推广 热搜: 采购方式  滤芯  带式称重给煤机  甲带  气动隔膜泵  减速机型号  无级变速机  链式给煤机  履带  减速机 

泛在安全低空数智网技术体系白皮书|全文技术要点深度梳理

   日期:2026-04-18 10:51:08     来源:网络整理    作者:本站编辑    评论:0    
泛在安全低空数智网技术体系白皮书|全文技术要点深度梳理

本文基于未来移动通信论坛2025年4月《泛在安全低空数智网技术体系》白皮书,删掉了宣传性的表述,借助豆包给出一些启发性的总结(确实总结的很全面)。


一、白皮书核心定位与技术背景

1. 问题来源

  • 低空空域开放后,无人机规模化运行带来飞行安全、交通安全、公共安全系统性风险。
  • 现有系统孤立、条块分割,导致低空目标难感知、难协同、难管控。
  • 传统通航管控体制不适配低空海量、异构、高频次、超视距运行需求。

2. 核心技术目标

构建感知—定位—通信—管控—业务一体化低空数智底座,实现:

  • 全时空连续覆盖
  • 多域信息融合
  • 高精度定位
  • 低时延高可靠通信
  • 独立可管可控
  • 跨域互操作
  • 群体智能协同

3. 顶层技术架构:五网融合

  1. 感知网:多域融合低空探测
  2. 定位网:多源联合高精度定位
  3. 通信网:空地/空空智能机器通信
  4. 管控网:传控分离智简管控网络
  5. 业务网:分级运行服务与态势应用

泛在安全低空数智网络层次


二、核心技术体系

(一)多域融合网络化低空感知技术

1. 通信感知一体化(ISAC)

  • 技术路线:5G-A/6G空口通信与感知共硬件、共频谱、共帧结构。
  • 实现模式:
    • 带内耦合:基带/射频/天线共享,感知符号嵌入通信时隙。
    • 带外分离:基站站址复用,感知与通信独立通道优化。
  • 关键能力:
    • 利用DMRS、自定义雷达符号实现目标测距、测速、测角。
    • 空口时延:15ms
    • 传输速率:>2Gbps
    • 测距分辨率:1.5m
    • 3.5GHz频段感知距离:1.6km
    • 可连续探测:RCS≤0.1㎡微型无人机目标
  • 工程价值:把蜂窝基站变成低空泛在探测节点,补雷达盲区。

感兴趣可以学习一下仿射频分复用(Affine Frequency Division Multiplexing,AFDM),天生就是“线性调频波”(类似毫米波雷达原理)

2. 低空电磁环境感知

  • 技术对象:电磁干扰、非授权飞控信号、辐射源指纹。
  • 核心能力:
    1. 信号调制识别(AMC)
    2. 辐射源个体识别(多维特征+本征属性)
    3. 协议盲解析(4G/5G/LTE飞控信号栈解析,前期公众号有写)
  • 实现流程: 基带采样→小区搜索→PBCH/PCFICH盲检→PDCCH解码→DCI解析→用户行为感知→异常识别与定位。
  • 价值:实现电磁态势可观测、干扰可定位、非合作目标可识别。

(二)多源联合低空高精度定位技术

1. 蜂窝网络载波相位定位

  • 技术原理:提取OFDM载波相位,转化为距离观测值,解算整周模糊度。
  • 对比优势: 不依赖带宽,精度由载波波长决定(3.5GHz≈8.6cm)。
  • 定位精度:分米级~厘米级
  • 覆盖能力: 无卫星信号区域(室内、隧道、地下、高楼遮挡)可用。
  • 部署模式:
    • 集中式:基站侧解算
    • 分布式:机载解算(低时延、自主可控)

2. 多站主被动协作定位

  • 技术逻辑: 利用多基站收发信号时延相关性、互易性,实现主被动数据融合。
  • 提升手段:
    1. 相位校准,提升信噪比
    2. 主动信号构造被动观测,降噪
    3. 距离矢量相位估计,提升分辨率
  • 价值:解决通感一体单站精度不足、覆盖不均问题。

(三)空地协同智能机器通信技术

前言:无人机主要使用 2400-2476MHz和5725-5829MHz两个开放频段完成遥控、遥测、信息传输等直连通信。由于低空空间临近地面,2.4 和5.8两个开放频段非常拥挤,虽然采用改进的信道选择与抗干扰技术可以提高数据传输性能,但随着低空经济的推广,开放频段的信道拥挤状况只会愈加严重。考虑到低空经济的持续发展,已有大量无人机采用公众移动通信网完成信息传输任务,以利用公众移动通信网的丰富频率资源和成熟的生态环境。随着低空终端数量的增长,地面的公众移动通信网可以通过适当调整天线角度等方式,对低空空域进行更完整的覆盖。

1. 低空空地通信:5G-A RedCap【Reduced Capability】

  • 标准依据:3GPP R17/R18
  • 技术裁剪:
    • 最大带宽:20MHz
    • 峰值速率:~10Mbps
    • 天线配置:最低1T1R
  • 成本与功耗:
    • 终端复杂度降低,成本下降约60%
    • 保持5G低时延、高可靠、网络切片能力。
  • 适用链路:无人机飞控链路、中等带宽图传。

