5G-A低空通信组网与关键技术研究报告总结
一、研究背景
- 低空经济加速发展：我国高度重视低空经济发展，将其列为国家战略性新兴产业，并从空域管理、要素保障、产业培育、应用拓展等多个维度推动其发展。2023年12月，中央经济工作会议将“低空经济”列入国家战略性新兴产业，2024年首次写入国家政府工作报告。2025年10月，党的二十届四中全会明确提出打造新兴支柱产业，加快新能源、新材料、航空航天、低空经济等战略性新兴产业集群发展。
- 低空通信有力支撑低空经济高质量发展：低空通信作为低空经济基础设施的核心，是支撑低空活动数字化、网络化、智能化运行的关键信息基础设施。以无人机系统为例，无线通信技术是赋能无人机融合应用的关键技术，包括控制或非有效载荷通信以及有效载荷通信。
- 支持无人机通信的无线通信技术简介：
- 地面控制器与无人机直接连接通信：优点是低成本、快速部署、低延迟、轻量化和低功耗；缺点是通信距离有限、通信性能受限、规模扩展和无人机间协作困难、网络暴露风险和在监管层面难以有效监控和管理。
- 基于卫星的无人机通信技术：优点是覆盖范围广、易于实现偏远地区覆盖和高可靠性；缺点是高延迟、成本高和通信性能受限。
- 基于蜂窝移动通信网的无人机通信技术：优点是网络部署简单、覆盖范围广、高性能、可扩展性强、高可靠性与安全性；缺点是在覆盖方面仍有不足，网络技术优化面临挑战。
- 基于现有蜂窝网络实现低空覆盖面临的挑战：现有蜂窝网络难以满足低空通信场景，存在覆盖不全、干扰严重、移动性待优化等问题。
二、低空通信典型应用场景
- 农林植保：无人机广泛应用于种植、喷洒、植保、植检等多个领域，5G网络的高速率、低延迟、大连接特性可满足其通信需求。
- 无人机物流：无人机物流在降本、提速、增效、突破地形限制等方面具有巨大优势，可构建更加立体的配送网络，解决末端运输、特殊场景有效补充传统运输方式的问题。
- 工业巡检：无人机被广泛应用于电力、矿山、港口、石油化工等领域，通过搭载高清摄像头、激光雷达或各种传感器，可替代或辅助人工进行监测，提升工作效率。
- 视频拍摄、直播：无人机技术成熟与超高清摄影器材轻量化的双重助力，正推动无人机超高清拍摄深度融入影视制作全流程，低空通信网可为无人机提供稳定可靠的大带宽网络传输链路。
三、低空通信组网方案
- 基于垂直维度的覆盖拓展：包括大张角地空兼顾方案、莲花波束覆盖增强方案和双翼组网方案。
- 组网拓扑创新：包括鱼鳞组网方案。
- 空地异频组网：包括独立载波覆盖低空方案、双载波空地异频方案和单载波空地异频方案。
- 空地同频组网：包括双载波空地同频方案和虚拟分频方案。
- 方案选择需根据具体场景、预算、频谱和现网条件综合权衡。
四、低空通信网络关键技术
- 无人机终端识别与接纳控制：包括基于专用SIM卡+专用QCI、基于CAG专网和基于UEUAV签约信息的无人机终端识别与接纳控制技术。
- 低空通信干扰抑制关键技术：包括空域、时域、频域、功率域的干扰抑制方案，以及基站侧、终端侧和基站终端协同的干扰抑制方式。
- 低空通信移动性管理关键技术：包括基于无人机终端个性化的移动性策略、基于高度的测量增强、飞行路径上报等技术。
- 无人机碰撞规避关键技术：包括策略性避撞和战术性避撞，3GPPRelease18设计了基于NRSidelink的战术避撞技术。
五、低空通信标准进展
- 国际标准进展：3GPP自2017年开始开展无人机通信技术研究，R18阶段确定了NR系统适配无人机应用议题工作阶段的研究内容，包括移动性和干扰报告、飞行路径信息、广播远程识别（BRID）和检测与规避（DAA）等。
- 行业标准最新进展：TC5WG9开展《5G数字蜂窝移动通信网支持无人机通信的无线接入网总体技术要求（第一阶段）》标准制定，TC5WG12正在开展《移动通信核心网支持无人机系统总体技术要求》标准的编制。
六、低空通信产业进展
- 设备研发与解决方案创新：华为、中兴通讯等企业积极研发低空通信相关基站产品，并开展组网探索。
- 技术试验推动：IMT-2020（5G）推进组组织开展了实验室和外场测试，验证了低空通信关键技术。
- 基础电信企业应用示范：中国电信、中国移动、中国联通、中国广电等企业在低空通信网络建设和应用场景落地方面取得进展。
- 最新频谱、管理政策等：国内低空频率政策主要依据工业和信息化部发布的《民用无人驾驶航空器无线电管理暂行办法》及相关配套政策。全球主要国家和地区在低空经济频谱规划方面表现出显著的前瞻性和创新性，使用IMT频率实现低空通信是一个主要方向。
七、发展建议
- 技术创新引领，筑牢低空通信发展基础：强化关键技术创新研发，提出针对市区生活场景、工业园区、林草边区等场景化多样化解决方案，积极探索5G技术融合创新，持续开展技术试验与验证。
- 推进标准制定，培育低空通信产业生态：强化与3GPP国际标准协同，加快低空通信系列行业标准制定，分阶段推进支持无人机通信的新技术特性标准化，鼓励终端芯片企业加快开发支持R18标准的产品。
- 加快网络建设，有力支撑低空经济发展：因地制宜，持续推进支持低空通信的网络建设，结合区域特色产业选择合适的网络建设方案，做好与当地低空空域划设、飞行服务站建设、无人机监管平台部署同步考虑。
- 强化产业合作，深入挖掘低空经济价值：移动通信产业界要进一步强化与无人机服务商、行业应用开发商交流合作，共同探索“网络+平台+应用”的一体化解决方案，创新运营模式。
