IMT-2020(5G)推进组：5G-A低空通信组网与关键技术研究报告

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2026 年 3 月 5G-A 低空通信组网与关键技术 研究报告 IMT-2020(5G)推进组 IMT-2020(5G)推进组 版权声明 本白皮书版权属于 IMT-2020（5G）推进组，并受法律 保护。转载、摘编或利用其它方式使用本白皮书文字或者 观点的，应注明“来源：IMT-2020（5G）推进组”。违反 上述声明者，编者将追究其相关法律责任。 IMT-2020(5G)推进组 编制说明 本报告主要贡献单位（排名不分先后）包括：中国信息通信研 究院、中国电信集团有限公司、中国移动通信集团有限公司、中国 联合网络通信集团有限公司、中广电移动网络有限公司、华为技术 有限公司、中兴通讯股份有限公司、中信科移动通信技术股份有限 公司、爱立信（中国）通信有限公司、诺基亚通信（上海）股份有 限公司、高通无线通信技术（中国）有限公司、联发博动科技（北 京）有限公司、北京紫光展锐通信技术有限公司、翱捷科技股份有 限公司。 IMT-2020(5G)推进组 i 前 言 近年来，低空经济作为国家战略性新兴产业，正加速融入城市 治理、农林植保、物流配送、工业巡检、应急救援等多元场景，成 为推动高质量发展的重要力量。2024 年“低空经济”首次写入政府 工作报告，2025 年国家层面进一步设立低空经济发展司，并将其纳 入“十五五”规划重点方向，加速推动我国低空经济迈向规模化落 地新阶段。 在这一进程中，低空通信作为支撑低空活动数字化、网络化、 智能化运行的核心信息基础设施，重要性日益凸显。区别于传统地 面通信，低空通信需应对低空覆盖不连续、空地信号干扰复杂、终 端高速移动频繁切换等挑战。当前，以 5G/5G-A 蜂窝网络为主体， 融合直连通信、卫星通信等多种技术路径的低空通信体系正在加快 构建。IMT-2020（5G）推进组组织产业界围绕覆盖增强、干扰抑制、 移动性优化、终端识别与接入等关键问题，开展了大量技术创新与 工程实践，积极探索包括大张角地空兼顾天线、新型组网拓扑、空 地频谱协同等一系列解决方案，并通过编制低空通信测试规范，开 展实验室与外场技术试验，验证了相关技术方案在城市、公园、园 区等多种场景下的可行性与 5G-A 低空通信的覆盖和组网性能。 IMT-2020(5G)推进组 ii 与此同时，国内国际低空通信标准体系同步推进，国际移动通 信标准化组织3GPP在Release 18版本对无人机通信支持能力进行了 标准化，我国行业标准也在基站、终端等环节加快推进。然而，低 空通信当前仍处于从技术验证向规模商用过渡的关键期，面临标准 落地、终端生态、跨行业融合等多重挑战。本报告通过系统梳理低 空经济的发展脉络与通信需求，深入分析主流技术路线与组网策略， 总结关键技术进展与产业试验成果，提出了一系列发展建议，旨在 通过加强技术创新、推进标准制定、加快网络建设和强化产业合作 等方式，共同推动低空通信产业的繁荣与发展，助力低空经济赋能 经济社会高质量发展。 IMT-2020(5G)推进组 目 录 一、 研究背景...................................................................................................................................1 二、 低空通信典型应用场景........................................................................................................ 10 三、 低空通信组网方案................................................................................................................ 18 四、 低空通信网络关键技术........................................................................................................ 29 五、 低空通信标准进展................................................................................................................ 