“我的意中人是個蓋世英雄,有一天他會踩著七彩祥云前來......”
你的意中人還沒等來,你的外賣倒是先騰云駕霧趕過來了
還沒來及恭喜無人機(jī)加入外賣小哥的大家庭,慶祝以后在人行道和馬路上化身頭文字 D 主角的外賣小哥可能會變少,另一個問題就困擾了我們。
作為嗎嘍或者花花草草,以前只要擔(dān)心被月光寶盒砸到,而現(xiàn)在砸到我們頭上的還可能是“飛機(jī)”和它配送的牛雜、湯粉或者烤串了。
...... 我發(fā)誓!我沒有在想,如果兩架無人機(jī)撞一起,一個送的是啤酒,一個送的是炸雞,它們都掉在了我面前會怎么樣。作為曾經(jīng)光榮的少先隊員,我,可能只是餓了一點。
那么,有什么辦法可以保護(hù)我們外賣在天的安全,還有我們?nèi)嗽诘孛娴陌踩兀?/p>
答案就是
什么是通感?
通感是指通信和感知。通信就是大家熟悉的打打電話、上上網(wǎng);感知則包括對外界的感覺和知覺兩個環(huán)節(jié)。感覺大家最熟悉的就是視 / 聽 / 嗅 / 味 / 觸覺,知覺是大腦對所感覺到的物體進(jìn)行識別判斷的過程。
感覺過程我們熟悉的工具有攝像頭、激光 / 無線電雷達(dá)、傳感器等,知覺識別判斷的過程可以借助算力用模型和算法來實現(xiàn)。所以,通感就是利用無線通信技術(shù),去對環(huán)境進(jìn)行探測和判斷。
3GPP 從 2023 年開始推動 5G-A 的標(biāo)準(zhǔn),開啟了 5G 領(lǐng)域的新一輪創(chuàng)新。其中,就包括米級精度、超 1 km 范圍的通感一體技術(shù)。它是利用基站發(fā)出的無線電波,在兼顧通信的同時,對周邊環(huán)境進(jìn)行實時探測,精準(zhǔn)地感知并定位目標(biāo)物體,獲取其方位、距離、速度等信息。
通感一體如何感知周邊?
通感一體的能力聽著很厲害,既要通信,又要感知,而且這感知探測功能聽著像是要搶雷達(dá)老大的飯碗嘛~ 就像讓子彈飛里的姜文一樣,既要站著,又要把錢給賺了,那通感一體到底有沒有姜文般的實力去做到呢?
1、怎么實現(xiàn)通信和感知
基站分別發(fā)射通信用的和感知用的電磁波,通信用的電磁波管數(shù)據(jù),感知用的電磁波管探測。兩種類型的電磁波調(diào)制方式不同,此波非彼波,就像婆婆和媳婦,各行其是,井水不犯河水。
2、怎么避免通信和感知的干擾
通信和感知的電磁波互相干擾怎么辦?這問題就像問婆婆和媳婦鬧矛盾了怎么辦一樣,最簡單的辦法就是把她們分開。所以,分時調(diào)度,把通信和感知用的電磁波劃分在不同的時間進(jìn)行發(fā)送和接收,就是應(yīng)對干擾的最佳解決方案。
3、怎么提高感知的距離和精度
電磁波在傳播過程中面臨著損耗,傳播距離越遠(yuǎn),損耗越大,就像我們晚上用手電筒。那要怎么才能感知到更遠(yuǎn)的距離呢?手電筒把光聚焦到一處,就可以照得更遠(yuǎn)。光波也是一種電磁波,所以基站一樣可以把發(fā)射的電磁波,從覆蓋面更廣的寬波束,換成能量更集中的窄波束,就可以像聚焦的手電筒一樣探測更遠(yuǎn)的距離啦。這也是聰明的通信工程師,用 5G 波束賦形技術(shù)所嘗試的新應(yīng)用。
使用窄波束后探測距離變遠(yuǎn)了,但是探測范圍會變小啊,這樣會不會探測就不精準(zhǔn)了呢?這時候,就輪到由 5G 的 CoMP(Coordinated Multi-Point,多點協(xié)同)技術(shù)衍生出的多站點協(xié)同感知技術(shù)登場啦。通過由多個 5G-A 基站,同時對目標(biāo)進(jìn)行探測和計算,我們就可以獲得目標(biāo)更精確的位置和速度信息。這就是傳說中的,主 C 逆風(fēng),就搖人開團(tuán)大法,是兄弟就一起砍一刀,啊不,一起探測。
如此一來,借助 5G-A 的通感一體技術(shù),我們既可以正常的手機(jī)上網(wǎng)刷視頻,又可以探測感知周圍的靜態(tài)環(huán)境和動態(tài)目標(biāo),做到了通信、感知兩手抓。
通感的優(yōu)缺點
缺點
通感也不是萬能的。由于地面環(huán)境非常復(fù)雜,通過電磁波反射的回波可以識別出物體的大小、形狀、速度,但是難以判斷材質(zhì),很難精準(zhǔn)識別探測到的對象是什么。所以,現(xiàn)階段對地面環(huán)境的感知,還需要借助攝像頭的圖像識別、激光雷達(dá)等。期待以后隨著技術(shù)發(fā)展可以解決這個問題。
而在奧特曼、超人、因重慶人工降雨而走失的搖褲等加入飛行陣營前,空中的物體則更單純一些。所以,當(dāng)前通感主要應(yīng)用在低空環(huán)境。
優(yōu)點
可以復(fù)用現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)的基站站址資源,僅需更換射頻模塊,增加相應(yīng)的基帶感知及算力單元,就可以實現(xiàn)通感一體的低成本、快速建網(wǎng)。
單基站設(shè)備即可實現(xiàn)通信和感知,包括支持大帶寬的圖像回傳、飛行器的全天候 + 高精度定位、感知對象通過通信鏈路進(jìn)行鑒權(quán)等。
以上優(yōu)點,決定了通感一體技術(shù)將在近期概念爆火的“低空經(jīng)濟(jì)”領(lǐng)域發(fā)揮重大作用。
那什么是低空經(jīng)濟(jì)?
