一文讀懂5G-A如何賦能低空經(jīng)濟(jì)

文 | 開(kāi)山

今年，低空經(jīng)濟(jì)首次被寫(xiě)入政府工作報(bào)告，發(fā)展提速。本文介紹低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)因素及發(fā)展現(xiàn)狀，梳理制約低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展的痛點(diǎn)和挑戰(zhàn)，重點(diǎn)闡述5G-A通感一體化技術(shù)如何針對(duì)性助力低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展，包括主要功能和核心技術(shù)，以及去年以來(lái)的試點(diǎn)情況。

01、 低空經(jīng)濟(jì)

“積極打造生物制造、商業(yè)航天、低空經(jīng)濟(jì)等新增長(zhǎng)引擎?！薄墩ぷ鲌?bào)告》，2024.3

今年，“低空經(jīng)濟(jì)”被首次寫(xiě)入政府工作報(bào)告，具有里程碑意義。低空經(jīng)濟(jì)指一般在垂直高度1000米以下、根據(jù)實(shí)際需要延伸至不超過(guò)3000米的低空空域范圍內(nèi)，以?用有人駕駛和無(wú)人駕駛航空器為載體，以載人、載貨及其他作業(yè)等多場(chǎng)景低空?行活動(dòng)為牽引，帶動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域融合發(fā)展的綜合性經(jīng)濟(jì)業(yè)態(tài)，涉及低空?行、航空旅游、支線客運(yùn)、通航服務(wù)、科研教育等業(yè)務(wù)形態(tài)，覆蓋通用直升機(jī)、eVTOL、無(wú)人機(jī)等飛行器，低空產(chǎn)業(yè)涵蓋低空基礎(chǔ)設(shè)施、低空飛行器制造、低空運(yùn)營(yíng)服務(wù)及低空飛行保障。

驅(qū)動(dòng)因素

首先，市場(chǎng)需求方面，低空出行可以有助于解決30到150公里的高效交通出行需求。據(jù)測(cè)算，30公里內(nèi)的公共出行以地鐵、公交車(chē)為主，超過(guò)150公里則更適合選擇高鐵和飛機(jī)，每公里成本大約在0.3-0.7元左右。然而，在30到150公里范圍內(nèi)，如深圳這樣地處大灣區(qū)、存在跨山跨海等特殊場(chǎng)景的城市，現(xiàn)有交通工具并不能完全滿(mǎn)足需求。低空飛行產(chǎn)品的出現(xiàn)填補(bǔ)了這一空白，可以擴(kuò)大城際和城市都市圈的出行范圍，成為現(xiàn)有出行方式的補(bǔ)充。

其次，低空空域作為尚未充分開(kāi)發(fā)的自然資源，具有巨大的經(jīng)濟(jì)潛力。通過(guò)數(shù)字化手段，可以將低空空域轉(zhuǎn)化為可量化、可評(píng)估、可利用的經(jīng)濟(jì)資源，類(lèi)似于士地使用權(quán)。這種新型生產(chǎn)要素的確立將推動(dòng)低空空域的深度開(kāi)發(fā)、流轉(zhuǎn)和利用，為新經(jīng)濟(jì)的發(fā)展注入強(qiáng)勁動(dòng)力，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值。

再次，低空經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)具備強(qiáng)大的產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)作用。在傳統(tǒng)基建投資面臨邊際效用遞減的背景下，低空基礎(chǔ)設(shè)施有望成為投資的重要選擇。有望充分享受信息化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化和智能化技術(shù)發(fā)展所帶來(lái)的紅利，將實(shí)體經(jīng)濟(jì)與數(shù)字經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步融合，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

最后，有望在低空經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域率先制定國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)則。在當(dāng)前競(jìng)爭(zhēng)激烈的國(guó)際環(huán)境中，低空智能融合基礎(chǔ)設(shè)施的全數(shù)字化方法已使我國(guó)處于技術(shù)領(lǐng)先地位。由于發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投入不足，使得我們有機(jī)會(huì)打破長(zhǎng)期依賴(lài)外國(guó)規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)的局面，加速制定與低空經(jīng)濟(jì)相關(guān)的規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)，有助于我國(guó)在行業(yè)發(fā)展中取得主動(dòng)地位，并在全球科技競(jìng)爭(zhēng)中獲得領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。

