�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 随着 5G-A 技术的不断发展,为满足低空移动用户连续、高质 量、深度覆盖的需求,依托地面移动通信网络构建空地融合的三维立体网络具有复用站址资源与频率资 源、一体化网络建设和运维效率高等优势。 但传统地面移动通信网络主要聚焦于地面用户,在低空场景 的高质量连续覆盖组网、空地用户移动性管理等方面的研究相对有限。 为解决复杂空域覆盖空洞、地面 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]. 信息通信技术与政策, 2025,51(11):31-38

Everything, A2X）通信 以及自组织网络，构建空天地多层次协同覆盖的端到端信息化系统，服务低空应用的网络、 终端和平台。本白皮书对低空智联网进行深入剖析，基于应用场景和需求的分析，探索以 5G-A 网络和卫星互联网为基础、低空飞行器间通信和自组织网络为补充的立体协同覆盖网 络架构，研讨以高效空口传输、通信覆盖增强、卫星接入、飞行器间直接通信为代表的无 线传输技术，研讨以空地融合组 高效空口传输技术.......................................................................................16 4.2 通信覆盖增强技术.......................................................................................18 4.3 卫星接入技术 从低空经济到低空智联网 低空经济以距地面高度 1000 米以内的低空空域为主要活动空间，必要时可扩展至 3000 米。该经济形态以低空飞行活动为牵引，以有人驾驶与无人驾驶航空器为主要载体，以通 用航空产业为主导，覆盖低空飞行、科研教育、航空旅游等众多行业，具有产业链条长、 辐射面广、成长性和带动性强等特点。 低空智联网是低空经济规模化发展的基础底座，指服务于低空应用的网络、终端、平 台、安全等端到端信息化

摘要:结合 5G 技术,可以对 5G 收发模式、空间复用方式、感知波形、资源配置进行升级。 在 5G 系统上 部署通感任务开关等参数,升级成 5G-Advanced(5G-A)系统,可以解决低空 5G 覆盖的空洞,以及提升 低空终端的连接,改善低空波形干扰,最终实现低空无人机精准互联管控和低空感知提升。 关键词:5G-A;低空;无人机;海域 中图分类号:TN929. 11 文献标志码:A 引用格式:江强 004 0 引言 如何更好地发展低空装备与落地低空经济场景等 问题,仍有很多议题值得深入研究 [1]。 在传统的 4G/ 5G 通信系统中,传统基站的天馈垂直张角小,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 距离 地面覆盖近,5G 基站上方的低空领域信号阻挡少,接 近自由空间传播。 随着无人机等低空、海域智能化的 作业需求不断增加,传统的通信在低空、海域智能化领 域面临着严峻的考验。 5G-Advanced(5G-A)的出现弥 补了低空、海域智能化的空白,从地面到空中,从大陆 到海洋,皆可实现万物互联。 1 5G-A 的优势 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

由于低空智联网的立体化覆盖、高可靠通信、超精准服务等特征, 使得传统的被动式 网络管控技术难以满足业务随需服务要求, 亟须融合数字孪生、自智网络、分布式人工智能等新型技 术突破管控瓶颈. 为应对以上挑战, 本文分析了低空智联网的特征和需求, 提出了数字孪生驱动的低 空智联网自智管控架构. 依托自智管控闭环, 分别分析了低空网络层、数字孪生层、自智管控层的功 能, 并针对各个层次的关键技术, 包括低空组网覆盖和资源分配技术、网络资源孪生建模与状态同步 适应能力的低空网络治理与管控体系, 以实现高效运行与安全保障的双重目标, 已成为当前学术界与 产业界共同关注的核心命题. 尽管地面网络覆盖和服务已经趋于完备, 但其在低空场景下的适配性仍面临显著瓶颈. 传统 5G 网络主要面向地面用户设计, 低空空域存在覆盖盲区; 固定拓扑的蜂窝架构难以适配飞行器高速移动 带来的动态连接需求; 复杂业务场景导致难以同时满足低空导航 (时延敏感型) 和三维建模 (计算密集 域的专用智能网络架构应运而生 [1], LAIN 通过整合通信网、感知网、导航网、气象网及算力网等 “五 网” 资源 [2], 构建 “云 – 边 – 端” 协同 [3] 的新型数字基础设施, 旨在突破地面网络的低空覆盖局限, 实 现空天地一体化协同服务. 在 LAIN 新范式驱动下, 低空网络管控体系正在经历从 “人工主导” 向 “智能自治” 的范式重构. 传统通信网络基于静态配置与人工干预的运维模式, 在应对低空场景特有的高动态性、异构性及跨域

