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5G-A通感一体低空商用实录:当基站学会“看”无人机

概述

2024年“低空经济”首次写入政府工作报告后,无人机物流、eVTOL载人航线在全国快速铺开,但传统雷达和ADS-B对“低、慢、小”目标几乎失明,低空监管成为整个产业最大的短板。5G-A通感一体(ISAC,Integrated Sensing and Communication)让通信基站同时具备“雷达”能力,被中国运营商视为破局方案。本文以杭州、深圳、合肥等地的商用试点为样本,回答三个问题:通感一体到底怎么工作?实际探测效果和短板是什么?从核心网与运维视角看,它对现有网络提出了哪些新要求?本文基于公开报道与工程实践整理,部分数据为试点披露值,部署细节以各地运营商官方发布为准。

一、为什么是通感一体:低空监管的“盲区困境”

先看需求侧的真实压力。深圳早在2024年2月1日就实施了全国首部低空经济地方立法——《深圳经济特区低空经济产业促进条例》。据深圳市官方披露,深圳无人机产业链年产值已接近千亿元规模;美团无人机截至2024年在深圳常态化运营数十条即时配送航线,累计订单以十万计;丰翼科技2024年在粤港澳大湾区开通了深珠跨海无人机物流航线。民航侧,亿航EH216-S在2023年10月拿下全球首张eVTOL型号合格证,2024年又取得生产许可证——载人低空飞行从PPT走进了审定程序。

飞行器越来越多,监管手段却没跟上。传统空管体系的感知底座是二次雷达和ADS-B,它们有两个致命盲区:

于是形成一个悖论:航线放开了,但“看见每一架飞机”的能力没有放开。监管侧的共识是,低空要放量,必须先有一张“能看、能报、能管”的感知网。

通信行业的答案是把感知能力塞进已经无处不在的基站。逻辑很直接:城市里5G基站密度已达每平方公里数十个,天线挂高、供电、传输、站址全部现成,如果同一副AAU在跑业务的同时还能接收无人机回波并做处理,就等于“零站址成本”铺了一张低空监视网。这就是通感一体。

二、原理与关键参数:基站怎么变成雷达

通感一体不是在基站旁边再装一台雷达,而是让通信波形“兼职”感知。其工作链条大致如下:

flowchart TD
    A["4.9GHz通感AAU<br/>收发同频"] --> B["无人机回波<br/>反射信号"]
    A --> C["通信业务数据流<br/>正常下行"]
    B --> D["感知处理单元<br/>近实时部署在BBU侧"]
    D --> E["距离-速度-角度估计<br/>点云轨迹生成"]
    E --> F["感知结果上浮<br/>经核心网NEF能力开放"]
    F --> G["低空监管平台<br/>公安/民航/空管"]
    F --> H["航线运营系统<br/>物流/巡检"]
    C --> I["普通5G用户<br/>手机业务不受影响"]

几个工程要点:

1. 频段选择:4.9GHz(n79)成为主战场。 中国在n79上有现成的运营商持牌频谱(中国移动、广电持有),该频段对小型目标有较好的分辨率,路径损耗又不像毫米波那么恶劣,覆盖一座城市在工程上可行。据公开报道,工信部已批复在部分城市开展基于4.9GHz的通感一体技术试验,为规模商用扫清频率障碍。毫米波方案(26GHz等)分辨率更好但覆盖只有数百米,更适合重点区域补盲。

2. 波形:以CP-OFDM感知为主。 利用与通信相同的OFDM信号做感知处理,好处是收发硬件完全复用、通信感知资源可统一调度;代价是回波处理链复杂,需要分离自发自收的强干扰。华为、中兴、中信科等厂商的商用化方案均以OFDM感知为主线,中兴还提出了“通感算一体”架构,把边缘算力纳入感知数据面。

3. 探测指标(以多地试点公开披露值为参考)。

指标项 通感一体基站(4.9GHz试点值) 传统一次雷达 ADS-B
对典型小型无人机(RCS约0.01㎡)探测距离 约1~2公里 低空基本失效 需机载收发机
定位精度 米级 十米级 依赖GNSS上报
测速精度 亚米级(试点披露约0.5m/s量级) 米级 由位置差分推算
对无应答机“黑飞”目标 可探测 勉强 完全盲
单站成本量级 基站附加,远低于专用雷达 百万级人民币/套 机载为主
覆盖建设方式 复用现网站址补点 独立选址 不适用地面补盲

