陈 立 邱健熙 （中山大学电子与信息工程学院；广东能源集团财务有限公司）
摘 要：低空经济作为一种新的经济业态，具有高科技优势、高效能运营和高质量发展等新质生产力的核心特征，拥有广阔的发展前景，是我国抢占发展机遇、推动高质量发展、建立现代化产业体系的重要布局。全国各地已开展低空经济模式的相关试验，但随着低空经济的发展，其面临的风险与挑战也日渐凸显。本文通过概述全国低空经济试验潮兴起的背景，阐述通感一体技术在推动低空经济快速发展中的潜力与重要性，分析低空经济中的通感一体化在技术、成本和需求等方面所面临的关键挑战，进一步提出一系列具有针对性的政策建议，旨在通过促进技术创新与优化政策环境，为低空经济发展构筑坚实的发展底座。
关键词：低空经济；通感一体化；新质生产力
2021年，低空经济首次被纳入国家级规划《国家综合立体交通网规划纲要》中，2024年3月，低空经济首次被写入《政府工作报告》。目前，国内已有20余个省（市）将低空经济纳入政府工作议程，作为培育新的经济增长点的重要举措。作为新兴产业的重要分支，低空经济对于促进地方经济转型升级、提升城市竞争力方面具有不可估量的价值。据工信部赛迪研究院发布的《中国低空经济发展研究报告（2024）》测算，2023年我国低空经济规模达到5059.5亿元，增速高达33.8%。2024年3月，工信部等四部门联合印发的《通用航空装备创新应用实施方案（2024–2030年）》提出，到2030年将推动低空经济形成万亿级市场规模。
随着低空经济的发展，其规模不断扩大，飞行风险也相应增加，加强低空安全保障迫在眉睫，这对通信技术的稳定性、可靠性、实时性等方面都提出了更高的要求。5G-A (5G Advanced) 是5G技术的进阶版，它实现了通感一体，即通信感知一体化（Integrated Sensing and Communication，简称ISAC），深度融合了通信与感知。此外，5G-A具有智算一体、“空天地”一体的技术特征。其在网络速度、时延、连接规模、能效比等方面均较5G有了显著提升。可以说，以5G-A通感一体为代表的低空智联网新型基础设施是低空经济的关键底座，也是低空经济发展的技术核心，可催生出一系列与低空经济相关的新产业、新模式、新动能，推动新质生产力在相关产业的落地生根。
2024年是5G-A商用元年，在国内爆发的这一轮5G-A通感一体试验大潮中，及时梳理示范项目的成效，把脉商业应用中面临的挑战，优化助力技术研发与应用的政策供给和制度设计，对于保障低空空域安全、推动低空经济发展极为重要。
一、全国通感一体试验潮的爆发
2023年年初，国内部分城市（如上海、广州）已将5G-A通感一体视为低空经济发展的核心技术支撑。2024年年初，国内掀起通感一体试验的大潮，多地已在水、陆、空全场景开展5G-A通感一体关键技术的验证和规模试点。
1.中国移动：创新链产业链双链融合
中国移动强调通感一体的全面融合，提出了“一网多能、两个融合、多维兼顾”的设计原则，围绕“新架构、新空口、新硬件、新组网”等方向，形成数据层、网络层和应用层三层协同的通感一体技术体系，攻关包括“混合波形OPIC新空口”“双层移相超级张角新硬件”等在内的多项关键技术。
中国移动在舟山与上海实现了全球首创的百公里级5G-A通感一体跨海航线低空网络覆盖，为无人机运输提供了坚实的网络保障；在新疆，中国移动联合中兴通讯完成首个5G-A通感试点项目，不仅验证了5G-A通感一体化技术的可行性和有效性，还展示了该技术在野生动物监测保护、城市巡检等领域的广阔应用前景；在广州黄埔九龙湖低空飞行示范区，中国移动进行了全球首个大张角通感设备的部署开通，该设备的应用真正实现了地空一体化高精度无死角的全面感知；在广州中新知识城九龙湖广场，中国移动完成了5G-A收发一体、通感一体化4.9GHz 128TR基站低空外场组网部署，实现了高度600m和单站覆盖距离超1.5km的地空一体通信感知信号连续覆盖。
2.中国联通：百城商用启航
中国联通采用“技术研究、标准制定、产业协同、网络部署、应用示范和商业模式”的“六位一体”推进思路，在国内诸多城市全力推进低空经济中通感一体技术的商用试点。
