�N��5G-A+AI�= � � �����0���� RIS 辅助低空 5G-A 网络覆盖方案探索 李贝 1 刘秋妍 1 成晨 1 王昭宁 1 王波 2 蒋振伟 3 乔金剑 2 朱佳佳 1 (1. 中国联合网络通信有限公司研究院,北京 100048; 2. 中国联合网络通信集团有限公司,北京 100033; 3. 中国联合网络通信有限公司上海市分公司,上海 Intelligent Surface, RIS)是一种基于无源、准无源超材料设计的具有可编 ·31· ���E�����0 程特性的电磁表面结构 [2],通过动态调控阵元状态,智 能化调节入射电磁波的相位、幅度、频率以及极化状 态,使入射信号经过 RIS 透射或反射作用后,出射信号 在特定方向上实现干涉叠加,从而把能量聚焦于预设 区域,形成较高的波束赋形增益。 RIS 具有低功耗、体 积 容易实现超大规模天线阵列,具有较大的天线口径增 益,RIS 可大幅提高高精定位应用的空间分辨能力,降 低传统定位机制中的误差 [9];另一方面,通过协同优化 RIS 中各反射单元的相位响应,能够有效增强目标回 波信号的信噪比,从而提高检测精度与可靠性 [10]。 此 外,在多模态感知系统(如雷达、光电等) 中,RIS 可通 过改善各传感器信号的传输质量,提升多源信息融合 的准确性与系统整体感知性能 [11]。

�N��5G-A+AI�= � � �����0���� 5G-A 融合低空智联监视系统解决方案 胡雅静 1 宋倩 2 宋连波 3 镡凌博 1 王钧冉 3 (1. 北京电信规划设计院有限公司,北京 100089; 2. 中国联合网络通信有限公司,北京 100031; 3. 中国信息通信研究院无线电研究中心,北京 100191) 摘要:首先提出了 速响应,为低空智联监视体系的实际 应用提供了可靠的技术参考。 关键词:低空经济;5G-A;低空监视 中图分类号:TN959. 1 文献标志码:A 引用格式:胡雅静, 宋倩, 宋连波, 等 . 5G-A 融合低空智联监视系统解决方案[J]. 信息通信技术与政 策, 2025,51(11):17-23. DOI:10. 12267/ j. issn. 2096-5931 集成弹性扩展与安全可信两大机制, 既能适应未来的业务增长与技术演进,又能确保数据 安全、隐私保护以及系统抗干扰与抗欺骗能力 [3]。 2. 2 系统架构 低空智联监视系统以 5G-A 通感一体基站为核 心,融合毫米波雷达、光电探测等异构感知网络,同步 集成无人机安全管控平台,以实现对在空无人机的全 域监视与警用无人机的高效指挥调度。 一是感知层(Sensing Layer)。 感知层作为低空智 联监视系统的基础

主要为 对地覆盖,垂直覆盖范围有限。 例如,传统的正交频分 复 用 ( Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)连续波信号不同的雷达应用场景,子载波分配 灵活,系统切换开销小易于实现,但发射功率低、感知 距离近,需优化功率,使感知距离能够得到最大化的提 升。 目前,5G 基站部署在相对比较高的建筑上,距离 地面覆盖近 5G-A 是基于目前 5G 网络的功能和覆盖上进行 相应的演进和增强,是介于 5G 和 6G 之间的移动通信技 术。 5G-A 通感一体具备传统 5G 的能力,在空间覆盖、 天馈波形、脉冲波频率和覆盖距离上有着很大的提升。 空间覆盖提升:在通感一体化覆盖场景中,覆盖区 域不再是单一的地面环境,而是空中与地面相结合的 环境。 在规划时需同时考虑地面覆盖与低空区域覆 盖,以实现更全面的覆盖。 垂直覆盖范围有限。 通感系统天馈垂直 采用大张角,覆盖空域更高,无盲区。 不仅覆盖地面用 户,还能有效服务于低空飞行器等(见图 1)。 脉冲波频率提升:感知脉冲波频率随时间线性变 化,脉冲周期时间段,距离分辨率高,脉冲压缩技术,感 知距离远。 传统的 OFDM 连续波信号不同的雷达应 用场景,子载波分配灵活,系统切换开销小、易于实现, ·24· �N��5G-A+AI�= � � �����0����

