5G-A 低空通信组网与关键技术研究报告总结

核心内容

本报告围绕5G-A低空通信的组网方案与关键技术展开系统分析，旨在为低空通信网络的建设与应用提供指导。报告指出，随着低空经济的快速发展，低空通信作为其核心基础设施，正面临从技术验证向规模商用过渡的关键阶段。5G-A技术在低空通信中展现出覆盖广、容量大、速率高、时延低等优势，成为推动低空经济高质量发展的重要支撑。

主要观点

1. 低空通信重要性提升
低空通信是支撑低空经济数字化、网络化、智能化运行的核心基础设施，需应对覆盖不连续、信号干扰复杂、终端高速移动切换等挑战。当前，5G/5G-A蜂窝网络为主，结合直连通信、卫星通信等技术路径，构建空—天—地—海融合通信网络。

2. 低空通信技术方案多样
针对不同场景需求，提出了多种低空通信组网方案，包括大张角地空兼顾天线、莲花波束、双翼组网、鱼鳞组网、独立载波、双载波异频、单载波异频、双载波同频、虚拟分频等。各方案在成本、覆盖能力、干扰控制等方面各有优劣，需根据实际需求进行选择。

3. 低空通信关键技术
报告重点分析了无人机终端识别与接纳控制、干扰抑制、移动性管理、碰撞规避等关键技术。其中，终端识别与接纳控制通过专用SIM卡、QCI、CAG等实现；干扰抑制通过空域、时域、频域、功率域的协同控制实现；移动性管理通过高度报告、波束跟踪等技术优化；碰撞规避通过策略性与战术性避撞机制实现，如UTM系统与NR sidelink技术。

4. 低空通信标准进展
国内国际标准同步推进，3GPP在Release 18中对无人机通信支持能力进行标准化，我国也在基站、终端等环节加快行业标准制定。标准的落地将为低空通信产业提供有力支撑。

5. 低空通信产业进展
中国信息通信研究院、基础电信企业及设备商在低空通信领域开展大量研发和试验工作，推动5G-A低空通信网络建设。各企业在不同频段和场景下探索多种组网方式，如大张角天线、莲花波束、双翼组网等，已在全国多个城市和区域部署低空通信试点，形成多个典型应用场景。

关键信息

低空通信典型应用场景

• 农林植保：要求上行带宽不低于25Mbps，时延低于100ms，支持高清视频回传与精准测绘。
• 无人机物流：要求带宽支持视频回传与控制信息，时延低于100ms，实现“最后一公里”快速配送。
• 工业巡检：要求上行带宽支持高清视频、红外热成像等，时延低于50ms，保障飞行安全与效率。
• 视频拍摄与直播：要求高带宽与低时延，支持超高清视频实时回传，实现远程操控与直播。

低空通信组网方案

| 方案类别 | 方案名称 | 核心技术 | 适用场景 | 成本 | 对现网影响 | 主要优势 | 主要挑战 | |----------|----------|----------|----------|------|------------|----------|----------| | 垂直覆盖拓展 | 大张角地空兼顾方案 | 大张角天线 | 高空覆盖 | 较高 | 需更换设备 | 覆盖高度高 | 部署成本高 | | 组网拓扑创新 | 鱼鳞组网方案 | 单扇区覆盖 | 中高容量 | 较低 | 对现网影响小 | 干扰低 | 需统一规划 | | 空地异频组网 | 独立载波覆盖低空方案 | 频谱隔离 | 通用低空 | 高 | 干扰小 | 避免乒乓切换 | 频谱资源消耗大 | | 空地同频组网 | 虚拟分频方案 | 空时频资源交错 | 频谱紧张 | 低 | 需软件升级 | 抑制干扰 | 增加信令复杂度 |

低空通信网络关键技术

• 终端识别与接纳控制：通过专用SIM卡、QCI、CAG等实现无人机终端的精准识别与资源分配。
• 干扰抑制：通过空域、时域、频域、功率域协同控制，降低无人机与地面用户之间的干扰。
• 移动性管理：通过高度报告、波束跟踪等技术优化无人机在低空环境下的移动性切换。
• 碰撞规避：结合UTM系统和NR sidelink技术，实现策略性与战术性避撞。

低空通信标准进展

• 国际标准：3GPP在Release 18中标准化无人机通信支持能力，包括远程识别、检测与规避、移动性管理等。
• 国内标准：中国通信标准化协会正在推进5G低空通信相关行业标准制定，包括基站、终端、模组等技术要求与测试方法。

低空通信产业进展

• 设备研发：华为、中兴、中国信科等企业研发了支持低空通信的基站设备与终端模组，如大张角AAU、通感一体模块等。
• 技术试验：IMT-2020（5G）推进组组织了低空通信测试规范的制定与试验，验证了多种组网方案与关键技术。
• 应用示范：中国电信、中国移动、中国联通、中国广电等企业在全国多个城市部署低空通信试点，支持物流、安防、城市治理等应用场景。

频谱与管理政策

• 国内频谱政策：5G-A低空通信主要使用700MHz、3.5GHz、4.9GHz等频段，未来将拓展至26GHz毫米波频段。
• 全球频谱政策：各国在低空通信频谱管理上采取不同策略，如美国的DFMS、欧洲的《欧洲无人机战略2.0》等，推动低空通信与5G技术融合。

发展建议

1. 加强技术创新：聚焦低空覆盖增强、干扰抑制、移动性优化等关键技术研发，推动技术迭代与方案落地。
2. 推进标准制定：加快与3GPP国际标准协同，制定支持R18标准的行业标准，为产业发展提供规范。
3. 加快网络建设：因地制宜，结合区域特点选择合适的组网方案，推动“公网+专网”协同建设。
4. 深化产业合作：加强通信产业与无人机服务、行业应用等领域的合作，探索“网络+平台+应用”一体化解决方案，创新运营模式。

附录：缩略语说明

| 缩略语 | 中文 | 英文全称 |
|--------|------|----------|
| 5QI | 5G QoS 标识符 | 5G QoS Identifier |
| AAU | 有源天线单元 | Active Antenna Unit |
| A2X | 空对空/空对地通信 | Aerial-to-Everything |
| AMF | 接入和移动性管理功能 | Access and Mobility Management Function |
| BRID | 广播远程识别 | Broadcast Remote ID |
| CAA | 民航局 | Civil Aviation Authority |
| CAG | 封闭接入组 | Closed Access Group |
| DAA | 检测与规避 | Detection and Avoid |
| NRID | 网络远程识别 | Network Remote ID |
| USS | 无人机系统服务 | Unmanned Systems Service |
| UASNF | 无人机系统网络功能 | Unmanned Aerial System Network Function |
| UUAA | 无人机鉴权与授权 | UAV User Authentication and Authorization |

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