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低空经济中的通感一体化技术

 雪狼绵羊 2024-06-21 发布于江苏
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|通感一体化技术

通感一体化技术是低空经济中的一个重要发展方向,它将通信和感知功能深度融合,为低空经济的发展提供了强有力的支持。这种技术通过集成通信基站、卫星通信和定位、无人机等关键基础设施,形成一个协同的网络系统,提供无缝的通信和高精度的感知服务。在低空经济中,通感一体化技术主要用于低空安防、无人机监管等方面,为低空经济领域的应用提供全方位支持。

具体来说,通感一体化技术通过大规模天线阵列等技术实现对低空区域的网络覆盖,利用基站可组网的特性为低空提供稳定、连续、高速可靠的无缝覆盖通信网络。实现信息的可通达、可计算和可运营,进而将监管、防御、通讯等功能融为一体。

此外,通感一体化技术还能通过基站内的算力资源,实现感知数据的计算,包括感知计算、目标识别、轨迹预测、监测控制和视频处理等,并将感知数据共享给低空管理平台。这使得5G基站不仅能提供低空通信,还能具备定位、导航、轨迹监测等能力。

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通感一体化技术的核心在于通过软硬件资源的共享或信息的共享,实现通信功能与感知功能的深度协同。在组网架构方面,通感一体化主要包括网络大脑、感知控制、通信控制、计算控制以及用户控制等多个功能实体。同时,还包括了计算节点、通信节点、感知节点以及终端节点等重要的资源实体。

在低空经济的发展中,通感一体化技术具有广泛的应用前景。例如,在智慧低空和智慧交通领域,通感一体化技术能够实现对道路环境的全面感知,高效构建高精地图;在智慧低空场景中,通感一体化技术则能对空域进行多角度的全面感知,实现无人机入侵的有效监测。此外,通感一体化技术还能支持多目标探测和跨区域完整航迹的连续跟踪与上报,为低空安防等低空经济领域的各类应用提供技术和网络支持,推动低空经济规模化发展。

通感一体化技术是低空经济中不可或缺的一部分,它通过融合通信和感知功能,为低空经济的发展提供了强大的技术支撑和应用前景。

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|应用与运行

通感一体化技术通过部署大规模天线阵列等方式,实现对低空区域的网络覆盖。利用基站的可组网特性,为低空作业提供稳定、连续、高速且可靠的无缝覆盖通信网络。同时,AAU(有源天线)具有感知信号自发自收、高效组网、多波束融合等特性,能够实现无盲区感知。不仅极大地提升了对“低小慢”目标的主动发现能力,还有效增强了低空监管部门的监管手段,为低空经济的发展提供了有力支撑。

通感一体化技术在低空经济中的应用是多层次、多维度的,它通过在不同高度层次部署相应的技术解决方案,为低空飞行活动提供了全面的支持。这种技术的应用不仅体现在低空安防、航路保护和飞行管理等方面,还细分为针对不同商业需求的低空应用层面。

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在100米以下的低空,通感一体化技术主要用于低空安防,通过实时监测和感知,确保低空飞行的安全。这一层面的应用对于监控低空区域的飞行活动至关重要,能够有效预防和应对潜在的安全威胁。

随着高度的增加,通感一体化技术在300米的航路保护层面发挥作用,确保航线的清晰和安全,防止飞行冲突。这一应用层面对于维护低空飞行秩序、提高飞行效率具有重要意义。

进一步地,在600米的高度,通感一体化技术能够精确记录飞行轨迹,为飞行管理提供详尽的数据支持。这不仅增强了飞行管理的准确性,还为飞行安全提供了额外的保障。

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此外,通感一体化技术的应用还被细分为三个层面,以满足不同商业化应用的需求:

1. 120米以下低空:这一层面主要满足外卖配送、无人机配送等商业化应用,提高了配送效率和响应速度,为城市生活带来了便利。

2. 120-300米低空:在这一高度范围内,通感一体化技术支持空域物流运输,如顺丰丰翼等打造的快速配送网络,为物流行业提供了新的解决方案,提高了物流效率。

3. 300-600米低空:这一层面助力构建15分钟经济生活圈,支持城际飞行等应用,推动了区域经济的发展和互联互通,为城市间的快速交通提供了可能。

通过这种一体化的技术和多层次的应用,通感一体化技术不仅提高了低空作业的安全性和效率,还为低空经济带来了新的商业模式和应用场景。

与传统地面雷达相比,通感基站具有诸多优势。通过5G 多基站协同探测方式,可以缩小感知盲区,实现整个区域的全覆盖,同时干扰也较小。在成本方面,通感基站无需单独建设基础设施,只需增加一个面向空域的通信基站即可,部署速度快且经济高效。当然,基站和雷达在频谱资源上存在一定的争夺,但最终还是以运营商的方式来解决。

