中国信科陈山枝：低空智联网架构及关键技术

9月4日，2024中国信息通信业发展高层论坛上，中国信科集团副总经理、总工程师陈山枝博士发表了低空智联网架构及关键技术的精彩演讲，对低空智联网的架构和关键技术做了深入浅出的分析。

以下是演讲主要内容：

陈山枝首先介绍了低空经济的机遇与挑战。党的二十届三中全会提出“发展通用航空和低空经济”，给产业届带来的全新的发展机遇。随着低空经济的快速发展、低空飞行器数量不断激增，应对不当，将会出现类似地面交通的交通事故、交通拥堵、能源消耗等问题。而且一旦发生空中交通事故，其严重性与后果远大于地面交通事故。

陈山枝指出，低空飞行场景特征与需求主要包括四个方面：一是空中交通的管理，面对数量庞大的无人飞行器，需要建立高效、安全、统一的空中交通管理体系。二是无人飞行器的飞行安全，飞行器在复杂的交通环境中飞行，可能出现飞行器间的碰撞、与建筑物或其他障碍物的碰撞等风险，需要被有效地规避。三是低空飞行与空中交通的通信。涉及卫星通信、飞行器间通信技术、空对地网络、地对空网络、地面蜂窝网络等技术。四是无人飞行器的感知和数据处理能力。无人机会根据使用用途配备不同的传感器，及时处理从传感器获取的大量数据是一项庞大而复杂的任务。全覆盖的高性能通信网络是无处不在的空中飞行器正常运行的基础保障。

陈山枝讲到，低空经济对网络的通信和感知两个方面具有较高的要求。从通信角度看，要为各种低空应用业务，在低空区域内提供高带宽、低时延、高可靠、广域连续通信能力，满足对飞行控制、以及用户数据的传输需求，典型业务需满足25Mbps的回传要求。从感知的角度看，低空典型业务感知性能要能够对0.1平方米RCS的无人机在1000米范围内实现10~20米精度的感知，并且单个通信小区可以支持32个目标的感知，感知刷新的速率不大于1秒，同时低空感知需具备“无死角、低成本、全天候、高精度”。

基于以上的需求，陈山枝认为要让低空飞行器“通得着、测得准、管得住”，低空网络建设主要面临4大痛点：一是覆盖问题，低空空域高度可达地面以上1000m，需要实现对空立体覆盖。二是传输速率，无人机普遍要求有视频或图片回传，普遍要求在每秒几十到几百兆速率。三是感知受限，低空环境复杂，监管部门难以第一时间发现低空空域中不合理和不合法的飞行行为。四是导航定位问题。低空活动频次高，高密度飞行，导航模式需要更加数字化、精细化，需要通信设施支持。总之，某个单项通信技术难以解决上述问题。

陈山枝提出要研究“异构融合的低空智联网网络架构”，即以5G-A网络和卫星互联网为基础，自组织网络和飞行器间（A2X）通信系统为补充的立体协同覆盖的低空智联网网络架构，形成与地面二维覆盖不同的三维立体覆盖网络，解决低空飞行中的通信、感知、管控以及数据，护航低空经济安全发展。

陈山枝强调，低空智联网本身也是资源受限系统，受到空域资源、网络资源、频谱资源等资源的限制，面临下面六个方面的挑战。1：低空智联网络统一认证、统一管理的问题；2：满足不同飞行速度，特别是高速飞行的移动性管理问题；3：立体通信覆盖带来的无线信号干扰管控和场景感知问题；4：有限的地面、空域和频谱资源协调共用的问题；5：飞行器群组的管理和通信问题；6：大规模低空飞行的安全、效率问题。

陈山枝指出，以下关键技术将助力低空智联网更好的解决以上挑战：

• 低空智联网接入认证技术，通过无人机可信标识（CAA-Level UAV Identity）对低空飞行器机实现可信接入和高效、可靠管理，是整个低空网络实现高效可靠管理的基础。5G-A系统中已经引入无人机可信标识技术。

• 5G-A通感一体化技术实现目标检测与追踪、环境检测与重构，为低空经济提供可靠的、增强型解决方案，也是目前5G-A发展的重点方向。

• 5G NTN 卫星通信技术为低空智联网提供全域无缝的覆盖，特别是弥补5G地面移动通信没有覆盖或难以覆盖的空域通信需求。

• 低空智联网移动性管理技术，针对空地融合的低空智联网，研究跨域的移动性管理方案，包括无人机在地面基站之间的移动性、无人机在地面和卫星的移动性、低轨卫星的高动态移动性。

• 高效灵活的无线自组织技术，支持低空飞行器群组内直接通信，不需要通过中心化的基础设施支持，可实现点对点通信、点对多点通信、无中心Mesh通信，便于更加快速、便捷、高效地部署，适应各种复杂环境无线宽带传输。

• A2X通信技术可实现低空交通中各个飞行器间直接可靠的信息交互，飞行器间两两交互包括飞行器精确位置和飞行数据（如速度、高度及飞机是否转弯、爬升或下降等），确保规避飞行器间碰撞，有效保障飞行安全，有效解决空交通中的安全问题和城市空中交通管理问题。A2X通信技术可以通过C-V2X通信技术升级完成，目前中国信科团队已经布局。

• 构建低空智能立体网格安全体系，采用数字孪生、移动通信、大数据、AI人工智能等多领域的融合技术，通过数据、业务、技术三者融合，实现从面向系统的平视管理到面向多维网格的立体管理转变。

  
  

• 无线测试技术解决方案，低空智联网的立体性、融合性、广泛性，带来了许多新的应用场景，需要进行针对性的测试来满足特定的通信需求和应对无线干扰问题，包括移动通信测试、A2X测试、卫星测试等，来推动低空智联网的立体性、融合性、广泛性应用场景通信环境成熟和发展。

  
  

最后，陈山枝提到，中国信科将在5G/5G-A移动通信、卫星通信、A2X（C-V2X）通信、自组织通信等技术积累与产业基础上，通过发挥三大核心功能和四大核心竞争力，全面支持低空智联网的发展，围绕低空智联网的整体技术架构，进行了关键链条的产业布局，护航低空经济高质量发展。