达 54 架，有成熟的运行和保障经验和人员。 上游、中游 产品 低空智能 基础设施 聚焦飞行大数据、ADS-B 等关 键技术，对低空飞行开展多方面 技术创新研究。打造低空智能基 础设施“四张网”——设施网、空 联网、航路网、服务网，拓展基 于 ADS-B 的低空空域态势协同 感知系统、无人机避撞系统、鸟 群识别与防控系统等典型场景 应用。 成都市域 无人机避撞系 统、鸟群识别与 供给清单 - 16 - 所处产业 链环节 供给 类别 供给名称 简介 场景 建设地点 应用领域 应用案例及成效 单位名称 联系人 联系方式 信息 有效期 中游 产品 低空毫米 波通导监 一体化新 型网络 该产品支持覆盖低空 1km 空 域的通感一体化，亚米级感知 精度，具备城市复杂环境的 “低慢小”无人机感知，支持黑 飞或未知飞行物感知，最小感 知速度≤0.5m/s，距离分辨率≤ RTK 信号丢失情况 下的有力补充。 成都市域 低空无人机起 降平台、低空 无人机航线运 营、无人机巡 检和无人机防 御等多个应用 场景。 该产品在重点区域、边界、航线上布置毫米 波专用网络，具有通信和探测双重能力，有 利支撑低空场景主动探测和管理空域的能 力。除此之外，通感算一体化的架构，可一 网多用，极大的降低成本。 智慧尘埃 （成都）科 技有限公司 姚怡丰 18515381627

04 支持模块化扩展采集点数量（最大可增至 20 个），兼容 国际通用气象数据格式（如 BUFR 、 NetCDF ），便于与 全球气象系统对接。 低空微气象监测网 02 毫米波云雷达 采用高频毫米波技术实现 300 米以 下低空云层粒子分布监测，可识别 直径 0.1mm 以上的云雾粒子，分 辨率达 30 米，适用于机场、风电场 等场景的航危天气预警。 监测设备组成 激光测风雷达 驱动的异常值检测算法剔除噪声数据， 结合时空插值技术填补缺失值，并通过卡尔曼 滤波实现多源异构数据的动态加权融合。 数据清洗与融合 特征工程优化 基于低空湍流、风切变等特殊场景构建三维气 象特征矩阵，利用小波变换提取高频气象波动 信号，为模型训练提供高价值输入。 整合气象卫星、地面观测站、雷达、无人机及 物联网设备等多维度数据源，通过标准化接口 实现秒级数据接入，确保数据实时性与完整性。 数据处理流程 米低空立体气象模型，实时渲染风速、湍流、能见度等 12 类 参数，支持无人机运营商通过 Web 端或移动端查看每 10 秒更新的气象热力图与风险 区域标记。 实时可视化系统 三维动态气象图谱 集成北斗卫星、毫米波雷达、地面气象站等 8 类数据源，通过 AI 算法生成分钟级更新 的综合气象仪表盘，可自定义显示飞行航线上的垂直风切变指数、积雨云移动轨迹等关 键指标。 多源数据融合驾驶舱 提供过去 72 小时的

算力网 息壤算力分发平台 云骁计算加速平台 慧聚智算服务平台 省内 4+11+X 算力布局 感知网 通信网（空天地一体通信网络） 4G/5G 浙江电信低空能力全景 1 张 网 M 设 施 卫星通信网 Mesh 自 组 网 2 平 台 N 场 景 FAAS 北向飞行服务网关 - 面向应用 FAAS 南向飞行服务网关 - 面向接入 起降站 互认认证证书 NO.1 全球运营商云 NO.1 私有云运营 通信回波可用于感知： 位置 / 速度 / 物体类型 / 成像等 通感感知和雷达既相似，又具备可组网等独特优势 26GHz 毫米波感知优势 • 感知能力强： 高频段信号拥有更高的感知精度，能充分满足业界需求。 • 对通信信号影响小： 将感知和通信的频段分离，能有效减少互相干扰现象。 按照《 GB42590-2023- 面向低空提供航路、空域、飞行器飞手报备、黑飞检 测发现、飞行信息预警、气象服务等管理功能。 低空监管能力 - 多技术协同监管与低空全要素融 合 天翼“星巡”低空监管平台 低空感知设施 RID 远程识别技术 毫米波 5G-A 感知技术 产品功能体系 无人 机 RID 信 号 基 站 飞行态势 航线规划 飞行任务 飞行成果 AI 处置 设备泛接入 产品优势 面向需求 •

