基于低空经济的 5G 无线通信网络建设研究

1 低空经济对 5G 网络的需求特性

1.1 通信需求

（1）高可靠低时延通信链路（uRLLC）：在低空飞行控制中，无人机等设备需要实时接收地面控制中心的指令，如起飞、降落、航线调整等指令，任何指令传输的延迟或错误都可能导致飞行事故。例如，在无人机物流配送过程中，当遇到突发障碍物时，需在毫秒级时间内接收并执行避障指令，这就要求通信链路具备极高的可靠性和超低时延，5G 网络的 uRLLC 特性能够很好地满足这一需求，确保飞行控制指令的准确、及时传输。

（2）高带宽上行通信链路（eMBB）：低空飞行设备在执行任务时，往往需要向地面传输大量数据，如无人机在进行高清视频拍摄、测绘、巡检等作业时，需要将采集到的高清图像、视频以及各类传感器数据实时回传至地面控制中心。以低空文旅场景中的无人机航拍为例，为了给观众带来流畅的实时画面，需要至少 100Mbps 以上的上行带宽，5G 网络的高带宽特性可保障数据的高速上传，满足业务需求。

1.2 感知需求

（1）精准定位与轨迹跟踪：随着低空飞行器数量的增加，为确保飞行安全与空域管理效率，需要对飞行器进行精准定位和实时轨迹跟踪。无论是合作类无人机（即遵守飞行规则、具备通信功能可与管理系统交互信息的无人机），还是非合作类无人机（如“黑飞”无人机），都需要精确掌握其位置、高度、航向、速度等信息。例如，在机场周边，为防止无人机入侵影响民航客机起降安全，需对空域内所有无人机进行精准定位与轨迹跟踪，5G 网络结合相关感知技术能够实现对无人机厘米级别的定位精度，有效保障空域安全。

（2）环境感知与避障：低空飞行环境复杂，存在建筑物、高压线、鸟类等各类障碍物。飞行器需要实时感知周围环境信息，以便及时做出避障决策。5G 网络支持下的感知技术可获取地形、气象条件以及其他飞行器位置等实时信息，通过智能算法实现碰撞预警和智能航路规划，帮助飞行器安全、高效飞行，最大化利用空域资源。

2 5G 无线通信网络支撑低空经济的关键技术

2.1 5G-A 通感一体技术

（1）技术原理：5G-A 通感一体技术创新性地将通信与感知能力融合于同一系统中。在硬件层面，如中信科移动首创的 64T128R 通感一体化设备方案，实现了通信与感知硬件资源的复用，大大降低了设备成本与体积。从网络架构来看，采用收发隔离及垂直大孔径天线架构，支持感知信号的同时收发，减少覆盖盲区，提升垂直维度感知能力。在信号处理方面，该技术通过灵活分配通信和感知任务，提高频谱资源利用效率，同时从通信和感知两个维度提供一致的数据源，保障数据的实时性与准确性。

（2）在低空经济中的优势：通感一体技术在低空经济中具有显著优势。其 64T128R通感一体化设备采用数模混合波束技术，支持垂直维 60°大张角，可同时覆盖 600 米以下低空及地面区域，满足多样化感知及通信融合业务需求。在实际应用中，一方面，其下行峰值速率超 1Gbps，为用户提供高速通信体验，如在低空文旅场景中，乘坐热气球、直升机的游客可流畅进行视频通话、网络直播；另一方面，感知半径 1km 以上的超远距离覆盖以及小于 20 米的位置精度，可对感知覆盖空域内飞行器执行实时检测，目标识别成功率大于 95% ，为低空飞行安全提供有力支撑。

2.2 网络覆盖与优化技术

（1）低空立体移动通信覆盖技术：针对低空飞行特点，需构建低空立体移动通信覆盖网络。通过优化基站布局与天线选型，实现对低空不同高度层的有效覆盖。例如，采用高增益、宽波束天线，增大对低空区域的信号辐射范围；合理规划基站高度与位置，避免信号遮挡。同时，利用多频段协同组网技术，如结合 3.5G 与 2.1G 频段，满足低空飞控信息、传感数据等不同类型数据的传输需求，提升网络覆盖的广度与深度。

