5G網(wǎng)聯(lián)無人機系統(tǒng)原理與應(yīng)用
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傳統(tǒng)無人機自建數(shù)據(jù)鏈路存在控制和傳輸距離有限的難題。目前,無人機行業(yè)面臨的技術(shù)瓶頸是每個無人機生產(chǎn)廠商使用自己私有的自建通信與控制鏈路來控制無人機飛行,這導(dǎo)致無人機控制距離有限、飛不遠(yuǎn),且無法滿足大帶寬、低時延的應(yīng)用場景。本書聚焦于上述客觀問題,闡述了5G的發(fā)展歷程與關(guān)鍵技術(shù),并分析了5G高速率、大容量、低時延及高可靠特性帶來的巨大影響;然后詳細(xì)講述了5G網(wǎng)聯(lián)無人機系統(tǒng)云、網(wǎng)、端關(guān)鍵技術(shù)體系,即5G網(wǎng)聯(lián)無人機系統(tǒng)利用5G移動通信網(wǎng)絡(luò)代替無人機生產(chǎn)廠商自建的私有通信與數(shù)據(jù)鏈路,無人機通過機載專用智能通信終端接入5G移動通信網(wǎng)絡(luò),由無人機管理運營云平臺實現(xiàn)對無人機的遠(yuǎn)程超視距飛行控制和高清數(shù)據(jù)視頻的實時回傳和處理。此外,本書也對5G網(wǎng)聯(lián)無人機系統(tǒng)的眾多行業(yè)應(yīng)用與相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)介紹,同時展開對5G網(wǎng)聯(lián)無人機商業(yè)生態(tài)的討論,提出對5G網(wǎng)聯(lián)無人機系統(tǒng)廣闊未來的展望。本書適合政府、企業(yè)、科研機構(gòu)工作人員,以及對5G網(wǎng)聯(lián)無人機感興趣的人員閱讀,也可作為高等院校通信及無人機專業(yè)的參考用書。
(1)本書由中國移動(成都)產(chǎn)業(yè)研究院的專業(yè)團(tuán)隊創(chuàng)作,得到了眾多支持;(2)作者是五一勞動獎?wù)芦@得者,榮獲四川省最美科技工作者稱號,也是中國移動5G網(wǎng)聯(lián)無人機系統(tǒng)總設(shè)計師;(3)本書得到中國工程院向錦武院士作序推薦;(4)本書緊密結(jié)合當(dāng)前低空經(jīng)濟(jì)的發(fā)展態(tài)勢,對5G網(wǎng)聯(lián)無人機系統(tǒng)的技術(shù)原理進(jìn)行了詳細(xì)的介紹,并對未來演進(jìn)進(jìn)行了展望。
蘇郁畢業(yè)于西安交通大學(xué),后獲得西北工業(yè)大學(xué)信息與通信工程專業(yè)博士學(xué)位,現(xiàn)任中國移動(成都)產(chǎn)業(yè)研究院副院長,教授級高級工程師,中國通信學(xué)會會士,GSMA無人機工作組(DIG)主席;曾獲五一勞動獎?wù),享受國?wù)院政府特殊津貼,榮獲四川省最美科技工作者稱號;先后榮獲國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎、中國通信學(xué)會科學(xué)技術(shù)獎一等獎等十余項國家及省部級科技成果獎,以第一作者身份發(fā)表SCI、EI論文二十余篇(含獨著);作為中國移動5G網(wǎng)聯(lián)無人機系統(tǒng)總設(shè)計師,主持研制出我國首個基于5G的云網(wǎng)端一體化網(wǎng)聯(lián)無人機系統(tǒng),相關(guān)產(chǎn)品和技術(shù)已在我國及希臘等國家實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
第 1章 5G的發(fā)展歷程與關(guān)鍵技術(shù)0011.1 移動通信系統(tǒng)概述0031.1.1 移動通信系統(tǒng)的發(fā)展歷程0031.1.2 移動通信技術(shù)的變革0091.2 5G的概念與內(nèi)涵0101.2.1 5G的基本概念0101.2.2 5G新架構(gòu)0111.2.3 5G新技術(shù)0141.2.4 5G標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展的特點0161.2.5 5G的頻譜資源0181.3 5G的應(yīng)用場景019第2章 5G網(wǎng)聯(lián)無人機系統(tǒng)概述0212.1 5G賦能網(wǎng)聯(lián)無人機0232.1.1 傳統(tǒng)無人機數(shù)據(jù)鏈的發(fā)展瓶頸0232.1.2 5G賦能無人機0242.1.3 5G網(wǎng)聯(lián)無人機系統(tǒng)的定義0242.2 5G網(wǎng)聯(lián)無人機系統(tǒng)的技術(shù)特點及工作原理0252.2.1 云、網(wǎng)、端核心技術(shù)體系的構(gòu)成0252.2.2 云、網(wǎng)、端核心技術(shù)體系的特點及工作原理0262.3 5G網(wǎng)聯(lián)無人機系統(tǒng)的應(yīng)用029第3章 5G網(wǎng)聯(lián)無人機系統(tǒng)管理運營云平臺0353.1 5G網(wǎng)聯(lián)無人機系統(tǒng)管理運營云平臺的概念及架構(gòu)0373.1.1 云計算與云平臺的概念0373.1.2 國內(nèi)外5G網(wǎng)聯(lián)無人機系統(tǒng)管理運營云平臺的發(fā)展現(xiàn)狀0393.1.3 中移凌云的概念及架構(gòu)0403.2 中移凌云平臺的核心技術(shù)0433.2.1 智能飛行控制中心0433.2.2 智能低時延通信0513.2.3 實時數(shù)據(jù)采集及智能分析0573.2.4 云系統(tǒng)安全0683.3 中移凌云平臺的核心功能0703.3.1 通用業(yè)務(wù)功能0703.3.2 行業(yè)應(yīng)用功能074第4章 5G低空網(wǎng)絡(luò)覆蓋0774.1 5G低空網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀及問題0794.1.1 