《中國電信：2024空地一體5G增強低空網絡白皮（37頁）.pdf》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《中國電信：2024空地一體5G增強低空網絡白皮（37頁）.pdf（37頁珍藏版）》請在三個皮匠報告上搜索。

1、 2024 中國電信版權所有,Copyright of China Telecom 1 引 言 低空經濟已成為新質生產力的重要代表，發展低空經濟成為推動國家經濟社會高質量發展的內在要求和重要著力點。2023 年 12 月，中央經濟工作會議明確提出打造低空經濟等戰略性新興產業。2024 年 3 月，全國兩會首次將低空經濟寫入政府工作報告。隨著低空經濟持續發展，空中交通管理、數據傳輸和通信服務需求不斷增加，亟需以傳統地面無線網絡為基礎構建空地一體低空網絡，確保低空活動安全、高效運行。第五代移動通信技術（5G）能夠提供更快的數據傳輸速度、更低的延遲和更廣泛的設備連接，可滿足低空網聯終端（如無人機、飛

2、行汽車等）實時控制、航空交通高效管理以及緊急響應等復雜通信需求。隨著 5G 技術進一步演進，網絡性能更加出色，空地一體網絡可將 5G 多種技術手段擴展應用于低空，更好地滿足低空飛行業務數據傳輸和空域管理需求。本白皮書首先介紹了空地一體 5G 增強低空網絡的發展背景與現狀；其次說明了空地一體低空網絡的多種應用場景；然后針對應用場景深入分析低空網絡面臨的關鍵技術挑戰以及網絡能力需求；進一步創新性地提出一種空地一體感知覆蓋參考模型，并從兼顧建設效果和效益的角度出發，提出多種空地一體通信組網方案，以滿足多種場景需求；此外從基站規劃設計和空地網絡協同優化的角度給出了建議；白皮書還介紹了中國電信低空服務監

3、管平臺核心功能；最后對空地一體低空網絡的未來發展進行總結與展望。低空經濟作為新興產業對網絡需求充滿不確定性，本白皮書旨在分享中國電信在空地一體低空網絡建設的思路和經驗?？盏匾惑w 5G 增強低空網絡以其“高速泛在、智能敏捷、安全可靠”的特點，為移動通信領域拓展了新的應用場景和市場潛力，促進無人機行業全球產業鏈形成，并為新興低空經濟提供智能化和多樣化的保障，推動低空經濟的創新與發展，為提升國家綜合國力和國際競爭力注入新活力。2024 中國電信版權所有,Copyright of China Telecom 2 目 錄 引 言 .1 1 目 錄 .2 2 1 1 發展概況發展概況 .5 5 1.1 政

4、策驅動.5 1.1.1 國家政策.5 1.1.2 地方政策.6 1.2 標準演進.6 1.2.1 ITU.7 1.2.2 3GPP.7 1.2.3 IEEE.8 1.2.4 CCSA.9 1.3 發展現狀.10 1.3.1 低空飛行器制造.10 1.3.2 低空基礎設施建設.10 1.3.3 低空網絡服務.10 1.3.4 低空應用產業.11 2 2 行業應用場景行業應用場景 .1111 2.1 智慧城市場景.11 2.1.1 低空物流.11 2.1.2 城市規劃.12 2.2 智慧公安場景.12 2.2.1 公共安全.12 2.2.2 交通管理.12 2.3 應急保障場景.12 2.3.1

5、應急救援.12 2024 中國電信版權所有,Copyright of China Telecom 3 2.3.2 應急通信.12 2.4 智慧水利場景.13 2.4.1 實時巡查與監測.13 2.4.2 精準測量與建模.13 2.4.3 環保檢測與治理.13 2.5 農林植保場景.13 2.5.1 農藥噴灑.13 2.5.2 病蟲害監測.13 3 3 面臨面臨挑戰挑戰及能力要求及能力要求 .1313 3.1 主要技術挑戰.13 3.2 網絡能力要求.15 3.2.1 空地一體.16 3.2.2 通感融合.16 3.2.3 智算一體.16 4 4 網絡設計與創新網絡設計與創新 .1717 4.1

6、 空地一體感知覆蓋參考模型.17 4.1.1 空地小區半徑參考模型.17 4.1.2 空地感知覆蓋波束參考模型.17 4.1.3 網絡拓撲模型及關鍵參數設計.17 4.2 空地一體通信組網方案.20 4.2.1 3.5G 單載波空地異頻方案.21 4.2.2 3.5G 雙載波空地異頻方案.21 4.2.3 3.5G 雙載波空地同頻方案.22 4.2.4 3.5G 虛擬分頻方案.23 4.2.5 2.1G 雙翼輻射方案.24 4.3 基站規劃設計方案.25 4.3.1 站址規劃.25 4.3.2 天線方案.25 2024 中國電信版權所有,Copyright of China Telecom 4

7、 4.3.3 天線方位角.26 4.3.4 配套方案.26 4.4 空地網絡協同優化.26 4.4.1 空地三維移動性策略.27 4.4.2 空地業務互異協同.27 5 5 低空服務監管平臺低空服務監管平臺 .2828 6 6 總結與展望總結與展望 .2929 縮略語縮略語 .3131 參考文獻參考文獻 .3333 空地一體 5G 增強低空網絡白皮書 2024 中國電信版權所有,Copyright of China Telecom 5 1 發展概況 低空經濟指的是利用低空空域資源進行的各類經濟活動，包括但不限于通用航空、無人機應用、旅游觀光、農林噴灑、醫療救援等。近年來，隨著技術進步和政策開放

8、，低空經濟正在迅速發展并成為新的經濟增長點?？盏匾惑w網絡旨在為地面用戶和空中用戶提供無縫、穩定、高速的網絡連接?？盏匾惑w網絡同時為低空及地面提供服務，形成一個穩定且高效的三維（3D）立體覆蓋無線網絡，不僅滿足全時全域通信的需求，也將滿足低空智能感知需求。在 5G 網絡持續增強與演進的背景下，空地一體網絡為低空經濟的發展提供強大的基礎設施支持、創新發展動力、監管與安全管理保障，推動低空經濟市場規模持續增長的同時不斷拓展應用領域。1.1 政策驅動 低空經濟作為新興產業，近年來在國家及地方政策層面得到了越來越多的支持與激勵。國家政策及地方政策的出臺，無疑為低空經濟及低空網絡的發展提供強大政策支持和發

9、展動力。1.1.1 國家政策國家政策 國家對低空經濟給予高度重視和政策支持，通過多種手段推動低空經濟快速、健康發展。2021 年 2 月，中共中央、國務院印發國家綜合立體交通網規劃綱要1，提出發展交通運輸平臺經濟、樞紐經濟、通道經濟與低空經濟低空經濟，標志著低空經濟概念首次寫入國家戰略規劃。2023 年 12 月，中央經濟工作會議2提出要大力推進新型工業化，發展數字經濟，加快推動人工智能發展，打造生物制造、商業航天與低空經濟低空經濟等若干戰略性新興產業。2024 年 2 月，中央財經委員會第四次會議強調，鼓勵發展與平臺經濟、低低空經濟空經濟、無人駕駛等結合的物流新模式。統籌規劃物流樞紐，優化交

10、通基礎設施建設和重大生產力布局，大力發展臨空經濟、臨港經濟3。2024 年 3 月，工信部等四部門聯合印發通用航空裝備創新應用實施方案（2024-2030 年）4，方案指出發展通用航空制造業，加快通用航空裝備創新應空地一體 5G 增強低空網絡白皮書 2024 中國電信版權所有,Copyright of China Telecom 6 用，是塑造航空工業發展新動能新優勢、推動低空經濟低空經濟發展的重要舉措，是加快制造強國、交通強國建設的必然要求。1.1.2 地方政策地方政策 2024 年以來多地政府工作報告提及低空經濟，廣東、江蘇、江西、四川等多地都持續出臺政策，推動低空經濟的發展。廣東省政府工

11、作報告5提出發展低空經濟低空經濟，創新城市空運、應急救援、物流運輸等應用場景，加快建設低空無人感知產業體系，推進低空飛行服務保障體系建設。支持深圳、廣州、珠海建設通用航空產業綜合示范區，打造大灣區低空經濟產業高地。江蘇省政府工作報告6提出加快發展新質生產力，持續打造“51010”戰略性新興產業集群，積極開展省級融合集群試點，大力發展生物制造、智能電網、新能源、低空經濟低空經濟等新興產業。其中南京已建成一中心兩平臺，即南京民用無人駕駛航空運行管理中心、低空智聯網平臺、低空服務管理平臺，圍繞長江保護、消防應急等場景進行發展打造。江西省政府工作報告7提出深入推進新型工業化，加快構建體現江西特色和優勢

