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深度分析:低空經(jīng)濟(jì)的痛點(diǎn)、核心技術(shù)和增量機(jī)遇

04/02 09:40
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隨著低空經(jīng)濟(jì)首次寫入政府工作報(bào)告,各地政府紛紛出臺(tái)政策利好,大力推動(dòng)低空經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。截至目前,已有26個(gè)以上的省市在政府工作報(bào)告中明確提出大力發(fā)展低空經(jīng)濟(jì),四部委的聯(lián)動(dòng)出臺(tái)政策更是彰顯了我國(guó)推動(dòng)低空經(jīng)濟(jì)的決心和效率。然而,近期大量產(chǎn)業(yè)調(diào)研顯示,低空通信、感知、導(dǎo)航等保障能力不足,空域難以實(shí)現(xiàn)有效的管控和服務(wù)是目前行業(yè)面臨的主要問(wèn)題。在這一背景下,通感一體化技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,成為低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵基建。

難點(diǎn)及其解決方案

當(dāng)前,低空經(jīng)濟(jì)在發(fā)展過(guò)程中面臨著三大難點(diǎn):

首先是低空通信問(wèn)題,由于低空飛行器智能化水平高,對(duì)高帶寬的需求日益增加,以保障對(duì)飛行數(shù)據(jù)的穩(wěn)定支持;

其次是低空感知難題,城市中建筑密集,衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)易受到干擾,而傳統(tǒng)雷達(dá)的地面部署成本高昂;

最后是低空導(dǎo)航挑戰(zhàn),隨著低空活動(dòng)頻次的增加和高密度飛行的需求,導(dǎo)航模式需要更加數(shù)字化、精細(xì)化,這離不開通信設(shè)施的強(qiáng)力支撐。

針對(duì)這些問(wèn)題,通感一體化技術(shù)成為了解決方案的關(guān)鍵。通感一體化技術(shù)通過(guò)大規(guī)模天線陣列等技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)低空區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)覆蓋,利用基站可組網(wǎng)的特性為低空提供穩(wěn)定、連續(xù)、高速可靠的無(wú)縫覆蓋通信網(wǎng)絡(luò)。同時(shí),AAU(有源天線)的感知信號(hào)自發(fā)自收、高效組網(wǎng)、多波束融合的特性,能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)盲區(qū)感知。這一技術(shù)方案的完善,不僅提升了對(duì)“低小慢”目標(biāo)的主動(dòng)發(fā)現(xiàn)能力,還有效提升了低空監(jiān)管部門的監(jiān)管手段,為低空經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供了有力支撐。

通感一體化技術(shù)在不同高度層次有著廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景。在100米低空,它可以用于低空安防,通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和感知,保障低空飛行的安全;在300米航路保護(hù)層面,通感一體化技術(shù)能夠確保航線的清晰和安全,防止飛行沖突;而在600米的軌跡跟蹤中,它更是能夠精確記錄飛行軌跡,為飛行管理提供詳盡的數(shù)據(jù)支持。

技術(shù)演進(jìn)及其應(yīng)用

隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,低空經(jīng)濟(jì)正邁入通訊的新階段。根據(jù)3GPP協(xié)議的不斷推進(jìn),今年將實(shí)現(xiàn)R19版本,該版本的核心在于實(shí)現(xiàn)通感一體、全雙功、AI增強(qiáng)技術(shù)。這些技術(shù)的引入,不僅拓展了5G在行業(yè)應(yīng)用和商業(yè)應(yīng)用的范圍,更與5G協(xié)議的發(fā)展緊密相連,共同推動(dòng)著低空經(jīng)濟(jì)的快速前進(jìn)。

在通感一體的應(yīng)用場(chǎng)景中,智慧低空和智慧交通成為了重要的領(lǐng)域。特別是智慧低空,作為一個(gè)新增的領(lǐng)域,其潛力巨大。傳統(tǒng)的5G基站通訊主要聚焦于地面通訊,而低空通訊則是一片完全空白的市場(chǎng)。通感一體的出現(xiàn),正好填補(bǔ)了這一空白,為低空經(jīng)濟(jì)提供了強(qiáng)有力的通訊支持。

那么,通感一體是如何實(shí)現(xiàn)的呢?主要是通過(guò)硬件端的集成與融合,將通信與感知能力集成到硬件設(shè)備中,并通過(guò)智慧算法實(shí)現(xiàn)通信和感知的深度融合。這樣,就能形成一張覆蓋低空領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)信息的可通達(dá)、可計(jì)算和可運(yùn)營(yíng),進(jìn)而將監(jiān)管、防御、通訊等功能融為一體。

