中兴通讯通感一体方案助力低空经济腾飞

发布时间:2024-01-24 作者:中兴通讯 海振坤,赵志勇

        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。过去,低空空域无法用常规手段进行标记、丈量和规划,依托于感知、通信、定位、数字和智能技术的迅速发展,低空空域现在可以数字化成可计算空域。在可计算空域的框架下,智能机器可以快速地对庞杂的数据进行处理,让规模化的低空活动成为可能,进而创造巨大的低空经济价值,低空空域逐步从自然资源转变为经济资源。

 

前景广阔的低空经济

 

        低空空域的开发拓展,在大幅减轻地面交通压力的同时,更创造了一个新的万亿级产业空间,蕴含广阔的应用前景。低空经济是以低空空域为依托,以包括各种直升机、固定翼飞行器、载人电动垂直起降(eVTOL)、工业无人机、消费无人机、城市治理无人机等有人驾驶和无人驾驶飞行器的低空飞行活动为牵引,辐射带动相关领域融合发展的综合性经济形态,广泛体现于以城市空中交通、无人机配送与物流、城市无人机应用、消费级无人机应用、工业级无人机应用等行业为主体的各类产业形态之中,在促进经济发展、加强社会保障、服务国防事业等方面发挥着日益重要的作用。低空经济的蓬勃发展,有望带动比拟甚至超过传统交通行业规模的各种创新应用,打造一个包括低空制造、低空运营、低空保障和综合服务等更大规模的新的低空产业生态,创造工作生活新范式。

        在市场和政策的双轮驱动下,我国低空经济得到快速发展,特别是民用无人机产业发展迅猛,并处于全球领先地位,无人机销量占据全球70%的市场份额。2022年中国民用无人机市场规模达1196亿元,预计2023年规模将增至1650亿元。据专家预测,到“十四五”末,我国低空经济对国民经济的综合贡献值将达到3万亿~5万亿元。低空经济无疑将成为中国乃至全球新的经济增长机会。

 

中兴通讯通感一体化方案,为低空飞行提供精准可靠的服务

 

        低空经济前景广阔,但也存在着由于低空通信、感知、导航等保障能力不足导致的难以实现有效管控和服务的问题。

        - 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,在城市环境中由于建筑物的遮挡,卫星导航(如北斗、GPS)信号质量不稳定,传统地面雷达部署成本高,并且不具备组网的能力,需要利用通信基站或其他辅助设施来提高感知定位的精度。

        - 针对低空导航,低空活动高频次、高密度的飞行特点要求更加数字化、精细化的飞行器导航模式,这既需要通信设施的支持,也需要探索利用如计算机视觉等新的技术手段作为定位导航的新模式。

        中兴通讯通感一体化方案(见图1)将5G网络的业务边界从通信扩展到感知,使得5G基站可以作为低空经济的数字基础设施,为低空经济提供实时宽带通信、精准感知定位、感知数据计算等能力。

        首先,中兴通讯通过采用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。

        其次,中兴通讯业界首家实现单AAU自发自收感知技术。相比多站感知,单站感知能更加灵活地实现基站组网。在工作模式上感知信号和通信信号时分发送;通过提升发射功率和天线增益来提升通感一体设备的感知距离;通过采用5G大带宽和提升天线收发隔离度来提高通感一体设备的感知精度。通感一体的引入使得5G基站能感知到低空无人机的位置、速度、轨迹等,从而使得5G网络在提供低空通信的基础上,具备定位,导航、轨迹监测等能力。

        此外,通过业界独有的NodeEngine算力基站提供的算力,可实现感知数据计算,包括感知计算、目标识别、轨迹预测、监测控制和视频处理等,并且通过能力开放,可将感知数据共享给低空管理平台。

        最终中兴通讯通感一体化方案能为低空飞行提供更精准、更可靠的服务,满足低空应用的CNS(通信、导航、感知)需求。中兴通讯通感一体化方案一网多能,成为连接物理世界和数字世界的桥梁;一数多用,将获取的数据通过不同算力建模进行数据加工,提供给不同客户;价值变现,为其他行业提供增值业务能力,全面推进数字化进程。

 

 

验证与应用

 

        中兴通讯在通感一体的研究与应用道路上不断探索。

        2023年5月,中兴通讯联合产业合作伙伴在深圳完成了业界首条“5G通感算控一体化”低空无人机航线验证。该验证采用业界首个支持自发自收的通感一体原型机,能探测到面积小至0.01m²的无人机,实现亚米级的感知精度和超过1km的感知距离,并达到超过99%的检测准确度。

        2023年9月,在杭州举办的第19届亚运会期间,为了解决低空管控问题,中兴通讯在亚运村开展了单AAU通感一体化设备实现低空无人机管控的应用验证。通感一体设备可以实时感知无人机飞行轨迹,实现无人机靠近警戒区域报警等功能,极大保障了亚运低空安全。

        2023年10月,中兴通讯完成了业界首个5G-A通感一体组网验证测试,实现了从单点技术验证扩展到多站区域组网应用,为低空安全保障探索和通信网络能力延伸迈出关键一步。

 

        作为连接物理世界和数字世界的桥梁,5G-A致力于深度融合通信技术与行业发展,促进5G垂直行业应用落地,助力数字经济走深向实。未来,中兴通讯将继续联合产业伙伴,探索通信+感知的潜在能力,进行系统实验,构建端到端能力,持续推动5G-Advanced多种技术强融合的体验及相关产业链成熟,为社会发展和行业升级创造无限可能。