12、的現代化產業體系。大力實施產業升級戰略、科教強省戰略，爭創國家新型工業化示范區。實施未來產業培育發展三年行動計劃，努力在元宇宙、人工智能、新型顯示、新型儲能、低空經濟低空經濟等領域搶占先機。四川省政府工作報告8提出加快發展低空經濟低空經濟，支持有人機無人機、軍用民用、國企民企一起上。2024 年 6 月，四川省專門發布促進低空經濟發展的指導意見，以培育低空經濟市場為重點，加快基礎設施建設和低空航線網絡構建，鞏固拓展低空空域管理改革試點成果，增強低空飛行服務保障能力，提升通用航空制造業水平，加快形成新質生產力。1.2 標準演進 隨著低空網絡技術持續發展，全球移動通信行業對低空標準化進程也在不斷加

13、快。在國際電信聯盟（ITU）、第三代合作伙伴計劃（3GPP）、電氣與電子工程師協會（IEEE）、中國通信標準化協會（CCSA）等國內外標準組織的推動下，低空領域的標準化工作取得了許多進展?？盏匾惑w 5G 增強低空網絡白皮書 2024 中國電信版權所有,Copyright of China Telecom 7 1.2.1 ITU 國際電信聯盟針對民用無人機（CUAV）發布了一系列建議書，以支持無人機在各種應用場景中的應用。這些建議書涵蓋了從基本通信服務要求到特定應用場景下綜合技術框架和要求，包括移動邊緣計算（MEC）、飛行控制、無人機協同、無人機監測服務、物流快遞服務、基站檢查服務、網聯無人機和

14、無人機控制器的功能架構等。2019 年 5 月，F.749.109標準規定了民用無人機通信服務的基本要求，包括一般通信服務框架、通信系統要求、飛行控制通信、飛行數據傳輸以及任務有效載荷通信服務要求。2019 年 11 月，F.749.1110標準描述了支持移動邊緣計算的 CUAV 系統的框架和要求，強調了功能、服務和安全要求。2020 年 3 月，X.67711標準提供了無人機全生命周期管理和操作身份識別的要求，并規定了使用對象標識符（OID）的無人機識別機制。2020 年 6 月，F.749.1212標準為民用無人機及其功能實體、參考點等通信應用提出了總體框架。2020 年 12 月，Y.4

15、55913標準描述了使用無人機的基站檢查服務要求和功能架構。2021 年 6 月，F.749.1314提供了使用人工智能的民用無人機飛行控制框架；F.749.1415規定了 CUAV 協調的要求，包括網絡連接、數據傳輸和協同任務執行的要求。2021 年 10 月，Y.442116標準為使用 IMT-2020 網絡的無人機和無人機控制器提供了功能架構。2022 年 3 月，F.749.1517標準規定了使用民用無人機進行監測和檢查服務的要求。2023 年 7 月，F.749.1618標準提供了基于民用無人機的物流快遞服務系統和管理的要求。1.2.2 3GPP 從 Release 16 開始，3G

16、PP 著手研究無人機系統的支持和增強。此外，3GPP空地一體 5G 增強低空網絡白皮書 2024 中國電信版權所有,Copyright of China Telecom 8 還研究了無人機系統的遠程識別功能19與無人機相關的增強功能20，并提出了新的用例和潛在服務級別需求。在 Release 17 中，3GPP TS 22.12521規范詳細描述了無人機系統遠程識別的服務需求，包括身份識別、位置報告、飛行狀態監控等。在 Release 18 中，3GPP 進一步定義了無人機系統應用層的功能架構、程序和信令流程22，并專注于支持無人機系統的連接性、識別和跟蹤，定義了相關的架構增強功能23。此外，

17、還發布了關于進一步增強無人機和城市空中交通（UAM）架構的研究24。在 Release 19 中，3GPP 定義了無人機系統網絡功能（UAS-NF）的空中管理服務協議和數據模型25，以及無人機系統（UAS）應用層支持26。同時，還專注于無人機系統的安全方面，定義了支持 UAS 連接性、識別、跟蹤和配對授權的安全特性27。在通感融合領域，3GPP SA1 發布了技術報告（TR）22.83728，定義了 5G 系統在不同垂直領域/應用場景下的感知服務用例和潛在需求。此后，RAN1 啟動了通感融合信道模型研究。1.2.3 IEEE IEEE 制定了一系列與低空無人機相關的標準，包含網絡、應用、接口等

18、多個方面，以促進無人機技術的安全、高效和標準化發展。lEEE P1920.129定義了自組織空中網絡的空對空通信標準，適用于載人和無人、小型和大型以及民用和商用飛機系統。IEEE P1936.130提供了一個支持無人機應用的框架，包含典型的無人機應用類別、場景和所需的環境。此外，還給出了無人機應用的基礎設施要求，包括飛行平臺、飛控系統、地面控制站、有效載荷、控制鏈和數據鏈、起降系統等。IEEE P1937.131規范了無人機與有效載荷接口的框架，包含無人機有效載荷設備的接口、性能指標、配置、操作控制和管理。IEEE P1937.832規范了無人機蜂窩式通信終端的功能要求和接口要求，包含硬件、信

19、令、數據接口、環境特性、性能、可靠性、安全性和配置管理等方面。IEEE P1939.133規范了一個用于實現無人機安全和高效交通管理的低空域空間結構?？盏匾惑w 5G 增強低空網絡白皮書 2024 中國電信版權所有,Copyright of China Telecom 9 1.2.4 CCSA CCSA 從 2021 年起研究發布了一系列行業標準，致力于推動低空領域的標準化工作，包括無人機公網通信服務、安全管理、應急通信、網絡空間安全仿真以及 5G 技術融合等方面的技術要求與研究。民用無人駕駛航空器公網通信服務管理平臺總體技術要求34定義了基于公網通信的無人機服務平臺系統設計原則、功能需求、接口

20、標準及性能指標，為無人機在各類應用場景中的高效、安全運行提供了標準化指導。無人機管理（服務）平臺安全防護要求35針對電信運營商獨立或與第三方共建的無人機服務平臺，制定了安全防護標準，確保平臺運行的安全性和穩定性?；谙盗魺o人機的應急通信空中基站技術要求36規范了利用系留無人機作為空中臨時基站的技術參數和性能要求，特別是在緊急情況下提供穩定通信服務的能力，同時也為其他通信系統提供了參考標準。網絡空間安全仿真無人機系統信息安全仿真平臺接入技術要求37確立了無人機系統信息安全仿真平臺與網絡靶場互聯的技術標準，以加強無人機網絡安全測試和防御能力。5G 移動通信網能力開放（NEF）總體技術要求38 為

21、5G 網絡能力開放設定了框架，明確了業務需求、網絡功能及接口標準，助力無人機等終端設備更高效地接入和利用 5G 網絡資源。5G 移動通信網面向高可靠低時延通信的增強核心網技術要求39針對 5G網絡在高可靠性和低時延通信方面的優化，定義了核心網的增強功能和技術流程，特別適合于無人機實施精密操作、實時數據傳輸等高要求場景。通信網智能維護技術要求第 6 部分：基于無人機的通信網智能巡檢40提供了無人機技術實現對通信基礎設施智能巡檢所需的無人機設備技術要求以及巡檢系統的設計、開發及應用。面向無人機系統的5G無線網增強技術研究41研究了無人機的應用場景、性能需求、干擾消除方案、移動性增強方案、空中終端標

22、識和廣播與探測避讓機制等內容?？盏匾惑w 5G 增強低空網絡白皮書 2024 中國電信版權所有,Copyright of China Telecom 10 1.3 發展現狀 低空經濟正朝著規?；?、智能化和可持續發展的方向邁進，在市場規模、產業鏈、技術創新和應用場景等方面都呈現出強勁的增長勢頭和發展潛力。中國民航局發布數據顯示，2023 年中國低空經濟規模已超 5000 億元，預計到 2025 年將達 1.5 萬億元、到 2030 年有望突破 2 萬億元、到 2035 年有望達 3.5 萬億元42。1.3.1 低空飛行器制造低空飛行器制造 低空飛行器制造業是低空經濟的核心，這一領域涵蓋了輕小型定翼

23、飛機、民用直升機、無人機以及電動垂直起降飛行器（eVTOL）等多種低空飛行器的研發與制造。目前，以無人機為代表的飛行器制造產業鏈已經相當成熟，展現出強大的市場潛力和技術實力。此外，在 eVTOL 領域，中國民航局先后頒發了全球首張載人無人駕駛航空器型號合格證、適航證及生產許可證43，標志著該航空器率先邁入規?；a階段，為下一步商業化運營奠定了基礎。1.3.2 低空基礎設施建設低空基礎設施建設 低空基礎設施作為支撐各類低空經濟活動的核心基石，其建設與運營不僅涵蓋了通用機場、垂直起降點、飛行服務設施、無人機充電站及無人機維護基地等實體設施，還包括了低空空域管控系統、無人機飛行服務系統以及無人機反

