通感一体化助力智慧低空产业发展（国联证券 2024-4）

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1 行 业 报 告 │ 行 业 专 题 研 究 请务必阅读报告末页的重要声明 国联低空经济系列研究—基础设施之： 通感一体化助力智慧低空产业发展 ➢ 产业政策引导无人机产业创新发展 习近平主席在中共中央政治局第三十四次集体学习时强调，要加快新型基 础设施建设，加强战略布局，加快建设高速泛在、天地一体、云网融合、智 能敏捷、绿色低碳、安全可控的智能化综合性数字信息基础设施，打通经 济社会发展的信息“大动脉”。2022 年 1 月中国民用航空局、国家发改委、 交通运输部联合印发《“十四五”民用航空发展规划》，大力引导无人机创新 发展，积极拓展服务领域，完善法规标准体系，创新无人机产业生态。 ➢ 无人机产业已呈现快速发展的态势 近年来，无人机产业已呈现快速发展的态势，2022 年中国民用无人机市场 规模已达 443.58 亿元，预计 2022-2027 年我国工业无人机行业市场规模 年复合增长率（CAGR）为 39%，到 2027 年我国工业无人机行业市场规模将 达到 3138 亿元。结合 AI 人工智能、信息通信、北斗导航等新一代通信和 信息技术，无人机产业或成为推动经济增长和满足人民生活需求的新引擎。 ➢ 通感一体化助力智慧低空产业发展 面向无人机场景，利用基站通信功能实现信息回传和飞行控制；利用基站 对一定区域进行感知可识别无人机的飞行状态、检测障碍物、监测气候变 化等，提供监管类和辅助飞行类服务，进一步地，利用基站对机上终端的 感知功能可针对特定无人机进行监管。相比于传统的低空雷达方案，通感 一体化无人机感知方案具有 3 个明显的优势：1） 部署成本低，可在传统 基站上部署感知功能；2）频谱可以共享，即通信和感知共享频谱，提高了 频谱利用率；3） 感知范围广，例如单站感知距离超过 1 km，依赖 5G 基站 可实现大范围连续覆盖。 ➢ 低空经济有望为电信运营商提供新的业务增长点 我们认为低空经济和 5.5G 通感一体化有望形成相互促进，协同发展的良好 局面：通感一体为无人机监管、入侵检测、飞行路径管理提供了重要的信 息化支撑手段；低空经济为 5.5G、6G 通感一体功能提供了一个充满发展潜 力的应用场景，有望为运营商带来新的业务增长点，建议关注电信运营商 中国移动、中国电信、中国联通。 ➢ 重点关注同感一体化大规模天线阵列产业链 我们认为实现通感一体化功能，基站需要具备足够大的发射功率和波束增 益才能对其进行远距离的有效探测和跟踪，需要采用大规模的天线阵列以 提升方位向的位置精度和波束增益。包括天线、射频、滤波器等领域的企 业均有望受益低空经济和 5.5G 通感一体互相促进发展过程中带来的需求 增长、技术进度等产业机会。 风险提示：1）低产业政策支持力度不及预期风险、2）低空经济发展不及 预期风险、3）通感一体化技术发展不及预期风险。 证券研究报告 2024 年 04 月 06 日 投资建议： 强于大市（维持） 上次建议： 强于大市 相对大盘走势 作者 分析师：张宁 执业证书编号：S0590523120003 邮箱：zhangnyj@glsc.com.cn 联系人：李宸 邮箱：lichyj@glsc.com.cn 相关报告 1、《通信：聚焦 2024 OFC：数据中心光通信继续 快速迭代》2024.03.31 2、《通信：英伟达 Blackwell 平台网络配置详解》 2024.03.23 -30% -13% 3% 20% 2023/4 2023/8 2023/12 2024/4 通信 沪深300 请务必阅读报告末页的重要声明 2 行业报告│行业专题研究 正文目录 1. 本周行情回顾 .................................................... 3 2. 本周聚焦：通感一体打造低空经济信息底座 ............................ 3 2.1 智慧低空场景通感融合需求分析................................. 3 2.2 通感一体化助力智慧低空发展 .................................. 7 2.3 通感一体化关键技术 .......................................... 9 3. 