（2）空地网络协同优化技术：由于低空飞行器处于移动状态，且飞行速度、高度不断变化，需要实现空地网络的协同优化。通过实时监测飞行器位置、速度等信息，动态调整网络参数，如切换策略、功率控制等。当无人机快速穿越不同基站覆盖区域时，提前做好切换准备，确保通信的连续性与稳定性，减少信号中断与干扰，保障低空飞行设备在复杂移动场景下的网络接入质量。

3 基于低空经济的 5G 无线通信网络建设方案

3.1 网络架构设计

（1）核心网架构优化：在核心网层面，针对低空经济应用需求进行优化。引入网络切片技术，为不同类型的低空业务，如无人机物流配送、低空旅游、应急救援等，提供独立的逻辑网络切片。每个切片可根据业务特点定制网络资源配置，如带宽、时延、可靠性等，确保各类业务在共享网络基础设施的同时，互不干扰，满足各自严格的服务质量要求。

（2）接入网架构创新：在接入网方面，采用分布式基站架构与边缘计算技术相结合的方式。分布式基站可灵活部署在低空飞行热点区域，如城市中心、物流园区、景区等，缩短信号传输距离，增强信号强度。边缘计算节点则部署在靠近基站的位置，将部分数据处理任务下沉至边缘，减少数据回传至核心网的流量与时延。

图二、低空经济中的 5G 网络架构示意图

3.2 基站部署策略

（1）基于低空场景的站点选址：根据低空经济应用场景分布，如无人机频繁起降的物流站点、低空旅游热门航线、应急救援重点区域等，进行基站站点选址。优先选择地势较高、视野开阔且周边无明显信号遮挡的位置，以保障对低空区域的良好覆盖。在城市环境中，可利用高楼屋顶、通信塔等设施安装基站；在偏远地区，可建设独立的基站塔。同时，结合地理信息系统（GIS）技术，对不同场景的地形地貌、建筑物分布等进行分析，模拟信号传播路径，优化站点选址方案。

（2）基站密度与覆盖范围规划：对于低空飞行活动频繁、业务需求密集的区域，适当增加基站密度，以满足高容量、高可靠性的通信需求。例如，在城市核心商业区、大型物流园区等，通过微基站、小型基站的密集部署，实现对低空区域的精细化覆盖。而在低空飞行活动相对较少的偏远地区或农村，可适当降低基站密度，采用宏基站进行广域覆盖。根据不同类型基站的发射功率、天线增益等参数，结合低空通信传播模型，精确规划基站的覆盖范围，确保低空区域无通信盲区，同时避免基站间的过度干扰。

4 结束语

本文通过对基于低空经济的 5G 无线通信网络建设的深入研究，明确了低空经济发展对 5G 网络的迫切需求，阐述了 5G-A 通感一体、网络覆盖与优化等关键技术在支撑低空经济中的重要作用，提出了相应的网络建设方案，并针对建设过程中面临的挑战给出了应对措施。5G 无线通信网络已在低空物流、低空文旅等领域取得显著成效，为低空经济发展注入了强大动力。未来，随着 5G 技术的持续演进以及与低空经济应用的深度融合，为经济社会发展提供新的增长点。

参考文献：

[1]周红，倪锐，卢建民，等. 无线通信的历史、现状、挑战与展望 [J]. 中国科学：信息科学， 2025， 55 （04）： 766-795.

[2]潘迟龙. 5G 无线通信技术与网络安全研究 [J]. 信息记录材料， 2024， 25 （09）：34-36.

[3]陆南昌，蔡厚恩，赖宇. 基于 5G 无线通信技术的无线网络安全通信防御技术研究[J]. 通讯世界， 2024， 31 （08）： 37-39.