2024年通信行业专题报告：通感一体化网络，护航低空经济腾飞

一、通感一体化是低空经济的重要基础设施

政策推动低空经济发展

2024年3月27日，工信部等四部门联合发布《通用航空装备创新应用实施方案（2024-2030年）》。方案指出，聚焦无缝通信与监视、 数字导航、智能化空域管理等，发挥低空智联网技术联盟作用，配合推动低空智联网体系布局。 

推动智能高效新型运行服务体系建设。加快5G、卫星互联网等融合应用，支持空天地设施互联、信息互通的低空智联网技术和标准探 索。动试点地区政府与企业在低空监管服务基础设施、网络规划建设等方面协同，促进三维高精地图、气象数据、通信导航等公共信 息开放。鼓励企业建设智能调度、动态监测、实时情报服务等为一体的飞行服务系统。

推动新型基础配套设施体系建设。鼓励地方政府将低空基础设施纳入城市建设规划，加强与城市运输系统连接。支持探索推进楼顶、 地面、水上等场景起降点建设试点，完善导航定位、通信、气象、充电等功能服务，形成多场景、多主体、多层次的起降点网络。

低空经济存在广泛的商业化应用前景。例如，在城市监控方面，无人机可以搭载感知设备，实时传输视频和图像数据，帮助城市管理 者进行交通监控、应急响应等工作。在农业领域，无人机可以进行作物监测、病虫害防治，提高农业生产效率和质量。

低空经济发展离不开通信、感知网络，通感一体化是5.5G和6G的演进特征

低空空域通常是指距地平面垂直距离在1000m以内的空域，根据不同地区特点和实际需要可延伸至3000m以内的空域，以垂直起降型 飞机和无人驾驶航空器为载体进行低空作业。针对低空通信，由于低空飞行器智能化水平的提高，需要更高带宽对更广泛的飞行数据 提供支持；针对低空感知，需要利用通信基站或卫星等设施来提高感知定位的精度。

通感一体化技术是将通信与感知功能融合的创新方案，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感知服务，支持低空经济领域的各种应用。关键是能够主要依靠一张网解决通信感知问题。

5.5G和6G演进的核心特征之一就是通感一体化。传统的通信基站可以提供高速率、高可靠的通信手段，感知能力尚不足，无法完全对 低空经济活动进行支撑，而5.5G基站通过频率提升、天线和射频通道数量增加等方式，提升通信性能的同时增强感知能力。

除此之外，基于通信感知信息的专网通信设备和指挥调度系统，也将在低空基础设施中发挥重要作用。

物联网模组：低空经济发展将带来新增需求拉动

在低空经济场景中，端侧联网设备是实现通信功能的重要环节。 5G、5.5G技术基于其更强大的通信能力和后续进一步具备的通感一体等能力，有望在低空经济通信环节充当重要角色，对应将打开蜂 窝物联网模组新的需求空间，而通过结合边缘计算能力、AI技术等，蜂窝模组将进一步提升附加价值。以无人机场景为例，内置5G模 组的无人机结合GNSS定位技术，可提前进行飞行路线规划，实现广覆盖、低成本的视频数据和遥感数据的采集。

二、通感一体化的实现路径与发展现状

通感一体化可以用一张网络实现通信和感知功能

通感一体网络（Integrated Sensing and Communication, ISAC）是指用同一张网络实现通信和感知功能，整个通 信网络可以作为一个巨大的传感器，通过从无线信号中 获取距离、速度、角度信息，可以提供高精度定位、手 势捕捉、动作识别、无源对象的检测和追踪、成像及环 境重构等广泛的新服务 。另一方面，感知所提供的高精 度定位、成像和环境重构能力可以帮助提升通信性能， 例如波束赋形更准确、波束失败恢复更迅速、终端信道 状态信息（Channel State Information，CSI）追踪的开 销更低 ，实现“感知辅助通信”。

政策高度重视低空经济，无人机、eVTOL在低空经济中 扮演重要角色，利用网络协作通感一体化系统可以对无 人机、eVTOL的飞行路径进行监控、管制、调度，助力 低空经济的规模发展。

通感一体关键技术-关联信道模型、通感一体波形设计

通信与感知相关联的信道模型：传统通信信道模型与感知信道模型互相独立，不能反应通信单径传播与感知反射两径传播在传播时延、距离与幅度相位衰 落等影响通感性能的关键参数方面的关联。因此，通感一体化性能分析与物理层设计需要新型的通感一体化关联信道模型。

通感一体化波形设计：通感联合的一体化波形设计可以提供额外的灵活性和自由度，提高感知与通信的整体性能。例如，在总发射功率和峰均功率比（ PAPR）的约束下最小化下行多用户干扰（MUI），加入折中参数来调整感知与通信系统之间优先级。此外，正交时频空（Orthogonal Time Frequency Space, OTFS）调制等非传统波形的通感一体化波形设计也受到关注。

