推動5G-A通感一體技術發展 構筑低空經濟堅實底座

摘 要：低空經濟作為一種新的經濟業態，具有高科技優勢、高效能運營和高質量發展等新質生產力的核心特征，擁有廣闊的發展前景，是我國搶占發展機遇、推動高質量發展、建立現代化產業體系的重要布局。全國各地已開展低空經濟模式的相關試驗，但隨著低空經濟的發展，其面臨的風險與挑戰也日漸凸顯。本文通過概述全國低空經濟試驗潮興起的背景，闡述通感一體技術在推動低空經濟快速發展中的潛力與重要性，分析低空經濟中的通感一體化在技術、成本和需求等方面所面臨的關鍵挑戰，進一步提出一系列具有針對性的政策建議，旨在通過促進技術創新與優化政策環境，為低空經濟發展構筑堅實的發展底座。

關鍵詞：低空經濟；通感一體化；新質生產力

2021年，低空經濟首次被納入國家級規劃《國家綜合立體交通網規劃綱要》中，2024年3月，低空經濟首次被寫入《政府工作報告》。目前，國內已有20余個省（市）將低空經濟納入政府工作議程，作為培育新的經濟增長點的重要舉措。作為新興產業的重要分支，低空經濟對于促進地方經濟轉型升級、提升城市競爭力方面具有不可估量的價值。據工信部賽迪研究院發布的《中國低空經濟發展研究報告（2024）》測算，2023年我國低空經濟規模達到5059.5億元，增速高達33.8%。2024年3月，工信部等四部門聯合印發的《通用航空裝備創新應用實施方案（2024–2030年）》提出，到2030年將推動低空經濟形成萬億級市場規模。

隨著低空經濟的發展，其規模不斷擴大，飛行風險也相應增加，加強低空安全保障迫在眉睫，這對通信技術的穩定性、可靠性、實時性等方面都提出了更高的要求。5G-A（5G Advanced） 是5G技術的進階版，它實現了通感一體，即通信感知一體化（Integrated Sensing and Communication，簡稱ISAC），深度融合了通信與感知。此外，5G-A具有智算一體、“空天地”一體的技術特征。其在網絡速度、時延、連接規模、能效比等方面均較5G有了顯著提升。可以說，以5G-A通感一體為代表的低空智聯網新型基礎設施是低空經濟的關鍵底座，也是低空經濟發展的技術核心，可催生出一系列與低空經濟相關的新產業、新模式、新動能，推動新質生產力在相關產業的落地生根。

2024年是5G-A商用元年，在國內爆發的這一輪5G-A通感一體試驗大潮中，及時梳理示范項目的成效，把脈商業應用中面臨的挑戰，優化助力技術研發與應用的政策供給和制度設計，對于保障低空空域安全、推動低空經濟發展極為重要。

一、全國通感一體試驗潮的爆發

2023年年初，國內部分城市（如上海、廣州）已將5G-A通感一體視為低空經濟發展的核心技術支撐。2024年年初，國內掀起通感一體試驗的大潮，多地已在水、陸、空全場景開展5G-A通感一體關鍵技術的驗證和規模試點。

1.中國移動：創新鏈產業鏈雙鏈融合

中國移動強調通感一體的全面融合，提出了“一網多能、兩個融合、多維兼顧”的設計原則，圍繞“新架構、新空口、新硬件、新組網”等方向，形成數據層、網絡層和應用層三層協同的通感一體技術體系，攻關包括“混合波形OPIC新空口”“雙層移相超級張角新硬件”等在內的多項關鍵技術。

中國移動在舟山與上海實現了全球首創的百公里級5G-A通感一體跨海航線低空網絡覆蓋，為無人機運輸提供了堅實的網絡保障；在新疆，中國移動聯合中興通訊完成首個5G-A通感試點項目，不僅驗證了5G-A通感一體化技術的可行性和有效性，還展示了該技術在野生動物監測保護、城市巡檢等領域的廣闊應用前景；在廣州黃埔九龍湖低空飛行示范區，中國移動進行了全球首個大張角通感設備的部署開通，該設備的應用真正實現了地空一體化高精度無死角的全面感知；在廣州中新知識城九龍湖廣場，中國移動完成了5G-A收發一體、通感一體化4.9GHz 128TR基站低空外場組網部署，實現了高度600m和單站覆蓋距離超1.5km的地空一體通信感知信號連續覆蓋。