传统雷达一般采用脉冲波进行感知探测覆盖，由于脉冲波的发射和脉冲回波的接收之间存在空隙，所以传统雷达虽然探 测距离远但低空覆盖存在盲区。针对该问题，5G-A通感基站创新采用“脉冲波+连续波”双波形感知技术：采用连续波进行 近距离感知覆盖，保证基站感知区域内无探测盲区；采用脉冲波进行远距离感知覆盖，提升基站的感知距离；“脉冲波+连续 波”实现低空远距离连续覆盖，如图3.4所示。 所以，5G-A 业务的相关性能指标尚需更多场景验证。 单站感知范围弱于专用雷达：由于输出功率等因素，5G-A通感单站感知距离小于专用的低空雷达，仅能通过多站组网 覆盖进行弥补。 图3.5 5G-A通感基站目标识别技术 感知 数据流 非无人机 无人机 识别引擎 广覆盖：基站易组网，无低空覆盖盲区； 高感知精度：超大规模阵列，米级定位精度； 多模态融合：标准接口可结合多种设备，提供全面解决方案； 智能化：实现AI目标识别和航迹跟踪； 11 03. 低空安防融合感知与反制主要技术及设备 无线电侦测技术是基于监测和分析无人机的无线电信号，实现对无人机的探测、识别和跟踪。无线电侦测技术能够实现 对无人机的被动监测，探测无线频率能覆盖20MHz-6GHz的范围，是非合作目标监视的有效手段之一。无线电侦测设备的 基本性能指标如表3.3所示。 按照实现方式，无线电侦测技术可分为频谱探测技术和报文解析技术两大类。 频谱探测技术以

发展 新阶段。截至 2025 年，川渝地区已建成 51 个民用运输机 场 （其中四川省 33 个 、重庆市 18 个） 和 136 个通航起 降点， 数量位居全国前列；低空飞行服务保障体系初步覆盖 成都 、重庆主城及九寨沟 、峨眉山 、三峡等重点区域， 形 成“双核引领 ” 、多点辐射 的架构布局；低空旅游 、智慧物 流、农林植保 、 电力巡检等应用场景已初步落地， 2024 年 个民用运输机场（四川省包括成都双流 、 成都天府 、绵阳南郊等 33 个 ，重庆市包括重庆江北 、重庆 巫山 、重庆武隆等 18 个）， 136 个通航起降点， 覆盖主要 城市 、核心景区 、重点县域；低空飞行服务保障体系已覆盖 成都 、重庆主城 、绵阳 、宜宾 、万州 、黔江等重点区域， 建 “ 成 双城核心 + 区域节点 ”的网络化布局；G5 京昆高速 、 G42 沪蓉高速 用；成都在 eVTOL、低空飞行控制系统等领域涌现出一批创新企业，技 术研发实力突出。运营服务方面，已形成一批涵盖低空旅游、 物流配送 、农林植保 、应急救援的专业运营企业， 服务网络 逐步覆盖川渝全域 。科研与人才方面， 重庆大学 、电子科技 大学 、西南交通大学等高校开设低空飞行 、航空工程 、无人 机应用等相关专业， 建立人才培养机制；成渝地区双城经济 圈低空经济研究院成立，联合高校、企业开展关键技术攻关，

、乌鲁木齐米东区等产业载体出台专项 扶持政策， 形成上下联动的政策格局。 （二） 基础设施初具规模 全疆现有 27 个民用运输机场 、79 个通航起降点， 数量居 全国前列；低空飞行服务保障体系已覆盖阿勒泰 、哈密 、 克拉玛依 、巴州 、塔城 、和田 、伊犁七大区域， “ 形成 区 域中心 + ” 节点站点 的网络化布局；G30 连霍高速、S21 沙漠 “ 公路等干线公路服务区预留低空补给停靠位，具备 （一） 短期目标（2026-2027 年） ： 试点突破阶段 . 基础设施：建成 10 个低空旅游骨干起降场 、5 个低空物流 枢纽 、8 个应急救援基地 ，低空飞行服务保障体系覆盖北 疆主要城市和核心景区。 . 场景应用：低空旅游开通 20 条重点航线，年载客量突破 5 “ 万人次；低空物流实现地州市核心城区 30 ” 分钟达 ，偏远县 城 “ 1 ” 中期目标（2028-2030 年） ： 规模化发展阶段 . 基础设施： 建成 30 个低空起降场 、15 个低空物流枢纽、 14 个地州市应急救援基地 、100 个县市区应急救援站点， 形成覆盖全域的低空基础设施网络。 . 场景应用：低空旅游实现主要 5A 景区、重点旅游城市全覆 盖， 年载客量突破 10 万人次 ；低空物流形成 “ 干线 + 支 线 + 末端

