、重大活动安全、重要目标防护、生活安全和隐私 6 保护等方面仍存在风险，急需创建“既保畅飞又防黑飞”的空域管理和服务模式。1.3.3 行业应用受限 无人机技术的迅猛发展为行业应用提供了良好的技术基础，在无人机物流运输、遥感探测、农林植保等应用实践中积累了比较丰富的经验，无人机行业应用正蓄势待发。但无人机行业应用的配套政策法规尚未形成体系，发展生态有待构建；无人机产品质量标准体系和市场准入机制还不够完善，全生命周期监管还不能形成闭环，还存在质量参差不齐、安全隐患多、保险机制不配套等 问题；城区运营需求高、人口密度大、安全飞行难题不易破解等，都将制约无人机行业应用的发展。1.4 发展5G网联无人机的必要性5G 网络低延迟、高带宽特性，为民用无人机的大规模网联化监控、任务数据的实时传输、任务协同与集群应用提供技术基础，可使得基于网联无人机的智慧空管规模化运行有实现的可能和长足的发展空间。同时，无人机其他应用场景也将在 5G 加持下进一步拓展、完善。5G 网络为网联无人机赋予实时超高清回传、海量连接数、远程低时延控制等重要能力，同时 5G 与无人机的结合不仅包括新一代网络的接入，还有边缘计算技术等方面的提高。通过无人机与 5G 智能网络的连接，全球将形成一个数以千万计的无人机智能网络，7*24 小时不间断地提供航拍、送货、勘探等各种各样的个人及行业服务，进而构成一个全新的、丰富多彩的“网联天空”。7 5G 网联无人机典型应用 2.1 基本应用需求 近年来，5G 网联无人机应用由于其自主智能化的优势，被越来越多的行业青睐。在此过程中，越来越多的行业应用场景被挖掘出来，针对行业特点而开发出的5G 无人机应用也正逐渐完善。依托于前期网联无人机应用发展过程中在各个行业的丰富经验积累，我们总结出，一个完整的5G 无人机应用，至少需要在四个方面契合行业场景的需求：性能卓越的无人飞机、稳定可靠的网络传输、细致周密的飞行管控、准确清晰的业务呈现。虽然各个行业应用的场景繁多、需求各异，因此行业客户对无人机性能、业务数据质量的需求有较大的差异，但各个场景均可根据其飞行作业的区域大小和业务数据覆盖的精确程度两个维度，被分割并归纳为 4 个典型应用场景模块的组合。这 4个典型应用场景模块都拥有相匹配相应飞行高度和飞行速度的无人机及对应的网络规划，而这些分布在数十米至数百米空域中的无人机可通过标准的接口接入管理平台统一管理，在被安全管控的基础上向各个业务场景稳定输出应用能力，以满足行业用户在管理和业务上的需求。2.1.1 无人机应用性能需求 参考无人驾驶航空器飞行管理暂行条例（征求意见稿）对无人机的划分，较为灵活机动的无人机的飞行高度大多分布在 120 米以下，其满足的最大飞行速度为 100km/h。因此在划分以飞行高度 120 米分割无人机高低真高飞行、巡航速度100km/h 分割无人机高低速飞行。2.1.1.1 高真高的高速飞行（1203000m，100km/h350km/h）作业于高空高速状态的无人机适用于作业区域偏大、业务数据精确度要求较低的应用场景，如干线物流。此场景一是要求无人机进行长途高速飞行以保证快速完成飞行任务，二是保证高空飞行时飞机飞行安全性，三是在固定作业区域内周期性飞行时要确定固定的起降地点，以此不受起降条件（如跑道起降）限制。此场景下一般选用固定翼或者混合翼无人机，以减少飞行过程中的能源消耗。2.1.1.2 高真高的低速飞行（1203000m，0100km/h）作业于高空低速状态的无人机适用于作业区域偏大、业务数据精确度要求较高的应用场景，如地形测绘。此场景一是要求无人机在长途飞行时降低飞行速率，并采集高质量的信息，二是保证高空飞行时无人机信息采集全面性 8 及飞行安全性。此场景下一般选用混合翼无人机，在巡航过程中可保持较低的能源消耗，同时可满足低速飞行的条件。2.1.1.3 低真高的高速飞行(5120m，100km/h350km/h)作业于低空高速状态的无人机适用于作业区域偏小、业务数据精确度要求较高的应用场景，如应急支援。