佘炳濤 劉康妮

摘要：第五代移動通信技術(shù)是現(xiàn)有無線通信技術(shù)的一個融合，提供人與人、人與物、物與物之間高速、安全、自由的連接。本文首先介紹了5G的概念和特點，然后闡述了當前我國5G的發(fā)展和5G的三大主要應(yīng)用場景，最后重點對物流無人機在電商領(lǐng)域的的應(yīng)用情況進行了分析和展望。

關(guān)鍵詞：5G；物聯(lián)網(wǎng)；5G應(yīng)用；物流無人機

1、概念

5G指的是第五代移動通信技術(shù)。與前四代不同，5G并不是一個單一的無線技術(shù)，而是對現(xiàn)有無線接入技術(shù)（包括2G、3G、4G、WiFi）的技術(shù)演進與新增補充性無線接入技術(shù)集成后的解決方案的總稱，5G將是一個真正意義上的融合網(wǎng)絡(luò)。這個融合統(tǒng)一的標準將提供人與人、人與物、物與物之間高速、安全、自由的連接。目前，現(xiàn)有的4G網(wǎng)絡(luò)處理自發(fā)能力有限，LTE峰值速率僅達到100Mb/s，而5G將引入更加先進的技術(shù)，通過更加高的頻譜效率、更多的頻譜資源以及更加密集的小區(qū)等共同滿足移動業(yè)務(wù)流量增長的需求。5G的峰值速率將達到10Gb/s，比4G提升了100倍。

2、5G的特點

5G具有以下特點：a）5G的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在4G的基礎(chǔ)上扁平化，它將是由功能強大的基站疊加的一個大服務(wù)器集群；更加新型化；b）5G的基站將更加小型化，可以安裝于各種場景；具備更強大的功能，將去除傳統(tǒng)的匯聚節(jié)點；c）5G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)滿足超大帶寬、超高容量、超密站點、超可靠性、隨時隨地接入的要求；d）更加綠色節(jié)能的5G系統(tǒng)，通信能源消耗將是目前網(wǎng)絡(luò)的十分之一。

3、我國5G的推進進程

為了迎接新一輪的技術(shù)、標準以及市場競爭，中國開始全方位布局 5G 技術(shù)的研發(fā)工作。2013年2月，由科學(xué)技術(shù)部、工業(yè)和信息化部、國家發(fā)展和改革委員會三部委聯(lián)合組織成立了IMT-2020（5G）推進組，同時，科學(xué)技術(shù)部將投入1.6億元人民幣，正式啟動國家“863計劃”、“第五代移動通信系統(tǒng)研究開發(fā)一期”重大項目，以前瞻性地部署5G需求、技術(shù)、標準、頻譜、知識產(chǎn)權(quán)等研究。

當前我國5G研究進展情況：a）推進組已基本完成5G愿景和需求研究，并發(fā)布了白皮書，b）初步完成了5G潛在關(guān)鍵技術(shù)的研究分析工作。c）布了四個白皮書，其中包括《5G的愿景和需求》、《5G的概念》、《5G的無線技術(shù)架構(gòu)》和2016年6月發(fā)布的《5G的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)架構(gòu)》。d）完成了2020年我國移動通信頻譜需求預(yù)測和6GHz以下候選頻段的研究工作。

目前中國5G推進組已經(jīng)有55個成員，包括運營商、廠商、研究院及大專院校；其中以華為公司為首的中國廠商在2016年國際無線標準化機構(gòu)3GPP的RAN1（無線物理層）87次會議上主推的PolarCode（極化碼）方案從美國LDPC和法國Turbo2.0兩大競爭對手中脫穎而出，成為5G控制信道eMBB場景編碼方案。這是中國在5G移動通信技術(shù)研究和標準化上的重要進展，意味著中國公司首次進入基礎(chǔ)通信框架協(xié)議領(lǐng)域。在運營商方面，2016年5月，中國移動就已宣布在5個城市進行場外測試。中國電信則按規(guī)劃已在成都、雄安、深圳、上海、蘇州、蘭州等六大城市開通了5G試點。中國聯(lián)通在2018年1月則向國家提交了申請，要在七大城市開啟5G模式。2018年4月2日中國移動聯(lián)手中興通訊打通國內(nèi)首個5G電話，這意味著一個上萬億元人民幣的產(chǎn)業(yè)已經(jīng)逐步拉開序幕。

