一文讀懂5G-A如何賦能低空經(jīng)濟(jì)

文 | 開山

今年，低空經(jīng)濟(jì)首次被寫入政府工作報(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)等新增長引擎?！薄墩ぷ鲌?bào)告》，2024.3

今年，“低空經(jīng)濟(jì)”被首次寫入政府工作報(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3000米的低空空域范圍內(nèi)，以?用有人駕駛和無人駕駛航空器為載體，以載人、載貨及其他作業(yè)等多場景低空?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)營服務(wù)及低空飛行保障。

驅(qū)動(dòng)因素

首先，市場需求方面，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)測算，30公里內(nèi)的公共出行以地鐵、公交車為主，超過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景的城市，現(xiàn)有交通工具并不能完全滿足需求。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發(fā)的自然資源，具有巨大的經(jīng)濟(jì)潛力。通過數(shù)字化手段，可以將低空空域轉(zhuǎn)化為可量化、可評估、可利用的經(jīng)濟(jì)資源，類似于士地使用權(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)域率先制定國際標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)則。在當(dāng)前競爭激烈的國際環(huán)境中，低空智能融合基礎(chǔ)設(shè)施的全數(shù)字化方法已使我國處于技術(shù)領(lǐng)先地位。由于發(fā)達(dá)國家對基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投入不足，使得我們有機(jī)會打破長期依賴外國規(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)，有助于我國在行業(yè)發(fā)展中取得主動(dòng)地位，并在全球科技競爭中獲得領(lǐng)先優(yōu)勢。

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，整體來看以中美最為領(lǐng)先。美國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。中國在低空經(jīng)濟(jì)中存在后發(fā)優(yōu)勢，能針對低空飛行特點(diǎn)進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)施的快速鋪開，具備巨大的市場潛力。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，國務(wù)院、中央軍委下發(fā)了《關(guān)于深化我國低空空域管理改革的意見》，民航局貫徹落實(shí)意見要求，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（試行）》，明確了飛行服務(wù)站建設(shè)管理基本要求。2018年，國家空管委批準(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)國家、區(qū)域和飛行服務(wù)站三級服務(wù)保障體系。2020年以來，低空空域管理改革試點(diǎn)擴(kuò)大至湖南、江西和安徽等地。民航局制定專門文件，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)要求和專業(yè)人員基礎(chǔ)培訓(xùn)，構(gòu)建無人駕駛航空法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系。2021年2月，低空經(jīng)濟(jì)被寫入《國家綜合立體交通網(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，我國低空飛行服務(wù)保障體系基本成型。據(jù)中國?航局相關(guān)數(shù)據(jù)，截至2023年底，全國建成通用機(jī)場449個(gè)，完成國家信息管理系統(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)，上線民用無人駕駛航空器綜合管理平臺，實(shí)現(xiàn)低空飛行監(jiān)管、服務(wù)全覆蓋。2023年我國低空經(jīng)濟(jì)規(guī)模已經(jīng)超過5000億元，2030年有望達(dá)到2萬億元。低空經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)快速擴(kuò)張，其中無人機(jī)及其應(yīng)用是低空經(jīng)濟(jì)的重要形態(tài)。截至2022年底，全國的無人機(jī)運(yùn)營企業(yè)達(dá)到1.5萬家，年產(chǎn)值已達(dá)1170億元。注冊無人機(jī)95萬架，無人機(jī)實(shí)時(shí)?行約為3.86億架次，累計(jì)?行時(shí)?約為1668.9萬小時(shí)。近日，電動(dòng)垂直起降航空器(eVTOL)“盛世?”公開首次演示?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年開啟載人?行，有望在規(guī)?；涞睾髮巫眱r(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)對大密度、高頻次、多類型的低空飛行活動(dòng)進(jìn)行監(jiān)控，及時(shí)識別與管控不合理和不合法的飛行行為。然而，對于傳統(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，難以滿足規(guī)?；牡涂诊w行活動(dòng)監(jiān)控需求，且受光照條件影響，難以滿足遠(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)模化的步伐。因此，高精度、低時(shí)延、全天候的感知技術(shù)和支撐無人機(jī)與無人機(jī)、無人機(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放措施和監(jiān)管方案。此過程中，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)覆蓋無線網(wǎng)絡(luò)傳統(tǒng)無線網(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)對空立體覆蓋。隨著低空經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，無人機(jī)應(yīng)用對于低空網(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)前對地覆蓋的無線網(wǎng)絡(luò)利用天線旁瓣對空中有一定的信號覆蓋，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：需要滿足大上行、低時(shí)延業(yè)務(wù)需求越來越多的低空無人機(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，而對于下行速率要求通常不高，因此無人機(jī)業(yè)務(wù)具有明顯的上下行不對稱的特性。而傳統(tǒng)對地覆蓋的移動(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)來保障未來大量無人機(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場景需求與關(guān)鍵技術(shù)白皮書》，5G-A面向六大主要應(yīng)用場景：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提出了新路徑。

優(yōu)勢

通感一體化技術(shù)的主要優(yōu)勢在于：

1. 與傳統(tǒng)雷達(dá)探測的范圍相比，通過5G+多基站協(xié)同探測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距離可超過1.5千米，探測精度達(dá)到亞米級，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。如中國工程院鄔院士表示：“在不改變5G基站天線仰?的前提下，低空探測空間高度近600米，這將避免低空專網(wǎng)的重復(fù)建設(shè)，有助于城市對‘低慢小’?行物的識別和管理?！?；