37 六、 低空通信产业进展................................................................................................................ 41 七、 发展建议.................................................................................................................................48 附录 1： 缩略语表格............................................................................................................. 52 附录 2： IMT-2020（5G）推进组 2025 年首批 5G-A 低空通信试验企业清单.............54 1 IMT-2020(5G)推进组 一、研究背景 低空经济是指在低空空域内，以民用有人驾驶和无人驾驶航空 器为主体，以载人、载货、传感、通信等多类载荷赋能城市治理、 农林植保、灾害监测、应急救援等多场景低空飞行活动，辐射带动 公共服务领域及商业经营活动融合发展的一种综合性新兴经济形 态，具备应用场景多、辐射范围广、产业链条长、带动能力强等特 点。 1.1 低空经济加速发展 我国高度重视低空经济发展，从空域管理、要素保障、产业培 育、应用拓展等多个维度，通过发布政策文件，强化项目资金支持 等多措并举，加快推动低空经济发展。在国家层面，2010 年 11 月， 国务院、中央军委颁发了《关于深化我国低空空域管理改革的意见》， 是我国低空空域管理改革的纲领性文件；2021 年 2 月，《国家综合 立体交通网规划纲要》中首次提及低空经济；2022 年，《“十四五” 现代综合交通运输体系发展规划》明确提出建设多元化、智能化末 端服务网络，推广无人机运输投递，发展无接触递送服务。2023 年 12 月，中央经济工作会议将“低空经济”列入国家战略性新兴产业， 强调加强低空空域资源的开发利用，加快低空基础设施建设；2024 年，低空经济首次写入国家政府工作报告；党的二十届三中全会审 议通过的《中共中央关于进一步全面深化改革 推进中国式现代化的 2 IMT-2020(5G)推进组 决定》，明确提出“发展通用航空和低空经济”；2024 年 12 月，国 家发展改革委增设低空经济发展司，负责拟订并组织实施低空经济 发展战略、中长期发展规划，提出有关政策建议，协调有关重大问 题。2025 年 10 月，党的二十届四中全会审议通过《中共中央关于制 定国民经济和社会发展第十五个五年规划的建议》，明确提出打造 新兴支柱产业，加快新能源、新材料、航空航天、低空经济等战略 性新兴产业集群发展。2026 年 2 月，工业和信息化部、中央网信办、 中央空管办、国家发展改革委、中国民航局等五部门近日联合印发 《关于加强信息通信业能力建设 支撑低空基础设施发展的实施意 见》，按照“需求牵引，重点突出；集约复用，多元协同；试验先 行，稳步推进；安全可控，筑牢屏障”的原则，持续提升信息通信 业技术、产业、网络和安全等供给能力，为低空经济发展提供坚实 基础。提出到 2027 年，全国低空公共航路地面移动通信网络覆盖率 不低于 90%，多元融合感知方案进一步完善成熟，低空导航服务水 平持续提升，研制不少于 10 项信息类基础设施标准，面向城市治理、 物流运输、文旅等领域形成一批典型低空应用场景。 在地方政府层面，各级地方政府积极落实，结合地方经济社会 发展特点推动低空经济发展，截至 2025 年 3 月，已有 30 个省、市、 自治区将发展低空经济列入政府工作报告，26 个省、市、自治区和 82 个城市出台低空经济发展规划或相关政策文件，成立了 45 家低空 3 IMT-2020(5G)推进组 经济国资平台企业，业务范围覆盖机场运营、通用航空服务等方面。 20 余个省市设立了低空经济产业专项基金，总规模超千亿元。 目前，伴随着应用场景的持续深入和发展环境的持续优化，我 国低空经济已经进入快速发展阶段，中国民航局数据显示，2023 年 全国低空经济规模超 5000 亿元，2030 年有望达到 2 万亿元，低空经 济发展逐步向规模化应用演进。 1.2 低空通信有力支撑低空经济高质量发展 低空经济基础设施位于低空经济产业链的上游，是支撑低空经 济应用生态蓬勃发展的关键基础环节，主要包括物理基础设施和信 息基础设施两大类。低空物理基础设施，也被称为“硬基建”，主 要包括起降平台、机场、通航设施、能源站、维修站、货物装卸点、 乘客候乘区等，为低空飞行器提供必要的物理支撑和运营保障。