相關(guān)政策及發(fā)展現(xiàn)狀

低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展主要集中在北美、亞太和歐洲三大區(qū)域，整體來(lái)看以中美最為領(lǐng)先。美國(guó)憑借龐大的通用航空產(chǎn)業(yè)及附屬行業(yè)積累了豐富的航空經(jīng)驗(yàn)，在航線規(guī)劃、飛行器設(shè)計(jì)等領(lǐng)域具備較大優(yōu)勢(shì)。中國(guó)在低空經(jīng)濟(jì)中存在后發(fā)優(yōu)勢(shì)，能針對(duì)低空飛行特點(diǎn)進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)施的快速鋪開(kāi)，具備巨大的市場(chǎng)潛力。低空經(jīng)濟(jì)并非近期才提出的概念，早在2010年，中央已經(jīng)前瞻性的規(guī)劃了我們低空產(chǎn)業(yè)及低空空域的改革，國(guó)務(wù)院、中央軍委下發(fā)了《關(guān)于深化我國(guó)低空空域管理改革的意見(jiàn)》，民航局貫徹落實(shí)意見(jiàn)要求，制定《通用航空飛行服務(wù)站系統(tǒng)建設(shè)和管理指導(dǎo)意見(jiàn)（試行）》，明確了飛行服務(wù)站建設(shè)管理基本要求。2018年，國(guó)家空管委批準(zhǔn)在四川進(jìn)行低空空域綜合管理改革試點(diǎn)，形成以地方政府為主導(dǎo)、軍地民三方共同參與的低空管理模式。民航局制定《低空飛行服務(wù)保障體系建設(shè)總體方案》，規(guī)劃建設(shè)國(guó)家、區(qū)域和飛行服務(wù)站三級(jí)服務(wù)保障體系。2020年以來(lái)，低空空域管理改革試點(diǎn)擴(kuò)大至湖南、江西和安徽等地。民航局制定專(zhuān)門(mén)文件，規(guī)范飛行動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)傳輸、低空飛行服務(wù)系統(tǒng)技術(shù)要求和專(zhuān)業(yè)人員基礎(chǔ)培訓(xùn)，構(gòu)建無(wú)人駕駛航空法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系。2021年2月，低空經(jīng)濟(jì)被寫(xiě)入《國(guó)家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》，在2022年后，政策提速，基礎(chǔ)研究、產(chǎn)品落地、政策引導(dǎo)三者共振為低空經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供支撐，2023年12月，中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議進(jìn)一步將“低空經(jīng)濟(jì)”提升至“戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)”的高度。隨著一系列政策舉措推進(jìn)實(shí)施，我國(guó)低空飛行服務(wù)保障體系基本成型。據(jù)中國(guó)?航局相關(guān)數(shù)據(jù)，截至2023年底，全國(guó)建成通用機(jī)場(chǎng)449個(gè)，完成國(guó)家信息管理系統(tǒng)、7個(gè)區(qū)域信息處理系統(tǒng)和32個(gè)飛行服務(wù)站建設(shè)，上線民用無(wú)人駕駛航空器綜合管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)低空飛行監(jiān)管、服務(wù)全覆蓋。2023年我國(guó)低空經(jīng)濟(jì)規(guī)模已經(jīng)超過(guò)5000億元，2030年有望達(dá)到2萬(wàn)億元。低空經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)快速擴(kuò)張，其中無(wú)人機(jī)及其應(yīng)用是低空經(jīng)濟(jì)的重要形態(tài)。截至2022年底，全國(guó)的無(wú)人機(jī)運(yùn)營(yíng)企業(yè)達(dá)到1.5萬(wàn)家，年產(chǎn)值已達(dá)1170億元。注冊(cè)無(wú)人機(jī)95萬(wàn)架，無(wú)人機(jī)實(shí)時(shí)?行約為3.86億架次，累計(jì)?行時(shí)?約為1668.9萬(wàn)小時(shí)。近日，電動(dòng)垂直起降航空器(eVTOL)“盛世?”公開(kāi)首次演示?行，從深圳蛇口郵輪母港起?后降落在珠海九洲港碼頭，將單程2.5-3小時(shí)的地面?程縮短至20分鐘，該航空器預(yù)計(jì)將于2026年開(kāi)啟載人?行，有望在規(guī)模化落地后將單座票價(jià)壓至兩三百元。

五大痛點(diǎn)與挑戰(zhàn)

