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5G-A通感一体技术实践，再次取得新突破。
1月7日，2024厦门马拉松赛圆满落幕，在被称为最美马拉松赛道的环岛路上空，福建移动携手华为率先完成了5G-A通感一体低空多站连续组网的通感能力验证。
据悉，这是全球首个多站连续组网的通感一体验证，它基于4.9GHz频段实现了对城市低空120米下，多无人驾驶飞行器的探测与及时预警。这一成果，不仅是5G-A通感一体护航低空经济发展迈出的重要一步，也意味着网规网优工作开启了全新的“上天”模式，为未来5G-A通感一体网络支撑低空经济繁荣发展打下了坚实的基础。
三大亮点，全球率先实现“5G-A通感一体低空连续组网”
本次试点针对城市低空场景，采用多个5G-A通感一体基站连续组网和站间协同，成功验证了多目标探测、无人机跨站跨小区完整航迹的连续跟踪与上报，低空空域的防护和预警等应用。具体而言，有三大亮点值得关注。
亮点一，应用案例丰富。根据IMT2020（5G）推进组发布的《5G-Advanced通感融合场景需求研究报告》，低空感知业务包括低空安防、无人机入侵检测、无人机飞行路径管理三大应用案例。此次试点完成了黑飞探测、基于电子围栏的入侵告警、无人机飞行轨迹追踪三大应用验证，基本覆盖了低空感知场景全业务。
亮点二，全球首次采用多个5G-A通感一体基站连续组网，既实现了跨站跨小区的无人机飞行轨迹追踪，也实现了多架无人机同时识别，是目前最接近实际网络环境的一次实践。据了解，即使多架无人机以30-50km/h的速度并行飞行，该样板网络也能迅速锁定目标并实时探测无人机的航迹。
亮点三，网规网优开创性进入低空领越。良好的网络规划和优化是保障网络质量和业务体验的前提和基础，本次试点通过5G-A通感一体基站连续组网成功验证了低空感知场景，其背后表明了网规网优工作首次完成了向低空领域的探索和实践。
突破新挑战，网规网优首次走向低空
众所周知，传统移动通信网络主要覆盖地面，网络规划和优化工作主要面向地面室外用户和建筑物室内用户开展。如今网络首次面向低空场景，对网规网优工作自然也就提出了全新的要求和挑战。
面向低空场景的主要网规网优工作
首先，5G-A从通信走向通感一体，对网络规划提出更高的挑战。面对低空场景要求基站能向低空领域提供独立对空波束覆盖，5G-A AAU设备提供独立的对地通信波束、对空通信波束和独立的感知波束，可有效满足低空领域的立体感知需求，但这随之也对5G-A 的RF参数规划设计工作带来了新挑战。
与传统通信网络规划关注的覆盖、干扰、容量等不同，5G-A通感一体新增感知性能的规划目标，如无人机识别准确率，空域感知高度和距离，感知精度等。5G-A新增了感知波束，复杂度相对于5G再上一个台阶，其宽度、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。因此，如何规划好站高、下倾角、方位角、波瓣角等RF参数，并通过最优的参数组合来匹配低空覆盖场景，是网规网优工作的一次全新探索，也是一项极具挑战性和复杂性的工作。
其次，通感一体感知精度要求高，对传统网规网优作业模式和人员技能模型提出更高的挑战。5G-A通感一体技术通过在无线信号的固定时频域位置发送感知导频并接受回波，利用时延差计算目标距离，利用多普勒效应回波频移计算目标速率，利用相位差来判断目标角度，并生成反射点信息，模拟出无人机与交通路径，实现对各种物体的精准识别。从实现原理上不难理解，基站天线的高度、经纬度、方位角、下倾角等信息是通感融合系统的关键参数。在通感融合网络规划设计中，需首先确保这些参数的准确性，才能实现对目标物体的距离、位置和速度的精准识别。这与传统通信网络不同，由于传统移动网络只负责通信功能，基站天线的高度、方位角等信息若存在几米或1度左右误差，对站点覆盖影响并不明显，但在通感一体系统，这些参数差以毫厘，就可能导致感知结果失之千里。
因此，为确保系统参数的准确性，需工程师遵循无线电波的传播特性，操控无人机沿着不同径向方位角角度飞行多次，以通过获取无人机的飞行高度、速度、方向角等信息来验证和修正参数值。这颠覆了传统的路测工程师作业模式，需新引入无人机测试，对测试人员提出了更高要求，即具备飞手资质。
再者，感知与通信效果兼顾，对网络优化提出了更高的挑战。与地面无线信号易受建筑物、高山等阻挡不同，低空领域几乎没有障碍物，基站与无人机之间的无线信号以视距（LoS）传播为主，很容易产生上下行干扰，给地面网络带来不利影响。因此，如何在保障感知效果的同时，兼顾地面和空域网络的通信质量，是5G-A通感一体网络优化工作面临的一个新课题。
而本次试点通过多个5G-A通感一体基站连续组网和站间协同，为无人机黑飞探测、预警上报和轨迹追踪等低空应用提供了有力的网络支撑，这背后无疑证明了面对低空场景的新要求、新挑战，网规网优工作已实现新突破，走出了5G网络向低空领域延伸的坚实的第一步。
网络先行，开启低空经济美好未来
从电力巡检、安全巡逻、应急救援到外卖“从天而降”......近年来，我国无人机产业迅猛发展，低空经济已渗透到百业百态中，成为推动社会经济创新发展的新引擎。据前瞻产业研究院数据，2022年我国民用无人机市场规模已达443.58亿元， 到2027年我国工业无人机行业市场规模将达到3138亿元。
未来几年，伴随着低空经济进入快速增长期，无人机在各个领域的活动越来越频繁，作业范围越来越广泛，随之也将发生越来越多的违法黑飞现象而导致严重的安全问题，给低空安防工作带来越来越大的压力。因此，面向低空经济快速发展，如何高效、精准地识别检测非法入侵的无人机，确保无人机业务安全有序和高效服务，已成为摆在行业面前的迫切任务。
当前，无人机探测主要采用雷达、TDOA（到达时差定位）等方案。尽管这些方案已经成熟，但都存在一定的缺点。比如，低空雷达方案部署成本高，需额外申请有限的频谱资源；TDOA至少需部署三个射频侦测点，且定位精度较低。
而5G-A通感一体技术通过在现有基站上叠加感知能力，以及通信与感知共享频谱的方式，实现了“一网两用”，可充分利用移动通信网络的广覆盖、大连接优势，在提供通信服务的同时实现全域、高精度的低空感知。相对于传统方案，5G-A通感一体在成本、感知范围、感知精度等多方面均具有绝对优势，有望更好护航低空经济快速规模发展，助力更多低空应用繁荣生长。
厦门是一个临海城市，也是我国有名的旅游城市，拥有物流、港航、旅游、商业、文化等众多优势产业。在这些领域，低空飞行应用的前景都非常广阔。相信以本次试点为良好开端，未来5G-A通感一体技术和低空网规网优新能力将有力推动低空应用走进更多行业，为厦门乃至全国各地的经济发展注入新动力。
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