基于5G传输的无人机实时视频分析系统设计及应用
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Abstract：With the advent of 5G era，it is possible for UAVs to carry high-definition camera equipment for operations.5G UAVs have important capabilities such as long transmission distance，low data transmission delay，realtime cloud data processing，etc.，which has had a huge impact on key UAV technologies and industrial development. Drived by the rapid development of 5G，the UAV video technology is developing vigorously in the direction of civilmilitary integration.Currently，the UAV industry has become the most dynamic emerging market in the 5G industry chain.This paper focuses on the key technologies of UAV real-time video analysis system application combined with 5G network.Under the current 5G technology and the development status of UAV equipment，the feasibility of UAV realtime video transmission system design and application is analyzed，and the development trend of UAV real-time video transmission is proposed.
1 无人机实时视频传输的现状与存在的问题
在传统通信限制下，无人机实时视频传输因受
收稿日期：2020-10-28 作 者 简 介： 陶 君 军（1982-）， 男， 江 苏 射 阳 人， 工 学 学 士，通信技术工程师，主要研究方向为图像信号处理、红 外物理应用、5G 通信以及 AIoT 视觉人工智能与物联网融 合应用。
摘要：5G 时代的到来使得无人机携带高清摄像设备进行作业成为可能。5G 无人机具备传输距离远、数据传输 时延低以及实时云端数据处理等重要能力，对无人机关键技术和产业发展产生了巨大影响。当前无人机视频技术在 5G 高速发展的推动下以军民融合为方向快速发展，无人机产业已成为 5G 产业链最具活力的新兴市场。重点研究无 人机实时视频分析系统，结合 5G 网络的关键技术，在当前 5G 技术和无人机设备发展现状下，分析无人机实时视频 传输系统设计及应用的可行性，并阐述其发展趋势。
Keywords：5G transmission；UAV；real-time video analysis system；high-definition video
0 引 言
近年来，无人机凭借自身投入成本低和操作简单 等显著优势，在各行各业得到了广泛应用。第五代移 动通信系统在现有的通信技术下支持增强型移动宽带 （Enhanced Mobile Broadband，eMBB）、海量机器类 通 信（Massive MachineType Communication，mMTC） 以及超高可靠低时延通信（Ultra Reliable Low Latency Communication，uRLLC）3 大类应用场景，进一步拓 展了无人机的应用领域。无人机实时视频传输作为当 前 5G 技术的应用之一，是 5G 高速率特点的直观体现。 本文从 5G 网络架构技术发展和应用以及无人机视 频传输出发，分析 5G 对无人机视频传输分析系统和 应用的巨大影响。
关键词：5G 传输；无人机；实时视频分析系统；高清视频
Design and Application of UAV Real-Time Video Analysis System Based on 5G Transmission
TAO Junjun （Shanghai Rihui Palm Eye Intelligent Technology Co.，Ltd.，Shanghai 200434，China）
2020 年 12 月 10 日第 37 卷第 23 期
doi：10.19399/ki.tpt.2020.23.037
Telecom Power Technology