通感一體的應(yīng)用被細(xì)分為三個(gè)層面。在120米以下的低空,它主要滿足外賣配送、無(wú)人機(jī)配送等商業(yè)化應(yīng)用的需求;在120-300米的低空,它支持空域物流運(yùn)輸,如順豐豐翼等打造的快速配送網(wǎng)絡(luò);而在300-600米的低空,它則助力構(gòu)建15分鐘經(jīng)濟(jì)生活圈,支持城際飛行等應(yīng)用。

然而,低空經(jīng)濟(jì)行業(yè)也面臨著一些痛點(diǎn)。首先是寬帶通訊的難題,由于傳統(tǒng)基站的高度限制,無(wú)法實(shí)現(xiàn)有效的低空通訊;其次是數(shù)字化導(dǎo)航的缺失,低空領(lǐng)域的數(shù)字化導(dǎo)航缺乏通信設(shè)備支持,導(dǎo)致飛行信息不穩(wěn)定。此外,天氣和地理信息的監(jiān)測(cè)也是一大難題。

針對(duì)這些痛點(diǎn),通感一體基站方式成為理想的解決方案。通過(guò)組建網(wǎng)絡(luò),確保網(wǎng)絡(luò)及時(shí)更新、高效運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)更大上下行速率、更低傳輸時(shí)延。這樣,感知信號(hào)、通信信號(hào)、定位信號(hào)都能及時(shí)與后臺(tái)進(jìn)行交互,實(shí)現(xiàn)高效調(diào)度和低空安防。

在低空領(lǐng)域,通感一體的應(yīng)用類型豐富多樣。無(wú)人機(jī)物流、無(wú)人機(jī)編隊(duì)控制、低空通航、測(cè)繪圖像回傳、農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)以及巡檢、安防、救援無(wú)人機(jī)等都是其重要的應(yīng)用場(chǎng)景。這些應(yīng)用都對(duì)低空通訊網(wǎng)絡(luò)提出了高要求,需要實(shí)現(xiàn)信號(hào)的連續(xù)覆蓋、穩(wěn)態(tài)業(yè)務(wù)體驗(yàn)、干擾協(xié)同、移動(dòng)性管理以及業(yè)務(wù)運(yùn)維等功能。

與傳統(tǒng)地面雷達(dá)相比,通感基站具有諸多優(yōu)勢(shì)。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)域的全覆蓋,同時(shí)干擾也較小。在成本方面,通感基站無(wú)需單獨(dú)建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施,只需增加一個(gè)面向空域的通信基站即可,部署速度快且經(jīng)濟(jì)高效。當(dāng)然,基站和雷達(dá)在頻譜資源上存在一定的爭(zhēng)奪,但最終還是以運(yùn)營(yíng)商的方式來(lái)解決。

目前,通感一體技術(shù)已經(jīng)取得了一些重要的實(shí)現(xiàn)指標(biāo)。在感知距離方面,采用高頻段技術(shù),感知距離可以達(dá)到1公里以內(nèi),完全覆蓋600米的低空空域。在感知精度方面,已經(jīng)達(dá)到分米級(jí)水平,且在后續(xù)優(yōu)化中還有望進(jìn)一步提升。

在推廣進(jìn)度上,今年核心城市的試點(diǎn)已經(jīng)啟動(dòng),杭州等城市已有落地方案,深圳也已通過(guò)通感一體技術(shù)對(duì)飛行器進(jìn)行管理。隨著移動(dòng)等運(yùn)營(yíng)商在5.5G基站開支中的不斷投入,低空經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也將得到有力支持。未來(lái),隨著試點(diǎn)城市的快速跑通和后續(xù)加速推進(jìn),通感一體技術(shù)將在低空經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮更加重要的作用,推動(dòng)低空經(jīng)濟(jì)的持續(xù)健康發(fā)展。

5G+通感一體基站的機(jī)遇? ??

