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低空经济信息化核心:通感一体(转)
韭菜斌
2024-03-31 20:45:01

低空经济:自低空经济首次写入政府工作报告后,各地陆续出台政策利好,26+省市政府工作报告提出大力发展低空经济;四部委联动出台政策彰显我国推动低空经济的决心和效率。

低空政策:1.《无人机条例》:对无人机动态监管和服务必须可靠被监视;2.民航局:城市物流无人通讯要求双备份;3.商业无人机:网联飞行,推荐运营商网络。


近期大量产业调研,得到的共识问题在于低空通信、感知、导航等保障能力不足,空域难以实现有效的管控和服务是目前行业面临的问题。传统雷达面临城市区域无法大规模部署的难题,#通感一体化将成为要想通航先修路的关键基建。


三大难点:

低空通信:低空飞行器智能化水平高,高带宽需求以保障对飞行数据提供支持;

低空感知:城市中存在建筑遮挡,卫星导航信号不稳,传统雷达地面部署成本高,将通信基站业务拓展至感知,并作为基础设施可以有效提高感知定位精度;

低空导航低空活动频次高,高密度飞行,导航模式需要更加数字化、精细化,需要通信设施支持。


如何实现通感一体化方案?

1.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;

2.AAU(有源天线)感知信号自发自收、高效组网、多波束融合,实现无盲区感知。

5G-A通感一体化方案完善了对“低小慢”目标主动发现能力,有效提升低空监管部门监管手段,为低空经济发展提供有力支撑

通感一体化使用场景:100m:低空安防;300m:航路保护;600m:轨迹跟踪



【低空经济通感一体化全梳理】
          
低空经济背景:低空经济刚好进入了通讯的新阶段,通讯是按照3GPP协议不断向下推进的,今年要实现R19版本,该版本需要实现通感一体、全双功、AI增强技术。R19版本在多频异域拓展业务,主要目的是拓展5G行业应用&商业应用,与5G协议和发展强相关。三大运营商近几年一直在重点推动通感一体,全双功纳入整体网络未来推演方向。
          
通感一体应用场景:智慧低空、智慧交通等;智慧低空为新增领域重点考虑,先前传统5G基站通讯没有考虑空域通讯,低空为完全空白的市场
          
通感一体如何实现:智慧交通&智慧低空需要通过硬件端完成实现,从通信角度需要把通信与感知组成集成,将通信和感知能力都集成到硬件设备里,然后通过智慧算法将通信和感知融合在一起,形成一张覆盖低空领域的网络。实现3个目标:可通达(信息可通达、指令可通达,所有信息可以通过网络实现通达)、可计算(获取前台信息,后台通过计算实现调度)、可运营(通过智能机器对庞大网络进行运营,实现效率提升),从而实现将监管、防御、通讯融合。
          
通感一体应用分为三个层面:1)120m以下低空:满足外卖配送、无人机配送等商业化应用;2)120-300m低空:空域物流运输,eg.顺丰丰翼(打造1-3小时之内送达的低空无人配送网络);3)300-600m低空:15分钟经济生活圈,城际飞行(将相应的飞行器调度、低空空管全部纳入这个网路)
          
低空经济行业痛点:1)无法实现宽带通讯,传统基站最高为几十米;2)无法数字化导航,低空领域数字化导航没有通信设备支持,飞行信息包括:感知定位信息、北斗信息数据、GPS信息数据等都不稳定。3)天气、地理信息无法监测
          
痛点解决方案:通过采用通感一体基站方式组建网络,确保网络及时更新、高效运行,通过 5G 通讯覆盖整个航道领域,实现更大上下行速率、更低传输时延,能够将感知信号、通信信号、定位信号,及时与后台进行交互,实现高效调度,同时也可以实现低空安防,包括入侵检测、无人机监管等。
          
低空领域主要应用类型&场景:1)无人机物流:自助飞行,对其进行调度;基于高清视频对无人机进行人工接管;这对数据的上下行速率要求高;2)无人机编队控制:通过5G通信基站实现高效编队控制;3)低空通航:载人飞行器的视频、语音、指令通过基站通讯回传。4)测绘图像回传;5)农业无人机;6)巡检、安防、救援无人机。
          
低空通讯网络需满足三方面:1)低空指定空域能够实现信号连续覆盖(top设计、天线方向角和波速设计);2)稳态业务体验(基站信号通过后台连接之后能够实现合理资源调度);3)干扰协同、移动性管理;4)业务运维(通信网络可以向多个领域开放,不仅只是针对无人机)
          
通感基站VS地面雷达:1)与传统雷达探测的相比的话,通过5G+多基站协同探测方式可以缩小感知盲区,实现整个区域全覆盖,同时干扰也小;2)成本方面,无需单独做基础设施,只需增加一个面向空域的通信基站即可,部署快;3)频谱资源,基站和雷达存在频谱争夺,最终还是按照运营商方式去做。    
          
通感一体目前实现指标:1)感知距离:采取高频段,移动(4.9G);电信(毫米波26G,),感知距离1km以内,可以完全覆盖600m空域;2)感知精度:分米级(感知距离86m情况下,误差在0.2m,后续通过后台优化还能提升精度);
          
推广进度:今年目标核心城市试点,杭州等城市已有落地方案,深圳已通过通感一体对飞行器进行管理。移动今年15亿5.5G基站开支中,低空有10e左右。今年快速跑通试点城市,后续加速推进。

          

Q&A:

Q:基站实现通感一体,相较于之前5G、4G基站,主要的变化点在哪里?

