低空通信网产业发展趋势与面临挑战

摘要:当前低空通信以视距范围内的点对点通信为主,非授权频段通信技术基本能够满足需求。当前低空应用仍处于发展初期,低空农林植保、行业巡检、勘探测绘是主要应用场景,航空器飞行作业高度普遍在 120 米以下,活动范围多为视距范围,通信需求以实现飞行器和控制器之间点对点通信

当前低空通信以视距范围内的点对点通信为主,非授权频段通信技术基本能够满足需求。当前低空应用仍处于发展初期,低空农林植保、行业巡检、勘探测绘是主要应用场景,航空器飞行作业高度普遍在 120 米以下,活动范围多为视距范围,通信需求以实现飞行器和控制器之间点对点通信为主。现有低空通信普遍采用WiFi(2.4GHz和 5.8GHz)等非授权频谱通信技术进行点对点通信,基本能够视距范围内的低空应用数据传输需求。

未来低空通信网以 5G 网络为主体,综合采用WiFi、卫星通信等多种技术手段,打造综合立体、多层次的网络架构,以满足不同飞行范围、不同飞行高度、不同应用场景的业务需求。从覆盖区域看,在局域低密度的低空农林植保、勘探测绘等场景中,仍可主要使用非授权频段通信、WiFi 等通信技术;

低空物流运输、城市治理、载人飞行等广域高密度飞行业务场景中,可充分利用5G网络广覆盖、大连接、低时延的优势,满足低空规模化场景的应用需求。从覆盖高度看,对于 300 米以下空域,可利用现有 5G 基站,通过调整基站天线仰角等方式,实现网络连续覆盖;对于300 米以上、1000 米以下空域,需要新建对空覆盖的专用网络;对于1000 米以上的通航飞行空域,需要通过卫星提供通信服务。

尽管运营商现有地面 5G 网络规划优化已经较为成熟,但并未进行对空覆盖优化,直接用于低空通信仍存在部分问题和挑战。

一是低空 5G 组网架构及立体覆盖方案尚不成熟。现有5G公网建设优化以服务地面用户为目标,天线下倾角较大且高度低,低空区域信号覆盖依赖波束旁瓣,存在天线零点现象导致信号电平波动较大。

同时,地面 5G 信号在反射和散射会泄露到低空环境,越区干扰问题严重。从 5G 现网低空覆盖仿真和测试结果看,300米以下低空覆盖较强,但普遍存在较为严重的重叠覆盖问题,缺少清晰主覆盖小区,且主服小区碎片化随高度上升愈发严重。低空通信将地面二维覆盖向三维立体空间延展,需要对已有的通信设备进行改造或研发新型的低空通信设备,目前尚无成熟方案。

二是低空 5G 关键技术产业能力有待完善。低空通信网在对地对人覆盖基础上还需拓展对空对机覆盖,5G 网络在低空环境下电磁传播环境和干扰特征发生显著变化,而现有5G 技术产业在低空无线信道建模、空地网络协同、干扰控制、移动性管理、资源调度等方面尚无完善的解决方案。同时,无人机搭载 5G 通信模组,还需要信息通信产业与装备制造产业建立跨行业协同机制,解决适配兼容、控制协议开放对接等问题。

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来源:科技站长

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