通感一体化波束赋形技术：感知功能需要产生波束扫描效果，以实现更大范围的目标检测；通信功能则通常需要产生精确对准通信接收方的波束，保障可 靠稳定的大容量通信。massive MIMO天线阵列可以产生大量的正交波束集，可以通过对波束方向的调控实现在相同或不同方向上通信和感知双重功能。

通感一体关键技术-空分多址接入、干扰管控

通感联动的多址接入技术：数据链路层的多址接入技术是指多个用户接入一个公共的传输媒介进行相互通信时，需要赋予每个用户的 信号不同的特征，以区分不同的用户。随着 mMIMO 技术的发展，移动网络具备基于波束方向的多用户传输能力。进而提出了基于空 分多址的SDMA 技术，可利用正交的空间波束集为多个不同方向的用户发送信息。发射端通过接收感知回波信号实现对接收端位置的 探测与追踪，提升通信节点的空分多址接入效率。

通感一体化抗干扰信号处理技术：通感一体化系统需搭载一副持续接收感知回波信号的阵列天线以及另一副随上下行通信需求切换收 发状态的阵列天线，双天线之间存在干扰，可以采用物理隔离、数字自干扰消除等方式解决。

太赫兹：通感融合下一阶段，或提供毫米级高清成像

太赫兹位于毫米波和红外频率之间，具有毫米级甚至亚毫米级波长，与其他低频无线电波一样，太赫兹可以穿透某些障碍物，在多种 天气和亮度条件下实现高精度传感。太赫兹可实现大于5 GHz的移动频段分配，这将提供更精确的距离分辨率。在短距离通信中，太 赫兹级超大带宽还将实现Tbps级数据传输速率，除了可以提供高通信吞吐率，还可以提供高感知分辨率（20mm以下精度），因此太 赫兹通感一体化研究极具吸引力。

三、以民航为例：公网+专网+卫星，指挥调度不可或缺

通信、导航、监视系统是空管系统重要组成

民航空中交通管理系统的核心是空管系统，高效的空管系统也同样将是低空经济发展的保障。 参考莱斯信息招股说明书，空管系统完整的描述是通信、导航、监视与空中交通管理系统，简称 CNS/ATM 系统，包括空中交通管理 系统、通信系统、导航系统、监视系统等。通信、导航、监视系统是空管系统重要组成，是低空经济发展的重要保障。

通信系统：专网+卫星+公网多重部署结合实现更好覆盖

通信是低空经济中非常重要的环节，包括安全通信和宽带通信需求等方面。 参考民航领域，通信技术在民航领域主要有以下四类典型应用场景：一是机场空侧场面区域面向航空器、车辆的移动通信；二是机场 陆侧航站楼区域面向旅客的移动通信应用；三是航路飞行阶段航空器与地面进行数据通信的空地数据链路；四是航路飞行阶段面向航 空器后舱的空中互联网应用及面向航空器前舱的辅助管理应用。 目前民航系统来看，多以安全通信专网方式部署，搭配卫星通信，以及宽带互联网场景引入公网方式，进一步发挥各种通信方式的特 征实现更好的覆盖。

通信系统：VHF甚高频通信系统

VHF甚高频通信系统：主要应用包括话音通信和数据链通信。地空语音通信中，VHF本地台用于机场、进近（终端）管制区的通信和 管理，远端遥控台用于区域管制。地空数据链通信则用于机场内替代话音通信以及航务管理通信，数字放行系统是替代话音通信的典 型应用，增加了报文服务信息、管制员与飞行员自由信息等；航务管理通信用于航空器向航空公司下传发动机状态、当前位置等。

参考中国民用航空华北地区空中交通管理局天津分局信息，天津分局主用甚高频通信系统位于东区航管楼，采用16信道设计，其中发 射天线位于航管楼顶，接收天线位于塔台顶，为4根共用天线，HF收发信机为OTED100型电台，工作频率为118.000-136.975MHz，频 率间隔为25kHz。

导航系统：多以组合导航形式，北斗纳入全球民航标准

导航系统同样至关重要。导航的基本作用是引导飞机安全准确地沿选定路线、准时到达目的地，为空域提供基准，确定空域、航线的 关键位置点。参考民航领域，主要导航技术分为自主式导航和他备式导航，他备式导航可分为陆基导航和星基导航。当前多采用组合 导航方式，INS自主式导航与卫星导航、VOR/DME、气压高度表等一起构成组合导航系统。  中国民航报消息，《国际民用航空公约》附件10最新修订版正式生效，其中包含了北斗卫星导航系统标准和建议措施，标志着北斗系 统正式加入国际民航组织（ICAO）标准，成为全球民航通用的卫星导航系统。

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编辑：火腿肠