2.中國聯通：百城商用啟航

中國聯通采用“技術研究、標準制定、產業協同、網絡部署、應用示范和商業模式”的“六位一體”推進思路，在國內諸多城市全力推進低空經濟中通感一體技術的商用試點。

中國聯通在嘉興聯合國網嘉興供電公司和華為公司，完成了全國首個電力行業5G-A通感一體技術試點應用，在變電站環境下開展基于5G-A通信感知一體化技術的無人機入侵檢測驗證；在南京的民用無人駕駛航空試驗區實現了5G-A通感一體技術的部署和應用，為試驗區提供了目標軌跡跟蹤、黑飛入侵檢測、電子圍欄警告等關鍵能力，還通過對低空感知數據的挖掘，與飛手培訓學校聯合對學員進行訓練飛行軌跡的探索評估，提升了教培效率，并孵化新業態；聯合中興通訊，在廣州南沙明珠灣立體交通系統，完成了低空通感驗證工作，實現對道路上的車輛信息、水域中的船舶動態以及空中的無人機飛行狀態的全面感知；中國聯通與中興通訊合作，在深圳寶安歡樂港灣通過5G-A通感一體基站實現載人航空器軌跡感知，為全國首個無人駕駛載人航空器“客運中心”保駕護航。

3.中國電信：生態合作深化實踐

中國電信針對低空飛行器與各產業生態的融合，延伸拓展“低空+應用”和“低空+服務”，試點低空經濟中的通感一體技術。

中國電信在嘉興聯合南湖公安完成了5G-A低空通感一體感知能力試驗，實現了無人機飛行軌跡跟蹤等感知能力驗證，為智慧文旅在低空通信和低空安防領域探索發揮了示范作用；在南京開展多次5G-A多站點、多無人機全場景測試能力驗證，成功建設了5G-A通感領域創新實驗基地；在深圳福田，成功驗證了5G-A通感一體技術在低空環境下的無人機軌跡精準追蹤和重點區域電子圍欄保護等場景的應用效果；在汕頭南澳海域，構建了基于5G-A通感基站的海上風電場全對象電子圍欄，通過5G-A通感系統感知船舶的位置，實現了對船舶運動態勢的實時分析。

二、低空經濟中通感一體技術發展面臨的挑戰

（一）通感一體技術挑戰：理論極限和最佳適配難題仍然待解

“通感一體”包括兩方面的內涵：無縫通信和高精度感知，通信與感知兩大技術在融合方面面臨巨大挑戰。一方面，通信與感知源于兩套完全不同的技術體系。在有限資源下，通信技術追求更高的承載效率，而感知追求更高的探測精度。兩者在資源競爭中形成此消彼長的關系，如何實現兩者的動態平衡是貫穿通感融合技術系統設計的重要命題。另一方面，通感能力、網絡效率、網絡質量之間存在三角沖突。如何實現三角均衡，實現全局最優的系統創新，需要進行反復的研發驗證。具體而言，以下幾大關鍵技術難題亟待解決。

1.自干擾消除。在5G-A通感一體化系統中，自干擾是一個突出問題，尤其是在單站感知中。自干擾源包括天線間的自干擾、射頻自干擾和數字自干擾。這些干擾混雜在回波信號中，降低了接收信號質量，增加了目標感知和檢測的難度。

2.信號同步。對于多站感知系統，發射端和接收端之間的不同步將導致定時偏移和載波頻率偏移，影響系統對目標時延和多普勒頻率的估計精度，進而降低測距和速度測量精度。

3.算力問題。通感一體化系統對感知性能和實時性有高要求，需要設計高精度的感知算法，這些算法往往復雜度高，并需要更快的傳輸速率、采樣率以及處理速率，這對系統的算力提出了挑戰。