24、制系統等關鍵管理服務系統。根據民航局統計，截至 2023 年 12 月底，全國在冊通用機場數量已達 449 個，比 2022 年新增 50 個，同比增長率 12.5%44。然而目前用于服務低空經濟的低空基礎設施建設處于發展的初級階段，多地政府紛紛出臺相關政策，推動低空基礎設施建設。例如，四川省人民政府下發了關于促進低空經濟發展的指導意見8，提出了到 2027 年建成 20 個通用機場和 100 個以上垂直起降點的目標。廣東省深圳市頒布 深圳經濟特區低空經濟產業促進條例45,明確提出了市人民政府在低空飛行基礎設施規劃、建設和運營管理中的統籌角色，并鼓勵社會資本參與建設的低空飛行基礎設施向社會開放

25、共享。安徽省合肥市發布合肥市低空經濟發展行動計劃（2023-2025 年）46，將基礎設施建設作為發展重點，計劃 2025 年建成具有國際影響力的“低空之城”。1.3.3 低空網絡低空網絡服務服務 低空網絡是低空經濟實現信息化、數字化和智能化的基礎，國內運營商目前空地一體 5G 增強低空網絡白皮書 2024 中國電信版權所有,Copyright of China Telecom 11 在政策指引下積極布局低空網絡建設。一方面利用 5G 增強技術，強化原有 5G高速率、低時延、大連接的三角能力建設一張低空通信網，滿足無人機網聯控制以及視頻回傳等業務需求；此外通過創新通感融合、智算一體、空地一體三

26、大能力，實現對無人機飛行軌跡的實時精準定位跟蹤，對闖入或撤離電子圍欄區域的“黑飛”無人機主動有效防控。目前，中國電信已經在江蘇南京開展 5G 增強自發自收通感一體化多站協同組網驗證。在大規模組網環境下，利用 5G 增強通感一體化平臺，可以實現對多架以不同軌跡、高度和速度飛行的無人機進行實時觀測與跟蹤47。1.3.4 低空應用產業低空應用產業 低空經濟應用產業分布廣泛，主要以通航和無人機業務為主。120 米以下適飛空域，基本滿足絕大多數普通用戶的使用需求，主要為航模比賽、休閑娛樂飛行等活動，目前該領域的應用已經比較成熟。行業應用無人機主要飛行高度為120 至 300 米，涉及低空物流、城市規劃、

27、農林植保等，目前無人機在該領域已經有廣泛的應用。300 至 1000 米高度主要是通用航空，如應急救援、旅游觀光、商務出行等飛行需求，目前該領域正在逐步發展。2 行業應用場景 空地一體低空業務場景通過整合通信、感知和智算技術，為城市管理、公共安全、智慧水利和應急通信等行業領域提供全面支持。通過空地一體低空通信網絡，無人機可以在空中進行實時數據采集并將數據傳輸至地面處理中心，由地面強大的算力資源進行分析，同時根據地面的避障指引和飛行路徑管理，確保飛行活動的安全性。此外，空地一體低空網絡的感知系統可以實時感知飛行環境，為無人機飛行提供導航輔助，識別潛在飛行風險，識別無授權的“黑飛”活動，確保低空空

28、域的安全與高效運行。2.1 智慧城市場景 2.1.1 低空物流低空物流 低空物流正逐漸展現出其巨大的潛力和優勢，城市地面交通的擁堵和復雜性使得限時配送成為物流行業的難題。對于偏遠地區或交通不便的地區，傳統的物流配送方式存在諸多限制。低空物流能夠克服地形等因素的限制，通過無人機等空地一體 5G 增強低空網絡白皮書 2024 中國電信版權所有,Copyright of China Telecom 12 低空飛行器的使用，無視地面交通狀況，快速、準確地將貨物送達目的地。通過空地一體低空網絡的連接，可擺脫飛手的成本限制，從而實現遠距離、高效、低成本的物流配送。2.1.2 城市規劃城市規劃 無人機搭載高

29、分辨率的相機、激光雷達等設備，可以在空中俯瞰城市，快速獲取建筑物、道路、綠地、水域等分布情況，用于城市規劃前的地形地貌、建筑布局等調研工作，為規劃提供準確數據。同時通過無人機航拍數據，可以構建城市的三維模型，為城市規劃、設計、管理提供可視化支持。通過空地一體低空網絡的連接，無人機可以實現遠程控制，并及時將大量的航拍數據傳輸回地面，無需負載大容量的存儲設備，大大提升了城市勘測的效率。2.2 智慧公安場景 2.2.1 公共安全公共安全 利用無人機搭載高清攝像頭或其他傳感器，低空網絡可以實現城市的實時智能監控。無人機通過低空網絡可以覆蓋城市公共空間的各個角落，對環境、安全等方面進行全方位巡查。2.2

30、.2 交通管理交通管理 低空網絡可以協助交通管理部門進行交通監控、交通流量分析等工作，在交通事故發生后，無人機可以快速到達現場，拍攝事故現場照片和視頻，為事故處理提供重要證據。2.3 應急保障場景 2.3.1 應急救援應急救援 在自然災害、重大事故等緊急情況，無人機可以在低空網絡支持下輔助消防部門進行火情偵查、災害分析，提供實時視頻傳輸，輔助應急指揮和救援工作，進行救援物資投送等。2.3.2 應急通信應急通信 低空網絡在應急通信場景中扮演著至關重要的角色，特別是在公共安全事件等緊急情況下，能夠提供快速、可靠的通信服務。低空網絡利用無人機、直升機等低空飛行器，將通信網絡迅速部署到受災區域，為救援

31、工作提供及時的通信支空地一體 5G 增強低空網絡白皮書 2024 中國電信版權所有,Copyright of China Telecom 13 持，還可以與地面通信網絡、衛星通信網絡等實現協同配合，形成空天地多層次的通信保障體系。2.4 智慧水利場景 2.4.1 實時巡查與監測實時巡查與監測 無人機等低空飛行器能夠迅速覆蓋廣闊的水域和河道，進行實時巡查和監測。通過搭載高清攝像頭和傳感器，可以實時傳輸水情、水質、水流等指標，為水利部門提供準確的數據支持。2.4.2 精準測量與建模精準測量與建模 利用低空飛行器搭載的激光雷達、多光譜相機等設備，可以進行高精度的地形測量和水文模型構建，這些數據可以用

32、于水利工程建設、河道治理和水資源規劃等方面，提高水利工程的科學性和有效性。2.4.3 環保檢測與治理環保檢測與治理 通過低空網絡管理的低空飛行器可以用于水域環境的檢測和治理，如水體污染監測、水生生物保護等，通過搭載水質檢測儀、生物識別系統等設備，可以遠程檢測水域環境的變化，為環保部門提供執法依據。2.5 農林植保場景 2.5.1 農藥噴灑農藥噴灑 利用無人機實施農藥噴灑，可以實現對農作物施藥的精確控制，從而避免農藥的過量使用，降低對環境的污染，還可以根據作物的生長情況和病蟲害的分布情況，進行定點、定量施藥，提高防治效果。2.5.2 病蟲害監測病蟲害監測 無人機搭載的高清攝像頭可實時采集農作物信

33、息，通過對回傳圖像進行分析，及時發現病蟲害的類型和病情。未來，結合低空網絡系統的感知能力，空地一體低空網絡可以對病蟲害進行測速、定位追蹤等，為防治提供準確的數據支持。3 面臨挑戰及能力要求 3.1 主要技術挑戰 為推動低空經濟健康、有序地發展，需要進行體系化的服務監管能力升級，空地一體 5G 增強低空網絡白皮書 2024 中國電信版權所有,Copyright of China Telecom 14 加快低空網絡基礎設施建設，提升各類應用場景下低空網絡能力。低空業務要求低空網絡高度智能化，需要通信、識別、決策、控制等多個方向上的技術升級?？盏匾惑w低空網絡旨在構建一個高效、可靠、安全的空地全域覆蓋

34、網絡系統?？盏匾惑w低空網絡與傳統地面網絡存在顯著差異，眾多技術挑戰隨踵而至：（1）空地立體廣域覆蓋挑戰空地立體廣域覆蓋挑戰：當前移動通信網絡主要服務于地面用戶，其網絡部署和組網形式以覆蓋地面為主，無法有效實現立體空間的廣域連續覆蓋，低空覆蓋存在碎片化情況。由于基站天線設備的垂直張角和安裝機械傾角的限制，基站塔頂可能出現覆蓋盲區，那就需要由鄰站實現對本站塔頂的覆蓋。如果對空站點周邊有高樓等建筑物遮擋也會導致存在弱覆蓋區域。（2）通信感知融合挑戰通信感知融合挑戰：空地一體網絡同時實現低空通信與感知服務，需要網絡提供同時滿足通信和感知性能要求的低空空域覆蓋。盡管低空通信可以由主瓣和旁瓣共同覆蓋，但是