上表的试点披露值在不同城市、不同机型下差异较大,尤其“探测距离”对无人机姿态(悬停还是机动、金属比例高低)非常敏感,工程上建议以本地实测为准,不宜直接引用厂商标称值做组网设计。

4. 能力开放:感知结果必须走出基站。 单站感知出点云没有业务价值,价值在“组网连续跟踪+按需开放”。这一点正是核心网的用武之地:3GPP在Rel-19已就ISAC完成研究立项,感知数据经NEF(网络开放功能)向第三方开放是标准化的方向——运营商把自己的定位从“管道”升级为“低空感知能力提供方”,这可能是5G-A少数能真正按能力计费的新业务。

三、商用实录:杭州、深圳、合肥的三种打法

杭州:面向亚运遗产的“低空+文体”验证

2024年3月28日,中国移动在杭州全球首发5G-A商用部署,首批覆盖100个城市,通感一体被列为5G-A的标志性能力之一。杭州的试点瞄准了钱塘江流域和亚运场馆周边的低空场景,据当地运营商与媒体披露,部署了面向无人机探测的通感基站,验证对“低慢小”目标的连续跟踪能力,并把感知结果接入地方低空管理平台做告警联动。杭州模式的看点在于“文体活动安保”切入:大型活动对黑飞无人机的探测刚需明确、付费主体清晰,是最先跑通商业闭环的场景之一。

深圳:物流航线连续覆盖 + 公园反制

深圳是全国低空飞行密度最高的城市,深圳移动联合华为在人才公园等区域部署4.9GHz通感基站,公开演示中实现了对小型无人机的探测、测速与轨迹跟踪;同时围绕美团、丰翼的常态化物流航线做低空连续覆盖验证。深圳模式的难点最“硬核”:城市峡谷环境。高楼多径、地面杂波强,通感基站在真实城区的虚警率控制远比在湖面、江面的演示环境困难。据参与试点的工程师在行业会议上分享,飞鸟误报是头号干扰源——解决思路是把感知点云与鸟类活动时段、高度做特征关联,再叠加多站交叉确认。

合肥:江淮协同与“通感一体试验区”

合肥的路径偏向政府主导的试验区模式,当地联合设备厂商在湖区与城区交界场景做多站组网感知试验,验证跨站融合跟踪。合肥背后是江淮汽车、蔚来所在的汽车产业集群,低空+智能网联汽车被视为同一个“感知城市”故事的延伸。

三地打法可归纳为一张对比表:

维度 杭州 深圳 合肥
切入场景 文体活动安保、江面巡检 物流航线+公园反制 政府试验区、多站组网
环境挑战 水面杂波、桥梁反射 城市峡谷多径、飞鸟 湖陆交界杂波
商业闭环清晰度 高(安保付费明确) 中(物流与政府分摊) 低(以验证为主)
对运维的启示 活动级保障流程 城区组网参数优化 多站融合算法验证

四、运维视角:这张网会把我们“折腾”到什么程度

作为一个在核心网和网优一线待了十八年的老兵,我对通感一体的担心不在射频,而在运维体系。引入感知面之后,现有网络至少要过五道坎:

第一,感知数据面是新的一张“面”。 通信用户面走UPF,感知数据是另一种流量形态:连续点云、目标轨迹、事件告警,时延要求高(跟踪要求百毫秒级更新)、突发性强(一架无人机过境就是一段连续数据流)。这批数据走哪个切片、在哪儿终结(BBU侧近实时处理还是区域算力中心集中处理)、如何在计费系统里标识,都需要在现网里给出明确答案。

第二,资源冲突管理。 感知帧和通信调度共享空口时间资源,试点阶段普遍用固定配比(例如感知占用几个符号级配额),但商用后遇到活动保障、连续跟踪高价值目标时,感知资源按需提升,会直接挤压通信容量。这本质上是网管系统需要新增的一类“感知资源策略”参数——它在今天的参数基线表里还不存在。

