低空经济和通感一体

Bolinna

低空经济 和 通感一体 值得关注

年初这段时间，中央和地方开了很多会，规划部署今年的工作。在这些会议上，有一个新词，频繁出现，那就是 低空经济 。
包括重庆、四川、浙江、安徽、深圳等在内的多个省市，纷纷提出 要积极布局低空经济，建设低空经济示范区，拓展低空产品和服务应用场景 。全国范围内，目前已经有十多个省份，将 低空经济 、 通用航空 等相关内容写入政府工作报告。
那么，究竟什么是 低空经济 呢？
通信行业今年马上要搞5G Advanced（5G A ）。 5G A 里面有一个 通感一体，经常和 低空经济 放在一起讨论。它们之间，又是什么关系呢？

什么是低空经济

很多人一提到低空经济，就会想到无人机。
其实，低空经济并不能和无人机经济划等号。
低空经济的官方定义是：以各种有人驾驶和无人驾驶航空器的各类低空飞行活动为牵引，辐射带动相关领域融合发展，所形成的综合性经济形态。
也就是说，低空经济，既包括无人机，也包括有人机。低空有人机，因为技术和安全等条件尚不成熟，目前还没有规模商用。所以，我们现在讨论低空经济，主要还是集中在无人机应用上。
低空或超低空无人机，目前比较多见。
低空经济并不仅仅包括航空器（飞行器）本体的研发、制造和销售。
一般来说，围绕低空飞行的制造、飞行、保障、综合服务等四大板块，都属于低空经济产业链。
低空经济的价值在于：它在传统地面空间和中高空空间、太空空间的基础上，挖掘了一个新的空间范围，加以利用，并形成产业。
这些年，大家应该也看到了，无人机在各个行业领域大放光彩。
不管是娱乐拍摄等个人用途，还是物流运输、文化旅游、交通治理、农林防护、应急救援、医疗救护、警务安防、政务飞行等行业用途，都有大量的无人机应用案例。

无人机配送快递
无人机的低空、低速、可悬停、低成本、小型化 特性，弥补了地面运输工具和传统飞机的不足，实现了 花小钱、办大事 ””，受到了用户和市场的广泛欢迎，普及速度不断加快。
在这样的背景下，政府给予高度重视，专门提出了低空经济 这个概念。
按有关部门的说法，低空经济属于新质生产力，是战略型新兴产业，是国家未来重点发展的方向。

什么是通感一体

再来说说通感一体。
发展低空经济，最重要的是安全。毕竟走在路上，谁也不希望天上突然两架无人机相撞，然后砸在自己的头上。
而且，万一有黑飞 ，从事非法活动，也会带来极大危害。
对飞行器进行监管，传统的办法主要是：依靠制定法律法规，设定禁飞区，进行飞行申请等。
对飞行器进行跟踪和探测，最有效的方法，是雷达。
雷达（Radar）
雷达对于民航飞机这种中高空飞行器，是很有用的。但是，对于低空飞行器，雷达存在不足。
首先，低空的建筑物或障碍物较多，雷达会存在大量盲区。
其次，雷达的功率高，在居民区大量布设，存在很多不便。
第三，针对低空飞行，新建大量雷达站，会带来巨额成本。
于是，我们开始探索一种新的手段，专门针对低空飞行进行探测和管理。这个手段，就是通感一体 。
通感一体，也叫通信感知一体化，英文名是（Integrated Sensing and Communication ISAC 艾萨克）。
针对通感一体的研究，多年之前就已经开始了。早几年的时候，我们将通感一体作为6G 的主要研究方向。没想到，在外部需求的推动下，这项技术变成了 5G A 的关键技术，提前和我们见面。
那么，什么是通感一体呢？
简单来说，就是基于我们现在的蜂窝移动通信网络（通信能力），叠加上类似雷达的功能（感知能力），对周边的无人机、汽车或轮船等物体进行探测跟踪。
换言之，通信塔，变成了通信雷达多功能塔，更加强大。
使用基站进行感知，从技术的角度来说，并不难实现。
我们现在的通信，都是基于无线电磁波进行通信。而雷达的基本原理，也是基于无线电磁波。
发射无线电磁波信号，碰到物体，信号会反射。通过三角测量和综合计算，可以得到物体的距离和位置信息。
通过单位时间差的持续探测，可以得到物体的速度信息。
这些年，很多室内定位技术，也都是基于无线通信技术，例如（UWB Ultra Wideband ，超宽带）、 Wi Fi 、蓝
牙等。
蜂窝移动通信在室外拥有优势，所以，非常适合室外低空飞行器的探测。
针对前面提到的传统雷达方案缺陷，通感基站的优势明显：
首先，基站在城市里到处都是，且位置都不错，不需要重复建设，节约了大量的资金。
其次，基站通感一体的无线信号发射功率极低，不会对居民健康造成影响。
第三，基站通感一体，使用的都是已授权的通信频段，不需要另外划分频段，节约了宝贵的频谱资源。

通感一体的技术挑战

通感一体的技术原理看上去很简单，但实际上，真正想要实现预期效果，技术挑战还是非常大的。
传统蜂窝移动通信网络主要覆盖地面，网络规划和优化也面向地面室外用户和建筑物室内用户。
想要实现通感探测，并不是简单调整基站天线的朝向就可以实现的。网络首次面向低空场景，相关的网规网优思路完全不同。
5G
A 的通感一体，需要自身 AAU （有源天线）能够提供独立的对地、对空波束。既包括通信波束，也包括感知波束。
感知波束增加了系统的设计难度和业务压力。感知波束的宽度、数量和方向动态可调，可通过数千种包含方位角、下倾角、波束宽度、波束数量等参数的权重组合，生成海量的波束 Pattern ，来满足不同场景的通感需求。
如何对基站高度、下倾角等参数进行规划，建立合适的 RF 模型，实现最优参数组合，是通感一体的主要挑战之一。
通信系统主要是采用连续波。而雷达既有连续波，也有脉冲波（周期性发送）。如何做好波形设计，如何优化帧结构，如何对时隙进行合理分配，也是需要充分考虑的。
此外，射频信号的自干扰、多站协同感知与精准同步、通感运算的算力满足等等，都是挑战。
如果不能很好地解决这些挑战，通感一体就难以达到预期效果，也就无法实现商用落地。

通感一体的试点

目前，随着5G A 脚步的不断临近，通感一体的测试和验证工作也在加速。
国内运营商和设备商合作，建设了多个外场试点，并取得了一些成效。
福建移动与华为合作，在黄厝、椰风寨区域部署的5G A 通感一体试点系统。