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低空新基建#5G#通信

5G低空覆盖网络

90%覆盖率目标锚定:5G低空覆盖网络,正在织就低空经济的“隐形跑道” 当越来越多的物流无人机穿行在山区峡谷、巡检无人机盘旋在电网杆塔、测绘无人机往返于城市街区,低空经济从概念走向规模化落地的最大瓶颈,早已不再是飞行器本

概念定义

5G低空覆盖网络是由工业和信息化部等五部门明确建设目标,通过优化现有基站实现1000米以下低空空域覆盖,支撑低空经济发展的核心通信基础设施。

90%覆盖率目标锚定:5G低空覆盖网络,正在织就低空经济的“隐形跑道”

当越来越多的物流无人机穿行在山区峡谷、巡检无人机盘旋在电网杆塔、测绘无人机往返于城市街区,低空经济从概念走向规模化落地的最大瓶颈,早已不再是飞行器本身,而是能否给低空空域织就一张稳定、可靠、泛在的通信网。今年年初,工业和信息化部等五部门联合印发的加强信息通信业能力建设文件明确提出:到2027年,全国低空公共航路地面移动通信网络覆盖率不低于90%,并将研制不少于10项信息类基础设施标准,在城市治理、物流运输等领域打造一批典型应用场景。这一量化目标的提出,意味着5G低空覆盖网络已经从技术探索阶段,正式升级为支撑低空经济发展的核心基础设施赛道。

不同于地面移动通信网络,低空场景对通信覆盖有着完全不同的要求。传统地面5G基站的信号设计以地面用户为核心,天线倾角大多向下覆盖,1000米以下的中低空区域普遍存在信号弱、遮挡多、切换不稳定的问题。中国移动通信集团设计院有限公司高级工程师曹阳阳的研究指出,低空场景不仅需要满足稳定的通信传输需求,还要支撑感知功能,通信与感知的双重需求对组网策略提出了全新挑战。想要让实现无人机的超视距飞行,就必须解决“飞控信号断连、回传数据卡顿”这两个行业痛点——这恰恰是5G网络可以发挥优势的地方。

在已经落地的商业化探索中,5G低空覆盖的技术价值已经得到了验证。中国电信在多地部署的5G赋能无人机城市治理项目中,已经实现了全流程自动化作业的突破:无人机依托机载算力完成点云采集与现场解算,可以支撑多点蛙跳接力作业,大幅拓宽了单次任务的覆盖范围;任务结束后无人机可以自动返回机库充电,全程无需人工介入,直接破解了传统无人机作业依赖专人操控、续航能力受限的老问题。而支撑这一切的核心,就是一张为低空优化的5G专网:系统通过5G专网叠加4G/5G多链路冗余传输,在机库与远程飞控平台之间搭建了高可靠通信通道,不仅实现了无人机的超视距远程管控,还把图传时延控制在2秒以内,航拍视频、三维点云数据可以实时回传至天翼云平台,满足了城市治理场景对数据实时性的要求。

从行业发展逻辑来看,这次五部门提出的90%覆盖率目标,走的是“盘活存量、优化增量”的务实路线。文件明确提出,对于1000米以下的G类、W类空域,也就是面向通用航空和低空作业的开放低空空域,要充分利用现有5G等移动通信网络基础设施,在满足国家无线电管理规定的基础上推进覆盖建设。这意味着5G低空覆盖不需要大规模推倒重来,而是通过对现有基站的天线倾角调整、软件参数优化、补点建设等方式,就能快速实现低空航路和热点区域的信号覆盖,大幅降低了基础设施建设的成本,也加快了覆盖推进的速度。

随着5G-A技术的成熟,5G低空覆盖网络正在从“能用”向“好用”升级。曹阳阳团队提出的基于5G-A的低空覆盖组网策略,正是瞄准了下一代低空网络的需求:5G-A的大带宽、低时延、通感一体能力,可以同时满足低空飞行器的通信传输和感知探测需求,未来不仅可以给无人机提供飞控和数据回传服务,还能依托5G基站实现对低空飞行器的主动探测,辅助低空防撞和流量管理,这是传统低空通信网络无法实现的功能。目前国内三大运营商都已经在多地开展了5G-A低空覆盖的试验,部分城市已经完成了核心城区低空航路的连片覆盖,为后续规模化推广积累了技术经验。

基础设施的率先布局,正在加速下游应用的成熟落地。按照五部门的规划,到2027年要在城市治理、物流运输、文旅等领域形成一批典型低空应用场景,而这些场景的落地都高度依赖稳定的5G低空覆盖。在城市治理领域,已经有城市用5G无人机实现了违法建设巡查、河湖蓝线巡检、应急救援测绘等常态化作业,过去需要几天才能完成的全城排查,现在几小时就能完成,数据精度和时效性都提升了一个量级;在物流运输领域,顺丰、京东等企业的无人机物流航线,已经开始试用5G网络实现超视距飞行,未来随着低空覆盖范围的扩大,城际无人机物流网络的建设速度会明显加快;在文旅领域,5G+无人机表演已经成为很多城市的常态化项目,未来还会衍生出更多低空观光、低空摄影等新消费场景。

不过,5G低空覆盖网络的建设仍然面临不少需要解决的问题。首先是标准体系仍然有待完善,虽然文件提出了要研制不少于10项信息类基础设施标准,但目前针对低空覆盖的网络性能指标、测试方法、安全规范等标准仍然处于空白,需要产学研各方共同推进;其次是不同网络之间的融合问题,除了5G地面移动通信网络,低空飞行还需要融合北斗导航、低轨卫星等多种网络资源,如何实现多网络的无缝切换和冗余备份,仍然需要进一步探索;另外,低空网络的安全问题也不容忽视,5G低空网络承载着飞行器的飞控信号,一旦被干扰或者攻击,后果不堪设想,需要从网络架构、数据加密等多个层面建立安全保障体系。

从全球来看,抢占低空基础设施建设的先机,就是抢占未来低空经济发展的主动权。目前我国低空空域开放改革正在加速推进,低空经济的市场规模预计将在2030年突破万亿,而5G低空覆盖网络就是支撑这个万亿市场的“隐形跑道”。五部门提出的90%覆盖率目标,相当于给行业明确了发展的时间表和路线图,接下来随着运营商加快网络优化升级、标准研制工作陆续推进,越来越多的低空应用会从试点走向规模化。

当全国九成以上的低空公共航路都被5G信号覆盖,我们会发现,低空经济不再是少数区域的试点探索,而是会像今天的公路交通一样,成为嵌入城市运行和经济发展的常规基础设施。那张织在低空中的5G网络,不仅会连接每一架飞行器,更会连接起万亿低空经济的未来。

编辑人:工维安信·适航官

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最后更新:2024-12-01

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