用户网络质量下降等问题,探索将智能超表面技术引入低空移动通信网络,提出在收发端侧和信道端侧 均采用智能超表面辅助的低空组网架构,为低空区域高质量、连续、深度覆盖提供低成本、低功耗且易部 署的解决方案。 关键词:无线通信;低空移动通信;智能超表面;网络覆盖 中图分类号:TN929. 5 文献标志码:A 引用格式:李贝,刘秋妍,成晨, 等 . RIS 辅助低空 5G-A 网络覆盖方案探索[J]. 为信道衰减因子, n0 是方 差为 σ 2 的加性高斯噪声。 H 为基站与 RIS 之间的信 道矩阵,g 为 RIS 与终端之间的信道矩阵,RIS 动态调 控能力将影响这两条路径的信道矩阵。 在无线通信系统中,当基站与用户终端之间的直 图 2 UAS 逻辑架构示意图 �� �� � �� 图 3 低空通信方案 ·33· ���E�����0 作者简介: 李贝 中国联合网络通信有限公司研究院正高级工 程师,长期从事网络智能运营、移动通信新技 术研究工作 刘秋妍 中国联合网络通信有限公司研究院正高级工 程师,长期从事 5G-A/ 6G 无线通信技术领域 研究,包括智能超表面、近场通信、边缘计算、 区块链等关键技术需求场景分析、指标体系 设计、网络架构创新等 成晨 中国联合网络通信有限公司研究院高级工程 师,长期从事网络 AI、网络大数据领域的研

低空智联网场景和关键技术白皮书 4 与动态调度，全面满足其在通信、导航与监视等方面的高可靠性需求，从而有效保障飞行 安全，提升运行效率。 低空智能交通场景的关键技术需求如表 1 所示。根据现有的无线通信系统能力，主要 挑战集中在定位精度和覆盖高度。定位精度要求小于 0.1 米，而当前 5G 基站定位通常仅能 达到米级，难以满足亚分米级的需求；飞行高度可达到 300~600 米，但现有 5G 基站的通 相关技术的不断进 步，低空飞行器快递配送将在偏远地区物流保障、应急物资投递等方面发挥越来越重要的 作用，助力乡村振兴和区域均衡发展。 低空物流运输场景的关键技术需求如表 3 所示。根据现有的无线通信系统能力，挑战 性技术指标主要在定位精度。在定位精度方面，起降阶段需达到厘米级，航线作业需保持 亚米级精度，但当前 5G 定位普遍仅能实现米级水平。 需求类别 需求描述 通信需求 · 飞控数据上下行传输速率＞300kbps 速部署的特 点，可以快速到达灾区附近进行侦察、建网、物资投送、救援等。在大规模自然灾害情况 下，往往会伴随地面通信中断，低空飞行器可以搭载通信中继节点或者基站，作为空中基 站来快速恢复灾区的无线通信网络。 低空智联网场景和关键技术白皮书 11 低空应急救援场景的关键技术需求如表 5 所示。根据现有的 5G 能力，挑战性技术指标 主要是通信速率、定位精度、覆盖高度。通信速率在城市应急场景下，要大于

更多领域展现其潜力与价 值，为低空空域的安全管理和高效利用提供强有力的技术支撑。 数字低空工作组 8 3. 核心技术 3.1 通信技术 低空通信技术涵盖无线通信技术、卫星通信技术、蜂窝网络技术、网络切片、信号处理 和抗干扰技术，以及数据安全和隐私保护技术等，同时还包括各种通讯设施，尤其是空空、 空地、与地面节点间的通讯链路。通过多通讯链路融合，把这些设施联通起来，实现跨链路、 为无人机及其他低空飞行器提供安全、高效的通信保障。以下是每项关键技术的详细描述： 1、无线通信技术 无线通信技术是低空通信的基础，用于在无人机和地面控制站之间实现数据和命令的实 时传输。常见的频段包括 900 MHz、2.4 GHz 和 5.8 GHz，这些频段支持较低延迟的双向数 据传输，适合短距离或中距离的通信需求。在城市和复杂环境中，无线通信技术还需克服多 路径传播和信号衰减等挑战，以确保飞行器的可靠控制。 飞 行过程中电磁场对飞行器的影响在可控范围内。 地面手持式电磁扫描设备，主机测量的频率范围 100KHz～6GHz，可以用于移动通信基 站、中短波广播、FM 广播、电视、输变电工程、雷达、无线通信及工科。 4、多普勒测风激光雷达 多普勒测风激光雷达是一种基于相干多普勒测速原理的非接触式遥测激光雷达系统，可 针对特定空域上空风场进行精细化扫描，可提供全天候、全方位、实时高精度风场信息，保

陀螺仪 磁力计 热成像仪 图像传感器 角度传感器 光学传感器 超声波雷达 毫米波雷达 自动控制系统 导航系统 通信与数据传输 能源动力系统 飞行器设计与制造 无线传输系统 图像传输 无线通信网络 氢燃料电池 动力推进系统 动力电池 充电系统 无人机 eVTOL 直升机 飞控系统 飞行器设备 低空运营服务 低 空 物 流 低 空 旅 游 农 林 植 保 低 空 出 行 低