5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)簡介0794.1.2 5G網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)0814.1.3 5G低空網(wǎng)絡(luò)覆蓋的技術(shù)難題0884.2 5G低空網(wǎng)絡(luò)覆蓋的設(shè)計方案0924.2.1 5G低空網(wǎng)絡(luò)分層架構(gòu)0924.2.2 5G低空網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)及覆蓋方案0934.2.3 5G低空網(wǎng)絡(luò)安全策略1064.3 無人機空天應(yīng)急通信1094.3.1 空天應(yīng)急通信總體架構(gòu)1094.3.2 空天應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)能力及參數(shù)要求1114.3.3 空天應(yīng)急通信空地傳播模型1134.3.4 空天應(yīng)急通信組網(wǎng)方案設(shè)計1154.4 5G-A通感一體組網(wǎng)1194.5 5G低空網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢121第5章 5G網(wǎng)聯(lián)無人機系統(tǒng)機載專用智能終端1255.1 5G網(wǎng)聯(lián)無人機系統(tǒng)機載專用智能終端簡介1275.2 5G網(wǎng)聯(lián)無人機系統(tǒng)機載專用智能終端設(shè)計原理1285.2.1 5G網(wǎng)聯(lián)無人機系統(tǒng)機載專用智能終端設(shè)計1285.2.2 5G網(wǎng)聯(lián)無人機系統(tǒng)機載專用智能終端性能指標(biāo)1345.2.3 5G網(wǎng)聯(lián)無人機系統(tǒng)機載專用智能終端與云系統(tǒng)通信協(xié)議1415.3 端側(cè)AI輔助1435.4 核心技術(shù)1455.4.1 多傳感器融合1455.4.2 實時定位與地圖構(gòu)建1575.4.3 局部航路規(guī)劃1665.5 哈勃一號及其主要功能169第6章 5G網(wǎng)聯(lián)無人機系統(tǒng)在城市管理中的應(yīng)用1776.1 傳統(tǒng)無人機在城市管理中面臨的挑戰(zhàn)1796.1.1 監(jiān)管措施不足1796.1.2 通信鏈路有限1796.1.3 數(shù)據(jù)處理能力不足1806.1.4 操作技能要求高1816.2 5G網(wǎng)聯(lián)無人機系統(tǒng)在城市管理領(lǐng)域的優(yōu)勢1816.2.1 高效數(shù)據(jù)傳輸與實時反饋1826.2.2 廣泛覆蓋與遠(yuǎn)程控制1836.2.3 多機協(xié)同與集群作業(yè)1846.3 5G網(wǎng)聯(lián)無人機系統(tǒng)的城市管理能力1856.3.1 高精度的城市地理信息采集1866.3.2 動態(tài)交通監(jiān)控與管理1876.3.3 環(huán)境監(jiān)測與災(zāi)害預(yù)警1886.4 5G網(wǎng)聯(lián)無人機系統(tǒng)在城市管理中的應(yīng)用案例1896.4.1 低空監(jiān)管1906.4.2 警用安防1936.4.3 交通管理1966.4.4 生態(tài)環(huán)保1986.4.5 城市規(guī)劃建設(shè)2026.5 5G網(wǎng)聯(lián)無人機系統(tǒng)在城市管理中的發(fā)展演進(jìn)205第7章 5G網(wǎng)聯(lián)無人機系統(tǒng)在應(yīng)急場景中的應(yīng)用2077.1 傳統(tǒng)網(wǎng)聯(lián)無人機在應(yīng)急場景應(yīng)用中面臨的挑戰(zhàn)2097.1.1 應(yīng)急領(lǐng)域挑戰(zhàn)艱巨2097.1.2 應(yīng)急裝備發(fā)展欠缺2107.2 5G網(wǎng)聯(lián)無人機系統(tǒng)在應(yīng)急處置領(lǐng)域的優(yōu)勢2127.2.1 提升通信鏈路可靠性2127.2.2 增強情報數(shù)據(jù)有效性2137.2.3 解決現(xiàn)場調(diào)度難問題2157.3 5G網(wǎng)聯(lián)無人機系統(tǒng)的應(yīng)急通信能力2167.3.1 無人機應(yīng)急通信保障系統(tǒng)框架2167.3.2 高空域大型無人機平臺2197.3.3 中空域中型無人機平臺2207.3.4 低空域系留無人機平臺2217.4 無人機應(yīng)急偵察測繪2227.5 5G網(wǎng)聯(lián)無人機系統(tǒng)應(yīng)急保障案例2237.5.1 應(yīng)急通信2237.5.2 應(yīng)急巡檢2267.5.3 應(yīng)急救援2277.6 5G網(wǎng)聯(lián)無人機系統(tǒng)應(yīng)急處置發(fā)展演進(jìn)229第8章 產(chǎn)業(yè)生態(tài)與未來展望2318.1 網(wǎng)聯(lián)無人機產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)2338.1.1 生態(tài)與生態(tài)系統(tǒng)2338.1.2 產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)及其特點2358.1.3 5G網(wǎng)聯(lián)無人機系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)2378.2 未來展望2528.2.1 5G的發(fā)展與展望2528.2.2 低空經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與展望2548.2.3 5G網(wǎng)聯(lián)無人機系統(tǒng)的廣闊未來257