此场景一是要求无人机高速飞行以保证快速完成飞行任务，二是由于追求速度，需规避空域申请时间，三是作业区域不固定，因此起降地点不固定。此场景下一般选用多旋翼无人机，其起降迅速快，飞行过程中较为灵敏，同时支持垂直起飞，对起降点要求较小。2.1.1.2 低真高的低速飞行(5120m，0100km/h)作业于低空低速状态的无人机适用于作业区域偏小、业务数据精确度要求较高的应用场景，如农田喷洒。此场景下一是需要无人机低空低速飞行以精确作业，二是作业时间不固定，三是作业区域大致固定。此场景下一般选用多旋翼或混合翼无人机，以满足场景要求下的挂载要求、起降要求。2.1.2 平台能力需求 要求平台应为集监管和应用为一体的综合性云服务平台，需集合多类无人机应用能力。在解决制约产业发展最主要的安全管控问题的基础上，对汇集于平台的数据提供存储、分发和增值处理等多元服务，满足行业应用的差异化需求。2.1.2.1 监管能力（1）人员管理 需支持管理各类接入平台的人员账号、身份、权限等信息。人员角色包含但不限于管理员、飞手、大屏监管员。（2）设备管理 需支持管理、关联各类适配接入平台的设备。主要包含以下四大类：机载终端：如“彩虹一号”等具有网联能力的终端；无人机：经平台审核认证可承载飞行任务的无人机；功能载荷：可见光载荷、红外载荷、双光载荷、喊话器、气体探测器等；SIM 卡/eSIM。（3）飞行管理 需支持管理所有与飞行任务有关的模块，包括但不限于：各类禁飞区，飞行计划，航线规划。9 2.1.2.2 业务能力（1）直播服务 可将正在飞行作业过程中的无人机所采集的视频流推送至平台播放，具有操作权限的人员可通过直播界面对无人机及其载荷实时控制。（2）分析服务 可统计飞行任务、示警信息等，为用户生成直观清晰的分析报告。（3）测绘服务 可汇集无人机采集的非实时数据，根据用户需求，生成相应的测绘产品，并在平台中呈现。（4）AI 服务 可针对无人机采集的实时数据，为用户需求定制化人工智能模型。虽然大多数应用场景需要识别的目标物不尽相同，但均需要实现目标检测、目标跟踪、目标测算等基本功能。2.1.3 网络规划 基于移动蜂窝网络的无人机应用，最主要的通信方式为控制面和用户面数据均通过蜂窝网络传输。控制数据包括地面基站对无人机进行导航命令、路径点设置、配置调整、数据请求、安全指令，以及无人机对地面基站的指令响应、飞行状态（位置、姿态、高度、速度等）数据上报。控制面数据通常对时延和可靠性要求更为严格，而对带宽和数据速率无特殊要求（因数据包较小）；用户面数据包括无人机在执行任务期间需要与地面基站交互的任务相关业务数据。根据任务需求不同，业务数据回传在速率、时延和可靠性等方面的要求也有所不同。相应的，针对无人机的无线网络规划如何实现端到端的时延、误包率等要求，需要综合考虑基站覆盖、系统容量、信号质量和实施成本等四个方面的因素。组网要素 设计维度 实施方案 信号覆盖 频率、站址、设备配置、无线参数、性能预算 Sub-6GHz 以下的频率可以适用于绝大多数 5G 无人机应用场景，建议采用至少连续 100MHz 带宽频段 容量设计 小区吞吐量、单用户吞吐量、最大接入数 预估区域内总接入数和总吞吐量的需求，再以整体容量目标与单小区容量比值确定处小区数目，规划出基站与载频配置 10 组网方案 CU+DU+AAU 依托地面移动通信网络及地面互联网等基础设施，通过地面网络重新规划或对空专网建设，或者采用二者混合的组网方式，为低空三千米以下的应用提供优质数据的交互服务 参数配置 PCI、TA、邻区关系、接口设计 遵循各自的规划原则进行配置，如 PCI 的规划需要遵循不干扰、可扩展、不混淆等原则 干扰协调 杂散、阻塞、互调 将交调、互调、杂散、阻塞等干扰因素考虑进网络设计之中 表 1 无人机网络规划原则 由于无人机的飞行高度位于基站天线之上，无人机 UE 的无线通信环境与地面 UE存在差异，进而带来干扰增多、移动性管理复杂化、身份验证识别难等问题。