中国联通在嘉兴联合国网嘉兴供电公司和华为公司，完成了全国首个电力行业5G-A通感一体技术试点应用，在变电站环境下开展基于5G-A通信感知一体化技术的无人机入侵检测验证；在南京的民用无人驾驶航空试验区实现了5G-A通感一体技术的部署和应用，为试验区提供了目标轨迹跟踪、黑飞入侵检测、电子围栏警告等关键能力，还通过对低空感知数据的挖掘，与飞手培训学校联合对学员进行训练飞行轨迹的探索评估，提升了教培效率，并孵化新业态；联合中兴通讯，在广州南沙明珠湾立体交通系统，完成了低空通感验证工作，实现对道路上的车辆信息、水域中的船舶动态以及空中的无人机飞行状态的全面感知；中国联通与中兴通讯合作，在深圳宝安欢乐港湾通过5G-A通感一体基站实现载人航空器轨迹感知，为全国首个无人驾驶载人航空器“客运中心”保驾护航。
3.中国电信：生态合作深化实践
中国电信针对低空飞行器与各产业生态的融合，延伸拓展“低空+应用”和“低空+服务”，试点低空经济中的通感一体技术。
中国电信在嘉兴联合南湖公安完成了5G-A低空通感一体感知能力试验，实现了无人机飞行轨迹跟踪等感知能力验证，为智慧文旅在低空通信和低空安防领域探索发挥了示范作用；在南京开展多次5G-A多站点、多无人机全场景测试能力验证，成功建设了5G-A通感领域创新实验基地；在深圳福田，成功验证了5G-A通感一体技术在低空环境下的无人机轨迹精准追踪和重点区域电子围栏保护等场景的应用效果；在汕头南澳海域，构建了基于5G-A通感基站的海上风电场全对象电子围栏，通过5G-A通感系统感知船舶的位置，实现了对船舶运动态势的实时分析。
二、低空经济中通感一体技术发展面临的挑战
（一）通感一体技术挑战：理论极限和最佳适配难题仍然待解
“通感一体”包括两方面的内涵：无缝通信和高精度感知，通信与感知两大技术在融合方面面临巨大挑战。一方面，通信与感知源于两套完全不同的技术体系。在有限资源下，通信技术追求更高的承载效率，而感知追求更高的探测精度。两者在资源竞争中形成此消彼长的关系，如何实现两者的动态平衡是贯穿通感融合技术系统设计的重要命题。另一方面，通感能力、网络效率、网络质量之间存在三角冲突。如何实现三角均衡，实现全局最优的系统创新，需要进行反复的研发验证。具体而言，以下几大关键技术难题亟待解决。
1.自干扰消除。在5G-A通感一体化系统中，自干扰是一个突出问题，尤其是在单站感知中。自干扰源包括天线间的自干扰、射频自干扰和数字自干扰。这些干扰混杂在回波信号中，降低了接收信号质量，增加了目标感知和检测的难度。
2.信号同步。对于多站感知系统，发射端和接收端之间的不同步将导致定时偏移和载波频率偏移，影响系统对目标时延和多普勒频率的估计精度，进而降低测距和速度测量精度。
3.算力问题。通感一体化系统对感知性能和实时性有高要求，需要设计高精度的感知算法，这些算法往往复杂度高，并需要更快的传输速率、采样率以及处理速率，这对系统的算力提出了挑战。
4.波形设计。通感一体化波形设计需要在保证通信性能的同时具备一定的感知性能，或者在不影响感知性能的前提下嵌入通信数据，这需要权衡通信和感知的需求，设计出既能满足高速通信又能精确完成目标感知的波形。
（二）通感一体成本挑战：基础设施投资和社会成本难以估算
通感一体技术作为一项新兴技术，其社会化、规模化应用离不开基础设施巨额投资及为配合感知辅助而进行的社区街区环境重构（微改造等）。而高性能自发自收通感一体化基站建设、区域配电网及分布式能源支撑等，都离不开大量资本投入。
1.基站建设。为了支持低空通感一体化技术，需要建设更多或更高性能的基站，这包括基站硬件、选址、安装和维护等成本，初期建设投资较高。
2.无人机等低空设备。集成了5G-A通感一体化技术的无人机等低空设备，其内部的通感设备成本会高于传统设备。
3.电力系统配套。5G-A通感一体化基站由于需要具有更广泛的覆盖和更高的性能，其电力消耗较高，增加了运营成本。
4.安全与隐私保护成本。为了确保低空通信的安全性和数据的保密性，需要投入额外的成本来加强安全防护措施，如加密技术、防火墙等。
5.法规遵从成本。为了符合与低空经济相关的法律法规和监管政策，需要一定的成本来改进业务流程和进行合规培训。
（三）通感一体需求挑战：市场培育与需求定位任重道远
