通感一体化网络护航低空经济腾飞2024.docx

《通感一体化网络护航低空经济腾飞2024.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《通感一体化网络护航低空经济腾飞2024.docx（32页珍藏版）》请在优知文库上搜索。

1、目录-通感一体化是低空经济的重要基础设施二、通感一体化的实现路径与发展现状三、以民航为例：公网+专网+卫星,指挥调度不可或缺四、建议关注五、风险提示1.2 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100om以内的空域,根据不同地区特点和实际需要可延伸至300Om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

2、星通信和定位无人机等关键基础设施形成一个的同的网络系统,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越一体化*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熠强感知能力 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图表3:低空羟济场景中的通成一体化网络架构示意图图表4:中兴通讯通感一体化方案我”来源：中兴通讯.中信隹投1.3 卫星通信和卫星导航是

3、重要的补充手段 卫星是通成一体化网络的重要补充手段,扩展了网络的覆盖范围增强了网络的灵活性和响应速度 卫星通信是一种利用人造地球卫星作为中继站来转发无线电波而进行的两个或多个地球站之间的通信是支撑信息经济的重要基础设施地面基站大多数用光纤来连接,偏远地区的基站由于地理、网络条件原因无法实现,或者投资性价比低当前我国已经具备“天通中星，等高轨卫星通信系统,低轨卫星星座建设工作也已经开后 北斗卫星导航系统具备高精度导航实时定位精确授时等能力,在地基增强系统的服务下可提供亚米纵,厘米级的位置信息2020年7月31日,北斗三号全球卫星导航系统正式开通北斗系统进入全球服务新阶段。截至2022年底国产北斗

4、兼容型芯片及模块销量已累计超过3亿片包括智能手机在内的具有北斗定位功能的终端产品社会总保有量超过12.88亿台（套）。图表5:无人机使用TJ星通信图表6:北斗P星定位索统在无人机集群中的应用货M来照：无人机网格。谓切）.cApCua.fitn1.4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恻联网设备是实现通信功潴的重要环节。5G5.5G技术基于其更强大的通信能力和后续进一步具备的通域一体等能力,有望在低空经济通信环节充当重要角色对应将打开维良物联网模组新的需求空间而通过结合边缘计算能力A1.技术等,蜂寓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

5、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图表8:广和通5G槿组应用于无人机场累网取无人叫聚会.IJZ/熟Rf1.无人Mttii3KrmXWeaHS8JreXB三CJWJ,达无人SRHWEeX-.E.A中信建投证券刈步CHINASJC1.RIIItSJe值产业报.广招期公众号中伯根投-通盛一体化是低空经济的重要基础设施二通感一体化的实现路径与发展现状三以民航为例：公网+专网+卫星,指挥调度不可或缺四建议关注五、风险提示目录图表9:空天地一体化协同感知2.1 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(IntegratedSensingandCommun

6、ication,ISAC)是指用同一张网络实现通信和域知功熊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婚信道状态信息(Channe1.StateInformationCSI)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、eTO1.在低空经济中扮演更要角色利用网络协作通感一体化系统可以对无人机eVTO1.的飞行路径进行监控管制调度助力低空经济的规模发展。僦中信建投

7、证券却I1.VChinasccurities中国通伪学会,中灯窿投2.2 通感一体网络应用场景图表10:通感一体网络应用场景应用场景具体案例局部空间智能家居通过采集室内物品或人类活动影响F的空口信号提取其中的有用感知信息如多普勃特征、幅度、相位变化等配分A1.算法识别人类行为。例如支持病房内病患的呼吸监测、驾帙员闭眼报警、老人跌倒监控等超高精度、全时段监控的应用。智能工厂通感体网络将提供个统一的平台来调度厂区内的机器人、乍辆、货物等单位，通过可管理的方式采集所有单位数据，做出全局最优决策，提升系统运行的可搽作性和沌活性。智怒办公通售体化空口技术的赋铤.可以实现场景内人、设备、环境状态的实时捕捉

8、，提升办公体验，降低办公成本.感知功雄实体可以捕捉办公室内办公者的数量、位置和环境指标.利用通信能力实现灯光、空调及各类办公设备供电的统一谢度,实现能耗的智能管控.智弑医疗通感体化空口设品适宜工作在高频段C通过通信感知监测多项人体指标，呼吸心率等常规项、组织成分分析、光谱楼查等都可无接触式完成.开放空间智慈交通通过多车环境感知数据共享，道路上的驾驶城可以获得其当前位置以及自身视野之外的空间信息，并在此整础上执行导航和路径规划,通感体化路网单元(ROadSideUnit,RSU)具备了部署位置优势和设施智能算力优势,可快速荻取多车的行驶状态井下发控制信息，军新编队借助具备通感体化能力的RSU,可