投资建议：关注通感一体和低空经济协同发展产业机会 ................. 11 3.1 低空经济有望为电信运营商提供新的业务增长点 .................. 11 3.2 重点关注同感一体化大规模天线阵列产业链 ...................... 11 4. 风险提示 ....................................................... 11 图表目录 图表 1： 2024 年 1 月 1 日至 2024 年 4 月 4 日通信板块涨跌幅 ................ 3 图表 2： 本周（2024.04.01-2024.04.03）通信板块个股涨跌幅前十 ........... 3 图表 3： 我国无人机市场规模 .......................................... 4 图表 4： 无人机信息化网络流程与管理架构图 ............................. 5 图表 5： 低空无人机主要感知应用场景 ................................... 6 图表 6： 低空无人机不同场景的感知业务指标 ............................. 6 图表 7： 5G-Advanced 应用场景 ......................................... 7 图表 8： 通信感知一体化的技术发展趋势 ................................. 7 图表 9： 网络协作通感应用场景 ........................................ 8 图表 10： 通感一体工作模式 ........................................... 8 图表 11： 算网融合服务示意图 ......................................... 9 图表 12： 通感一体三层架构 ........................................... 9 图表 13： 中兴通讯通感一体化方案 .................................... 10 图表 14： 通感融合技术研究方向 ...................................... 10 请务必阅读报告末页的重要声明 3 行业报告│行业专题研究 1. 本周行情回顾 本周通信行业指数下跌 2.22%，跑输沪深 300 指数 3.08pct，跑输创业板指 3.44pct。其中通信设备（申万）下跌 2.13%，通信服务（申万）下跌 2.38%。同期沪 深 300 指数上涨 0.86%，创业板指上涨 1.22%。 图表1：2024 年 1 月 1 日至 2024 年 4 月 4 日通信板块涨跌幅 资料来源：ifind，国联证券研究所 本周通信板块涨幅前十和跌幅前十的个股见表 2： 图表2：本周（2024.04.01-2024.04.03）通信板块个股涨跌幅前十 涨幅前十 跌幅前十 证券代码 证券简称 周涨跌幅 证券代码 证券简称 周涨跌幅 002796.SZ 世嘉科技 33.05% 603421.SH 鼎信通讯 -21.38% 300327.SZ 中颖电子 19.26% 300442.SZ 润泽科技 -14.45% 300205.SZ ST 天喻 18.94% 301139.SZ 元道通信 -12.35% 600804.SH ST 鹏博士 15.47% 002902.SZ 铭普光磁 -10.87% 300628.SZ 亿联网络 13.78% 688066.SH 航天宏图 -10.60% 300711.SZ 广哈通信 13.75% 300252.SZ 金信诺 -10.58% 603516.SH 淳中科技 13.25% 300738.SZ 奥飞数据 -10.03% 002544.SZ 普天科技 8.45% 300053.SZ 航宇微 -9.81% 003028.SZ 振邦智能 8.11% 688259.SH 创耀科技 -9.79% 688391.SH 钜泉科技 8.02% 301328.SZ 维峰电子 -9.75% 资料来源：ifind,国联证券研究所整理 2. 