35、低空感知需要由主瓣提供感知覆蓋，以滿足低空目標位置感知能力。因此，需要探究低空通感融合的覆蓋方法。此外，基站對于不同高度的覆蓋能力存在差異，高度越低，基站的水平覆蓋范圍越大，從而帶來重疊覆蓋，扇區間也會存在干擾，影響通信和感知能力。為規避重疊覆蓋導致的干擾，需要考慮采用時分、頻分、碼分等資源復用方式。此外，通信資源與感知資源的平衡、信號的干擾等問題也面臨挑戰。（3）空地網絡干擾挑戰空地網絡干擾挑戰：低空網絡如果與地面網絡同頻部署，地面基站的上旁瓣將對會低空無人機用戶產生下行干擾，包括同步信號塊（SSB）的干擾以及業務信道的干擾。另外，低空無人機用戶的上行發射也會對地面用戶產生上行干擾?？盏匾惑w

36、網絡需具備強大的干擾檢測與消除能力，以有效消除小區間干擾，確保網絡穩定性。（4）移動性管理挑戰移動性管理挑戰：現有無線網絡的移動性策略是基于地面網絡的二維平面覆蓋設計的，而低空網絡則是三維立體覆蓋，因此移動性也更為復雜。另外，單個低空基站和單個地面基站的覆蓋范圍不同，使得空地基站之間的鄰區關系配置極其復雜，鄰區關系配置需要從僅配置二維鄰區拓展到配置三維立體鄰區。而且對空小區半徑遠大于對地小區半徑，因此亟需研究空地一體網絡立體覆蓋下的移動性管理策略，使得網絡能夠快速響應，避免通信中斷和延遲，確保高質量的空地一體 5G 增強低空網絡白皮書 2024 中國電信版權所有,Copyright of Ch

37、ina Telecom 15 用戶體驗。（5）空口資源分配挑戰：空口資源分配挑戰：頻譜資源十分寶貴，如何在不增加空口資源的情況下實現空地一體網絡，將二維覆蓋拓展到三維覆蓋，是亟需研究的問題，包括空地融合調度優化、空地業務互異協同等。（6）低空應用高帶寬與低延時通信挑戰：低空應用高帶寬與低延時通信挑戰：低空應用具有大上行速率的數據傳輸需求。無人機傳輸的視頻、圖像和傳感器數據量大，需要高帶寬支持。同時許多低空應用對時延要求嚴格，比如實時監控、遠程航控等場景，需要確保數據傳輸的低時延。（7）網絡優化挑戰：網絡優化挑戰：構建空地一體低空網絡涉及地面小區與低空小區的綜合布局與協調管理，這一復雜系統要求在

38、對各類小區進行獨立配置、管理和優化的同時，滿足不斷變化的通信需求并確保網絡整體的魯棒性。（8）服務與監管挑戰：服務與監管挑戰：無人機使用過程中存在難以識別、監控管理困難、飛行審批流程復雜等一系列問題，缺乏統一、高效、科學的服務管理機制來保障低空飛行活動安全有序進行。監管部門難以第一時間發現低空空域中“亂飛”、“黑飛”等不合法行為，飛手也難以保證其飛行任務的安全性和可靠性。因此，亟需一體化的監管平臺即綜合管理系統，確保低空空域的可管、可控。（9）網絡安全與隱私保護網絡安全與隱私保護：無人機低空網絡面臨著網絡安全和隱私保護的挑戰。無人機在傳輸數據時，可能會受到惡意攻擊或數據泄露的風險。同時，無人機

39、在飛行過程中可能會捕捉到敏感信息，如何保護這些信息不被非法獲取和濫用，是低空網絡需要解決的關鍵問題。3.2 網絡能力要求 空地一體低空網絡為低空飛行器提供高速、穩定、安全可靠的移動通信服務以及智能化飛行支持，滿足物流、應急、巡檢等低空服務場景需求。5G 增強是 5G 向第六代移動通信技術（6G）發展的關鍵階段，重點面向產業數字化升級需求，全面提升速率、時延、確定性等方面的業務性能?；诂F有5G 及 5G 增強網絡的賦能，將為低空用戶提供更加智能化、多樣化的服務體驗，同時也為監管部門提供更為全面、便捷、智能的低空空域管理解決方案?？盏匾惑w 5G 增強低空網絡白皮書 2024 中國電信版權所有,C

40、opyright of China Telecom 16 3.2.1 空地一體空地一體 空地一體低空通信網絡可為低空飛行器提供穩定、連續、高速、可靠的低空和地面無縫覆蓋，滿足覆蓋區域內高速、泛在的空地一體接入需求。高速泛在高速泛在：5G 增強較現有 5G 網絡，能夠提供帶來大約 10 倍的速率提升，支持低空業務中超高清視頻傳輸、大規模數據傳輸以及實時通信等業務需求，并可依托現有移動通信網，提供從地面到低空空域 3D 立體的泛在接入。高效資源管理高效資源管理：無人機高度動態的移動性要求低空網絡具備高效的無線資源管理能力，包括動態的信道分配、功率控制和干擾管理，以適應復雜多變的低空環境。智能優化和

41、管理智能優化和管理：5G 增強引入了內生智能的技術特征，使網絡具備自我優化和自我管理的能力，可以實現實時數據分析和自動資源分配，并對異常事件能夠實時監測和響應。這種智能優化和管理能力可以幫助網絡更高效地適應低空多種應用場景和服務需求，提升整體通信性能和用戶體驗。3.2.2 通感融合通感融合 通感融合是 5G 增強引入的全新技術之一，通過空地一體基站實現對低空飛行器進行實時監測，對保障空域高效監控、飛行安全可靠有著重要意義。高精度和高分高精度和高分辨率：辨率：支持高精度和高分辨率的感知能力，以支持精細化的場景感知和數據分析，確保對低空目標準確檢測、定位和追蹤。多源數據融合：多源數據融合：融合來自

42、不同傳感器和設備的感知數據，實現更全面的場景感知。這要求網絡具備高效的數據處理能力，能夠將多源數據進行融合和分析，提供準確的感知結果。3.2.3 智算一體智算一體 人工智能（AI）賦能的空地一體低空智聯網，將在城市管理、智慧交通、應急救援、物流快遞等領域得到廣泛應用，算力基礎設施需要結合低空業務場景進行靈活部署，以支撐更加復雜、多樣化和實時性的應用需求。邊緣計算能力：邊緣計算能力：無人機控制、實時視頻傳輸處理、自動巡航等功能，要求極低的網絡時延、超高的網絡帶寬及快速的算力響應，因此需要智能算力下沉到網絡邊緣，并做好算網協同，減少數據傳輸時間，提供快速的決策支持?？盏匾惑w 5G 增強低空網絡白皮

43、書 2024 中國電信版權所有,Copyright of China Telecom 17 高性能、彈性計算：高性能、彈性計算：低空網絡面對各種復雜環境，需開展海量的實時數據分析計算和機器學習任務，按需配置高性能處理器、加速器和存儲設備，并具備靈活性、可擴展性，滿足高性能和彈性計算的要求。同時，低空智算設施還需與不同應用平臺和數字化系統進行協同工作，實現無縫集成和互操作。4 網絡設計與創新 4.1 空地一體感知覆蓋參考模型 4.1.1 空地小區半徑參考模型空地小區半徑參考模型 空地一體網絡系統由空地一體基站和對地基站構成，對地基站主要提供地面通信服務，空地一體基站則同時提供地面和低空的通信服務

44、以及低空的感知服務?？盏匾惑w基站和對地基站協同服務，實現空地立體連續覆蓋。傳統蜂窩網絡中地面基站的站間距一般為小區覆蓋半徑的大約 1.5 倍，通過蜂窩組網可實現地面二維平面無縫覆蓋。在低空感知網絡立體覆蓋中，由于塔頂區域存在感知盲區，需要使用空地一體基站實現對鄰站塔頂上方的感知信號覆蓋。因此，為實現低空感知覆蓋，需要調整站間距與小區半徑的比例關系，一般可規劃站間距等于小區覆蓋半徑。4.1.2 空地感知覆蓋空地感知覆蓋波束參考模型波束參考模型 空地一體網絡為了提供面向整個空域飛行器的通信和感知服務，需要網絡實現低空立體連續覆蓋。由于通信和感知的業務需求不同，連續覆蓋的實現方式也不同。通信的目的是