目前,通感一体技术已经取得了一些重要的实现指标。在感知距离方面,采用高频段技术,感知距离可以达到1公里以内,完全覆盖600米的低空空域。在感知精度方面,已经达到分米级水平,且在后续优化中还有望进一步提升。

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|5G 通感一体基站

5G 通感一体基站正逐渐成为低空经济发展的关键基础设施。相较于传统的5G和4G基站,5G 通感一体基站带来了诸多显著的变化。

首先,频段方面的革新使得5G 通感一体基站能够实现更高精度和更高传输效率。传统基站频段主要集中在2.6G-3.5G,而5G 通感一体基站则采用了新频段,这不仅提升了通信质量,还为各种应用提供了更广阔的空间。

其次,网络架构的变革也是5G 通感一体基站的一大特点。传统基站直接连接BBU,而5G 通感一体基站则在基站侧加入了算控单元,使得信息能够得到初步处理,进一步提升了处理速度和效率。

此外,5G 通感一体基站还采用了更多的通道数,实现了更大传输流量的上下行。传统5G基站最高为单向64通道,而5G 通感一体基站则达到了128通道,处理速度和效率得到了大幅提升。同时,基站的面的数量也根据实际覆盖情况进行了增加,进一步提升了基站的整体性能。

这种变革不仅带来了硬件方面的增加,更推动了相关产业链的发展。随着通道数的增加,天线振子、滤波器和功放等元器件的数量和价值量也相应提升。供应商方面,飞荣达、灿勤科技、中电十三所和苏州能讯等企业都在各自领域发挥着重要作用。

其中,天线振子作为信号整形与方向控制的关键部件,其价值量提升幅度最大。新方案采用的注塑模子振子减少了介质损耗,提升了天线增益,进一步增强了天线的性能。

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在运营商方面,尽管CAPEX减少,但5.5G的推出仍然具有重要意义。作为一个ToB的方案,5.5G主要面向企业用户,通过提供高效的通信服务来推动低空经济的发展。政府还提供了政策补贴,鼓励企业如顺丰、美团、大疆等开拓航线,进一步促进了5.5G基站的建设和应用。

此外,通感一体基站对于天气感知能力也表现出强大的优势。通过信号本身就可以感知天气状况,对极端气候也能直接报警。虽然目前对于临时风向变化的感知还存在一定挑战,但通过接入气象雷达等方式,可以实现更好的互联互通。

随着低空经济的不断发展,地方政府也将逐步建设专门的控制中心来支持通感一体基站的管理和运营。这将为低空经济的健康发展提供有力保障。

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|未来发展的重要方向和突破

1. 5G-A通感一体低空连续组网: 最近,福建移动与华为合作完成了全球首个5G-A通感一体低空多站连续组网的通感能力验证。这一成果不仅展示了5G-A技术在低空经济中的巨大潜力,也标志着网络规划和优化工作首次进入低空领域。

2. 多目标探测和连续跟踪: 5G-A技术能够实现对多目标探测、无人机跨站跨小区完整航迹的连续跟踪与上报,以及低空空域的防护和预警。这些功能对低空安防和无人机监管至关重要。

3. 智慧低空与通感一体化技术: 在黑龙江省亚布力旅游度假区,中国移动与中兴通讯合作完成了黑龙江省首个5G-A通感一体组网验证。这一技术在边境安防、水域检测、车路协同等领域都将有着广泛的应用前景。

4. 低空通感验证与5G-A技术: 广东联通与中兴通讯在深圳宝安欢乐港湾开展了低空通感验证,利用5G-A通感一体基站实现载人航空器轨迹感知。这一技术在低空经济发展中,特别是在无人机的识别、定位、导航、监控方面,具有重要意义。

5. 5G-A商用验证与技术创新: 广州电信与中兴通讯在广州中轴线完成了多项5G-A商用技术落地,包括3CC(三载波聚合)和RedCap(5G轻量级连接)。这些技术将进一步推动5G-A技术在低空经济领域的应用和发展。

6. 跨海航线低空覆盖: 中国移动在舟山与上海之间实现了全球首次百公里级5G-A通感一体跨海航线低空网络覆盖。这一技术使得无人机能够跨海实现百公里以上的精确飞行,为低空物流航线提供了坚实的网络保障。

综上所述,通感一体化技术在低空经济中的未来发展将主要围绕5G-A技术的创新应用,包括连续组网、多目标探测、智慧低空应用、商用验证和技术创新,以及跨海航线低空覆盖等方面。随着这些技术的不断发展和应用,通感一体化技术将在低空经济领域发挥越来越重要的作用。

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