為了實(shí)現(xiàn)低空經(jīng)濟(jì)規(guī)?；⒏哔|(zhì)量、安全可控的發(fā)展，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)面臨五大挑戰(zhàn)：挑戰(zhàn)一：缺乏高效的技術(shù)監(jiān)控手段為了實(shí)現(xiàn)低空經(jīng)濟(jì)規(guī)?；?、高質(zhì)量、安全可控的發(fā)展，需要憑借高效、完備、科學(xué)的低空飛行監(jiān)管技術(shù)對(duì)大密度、高頻次、多類(lèi)型的低空飛行活動(dòng)進(jìn)行監(jiān)控，及時(shí)識(shí)別與管控不合理和不合法的飛行行為。然而，對(duì)于傳統(tǒng)的雷達(dá)技術(shù)而言，其單站監(jiān)控方式能力有限，難以發(fā)現(xiàn)和應(yīng)對(duì)在雷達(dá)顯示器上時(shí)隱時(shí)現(xiàn)、忽明忽暗的“低慢小”目標(biāo)。同時(shí)，多站組網(wǎng)費(fèi)用高昂，難以滿(mǎn)足規(guī)模化的低空飛行活動(dòng)監(jiān)控需求，且受光照條件影響，難以滿(mǎn)足遠(yuǎn)距離、全天候的監(jiān)控需求。當(dāng)前，由于缺乏高效的技術(shù)監(jiān)控手段，政府監(jiān)管部門(mén)難以第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)低空空域中“亂飛”、“黑飛”等不合理和不合法的行為，企業(yè)也難以保證其飛行任務(wù)的安全性和可靠性。這嚴(yán)重阻礙了低空經(jīng)濟(jì)規(guī)?；牟椒ァＲ虼?，高精度、低時(shí)延、全天候的感知技術(shù)和支撐無(wú)人機(jī)與無(wú)人機(jī)、無(wú)人機(jī)與地面之間通信的蜂窩技術(shù)是實(shí)現(xiàn)有效、便捷監(jiān)控和飛行任務(wù)管理的基礎(chǔ)，也是亟需突破的主要技術(shù)挑戰(zhàn)。挑戰(zhàn)二：缺乏統(tǒng)一的低空飛行監(jiān)控技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)由于缺乏統(tǒng)一的低空飛行監(jiān)控技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，各個(gè)地區(qū)各自探索本地的低空空域開(kāi)放措施和監(jiān)管方案。此過(guò)程中，各地容易形成不同的低空空域技術(shù)監(jiān)控體系，給未來(lái)各地低空飛行監(jiān)控技術(shù)的互聯(lián)互通埋下隱患。因此亟需研究高效、完備、科學(xué)的技術(shù)監(jiān)控體系，建立統(tǒng)一的低空監(jiān)控平臺(tái)與完備的信息化服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施，從而為采集和分析低空數(shù)據(jù)，構(gòu)建規(guī)?；⒏哔|(zhì)量、安全的低空經(jīng)濟(jì)提供技術(shù)支撐。挑戰(zhàn)三：亟需低空立體連續(xù)覆蓋無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳統(tǒng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)以地面覆蓋為主要目標(biāo)，而低空信息網(wǎng)絡(luò)則需實(shí)現(xiàn)對(duì)空立體覆蓋。隨著低空經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，無(wú)人機(jī)應(yīng)用對(duì)于低空網(wǎng)絡(luò)的廣域連續(xù)覆蓋提出了更高的要求。大量的試驗(yàn)結(jié)果表明，盡管當(dāng)前對(duì)地覆蓋的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)利用天線旁瓣對(duì)空中有一定的信號(hào)覆蓋，但是由于天線旁瓣較多且雜亂、信噪比普遍較差且起伏不定等因素，較難保障無(wú)人機(jī)全路程連續(xù)業(yè)務(wù)服務(wù)和不中斷飛行操控。因此，構(gòu)建一張低空立體連續(xù)覆蓋的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)是低空經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的基礎(chǔ)，也是亟需攻克的關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)。挑戰(zhàn)四：需要滿(mǎn)足大上行、低時(shí)延業(yè)務(wù)需求越來(lái)越多的低空無(wú)人機(jī)業(yè)務(wù)將普遍要求有視頻或圖片回傳，甚至是高清視頻回傳，上行速率普遍要求在每秒幾十到幾百兆速率，而對(duì)于下行速率要求通常不高，因此無(wú)人機(jī)業(yè)務(wù)具有明顯的上下行不對(duì)稱(chēng)的特性。而傳統(tǒng)對(duì)地覆蓋的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)則主要服務(wù)于人，以下行業(yè)務(wù)為主，移動(dòng)通信領(lǐng)域以往更多聚焦在提升網(wǎng)絡(luò)的下行鏈路容量。因此，如何基于蜂窩移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來(lái)保障未來(lái)大量無(wú)人機(jī)的大上行、低時(shí)延業(yè)務(wù)需求是將要面臨的較大挑戰(zhàn)。挑戰(zhàn)五：低空網(wǎng)絡(luò)安全不同于傳統(tǒng)航空運(yùn)輸服務(wù)，低空經(jīng)濟(jì)活動(dòng)更會(huì)呈現(xiàn)出“數(shù)字化“和“信息化”的特征。此時(shí)，低空信息網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題也是保障低空經(jīng)濟(jì)活動(dòng)所要解決的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。由于低空經(jīng)濟(jì)活動(dòng)復(fù)雜，其安全挑戰(zhàn)并不局限于硬件、軟件、通信鏈路和網(wǎng)絡(luò)本身，還包括了行器入侵破壞等方面。因此，為了滿(mǎn)足低空經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的需求，需要多方聯(lián)合，共同設(shè)計(jì)更加靈活、智能、安全的信息化服務(wù)系統(tǒng)。