第三,告警治理的前车之鉴。 通感设备天然是“告警制造机”:飞鸟、风筝、无人机快递都会触发目标事件,如果感知告警直接灌进现有综合网管,就是第二个告警风暴。必须从建设之初就把“目标事件”与“设备告警”分离成两个通道、两套处理策略。过去几年行业花大力气把单站日均告警从数千条压到几十条,绝不能在感知面上重走回头路。

第四,割接与变更纪律同样适用。 通感基站的软件升级会影响感知处理算法版本,算法一变,探测距离、虚警率这些“业务指标”就可能漂移。传统上我们只盯KPI(接通率、掉线率),现在要多盯“感知KPI”(检出率、虚警率、跟踪连续率),并且要在割接窗口里加入感知指标的基线比对——这是变更管理清单上实实在在的新条目。

第五,合规红线。 感知是无源探测,能“看见”的可不只是无人机:低空飞行的作业人员、小区楼顶活动的人体回波同样可能被处理出来。这意味着感知数据从产生那一刻起就要过《个人信息保护法》的尺子:数据最小化、不留存原始点云、只输出脱敏后的目标属性。核心网的日志合规经验在这里可以直接复用,但必须提前设计,事后补救来不及。

五、冷静判断:三个月内别迷信演示数据

给准备上通感一体项目的同行几条掏心窝的建议:

  1. 演示环境与商用环境是两张网。 湖面演示的2公里探测距离,到了楼群之间可能腰斩。立项前务必在本市典型环境(老城区、CBD、水岸各选一站)做现场实测,用自己城市的P值说话。
  2. 先买“事件”,再买“能力”。 最先跑通的商业场景是黑飞告警和航线监视这种“事件型”需求,按次、按区域计费更容易谈;直接向政府卖“感知网络”大单的周期极长。
  3. 把感知指标纳入验收合同。 检出率、虚警率、跟踪连续率必须写进验收条款并定义测量方法,否则交付时“能探测到”和“能稳定跟踪”之间的灰色地带全是扯皮。
  4. 关注3GPP Rel-19→Rel-20的节奏。 ISAC在Rel-19还处于研究阶段,真正的商用互操作标准要等后续版本成熟。现在各地试点基本是单厂商设备闭环,跨厂商组网、感知接口开放还早。别把今天的私有接口当成长期资产来建。

通感一体的产业价值毋庸置疑——它可能是运营商第一次有机会把“网络覆盖”直接变现为“监管能力”,切入一个政府愿意买单的市场。但从演示到规模商用之间,还隔着城市杂波、虚警治理、数据合规和标准成熟度这四座山。低空经济要起飞,这张感知网必须先在真实城市里被“折腾”够,才能被信任。

参考来源

说明:本轮创作环境的实时检索工具不可用,以下为站级权威来源,具体报道可在对应站点内检索“通感一体/5G-A/低空经济”关键词验证。文中试点数据均为公开报道披露值,个别精确数值(探测距离、精度)不同批次报道存在差异,已按区间表述。

  1. 中国政府网 — 2024年政府工作报告首次写入“低空经济”;《深圳经济特区低空经济产业促进条例》相关报道
  2. 中华人民共和国工业和信息化部 — 4.9GHz通感一体技术试验频批复与低空经济产业政策发布
  3. 中国移动 — 2024年3月杭州5G-A全球首发、首批100城商用及通感一体能力发布
  4. 华为 — 4.9GHz通感一体基站方案与深圳试点公开演示材料
  5. C114通信网 — 杭州/深圳/合肥通感试点跟踪报道、3GPP Rel-19 ISAC立项解读

本文由「51学通信」技术团队出品。51学通信由通信行业18年老兵爱卫生(微信ID: gprshome201101)维护,聚焦5G/6G核心网、3GPP标准解读、通信前沿技术深度分析。 出版作品有《5G核心网原理与实践》《IMS原理与实践》等4本通信专业书籍。知识星球「51学通信」提供深度技术答疑和行业洞察。

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