4.波形設計。通感一體化波形設計需要在保證通信性能的同時具備一定的感知性能，或者在不影響感知性能的前提下嵌入通信數據，這需要權衡通信和感知的需求，設計出既能滿足高速通信又能精確完成目標感知的波形。

（二）通感一體成本挑戰：基礎設施投資和社會成本難以估算

通感一體技術作為一項新興技術，其社會化、規模化應用離不開基礎設施巨額投資及為配合感知輔助而進行的社區街區環境重構（微改造等）。而高性能自發自收通感一體化基站建設、區域配電網及分布式能源支撐等，都離不開大量資本投入。

1.基站建設。為了支持低空通感一體化技術，需要建設更多或更高性能的基站，這包括基站硬件、選址、安裝和維護等成本，初期建設投資較高。

2.無人機等低空設備。集成了5G-A通感一體化技術的無人機等低空設備，其內部的通感設備成本會高于傳統設備。

3.電力系統配套。5G-A通感一體化基站由于需要具有更廣泛的覆蓋和更高的性能，其電力消耗較高，增加了運營成本。

4.安全與隱私保護成本。為了確保低空通信的安全性和數據的保密性，需要投入額外的成本來加強安全防護措施，如加密技術、防火墻等。

5.法規遵從成本。為了符合與低空經濟相關的法律法規和監管政策，需要一定的成本來改進業務流程和進行合規培訓。

（三）通感一體需求挑戰：市場培育與需求定位任重道遠

通感一體融合技術未來具有哪些重要應用場景？哪些試驗室項目最先實現大規模商用？從技術到產業，不僅需要技術端的突破，更需要客戶端、市場端向技術端提供反饋。結合試點或示范項目的推廣情況看，在物流、文旅、交通等領域的市場端仍對新技術在認知、認可、認同上存在觀望現象。

1.市場認知。在無人機配送領域，5G-A通感一體化技術可以實現無人機與地面基站之間的實時、高效通信，從而確保無人機在配送過程中的精確飛行和貨物安全。然而，由于該技術在市場上的宣傳不足，許多物流配送企業對其了解有限，導致對該技術的接受度不高。

2.市場接受度。在低空旅游領域，5G-A通感一體化技術可以為無人機提供實時的飛行監管和避障服務，從而確保游客的安全。然而，由于該技術的新穎性和市場的不確定性，部分低空旅游企業對其持觀望態度，擔憂技術的不穩定性和兼容性可能帶來的安全和隱私問題。

3.應用場景多樣性。在空中交通管理領域，5G-A通感一體化技術可以實現對低空飛行器的全域感知和實時跟蹤，為飛行安全提供有力保障。然而，不同地區的空中交通管理需求可能存在差異，要求該技術具備高度的靈活性和可擴展性。

（四）通感一體生態鏈挑戰：生態鏈有待整合與優化，需回應利益相關者訴求及關切

作為一項基于社會性應用的技術研發，通感一體融合技術的發展，不僅要從生產力的角度著手來突破技術瓶頸，還需要考慮生產關系，解決好產業發展過程中上下游之間、生產者與消費者之間不同利益關切的回應，實現“科技向上”與“科技向善”。

1.技術標準。5G-A通感一體化技術在低空經濟中的應用涉及多個行業，如無人機監管、低空旅游、空中交通管理等。這些領域尚未形成統一的技術標準，導致不同廠商生產的設備和系統之間可能存在兼容性問題，難以無縫對接，影響通信效率和穩定性。

2.跨行業合作。由于不同行業之間的技術標準和規范存在差異，跨行業合作變得復雜。這增加了生態鏈建設的難度，可能導致資源浪費和效率低下等問題的產生，且由于各產業領域之間存在信息孤島現象，限制了數據的有效共享和流通。進而影響了生態鏈的整合和優化。

三、推動通感一體技術與低空經濟融合發展的政策建議

世界知識產權組織公布的數據顯示，2023年中國信息與通信技術專利擁有量已占全球總量的14%。新一代信息通信技術是發展新質生產力的重要引擎，也是推動工業生產各領域質量變革、效率變革、動力變革的重要驅動力量。以5G-A通感一體為代表的通信技術體系不斷帶來新的商業機會并拓寬商業邊界，通信與AI的融合、數字與實體的融合是未來趨勢。為此，本文提出以下政策建議供參考。