02、 通感一體化技術(shù)

5G-Advanced是5G與6G之間承上啟下的重要階段，據(jù)IMT-2020(5G)推進(jìn)組發(fā)布的《5G-Advanced場(chǎng)景需求與關(guān)鍵技術(shù)白皮書(shū)》，5G-A面向六大主要應(yīng)用場(chǎng)景：沉浸實(shí)時(shí)、智能上行、工業(yè)互聯(lián)、通感一體、千億物聯(lián)和天地一體，進(jìn)一步增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)、終端、云等端到端技術(shù)能力，支撐數(shù)字、智慧、綠色低碳社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施的構(gòu)建。

其中，通信感知一體化技術(shù)（Integrated Sensing and Communication，ISAC）是5G-A網(wǎng)絡(luò)側(cè)關(guān)鍵技術(shù)之一，具體指通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)通信感知一體化，這為低空管理中航空器的偵測(cè)提出了新路徑。

優(yōu)勢(shì)

通感一體化技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)在于：

1. 與傳統(tǒng)雷達(dá)探測(cè)的范圍相比，通過(guò)5G+多基站協(xié)同探測(cè)方式可以縮小感知盲區(qū)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)區(qū)域全覆蓋。5G-A頻段和一般雷達(dá)相比，頻率較低，更容易繞過(guò)障礙物，從而實(shí)現(xiàn)在建筑物較多的情況下更好的覆蓋。通感一體化基站的探測(cè)距離可超過(guò)1.5千米，探測(cè)精度達(dá)到亞米級(jí)，這意味著在基站覆蓋范圍內(nèi)，感知到的目標(biāo)物位置和實(shí)際位置誤差小于1米；

2. 成本低、部署快。由于基站覆蓋率較高，不需要重復(fù)建設(shè)，只需增加一個(gè)面向空域的通信基站即可，通感一體技術(shù)成本和部署速度具備明顯優(yōu)勢(shì)。如中國(guó)工程院鄔院士表示：“在不改變5G基站天線仰?的前提下，低空探測(cè)空間高度近600米，這將避免低空專(zhuān)網(wǎng)的重復(fù)建設(shè)，有助于城市對(duì)‘低慢小’?行物的識(shí)別和管理?！?；

3. 節(jié)省頻譜資源。使用的都是已授權(quán)的通信頻段，無(wú)需另外劃分頻段；

4. 基站通感一體的無(wú)線信號(hào)發(fā)射功率極低，不會(huì)對(duì)居民健康造成影響，干擾小。

關(guān)鍵技術(shù)

目前，基于5G-Advanced空口的ISAC關(guān)鍵技術(shù)主要包括六大技術(shù)方向：

1. 通感一體化波形與信號(hào)設(shè)計(jì)：在5G-A通感標(biāo)準(zhǔn)化中，波形設(shè)計(jì)可以分為兩個(gè)主要研究方向：基于現(xiàn)有波形的一體化波形適配性研究，新型通感一體化波形設(shè)計(jì)及研究?；诂F(xiàn)有通信和感知波形，如OFDM、FMCW、LFM等，通過(guò)分析這些波形在通信和感知的能力，形成單一波形或者復(fù)合波形，從而實(shí)現(xiàn)通感融合波形的需要；