无人机地面基站网络除了需要满足无人机通信的数据类型和场景需求外，还必须解决如下问题：1在天地同频的情况下，无人机 UE的上行信号会对更多的地面 UE 造成上行干扰，同时本身也会收到更多的下行干扰，需要具备干扰检测和干扰抑制策略；而在天地异频的条件下，需具备解决各自使用频段边界上的干扰抑制策略；2由于视线传播和干扰增多，无人机UE 所处空域的小区覆盖不像地面小区覆盖一样较为规则，因此在 SA 网络中，针对普通 UE 设计的空闲态及连接态的小区重选及切换规则并不能完全适用，需具备针对 5G无人机飞行过程中不同飞行高度以及视距传播与非视距传播场景下优化移动性控制参数的能力；3为满足禁飞管控等需求，需具备针对无人机 UE 设计的甄别是否获得飞行授权的能力 4调制解调方式需满足 5G 无人机飞行速度和高度的需求。11 2.2 农业植保2.2.1 业务场景描述 农业机械化是实现农业种植机械化、现代化的重要一环。相比于传统的有人驾驶飞机喷洒农药而言，无人机植保具有更高的作业效率、单位面基施药量更精确、无需专用的起降机场、机动性更好、安全环保、智能化、操作简单等优势。无人机植保包括喷洒农药、种子以及巡逻监视和病虫监察等应用。与传统人工植保相比，无人机植保：1、提高了植保效率，节约成本；2、植保防治效果好，减少农药损失并降低农药污染；3、提高了植保安全性，降低人中毒风险；2.2.2 发展趋势及特点 农业植保无人机在我国发展迅猛，据不完全统计，全国植保无人机装机量已达到近万架，已经涵盖水稻、小麦、玉米、甘蔗、棉花等多种农作物上进行虫害防治作业，且正处于高速发展阶段。未来无人机农业植保将作为一种服务，由无人机方案解决商提供端到端全套解决方案，种植户直接订购此项业务即可。2.2.3 通信能力需求 业务场景 上行速率 下行速率 用户面端到端时延 控制面端到端时延 定位 支持频段 切片能力 作业高度 覆盖范围 农业植保 300Kbps 300Kbps 200ms 20ms 需支持BeiDou、GPS、A-GNSS 需支持联通 n1及n78频段 支持 100M 郊区、农村 12 2.2.4 无人机能力需求 农业植保场景宜采用低真高低速的无人机，其对应无人机飞行距离及时长要求较为宽松，而对挂载要求较严格。飞行距离 5km 飞行时长 1h 挂载能力 20kg 飞行高度 515m 特殊需求 可与挂载联动，喷洒药水 2.2.5 业务能力需求 农业植保需求以农药喷洒为主，辅以农田监测。平台至少需要呈现药品喷洒覆盖范围；农田监测视频（清晰度 480P 以上），无特定目标物。2.3 环保监察2.3.1 业务场景描述 传统的环保监查主要由人工完成，因其高耗时、高成本、后期工作量大、并且无法实时完成相关要求，污染来源无法追溯，加上违法企业及个人手段改变，追查难度越来越大，而不能满足诸多业务场景需求。无人机环保监查包括水质采样、大气污染监测、散煤监测等。与传统人工环保监查相比，环保监查无人机耗时低、成本低、实时处理相关需求，可有效解决传统作业方式痛点，是未来环保监察的重要发展方向之一。2.3.2 发展趋势及特点 未来环保监查无人机可以更精准、更及时、广视域的观测污染源分布、排放状况以及工程项目建设情况，为环保监查提供决策依据；同时通过无人机监测平台对排污口污染状况的监测也可以实时快速跟踪突发环境污染事件，捕捉违法污染源并及时取证，为环境监查执法工作提供及时、高效的技术服务。13 2.3.3 通信能力需求 业务场景 上行速率 下行速率 用户面端到端时延 控制面端到端时延 定位 支持频段 切片能力 作业高度 覆盖范围 环保监察 20Mbps 300Kbps 200ms 20ms 需支持BeiDou、GPS、A-GNSS 需支持联通n1及n78频段 支持 400M 城市、郊区、农村 2.3.4 无人机能力需求 环保监察场景宜采用低空低速的无人机，其对无人机飞行距离及时长有一定要求，同时会要求无人机具有一定交互功能。