第一，明晰重大科研攻關方向，增加技術研發支持政策供給，為相關技術創新應用制定科研激勵舉措。發布和設立國家層面的5G-A通感一體化關鍵技術研發清單，明確技術研發導向；工信部等相關部門引導和系統布局5G-A關鍵技術的研發、標準制定和產品的研發，為形成并牽引相關技術的全球化標準蓄力；加快研究重點網絡運營商或設備廠商在5G-A通感一體中試平臺的運行機制和效果，形成符合不同區域、場景實際情況和具有特色的試驗平臺建設方案；推動制造業轉型升級，加大對中小企業發展基金的投入，探討設立“國家通感一體產業投資基金”或實施“5G-A通感一體技術研發專項補貼”，帶動更多社會資本投資相關前沿科技研發；完善金融財稅支持政策，鼓勵政策性銀行和金融機構等加大投入，引導試點城市地方政府設立“產業專項資金”；對在5G-A通感一體化技術領域取得重大突破的企業和個人給予科技創新獎勵，并為5G-A通感一體化技術的創新應用提供稅收減免等優惠政策。

第二，以“科技共建”與“成果共享”思維共筑社會底座，持續提升基礎支撐能力。建議國家引導地方政府與產業鏈上下游廠商，秉持“以建促用”和“建用并舉”的發展模式，部署和深化重點行業、重點場景的網絡覆蓋，提升網絡質量，優化用戶感知；高度重視“通感算一體化”技術，加大工業互聯網、車聯網等融合設施的共建力度，將算力需求下沉到終端或者網絡的邊緣節點，通過硬件共享提升頻譜資源的利用效率，通過在功能層面上協作增益各自性能，以更高的效率和更低成本實現快速布局；鼓勵各運營商和企業共享基站資源，鼓勵使用綠色能源（如分布式光伏等）為基站供電，降低用能成本。

第三，打造先行區，設立示范點，為技術向產業過渡提供從“試車區”到“快車道”的模式設計。建議推動以5G-A通感一體為代表的信息通信建設規模化應用，面向工業制造、能源、礦山、農林等產業打造一批產業帶動力強、應用模式成熟的數字化轉型應用場景，建設“全國低空經濟應用示范區”，為低空通信、防黑飛、軌跡跟蹤、巡檢、通航、治安管理等典型應用場景提供有力支撐；聯合產業界、學術界和媒體，加大對5G-A通感一體化技術的宣傳力度，通過成功案例的示范效應，提高潛在用戶對技術的認知度和接納度；有序推動5G-A通感一體技術在日常生活中的應用，使其更好地匹配萬物智聯、美好生活的應用場景。

（陳立系中山大學電子與信息工程學院教授、博士生導師；邱健熙系廣東能源集團財務有限公司政研室主任、高級經濟師）

Promote the Development of 5G-A Integrated Sensing and Communication Technology Building a Solid Foundation for Low-Altitude Economy

Chen Li Qiu Jianxi

Abstract： Low-altitude economy， as a new form of economy， has the core features of new quality productivity， including high-technology advantage， high-efficiency operation and high-quality development. It is a prosperous area which is also essential for China to seize its development opportunities， promote its high-quality development and establish its modernized industrial system. Related experimental implantation of low-altitude economy are performed nationwide. With the development of low-altitude economy， its risks and challenges are becoming prominent in parallel. This paper presents the background of low-altitude economy experiments and emphasizes the potential and importance of the integrated sensing and communication （ISAC） technology in promoting the rapid development of low-altitude economy. Meanwhile， the key challenges of ISAC in term of its technology， cost and demand are also discussed. Finally， this paper proposes a series of tailored policy recommendations， hoping to form a solid foundation for the development of low-altitude economy through promoting technological innovations and optimizing the policy environment.

Keywords： Low-altitude Economy； Integrated Sensing and Communication； New Quality Productive Forces