本周聚焦：通感一体打造低空经济信息底座 2.1 智慧低空场景通感融合需求分析 请务必阅读报告末页的重要声明 4 行业报告│行业专题研究 习近平主席在中共中央政治局第三十四次集体学习时强调，要加快新型基础设 施建设，加强战略布局，加快建设高速泛在、天地一体、云网融合、智能敏捷、绿色 低碳、安全可控的智能化综合性数字信息基础设施，打通经济社会发展的信息“大动 脉”。2022 年 1 月中国民用航空局、国家发改委、交通运输部联合印发《“十四五”民 用航空发展规划》，大力引导无人机创新发展，积极拓展服务领域，完善法规标准体 系，创新无人机产业生态。 近年来，无人机产业已呈现快速发展的态势，2022 年中国民用无人机市场规模 已达 443.58 亿元，预计 2022-2027 年我国工业无人机行业市场规模年复合增长率 （CAGR）为 39%，到 2027 年我国工业无人机行业市场规模将达到 3138 亿元。结合 AI 人工智能、信息通信、北斗导航等新一代通信和信息技术，无人机产业成为推动 经济增长和满足人民生活需求的新引擎。 图表3：我国无人机市场规模 资料来源：《低空网络信息服务能力白皮书》，国联证券研究所 随着低空经济的发展，数据安全和飞行安全成为不可忽视的问题。需要建立全面 的安全体系，包括加强物理层面的安全防护、提升数据加密技术、实施身份认证和访 问控制等，确保低空经济的健康发展不受网络安全威胁的干扰。 请务必阅读报告末页的重要声明 5 行业报告│行业专题研究 图表4：无人机信息化网络流程与管理架构图 资料来源：《低空网络信息服务能力白皮书》，国联证券研究所 目前的无人机空域管理系统并不能做到针对群体性飞行的管理，包括空中防碰 撞、流量管控、空域管控，也无法解决无人机与民航、通航之间空域使用的冲突。面 对未来数以百万架的无人机，依旧存在着监管不力、安全等问题，主要有以下几点原 因： ➢ 无人机监管难度大，低空无人机数目多，体积小，执行任务复杂多样，很难 用雷达来监控它们； ➢ 无人机缺乏有效的信息获取手段，难以全面、及时感知规避障碍物，导致空 中碰撞的风险增加； ➢ 无人机运营缺乏高效飞行任务的申报渠道，造成黑飞现象屡禁不止。 面向无人机场景，利用基站通信功能实现信息回传和飞行控制；利用基站对一定 区域进行感知可识别无人机的飞行状态、检测障碍物、监测气候变化等，提供监管类 和辅助飞行类服务，进一步地，利用基站对机上终端的感知功能可针对特定无人机进 行监管。具体智慧低空感知业务场景可归纳如下： ➢ 无人机监管：针对存在电子围栏的区域，若感知到无人机接近围栏边界或 将突破围栏限制时，给出围栏告警； ➢ 无人机避障：对空域进行全方位多角度的探测并将感知结果提供给无人机， 为避障预警提供冗余量，提升避障成功率； 请务必阅读报告末页的重要声明 6 行业报告│行业专题研究 ➢ 飞行入侵监测：监测特定区域，若感知到非法无人机，则给出入侵告警； ➢ 飞行路径管理：感知无人机位置、高度、航向、速度等信息，若发现与原计 划飞行轨迹不符，则给出飞行一致性告警；同一区域存在多个无人机时，根 据各无人机的位置、高度、航向、速度等信息，预测其航迹，若预计无人机 间将发生冲突，则给出冲突告警。 图表5：低空无人机主要感知应用场景 资料来源：《5G-Advanced 通感融合场景需求研究报告》，国联证券研究所 对无人机进行有效探测和管控，是产业规模发展的前提。传统的低空雷达方案面 临 3 个困境：1）部署成本高：需要在敏感空域重新部署低空警戒雷达；2）频谱资源 短缺：目前雷达频段一般主要是 24 GHz 和 77 GHz；3）感知范围受限：大多数雷达 的 EIRP 受限导致最远感知距离有限。 相比于传统的低空雷达方案，通感一体化无人机感知方案具有 3 个明显的优势： 1） 部署成本低，可在传统基站上部署感知功能；2）频谱可以共享，即通信和感知 共享频谱，提高了频谱利用率；3） 感知范围广，例如单站感知距离超过 1 km，依 赖 5G 基站可实现大范围连续覆盖。 图表6：低空无人机不同场景的感知业务指标 业务指标 无人机监管和避障 飞行入侵检测 飞行路径管理感知 感知速度范围 ≥10km/h ≥10km/h ≥10km/h 感知距离分辨率 ≤10m 10-20m 感知距离精度 ≤0.5m 50m 0.5-1m 感知角度精度 ≤0.5° 0.5-0.8° 感知速度精度 ≤0.5m/s 0.5-1m/s 感知数据刷新率 0.3Hz-5Hz 0.3Hz-2Hz 0.3Hz-2Hz 感知数据传输速率 10-30Mbps 5-10Mbps 30-50Mbps 感知时延 100-500ms 100-500ms 50-100ms 安全隐私 底 底 高 检测概率 ≥95% 虚警概率 ≤5% 资料来源：《5G-Advanced 通感融合场景需求研究报告》，国联证券研究所 请务必阅读报告末页的重要声明 7 行业报告│行业专题研究 2.2 通感一体化助力智慧低空发展 2021 年 4 月，3GPP 正式将 5G 的演进从 R18 开始命名为 5G-Advanced（5G-A）， 这标志着全球 5G 技术和标准的发展进入了新的阶段。