飛象網(wǎng)訊 9月4日，2024中國(guó)信息通信業(yè)發(fā)展高層論壇上，中國(guó)信科集團(tuán)副總經(jīng)理、總工程師陳山枝博士發(fā)表了低空智聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)的精彩演講，對(duì)低空智聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)做了深入淺出的分析。以下是演講主要內(nèi)容：
陳山枝首先介紹了低空經(jīng)濟(jì)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。黨的二十屆三中全會(huì)提出“發(fā)展通用航空和低空經(jīng)濟(jì)”，給產(chǎn)業(yè)屆帶來(lái)的全新的發(fā)展機(jī)遇。隨著低空經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、低空飛行器數(shù)量不斷激增，應(yīng)對(duì)不當(dāng)，將會(huì)出現(xiàn)類似地面交通的交通事故、交通擁堵、能源消耗等問(wèn)題。而且一旦發(fā)生空中交通事故，其嚴(yán)重性與后果遠(yuǎn)大于地面交通事故。
陳山枝指出，低空飛行場(chǎng)景特征與需求主要包括四個(gè)方面：一是空中交通的管理，面對(duì)數(shù)量龐大的無(wú)人飛行器，需要建立高效、安全、統(tǒng)一的空中交通管理體系。二是無(wú)人飛行器的飛行安全，飛行器在復(fù)雜的交通環(huán)境中飛行，可能出現(xiàn)飛行器間的碰撞、與建筑物或其他障礙物的碰撞等風(fēng)險(xiǎn)，需要被有效地規(guī)避。三是低空飛行與空中交通的通信。涉及衛(wèi)星通信、飛行器間通信技術(shù)、空對(duì)地網(wǎng)絡(luò)、地對(duì)空網(wǎng)絡(luò)、地面蜂窩網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)。四是無(wú)人飛行器的感知和數(shù)據(jù)處理能力。無(wú)人機(jī)會(huì)根據(jù)使用用途配備不同的傳感器，及時(shí)處理從傳感器獲取的大量數(shù)據(jù)是一項(xiàng)龐大而復(fù)雜的任務(wù)。全覆蓋的高性能通信網(wǎng)絡(luò)是無(wú)處不在的空中飛行器正常運(yùn)行的基礎(chǔ)保障。
陳山枝講到，低空經(jīng)濟(jì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的通信和感知兩個(gè)方面具有較高的要求。從通信角度看，要為各種低空應(yīng)用業(yè)務(wù)，在低空區(qū)域內(nèi)提供高帶寬、低時(shí)延、高可靠、廣域連續(xù)通信能力，滿足對(duì)飛行控制、以及用戶數(shù)據(jù)的傳輸需求，典型業(yè)務(wù)需滿足25Mbps的回傳要求。從感知的角度看，低空典型業(yè)務(wù)感知性能要能夠?qū)?.1平方米R(shí)CS的無(wú)人機(jī)在1000米范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)10~20米精度的感知，并且單個(gè)通信小區(qū)可以支持32個(gè)目標(biāo)的感知，感知刷新的速率不大于1秒，同時(shí)低空感知需具備“無(wú)死角、低成本、全天候、高精度”。
基于以上的需求，陳山枝認(rèn)為要讓低空飛行器“通得著、測(cè)得準(zhǔn)、管得住”，低空網(wǎng)絡(luò)建設(shè)主要面臨4大痛點(diǎn)：一是覆蓋問(wèn)題，低空空域高度可達(dá)地面以上1000m，需要實(shí)現(xiàn)對(duì)空立體覆蓋。二是傳輸速率，無(wú)人機(jī)普遍要求有視頻或圖片回傳，普遍要求在每秒幾十到幾百兆速率。三是感知受限，低空環(huán)境復(fù)雜，監(jiān)管部門難以第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)低空空域中不合理和不合法的飛行行為。四是導(dǎo)航定位問(wèn)題。低空活動(dòng)頻次高，高密度飛行，導(dǎo)航模式需要更加數(shù)字化、精細(xì)化，需要通信設(shè)施支持。總之，某個(gè)單項(xiàng)通信技術(shù)難以解決上述問(wèn)題。
陳山枝提出要研究“異構(gòu)融合的低空智聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)”，即以5G-A網(wǎng)絡(luò)和衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，自組織網(wǎng)絡(luò)和飛行器間（A2X）通信系統(tǒng)為補(bǔ)充的立體協(xié)同覆蓋的低空智聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，形成與地面二維覆蓋不同的三維立體覆蓋網(wǎng)絡(luò)，解決低空飛行中的通信、感知、管控以及數(shù)據(jù)，護(hù)航低空經(jīng)濟(jì)安全發(fā)展。
