(中兴通讯股份有限公司,深圳 518057) 摘要:低空经济作为新兴产业,正成为新的经济增长点。 首先,介绍低空经济的基本概念,分析低空经济 成为热点的原因。 其次,针对低空业务的通信特征,分析通信网络面临的挑战,总结了低空经济对通信 网络的关键需求;提出了以 5G-A 通感智算网络为底座的低空智联网体系架构,阐述了低空智联网的七 大能力体系。 最后,对 5G-A 网络特别是核心网支持低空经济的架构演进进行了分析和总结。 12267/ j. issn. 2096-5931. 2024. 11. 005 0 引言 2024 年是低空经济元年,也是 5G-A 商用元年,低 空经济的发展离不开通信网络的支持。 本文通过分析 低空经济对通信网络的关键需求,提出了以 5G-A 通 感智算网络为底座的低空智联网方案,阐述了低空智 联网的七大能力体系,并从通感一体化技术、无人机管 控及服务、核心网的演进等方面对 5G-A 将在未来空中出行场景中扮演重要角色。 2 低空经济对通信网络的要求 低空业务的通信需求主要涉及 3 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

月成立了低空智联网子工作组（TC5 WG9 SWG6），开展低空智联网 的标准体系建设，并启动 10 余项研究课题[11]，涉及低空多制式融合感知监测技术研究、低空通 信网络质量评估体系和评测方法研究、面向低空业务的通信网络质量保障研究、低空数字化管理 服务平台体系架构研究、低空智联网机载终端关键技术研究，以及民用无人驾驶航空器网联接入 及安全管控技术研究、身份信息监管策略研究、专用用户识别模块（Subscriber 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 并满足低空纵深覆盖的通信服务。在通信方面，低空智联网面临着覆盖不足、传输速率不 够等问题；在导航方面，面临低空复杂环境下定位精度不高的问题；在感知方面，尚缺乏 普遍有效的感知手段。 问题分类 问题描述 覆盖不足 现有移动通信网络主要面向地面通信服务，有效覆盖高度大致为 150m 左右。而低空空域高度可达地面以上 1000m，并且需要实现对 空立体覆盖。 传输速率不够 低空飞行器普遍要求有视频或图片回传，上行速率普遍要求在每

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 索和研究,为满足低空移动用户对于连续、高质量且深 度覆盖的需求,基于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和频率资源、一体 化网络建设和运维效率高等优势。 2023 年 6 月,国际 电信联盟通过了《IMT 面向 2030 及未来发展的框架和 总体目标建议书》,在传统地面移动通信网络主要聚焦 于地面用户的基础上,将支持地面网络和非地面网络 互连的泛在连接作为 基站上新增对空 AAU 设备或空地一体天线,使用相同频率或不同频率服务 地面和低空业务需求。 该方案覆盖效果好、参数独立 调整,但需新增软硬件,成本相对较高。 根据上述 3 种方案可知,低空通信网络采用现网 小区调整 SSB 波束赋形实现低空和地面覆盖,二载波 或现网翻频调整 SSB 波束赋形实现低空覆盖,以及新 建专网由新增设备或天线低空覆盖。 总体而言,3 种 方案均以波束赋形为基础

运营的主导者、监管平台服务的领先者、 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 XX 县 “空 - 天 - 地” 一体化低空经济中枢，整合 政府、企业、社会资源，实现 “三网融合”。 设备网：跨部门无人机、飞行器共享调度 数据网：飞行数据、任务数据、地理信息数据全打通 通信网： 5G-A 、北斗、 Mesh 自组网多模融合 效率 目标 成本 目标 安全 目标 设备利用率从 40% 提升至 85% ，跨部门 调度响应时间≤ 5 分钟。 核心目标 政府端采购成本降低 技术合作 首期投资 2 亿元： 60% 用于通信基建（ 5G-A 基站、中继 设备） 30% 用于共享平台开发与设备采购 10% 用于人才培养与试点补贴 资金保证 云网能力 - 空天地一体通信网络 . . 3.5GHz 基站通过二载波空地波束分层， 兼顾低空与地面覆盖。 载波 1 对空覆盖 对地覆盖 空地一体基站：

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 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 . 网络性能优 3.5G 和 2.1G 相较友商频段更低，传播距离更远 融合 5G 公网基站 （ 3.5+2.1 GHz ） 和天通卫星系统， 构建空天地一体通信网络， 满足空地通信需求。 云网能力 - 空天地一体通信网 络 空天地一体化网络 3 5G （城区场景） +2 1G （县乡场景） 县乡 场景 城区 场景 建网成本低 可复用现网资源，无需大规模新建 3.5G

与地面控制站、其他飞行器之间的信息传 递。低空通信技术的核心是确保稳定、实时、双向的数据传输，支持飞行控制、状态反馈、 任务指令等功能。常用的通信方式包括 5G、无线电频段、卫星通信和专用航空通信网络等。 2）低空导航：帮助飞行器在低空空域中实现精确定位和航线控制，确保其在复杂环境 中安全飞行。常见的导航方式包括 GNSS、INS、GBAS（如差分 GPS）和 VN 等技术。 3）低 云计算的结合，为低空空域的飞行计划和调度提供了更为精确的决策支持。 数字低空工作组 6 如今，低空通导监气技术正朝着标准化、智能化和全球互联互通的方向发展。低空通信 方面，5G 通信网络和卫星通信逐渐成为低空飞行器的主流选择，确保了实时、高效的飞行 数据传输。导航技术在 GNSS 的基础上，引入了更多的增强系统（如差分 GPS、RTK）和基 于视觉的自主导航系统，进一步提高了 数字低空工作组 17 4.1.1 通信系统 通信系统是低空通导监气系统的核心组成部分，负责实现天-空-地各层级之间的高效、 实时、可靠的通信。其整体架构由卫星网络、空基网络、地面网络及融合通信网关组成，通 过多通信协议的融合与动态管理，确保不同网络间的无缝集成和信息高效传递。 1. 天-空-地通信架构 通信系统采用分层架构，包括天基网络、空基网络和地面网络三部分： 天基