Ｄｅｃ． １０，２０２０，Ｖｏｌ． ３７ Ｎｏ． ２３
通信技术
基于 5G 传输的无人机实时视频分析系统设计及应用
陶君军 （上海日辉掌眼智能科技有限公司，上海 200434）
到网络传输带宽不足、自身设备以及网络延时大导致 视频卡顿等多方面的限制，在传统通信条件工作下传 输的音视频经常出现数据丢失的情况 [1]。 1.1 人机设备受限，无法满足信号覆盖需求
随着市场需求的不断增加，无人机的种类不断 增多。在现有条件下，民用的无人机多为旋翼无人机， 其特点为飞行高度低和航行距离较近等，自身携带电 量无法提供无人机长时间飞行，活动半径不超 16 km， 且飞行高度限制在 1 km 以内，但单纯增加无人机搭 载电池数量或者供电设备的供电功率并不能有效增加 无人机的飞行时间和飞行距离。通常实时视频传输场 景需要无人机具备特殊的飞行高度和稳定的飞行状态， 飞行的空间形态是立方体模式。这种立方体空间模式 需要无人机设施具备对立方体空间形态各象限的无线 信号覆盖能力，其信号需要无死角地覆盖整个立方体 空间，对 5G 无线信号覆盖能力的发展也提出了更高 的要求 [2]。 1.2 机载设备数据传输能力有限
1 无人机实时视频传输的现状与存在的问题
在传统通信限制下，无人机实时视频传输因受
收稿日期：2020-10-28 作 者 简 介： 陶 君 军（1982-）， 男， 江 苏 射 阳 人， 工 学 学 士，通信技术工程师，主要研究方向为图像信号处理、红 外物理应用、5G 通信以及 AIoT 视觉人工智能与物联网融 合应用。
摘要：5G 时代的到来使得无人机携带高清摄像设备进行作业成为可能。5G 无人机具备传输距离远、数据传输 时延低以及实时云端数据处理等重要能力，对无人机关键技术和产业发展产生了巨大影响。当前无人机视频技术在 5G 高速发展的推动下以军民融合为方向快速发展，无人机产业已成为 5G 产业链最具活力的新兴市场。重点研究无 人机实时视频分析系统，结合 5G 网络的关键技术，在当前 5G 技术和无人机设备发展现状下，分析无人机实时视频 传输系统设计及应用的可行性，并阐述其发展趋势。
Keywords：5G transmission；UAV；real-time video analysis system；high-definition video
0 引 言
近年来，无人机凭借自身投入成本低和操作简单 等显著优势，在各行各业得到了广泛应用。第五代移 动通信系统在现有的通信技术下支持增强型移动宽带 （Enhanced Mobile Broadband，eMBB）、海量机器类 通 信（Massive MachineType Communication，mMTC） 以及超高可靠低时延通信（Ultra Reliable Low Latency Communication，uRLLC）3 大类应用场景，进一步拓 展了无人机的应用领域。无人机实时视频传输作为当 前 5G 技术的应用之一，是 5G 高速率特点的直观体现。 本文从 5G 网络架构技术发展和应用以及无人机视 频传输出发，分析 5G 对无人机视频传输分析系统和 应用的巨大影响。
关键词：5G 传输；无人机；实时视频分析系统；高清视频
Design and Application of UAV Real-Time Video Analysis System Based on 5G Transmission
TAO Junjun （Shanghai Rihui Palm Eye Intelligent Technology Co.，Ltd.，Shanghai 200434，China）
2020 年 12 月 10 日第 37 卷第 23 期
doi：10.19399/ki.tpt.2020.23.037
Telecom Power Technology
Ｄｅｃ． １０，２０２０，Ｖｏｌ． ３７ Ｎｏ． ２３
通信技术
基于 5G 传输的无人机实时视频分析系统设计及应用
陶君军 （上海日辉掌眼智能科技有限公司，上海 200434）
到网络传输带宽不足、自身设备以及网络延时大导致 视频卡顿等多方面的限制，在传统通信条件工作下传 输的音视频经常出现数据丢失的情况 [1]。 1.1 人机设备受限，无法满足信号覆盖需求
随着市场需求的不断增加，无人机的种类不断 增多。在现有条件下，民用的无人机多为旋翼无人机， 其特点为飞行高度低和航行距离较近等，自身携带电 量无法提供无人机长时间飞行，活动半径不超 16 km， 且飞行高度限制在 1 km 以内，但单纯增加无人机搭 载电池数量或者供电设备的供电功率并不能有效增加 无人机的飞行时间和飞行距离。通常实时视频传输场 景需要无人机具备特殊的飞行高度和稳定的飞行状态， 飞行的空间形态是立方体模式。这种立方体空间模式 需要无人机设施具备对立方体空间形态各象限的无线 信号覆盖能力，其信号需要无死角地覆盖整个立方体 空间，对 5G 无线信号覆盖能力的发展也提出了更高 的要求 [2]。 1.2 机载设备数据传输能力有限