45、傳輸信息，不論是使用主瓣或者旁瓣，通信信號強度只要達到接收機的解調門限就可以實現信息的傳輸，所以使用主瓣和旁瓣覆蓋均可滿足通信業務的需求。而對于感知，如果要準確探測目標位置，一般通過檢測主瓣信號的回波，并且屏蔽旁瓣信號的雜波，所以感知業務通常需要使用主瓣覆蓋。在通感融合低空覆蓋情況下，感知業務對網絡覆蓋的要求更高。因此，對于空地一體網絡中的低空部分，由于要承載低空通信和低空感知業務，需要使用主瓣實現低空的立體連續覆蓋。而對于地面部分，由于只承載地面通信業務，因此可使用主瓣+旁瓣實現地面的連續覆蓋。4.1.3 網絡拓撲模型及關鍵參數設計網絡拓撲模型及關鍵參數設計 在低空網絡立體覆蓋中，如圖 1

46、所示，由于陣列天線垂直張角的限制，基站空地一體 5G 增強低空網絡白皮書 2024 中國電信版權所有,Copyright of China Telecom 18 對于不同高度的覆蓋能力存在差異?？沼蚋叨仍礁?，基站覆蓋的水平范圍越小，基站塔頂的覆蓋盲區面積越大。因此，空域立體連續覆蓋的瓶頸是保證最大高度上主瓣的無縫覆蓋，這就對基站信號收發設備的垂直張角提出了一定的要求。圖 1 不同高度低空網絡覆蓋示意圖 在六邊形拓撲假設條件下，為滿足低空最大高度上主瓣連續覆蓋要求，需要本基站主瓣覆蓋的范圍盡可能大，而由鄰站主瓣覆蓋的本基站塔頂盲區盡可能的小，通過平衡本站主瓣與鄰站主瓣的覆蓋比例，實現不同高度上的

47、連續覆蓋。如圖 2（a）所示的較高覆蓋高度低空網絡拓撲中，本站塔頂由鄰站覆蓋。但在較低高度的空域，由于基站覆蓋范圍變大，如圖 2（b）所示，將會出現重疊覆蓋。對于感知業務，為避免重疊覆蓋帶來的干擾，需要將不同小區的資源進行隔離，可考慮對小區間感知資源進行時分、頻分或碼分。圖 2 低空小區鄰站覆蓋本站塔頂區域示意圖 基于以上分析，提出了空地一體感知覆蓋參考模型，如圖 3 所示，空地一體基站 0 在最大高度上一個扇區的主瓣覆蓋范圍為 BCDEFG 之間的區域?？盏匾惑w 5G 增強低空網絡白皮書 2024 中國電信版權所有,Copyright of China Telecom 19 圖 3 空地一體

48、感知覆蓋參考模型示意圖 假定=,=，則空地一體基站對空垂直張角與基站覆蓋最大垂直高度、覆蓋盲區的關系可表示為：鄰站對本站塔頂覆蓋的水平距離比例可表示為：綜上可得，本站塔頂盲區由鄰站主瓣覆蓋，本站主瓣覆蓋區域 CB 與鄰站主瓣覆蓋區域 HC 滿足上述比例關系，由基站覆蓋高度，基站垂直張角、站間距共同決定。在站間距與基站覆蓋高度固定的情況下，基站張角越大，則本站塔頂區域對鄰站的覆蓋需求就越小。從多站組網蜂窩覆蓋的角度分析，如圖 4 所示，在最高覆蓋高度上，O1的塔頂盲區由O3、O5、O7三個鄰站扇區的主瓣覆蓋。以O1朝向左下方向扇區的主瓣覆蓋O1和O2之間的藍色區域為例，基站O1天線垂直張角的大小

49、影響了最高高度上本站塔頂覆蓋盲區外沿點的位置。當基站O1的垂直張角越大，越靠近O1；垂直張角越小，越靠近O2。而該位置也影響三個鄰站對O1塔頂盲區的覆蓋要求。以鄰站O3對基站O1塔頂覆蓋為例，O3向右方向扇區的天線法線方向指向O1（即O3O1方向），當O1的張角越小，則O3偏離O3天線法線方向的角度越大。由于O3方向上波束增益隨著偏離O3法線角度越大而降低得越多，多站組網時需要空地一體 5G 增強低空網絡白皮書 2024 中國電信版權所有,Copyright of China Telecom 20 考慮O3基站的主瓣波束能否覆蓋O1與之間的區域，以彌補O1塔頂的覆蓋盲區。具體的，假定O1O2=

50、，O1X=s，O3偏離O3天線法線方向O3O1的角度可表示為：綜上可得，鄰站對本站塔頂盲區覆蓋的設計，需要考慮到本站天線垂直張角、覆蓋高度、鄰站的波束增益以及站間距。圖 4 空地一體網絡多站組網覆蓋參考模型示意圖 通過對上述空地一體感知覆蓋參考模型的分析，為網絡拓撲模型及關鍵參數設計提供參考。在空地一體通感融合網絡中，需要考慮低空與地面的無縫立體覆蓋、網絡的部署、站間距與小區半徑的設計、波束覆蓋能力、基站天線張角的設計等諸多因素。4.2 空地一體通信組網方案 為了實現低空高效覆蓋，同時避免大幅增加投資，中國電信創新提出五種空地一體無線組網方案，包括：3.5G 單載波空地異頻方案、3.5G 雙載

51、波空地異頻方案、3.5G 雙載波空地同頻方案、3.5G 虛擬分頻方案和 2.1G 雙翼輻射同頻方案。五種方案適用于不同網絡部署場景，全方位滿足不同 5G 現網部署空地一體5G 增強低空網絡需求?？盏匾惑w 5G 增強低空網絡白皮書 2024 中國電信版權所有,Copyright of China Telecom 21 4.2.1 3.5G 單載波空地異頻方案單載波空地異頻方案 3.5G 單載波空地異頻方案如圖 5 所示。假設 3.5G 地面網絡均為單載波，可按照 1:N 選址原則選出空地一體基站。將選出的空地一體基站頻率翻頻至 3.5G第二載波，配置 SSB 波束立體分層同時覆蓋低空和地面。公網

52、對地基站和空地一體基站分別使用 3.5G 的第一載波和第二載波，整體網絡形成 3.5G 單載波空地異頻組網。圖 5 3.5G 單載波空地異頻方案示意圖 第二載波中的對空和對地 SSB 波束可以采用多種立體分層方案。每層波束的波束數量，波束水平和垂直指向、波束水平和垂直寬度均可以根據實際網絡覆蓋需求靈活配置。在地面網絡僅部署單載波的條件下，3.5G 單載波空地異頻方案不增加額外網絡投資。另外由于空地網絡異頻隔離，因此空地相互干擾影響小。在江蘇某實驗區的測試結果表明，該方案可實現低空 300 米以下的 5G 覆蓋，以及 1080P/2K/4K 視頻回傳、巡檢、測繪和執法管理等功能。4.2.2 3.

53、5G 雙載波空地異頻方案雙載波空地異頻方案 3.5G 雙載波空地異頻方案如圖 6 所示。假設 3.5G 地面網絡均為單載波，可按照 1:N 選址原則選出空地一體基站，空地一體基站增加開通 3.5G 第二載波，第二載波使用 SSB 波束立體分層，形成空地同時覆蓋，SSB 波束分層方案同 4.2.1節描述。因空地一體基站雙載波配置，且對空覆蓋使用的第二載波與公網對地基站的第一載波異頻，整體網絡形成 3.5G 雙載波空地異頻組網?？盏匾惑w 5G 增強低空網絡白皮書 2024 中國電信版權所有,Copyright of China Telecom 22 圖 6 3.5G 雙載波空地異頻方案示意圖 在地

54、面網絡僅為單載波的條件下，3.5G 雙載波空地異頻方案需少量增加第二載波開通的網絡投資。由于是空地異頻隔離，因此相互干擾影響小?？盏匾惑w基站第一載波與周邊對地基站是同頻覆蓋，地面網絡覆蓋有托底，地面網絡優化簡單。同時空地一體基站新增第二載波，空地同時覆蓋，可增加地面網絡容量。4.2.3 3.5G 雙載波空地同頻方案雙載波空地同頻方案 3.5G 雙載波空地同頻方案如圖 7 所示。假設 3.5G 地面網絡均為雙載波，可按照 1：N 選址原則選出空地一體基站?？盏匾惑w基站通過在 3.5G 第二載波配置 SSB 波束立體分層，形成空地一體基站第二載波空地同時覆蓋，SSB 波束分層方案同 4.2.1 節

55、描述。因空地一體基站雙載波配置，且對空覆蓋使用的第二載波與公網對地基站的第二載波同頻，整體網絡形成 3.5G 雙載波空地同頻組網。圖 7 3.5G 雙載波空地同頻方案示意圖 在地面網絡均為雙載波的條件下，3.5G 雙載波空地同頻方案不增加額外網絡投資。由于空地同頻，因此空地之間存在同頻干擾。另外，空地一體基站的第空地一體 5G 增強低空網絡白皮書 2024 中國電信版權所有,Copyright of China Telecom 23 二載波是空地共享，地面網絡容量降低，網絡擁塞風險略有增加。4.2.4 3.5G 虛擬分頻方案虛擬分頻方案 在 3.5G 雙載波空地同頻方案中，對空和對地覆蓋的 S