面临多重挑战： 1.态势感知能力薄弱 Xx 市自然资源现有监管依赖人工巡查与卫星遥感 结合，但人工巡查受限于地理环境（如山区、水域覆盖率不 足 30%）和巡查周期（重点区域周巡、一般区域月巡）， 违法违规行为发现滞后，往往形成事实后才介入处置；卫星 遥感虽覆盖范围广，但受云层遮挡、重访周期长（高分卫星 最短 5 天）、亚米级影像获取成本高等因素影响，难以满足 耕地 “非农化” 即时监测、矿产资源盗采实时追踪等高频次 的新增违法用地在卫星遥感监测周期内完 成地面硬化，错失最佳处置时机。 自然资源 xxx 项目建设方案 8 自然资源 xxx 项目建设方案 2.精准处置效能不足 传统手段获取的二维平面数据缺乏地形地貌、植 被覆盖度、建筑高度等立体信息，导致违法图斑定位偏差 （误差 5-10 米）、违建体积测算不准、生态修复效果评估 粗放。基层执法人员需多次往返现场核查，单次核查平均耗 时 4-6 小时，且人工记录的证据材料（如照片、坐标）易出 持与省级自然资源监管平台无缝对接，数据共享效率提升至 分钟级，推动监管模式从 “事后处置” 向 “事前预防” 转型。 技术的成熟落地，使低空遥感从单点工具应用升 级为体系化监管支撑，为 xx 市构建 “全域覆盖、实时感知、 智能决策” 的自然资源监管体系奠定了坚实基础，也为破解 传统监管痛点提供了可落地、可复制的技术路径。 三、应用现状 （一）基础设施现状分析 目前 xx 市自然资源和规划系统已初步构建低空监

都推动了低空经济的高速发展。 传统无人机 使用电台或 Wi-Fi 通信方式,只能满足视距内飞行,且 容易受干扰,应用场景和使用范围有限。 网联无人机 利用 5G 网络为无人机提供通信服务 [3],实现通信广 覆盖、稳连接,包括上行的大带宽、低时延、高可靠的要 求,保障安全飞行和业务连续性,满足超视距飞行、高 清实时图传、远程控制等需求;同时还可以为无人机应 用提供云—边—端协同的数据分析、数据存储等算力 个方面:基础通 信网,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 较难保障无人 机全路程连续业务服务和不中断飞行操控。 这是目前 需要攻克的关键挑战。 其次,无人机要求有实时视频或图片回传,甚至是 高清视频回传,上行速率普遍要求在每秒几十到几百 兆速率,而传统对地覆盖的移动通信网络则主要服务 于人,以下行业务为主,更多聚焦在提升网络的下行链 路容量。 基于现有网络来保障未来大量无人机的大上 行、低时延业务需求,也是网络面临的较大挑战。 最后,低空经济的快速发展对空域安全管理提出

在京津冀、长三角、粤港澳大湾区等重点区域开展 5G 低空通信 与北斗导航设施试点，实现试点区域低空信号覆盖率超 80%。 4. 搭建低空经济数据采集基础平台，完成 50% 以上现有通用机场 数据接入。 2.2 中期目标（3 - 5 年） 1. 累计建成 100 个以上通用机场，实现全国重点城市低空起降点 全覆盖，形成较为完善的低空基础设施网络。 2. 建成全国统一的低空交通管理系统与数据共享平台，实现 个人工智能与大模型 应用示范项目，验证技术可行性与商业模式。 4. 推动低空经济数据要素市场化交易，建立 3 - 5 个区域性数据交 易试点平台。 2.3 长期目标（5 - 10 年） 1. 构建全域覆盖、功能完备、智慧高效的低空经济交通基础设施体 系，通用机场数量达 300 个以上，各类起降点超 10 万个。 2. 实现低空交通管理系统与地面交通、民航系统的深度融合，低空 交通运行效率提升 50% 飞行服务站建设工程 1. 按照 “区域覆盖、分级服务” 原则，在全国划分 8 - 10 个飞行服 务区域，每个区域建设 1 个主飞行服务站和若干子飞行服务站 主飞行服务站配备全功能飞行服务系统，包括飞行计划处理、气 象信息服务、航空情报管理等模块；子飞行服务站侧重基础服务 功能。 2. 2024 - 2026 年，建成 20 个以上飞行服务站，实现重点区域低 空飞行服务全覆盖。建立飞行服务站联网运行机制，实现信息实