2. 多天線感知技術(shù)：方位向的位置精度受限于天線陣列的孔徑，因此，在硬件技術(shù)上需要采用大規(guī)模的天線陣列以提升方位向的位置精度和波束增益。目前，主流技術(shù)方向包括高隔離大規(guī)模天線陣列、天線分組和虛擬子陣列、稀疏MIMO陣列；

3. AI和算力技術(shù)：5G-A的蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)中的接入網(wǎng)和核心網(wǎng)都具備強(qiáng)大的運(yùn)算處理能力，因此可以采用內(nèi)嵌AI的高維超分辨感知技術(shù)和通感融合算力技術(shù)，排除噪聲干擾，以提高目標(biāo)特征的分辨能力和識(shí)別準(zhǔn)確率，并且根據(jù)每種感知技術(shù)或算法的特性和需求，以及網(wǎng)絡(luò)的總體運(yùn)算資源狀況，制定出最合適的資源分配方案；

4. 組網(wǎng)技術(shù)：組網(wǎng)技術(shù)是一種將多臺(tái)電子設(shè)備連接在一起，形成可互相通信和共享資源的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的技術(shù)。通感一體化的組網(wǎng)架構(gòu)主要包括了網(wǎng)絡(luò)大腦、感知控制功能、通信控制功能、計(jì)算控制功能、用戶(hù)控制功能等功能實(shí)體，以及計(jì)算節(jié)點(diǎn)、通信節(jié)點(diǎn)、感知節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)等資源實(shí)體；

5. 時(shí)頻域感知資源分配技術(shù)：通過(guò)時(shí)域、頻域或空域通信和感知分離設(shè)計(jì)，可以有效避免感知與通信間的相互干擾，同時(shí)可以通過(guò)合理分配資源盡可能保證通信用戶(hù)、感知用戶(hù)以及一體化用戶(hù)間的公平性，便于通感業(yè)務(wù)的協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)，進(jìn)而提升通感系統(tǒng)的整體性能；

6.通感融合信道建模：信道建模是指無(wú)線信號(hào)從發(fā)送端傳輸?shù)浇邮斩说倪^(guò)程。傳統(tǒng)的信道建模方法可能無(wú)法滿(mǎn)足5G-A的需求。5G-A需要重新思考傳統(tǒng)的隨機(jī)信道建模方法，針對(duì)感知評(píng)估需求做出創(chuàng)新，具體模型方向包括隨機(jī)信道模型、確定性信道模型，以及混合信道模型。

03、 基于通感一體的低空網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

基于通感一體的蜂窩網(wǎng)絡(luò)覆蓋已成為低空網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)展的主要方向之一，據(jù)中國(guó)電信《通感一體低空網(wǎng)絡(luò)白皮書(shū)》，在總體架構(gòu)上，低空網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)依托蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等基礎(chǔ)設(shè)施，形成通信、感知、計(jì)算一體化的智能互聯(lián)低空數(shù)字化服務(wù)體系。

低空網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包含通信、感知、智算三個(gè)主要功能，其基本功能和性能指標(biāo)如下：

