5G-A通感一體網(wǎng)絡(luò)賦能低空經(jīng)濟(jì)1、什么是低空經(jīng)濟(jì)低空經(jīng)濟(jì)的官方定義是：以各種有人駕駛和無人駕駛航空器的各類低空飛行活動(dòng)為牽引，輻射帶動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域融合發(fā)展，所形成的綜合性經(jīng)濟(jì)形態(tài)。也就是說，低空經(jīng)濟(jì)，既包括無人機(jī)，也包括有人機(jī)。低空有人機(jī)，因?yàn)榧夹g(shù)和安全等條件尚不成熟，目前還沒有規(guī)模商用。來百度APP暢享高清圖片2、低空飛行器當(dāng)前面臨的通信網(wǎng)絡(luò)痛點(diǎn)由于低空空域高度可達(dá)地面以上1000m，而現(xiàn)有傳統(tǒng)的無線通信網(wǎng)絡(luò)（4G/5G網(wǎng)絡(luò)）的有效覆蓋高度大致為150m左右，所以通信基礎(chǔ)設(shè)施需要進(jìn)一步突破和完善，最終可通過建設(shè)專用通信鏈路/網(wǎng)絡(luò)、5G-A通感一體化網(wǎng)絡(luò)、未來的低軌衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)來解決。目前而言，最快速、便捷的網(wǎng)絡(luò)模式便是5G-A網(wǎng)絡(luò)。也就是需要建設(shè)覆蓋全域的多方位多模態(tài)的通信、導(dǎo)航和監(jiān)測(cè)等信息基礎(chǔ)設(shè)施，將低空空域和飛行器信息數(shù)字化進(jìn)行智能化處理，對(duì)低空所有飛行器的精細(xì)化監(jiān)測(cè)、識(shí)別、定位和報(bào)送，以及為空中人員提供網(wǎng)絡(luò)通信。低空無人機(jī)主要感知應(yīng)用場景如下：無人機(jī)通過基站定位來避障無人機(jī)通過基站監(jiān)測(cè)飛行入侵通過基站進(jìn)行飛行路徑管理和感知3、5G-A通感一體基本原理及模式5G-A基站分析無線電波的直射、反射、散射等特性，對(duì)目標(biāo)或環(huán)境信息等進(jìn)行測(cè)距、測(cè)速、測(cè)角、檢測(cè)、識(shí)別、環(huán)境重構(gòu)等，實(shí)現(xiàn)對(duì)低空所有飛行器的精細(xì)化監(jiān)測(cè)、識(shí)別、定位和報(bào)送?；靖兄?GPP國際標(biāo)準(zhǔn)化組織研究并定義了以下6種感知模式：基站六種感知模式定義目前，5G-A使用的是“Mode1基站自發(fā)自收”,即基站向感知目標(biāo)發(fā)送感知信號(hào)，并基于感知信號(hào)回波對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行感知。該模式下單設(shè)備完成感知信號(hào)的發(fā)射及接受，組網(wǎng)靈活性高，是當(dāng)前業(yè)界的技術(shù)實(shí)現(xiàn)主要方向。4、5G-A通感一體提供面向低空應(yīng)用的信息服務(wù)能力為實(shí)現(xiàn)對(duì)無人機(jī)的有效管理，需要監(jiān)管者能在任何時(shí)間任何地點(diǎn)與任何無人機(jī)保持低時(shí)延的雙向通信，以保證監(jiān)管者對(duì)無人機(jī)能看得見、叫得到、管得住。為實(shí)現(xiàn)相關(guān)目標(biāo)，業(yè)界提出了面向低空經(jīng)濟(jì)應(yīng)用的信息基礎(chǔ)服務(wù)能力網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。該結(jié)構(gòu)中間層為通感算一體化，可為無人機(jī)等提供飛行監(jiān)管、全生命周期管理等服務(wù)能力。向下對(duì)接制造商、

應(yīng)用能力提供商等，向上與監(jiān)管方、運(yùn)營方交互，并賦能行業(yè)用戶以多種應(yīng)用、數(shù)據(jù)、管理信息等能力。服務(wù)能力網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)4.1、全生命周期身份管理服務(wù)統(tǒng)一身份認(rèn)證能力?？梢杂行岣邿o人機(jī)的安全性、可管理性和可追溯性，是構(gòu)建無人機(jī)全生命周期高速信息通道的關(guān)鍵。身份信息統(tǒng)一認(rèn)證流程包含了注冊(cè)、分發(fā)、認(rèn)證和權(quán)限管理四個(gè)環(huán)節(jié)，分布在無人機(jī)的研發(fā)制造、認(rèn)證適航、流通運(yùn)行和監(jiān)管服務(wù)的全生命周期，支持隨時(shí)隨地獲取無人機(jī)的身份、所屬權(quán)、運(yùn)營人等諸多信息。無人機(jī)統(tǒng)一身份的認(rèn)證與適航4.2、智能輔助決策服務(wù)協(xié)調(diào)多個(gè)無人機(jī)的任務(wù)分配、路徑規(guī)劃和數(shù)據(jù)的傳輸，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)的整體監(jiān)控、任務(wù)調(diào)度和資源管理。在無人機(jī)通信中，網(wǎng)絡(luò)資源包括無線頻譜、帶寬、信道等。通過動(dòng)態(tài)路由選擇，可以根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)資源的利用情況和無人機(jī)的通信需求，實(shí)時(shí)調(diào)整通信路徑，選擇最優(yōu)的路由方式，使得各個(gè)無人機(jī)之間的通信負(fù)載均衡，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源。無人機(jī)動(dòng)態(tài)路由分配4.3、安全管理及定位追蹤能力1）鑒權(quán)授權(quán)：UAV