和内存占用。此外，模型推理过程中的并行计算和多线程优化也是 提升实时处理能力的重要手段。 在数据传输方面，实时处理能力还需要考虑通信链路的稳定性 与带宽。无人机与地面控制中心之间的数据传输通常采用 4G/5G 或专用无线通信链路。为了确保实时性，数据压缩技术（如 JPEG2000 或 H.265 编码）可以有效减少传输数据量，同时保持图 像质量。此外，通信协议的选择也至关重要，MQTT 或 WebSocket 等轻量级协议能够实现低延迟的数据传输。 控制指令：包括飞行路径调整、任务指令等，带宽需求 约为 50Kbps。 因此，单架无人机的总带宽需求约为 4.65Mbps。在多机协同 场景下，需考虑多机通信的带宽叠加效应，建议采用 5G 或专 用无线通信网络，以满足多机并行通信的需求。 3. 通信协议与标准：为确保数据通信的兼容性和稳定性，建议采 用以下通信协议： o 视频流传输：采用 H.264 或 H.265 编码标准，结合 RTSP 公里，以确保在复杂地形和建筑物遮挡下的通信稳定 性。建议采用以下技术方案： o 5G 网络：在城市环境中，利用 5G 网络的高带宽和低延 迟特性，确保通信质量。 o 专用无线通信：在偏远地区或 5G 覆盖不足的区域，采用 LTE 或专用无线通信设备，确保通信覆盖。 5. 抗干扰与安全性：无人机通信系统需具备较强的抗干扰能力， 特别是在火灾现场可能存在电磁干扰的情况下。建议采用以下 措施： o 频

并初步着眼 加快无人机配套机巢等设施的建设进程。 其次是通 信、监 管 等 设 施, 主 要 服 务 通 用 航 空, 通 信 多 采 用 2. 4 GHz 和 5. 8 GHz 的点对点无线通信方式 [7],距离 受限且抗干扰性不佳,难以满足广覆盖、高实时、大容 量的需求。 导航、气象、感知、反制、算力等设施,运行 相对独立,其中感知和反制能力的区域性和局限性问 题凸显。 最后

公司公告， 平安证券研究 所 34 海格通信：北斗导航装备全产业链布局， 与中国移动在多领域协同联动 公司是全频段覆盖的无线通信与全产业链布局的北斗导航装备研制领军企业 ， 创立于 2000 年，源自国家第四机械工业部（原国家电子工业部） 国营第七五〇厂 ， 公司业务主要覆盖 “无线通信、 北斗导航 、航空航天、数智生态 ” 四大领域 。公司和中国移动已经在北斗高精度服务及终端应用领域展开紧密合作 ，

被 窃取或篡改。可以采用 AES 加密算法对图像数据进行加密， 并结合数字签名技术确保数据的完整性和真实性。 为了满足上述需求，系统可以采用以下技术方案：  通信模块：无人机配备高性能的无线通信模块，支持 4G/ 5G、Wi-Fi 或专用无线链路（如 LTE 或 LoRa）。根据实际应 用场景选择合适的通信方式，确保在不同环境下都能实现稳定 的图像传输。  图像压缩与编码：采用高效的图像压缩算法，如 24GB，以支持大规模深度学习模型的运 行。对于多机协同任务，可考虑配置多 GPU 并行计算架构，进一 步提升处理效率。 通信设备是地面站与无人机之间的关键桥梁。建议采用双频段 （2.4GHz 和 5.8GHz）无线通信模块，确保在复杂环境下的稳定通 信。通信距离应覆盖至少 10 公里，并支持实时视频传输和数据回 传。同时，地面站应配备备用通信链路，如 4G/5G 模块或卫星通 信设备，以应对极端环境下的通信中断。 EPYC 处理器，8 核以 上，32GB 内存，1TB NVMe SSD + 10TB HDD/NAS  GPU：NVIDIA RTX 3090/A100，24GB 显存  通信设备：双频段无线通信模块，10 公里覆盖，备用 4G/ 5G/卫星通信  显示设备：27 英寸 4K 显示器，多屏显示系统  输入设备：专业级鼠标、键盘、操纵杆  电源管理：UPS 系统，30 分钟备用电源，高效散热系统

络将传感器收集的 数据发送到网关或将应用平台控制指令发送到控制器。 感知层的关键技术主要为传感器技术和短距离传输网络技术，例如无人机视频采集的 光电吊舱和各种传感器中的传感与控制技术、短距离无线通信技术（包括由短距离传输技 术组成的无线传感网技术）。在实现这些技术的过程中，又涉及到芯片研发、通信协议研 究、RFID 材料研究、智能节点供电等细分领域。 2）网络层 云平台的网络层主要完

水质监测传感器：监测水体中不同物质的浓度，例如重金属、 营养盐等。  土壤监测仪器：评估土壤中有害物质的含量与变化趋势。 数据传输系统则负责将监测设备采集到的数据实时传输到数据 处理平台，通常采用无线通信技术，如 4G/5G、LoRa、NB-IoT 等，以保证数据传输的即时性和稳定性。 数据处理平台通过对采集到的数据进行分析、存储与可视化， 提供环境状态的预警与评估机制。该平台可以利用大数据分析与人 在数据传输层，系统采用多种通信技术，以确保数据的快速、 可靠传输。主要的通信手段包括：  4G/5G 移动通信：用于无人机和固定监测站与中心服务器之 间的数据上传，满足大数据量传输的需求。  LoRaWAN 无线通信：用于低功耗、低速率的环境监测设备， 适合广域环境监测和长时间稳定运行。  光纤通信：在固定监测站之间进行高速数据连接，适用于数据 中心内部传输。 数据处理与应用层是系统的核心部分，负责对收集到的数据进 带宽有限、数据速率低 NB-IoT 可靠性高、支持大数据量、覆盖广 成本相对较高、依赖运营商网络 基于上述分析，建议针对不同的监测需求及场景，通过组合使 用 LoRa 与 NB-IoT 来优化整体无线通信能力。例如，对于稳定的 数据传输可选择 NB-IoT，而对于偏远低密度监测点，可以优先选 用 LoRa 技术。 整体设计中，还需考虑加密及数据的安全性。无线传输过程 中，可以通过 TLS