数字低空网络架构、覆盖及关键技术白皮书
数字低空网络是以无人机为载体，依托先进的通信技术与数据处理手段，在低空空域实现高效数据传输的网络系统，成为推动低空经济发展的关键力量。本白皮书论述了数字低空网络发展趋势，阐述了其特征、覆盖和基本架构，并分析了三种关键架构模型：数字低空网络基本架构、通感算融合架构、低空安全管控技术体系架构。
发展趋势与竞争格局： 数字低空网络融合多领域技术，服务范围广泛，带动效应显著，推动低空制造、飞行服务、保障体系等领域的高速发展。从消费来看，数字低空网络助力消费升级和投资增长，预计到2040年和2050年，全球城市空中交通市场的规模将分别达到7万亿美元和9万亿美元。中国市场需求旺盛，预计将占据全球市场的30%以及亚太地区市场55%，对国民经济的综合贡献值将达到5万亿元。从要素来看，建立空域使用权是推动低空空域资源转化的关键路径。从标准来看，加快数字低空网络的标准创设是助力国际竞争的关键举措。
典型场景分析： 数字低空网络应用场景涵盖广泛，包括物流配送、环境检测与保护、农业植保、公共安全与应急响应等。例如，无人机在物流配送方面展现出了极大的潜力，无论是在交通拥堵的都市，还是地形复杂或交通不便的山区和海岛，无人机都能够独立或与其他交通方式协同，高效完成对时效性要求较高的生鲜食品、紧急药品或贵重物品的快速递送。无人机在环境检测与保护中以其高效、精准、灵活的特点发挥了重要作用。无人机在农业植保中同样应用广泛，极大地提升了农业生产效率和精准化管理水平。
业务需求分析： 随着数字低空网络应用场景的多元化，数字低空网络业务需求也日益增长，主要体现在以下三个方面:一是低空通信需求，主要是面向广域超视距的无人机数据和图像传输需求;二是飞行导航需求，主要是面向广域高精度的无人机定位需求;三是空域监管需求，主要是面向广域全类型的无人机感知与管控需求。
基本架构： 数字低空网络的基本架构分为服务层、功能层和资源层。服务层主要包括3GPP定义的服务子系统，例如类似于5G网络中的IP多媒体子系统（IMS）。功能层主要包括核心网、无线接入网和终端的功能定义与流程，以及感知功能、计算功能、数据功能、近零功耗物联功能、安全功能和智能化功能等。资源层主要包括频谱资源、计算资源和存储资源等。
关键技术： 围绕数字低空网络的通信、感知、算力、管控等核心要素，系统论述了业务需求及面临的挑战、关键技术和应用案例。通信关键技术包括立体覆盖、干扰控制、可靠保障和安全可控等；感知关键技术包括空地协同频谱感知、空地协同频谱态势构建和空地协同无人机探测等；算力关键技术包括协同计算技术和自适应通算一体技术；管控关键技术包括可信身份鉴权授权、认证与适航准入管控技术、频谱资源管控技术、能耗管控技术和空域航迹规划管控技术等。
研究结论： 数字低空网络作为国家信息网络体系的重要组成部分，与卫星互联网、算力网和6G网络紧密关联，共同构成未来全覆盖、广连接、高智能的数字基础设施。通过空天地一体化网络架构，数字低空网络能够实现三维覆盖，为低空经济提供高效稳定的技术支撑，推动其从通信功能向通感智算融合方向迈进，为国家数字化转型和科技强国战略提供坚实支撑。