56、SB 波束采用相同頻率。由于鄰區對地基站出現上旁瓣信號泄露，不可避免地會引入空域同頻干擾問題。5G 系統業務信道的空地同頻干擾可以通過小區間無線資源調度協調來減小。但是，SSB 一般是在固定時頻位置周期性下行發射，因此 SSB 空地同頻干擾問題最難解決。這種干擾不僅導致對空覆蓋的 SSB 信干噪比（SINR）顯著降低，還將影響低空網絡區域覆蓋質量，使得空中網絡性能無法得到充分保障。此外，空地 SSB 波束同頻還易觸發不必要的切換，使得對空和對地小區間的切換變得頻繁而混亂。這種頻繁切換不僅加劇了低空網絡覆蓋的碎片化，還對整個網絡性能造成了負面影響，降低了低空網絡的整體穩定性和服務質量。為確保網絡

57、覆蓋的高效性和穩定性，同頻干擾和頻繁切換問題是亟待解決的關鍵挑戰。虛擬分頻方案通過采用 SSB 的空、時、頻資源交錯技術，可以有效解決同頻干擾和低空覆蓋碎片化問題，同時可擴展應用至更多技術方案中。由于空地一體基站的對空 SSB 和對地 SSB 采取的是時域輪流掃描的方式，因此 SSB 可在頻域、時域、空域錯開，如圖 8 所示。該方案有效地解決對空與對地小區之間 SSB同頻干擾問題，提升低空網絡覆蓋質量。除了空、時、頻資源位置錯開，還可在同一個載波上開通兩個邏輯小區，每個小區擁有不同的 SSB 頻點，而業務信道則共享同一個載波資源。在波束空間布局上，對空和對地兩個小區的 SSB 波束進行空間分層

58、配置。其中，對空波束指向低空區域覆蓋，對地波束指向地面區域覆蓋。由于對空和對地小區的 SSB 為異頻配置，可以有效的解決對空與對地小區之間 SSB 同頻干擾問題，提升低空網絡覆蓋質量。由于兩個邏輯小區相互獨立，因此可以分別為對空小區和對地小區獨立配置小區級移動性策略，優化切換參數，使得無人機優先駐留在對空小區。進一步的可針對低空小區開展獨立參數配置，通過切片或資源預留及對地面用戶限制接入等方式，可以實現對空小區專網專用，保障低空用戶上下行業務體驗?？盏匾惑w 5G 增強低空網絡白皮書 2024 中國電信版權所有,Copyright of China Telecom 24 圖 8 3.5G 虛擬分

59、頻技術方案示意圖 虛擬分頻技術的提出，為低空網絡覆蓋提供了全新的解決方案，有效地解決了目前業界共同面臨的空地一體低空組網核心技術難題。4.2.5 2.1G 雙翼輻射方案雙翼輻射方案 在考慮 2.1G 空地組網的條件下，提出了 2.1G 雙翼輻射天線組網方案。從地面網絡中按照 1:N 選址原則選出空地一體基站，將空地一體基站 2.1G 天線直接替換為雙翼輻射天線，實現空地一體組網。2.1G 雙翼輻射方案需考慮空地同頻協同組網。傳統同頻組網天線主瓣指向地面，依靠上旁瓣提供低空服務，導致低空無主導覆蓋小區，越區切換頻繁、空中干擾鄰區較多等網絡問題。2.1G 雙翼輻射采用新型低空與地面覆蓋陣列天線，同

60、時產生對空和對地波束，如圖 9 所示。對空波束在增大垂直面波寬情況下，對天線上旁瓣進行零點填充，下旁瓣進行有效抑制，提供優質空地立體覆蓋。2.1G雙翼輻射天線包括傳統板狀天線和智能天線兩種：（1）將雷達低空探測波束技術與蜂窩移動通信波束技術融為一體，在保證對地覆蓋能力不變的同時，滿足 90 度范圍內超大仰角遠距離無縫覆蓋，同時實現低空同等高度下準等有效各向同性輻射功率（EIRP）均勻覆蓋?？?、地基站合二為一，利用同一套硬件設備，高效延伸地面網絡至天空，單個低空小區覆蓋半徑達到 6 公里以上。（2）通過多層插花技術實現密集天線陣列部署，弱化對空對地信號之間的互耦問題，隔離度 20dB，實現對空波

61、束副瓣干擾抑制。依托權值優化，增強對空對地覆蓋能力。同一個天面實現對空和對地覆蓋，垂直覆蓋范圍可達 50。引入低損耗、高精度空地間功率共享驅動網絡，支持空地間功率共享，匹配空地業空地一體 5G 增強低空網絡白皮書 2024 中國電信版權所有,Copyright of China Telecom 25 務的不同特征，提高資源利用率。圖 9 2.1G 雙翼輻射天線示意圖 該方案在江蘇部分區域已落地部署并開展初步實際組網測試，在 300 米高度下實現 2.1G 信號低空連續覆蓋。4.3 基站規劃設計方案 空地一體低空網絡的基站分布可參考傳統地面網絡進行設計，遵循基站布局、天線掛高、干擾控制等原則。在

62、滿足以上原則前提下，根據不同設備單扇區能力，完成站點方案設計。4.3.1 站址規劃站址規劃 針對連片區域網絡覆蓋，基站分布應盡量貼合理想蜂窩結構?；具x址位置偏離規劃站址應控制在 R/4 范圍內（R 為基站覆蓋半徑），以保證網絡結構的合理性與穩定性。針對固定航道/航線等線性區域覆蓋，基站布局應設置為線性組網。根據基站單扇區覆蓋能力，考慮接入指標、切換帶等問題的基礎上，沿航道/航線選擇5G 基站，形成線性網絡布局。針對園區等區域網絡覆蓋，基站分布應滿足蜂窩結構，基站規模根據覆蓋面積、單站覆蓋能力選擇。站址規劃時，還需注意站高影響，盡量選擇站高高于周邊建筑物平均高度 5米以上，確保在第一菲涅爾區無

63、阻擋；在密集市區，基站天線掛高宜控制在 40米至 60 米之間，天線掛高應基本保持一致，避免形成越區覆蓋。4.3.2 天線方案天線方案 目前 5G 網絡中，射頻設備可分為有源天線單元（AAU）一體化天線與“射空地一體 5G 增強低空網絡白皮書 2024 中國電信版權所有,Copyright of China Telecom 26 頻拉遠單元（RRU）+天線”兩類。針對不同的射頻設備類型，有兩種天線選擇方案，在實際部署時，可根據現網 5G 射頻設備實際使用類型，進行方案選擇。方案方案 1：AAU 一體化天線一體化天線 對于采用 AAU 一體化天線進行 5G 覆蓋區域，可以通過合理的波束分布和規劃

64、，同時對地面和低空進行 5G 覆蓋。該方案的優勢在于可利舊現網 AAU 設備，從而不需增加硬件，只通過參數和射頻調整等優化，即可快速完成空地一體 5G 覆蓋，具備執行效率高、實現周期短、系統容量大等特點。方案方案 2：RRU+天線天線 如果使用 2.1G 新空口（NR）頻段，需新增用于覆蓋低空的專用空地一體化8 端口天線?？梢酝ㄟ^一個 8TR 的 RRU 信源與天線直連，同時覆蓋地面和低空；如果采用 4TR 的 RRU，則需要兩個 RRU 信源與天線直連，或者通過一個 RRU信源功分的形式與 8 端口空地一體化天線連接，同時覆蓋地面和低空。相對于3.5G，2.1G NR 低空網絡容量相對較小。

65、使用方案 2，射頻設備方案的優勢在于可選方案較多，組網相對靈活，在實際實施時，可以根據低空網絡頻段、設備類型和實際業務需求，選擇最為合適的一種“RRU+天線”方案，特別是對于非 AAU 天線進行覆蓋的郊區和農村區域。4.3.3 天線方位角天線方位角 對于低空連續覆蓋區域，各 5G 基站規劃可采用標準指向的三扇區形式（即相鄰兩扇區間方位角相差 120）。三個扇區的天線主瓣方向均指向低空覆蓋目標區域，同時盡可能保證網絡中所有站點對應扇區的方位角一致。4.3.4 配套方案配套方案 兼顧建設成本、方案可行性、現網影響等多方面因素，擇優選擇利舊或改造原有塔桅、收編原有天線騰退抱桿、換址新建等塔桅建設方案