飞行距离 20km 飞行时长 3h 挂载能力 10kg 飞行高度 100m 左右 特殊需求 可与挂载（如喊话器）联动 2.3.5 业务能力需求 环保监察需求以区域巡视为主，辅以异常情况警告。平台至少需要呈现责任区域视频（清晰度 1080P 以上），识别目标物包括但不限于热源；实时喊话能力。2.4 水域巡查2.4.1 业务场景描述 水域巡查是水域生态环境与水土保持监测的主要方式。目前，水域巡查的手段有三种，人工管理、现场监控和直升机视察。人工管理视察周期长，信息滞后，耗费人力、物力和财力。现场监控监视的范 14 围小，并且存在着死角。直升机视察的损耗更加巨大，专业技能要求更高。相比于传统有人水域巡视手段，无人机水域巡视具备机动性能好、可超视距巡查、操作与维护简单、灵活高效、综合成本低等优势。无人机水域巡视可通过无人机高空航拍，准确掌握水面垃圾、违规排污、水土保持、违章建筑等情况。2.4.2 发展趋势及特点 通过 5G 无人机进行大面积、高精度、快速的水域生态环境监测，可为环保部门在污染治理和生态环境建设方面的科学决策提供丰富而详实的数据。此外，应用无人机观测可以最大限度地降低人的活动对流域生态系统的干扰，更利于生态系统保护。在日常巡河领域，利用 5G 无人机进行日常巡河的优势如下：无人机飞行速度快，飞行高度范围涵盖十几米到几百米，可搭载高倍率光学变焦镜头，高清视频和照片记录保证及时发现问题并可以将巡视情况实时转发到任意终端。同时，搭载高光谱遥感的 5G 无人机，可通过高光谱分辨率对水体含沙量和污染浓度进行有效识别。可以有效检测水体中黄土、河床冲积土、腐殖土等成份的含量；此外，根据其它波长的反射率还可以检测出水体的其它生化污染物。5G 无人机高光谱遥感技术可以准确、迅速地提取以上所述的各类参数，管理单位可依此进行快速预判，并安排人员现场取样核实。2.4.3 通信能力需求 业务场景 上行速率 下行速率 用户面端到端时延 控制面端到端时延 定位 支持频段 切片能力 作业高度 覆盖范围 水域巡视 20Mbps 300Kbps 200ms 20ms 需支持BeiDou、GPS、A-GNSS 需支持联通 n1及n78频段 支持 500M 江河、湖泊 2.4.4 无人机能力需求 15 水域巡视场景宜采用高空高速的无人机，其对无人机飞行距离及时长有一定要求。飞行距离 50km 飞行时长 4h 挂载能力 10kg 飞行高度 300m 左右 特殊需求 视用户需求而定 2.4.5 业务能力需求 水域巡视中，平台至少需要呈现责任水域视频（清晰度 1080P 以上），识别目标物包括但不限于挖掘机、违章建筑。2.5 能源巡检2.5.1 业务场景描述 能源巡检包括对输电线路、输油管道、基站、风力发电机等基础设施的巡视或状态监测。其作业内容具体包括对基础设施本身的监测、对周边环境的勘探、基础设施的日常维护以及简单故障的排查处理。相比于传统人工巡检方式受环境及天气影响大、人工效率低、成本高且存在对巡检人员安全造成隐患的风险，无人机能源巡检具有成本低、灵活性强、安全性高、受环境及地形的影响小、视角更灵活等特点，已逐渐应用于基础设施巡检领域。以输电线路巡检为例，超高压输电线路一般位于崇山峻岭的无人区，人工巡检设备的危险性大，效率较低。而采用无人机巡检，既能避免人力高空爬塔所带来的安全风险，也可以无死角地查看高空设备的全被细节，既提高了巡检质量，又提高了安全性。2.5.2 发展趋势及特点 随着 5G 无人机通信模组的成熟和边缘计算及切片能力的增强，SA 网络下支持飞控、视频信息处理的无人机可将作业数据以毫秒级的时延和极高的速率回传至控制平台，极大提升巡检效率。未来无人机能源巡检可应用于：电力巡检、基站巡检、石油管线巡检。无人机可按照指定的任务执行诸如：检测螺丝松动、标签完好度检查，还可配合高清图像识别等功能完成天线仰角检测等，并支持实时生成巡检报告。