A:1)频段:传统基站频段为2.6G-3.5G,实现5G+通感一体采用新频段,从而实现更高精度和更高传输效率;2)网络架构:传统基站直接连接BBU;5G+在基站侧加入算控单元(BBU侧配边缘计算服务器),对信息做初步处理;3)基站采用更多通道,实现更大传输流量上下行。传统5G基站最高为单向64通道;5G+基站为128通道;处理速度&处理效率达到8-10倍提升。4)面的提升,传统是做3个面,每个面64通道;5G+需根据实际覆盖情况去增加面的数量,目前为3-5个面。单价提升+通道数增加,基站整体价值量大幅提升。

          

Q:5G+基站通道数增加,硬件增加部分?

A:通道数增加带来元器件侧数量同比例增加:1)天线振子;2)滤波器;3)功放。价值量提升:更高频段的通信方式,频段越低,单元价值越低;频段越高对于各个器件处理精度越高,单元价值增高。

          

Q:详细梳理天线振子、滤波器、功放目前单个价值量为多少?预计能增加到多少?涉及到那些公司(供应商)?

A:

价值量方面:

天线振子:

传统:这应该是基站中价值量提升幅度最大的环节,主要是天线阵子负责信号整形与方向,传统单面64通道,3面192通道,传统5G基站振子单价质量为7-8元,目前基站内基本控制在1500元以内。

5G+:128通道,5个方向,单基站通道数最高640通道,单价值量也有所提升10-20元,单机价值1万左右。

滤波器:

传统:高频段产品由金属嵌体向陶瓷转换,陶瓷介质的单价为20+,最复杂的5G基站成本为4000-5000元

5G+:通道数量增加,新开发的陶瓷介质滤波器没上量,价格大幅提升,单价为30-40,满配单站为10000-20000元。    

功放:

传统:5G新方案都为氮化镓,64通道,满配192通道成本为5000元左右

5G+:128通道,满配640通道成本为18000元左右。

          

供应商方面:

天线振子:

飞荣达在华为技术验证效果最好,主要供华为,中兴也会采购,其它厂商比如硕贝德也涉及一些。

滤波器:

700兆、900兆、2100兆使用的金属滤波器;3.5G使用陶瓷滤波器;5G+移动主推4.9G,使用陶瓷滤波器。灿勤科技具备陶瓷粉体原材料工艺。

功放:

4G为LDMOS;高频段采用氮化镓的方案;5G刚开始部署时供应商主要为海外厂家,近几年国产化超过60%。中电十三所(技术储备最高,华为、中兴合作)、中电五十五所(技术水平稍弱)、苏州能讯。

          

Q:为什么天线振子价值量提升大

A:天线里边,主要靠天线振子将信号放大和控制信号辐射方向,同样可以使天线接收到的电磁信号更强。所以天线的价值量提升主要是振子。之前便宜方案:半径振子(4G、传统5G用的多,成本优势);新方案:注塑模子振子(减少介质损耗,提升天线增益)。

          

Q:运营商CAPEX减少,为什么推5.5G?

A:5.5G是一个ToB的方案,不是ToC的方案,传统的5G消费者买单(流量、通讯);5.5G目前出的方向都是企业买单,或者是有国家补贴。

          

Q:5.5G是否有政策补贴?

A:有,给类似顺丰、美团、大疆补贴去开拓航线,但是企业还是要满足低空域管控或提供空域通信的要求,这样这些公司就要去买通信服务,政府不会补贴到运营商,但运营商是会最终受益的。

          

Q:5.5G基站建设数量、节奏如何?

A:今年先在重点城市做试点,因为很多厂家产品需要做在网测试(在试点城市做几百个基站,覆盖某个区域的航域,看运营效果,今年Q3要出鉴定书,鉴定效果如何),明年上量

          

Q:通感一体对于天气感知能力如何?

A:很强,频段决定了对天气感知能力强,晴天和雨天信号是有差异的,通过信号本身就可以感知天气状况。极端气候会直接报警。微气象方面,目前可以做到一定程度上的监管,但临时的风向变化目前还是不太好实现很好感知的。可以通过接入气象雷达实现互联互通。

          

Q:各个地方政府要专门建设控制中心?

A:肯定要的,但在通感基站量没有上去之前,核心网侧通过扩容、增加控制中心等方式还是可以先支持的,但低空经济发展起来之后,肯定是要单独建设控制中心的    

          

Q:5.5G存量改造?

A:存量方面,目前基本的5G覆盖网络已经建成。今年两个方向:1)19、20年部署的第一批基站(非独立组网基站)会做替换改造;2)现在核心城市覆盖是没有问题的,但是分布不均匀的,人口密集区域上下行速率不够,针对这些区域做小基站、微基站,或者建大容量基站方式去满足高密度应用。

          

Q:未来CAPEX预期?

A:内部预测,如果明年做到3w个基站,对应100e,后面低空全面跑通的话还会提速

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    谢谢老师
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    5.5G个股
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  • 只看TA
    04-01 12:35
    低空经济信息化核心:通感一体(转)
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  • 狼石头
    超短低吸
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    天和防务
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  • 只看TA
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  • 只看TA
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  • 韭菜虾蕉
    超短追板的老韭菜
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