66、。按照總擁有成本（TCO）最優原則進行電源配套方案選擇，綜合考慮低空基站建設及擴容的功耗要求，降本增效要求以及后期運營維護需求。4.4 空地網絡協同優化 對于空地一體網絡，需要考慮低空和地面網絡之間的協同優化，高效利用資空地一體 5G 增強低空網絡白皮書 2024 中國電信版權所有,Copyright of China Telecom 27 源，提升用戶體驗。4.4.1 空地三維移動性策略空地三維移動性策略 對于地面用戶，需保障其在空地一體基站的地面小區和普通地面站間平滑切換。在低空小區配置為專網時，禁止普通地面用戶遷移到低空專網小區。對于低空用戶，起飛階段需采用定向切換，將低空終端盡快遷移至

67、低空小區。飛行階段優先使用同頻切換，盡量使低空無人機保持在低空小區。降落階段基于覆蓋切換，當覆蓋變差時遷移至地面公網小區。為了實現以上策略，基站需首先區分地面用戶和低空用戶，可以為低空用戶配置不同的無線頻率選擇優先級（RFSP）或 5G 服務質量標識（5QI）等標識區別于地面用戶。區分出用戶后，基站可針對低空和地面用戶配置不同的互操作參數。以采用 3.5G 雙載波空地異頻方案為例，需要為 3.4GHz 地面站、2.1G 地面站與 3.5G 低空站之間針對不同用戶配置不同的重選和切換參數，具體方式如圖10 所示。保障低空業務可快速占用低空網絡，但占用后難以向地面公網發起切換，即實現低空業務“易上

68、難下”的目標。通過優化互操作參數，可以實現 5G低空網絡與地面 5G 公網間的虛擬隔離，形成 5G 低空虛擬專網，保障無人機等低空終端業務體驗。圖 10 空地三位移動性策略 4.4.2 空地業務互異協同空地業務互異協同 低空用戶以上行業務為主，為了減輕地面用戶對低空用戶上行業務的同頻干擾，基站可配置相應的保障策略，實現空地資源高效協同。以 3.5G 雙載波空地空地一體 5G 增強低空網絡白皮書 2024 中國電信版權所有,Copyright of China Telecom 28 同頻方案為例，低空用戶主要駐留在空地一體基站的第二載波，如果對地基站第二載波上有地面用戶進行大上行業務，基站可將其

69、及時切換到第一載波，使得地面用戶在第二載波上以下行業務為主，從而降低地面對低空用戶的上行同頻干擾。另外，對于低空用戶的位置信息上報等周期性業務，可針對低空用戶配置上行預調度資源，從而保障位置信息及時上報。5 低空服務監管平臺 中國電信構建“天翼星巡”低空服務監管平臺，通過軟硬件結合構建七大核心能力體系：空天地一體通信、高精度導航定位、低空空域監視、低空氣象服務、低空運行管理、低空智能調度和低空數據中臺，為異構、高密度、高頻次、高復雜性的低空飛行提供安全保障，如圖 11 所示。圖 11 低空服務監管平臺架構圖 天翼星巡主要打造以下五大核心應用：（1）飛行活動一站式審批：飛行活動一站式審批：平臺對

70、接軍民航空域審批服務部門和機構，為用戶提供空域和飛行計劃一站式受理和審批服務，提升審批效率。利用智能審批系統，結合區塊鏈技術確保審批數據的透明性和不可篡改性，通過自動化審批流程提高效率。（2）低空智能網構建：低空智能網構建：依托于中國電信 5G 移動網絡資源，融合衛星、物聯網、天翼云、人工智能、量子通信等云網數智技術，打造低空智能網。該網絡不僅滿足低空經濟場景下各類飛行器“高密度、高頻次、全覆蓋、大連接、高時效、空地一體 5G 增強低空網絡白皮書 2024 中國電信版權所有,Copyright of China Telecom 29 高安全”的作業需求，還具備“監測感知、計算處理”的智能網絡能

71、力，包括通信網、感知網和算力網。（3）空域網格化管理：空域網格化管理：通過北斗網格碼分割技術，實現空域分層分級網格化管理，全面提升低空空域管理效率。平臺提供空域設計和航路規劃的模擬仿真能力，對空域容量和流量進行科學性與安全性評估，并通過 AI 算法推薦最佳空域和航路方案。（4）飛行任務保障：飛行任務保障：平臺結合四維時空碰撞算法，具備安全預警、應急處置、智能調度等功能，天翼星巡通過中國電信空天地一體化通信能力與量子通信技術，為低空飛行器提供導航護航服務等信息服務。在飛行的前中后期，通過智能化的計劃協調、航線協調、資源協調及多無人機協調，以滿足大容量、高密度飛行需求。利用深度學習算法進行飛行數據

72、分析，提供精準的風險預測和實時應急響應。（5）智能飛行調度：智能飛行調度：根據實時飛行數據、氣象條件、空域限制、突發事件等因素，平臺結合智能調度算法，動態優化和調整飛行器的飛行路徑和計劃，保障低空飛行的安全性和可靠性。運用 AI 等技術，對歷史飛行數據進行分析和學習，不斷優化調度算法，提升飛行效率和安全性。6 總結與展望 低空經濟已經被納入國家戰略性新興產業的發展規劃，在國家政策支持和地方政府及市場力量的共同推動下，該領域展現出巨大的發展潛力。作為一種新興的商業模式，低空經濟的發展也難免會遇到各種挑戰和不確定性?？盏匾惑w 5G增強低空網絡則可為智慧交通、智慧城市、智慧生活等眾多低空應用場景提供

73、基礎能力，為低空經濟的騰飛提供堅實底座。本白皮書在第 1 章從政策推動、標準演進和發展現狀三個方面概述了低空經濟與低空網絡的發展概況。本白皮書在第 2 章分析了低空經濟中的智慧城市、智慧公安、應急保障、智慧水利、農林植保五大重點行業應用場景，進一步在第 3 章闡述了低空網絡面臨的主要技術挑戰與網絡能力具體要求。為解決空地一體低空網絡中存在的切實問題與挑戰，本白皮書在第 4 章提出空地一體 5G 增強低空網絡白皮書 2024 中國電信版權所有,Copyright of China Telecom 30 一系列空地一體 5G 增強低空網絡設計與創新方案，包括空地一體感知覆蓋參考模型、多種空地一體通

74、信組網方案、基站規劃設計方案及空地網絡協同優化方案。本白皮書第 5 章介紹了中國電信“天翼星巡”低空服務監管平臺及其核心應用。未來空地一體低空網絡可通過通感融合、通算一體化、AI 等 5G 增強技術進一步提升服務，為低空安全、無人機應用、應急通信等提供更為強大的網絡支持，并進一步催生新業務形態和商業模式，滿足未來多樣化和復雜化的通信感知需求。中國電信遵循國家的戰略指導，把握行業的發展需求，同時基于產業的最新進展，以建設低空信息網絡為重要抓手，積極推進空地一體 5G 增強低空網絡各項工作。中國電信期待與各界同仁攜手打造一個合作無間、創新驅動、共享共贏的低空網絡生態系統，共同推動低空經濟的快速發展

75、，邁向一個更廣闊的新紀元?？盏匾惑w 5G 增強低空網絡白皮書 2024 中國電信版權所有,Copyright of China Telecom 31 縮略語 英文英文 縮寫縮寫 英文全稱英文全稱 中文含義中文含義 3D Three Dimensions 三維 3GPP Third Generation Partnership Project 第三代合作伙伴計劃 5G 5th-Generation 第五代移動通信技術 5QI 5G Quality Of Service Identifier 5G 服務質量標識 6G 6th-Generation 第六代移動通信技術 AAU Active Ante

76、nna Unit 有源天線單元 AI Artificial Intelligence 人工智能 CCSA China Communications Standards Association 中國通信標準化協會 CUAV Civil Unmanned Aerial Vehicle 民用無人機 eVTOL Electric Vertical Take-Off And Landing 電動垂直起降飛行器 EIRP Effective Isotropic Radiated Power 有效各向同性輻射功率 GSCN Global Synchronization Channel Number 全球同步

77、信道號 IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers 電氣與電子工程師協會 ITU International Telecommunication Union 國際電信聯盟 IMT International Mobile Telecommunications 國際移動通信系統 MEC Mobile Edge Computing 移動邊緣計算 NEF Network Exposure Function 網絡開放功能 NR New Radio 新空口 OID Object Identifier 對象標識符 PCI Physical

78、Cell Identifier 物理小區標識 QoS Quality of Service 服務質量 RFSP Radio Frequency Selection Priority 無線頻率選擇優先級 RRU Remote Radio Unit 射頻拉遠單元 SINR Signal to Interference Plus Noise Ratio 信號與干擾加噪聲比 SSB Synchronization Signal/PBCH Block 同步信號塊 TCO Total Cost of Ownership 總擁有成本 空地一體 5G 增強低空網絡白皮書 2024 中國電信版權所有,Copyr