16 2.5.3 通信能力需求 业务场景 上行速率 下行速率 用户面端到端时延 控制面端到端时延 定位 支持频段 切片能力 作业高度 覆盖范围 能源巡检 20Mbps 300Kbps 200ms 20ms 需支持BeiDou、GPS、A-GNSS 需支持联通 n1及n78频段 支持 400M 郊区、农村 2.5.4 无人机能力需求 能源巡检场景中，包含细分场景，如电力、油气等，可基本归类为通道巡检及精细化巡检。通道巡检场景宜采用高空高速的无人机，其对无人机飞行距离及时长有一定要求。飞行距离 50km 飞行时长 4h 挂载能力 10kg 飞行高度 300m 左右 特殊需求 视用户需求而定 精细化巡检场景宜采用低空低速的无人机，需要无人机具有悬停能力，并一般要求其体型较小。飞行距离 10km 飞行时长 2h 挂载能力 10kg 飞行高度 20m 左右 特殊需求 可悬停 17 2.5.5 业务能力需求 通道巡检中，平台至少需要呈现巡检区域视频（清晰度 1080P 以上），识别目标物包括但不限于挖掘机、违章建筑。精细化巡检中，平台至少需要呈现所巡检设备/区域视频（清晰度 1080P 以上），识别目标物根据设备变化。2.6 物流运输2.6.1 业务场景描述相比于传统有人物流运输，无人机物流运输的优势有：避免道路拥堵，运输快速高效；更加方便快捷，在山区较多的省份，通过陆地运输所耗费的时间和成本高于平原地区；在极端条件下，无人机可以到达车辆无法到达的区域，如应急救援物资投放场景。2.6.2 发展趋势及特点 近年来我国逐渐重视无人机在物流运输领域的应用，通过出台相关文件鼓励快递物流企业采用先进适用技术和设备，提升快递物流装备自动化、专业化水平。据全球智慧物流峰会预测，到 2025 年，智慧物流市场的规模将超 1 万亿元，而无人机物流运输是智慧物流应用领域之一，在未来将迎来规模发展阶段。2.6.3 通信能力需求 业务场景 上行速率 下行速率 用户面端到端时延 控制面端到端时延 定位 支持频段 切片能力 作业高度 覆盖范围 物流运输 200Kbps（如需视频，上行速率需达到20Mbps）300Kbps 200ms 20ms 需支持BeiDou、GPS、A-GNSS 需支持联通 n1及n78频段 支持 视物流类型而定 城市、郊区、农村 2.6.4 无人机能力需求 物流运输场景中包含干线运输及配送运输。干线运输宜采用高空高速的无人机，且对无人机飞行距离、飞行时长、及挂载/载重要求较严格。18 飞行距离 100km 飞行时长 5h 挂载能力 1000kg 飞行高度 500m 左右 特殊需求 载重量远远大于其他场景 配送运输宜采用低空低速的无人机，并需要无人机具有悬停能力，同时一般要求其体型较小。飞行距离 10km 飞行时长 2h 挂载能力 10kg 飞行高度 05m 特殊需求 可悬停 2.6.5 业务能力需求 干线运输中，平台至少需要呈现无人机运输路线并辅以地图显示。精细化巡检中，平台至少需要呈现无人机运输路线及接收/递送货物时的视频（清晰度 720P 以上），并辅以人脸识别功能。2.7 公共安防2.7.1 业务场景描述 无人机在公共安防领域应用包括：边防监控、消防监控、环境保护、刑侦反恐、治安巡逻等。在突发案件中，无人机可以代替警力及时赶往现场，利用可见光及热成像设备等，将实时情况及时回传到地面控制平台，为指挥人员决策提供依据。在边防监控场景下，无人机可实现更高密度、更险恶环境下的全天候的边防巡视，为边防官兵提供巡防补充；在消防监控场景下，无人机可以辅助消防部门进行高频次的山林巡检，具备灭火能力的无人机可以协助进行初期火灾的控制。2.7.2 发展趋势及特点 我国周边安防形式日益严峻，公共安防市场需求巨大。无人机具有无需人员到达现场、可在恶劣环境作业、机动性强、易操作等优势，已成为公共安防领域的重要力量。通过 SA 网络及无人机平台的有效引入，促进传统安防设备的智慧升级，赋能传统安防产业向天地一体化协同作战方向转型，带动整个公共安防产业的智慧化发展。