面向 2024 年及以后，一方面， 5G-A 持续增强已有的能力，支撑传统 5G 业务大规模应用；更重要的一方面，5G-A 将 增加新的能力，支撑新场景新业务的应用。5G-A 将面向六大主要应用场景，包括沉 浸实时，智能上行、工业互联、通感一体、千亿物联和天地一体，从网络、终端、云 等端到端的关键方面进一步演进，构建数字、智慧、绿色低碳社会的基础设施。 在通信感知一体化的技术发展过程中，通信与感知将分阶段、分层次融合演进， 其技术趋势主要包括“业务共存、能力互助、网络共惠”三个阶段。首先原先分立的 通信系统与感知系统已经集成在同一物理平台中；然后，能力互助作为发展阶段，通 信能力与感知能力互助配合，实现感知辅助通信或通信辅助感知，技术方案重点关注 波形设计、收发处理算法等。最后，网络共惠作为成熟阶段，通信与感知将实现频谱 资源、硬件设备、波形设计、信号处理、协议接口、组网协作等全方位、多层次的深 度融合，通信网络与感知网络共惠双赢，技术方案重点关注多点感知、协作组网等。 图表7：5G-Advanced 应用场景 图表8：通信感知一体化的技术发展趋势 资料来源：《5G-A 总体愿景与潜在关键技术白皮书》，国联证券研究所 资料来源：IMT-2023(6G)推进组《通信感知一体化技术研究报告》，国联 证券研究所 感知服务是 5G-A 智能网络升级和扩展行业应用的关键支撑能力，通信感知融合 已成为 5G-A 的一个重要演进方向。通信感知融合意味着通信和感知功能的空口及协 议将联合设计，软硬件设备共享，通过使用相同的频谱资源，同时实现通信和感知功 能的融合共生。这意味着无线网络在传输数据的同时，还能通过分析无线通信信号的 直射、反射和散射，感知目标对象或环境信息，实现定位、测距、测速、成像、检测、 识别及环境重构等功能。这为提高频谱效率、设备复用率以及通信网络价值带来了全 新的维度。 请务必阅读报告末页的重要声明 8 行业报告│行业专题研究 图表9：网络协作通感应用场景 资料来源：《网络协作通感一体化技术白皮书(2023)》，国联证券研究所 通感一体化的工作模式主要区分为：独立感知涉及到单一基站的操作，其中该基 站独自发射探测信号并接收从目标反射回来的回波，用以进行感知测量和评估。另一 方面，协作感知依靠在移动通信网络广泛分布的多个节点共同协作和相互作用。在这 个过程中，一个节点利用通信参考信号充当探测信号并向覆盖区域发射，当目标反射 这些信号时，多个方向上的多个接收节点能够捕获来自同一个目标的回波。通过对这 些信号进行综合处理，多个节点的数据融合后能够实现增益，类似于在通信过程中采 用的空间分集技术，从而增强感知的准确性。 图表10：通感一体工作模式 资料来源：《网络协作通感一体化技术白皮书(2023)》，国联证券研究所 网络基础设施的智能化升级除了传统的增加基站数量外，还应考虑利用人工智 能技术优化网络资源分配，如智能调度算法可根据无人机飞行路线预测网络负载，动 态调整网络资源，以保障关键任务的通信需求。为了提高数据处理的效率和降低延迟， 需要将边缘计算深度集成到低空经济的信息化架构中。通过在无人机或近地面站点 部署边缘计算节点，可以实现数据的快速处理和响应，同时结合云计算的强大计算能 力进行深度分析和存储。 请务必阅读报告末页的重要声明 9 行业报告│行业专题研究 图表11：算网融合服务示意图 资料来源：《低空网络信息服务能力白皮书》，国联证券研究所 2.3 通感一体化关键技术 通信感知一体化网络架构是支持无线通信与无线感知功能、服务和应用的系统 架构，需要考虑到云原生、虚拟化和微服务等先进技术理念，以实现通感（算）资源， 功能服务和数据之间的有效组织和联动，其总体框架分为资源层、能力层与应用层。 图表12：通感一体三层架构 资料来源：IMT2030-6G 推进组《通信感知一体化技术研究报告》，国联证券研究所 以中兴通讯的低空通感一体化方案为例： 首先通过采用大规模天线阵列等技术实现对低空区域的网络覆盖，利用基站可 组网的