低空通信网产业发展趋势与面临挑战
思瀚产业研究院    2024-12-10

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；

在低空物流运输、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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