GTI蜂窝网络无人机技术需求白皮书

蜂窝连接无人机技术需求白皮书 GTI蜂窝 - 连接无人机 技术需求白皮书 保密：本文件可能包含机密信息，仅限于“保密级别”中列明的人员方可查阅。未经 GTI的事先书面授权，任何人均不得使用、披露或复制本文件的全部或部分内容，且获得授权的人员仅能按照授权目的使用本文件。GTI 对本文件的准确性、完整性或及时性不作任何保证。 本文档包含的信息。本文档包含的信息可能未经事先通知而更改。 文档历史 目录 5.2Hardware Requirements...................................................................................................146.13GPP..................................................................................................................................186.2ITU.....................................................................................................................................186.3GSMA.................................................................................................................................191 执行摘要.................................................................................................2 缩写.....................................................................................................3 服务分析.................................................................................................第四生态系统4.1 与蜂窝网络连接的无人机............................................................................4.2 无人机通信模块....................................................................................4.3 飞行器通信终端....................................................................................5 沟通需求 ................................................................................................5.1 软件需求..........................................................................................5.1.1 基本通信要求 .......................................................................95.1.2 针对无人机（UAV）的特定通信要求 ............................................................六、标准化.................................................................................................7 结论.....................................................................................................8 参考文献.................................................................................................5.2.1 模块硬件接口要求 ...................................................................................................14 1. 执行摘要 随着数字化、智能化和自动化技术的进步，无人机正越来越多地融入物流管理、应急响应、农业和城市服务等多样化应用中，成为低空产业生态体系 expanding 的一部分。为满足大规模低空飞行运营的需求，构建安全可靠、大范围连接已成为低空产业发展的重要基础。具备广泛覆盖、高容量和高可靠性的蜂窝网络正成为无人机关键连接解决方案。随着5G网络的持续演进，蜂窝网络越来越能够支持无人机控制链路和服务数据传输，为低空应用的规模化发展奠定了坚实基础。 蜂窝连接无人机产业正加速发展。贯穿价值链，从芯片组、模块到终端、网络、平台及应用，创新正完善技术体系，加速生态成熟。从全球视角看，本白皮书考察蜂窝连接无人机的现状与演进，对行业需求、生态、关键技术及标准化进展进行系统性分析，并对低空产业提供前瞻性展望。