在啟用

UAS

服務(wù)連接之前，

3GPP

系統(tǒng)可依托于成熟的安全管理機(jī)制實(shí)現(xiàn)對(duì)UAV

的接入或通信的授權(quán)，

即

USS

在

3GPP

系統(tǒng)的支持下，

通過

UUAA

過程進(jìn)行認(rèn)證和授權(quán)。2）位置追蹤：基于

5G

網(wǎng)絡(luò)能力可實(shí)現(xiàn)對(duì)單個(gè)

UAV

或指定區(qū)域內(nèi)無人機(jī)設(shè)備位置信息的實(shí)時(shí)獲取。無人機(jī)追蹤4.4、網(wǎng)絡(luò)AI輔助無人機(jī)監(jiān)管1）無人機(jī)業(yè)務(wù)質(zhì)差智能保障：面向無人機(jī)高清視頻傳輸和通信業(yè)務(wù)的大帶寬、低時(shí)延特性，通過NWDAF對(duì)無人機(jī)數(shù)據(jù)的全面收集和分析，可主動(dòng)發(fā)現(xiàn)質(zhì)差無人機(jī)（通信服務(wù)質(zhì)量差的無人機(jī)），對(duì)其進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的重點(diǎn)保障

。2）無人機(jī)飛行軌跡智能分析：NWDAF可根據(jù)

AMF

或應(yīng)用平臺(tái)系統(tǒng)獲取無人機(jī)的歷史TA

或

cell

信息及其時(shí)間

戳、歷史地理區(qū)域及其時(shí)間戳等信息，進(jìn)行無人機(jī)的位置統(tǒng)計(jì)分析及未來位置預(yù)測(cè)，給出智能化的軌跡分析。無人機(jī)業(yè)務(wù)質(zhì)量保障5、5G-A通感一體系統(tǒng)及架構(gòu)5.1、核心網(wǎng)集中感知計(jì)算結(jié)構(gòu)在廣域場景下，通感算融合需要考慮在較大的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)通信和感知業(yè)務(wù)，因此需要考慮可以兼顧移動(dòng)性的要求下在較高的層次的核心網(wǎng)網(wǎng)元上部署感知處理網(wǎng)元。下面給出一種將感知網(wǎng)元放置在AMF，當(dāng)然也可以考慮放置在AMF后面的核心網(wǎng)網(wǎng)元。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如下所示：核心網(wǎng)集中感知計(jì)算結(jié)構(gòu)該網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)傳輸時(shí)延及業(yè)務(wù)處理時(shí)間長，無法滿足實(shí)時(shí)圖像渲染、軌跡描繪等。低空安防等場景關(guān)注數(shù)據(jù)安全，信息進(jìn)入傳輸鏈路存在風(fēng)險(xiǎn)。5.2、本地邊緣感知計(jì)算架構(gòu)本地邊緣感知計(jì)算架構(gòu)主要是適用于園區(qū)等較為封閉和業(yè)務(wù)本架構(gòu)將感知網(wǎng)元進(jìn)行相對(duì)集中的場景。在本架構(gòu)下，可以考慮核心網(wǎng)網(wǎng)元下沉，可以按照需求將

UPF等網(wǎng)元或整個(gè)局域核心網(wǎng)一起下沉，實(shí)現(xiàn)低延時(shí)高可靠的要求。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如下所示：本地邊緣感知計(jì)算架構(gòu)該網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)：感知計(jì)算、呈現(xiàn)功能在基站側(cè)實(shí)現(xiàn)，BBU插入算力板卡，本地完成圖像渲染、軌跡計(jì)算描繪等功能，時(shí)延小，安全性高，易與本地平臺(tái)對(duì)接。5.3、無線側(cè)（AAU+BBU）無線側(cè)通感一體化AAU設(shè)備，使用超大規(guī)模天線陣列提升覆蓋能力，而BBU通過增加單板快速部署方式，實(shí)現(xiàn)通信和感知需求。6、5G-A低空多小區(qū)組網(wǎng)感知驗(yàn)證測(cè)試4