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 全球导航卫星系统独立操作, 以 再生卫星为特色的新架构, 多个网络层的集成, 包括地面频段的频谱重用, 以及对各种智能手机和物 联网设备的支持. Azari 等 [12] 回顾了 NTN 与 5G 通信网络融合发展的过程, 探讨了 NTN 在 6G 网络 发展中的关键作用, 包括 NTN 特征、重要用例、架构、现有挑战和可能的解决方案. Xiao 等 [13] 全面 调研了面向 6G 的 SAGIN 梳理了端到端网 络架构、通信、感知、管控和导航关键技术. 广东通信学会、中国信通院和中国联通联合发布了《低空 智联网发展研究报告 (2024 年)》[2], 调研了国内外低空产业的战略规划和发展现状, 提出了以通信网、 感知网、导航网、气象网、算力网为核心的低空智联网整体架构, 明确了低空智联网在构建低空经济 规模化发展中的数字底座作用. 中国电信牵头发布了《通感一体低空网络白皮书》[20], 从市场、技术、 政策和监管

的量子惯性导航系统，定 位误差小于 0.1 米 / 小时，解决城市峡 谷效应问题。 激光雷达 + 毫米波雷达 + 视觉的异构 传感器融合，实现恶劣天气下 200 米 有效探测距离。 5G-A 通信网络 量子导航定位 多源融合感知 04 政策法规环境解析 空域改革政策 试点省份经验推广 四川、海南等五省作为低空空域管理改革 试点，通过优化空域划设、搭建协同运行 平台等举措，形成可复制的管理模式，为 eVTOL 医疗舱配备 ECMO 等设备，实现 血样运输时间从 3 小时压缩至 28 分钟，抢救成功率提高 35% 。 灾害快速响应 中国电信 5G 网联无人机可在灾后 30 分钟内建立应急通信网络，福州 台风救援中实现 72 小时不间断物资投送，累计运输药品 2.3 吨。 03 02 01 06 未来发展趋势展望 智能自主化技术 低空飞行器将向更高程度的自主决 策和集群协同方向发展，通过 新能源动力系统 电动垂直起降（ eVTOL ）技术持续 突破，高能量密度电池、氢燃料电 池等新型能源解决方案将显著延长 续航时间，降低噪音污染，推动城 市空中交通（ UAM ）商业化落地。 低空通信网络 5G-A/6G 网络与卫星通信融合构建 全域覆盖的 " 空天地一体化 " 通信 体系，支持毫秒级延迟的数据传输， 为无人机远程监控、实时测绘等场 景提供可靠支撑。 商业模式创新 低空资源共享平台将整合

一、通信覆盖 针对常规数据链受环境遮挡导致遥控遥测中断和受灾地区断电断网，无法与外界救援 信息互通的痛点，使用卫星通信数据链，可避免中断问题，且指控距离不受限制。同时搭 配运营商通讯移动基站，可提供应急通信网络覆盖，地面人员可短时恢复正常通话及网络 应用。 图 2.5 无人机通信覆盖 二、人员搜救 针对夜间能见度低，实施人员搜救困难的痛点，使用可见光+热红外光电吊舱，并支 持多种红外伪彩效果切 将数据发送到接入网 络。接入网络即现有的通信网络，包括移动通信网、有线电话网、有线宽带网等。通过接 入网络，人们将数据最终传入互联网。 网络层是基于现有通信网和互联网建立起来的层。网络层的关键技术既包含了现有的 通信技术，如移动通信技术、有线宽带技术、公共交换电话网（PSTN）技术、Wi-Fi 通信 技术等，也包含了终端技术，如实现传感网与通信网结合的网桥设备、为各种行业终端提 供通信能力的通信模块等。

安全。智能安防系统将与低空飞行服务平台的空 域动态监控模块进行联动，实现对人员和飞行器 的全方位安全管控。 2.3 通导监气等地面基础设施、起降基础设施建设 1. 通信基础设施建设 1. 建设覆盖全市低空飞行区域的通信网络，采用 5G、卫星通信、超短波通信等多种通信技术相结 合的方式，确保低空飞行器与地面控制中心之间 的通信畅通。 2. 在重点区域和关键节点建设通信基站和中继站， 增强通信信号的覆盖范围和强度。配备通信应急 同时，加强对低空旅游从业人员的培训和管理， 确保低空旅游服务质量。 三、项目技术方案 3.1 通信技术方案 1. 5G 通信技术应用 1. 在城市核心区域和低空飞行活动频繁的区域，充 分利用现有的 5G 通信网络基础设施，为低空飞 行器提供高速、低延迟的通信服务。5G 通信技 术能够支持高清视频传输、实时数据交互等业务 需求，确保地面控制中心与飞行器之间能够及时 准确地传输信息。 2. 与通信运营商合作，优化 超短波通信技术具有通信距离适中、设备简单、 成本低等优点，在低空飞行通信中具有重要的应 用价值。建设超短波通信网络，作为 5G 和卫星 通信的备份通信方式，确保在紧急情况下通信的 可靠性。 2. 合理规划超短波通信频率，避免频率干扰。配备 高性能的超短波通信电台和天线，提高通信质量 和覆盖范围。同时，建立超短波通信中继站，扩 大通信网络的覆盖区域。 3.2 导航技术方案 1. 北斗卫星导航系统应用 1. 以