1. 通信功能及性能要求

通信能力旨在滿(mǎn)足低空網(wǎng)聯(lián)無(wú)人機(jī)多樣化通信功能，包含基礎(chǔ)的接入、數(shù)據(jù)/指令轉(zhuǎn)發(fā)、信息上報(bào)、身份標(biāo)識(shí)認(rèn)證等。對(duì)于網(wǎng)聯(lián)無(wú)人機(jī)的身份認(rèn)證尤為重要，是無(wú)人機(jī)有效監(jiān)管的基石。針對(duì)網(wǎng)聯(lián)無(wú)人機(jī)，需要提供數(shù)據(jù)傳輸和控制指令傳輸?shù)然A(chǔ)通信能力保障。無(wú)人機(jī)載荷采集的圖像和視頻數(shù)據(jù)、無(wú)人機(jī)全球定位系統(tǒng)（GPS）及傳感器獲得的位置信息、姿態(tài)信息可以按周期或?qū)崟r(shí)上報(bào)給各個(gè)低空業(yè)務(wù)平臺(tái)和低空管控平臺(tái)。飛行系統(tǒng)能夠?qū)?duì)無(wú)人機(jī)的控制指令精準(zhǔn)傳送給無(wú)人機(jī)，指導(dǎo)其按要求行駛或應(yīng)對(duì)緊急情況。無(wú)人機(jī)通信方式可能包括5G/4G和其他寬帶/窄帶無(wú)線通信方式。根據(jù)業(yè)務(wù)場(chǎng)景的具體需求，無(wú)人機(jī)可以配置不同的的通信方式。對(duì)于應(yīng)急通信、航道控制等要求高可靠、低時(shí)延場(chǎng)景和對(duì)于高清（HD）視頻傳輸、巡檢監(jiān)控等大帶寬場(chǎng)景，5G技術(shù)在速率、時(shí)延、覆蓋等方面具有明顯優(yōu)勢(shì)，可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)聯(lián)無(wú)人機(jī)高效可靠的通信保障。根據(jù)3GPP TS22.125無(wú)人機(jī)應(yīng)用的性能需求：- 對(duì)與8K視頻直播，要求達(dá)到上行100Mbps數(shù)據(jù)速率，端到端時(shí)延200ms，下行600Kbps數(shù)據(jù)速率，端到端時(shí)延20ms；- 對(duì)于通過(guò)高清視頻的遠(yuǎn)程無(wú)人機(jī)控制，要求達(dá)到上行25Mbps數(shù)據(jù)速率，端到端時(shí)延100ms，下行300Kbps數(shù)據(jù)速率，端到端時(shí)延20ms。

2. 感知功能及性能要求

感知能力旨在利用無(wú)線信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)無(wú)人機(jī)或環(huán)境的主動(dòng)感知功能。通過(guò)有效提取無(wú)人機(jī)等動(dòng)態(tài)目標(biāo)以及環(huán)境等靜態(tài)目標(biāo)對(duì)無(wú)線信號(hào)特征的影響，低空網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)低空飛行目標(biāo)的測(cè)距、測(cè)角、測(cè)速、定位、追蹤等功能。這些信息可輔助實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)的入侵檢測(cè)和碰撞規(guī)避，對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行路徑追蹤，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控等。對(duì)于具備飛行資質(zhì)的合法無(wú)人機(jī)，網(wǎng)聯(lián)無(wú)人機(jī)將按照監(jiān)控要求通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)定期上報(bào)位置、狀態(tài)等飛行信息。非網(wǎng)聯(lián)無(wú)人機(jī)信息則可從航線申報(bào)信息系統(tǒng)獲取飛行路線和無(wú)人機(jī)型號(hào)參數(shù)。低空網(wǎng)絡(luò)的感知功能將通過(guò)無(wú)線感知技術(shù)判斷每一架可識(shí)別無(wú)人機(jī)位置和軌跡數(shù)據(jù)，并與前述無(wú)人機(jī)預(yù)知信息進(jìn)行比對(duì)和聯(lián)合分析，則可有效偵測(cè)不具備飛行資質(zhì)的非法無(wú)人機(jī)，進(jìn)而實(shí)施有效驅(qū)離，以保證低空空域安全。根據(jù)3GPP TR22.837性能需求：- 對(duì)于無(wú)人機(jī)入侵檢測(cè)，要求達(dá)到5-10m定位精度，感知時(shí)延小于1000ms，不超過(guò)5%的漏檢率和虛警率；- 對(duì)于無(wú)人機(jī)防撞，要求達(dá)到1m水平定位精度，感知時(shí)延小于500ms對(duì)；- 于無(wú)人機(jī)飛行路徑跟蹤，要求達(dá)到1-10m的距離分辨率和1-10m/s的速度分辨率。感知功能的實(shí)現(xiàn)是基于網(wǎng)絡(luò)物理資源。在通感一體化系統(tǒng)中，感知功能與通信功能共享物理資源，可根據(jù)業(yè)務(wù)場(chǎng)景需求進(jìn)行時(shí)域、頻域、空域的資源動(dòng)態(tài)管理和多維度復(fù)用。低空網(wǎng)絡(luò)需要具備靈活的資源配置能力，考慮不同應(yīng)用場(chǎng)景的業(yè)務(wù)指標(biāo)進(jìn)行通信和感知資源分配，實(shí)現(xiàn)感知和通信資源的協(xié)同優(yōu)化，從而提高頻譜資源的利用效率，在保證通信性能的同時(shí)最大程度提升感知性能。