陳山枝強(qiáng)調(diào)，低空智聯(lián)網(wǎng)本身也是資源受限系統(tǒng)，受到空域資源、網(wǎng)絡(luò)資源、頻譜資源等資源的限制，面臨下面六個(gè)方面的挑戰(zhàn)。1：低空智聯(lián)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一認(rèn)證、統(tǒng)一管理的問(wèn)題；2：滿足不同飛行速度，特別是高速飛行的移動(dòng)性管理問(wèn)題；3：立體通信覆蓋帶來(lái)的無(wú)線信號(hào)干擾管控和場(chǎng)景感知問(wèn)題；4：有限的地面、空域和頻譜資源協(xié)調(diào)共用的問(wèn)題；5：飛行器群組的管理和通信問(wèn)題；6：大規(guī)模低空飛行的安全、效率問(wèn)題。
陳山枝指出，以下關(guān)鍵技術(shù)將助力低空智聯(lián)網(wǎng)更好的解決以上挑戰(zhàn)：
● 低空智聯(lián)網(wǎng)接入認(rèn)證技術(shù)，通過(guò)無(wú)人機(jī)可信標(biāo)識(shí)（CAA-Level UAV Identity）對(duì)低空飛行器機(jī)實(shí)現(xiàn)可信接入和高效、可靠管理，是整個(gè)低空網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)高效可靠管理的基礎(chǔ)。5G-A系統(tǒng)中已經(jīng)引入無(wú)人機(jī)可信標(biāo)識(shí)技術(shù)。
● 5G-A通感一體化技術(shù)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)檢測(cè)與追蹤、環(huán)境檢測(cè)與重構(gòu)，為低空經(jīng)濟(jì)提供可靠的、增強(qiáng)型解決方案，也是目前5G-A發(fā)展的重點(diǎn)方向。
● 5G NTN 衛(wèi)星通信技術(shù)為低空智聯(lián)網(wǎng)提供全域無(wú)縫的覆蓋，特別是彌補(bǔ)5G地面移動(dòng)通信沒(méi)有覆蓋或難以覆蓋的空域通信需求。
● 低空智聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)性管理技術(shù)，針對(duì)空地融合的低空智聯(lián)網(wǎng)，研究跨域的移動(dòng)性管理方案，包括無(wú)人機(jī)在地面基站之間的移動(dòng)性、無(wú)人機(jī)在地面和衛(wèi)星的移動(dòng)性、低軌衛(wèi)星的高動(dòng)態(tài)移動(dòng)性。
● 高效靈活的無(wú)線自組織技術(shù)，支持低空飛行器群組內(nèi)直接通信，不需要通過(guò)中心化的基礎(chǔ)設(shè)施支持，可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信、無(wú)中心Mesh通信，便于更加快速、便捷、高效地部署，適應(yīng)各種復(fù)雜環(huán)境無(wú)線寬帶傳輸。
● A2X通信技術(shù)可實(shí)現(xiàn)低空交通中各個(gè)飛行器間直接可靠的信息交互，飛行器間兩兩交互包括飛行器精確位置和飛行數(shù)據(jù)（如速度、高度及飛機(jī)是否轉(zhuǎn)彎、爬升或下降等），確保規(guī)避飛行器間碰撞，有效保障飛行安全，有效解決空交通中的安全問(wèn)題和城市空中交通管理問(wèn)題。A2X通信技術(shù)可以通過(guò)C-V2X通信技術(shù)升級(jí)完成，目前中國(guó)信科團(tuán)隊(duì)已經(jīng)布局。
● 構(gòu)建低空智能立體網(wǎng)格安全體系，采用數(shù)字孿生、移動(dòng)通信、大數(shù)據(jù)、AI人工智能等多領(lǐng)域的融合技術(shù)，通過(guò)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)、技術(shù)三者融合，實(shí)現(xiàn)從面向系統(tǒng)的平視管理到面向多維網(wǎng)格的立體管理轉(zhuǎn)變。
● 無(wú)線測(cè)試技術(shù)解決方案，低空智聯(lián)網(wǎng)的立體性、融合性、廣泛性，帶來(lái)了許多新的應(yīng)用場(chǎng)景，需要進(jìn)行針對(duì)性的測(cè)試來(lái)滿足特定的通信需求和應(yīng)對(duì)無(wú)線干擾問(wèn)題，包括移動(dòng)通信測(cè)試、A2X測(cè)試、衛(wèi)星測(cè)試等，來(lái)推動(dòng)低空智聯(lián)網(wǎng)的立體性、融合性、廣泛性應(yīng)用場(chǎng)景通信環(huán)境成熟和發(fā)展，
最后，陳山枝提到，中國(guó)信科將在5G/5G-A移動(dòng)通信、衛(wèi)星通信、A2X（C-V2X）通信、自組織通信等技術(shù)積累與產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)上，通過(guò)發(fā)揮三大核心功能和四大核心競(jìng)爭(zhēng)力，全面支持低空智聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，圍繞低空智聯(lián)網(wǎng)的整體技術(shù)架構(gòu)，進(jìn)行了關(guān)鍵鏈條的產(chǎn)業(yè)布局，護(hù)航低空經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展。