79、ight of China Telecom 32 TR Technical Report 技術報告 TR Transmitter and Receiver 發射和接收 UAM Urban Air Mobility 城市空中交通 UAS Unmanned Aircraft System 無人機系統 UAS-NF Unmanned Aircraft System-Network Function 無人機系統網絡功能 空地一體 5G 增強低空網絡白皮書 2024 中國電信版權所有,Copyright of China Telecom 33 參考文獻 1 中共中央、國務院.國家綜合立體交通網規劃綱要E

80、B/OL.中共中央、國務院,2021.2 新華社.中央財辦有關負責同志詳解2023年中央經濟工作會議精神N/OL.新華社,2023.3 新華社.習近平主持召開中央財經委員會第四次會議N/OL.新華社,2024.4 工業和信息化部網站.中國民用航空局關于印發 通用航空裝備創新應用實施方案（2024-2030 年）的通知EB/OL.工業和信息化部、科技部、財政部、中國民航局,2024.5 南方日報.2024 年廣東省政府工作報告EB/OL.廣東省人民政府,2024.6 新華日報.江蘇省政府 2024 年政府工作報告EB/OL.江蘇省人民政府，2024.7 江西日報.2024 年江西省政府工作報告E

81、B/OL.江西省人民政府,2024.8 四川省政府網.關于促進低空經濟發展的指導意見EB/OL.四川省人民政府辦公廳,2024.9 ITU.Recommendation ITU-T F.749.10(05/2019):Requirements for communication services of civilian unmanned aerial vehiclesS/OL.Geneva:International Telecommunication Union,2019.10 ITU.Recommendation ITU-T F.749.11(11/2019):Requirements f

82、or civilian unmanned aerial vehicles enabled mobile edge computingS/OL.Geneva:International Telecommunication Union,2019.11 ITU.Recommendation ITU-T X.677(03/2020):Identification mechanism for unmanned aerial vehicles using object identifiersS/OL.Geneva:International Telecommunication Union,2020.12

83、ITU.Recommendation ITU-T F.749.12(08/2020):Framework for communication application of civilian unmanned aerial vehiclesS/OL.Geneva:International Telecommunication Union,2020.13 ITU.Recommendation ITU-T Y.4559(12/2020):Requirements and functional 空地一體 5G 增強低空網絡白皮書 2024 中國電信版權所有,Copyright of China Tel

84、ecom 34 architecture of base station inspection services using unmanned aerial vehiclesS/OL.Geneva:International Telecommunication Union,2021 14 ITU.Recommendation ITU-T F.749.13(06/2021):Framework and requirements for civilian unmanned aerial vehicle flight control using artificial intelligenceS/OL

85、.Geneva:International Telecommunication Union,2021.15 ITU.Recommendation ITU-T F.749.14(06/2021):Requirements of coordination for civilian unmanned aerial vehiclesS/OL.Geneva:International Telecommunication Union,2021.16 ITU.Recommendation ITU-T Y.4421(10/2021):Functional architecture for unmanned a

86、erial vehicles and unmanned aerial vehicle controllers using IMT-2020 networksS/OL.Geneva:International Telecommunication Union,2021.17 ITU.Recommendation ITU-T F.749.15(03/2022):Requirements for inspection and examination services using civilian unmanned aerial vehiclesS/OL.Geneva:International Tel

87、ecommunication Union,2021.18 ITU.Recommendation ITU-T F.749.16(07/2023):Requirements for logistics express delivery based on civilian unmanned aerial vehiclesS/OL.Geneva:International Telecommunication Union,2021.19 3GPP.Remote Identification of Unmanned Aerial Systems(Release 16):TR 22.825 V16.0.0(

88、2018-09)S/OL.Valbonne:3GPP support office,2018.20 3GPP.Enhancement for Unmanned Aerial Vehicles(Release 17):TR 22.829 V17.1.0(2019-09)S/OL.Valbonne:3GPP support office,2019.21 3GPP.Uncrewed Aerial System(UAS)support in 3GPP(Release 17):3GPP TS 22.125 V17.6.0(2022-03)S/OL.Valbonne:3GPP support office

89、,2022.22 3GPP.Application layer support for Uncrewed Aerial System(UAS);Functional architecture and information flows;(Release 18):TS 23.255 V18.2.0(2023-06)S/OL.Valbonne:3GPP support office,2023.23 3GPP.Support of Uncrewed Aerial Systems(UAS)connectivity,identification and tracking;(Release 18):TS

90、23.256 V18.1.0(2023-06)S/OL.Valbonne:空地一體 5G 增強低空網絡白皮書 2024 中國電信版權所有,Copyright of China Telecom 35 3GPP support office,2023.24 3GPP.Study of further architecture enhancements for uncrewed aerial systems and urban air mobility(Release 18):TR 23.700-58 V18.1.0(2023-03)S/OL.Valbonne:3GPP support office

91、,2023.25 3GPP.Uncrewed Aerial Systems Network Function(UAS-NF);Aerial Management Services;(Release 18):TS 29.256 V18.2.0(2023-09)S/OL.Valbonne:3GPP support office,2023.26 3GPP.Application layer support for Uncrewed Aerial System(UAS);UAS Application Enabler(UAE)Server Services;(Release 18):TS 29.257

92、 V18.1.0(2023-06)S/OL.Valbonne:3GPP support office,2023.27 3GPP.Security aspects of Uncrewed Aerial Systems(UAS)(Release 18):TS 33.256 V18.0.0(2023-09)S/OL.Valbonne:3GPP support office,2023.28 3GPP.Feasibility Study on Integrated Sensing and Communication(Release 19):TR 22.837 V19.1.0(2023-09)S/OL.V

93、albonne:3GPP support office,2023.29 IEEE.IEEE Draft Trial-Use Standard for Aerial Ad Hoc Networks S/OL.IEEE P1920.1/D9,October 2022,vol.,no.,pp.1-85,4 Oct.2022.30 IEEE.IEEE Approved Draft Standard for Drone Applications FrameworkS/OL.IEEE P1936.1/D7.0,2021,vol.,no.,pp.1-32,10 Nov.2021.31 IEEE.IEEE D

94、raft Standard Interface Requirements and Performance Characteristics for Payload Devices in DronesS/OL.IEEE P1937.1/D6.0,May 2020,vol.,no.,pp.1-29,19 May 2020.32 IEEE.IEEE Approved Draft Recommended Practice for Functional and Interface Specifications for Unmanned Aerial Vehicle(UAV)Cellular Communi

95、cation TerminalsS/OL.IEEE P1937.8/D3.7,March 2024,vol.,no.,pp.1-23,22 May 2024.33 IEEE.IEEE Approved Draft Standard for a Framework for Structuring Low Altitude Airspace for Unmanned Aerial Vehicle(UAV)OperationsS/OL.IEEE P1939.1/D6.0,October 2020,vol.,no.,pp.1-92,27 Sept.2021.空地一體 5G 增強低空網絡白皮書 2024

96、 中國電信版權所有,Copyright of China Telecom 36 34 CCSA.民用無人駕駛航空器公網通信服務管理平臺總體技術要求:YD/T4314-2023 S/OL.中國通信標準化協會,2023.35 CCSA.無人機管理(服務)平臺安全防護要求:YDT4324-2023 S/OL.中國通信標準化協會,2023.36 CCSA.基于系留無人機的應急通信空中基站技術要求:YDT4491-2023 S/OL.中國通信標準化協會,2023.37 CCSA.網絡空間安全仿真無人機系統信息安全仿真平臺接入技術要求:YDT 4597-2023 S/OL.中國通信標準化協會,2023.3

97、8 CCSA.5G 移動通信網能力開放(NEF)總體技術要求:YDT4339-2023 S/OL.中國通信標準化協會,2023.39 CCSA.5G 移動通信網面向高可靠低時延通信的增強核心網技術要求:YDT4279-2023S/OL.中國通信標準化協會,2023.40 CCSA.通信網智能維護技術要求第 6 部分:基于無人機的通信網智能巡檢:YD/T3888.6-2024S/OL.中國通信標準化協會,2024.41 CCSA.面向無人機系統的 5G 無線網增強技術研究S/OL.中國通信標準化協會,2024.42 賽迪研究院.中國低空經濟發展研究報告(2024)R/OL.中國工信部賽迪研究院,

98、2024.43 廣州市人民政府.穗企獲頒全球首張無人駕駛航空器系統型號合格證EB/OL.廣州日報，2023.44 中國民航局.2023 年民航行業發展統計公報EB/OL.中國民航局,2024.45 深圳市第七屆人民代表大會常務委員會.深圳經濟特區低空經濟產業促進條例EB/OL.深圳市人民代表大會常務委員會,2024.46 合肥市發展和改革委員會.合肥市低空經濟發展行動計劃（20232025 年）EB/OL.合肥市發展和改革委員會,2023.47 C114 通信網.5G-A 業界最大規模低空通感一體化組網驗證落地，中國電信研究院、江蘇電信攜手中興通訊助力南京濱江引領新質生產力EB/OL.C114 通信網,2024.