9、以为车辆编队的自动驾驶控制提供更可靠的服务保障.无人机网络相比对环境光线条件敏感的视觉传感器,无线感知更检定打电,可全天候服务并帮助无人机集群的渝队飞行和碰撞规避。通感一体化设备可极大地精简硬件和节约计算资源,最小化无人机的载荷,增加其机动性、灵活性,降低功耗空天地一体化网络通感体化网络将提供广域快速感知、精准定位的能力。感知范围方面，地面蜂窝网的小范用感知与卫星的大池园感知相互补充，实现感知范阳的灵活调整：移动性方面，高铁等高速移动场景，可借助卫星高达几十到几百公里的粗益他困进行精准定位,中低速移动场景可将感知任务卸载到地面蜂窝网，馒解卫星压力的同时降低网络功耗。置科索衣1.中国移动.中伯*

10、投2.3.1通感一体关键技术.关联信道模型、通感一体波形设计娴信与感知相关联的信道模型：传筑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械性能的关键卷数方面的关联因此通成一体化性转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成知与通信的整体性能，例如在总发射功率和悌均功率比(PAPR)的约束下最小化下行多用户干扰(MUI)加入折中每数来调整成知与通信系统之间优先级此外正交时续空(OrthogOnaITimeFreqUenCySPaCC.OTFS)调制

11、等非传统波形的通感一体化波形设计也受到关注通域一体化波束赋形技术：成知功能需要产生波束扫描效果,以实现更大地围的目标检测；通信功能则通常需要产生IW确对准通信接收方的波束保障可瞳模定的大容更通信massiveM1.Mo天线阵列可以7图表II:通成一体化关联信沮模型(工3、w)C)7A/(J麻中信建投证券/11FCHINASECUftintS米滋：中国通伪学会中整建投CC生大量的正交波束柒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图表12:通越一体化智能波束赋形示意图*MJ体化寿一*IM*A.MfC1.%i4xsKI1.ioy/tES.V1.1.MtoGU2.3.2通感一体

12、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：数据焦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值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。通成一体化抗干扰信号也理技术：通感一体化系统需搭毂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

13、等方式解决图表13:时分频分正交频分与码分多址结构示盒图图表14:新型通成一体化信号系理方法环境信息反馈M1BB一反堰一S*3H8,中田通伯学会,中整修投2.4如何实现通感一体？实现通域一体=移动网核心网均鬻要改造，在接入网方面基站和烬烧需要集成感知收发和必理模块,可以是独立的硬件模块也可以复用通信模块。核心网方面需要引入越知单元负责感知相关的控制平面和数据平面构建通原融合的移动网络存在两种技术路线：技术路线一：在现网架构引入感知能力核心网需引入定位测绘检测识别等功能的感知单元；接入网需要增加基站的通道数与天线阵子数,以提升顾知能力；终端需要升级为通政烬推（增加智能遹信模组）原有网元间接口尽量

14、夏用现有接口，涉及垓知能力的迸行相应升圾使其能够支持感知相关控制信令和数据传输这样可以实现感知能力的快速引入和部署5计前期运营商在试轮网建设阶段采用此方式技术路战二：从网络架构、网元功能、交互悌议等方面进行重新设计构建通原一体化新型无姣网络架构.包括构建物理-数字空间耦合的新型标识模型相比第一种技术路线该技术路线将感知功能和通信功能一体化设计实现各网元间感知能力的协同配合图表15:通感融合的移动网络图表16:宏基站和微基站协同感知图表17:面向大连接的物联网感知我科来网：中国通伪学会,中灯建投2.5通感一体工作模式可以分为独立感知与网络协作，需平衡通信与感知信道资源分配通感一体化的工作模式可分为独立感知与网络协作感知两种独立感知是指由单个基站进行感知即单个基站发送感知信号到达目标进而接收和处理目标反射后的感知回波信号,执行感知测员和估计。协作感知是指使用移动通信网络中大规模部署的节点进行协作与交互一个发射节点复用通信参考信号作为感知信号并将其发射至覆盖区域内时目标会将感知信号反射到多个方向。此时附近多个接收节点可以在不同位置上接收同一目标的反射信号在对各个接收信号进行数据融合处理后可以实现类似于通信中空间分集的接收处理熠益,提升成知精度通信与感知两者实现目标、评价准则、性能边界均不相同依托一张网实现通信与感知融合是运营商希望实现的目标