旨在为价值链各环节的参与者，在技术创新、产品研发、标准化、产业协作及生态建设方面提供参考，共同促进低空经济的繁荣发展。 2 缩写 3 服务分析 低空经济是一个围绕低空飞行活动、推动相关产业协同发展的综合性经济生态系统。随着无人机产业快速发展、技术持续进步，该领域正迈向规模化部署，展现出超视距飞行（BVLOS）、高频飞行活动、机型多样及运行环境复杂等特征。为满足不同高度、不同距离运行无人机实时通信需求，无人机蜂窝网络连接已成为实现这一愿景的必要前提。 传统的无人机连接在很大程度上依赖于点对点的专有协议，例如2.4GHz或5.8GHz频段的WiFi。虽然这些方法易于实现，但它们受到传输功率有限和未授权频段干扰的限制，通常将有效通信限制在视距范围内，这极大地限制了它们在超视距（BVLOS）管理、物流等场景中的应用。这就是为什么蜂窝连接已成为无人机的关键使能技术。根据Dataintelo的统计数据（《蜂窝连接无人机市场报告，2025版》），2025年全球蜂窝连接无人机相关市场规模约为74亿美元，预计到2034年将增长至约286亿美元，复合年增长率（CAGR）约为16.2%。其中，5G连接部分的CAGR为24.7%，预计到2034年将占比超过61%。无人机已部署于农业服务、医疗急救、低空灭火和物流等领域，在城市空中交通和空中观光方面也正在进行早期商业试验。低空通信的核心特征是“高上行吞吐量+低延迟控制”，这意味着服务主要是上行数据传输，同时对控制链路的低延迟和高可靠性提出了严格要求。这些要求在不同场景中差异显著，可分为两大类，如下所述： 行控制服：此服涉及行控制指令，需要保定的QoS并确保高安全，数据输速率为100 kbps，延迟为100 ms，并具备米级及亚米级定位精度。这对通信终端/模块的低延迟、高可靠性和安全加密能力提出了要求。 视频和数据传输服务：这些服务涵盖数据、图像、视频和其他服务信息的传输，速率要求高达25 Mbps（用于4K及以上视频传输）以及更高，对通信终端/模块的上行数据速率和并发服务处理能力提出要求。 无人机应用场景可分为七大主要类别： 基于无人机的管理 基于无人机的管理涵盖城市和郊区场景，包括基础设施管理、环境监测、交通管理。目前飞行高度主要在120米以下，部分场景可能延伸至300米。对此场景而言，通信和导航要求相对较高。就信息而言 传输方面，在运行过程中，无人机需要将遥测飞行控制状态信息和视频流发送到控制平台。就飞行操作而言，无人机必须具备RTK高精度定位能力，起飞和降落阶段需要亚米级定位精度，而运行阶段需要米级定位精度。 低空农业 低空农业服务主要部署在郊区场景，当前飞行高度主要低于120米。配备植保喷雾器、光谱探测器和其它有效载荷，无人机执行作业以实现精准化、大规模农业管理。针对该场景，通信和导航要求相对较高。在信息传输方面，农业无人机等实时作业设备需及时接收控制指令，作业中无人机需向控制平台传输飞行控制信息。在飞行作业方面，无人机配备RTK高精度定位能力，起飞降落阶段需亚米级高精度定位，作业阶段需米级定位精度。 医疗急救 医疗紧急情况涉及城市和郊区。利用直升机、无人机和其他低空飞行器，飞行高度通常低于120米，应急响应人员可以快速绕过地面障碍物抵达现场。对于医疗紧急情况场景，通信和导航需求相对较高。飞行过程中，无人机向控制平台发送遥测飞行控制数据和视频。无人机依靠RTK和视觉系统在飞行和起降阶段实现精确定位，起降阶段需要亚米级高精度定位，而操作阶段则需要米级定位精度。 低空灭火 低空灭火作业发生在城市和郊区，目前飞行高度主要低于120米。灭火直升机、无人机和其他飞行器能够使救援人员快速抵达现场，提高响应效率和救援成果。这种场景需要通信和导航能力。飞行过程中，无人机将遥测飞行控制数据实时视频传回控制平台。对于飞行作业，无人机利用RTK和视觉系统实现精确定位，起飞和降落时需要亚米级高精度定位，常规作业时则要求米级定位精度。 低空物流 低空物流涉及城市和郊区，利用无人机、货运eVTOL、直升机和其他车辆建立空中补给通道，实现无人机配送食品、为河船补给以及跨海生鲜食品配送，显著节省配送成本和时间。对于低空物流场景，通信和导航要求相对较高。在信息传输方面，无人机保持两种类型 通信：数据传输和视频传输。在飞行作业精度方面，为确保精确路线导航，无人机在复杂城市场景（如高层建筑密集区域）飞行时，需要具备米级定位和导航精度。 低空客运 低空客运涉及城市和郊区，涵盖载人交通、城市空中出租车以及其他固定和非固定路线的运输服务。对于客运场景，通信和导航要求相对较高。在信息传输方面，eVTOL站点需满足通信要求，包括与地面平台的飞行控制数据传输和实时交互式视频传输。对于乘客而言，信息传输要求与地面消费服务类似，涵盖与地面平台的实时视频交互以及机载通信和娱乐服务。这些通常需要约10 Mbps的上行和下行数据速率，并留有未来增长空间。在飞行操作精度方面，起飞和降落阶段需要亚米级高精度定位，而运行阶段则需要米级定位精度。 空中观光 空中观光涉及城市和郊区区域，利用无人机、eVTOL（电动垂直起降飞行器）以及其他低空飞行器，为游客提供鸟瞰视角的风景，超越地面视角的限制，有效提升游客的观光体验。对于空中观光场景，通信和导航要求相对较高。空中观光的服务需求特征与客运场景相似。随着这些应用的进一步成熟，未来的通信需求将进一步扩展，视频传输的上行和下行数据速率预计将持续增长。 4 生态系统 4.1 与蜂窝网络连接的无人机 过去十年间，全球无人机市场经历了指数级增长，形成了两个成熟的产品细分市场：消费级和工业级。无人机已被应用于农业服务、电力线管理、地理空间测绘、低空物流、摄影和娱乐等领域，并在多个区域市场实现了增长。根据艾媒咨询（data.iimedia.cn）的数据，2025年全球商用无人机市场规模达到428.5亿美元，亚太地区位居第一，达到178.9亿美