国际对标：U-SPACE/UTM 理念、教训与中国路径选择 ................................................... 24 5.2 中国方案：低空智联“四张网”的技术内涵与商业核心 .................................................. 25 5.3 关键使能技术与产业格局 ............... 机产业链，2023 年无人机产业产值 达 960 亿元，占全国七成以上。同时聚集了亿航智能、小鹏汇天、峰飞航空等 eVTOL 头部企业。 ⚫ 基础设施建设：深圳正加速构建市域级“5G+毫米波+卫星”的低空全覆盖安全网络， 并计划到 2026 年建设 1200 个以上低空起降设施。广州已建成并投运了全球首个 UAM 运营中心。 ⚫ 特色应用场景：2024 年 2 月，峰飞航空“盛世龙”完成了全球首条跨海跨城 最快。中国的优势在于集中力量办大事的体制优势和敢于创新、务实高效的监管理念， 使得我国在 eVTOL 适航审定这场关乎未来产业主导权的全球竞赛中抢占了宝贵的先机。 亿航智能 EH216-S 已于 2023 年 10 月获得全球首张 eVTOL 型号合格证（TC），并于 2024 年 4 月获得生产许可证（PC），成为全球首个集齐“三证”的载人级 eVTOL 产品， 为后续商业化运营铺平了道路。 3.3 基础设施安全：从“参数对齐”到“治理达标”

需要保证广覆盖、低时延、高可靠;大带宽体验 网,需要满足上行大带宽的要求;感知和定位监管网, 需要高可靠高精度的感知和定位,对空域进行实时监 视和探测,对探测率、探测精度有较高的要求。 首先,构建一张低空连续覆盖的无线网络是低空 经济高质量发展的基础。 低空通信网络需要实现低空 立体覆盖,现有对地覆盖的无线网络利用天线旁瓣对 空中有一定的信号覆盖,但是由于天线旁瓣较多且杂 乱、信噪比普遍较差且起伏不定等因素 分别满足视频回传、数据业务等低空稳态通信需求 和轨迹感知、入侵监测等低空精准感知需求,通过 5G-A 网络融合定位导航基础设施、监测基础设施、环境气象 测量设施,以及云边算力等数字基础设施,对外表现为 三张网 [5]:通信网负责飞行器、用户、平台之间的通信, 实现多个设施和系统间的高效可靠互联;感知网负责 为飞行器提供定位、授时、导航和监管服务,对低空飞 行活动进行安全保障和有序管理;算力网负责协同云 5G-A 支持低空经济的重要技术。 5G-A 通感一体化技 术通过分析无线电波的直射、反射、散射等特性,可以 对目标或环境信息等进行测距、测速、测角、成像、检 测、识别、环境重构等,利用连续波+脉冲波、大张角设 备、多小区联合去重技术,实现全天候、无盲区、高精 度、低成本的全域连续感知,系统安全性高。 同时,采 用“通感一体+摄像头”的雷视融合等多源融合感知解 决方案,做到优势互补,实现全场景、高可靠的低空探

.....................................................................................64 2.4.12.5 毫米波雷达.................................................................................................. 不需要方向舵和尾翼，空气阻力最小，因此这种飞机的空气动力效率最高，可以有效提高燃油燃烧效率、 续航能力。这种类型的飞机转弯半径小，适合做小角度转弯飞行，节约转弯航程，提高有效工作时间。同 时这类机型对雷达波的反射最小，所以飞翼飞机也是隐身性最好的飞机。 第 31 页 广州中海达天恒科技有限公司 图 补彼此的缺陷，扩大 其适用的环境范围。 2.4.12.5 毫米波雷达 毫米波雷达最基本的探测技术是使用 FMCW 连续线性调频波去探测前方物体的距离，毫米波雷达发 第 55 页 广州中海达天恒科技有限公司 射的是连续波，在后端处理上要比激光雷达的运算量大。 其原理在于： 振荡器会产

“空中送血” 案例。 苏州 开通直升机通勤航线， 35 分钟直达上海，阳澄湖大闸蟹无人机 配送覆盖长三角。 青岛 北方首条低空物流航线常态化运营，胶东机场直升机摆渡航线日 均 15 班次。 宁波 获首张无人机物流许可证，社区配送时效提升 60% ，咸祥营地举 办 50 余项航空赛事。 厦门 集美区集聚 170 家低空企业，杏林湾试点低空物流，鼓浪屿景区 推出无人机夜游项目。 其他 ...... 场景应用能力的提供者。 算力网 息壤算力分发平台 云骁计算加速平台 慧聚智算服务平台 省内 4+11+X 算力布局 感知网 通信网（空天地一体通信网络） 4G/5G 1 张 网 M 设 施 卫星通信网 Mesh 自 组 网 2 平 台 N 场 景 FAAS 北向飞行服务网关 - 面向应用 FAAS 南向飞行服务网关 - 面向接入 起降站 100% 产业成熟 载波 2 多技术协同监管与低空全要素融合 通信回波可用于感知： 位置 / 速度 / 物体类型 / 成像等 通感感知和雷达既相似，又具备可组网等独特优势 26GHz 毫米波感知优势 • 感知能力强： 高频段信号拥有更高的感知精度，能充分满足业界需求。 • 对通信信号影响小： 将感知和通信的频段分离，能有效减少互相干扰现象。 按照《 GB42590-2023-