19 2.7.3 通信能力需求 业务场景 上行速率 下行速率 用户面端到端时延 控制面端到端时延 定位 支持频段 切片能力 作业高度 覆盖范围 公共安防 25Mbps 300Kbps 200ms 20ms 需支持BeiDou、GPS、A-GNSS 需支持联通 n1及 n78频段 支持 300M 安防需求地区 2.7.4 无人机能力需求 公共安防场景应用宜采用低空低速的无人机，对无人机的机动性有一定要求，同时会要求无人机具有一定交互功能。飞行距离 20km 飞行时长 2h 挂载能力 10kg 飞行高度 20m 左右 特殊需求 可与挂载（如喊话器）联动 2.7.5 业务能力需求 平台至少需要呈现无人机巡视视频（清晰度 720P 以上），并辅以人脸识别/车牌识别功能。2.8 应急通信2.8.1 业务场景描述 应急通信是指在出现自然或人为的突发性紧急情况时,例如在重要节假日、重要会议时期通信需求骤增,综合利用各种通信资源,保障救援、紧急救助和必要通信等方式保障通信的手段,是一种具有暂时性的特殊通信机制。目前主要应急通信手段有卫星通信、无线集群通信、短波无线通信和微波接力通信等四类,但上述应急通信方案缺点是灵活性差和覆盖范围较小,且大部分还处于 2G 通信的阶段。行业急需新兴应急通信手段以满足实际需求和更高要求。在此背景下 5G 无人机成为行业新利器。它具 20 有操作简单、应用灵活、成本低廉、适应性强、覆盖面广等显著优点，不仅能解决地形、气候、自然灾害等对设施建设的限制，有效保障应急通信服务的普及，还能进一步提高应急通信保障能力和水平，让通信服务更稳定、更持久、覆盖面更广，通信质量更佳。2.8.2 发展趋势及特点 根据相关数据显示，2018 年全球应急通信产业规模已经来到 12.7 亿美元，同比增长达 6.7%。而 2024 年，预计产业规模还将超过 20 亿美元，市场增长将进一步加快。与此同时，我国应急通信发展也将从2018 年的 108 亿元急速增长至 2024 年的250 亿元。应急通信需求不断增多，将持续推动产业高速发展。5G 无人机作为空中集成平台，将同时具备 AI、视频处理等能力。未来无人机将借助 SA 网络大带宽、低延迟、高可靠性的特点，在应急通信产业中扮演更加重要的角色。2.8.3 通信能力需求 业务场景 上行速率 下行速率 用户面端到端时延 控制面端到端时延 定位 支持频段 切片能力 覆盖高度 覆盖范围 应急通信 20Mbps 300Kbps 200ms 20ms 需支持BeiDou、GPS、A-GNSS 需支持联通n1 及n78 频段 支持 200M 城市、郊区、农村 2.8.4 无人机能力需求 应急通信场景宜采用低空高速的无人机，同时对无人机的机动性、挂载有一定要求。飞行距离 50km 飞行时长 3h 挂载能力 10kg 飞行高度 100m 左右 特殊需求 可搭载通信设备 21 2.8.5 业务能力需求 平台至少需要呈对无人机的准确定位并辅以地图显示。2.9 娱乐直播2.9.1 业务场景描述 无人机可实现高空直播，并通过 VR 直播为用户带来身临其境的直播感受。通过无人机搭载的 360 度全景镜头进行视频拍摄，全景相机可完成视频采集、拼接处理与视频流处理，通过接入 SA 网络，将4K/8K 全景高清视频信号回传至直播中心，再通过下行链路将数据传输给用户，用户可通过多种终端观看直播。2.9.2 发展趋势及特点 未来 5G 无人机直播将会广泛应用于体育赛事、演唱会、展会等大型活动、新闻、电影拍摄等直播拍摄中。随着直播技术的进一步发展、终端设备的不断迭代、用户对直播体验要求的不断升级，将催生更多 5G 无人机直播业务场景需求。2.9.3 通信能力需求 业务场景 上行 速率 下行 速率 用户面端到端时延 控制面端到端时延 定位 支持频段 切片能力 作业高度（真高）覆盖范围 娱乐直播 100Mbps 300Kbps 200ms 20ms 需支持BeiDou、GPS、A-GNSS 需支持联通 n1 及n78 频段 支持 100M 城市、郊区、农村 22 2.9.4 无人机能力需求 娱乐直播场景对应低空低速的无人机，对无人机的机动性、稳定性、可编队性有一定要求。