2025年11.0A-通感一体赋能数字低空网络白皮书_96页_8mb

通感一体赋能数字低空网络白皮书总结

核心内容

本白皮书聚焦于通感一体化技术在数字低空网络中的应用与挑战，分析了低空经济的发展趋势、技术需求、标准化进展及试验验证，旨在推动通感融合技术在低空经济中的高效落地与广泛应用。

主要观点

• 低空经济是依托数字低空网络，以无人机为核心，涵盖快递物流、农业植保、应急救援、低空安防、导航避障和巡查巡检等多个应用场景的新兴经济形态。
• 通感一体化是未来数字低空网络的重要支撑技术，通过共享硬件、频谱和信号处理等手段，使通信设备同时具备通信与感知双功能，具有低成本、广覆盖、高精度等优势。
• 通感一体技术在5G-A和6G网络演进中扮演关键角色，为未来移动通信网络提供全新的信息服务范式。
• 标准化是推动通感一体技术发展的重要环节，涉及参考信号设计、TDD帧结构配置、资源抢占与回避、信令交互等关键内容。
• 通感一体技术在数字低空场景中面临五大核心挑战：通感融合理论缺失、低空立体覆盖不足、感知精度受限、感知可信性不足、全局干扰复杂。

关键信息

1. 低空经济发展趋势

• 国内外政策支持：全球低空经济经历了从应用探索到普及应用的阶段，政策、立法、基础设施建设、金融投资等多方面推动行业发展。
• 中国政策进展：2021年“低空经济”首次写入国家规划，2023年明确为战略性新兴产业，2024年写入《政府工作报告》，27个省（市、自治区）已将低空经济纳入发展计划。
• 市场规模预测：2023年中国低空经济规模达5059.5亿元，2025年预计突破10644.6亿元，2035年有望达到3.5万亿元，复合增长率高达8.84%。

2. 通感一体技术发展现状

• 国际标准化进展：ITU、3GPP、IEEE等国际组织已开展通感一体化研究，涵盖感知信道建模、多模态融合、服务质量保障、沉浸式体验等方向。
• 3GPP通感研究：从R19版本开始，3GPP启动了通感一体技术研究，提出多个用例和关键性能指标（KPIs），如定位精度、速度估计、刷新率等。
• IEEE标准推动：IEEE成立了802.11bf标准组，推动无线局域网（WLAN）的通信与感知功能融合，为未来物联网和车联网提供支持。
• 中国标准进展：CCSA和IMT-2020/2030推进组推动通感融合技术发展，发布了多份研究报告，涵盖网络架构、仿真评估、空口技术等。

3. 通感一体面临的挑战

• 通感融合理论缺失：缺乏统一的性能评价指标体系，以及感知信道建模与多模态融合理论尚未成熟。
• 低空立体覆盖不足：传统通信基站覆盖高度有限，难以满足低空300米以上的覆盖需求，且感知信号的传播损耗较大。
• 感知精度受限：受限于发射功率、环境因素和多节点协作的同步误差，当前感知精度无法满足高精度定位和轨迹追踪需求。
• 感知可信性不足：非感兴趣目标的杂波和NLoS传输场景导致感知误报率和漏检率较高，影响系统可信性。
• 全局干扰复杂：通感信号引入的干扰问题，如上行干扰、邻区干扰、远端干扰等，影响网络稳定性和用户体验。

4. 通感融合理论

• 通信与感知性能指标：通信系统主要关注有效性（如信道容量、传输速率）和可靠性（如误码率、网络覆盖率）；感知系统则关注精度、分辨率、检测概率和虚警概率。
• 通感一体综合指标：提出等效均方误差（Equivalent MSE）和容量-失真函数（C(D)）等指标，用于统一通信与感知性能的评估。
• 感知信道建模：将ISAC信道分为目标信道和背景信道，通过分段卷积模型进行信道建模，提升感知精度。
• 多模态融合理论：提出基于视觉、激光雷达、深度学习等技术的环境建模方法，以及卡尔曼滤波、图优化等算法，用于提升感知精度和可信度。

5. 通感一体架构与关键技术

• 数字低空整体架构：包括支撑基础设施（如地面控制中心）、网络基础设施（如通感网络、卫星网络、边缘算力网络）和应用及终端。
• 通感架构：分为感知服务管理、感知任务控制、感知数据处理、无线感知资源调度等核心功能模块。
• 覆盖增强技术：通过双波形设计（如LFM与OFDM）和波束管理（如波束赋形、波束扫描）提升低空覆盖能力。
• 感知精度提升技术：包括波形设计、感知接收算法、融合感知和非理想因素消除方法。
• 感知可信度提升技术：包括NLoS感知方法、杂波抑制和非理想因素消除。
• 干扰抑制技术：涵盖干扰分析、干扰协调与功率控制、自适应波束零陷、参考信号静默等，以实现多节点协作下的干扰管理。

6. 标准化影响

• 参考信号设计：需兼顾通信与感知需求，如支持多模态数据融合。
• TDD帧结构配置：需优化以支持通感一体的实时性与高效性。
• 资源抢占与回避：涉及感知信号发送与通信信号的资源协调，如资源抢占指示与资源回避机制。
• 信令交互：包括基站间和终端-基站的信令交互设计，确保通感服务的高效传输。

7. 试验验证

• 室内验证：测试通感一体化技术在封闭环境中的性能表现。
• 外场验证：包括低频与高频场景下的验证，评估通感一体化在真实低空环境中的应用效果。

总结与展望

通感一体技术是推动低空经济向智能化、高效化发展的重要支撑。随着5G-A和6G网络的演进，通感一体化将在多个场景中发挥关键作用。然而，通感融合理论、覆盖能力、感知精度和干扰控制仍是亟需突破的关键问题。未来，需加强理论研究、标准制定和试验验证，以推动通感一体化技术的成熟与广泛应用，为低空经济构建安全、高效、智能的数字基础设施。