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

4. 基站通感一體的無線信號發(fā)射功率極低，不會對居民健康造成影響，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)可以通過合理分配資源盡可能保證通信用戶、感知用戶以及一體化用戶間的公平性，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：信道建模是指無線信號從發(fā)送端傳輸?shù)浇邮斩说倪^程。傳統(tǒng)的信道建模方法可能無法滿足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，針對感知評估需求做出創(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)中國電信《通感一體低空網(wǎng)絡(luò)白皮書》，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

通信能力旨在滿足低空網(wǎng)聯(lián)無人機(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)識認(rèn)證等。對于網(wǎng)聯(lián)無人機(jī)的身份認(rèn)證尤為重要，是無人機(jī)有效監(jiān)管的基石。針對網(wǎng)聯(lián)無人機(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。無人機(jī)載荷采集的圖像和視頻數(shù)據(jù)、無人機(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)平臺和低空管控平臺。飛行系統(tǒng)能夠?qū)o人機(jī)的控制指令精準(zhǔn)傳送給無人機(jī)，指導(dǎo)其按要求行駛或應(yīng)對緊急情況。無人機(jī)通信方式可能包括5G/4G和其他寬帶/窄帶無線通信方式。根據(jù)業(yè)務(wù)場景的具體需求，無人機(jī)可以配置不同的的通信方式。對于應(yīng)急通信、航道控制等要求高可靠、低時(shí)延場景和對于高清（HD）視頻傳輸、巡檢監(jiān)控等大帶寬場景，5G技術(shù)在速率、時(shí)延、覆蓋等方面具有明顯優(yōu)勢，可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)聯(lián)無人機(jī)高效可靠的通信保障。根據(jù)3GPP TS22.125無人機(jī)應(yīng)用的性能需求：- 對與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；- 對于通過高清視頻的遠(yuǎn)程無人機(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線信號實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)無人機(jī)或環(huán)境的主動(dòng)感知功能。通過有效提取無人機(jī)等動(dòng)態(tài)目標(biāo)以及環(huán)境等靜態(tài)目標(biāo)對無線信號特征的影響，低空網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)對低空飛行目標(biāo)的測距、測角、測速、定位、追蹤等功能。這些信息可輔助實(shí)現(xiàn)無人機(jī)的入侵檢測和碰撞規(guī)避，對無人機(jī)進(jìn)行路徑追蹤，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控等。對于具備飛行資質(zhì)的合法無人機(jī)，網(wǎng)聯(lián)無人機(jī)將按照監(jiān)控要求通過通信網(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)獲取飛行路線和無人機(jī)型號參數(shù)。低空網(wǎng)絡(luò)的感知功能將通過無線感知技術(shù)判斷每一架可識別無人機(jī)位置和軌跡數(shù)據(jù)，并與前述無人機(jī)預(yù)知信息進(jìn)行比對和聯(lián)合分析，則可有效偵測不具備飛行資質(zhì)的非法無人機(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：- 對于無人機(jī)入侵檢測，要求達(dá)到5-10m定位精度，感知時(shí)延小于1000ms，不超過5%的漏檢率和虛警率；- 對于無人機(jī)防撞，要求達(dá)到1m水平定位精度，感知時(shí)延小于500ms對；- 于無人機(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、故障診斷和飛行決策等功能。針對無人機(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，提供無人機(jī)狀態(tài)異常檢測、非法入侵監(jiān)測等多樣化低空業(yè)務(wù)保障能力。通過對無人機(jī)等目標(biāo)的特征提取與分析，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)種類的識別。通過對無人機(jī)的位置跟蹤以及其歷史運(yùn)動(dòng)軌跡的分析，預(yù)測其未來的軌跡及可能駐留的小區(qū)。低空網(wǎng)絡(luò)集成了無人機(jī)及用戶的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、無人切采集上報(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，5G-A助力低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展明顯加速，全國多處啟動(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)證場景包括無人機(jī)、交通、入侵檢測、呼吸檢測等多種通感融合典型應(yīng)用場景。

圖4 5G-A通感融合組網(wǎng)驗(yàn)證，來源：IMT-2020(5G）推進(jìn)組今年3月，全球首個(gè)5G-A智慧機(jī)場通感一體基站在云南保山云瑞機(jī)場建成開通。該項(xiàng)目將5G-A通感一體技術(shù)應(yīng)用于防范機(jī)場入侵，能自動(dòng)識別預(yù)警潛在的安全隱患，包括無人機(jī)、飛鳥、車輛和人員活動(dòng)等。在杭州錢塘江邊、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)

1. 《政府工作報(bào)告》，國務(wù)院，2024年

2. 《通感一體低空網(wǎng)絡(luò)白皮書》，中國電信，2024年

3. 《5.5G商用元年已來，新技術(shù)有望催生新場景》，招商證券研究所，2024年

4. 《2024中國低空經(jīng)濟(jì)行業(yè)研究報(bào)告》，億歐智庫，2024年

5. 《低空網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)能力白皮書》，中國移動(dòng)，2023年

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