飞行距离 5km 飞行时长 1h 挂载能力 10kg 飞行高度 0100m 左右 特殊需求 编队简单，飞行稳定，操作灵敏 2.9.5 业务能力需求 平台至少需要呈现无人机直播视频（清晰度 1080P 以上）。23 中国联通 5G 无人机业务 以农业植保、环保监察、水域巡视、能源巡检、物流运输、公共安防、应急通信、娱乐直播八大场景及其差异化细化场景的发展趋势为牵引，中国联通研发出一套端到端的技术架构及服务产品，从四个需求方向映射出五个能力维度，培育出独特、完整、开放的生态体系，面向全行业输出无人机应用方案。3.1 整体体系架构中国联通无人机业务主要围绕“端、边、网、业、管”五个维度进行技术研发与业务部署，通过端边、端网、端业相协同，向全行业输出开放能力与服务。以民航无人驾驶航空器低空试验建设及应用需求为切入点，自研 5G 机载专用终端、建设天地一体化 5G 泛在低空网络、泛低空业务综合管理平台，与监管体系对接，整合形成无人机行业赋能体系，可向各种无人机应用场景开放能力,协助无人机厂商、飞行服务商、应用厂商等环节发展，实现价值创造。3.2 商用产品与服务3.2.1 中国联通 5G 低空智联综合业务云平台 3.2.1.1 现有能力 行业应用国家职能部门管理系统 中国联通 5G 低空智联综合业务云平台 IP 网联 水域 农业 电力 管线 通信 安防 测绘 物流 UPF UPF 5GC MEC&视频业务云 端业协同 端边协同 端网协同 中国联通 cBSS服务支撑系统 24 中国联通 5G 低空智联综合业务云平台主要包括端边能力引擎和上层无人机典型应用，基于 DevOps 能力支撑系统进行开发，可快速进行迭代更新。端边服务引擎平台主要包括能力组件接入中心，连接 AI、GIS、设备、视频、报表、Web、安全认证等能力组件，支持数据管理、用户管理、接入管理等功能，可为上层应用提供能力支持，实现各类型业务的快速开发与部署。典型应用聚焦以网联无人机为代表的低空智联网新一代空中移动智能体业务，基于端边协同 A-PaaS 平台进行开发，可融合移动终端、物联网、大数据、云计算和人工智能等热门技术，主要功能包括业务监控、业务统计、任务发布、任务分析、人员管理、流量管理、设备管理、飞行计划等，能为行业客户、管理员客户、无人机运营公司坐席等三类角色提供相应服务。其商业价值将为社会经济发展带来积极影响。功能架构如下：3.2.1.2 合作迭代 端边服务引擎平台所包括的能力组件接入中心支持外部能力接入，可汇集并管理各类技术能力，与合作伙伴共同打造丰富的技术能力供应体系，欢迎各类技术能力供应商接入平台，共同为行业用户提供开放化、多样化的技术支持。同时，平台会为各位无人机运营公司和个人飞手注册认证，以为各位营造一个便捷的无人机飞行接单流程。针对典型应用，我们期望各位拥有无人机需求的行业用户与我们接洽，我们将为上无人机应用（基于端边服务引擎A-PaaS）无人机机载终端中间层协议网关飞控平台合作伙伴平台无人机机载终端无人机机载终端銲駂偟蹼銲駂偟蹼銲駂偟蹼銲駂偟蹼业务展示Web（客户）监控Web（无人机运营公司）航管中心Web产业链伙伴Web业务APP（客户高层）飞手APP鰼蕪觿蒲偟蹼缩姾惊趣嘣唴惊趣瞿生 25 层应用提供多选择、模块化、定制化的能力与解决方案供应，全方位适配行业需求。3.2.2 5G 泛在低空智联终端 3.2.2.1 现有能力 中国联通 5G 泛在低空智联终端与综合管理平台一体化设计和开发，可集成至低空飞行器内部，为后者提供飞行作业过程中的网络接入及 AI 预处理能力，依托以 5G为代表的蜂窝移动网络，使低空应用承载具备地空通信能力，实现前、后端间数据的稳定可靠传输。5G 泛在低空智联终端支持无人机数图传链路合一，其硬件接口可以与云台、高清相机、飞控等设备连接。通过 5G/4G 网络通讯链路将图像、数传等信息回传给地面后台系统，同时地面后台系统也可以通过该通讯链路经过终端控制云台、飞控等设备。支持多制式接入，涵盖WCDMA/HSPA+、LTE FDD/TDD、NR 等主要频段，并具备