4、5G的應(yīng)用場景展望

移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)是5G發(fā)展的主要驅(qū)動力，其在應(yīng)用層面主要體現(xiàn)在以下三個場景：

增強移動寬帶（eMBB）

未來的5G愿景最強烈的一個方面就是用戶體驗到的網(wǎng)絡(luò)速率。4G現(xiàn)在已經(jīng)很快了，但是還不夠，5G要做到的是10Gbps，5G將滿足人們在居住、工作、休閑和交通等各種區(qū)域的多樣化業(yè)務(wù)需求，即便在密集住宅區(qū)、辦公室、體育場、露天集會、地鐵、快速路、高鐵和廣域覆蓋等具有超高流量密度、超高連接數(shù)密度、超高移動性特征的場景，也可以為用戶提供超高清視頻、虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實、云桌面、在線游戲等極致業(yè)務(wù)體驗。

低功耗大連接（mMTC）

由于受限于終端的功耗以及無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，物聯(lián)網(wǎng)仍處于萌芽的狀態(tài)，但伴隨著5G網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，未來的物聯(lián)網(wǎng)必將迎來全面發(fā)展。5G是低功耗大連接的網(wǎng)絡(luò)，因此我們認為在5G時代，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用需求是非常大的，而且物聯(lián)網(wǎng)可以利用現(xiàn)有NB-IoT等蜂窩物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展起來，比如像智慧城市、智能家居、智慧農(nóng)業(yè)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、森林防火等以傳感和數(shù)據(jù)采集為目標的應(yīng)用；這類應(yīng)用具有小數(shù)據(jù)包、低功耗等特點，且終端分布范圍廣、數(shù)量眾多，不僅要求網(wǎng)絡(luò)具備超千億連接的支持能力，而且還要保證終端的超低功耗和超低成本。

低時延高可靠（uRLLC）

4G網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)使移動網(wǎng)絡(luò)的時延達到了100ms，使對實時性要求比較高的應(yīng)用如游戲，視頻，數(shù)據(jù)電話成為可能。而5G網(wǎng)絡(luò)，將會使時延降到極致，時延小于5ms，可實現(xiàn)450km/h高速環(huán)境下通信。一方面，5G讓消費者可以隨時隨地享受高清視頻傳輸、體驗VR 360度全景直播和娛樂、享受AR游戲和購物、實時觀看無人機航拍畫面等應(yīng)用；另一方面，5G將帶動各垂直行業(yè)的創(chuàng)新應(yīng)用，比如網(wǎng)聯(lián)無人機、自動駕駛和遠程駕駛、智能電網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，這類應(yīng)用對時延和可靠性具有極高的指標要求，需要為用戶提供毫秒級的端到端時延和接近100%的業(yè)務(wù)可靠性保證。

5、5G典型應(yīng)用之物流無人機

當前業(yè)界將5G和無人機看作是最好的“搭檔”。在沒有遇見5G之前，無人機還只是以個人娛樂應(yīng)用為主，還經(jīng)常飽受安全詬病。而5G的無處不在聯(lián)網(wǎng)、更高的速率、更低的時延使得無人機的應(yīng)用范圍不斷拓展。5G物流無人機便被認為是一種非常有前景的5G用例。

物流無人機現(xiàn)在被業(yè)界看好，主要由于其相對于傳統(tǒng)物流運輸有以下四大優(yōu)勢：1）提升流轉(zhuǎn)效率：相對于傳統(tǒng)汽車、電動車地面運輸系統(tǒng)，無人機可以大幅度提升配送效率；2）降低運營成本：由汽車等交通工具和人員配送貨物改為汽車加無人機的話，那么物流費用將至少下降70%。”無人機還可以解決偏遠山區(qū)農(nóng)產(chǎn)品運出來的問題。無人機上下游產(chǎn)業(yè)鏈整合日趨完善，隨著大規(guī)模應(yīng)用，將節(jié)省更多時間、人力、能源及倉儲資源；3）打破道路限制：無人機航線相對是直線，距離相對最近，突破了空間、區(qū)域、環(huán)境上的限制，針對偏遠農(nóng)村及交通不便地區(qū)，有效解決物流配送“最后一公里”難題，在擁堵的城市和偏遠山區(qū)運送急需物品，則可能比陸運節(jié)省80%的時間；4）助推產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型：以無人機為代表的“智能物流”將助力物流產(chǎn)業(yè)升級轉(zhuǎn)型。