隨著通信技術(shù)的不斷進(jìn)步,5G+通感一體基站正逐漸成為低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。相較于傳統(tǒng)的5G和4G基站,5G+通感一體基站帶來(lái)了諸多顯著的變化。

首先,頻段方面的革新使得5G+通感一體基站能夠?qū)崿F(xiàn)更高精度和更高傳輸效率。傳統(tǒng)基站頻段主要集中在2.6G-3.5G,而5G+通感一體基站則采用了新頻段,這不僅提升了通信質(zhì)量,還為各種應(yīng)用提供了更廣闊的空間;

其次,網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的變革也是5G+通感一體基站的一大特點(diǎn)。傳統(tǒng)基站直接連接BBU,而5G+通感一體基站則在基站側(cè)加入了算控單元,使得信息能夠得到初步處理,進(jìn)一步提升了處理速度和效率;

此外,5G+通感一體基站還采用了更多的通道數(shù),實(shí)現(xiàn)了更大傳輸流量的上下行。傳統(tǒng)5G基站最高為單向64通道,而5G+通感一體基站則達(dá)到了128通道,處理速度和效率得到了大幅提升。同時(shí),基站的面的數(shù)量也根據(jù)實(shí)際覆蓋情況進(jìn)行了增加,進(jìn)一步提升了基站的整體性能。

這種變革不僅帶來(lái)了硬件方面的增加,更推動(dòng)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。隨著通道數(shù)的增加,天線振子、濾波器功放元器件的數(shù)量和價(jià)值量也相應(yīng)提升。供應(yīng)商方面,飛榮達(dá)、燦勤科技、中電十三所和蘇州能訊等企業(yè)都在各自領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。

其中,天線振子作為信號(hào)整形與方向控制的關(guān)鍵部件,其價(jià)值量提升幅度最大。新方案采用的注塑模子振子減少了介質(zhì)損耗,提升了天線增益,進(jìn)一步增強(qiáng)了天線的性能。

表:傳統(tǒng)基站和5G+基站核心器件價(jià)值量比較

在運(yùn)營(yíng)商方面,盡管CAPEX減少,但5.5G的推出仍然具有重要意義。作為一個(gè)ToB的方案,5.5G主要面向企業(yè)用戶,通過(guò)提供高效的通信服務(wù)來(lái)推動(dòng)低空經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。政府還提供了政策補(bǔ)貼,鼓勵(lì)企業(yè)如順豐、美團(tuán)、大疆等開拓航線,進(jìn)一步促進(jìn)了5.5G基站的建設(shè)和應(yīng)用。

在5.5G基站的建設(shè)數(shù)量和節(jié)奏上,今年將首先在重點(diǎn)城市進(jìn)行試點(diǎn),通過(guò)在網(wǎng)測(cè)試驗(yàn)證產(chǎn)品的性能和運(yùn)營(yíng)效果。預(yù)計(jì)明年將開始大規(guī)模上量,滿足日益增長(zhǎng)的通信需求。

此外,通感一體基站對(duì)于天氣感知能力也表現(xiàn)出強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)信號(hào)本身就可以感知天氣狀況,對(duì)極端氣候也能直接報(bào)警。雖然目前對(duì)于臨時(shí)風(fēng)向變化的感知還存在一定挑戰(zhàn),但通過(guò)接入氣象雷達(dá)等方式,可以實(shí)現(xiàn)更好的互聯(lián)互通

隨著低空經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,各個(gè)地方政府也將逐步建設(shè)專門的控制中心來(lái)支持通感一體基站的管理和運(yùn)營(yíng)。這將為低空經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展提供有力保障。

存量改造的機(jī)遇

目前,基本的5G覆蓋網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)初步建成,但在持續(xù)優(yōu)化和升級(jí)方面仍需努力。今年,存量改造主要集中在兩個(gè)方向:首先,針對(duì)2019、2020年部署的第一批基站,尤其是非獨(dú)立組網(wǎng)基站,將進(jìn)行替換改造,以提升網(wǎng)絡(luò)性能和穩(wěn)定性;其次,雖然核心城市的5G覆蓋已經(jīng)相對(duì)完善,但仍然存在分布不均勻的問(wèn)題。特別是在人口密集區(qū)域,上下行速率往往無(wú)法滿足高密度應(yīng)用的需求。因此,針對(duì)這些區(qū)域,運(yùn)營(yíng)商計(jì)劃通過(guò)部署小基站、微基站,或者建設(shè)大容量基站的方式,來(lái)進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò)覆蓋和容量,滿足日益增長(zhǎng)的用戶需求。

就CAPEX的預(yù)期而言,根據(jù)行研機(jī)構(gòu)內(nèi)部預(yù)測(cè),如果明年能夠?qū)崿F(xiàn)3萬(wàn)個(gè)基站的建設(shè)目標(biāo),對(duì)應(yīng)的投資額度將達(dá)到100個(gè)億。而一旦低空通信全面跑通,整個(gè)5G網(wǎng)絡(luò)的提速和擴(kuò)容將會(huì)進(jìn)一步加速,為未來(lái)的通信市場(chǎng)帶來(lái)更廣闊的發(fā)展空間。

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