以 低空通信网络为代表的低空信息基础设施，也被称为“软基建”， 主要涵盖通信、导航、监视、数据传输、运营管理平台等，是低空 经济实现数字化、网络化、智能化的核心支撑。以当前备受行业关 注的无人机系统为例，无线通信技术是赋能无人机融合应用的关键 技术。一方面，无人机需要与飞行员、附近的飞行器、空中交通管 制员等交换飞行控制信息，以确保飞行运行安全、可靠、高效。这 类通信需求通常称为控制或非有效载荷通信。另一方面，根据应用 场景，无人机还需要及时与无人机运营企业、无人机用户或地面网 4 IMT-2020(5G)推进组 关等地面实体传输航空图像、高清视频、传感器数据等类型的通信 数据，这类数据也被称为有效载荷通信。聚焦重点行业和领域高质 量发展，还需进一步夯实低空信息基础设施支撑，强化低空通信等 低空经济核心技术攻关，带动技术突破和应用迭代发展，培育发展 新产品新模式新业态，进一步探索多样化、可持续的低空经济价值 释放路径。 为加快培育低空经济产业发展优势，以低空基础设施建设引领 低空经济产业高质量发展，各地加快推进低空信息基础设施建设， 例如，深圳市在 2025 年 7 月发布《深圳市低空基础设施高质量建设 方案（2024—2026 年）》，提出“到 2026 年底，建成全球首个低空 智能融合系统（SILAS），低空通信、导航、监视、气象监测等服 务保障体系实现全覆盖”“构建低空通信网络。依托 5G、5G-A 通 感一体、1.4GHz 专网、卫星通信等技术，复用与新建相结合，构建 高安全性、高可靠性、低时延的空—天—地—海融合通信网络，实 现起降点和运营航路全覆盖。推动通信、低空飞行服务运营商协同 开展复杂场景下的实地低空通信技术测试，迭代升级低空通信技术。 结合海域运输安全监管、海上应急救援、海域边防安全管控等需求， 推动海上低空通信关键技术研发，建立健全海上低空通信网络，实 现海域航线连续覆盖”。 5 IMT-2020(5G)推进组 1.3 支持无人机通信的无线通信技术简介 1.3.1 地面控制器与无人机直接连接通信 地面控制器与无人机直接连接通信（直连通信）是指无需中间 节点中继或转发，地面控制器（如遥控器或地面站）与无人机通过 无线链路建立点对点通信，实现上下行数据的传输。直连通信通常 基于 2.4GHz 和 5GHz 频段的非授权（ISM）频段，基于设备厂商的 私有协议实现。 与其他实现方式相比，直连通信具有以下优点：一是低成本和 快速部署，直连通信无需部署基站或卫星等基础设施，设备研发基 于未授权频段，具备较为成熟的产业生态，大大降低了设备成本和 部署周期。二是低延迟，直连通信无需节点中继和转发，减少了数 据中转环节引入的额外时延，具有较低的指令传输延迟（毫秒级）， 可支撑需要快速响应的场景（如紧急避障、精准操控等）。三是轻 量化和低功耗，直连通信底层通信协议通常基于 WiFi 和蓝牙技术， 继承了此类技术的低功耗特性，无人机终端受限于体积和重量，通 常能耗较为敏感。 基于直连通信的无人机通信技术目前可适应多数民用无人机应 用场景。但同时，直连通信技术也存在以下不足：一是通信距离有 限，直连通信依赖视距传输（Line-of-Sight,LoS），障碍物或曲率地 面会阻断信号。典型通信距离仅数公里，无法满足远程超视距任务 6 IMT-2020(5G)推进组 需求（如海洋监测、跨区域物流）。二是通信性能受限，由于工作 在非授权频段，需要克服频率资源有限以及严重的干扰问题，有限 频谱和干扰导致通信性能上限受限。三是规模扩展和无人机间协作 困难，点对点架构带来了单机操作的高效率和灵活性，但通常缺乏 统一的网络管理机制，难以支持大规模无人机集群通信。四是网络 暴露风险，无线电信号易被截获和干扰，依赖加密算法和动态密钥 保障通信安全。五是在监管层面，难以做到有效的监控和管理，无 人机飞行安全难以保障。 1.3.2 基于卫星的无人机通信技术 基于卫星的无人机通信技术是指无人机通过卫星建立通信链 路，实现控制链路和通信数据的传输。由于卫星部署不受地形影响， 且一般具有相当高的轨道高度，适合大范围、广覆盖的通信需求以 及偏远地区，且常规通信方式部署难度大、成本高时的通信需求。 由于卫星作为中间通信节点的加入，涉及的通信节点包括无人机通 信终端、地面信关站和卫星。 基于卫星的无人机通信具有以下优点：一是覆盖范围广，卫星 相当于部署在几十至上百千米高的空中基站，信号覆盖半径通常达 几十到数百公里，易于实现全球覆盖。二是易于实现偏远地区覆盖， 即使在沙漠、海洋、边疆等区域，也无须布设专门的光纤等有线通 信线路即可实现网络覆盖。三是高可靠性，相比与其他通信方式， 7 IMT-2020(5G)推进组 卫星通信受地震、台风、洪水等极端天气情况影响有限，可在应急 场景下提供稳定的数据传输。 