2016年5月，德國DHL宣布成為全球首家無人機快遞公司，成功運送了130件包裹，歷經(jīng)了130次自動裝貨與卸貨的循環(huán)飛行，解決了變化無常的天氣狀況和嚴峻的溫差波動的干擾問題。在合理設(shè)置“包裹站”和當?shù)鼐用竦呐浜舷拢麄€快遞和交付工作完全是由無人機自主完成，無人機的飛行時速最高可達70公里，可以攜帶2.2公斤的貨物，航程最遠可達8.3km。

我國物流行業(yè)也緊跟國際趨勢，不斷嘗試新的物流形式，現(xiàn)在的無人機技術(shù)可以實現(xiàn)運用GPS和視頻等方式進行地理定位，可以實現(xiàn)貨物的機械化裝運，并按照條形碼推送，即便是在建筑密集的高層樓宇，無人機從窗戶進入指定地點也不是問題。至于避開天線、建筑物等高空障礙物，目前無人機領(lǐng)域已經(jīng)有一套成熟的技術(shù)精準避開障礙物。而5G的商用，能極大的推動這種新的物流形式。

6、電商領(lǐng)域的物流無人機

近兩年來，國內(nèi)物流行業(yè)對于無人機的熱衷來源于傳統(tǒng)快遞物流方式已出現(xiàn)瓶頸。未來汽車飽和度將進一步加大，傳統(tǒng)地面運輸將受到越來越多的制約，打造高效、快速的物流體系迫在眉睫。國內(nèi)多家物流與電商企業(yè)紛紛入局物流無人機行業(yè)，大力推動無人機配送體系的構(gòu)建。無論是京東、蘇寧、菜鳥等公司，基本都已經(jīng)實現(xiàn)了物流無人機的首飛，有些還獲得了無人機空域批文，并不斷深化和地方政府的合作，加快促進無人機項目的落地。2018年5月中國國家民航局發(fā)布了《民航局關(guān)于促進航空物流業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》，從九個方面闡述了促進航空物流業(yè)發(fā)展的政策措施。意見提出，支持物流企業(yè)在空域條件良好、地面交通欠發(fā)達地區(qū)開展無人機配送示范工程。如此可見，無人機配送的發(fā)展不再局限于市場的自我追逐，而是更進一步得到了國家政策的高度支持。到目前為止，物流與電商企業(yè)在無人機領(lǐng)域的布局已經(jīng)初現(xiàn)輪廓。

今年4月，順豐拿到了國內(nèi)首張無人機航空運營（試點）許可證。此番取得首張運營牌照，讓順豐一躍成為國內(nèi)物流無人機的領(lǐng)先者。根據(jù)許可證的規(guī)定，順豐可在民航局批準的試點區(qū)域內(nèi)使用無人機開展物流配送。對于無人機，順豐的構(gòu)想是用無人機實現(xiàn)航空物流網(wǎng)絡(luò)干支對接，輔以陸運以及快遞員在配送末端的到門服務(wù)，以完成對大部分城市的空網(wǎng)覆蓋。換言之，順豐的無人機不僅僅針對末端最后一公里，更是針對支線無人機運輸。順豐的無人機短期內(nèi)并不會直接面向客戶，而是進行順豐速運不同網(wǎng)點之間的配送。以此次獲取牌照的試點區(qū)域為例，順豐無人機主要用于將貨物送往人力配送較難、較慢的偏遠地區(qū)，以提高效率、減少人力成本。

去年10月菜鳥網(wǎng)絡(luò)的無人機群組，滿載六箱貨品，耗時9分鐘，飛越近5公里的海峽，為農(nóng)村淘寶提供物流服務(wù)。這是國內(nèi)首次完成無人機群組跨?？爝f飛行。菜鳥無人機可荷載7公斤包裹，實現(xiàn)空中到家、精準投遞的運作。

