低空通信频谱科学研究

面向大规模低空开放的理论破局需求

随着我国将低空经济定位为战略性新兴产业，低空空域开放进程加速推进，低空活动规模呈现爆发式增长：仅2024年国内无人机年作业量已突破1500万飞行小时，覆盖低空快递物流、载人飞行、旅游观光、航空运动、城市治理等数十类场景，仅江西省就已布局120余个低空经济应用试点项目。但大规模低空开放背后，通信频谱资源的供给缺口与管理困境成为产业发展的核心瓶颈：传统地面移动通信网络的覆盖范围集中于中高空，1000米以下低空区域信号穿透衰减率超过70%，而传统以信息论为基础的无线通信网络，面对数千架同时作业的低空无人机集群，无法实现实时闭环控制，现有管控体系在管控效率、管控覆盖规模上均无法满足低空经济大规模开放服务的需求。

在此背景下，低空通信频谱科学研究作为支撑低空基础设施建设的基础性前沿研究，逐步成为学界与产业界共同聚焦的核心方向。该研究以1000米以下低空空域的电磁频谱资源分配、动态共享、安全管控、高效利用为核心对象，融合无线电通信、空域治理、人工智能、航空安全等多学科理论，旨在突破传统频谱管理体系适配低空场景的技术瓶颈，为低空产业规模化发展提供频谱资源支撑。

当前国内研究主体以高校科研团队、省级工信部门、头部通信企业为主：2026年《中国科学基金》第40卷第1期刊发了南京邮电大学吴启晖团队联合北京航空航天大学等机构完成的《低空无线电频谱安全管理关键技术研究》，明确了低空频谱基础理论研究的核心框架；江西省工业和信息化厅作为地方产业主管部门，已将低空通信频谱研究纳入江西省“十四五”信息通信产业专项规划，前瞻布局6G低空通信频谱的预研工作；国内三大运营商、华为、大疆等企业也纷纷布局专用频谱测试网络，其中大疆创新已在深圳、重庆等地开展了100架级无人机集群动态频谱共享实地测试。

核心研究方向与当前技术进展

当前低空通信频谱科学研究围绕实际产业需求，形成了频谱资源规划、动态共享与高效利用、安全管控三大核心研究方向，各方向均已取得阶段性突破：

低空无线电频率资源规划研究

该方向聚焦低空场景专属频谱资源的划分与标准化，是五部门2025年发布的《关于促进低空经济高质量发展的指导意见》中明确提出的重点任务，要求“开展低空无线电频率资源规划研究，加快制定低空经济无线电频率开发利用与技术创新指南”。目前研究重点包括三个方面：一是通用低空通信频谱的划分论证，针对不同低空作业场景的通信速率、时延需求，论证分米波、厘米波不同频段的适配性；二是无人机专用号段规划与标识管理，按照“一机一码一号”的要求，推进无人机通信资源精细化管理，探索标识解析技术在无人机身份认证与频谱资源绑定中的应用，目前工业和信息化部已经完成无人机专用号段的初稿编制，预计2027年正式发布；三是前瞻布局6G融合低空频谱研究，江西省作为国内低空经济试点省份，已经在“十四五”规划中明确投入3.2亿元专项经费，支持6G低空通信频谱的场景化测试，推动频谱资源适配低空快递物流、城市消防等细分场景落地。

动态频谱共享与高效利用技术研究

针对低空频谱资源稀缺性与作业需求动态性的矛盾，该方向研究重点围绕提升频谱复用效率展开：在技术层面，当前核心攻关方向包括通感算一体架构、动态频谱智能调配、通信协议优化、信号处理与抗干扰四个方向。其中通感算一体架构旨在将低空通信、感知与边缘计算能力融合，实现频谱资源的空间复用，2025年深圳地区开展的产学研联合测试显示，通感算一体方案可将单区域频谱利用率提升47%；动态频谱智能调配技术通过人工智能算法预测不同区域、不同时段的频谱使用需求，实现空闲频谱的动态共享，目前华为已经完成了基于强化学习的动态频谱调配算法原型开发，可支持千级无人机集群的频谱实时分配。

2026年国家无线电办公室发起的“无线电频谱资源开发利用与技术创新大赛”明确将“专频专网频谱高效利用与规模化商用部署”列为核心赛道，鼓励面向低空实际需求开展技术攻关，获奖项目将被提名推荐参评“中国通信学会科学技术奖”科技进步类奖项，目前已有来自国内27家科研机构和企业的41个项目参赛，其中12个项目聚焦低空场景。在产业落地层面，江西已经建成3个低空专频专网测试基站，覆盖南昌昌北机场周边120平方公里低空空域，支撑物流无人机的常态化测试飞行。

低空无线电频谱安全管理技术研究

该方向针对低空场景面临的电磁干扰风险开展技术攻关，是吴启晖团队2026年在《中国科学基金》发表的核心研究内容。随着低空区域大量新增移动通信终端和卫星通信终端，频谱干扰和电磁兼容问题已经成为影响低空飞行安全的核心风险：2024年国内发生的117起无人机异常返航事件中，有42%是由频谱干扰导致。当前研究重点包括两个方向：一是干扰检测与定位技术，通过分布式频谱感知网络实现低空干扰源的实时定位，目前已经实现了100米精度的干扰源定位，可支撑应急处置；二是抗干扰技术研发，行业鼓励卫星产业链企业与低空经济企业、科研机构开展合作，通过先进滤波技术、自适应信号增强技术提升卫星信号在低空复杂环境下的传输质量，中国卫通联合亿航智能在广州开展的载人低空飞行器频谱测试显示，采用自适应滤波技术后，卫星信号接收误码率从12%降低到1.8%，满足载人飞行的安全要求。此外，研究团队还提出构建“感知-预警-处置”动态闭环的低空频谱防护体系，实现对恶意干扰、无意干扰的快速响应，目前该体系已经在四川绵阳无人机物流试验区开展试点。

