低空通信网现状与未来布局
2025-06-20 11:29:42
今年以来，我国低空经济发展步伐不断加快，全国多地都在积极推进低空空域管理改革，加速低空经济项目落地。然而在这一片繁荣景象的背后，低空通信网的支撑能力却成为了制约其进一步发展的关键因素。
当前，低空通信仍以视距范围内的点对点通信为主，非授权频段通信技术如WiFi（2.4GHz和5.8GHz）等基本能够满足需求。这些技术主要应用在低空农林植保、行业巡检、勘探测绘等场景，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。而随着低空经济的不断发展，这些传统通信技术已难以满足日益增长的通信需求。
未来低空通信网将以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。这一变革将极大提升低空通信的覆盖范围、连接数量和通信质量，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。
首先，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，导致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信号在反射和散射过程中会泄露到低空环境，造成越区干扰问题严重。这些问题都使得低空5G组网架构及立体覆盖方案的制定变得异常复杂。
其次，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，而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。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。此外，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。
低空5G立体覆盖是实现低空通信网的关键一环。这包括基于公网的波束调优、空地一体化波束配置以及新增对空天线等多种方案。
该方案需要动态调整现有公共基站波束的方向和形状来增强低空无线信号覆盖和通信质量。这一方案可以灵活复用公网资源，节约建设时间，节省建网成本。然而，在地空同频组网模式中需要进一步突破干扰协调技术挑战。
该方案可以同时兼顾对地和对空覆盖性能。通过双层波束设计保持原有对地覆盖波束对齐，降低干扰控制难度。未来空地一体波束的主要演进方向将是自定义波束技术路线。
该方案是对空和对地一体化天线的创新尝试。这种天线在水平方向对空和对地波宽基本一致，满足原有蜂窝网路架构的水平覆盖需求；在垂直方向对空波形匹配空域覆盖特点进行零点填充，保证覆盖的连续性。同时，新型低空天线还具备空地波束功率分配功能，可在对空和对地波束之间进行覆盖能力的调整。
低空5G虚拟专网是基于5G公网实现的低空覆盖网络，包括异频组网和同频组网两种策略。异频组网将5G现网可用频率划分为低空服务频率和地面服务频率，分别服务低空和地面用户。
这一方案在参数配置、移动性、互操作性、资源调度等方面更加灵活，但会对地面网络的服务能力产生影响。同频组网则使用与地面公网相同的频率，需为低空用户组和地面用户组构建差异化配置。这一方案可以通过独立的低空SSB频点构建虚拟低空专网，但需研究对原有地面网络的影响。
除了低空5G虚拟专网外，还可以考虑新建低空5G专网。这种网络使用与地面公网频率不同的专用频率构建对空覆盖的网络，满足更高飞行高度的通信需求。新建低空5G专网使用频率与地面公网频率不同，且新建基站设备优先选择垂直波宽较大的AAU设备或者对空天线，以保障对空立体覆盖能力。
这一方案虽然建网成本较高，但可以降低对地面的影响，并提升低空通信的稳定性和可靠性。
此外，还可以考虑利用430MHz和1.4GHz等频段进行非5G低空专网组网。这种方案具备较大的灵活性，可以针对低空业务需求进行定制化研发，包括底层通信协议、组网方案等。在较低通信速率需求的场景，可以达到较远的覆盖能力；同时该频段的干扰较小，通信稳定性具备优势。
低空应用具有高度、应用和机型三种叠加属性，因此低空网络需与地面用户进行差异化系统策略配置。这包括移动性策略、系统互操作策略、资源调度、干扰控制等方面的差异化配置。对于新建低空专网而言，与原有公网之间的互操作策略同样需要差异化配置。
在同一空间内，不同业务具有不同的QoS要求；同时不同飞行航线等受到空间电磁环境影响较大。因此需要依据不同飞行航空器配置不同的QoS保障策略。关键技术能力包括低空移动性增强策略、调度资源优化、干扰抑制以及改善升、终端节能等。
低空通信网的发展是低空经济蓬勃发展的有力支撑。面对当前存在的挑战和机遇，我们需要不断创新和完善低空通信网络的技术和产业能力。通过加强跨行业协同、推动技术创新和产业升级等方式，我们可以打造更加高效、稳定、可靠的低空通信网络体系。未来已来，让我们携手共进，为低空经济的繁荣发展贡献智慧和力量！
注1：本文所述内容仅供参考，具体技术细节和实施方案需根据实际情况进行深入研究和分析。
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