京東無人機是京東空地一體三級智慧物流體系的重要組成部分，京東無人機經(jīng)過兩年多的時間的不斷研發(fā)，成為京東黑科技的一張名片。目前，京東無人機已經(jīng)出動了2萬余架次，飛行總里程10萬多公里，積累了大量運營經(jīng)驗。除了常態(tài)化運營，一年來京東無人機還飛過河北、浙江等省，為無人機運營場景的持續(xù)開拓和更大規(guī)模應(yīng)用進行探索。在無人機的優(yōu)勢上面，京東的優(yōu)勢在于“走得快”，同時京東自建物流，擁有非常多的應(yīng)用場景，正常情況下，每天都有無人機在飛行。

2018年6月蘇寧物流無人機鄉(xiāng)村飛行距離超5萬公里。為適應(yīng)于不同場景的配送，蘇寧物流空中智慧網(wǎng)建成機型多樣的無人機部隊。目前，末端小型無人機基本可以常態(tài)化運營，支線和干線無人機正在研發(fā)測試。比如在支線，蘇寧正研發(fā)一款載重200公斤和一款載重1.5噸的無人機。

上述電商的無人機已經(jīng)可以按照已編程的飛行路線行事，但迄今尚無法通過移動通信高效地控制無人機，在這種情況下，5G的使用為創(chuàng)新的無人機應(yīng)用打開了全新的空間。5G低時延、高速率、大連接的技術(shù)特征為無人機智慧物流提供了完美解決方案，包括航線規(guī)劃、智能避障、集群作業(yè)等。

當然，除了5G網(wǎng)絡(luò)外，未來無人機在物流領(lǐng)域的發(fā)展還有三個問題有待解決：一是無人機的安全性問題，如何將無人機的事故風險概率控制在合理范圍，目前的技術(shù)還無法完全消除大眾擔憂；二是穩(wěn)定性問題，與民航客機或者貨機相同，無人機尤其小型無人機對天氣影響更敏感，無論是可見的風、雨、雪、霧等大范圍天氣因素，還是晴空風切變、突發(fā)氣流等難以預(yù)見的情況，都會對無人機產(chǎn)生較大影響；三是政策因素，在無人機應(yīng)用方面，監(jiān)管仍處于摸索階段，不確定性較強。

7、結(jié)束語

隨著未來移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的井噴式增長，3G、4G和其他通信網(wǎng)絡(luò)已無法滿足社會日益增長的通信需求。5G將以其顯著特征和技術(shù)優(yōu)勢及可持續(xù)發(fā)展的模式，滿足未來超千倍的移動數(shù)據(jù)增長需求，并將為用戶提供光纖般的接入速率、零時延的使用體驗、千億設(shè)備的連接能力、超高的流量密度和連接數(shù)密度、超高的移動性和多場景的服務(wù)，使各類業(yè)務(wù)和用戶感知智能優(yōu)化，并為未來的網(wǎng)絡(luò)帶來百倍的能效提升。5G的到來必將極大地推動國家傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級與供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革，在鼓勵創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新的大背景下，極具市場價值的無人機行業(yè)將繼續(xù)保持高速增長。前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2018-2023年中國無人機行業(yè)市場需求預(yù)測及投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》預(yù)測，我國民用無人機產(chǎn)品銷售和服務(wù)總體市場規(guī)模到2020年將達到465億元，2025年將達到750億元。

無人機的發(fā)展離不開5G的技術(shù)支持，5G也需要無人機來配合發(fā)展，兩者相輔相成，互相成就。隨著科技進步，相信5G技術(shù)的普及將成為必然，5G無人機成就通信新時代的目標也很快就會實現(xiàn)。因此，我們可以預(yù)計在不久的將來，當我們打開門窗，收到無人機遞上的包裹將成為我們生活的日常。

參考文獻：

[1]王胡成，徐暉，程志密，王可.5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].電信科學(xué)，2015（09）：12-16.

[2]王志勤，羅振東，魏克軍.5G業(yè)務(wù)需求分析及技術(shù)標準進程.中興通訊技術(shù)，2014（02）：24-25

[3]黃海豐.行業(yè)領(lǐng)袖共議5G定義華為投入6億美元促產(chǎn)業(yè)發(fā)展.通信世界，2014（31）：23

作者簡介：佘炳濤（1979-），男，廣東潮州，碩士研究生，高級經(jīng)濟師，研究方向：經(jīng)濟管理.