中国电信2024通感一体低空网络白皮书47页_9mb

通感一体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（ISAC）技术在低空网络中的应用，旨在构建覆盖低空空域的通信、感知与智能计算一体化网络系统，以支持无人机行业的快速发展。随着5G/6G技术的推进，低空网络成为推动数字经济和低空经济的重要基础设施。白皮书指出，中国无人机数量已达到数百万架，预计未来将增长至数千万级别，为运营商带来显著的收入增长机会。

低空网络系统将实现“泛在连接、全域感知、智能计算”的目标，为城市管理和无人机监管提供智能化解决方案，同时推动无人机产业链的全球化发展。低空网络的构建不仅需要覆盖技术的突破，还需解决飞行监控、网络干扰、通信保障、安全识别等关键技术挑战。

主要观点

1. 市场驱动：全球无人机市场规模预计在2030年达到7000-10000亿元人民币，其中中国占比约50%。低空经济在农业、能源、城市管理等领域具有巨大的应用潜力。
2. 技术驱动：通信感知一体化技术将为无人机提供更高效的监管手段和更精准的感知能力，同时结合人工智能和高精度定位技术，提升无人机的运行安全性和效率。
3. 政策与监管驱动：各国政策与监管体系逐步完善，推动低空经济的规范化发展。中国在2013年起全面布局低空经济，2022年出台了《“十四五”民用航空发展规划》。
4. 应用场景：低空网络在快递物流、地理测绘、城市管理、应急救援、能源巡检、交通巡检、农林植保、载人无人机等多个领域具有广泛的应用前景。
5. 技术挑战：低空网络面临飞行监控、组网干扰、通信保障、目标识别等多重技术挑战，需要在信道模型、波形设计、感知模式、资源管理等方面进行深入研究。

关键信息

典型应用场景

• 快递物流：无人机配送潜力巨大，预计2030年可创造万亿级市场。
• 地理测绘：市场规模较大，未来增长稳定，预计2030年全球市场规模达375亿美元。
• 城市管理：无人机在城市安防、交通管理等领域发挥重要作用，预计2030年全球市场规模达330亿美元。
• 应急救援：无人机在灾害勘察、物资运输、应急通信等方面具有重要价值，预计2030年全球市场规模达300亿美元。
• 能源巡检：无人机用于电力设备检测、清洁能源管理等，预计2030年全球市场规模达225亿美元。
• 交通巡检：无人机在道路和铁路设施监测、交通疏导等方面具有显著优势，预计2030年全球市场规模达150亿美元。
• 农林植保：无人机在农业植保、林区巡护等方面应用广泛，预计2030年全球市场规模达150亿美元。
• 载人无人机：未来有望在空中交通、医疗救援、旅游观光等领域实现商业化，预计全球市场规模将在2040年达到万亿美元。

技术挑战

• 低空飞行监控：需解决“乱飞”、“黑飞”等非法飞行行为的识别与管控问题，同时需建立统一的低空监控技术标准。
• 低空网络能力：实现低空广域连续覆盖，解决无人机通信和感知的上行速率高、时延低、干扰管理复杂等问题。
• 感知干扰分析：需通过多站联合感知、资源分配、波束管理等手段减少干扰，提升感知精度与可靠性。
• 通信保障：需精准识别无人机业务，优化无线空口调度策略，提升通信质量与网络资源利用率。

低空网络系统

• 总体架构：低空网络系统由应用层和功能层组成，功能层包含通信、感知、智算三大模块。
• 通信功能：支持无人机的实时控制、视频回传、身份认证等功能，需满足不同业务场景的速率与时延需求。
• 感知功能：利用无线信号实现对目标的测距、测角、测速、定位等，需兼顾通信与感知的协同优化。
• 智算功能：通过智能计算实现无人机状态异常检测、飞行决策、目标识别等功能，需高效处理和分析数据。

关键技术

• 通感一体信道模型：需考虑通信与感知的信道差异，设计混合信道模型以提升感知性能。
• 通感一体波形与帧结构设计：需在通信和感知之间实现资源的动态复用，提高信号传输效率和感知精度。
• 低空感知模式：包括单站感知、双站感知、端网协作感知，各有优劣，需根据实际场景选择合适模式。
• 低空网络通信保障：需通过异频组网、迁移与驻留策略、基站站址密度优化等方式提升通信质量。
• 空联网技术（A2X）：支持无人机之间和无人机与地面设备的直接通信，用于避障、冲突检测和安全飞行。
• 无人机防撞系统：通过空域栅格化、飞行感知、碰撞预警、智能路线规划等手段，提升无人机飞行安全。
• 低空防控平台：提供全面的飞行管理、空域处理、气象监测、飞行计划审批等服务，保障低空飞行的合规性与安全性。

未来展望

低空经济作为国家战略新兴产业，将在未来成为推动数字经济的重要力量。随着技术的发展和政策的完善，低空网络将实现更广泛的应用，形成“低空+应用”、“低空+服务”的产业链。中国电信正联合产业伙伴，推动低空网络的建设与创新，助力低空经济从蓄势待发迈向腾飞阶段，打造合作、创新、共赢的低空生态系统。