产学研协同的研究生态与产业落地路径

当前我国低空通信频谱科学研究已经形成了“基础研究-技术攻关-赛事验证-试点落地”的产学研协同生态，产业链上下游分工清晰：上游为频谱感知硬件设备提供商，包括华为、中兴等通信设备商，提供频谱监测接收机、基站等硬件，其中华为推出的<ahref="https://www.huawei.com">Huawei SpectrumInsight 6000</a>频谱监测系统，可实现对30MHz-6GHz频段的实时监测，监测分辨率达到1kHz，满足低空场景的精细化监测需求；中游为科研机构与技术方案提供商，包括南京邮电大学低空智能通信研究院、北京航空航天大学空域管理研究中心等，负责基础理论与核心算法研发，中国移动、中国电信等运营商负责低空通信测试网络的建设与运营；下游为低空应用企业，包括大疆、亿航、京东物流等，提出实际场景需求并开展技术验证。

在协同机制方面，除了常规的产学研项目合作外，行业赛事已经成为重要的技术验证平台：2026年无线电频谱资源开发利用与技术创新大赛专门设置“无线电与产业融合技术创新与应用”赛道，面向低空等领域开放，要求参赛项目必须解决产业实际问题，可落地推广，目前进入复赛的项目中，由江西省工信厅推荐的“赣江新区低空物流专频专网方案”已经完成了6个月的实地测试，支持京东物流每日50架次的快递无人机常态化飞行，频谱资源利用率达到传统公共网络的2.3倍，未发生一起干扰导致的安全事件。

在地方落地层面，江西省已经形成了可复制的推进经验：江西省工业和信息化厅将无线电作为战略性稀缺资源进行科学配置，出台了《江西省低空经济频谱资源保障实施方案》，明确到2027年完成全省低空空域电磁环境普查，建成5个低空频谱测试基站，培育3个以上低空频谱利用创新企业，目前已经完成了南昌、赣州两个民用低空示范空域的电磁环境测绘，绘制了国内首张省级低空电磁环境热力图，为频谱资源分配提供了数据支撑。

政策标准体系建设进展

当前我国已经逐步构建起支撑低空通信频谱科学研究的政策标准体系，从顶层规划到具体实施形成了完整链条：2025年五部门联合发布的规范性文件明确提出，要开展面向低空应用场景的电信业务准入、设备管理、服务监督、互联互通、应急通信、网络和数据安全等监管体系研究，加强监管能力体系建设，规划无人机专用号段，推动“一机一码一号”能力建设，探索标识解析在无人机领域的应用，为频谱精细化管理指明了方向。

在标准研制方面，目前全国无线电管理标准化技术委员会已经启动了《低空经济无线电频率使用规范》《低空无人机频谱监测技术要求》等5项国家标准的编制工作，预计2028年完成报批发布，标准将明确不同低空场景的频率使用要求、频谱监测指标、电磁兼容限值等核心内容，填补国内该领域的标准空白。在地方政策层面，除江西外，广东、重庆、四川等低空经济试点省份也纷纷出台相关政策，将低空通信频谱研究纳入地方低空经济发展规划，其中广东省安排了2.5亿元专项经费支持低空频谱技术研发与测试环境建设。

未来发展趋势与挑战

从当前研究进展与产业需求来看，未来低空通信频谱科学研究将呈现三个明确的发展趋势：一是星地协同频谱共享将成为核心研究方向，未来低空通信网络将形成低轨卫星+地面5G/6G+专频专网的多层架构，星地频谱共享技术可有效扩大频谱资源供给，目前国内已经启动了星地频谱兼容的相关测试，预计2030年前可实现规模化应用；二是人工智能将深度融入频谱管理，基于大模型的频谱需求预测、干扰识别、动态调配技术将大幅提升频谱利用效率，降低管理成本；三是专频专网将率先实现规模化商用，针对低空物流、城市应急等刚需场景的专用频谱将率先划分落地，支撑产业规模化发展。

同时，当前研究仍面临三大核心挑战：一是理论层面仍未形成适配大规模低空智能网联体系的频谱利用理论框架，传统信息论无法支撑数千架无人机集群的实时通信与闭环控制，需要基础理论层面的进一步突破；二是频谱资源供需矛盾仍然突出，当前适合低空通信的优质频段已经被多个传统业务占用，如何实现动态共享仍然面临技术和管理层面的双重障碍；三是安全管控能力仍有不足，针对小型化干扰源的快速检测、定位与处置技术仍不成熟，无法完全保障大规模低空开放后的频谱安全。

总体来看，低空通信频谱科学研究作为支撑低空经济发展的基础性研究，当前已经进入快速发展阶段，产学研协同创新体系逐步完善，一批核心技术已经进入试点验证阶段，未来随着研究的不断深入，将为我国低空经济高质量发展提供坚实的频谱资源支撑。

词条标签：频谱、通信、基础研究 所属官方分类：低空科学研究和试验