3. 智算功能

智算能力旨在為低空網(wǎng)絡(luò)提供可靠的智能計(jì)算功能，實(shí)現(xiàn)基于圖像、聲音及相關(guān)數(shù)據(jù)的智能處理，以支持低空系統(tǒng)中業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)、故障診斷和飛行決策等功能。針對(duì)無(wú)人機(jī)獲得的傳感器數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行智能計(jì)算和分析，提供無(wú)人機(jī)狀態(tài)異常檢測(cè)、非法入侵監(jiān)測(cè)等多樣化低空業(yè)務(wù)保障能力。通過(guò)對(duì)無(wú)人機(jī)等目標(biāo)的特征提取與分析，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)種類(lèi)的識(shí)別。通過(guò)對(duì)無(wú)人機(jī)的位置跟蹤以及其歷史運(yùn)動(dòng)軌跡的分析，預(yù)測(cè)其未來(lái)的軌跡及可能駐留的小區(qū)。低空網(wǎng)絡(luò)集成了無(wú)人機(jī)及用戶(hù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、無(wú)人切采集上報(bào)的數(shù)據(jù)、第三方服務(wù)數(shù)據(jù)等信息，要求網(wǎng)絡(luò)具備全面、高效、智能的數(shù)據(jù)處理和計(jì)算能力。智算功能的實(shí)現(xiàn)是基于算力資源，這很大程度上決定低空網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的性能和效率。算力資源的分布和協(xié)同也將對(duì)低空網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的時(shí)延產(chǎn)生決定性影響。因此，需要靈活調(diào)度計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源以及網(wǎng)絡(luò)資源，實(shí)現(xiàn)云、邊、端協(xié)同的低空信息網(wǎng)絡(luò)。

04、 發(fā)展提速

去年以來(lái)，5G-A助力低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展明顯加速，全國(guó)多處啟動(dòng)試點(diǎn)并完成驗(yàn)證，5G-A通感一體賦能低空經(jīng)濟(jì)已進(jìn)入快速發(fā)展的新階段。2023年10月，在IMT-2020(5G)推進(jìn)組的組織下，業(yè)界首個(gè)5G-A通感融合演示驗(yàn)證測(cè)試完成，此次驗(yàn)證采用了毫米波頻段和4.9GHz頻段，涵蓋室內(nèi)和室外環(huán)境，驗(yàn)證場(chǎng)景包括無(wú)人機(jī)、交通、入侵檢測(cè)、呼吸檢測(cè)等多種通感融合典型應(yīng)用場(chǎng)景。

圖4 5G-A通感融合組網(wǎng)驗(yàn)證，來(lái)源：IMT-2020(5G）推進(jìn)組今年3月，全球首個(gè)5G-A智慧機(jī)場(chǎng)通感一體基站在云南保山云瑞機(jī)場(chǎng)建成開(kāi)通。該項(xiàng)目將5G-A通感一體技術(shù)應(yīng)用于防范機(jī)場(chǎng)入侵，能自動(dòng)識(shí)別預(yù)警潛在的安全隱患，包括無(wú)人機(jī)、飛鳥(niǎo)、車(chē)輛和人員活動(dòng)等。在杭州錢(qián)塘江邊、亞運(yùn)村里、奧體中心旁的5G-A通感一體示范項(xiàng)目中，在錢(qián)塘江畔實(shí)現(xiàn)約3平方公里的連片覆蓋的通感一體化關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證，突破了通信感知融合、感知連片組網(wǎng)、自適應(yīng)干擾協(xié)同、多模型智能融合，雷視聯(lián)動(dòng)等關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，實(shí)現(xiàn)了低空無(wú)人機(jī)飛行軌跡、速度、經(jīng)緯度等飛行數(shù)據(jù)精確感知。同時(shí)，北京、海南、江西等省市均有大量的5G-A通感一體試驗(yàn)項(xiàng)目陸續(xù)進(jìn)行，無(wú)人機(jī)管理和低空經(jīng)濟(jì)試點(diǎn)是大部分項(xiàng)目的核心，為進(jìn)一步擴(kuò)大規(guī)模應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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6. 《高質(zhì)量建設(shè)低空飛行服務(wù)保障體系》，宋志勇，2024年

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吳冬升 博士