在R18版本中,最大传输带宽缩减至20MHz,单用户最大峰值速率从R17的百兆以上降为10Mbps,通过降低收发天线数目(最低 1T1R)及最大调制阶数(如 64QAM),极大降低了终端复杂度(终端成本降低约 60%)

2. 语义通信

  • 架构:信源—信道联合编码,共享知识库,只传语义特征。
  • 增益:相同视觉质量下,数据量降低最高60%。
  • 场景:城市窄带条件下高清视频回传。
语义通信架构

3. 低空直通通信:A2X(Aircraft-to-Everything,3GPP R18)【待学习?】

  • 技术同源:地面C-V2X(LTE-V2X + NR-V2X,这里C表示Cellular)
  • 接口:
    • PC5:空空/空地直通(低时延)
    • Uu:蜂窝广域覆盖
  • 关键指标:
    • PC5时延:<3ms
    • 通信距离:城区300–500m,开阔地约1km
    • 传输速率:<1Gbps(毫米波)
  • 核心作用: 实现无人机自主避撞、态势共享、编队协同,弥补机载传感器不足。

(四)传控分离的智简管控网络技术(最核心创新)

1. 技术逻辑:业务网与管控网物理/逻辑隔离

  • 业务通道:无人机作业、图传、巡检、物流(走互联网/运营商网络)。
  • 管控通道:独立低空飞行管控网,负责飞行监管、指令下发、超控、审计。

2. 管控网五大功能实体

  • UAGF:无人系统网关功能 → 多制式接入适配、飞控链路锚点
  • UACF:无人系统控制功能 → 移动性管理、跨域移交、接续控制
  • UARF:无人系统注册功能 → 身份认证、属性管理、权限控制
  • UAMF:无人系统管理功能 → 多源感知融合、空域态势生成
  • UANF:无人系统网络服务功能 → 数据订购、跨域开放、安全共享

3. 算网一体资源管控

  • 采用CUPS架构,UPF边缘分流。
  • 用APN/DNN实现管控业务与运营业务切片隔离。
  • 边缘计算(MEC)卸载机载AI任务,降低无人机功耗。
  • 空—时—算—频资源联合调度,支持大规模集群。

4. 跨域互操作架构

  • 三级部署:区级→省级→国家级
  • 区级:实时管控、属地自治
  • 省级:属性汇聚、跨区协调
  • 国家级:全局态势、标准统筹
  • 跨域移交:拜访域UACF与归属域UACF协同,控制权无缝切换。
低空飞行管控网跨域互操作架构

(五)群体智能低空态势演化技术

1. 核心问题

  • 多机航迹规划复杂度爆炸(kⁿ量级)
  • 用户均衡与系统最优难以兼顾
  • 低空三维时空相关性强,拥堵易扩散

2. 技术方案

  • 分层决策: 局部空域:演化博弈→用户均衡选路 全局空域:蒙特卡洛树搜索(MCTS)→态势推演
  • MCTS五步流程:
    1. 选择(探索优先)
    2. 扩展(策略生成)
    3. 剪枝(降低复杂度)
    4. 评估(仿真奖励)
    5. 反向传播(更新价值)
  • 目标: 实现千架级无人机动态无冲突航迹,提升空域利用率。

三、典型运行场景

1. 低空空域态势认知

  • 通感一体基站+雷达+无人机BRID上报→UAMF融合→全域统一态势。
  • 身份关联、轨迹关联、异常检测。

2. 低空飞行情报服务

  • 信息方向:低空飞行管控网->【无人机和无人机控制器】
  • 按无人机类型建立服务合约。
  • 实时推送:气象、限飞区、冲突风险、推荐航迹。

3. 低空飞行管控(硬管控能力)

  • 低空飞行监管及服务需具备对空中合作式无人机的超控能力
  • 对合作目标:下发悬停、返航、降落、绕行指令。
  • 对非合作目标:启动对抗手段(软/硬反制)。
  • 全程可审计、可追溯、可闭环。

4. 跨域/跨省飞行移交

  • 无人机跨区时,UAGF重锚定→UACF协商→UARF同步身份→管控权移交。
  • 全程飞控链路不断、态势不丢、监管不停。

核心技术清单

  • 通感一体化(ISAC)空口设计
  • 多域电磁感知与辐射源识别
  • 蜂窝载波相位高精度定位
  • 多站主被动协作定位
  • 5G-A RedCap空地通信
  • A2X空空/空地直通通信
  • 语义通信轻量化传输
  • 传控分离管控网络架构
  • UAGF/UACF/UARF/UAMF/UANF功能实体
  • 算网一体与网络切片
  • 跨域互操作与移动性管理
  • 蒙特卡洛树搜索+演化博弈态势演化

 
打赏
 
更多>同类资讯
0 条相关评论

推荐图文
推荐资讯
点击排行
网站首页  |  关于我们  |  联系方式  |  使用协议  |  版权隐私  |  网站地图  |  排名推广  |  广告服务  |  积分换礼  |  网站留言  |  RSS订阅  |  违规举报  |  皖ICP备20008329号-18
Powered By DESTOON