低空經(jīng)濟(jì)的發(fā)展是不是非使用通感一體技術(shù)不可,有沒有其他選擇了呢?
下面就讓我們先一起了解下低空經(jīng)濟(jì)的具體情況,再看看相關(guān)技術(shù)是如何競爭的吧。
什么是低空經(jīng)濟(jì)?
低空經(jīng)濟(jì)是指依托于低空空域(一般在垂直高度 1000 米以下,最高不超過 3000 米的空域范圍),以民用有人 / 無人駕駛的飛行器為載體,以載人、載貨和其他作業(yè)場景的低空飛行活動為牽引,帶動相關(guān)領(lǐng)域融合發(fā)展的綜合性經(jīng)濟(jì)業(yè)態(tài)。
低空經(jīng)濟(jì)相關(guān)的產(chǎn)業(yè)和領(lǐng)域如下。
而其中低空經(jīng)濟(jì)具體的商業(yè)應(yīng)用場景,則可以根據(jù)其飛行高度,劃分為以下類型。
在這些商用場景中,和我們生活聯(lián)系最緊密的低空經(jīng)濟(jì)場景是以下三類。
公共服務(wù):低空 + 物流
航空消費(fèi):低空 + 通勤、旅游
生產(chǎn)作業(yè):低空 + 巡檢
這些低空經(jīng)濟(jì)商用場景,都需求要能精準(zhǔn)感知飛行器的位置。此外,還通常伴隨有通信服務(wù)需求,比如你在飛行器上美美自拍,想要發(fā)個朋友圈嘚瑟的時候。最重要的是,這些低空商用場景都有很高的安全需求。相信沒人會希望在大風(fēng)起兮云飛揚(yáng),坐上無人機(jī)兮走四方,然后吃著火鍋還唱著歌的時候,突然就被黑飛給撞了吧?
下面,我們就重點介紹為了避免碰撞,當(dāng)前探測低空飛行器的幾種方法和他們的差異。
低空感知技術(shù)大比拼
在低空經(jīng)濟(jì)中,飛行器的安全是尤為重要的,而要保障安全,首先要察覺安全風(fēng)險。
在感知低空飛行器時,核心要求可以概括為:“看得到”、“看得準(zhǔn)”、“看得遠(yuǎn)”、“一直看”。其中,“看得到”、“看得準(zhǔn)”是基本訴求,而“看得遠(yuǎn)”、“一直看”是進(jìn)階訴求。傳統(tǒng)的 WiFi 首先被 Pass,因為它的信號不穩(wěn)定、切換時延大、覆蓋易受干擾。下面,有請進(jìn)入低空感知決賽圈的選手登場~
首先登場的是通感一體選手。讓我們看看它除了獨(dú)有的通信能力,在感知比拼中又有幾把刷子呢。
接著登場的是老大哥低空雷達(dá)。軍迷朋友都知道雷達(dá)的能力和重要性,打仗先打雷達(dá),沒有地圖可就成瞎子了。
走在第三位的是新貴光電檢測,通俗點說就是安全監(jiān)控攝像頭。得益于它們的出手,社會治安水平比十幾年前有了顯著提升,商業(yè)街的小偷小摸、騎行搶包等基本絕跡。
最后登場的是 TDOA。TDOA(Time Difference of Arrival,到達(dá)時間差)是一種無線定位技術(shù),它通過測量信號到達(dá)不同監(jiān)測站的時間差來確定信號源的位置。說簡單點,就是地面版的北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)技術(shù)。
就讓我們用一張表來總結(jié)四位參賽選手的優(yōu)缺點。滿足“看得到”、“看得準(zhǔn)”、“看得遠(yuǎn)”、“一直看”要求的打√,不滿足的打 ×。
可見,通感一體技術(shù)還真有幾把刷子~ 只有它可以滿足全部的要求。并且,通感一體技術(shù)可以復(fù)用現(xiàn)有通信基站,節(jié)省一大筆建設(shè)開支,還可以避免一般民眾對雷達(dá)等輻射問題的擔(dān)憂和抵制。特別是中興通訊研發(fā)的 128 通道的大張角 AAU 設(shè)備,還有感知用的脈沖波 + 連續(xù)波組合配置技術(shù),更是助力通感技術(shù)在“看得遠(yuǎn)”、“一直看”方面,實現(xiàn)性能的大幅提升。
此外,通感一體技術(shù)還可以和其他探測技術(shù)融合,作為低空安防探測部分的綜合應(yīng)用方案。
今天,我們了解了通感技術(shù)的原理,低空經(jīng)濟(jì)的概念,還有通感技術(shù)是如何勝過其他感知技術(shù),成為支撐起低空經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的核心的。
現(xiàn)在,到了文檔君下班的時間啦!收工~
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