同时，基于卫星的无人机通信也存在以下不足：一是高延迟， 卫星通信较大的信号传输距离导致空口时延较高，且卫星与地面站 之间的网络拓扑也会引入额外的网络时延，这些因素导致基于卫星 的通信方式难以支撑时延敏感型无人机通信业务。二是成本高，卫 星网络产业链条长，星上器件要求高，发射流程繁琐复杂，后期维 护需要专门技术团队进行遥感遥测，产业生态较为封闭，终端芯片 成本、模组成本高，具有较高的网络建设成本和终端成本。三是通 信性能受限，信号受传输距离和大气空间电磁环境影响，支持的通 信速率较低，难以满足对速率要求较高的上下行业务。 1.3.3 基于蜂窝移动通信网的无人机通信技术 基于蜂窝移动通信网的无人机通信是指无人机通过机载蜂窝通 信模块接入地面已经部署的 4G/5G 基站，实现飞行控制信息和业务 数据的上下行传输。具备以下优点：一是网络部署简单，覆盖范围 广，可高效复用已经在全球普遍建设的现有基站，网络建设和改造 成本低，可实现低成本覆盖多数人口经济生产活动所在的区域。二 是高性能，蜂窝网络基于授权频段且具有成熟的干扰管理和组网管 理方案，网络容量和用户速率高。三是可扩展性强，蜂窝通信具备 大容量通信能力，可支持大规模无人机群体通信，高效动态管理无 8 IMT-2020(5G)推进组 线资源。四是高可靠性与安全性，一方面，基站、核心网等基础设 施通常基于较高的建设和抗灾备标准，具备较高可靠性；另一方面， 蜂窝网络支持多种端到端加密技术和完整的鉴权认证机制，可有效 保障通信安全。 同时也要看到，基于蜂窝的无人机通信也存在以下不足：一是 在覆盖方面，全球仍有大片无基站信号覆盖的区域，这些区域虽然 人烟稀少，无常态化网络覆盖需求，但也存在边境巡检、农林植保、 文化旅游等无人机应用的典型场景。二是在网络技术优化方面，绝 大部分现网部署的 4G/5G 网络是针对地面使用场景进行的针对性优 化，直接部署应用于无人机通信还面临着低空覆盖优化、干扰协调 与管理、移动性管理增强等方面的挑战，将在下节中展开讨论。 1.4 基于现有蜂窝网络实现低空覆盖面临的挑战 由于未针对低空通信场景进行针对性的优化，基于已有 4G/5G 蜂窝网络实现低空通信的解决方案往往存在覆盖不全、干扰严重、 移动性待优化等问题，难以支撑低空经济高质量发展。 在网络覆盖方面，由于现有蜂窝网络通信系统在设计之初主要 为满足地面用户通信需求，天线面板被设置为朝地面倾斜。尽管可 以利用波束旁瓣实现对部分低空区域的覆盖，但由于旁瓣覆盖角度 有限、旁瓣间存在零陷等原因，且与地面覆盖不同，低空覆盖通常 以视距（line of sight,LoS）场景为主，低空区域网络覆盖呈现“碎 9 IMT-2020(5G)推进组 片化”特征，如图 1 所示。 图 1 不同高度下低空覆盖示意图（颜色对应优先接入的小区，来源：爱立信） 移动性方面，低空网络的碎片化覆盖也会带来终端接入小区的 频繁切换，直接套用现有的地面终端专用的切换策略和切换门限， 往往会带来频繁切换的问题（即“乒乓效应”），影响无人机的接 入质量和业务体验。 干扰方面，由于低空场景中无人机飞行高度通常会远高于基站 天线高度，传播环境中散射体的数量远少于地面，无线信号的传播 路径以 LoS 径为主，无人机在空中可以接收到来自更多小区的高强 度信号，引入下行链路的小区间强干扰。同样的，在上行链路，由 于 LoS 径存在，无人机也会对地面小区的上行链路造成强干扰，影 响地面用户的上行链路质量。 无人机等产业的快速发展以及低空经济商业化潜力引起了移动 10 IMT-2020(5G)推进组 通信产业的广泛关注。国际移动通信标准化组织 3GPP（第三代合作 伙伴计划）从 LTE 阶段就启动了相关的技术研究和标准化工作，初 步实现了对无人机的支持能力。针对 5G-Advanced 系统，3GPP Release 18 已开展了面向 UAV（无人驾驶航空器，无人机）的 5G 无 线网增强技术的标准制定，对无人机识别、飞行路径上报等新增技 术特性支持的进展将在本报告第五章具体展开介绍。 二、低空通信典型应用场景 低空经济的繁荣发展对低空通信基础设施不断提出更高要求。 蜂窝网络具备覆盖广、容量大、速率高三大技术优势，配合 5G 基站 等的规模化建设，通过复用现有基站的站址和设备，或者对设备进 行简单的软硬件配置升级，可显著降低低空通信网络的部署门槛与 建设成本。这些特点使得 5G 蜂窝网络成为推动低空经济规模化发展 的关键基础设施，具备支撑无人机各类创新应用的良好基础。 按照面向对象，低空通信的典型场景可分为农林植保、物流配 送、工业巡检、城市治理等面向企业/行业应用（ToB）的场景以及 个人