有见过4G信号控制的无人机吗？ - 全文

　　5月17日是世界电信日，今年电信日的主题是：“提倡ICT（信息通信技术）创业精神，扩大社会影响”。今年有许多创业者将信息通信技术跨界应用到无人机领域，尤其有数家企业将手机的4G通信技术应用于操控无人机，但是这真的靠谱吗？天上真的有信号吗？

　　之前的无人机是怎么控制的？

　　自诞生以来无人机大多都是用微波电台控制的。一架侦查型无人机一般有两部电台，一部数传电台（控制飞行）。一部图传电台（实时传输拍摄的画面）。

　　然而微波电台的绕射能力并不强，受障碍物、干扰和地面杂波等客观环境的影响不小，业内人士表示：严格来说无人机飞行是要求“通视”的，为了能让控制距离远一些需要尽量把天线架高。

　　更不幸的是麦哲伦的船队告诉了我们一个悲惨的真相：亚里士多德和张衡他们的猜测没错——地球是圆的。所以即使在海洋上微波电台的通讯也是受地球遮挡的。环球无人机频道曾经采访某工业级无人机公司，问其无人机如何实现150公里的控制半径，答曰：飞到3000米高。

　　

　　要突破控制半径的限制，最常用的做法之一是用卫星通讯。

　　诚然卫星通讯的效果是非常令人满意的，可以在千里之外送极端份子去见上帝，但租用通讯卫星频道的成本却高昂到令人发指。目前使用卫星控制的无人机多为军用机，民用机型寥寥无几。

　　随着3G/4G等移动通讯技术的发展和“互联网+”思潮的兴起，许多人不约而同的想到能不能拿4G网络控制无人机呢？这样有信号的地方不就都能控制了吗？

　　消息称芯片制造商英特尔（Intel）就打算与美国无线供应商电话电报公司（AT&T）合作，测试无人机在高速LTE网络下的功能性。实际上想搞4G通讯的远不止英特尔一家，国内亦有很多厂商尝试用4G控制无人机，就比如中国移动。

　　

　　3G/4G可行乎？

　　对于用“手机信号”控制无人机，无人机行业的业内人士表示：并没有直接尝试用3G/4G控制过无人机的飞行，但是在无人机雷电标校飞行任务中使用2G（GPRS）发送过GPS差分信息，许多地方有盲区，尤其在基站服务范围的相邻处信号中断很明显。

　　有可行性

　　面对这个无人机与通讯的跨界话题，环球无人机频道有幸采访到了通讯行业的专业人士，业内人士表示：实现3G/4G的控制是可以实现的，也不复杂，之前2G（GPRS）在基站切换时有中断，但3G/4G已经变成软切换。软切换基本察觉不到，虽然软切换仍有掉线的风险，但不大;而且3G/4G的网速很快，时延也很小，理论上来说足够同时传输图像和控制信号。

　　

　　但也有问题：

　　但是业内人士同时表示3G/4G的信号仍有许多限制。

　　一方面是发射塔多采用定向天线，呈一定角度向下发射，信号覆盖范围可以理解为是以信号塔为杆的“伞状覆盖”，而且离基站越远信号高度也就越低，超过这个“伞”的高度一点虽然仍有信号，但其为主瓣散溢出去的旁瓣，信噪比不高。

　　在旷野中定向天线的俯角会小一些以扩大覆盖面积。干扰区会存在，但风险不大。至于大家好奇的“1格信号”是怎么回事？业内人士表示其实理论上来说1格信号的数据传输速率是一样的，之所以网速慢是因为信号不连续了、经常断。所以1格信号问题很多也很危险了。

　　之所以城市中高楼也有信号，那是因为高楼上安装了发射塔。

　　因建筑遮挡而产生的盲区则被呈仰角放置的天线补盲。所以城市中的信号可以覆盖的更高。

　　除了信号的盲区，业内人士还对环球无人机频道科普了一个会被外行忽视的问题：同频干扰。为了提高频率利用率，常常采用频率复用技术。而相同的频率的小区间可能会干扰。

　　“信号不好”怎么办呢？

　　业内人士对环球无人机频道表示，解决信号覆盖高度、同频干扰都非常容易，但前提是对于运营商而言。想让信号覆盖范围高，让基站增加对空天线;想解决同频干扰，去找运营商弄个与之正交的专用频段就好了。所以要想用4G信号的基站去控制无人机和看实时图传画面，不光是买流量，要找中国移动/联通/电信聊的内容还是很多的。

　　他同时表示：公用网络还是不够安全，要是因为没信号把无人机摔了，让中国移动去赔不太现实。还有另一种解决办法：专网。通俗的讲就是自己建基站给自己用，汶川地震时的应急通信就是海能达建的专网。

　　而工业级无人机的业内人士则表示：还是用无线电台比较靠谱，若是用大型固定翼无人机巡逻的话，再起飞一架做中继机，也可以实现数百公里的控制与图传。

　　无人机的业内人士同时对环球无人机频道说：对无人机飞行安全而言更重要的是飞控，飞控是无人机的“驾驶员”，是飞控赋予无人机自主飞行的能力。一套性能良好的飞控可以在链路中断的情况下仍然执行任务和自主降落回起飞点。

　　看来用4G控制无人机不是一拍脑门就能实现的，也不是光靠无人机厂商就能解决的。跨界的科技，还得跨界合作才能搞明白。