通感一体融合技术未来具有哪些重要应用场景？哪些试验室项目最先实现大规模商用？从技术到产业，不仅需要技术端的突破，更需要客户端、市场端向技术端提供反馈。结合试点或示范项目的推广情况看，在物流、文旅、交通等领域的市场端仍对新技术在认知、认可、认同上存在观望现象。
1.市场认知。在无人机配送领域，5G-A通感一体化技术可以实现无人机与地面基站之间的实时、高效通信，从而确保无人机在配送过程中的精确飞行和货物安全。然而，由于该技术在市场上的宣传不足，许多物流配送企业对其了解有限，导致对该技术的接受度不高。
2.市场接受度。在低空旅游领域，5G-A通感一体化技术可以为无人机提供实时的飞行监管和避障服务，从而确保游客的安全。然而，由于该技术的新颖性和市场的不确定性，部分低空旅游企业对其持观望态度，担忧技术的不稳定性和兼容性可能带来的安全和隐私问题。
3.应用场景多样性。在空中交通管理领域，5G-A通感一体化技术可以实现对低空飞行器的全域感知和实时跟踪，为飞行安全提供有力保障。然而，不同地区的空中交通管理需求可能存在差异，要求该技术具备高度的灵活性和可扩展性。
（四）通感一体生态链挑战：生态链有待整合与优化，需回应利益相关者诉求及关切
作为一项基于社会性应用的技术研发，通感一体融合技术的发展，不仅要从生产力的角度着手来突破技术瓶颈，还需要考虑生产关系，解决好产业发展过程中上下游之间、生产者与消费者之间不同利益关切的回应，实现“科技向上”与“科技向善”。
1.技术标准。5G-A通感一体化技术在低空经济中的应用涉及多个行业，如无人机监管、低空旅游、空中交通管理等。这些领域尚未形成统一的技术标准，导致不同厂商生产的设备和系统之间可能存在兼容性问题，难以无缝对接，影响通信效率和稳定性。
2.跨行业合作。由于不同行业之间的技术标准和规范存在差异，跨行业合作变得复杂。这增加了生态链建设的难度，可能导致资源浪费和效率低下等问题的产生，且由于各产业领域之间存在信息孤岛现象，限制了数据的有效共享和流通。进而影响了生态链的整合和优化。
三、推动通感一体技术与低空经济融合发展的政策建议
世界知识产权组织公布的数据显示，2023年中国信息与通信技术专利拥有量已占全球总量的14%。新一代信息通信技术是发展新质生产力的重要引擎，也是推动工业生产各领域质量变革、效率变革、动力变革的重要驱动力量。以5G-A通感一体为代表的通信技术体系不断带来新的商业机会并拓宽商业边界，通信与AI的融合、数字与实体的融合是未来趋势。为此，本文提出以下政策建议供参考。
第一，明晰重大科研攻关方向，增加技术研发支持政策供给，为相关技术创新应用制定科研激励举措。发布和设立国家层面的5G-A通感一体化关键技术研发清单，明确技术研发导向；工信部等相关部门引导和系统布局5G-A关键技术的研发、标准制定和产品的研发，为形成并牵引相关技术的全球化标准蓄力；加快研究重点网络运营商或设备厂商在5G-A通感一体中试平台的运行机制和效果，形成符合不同区域、场景实际情况和具有特色的试验平台建设方案；推动制造业转型升级，加大对中小企业发展基金的投入，探讨设立“国家通感一体产业投资基金”或实施“5G-A通感一体技术研发专项补贴”，带动更多社会资本投资相关前沿科技研发；完善金融财税支持政策，鼓励政策性银行和金融机构等加大投入，引导试点城市地方政府设立“产业专项资金”；对在5G-A通感一体化技术领域取得重大突破的企业和个人给予科技创新奖励，并为5G-A通感一体化技术的创新应用提供税收减免等优惠政策。
第二，以“科技共建”与“成果共享”思维共筑社会底座，持续提升基础支撑能力。建议国家引导地方政府与产业链上下游厂商，秉持“以建促用”和“建用并举”的发展模式，部署和深化重点行业、重点场景的网络覆盖，提升网络质量，优化用户感知；高度重视“通感算一体化”技术，加大工业互联网、车联网等融合设施的共建力度，将算力需求下沉到终端或者网络的边缘节点，通过硬件共享提升频谱资源的利用效率，通过在功能层面上协作增益各自性能，以更高的效率和更低成本实现快速布局；鼓励各运营商和企业共享基站资源，鼓励使用绿色能源（如分布式光伏等）为基站供电，降低用能成本。
第三，打造先行区，设立示范点，为技术向产业过渡提供从“试车区”到“快车道”的模式设计。建议推动以5G-A通感一体为代表的信息通信建设规模化应用，面向工业制造、能源、矿山、农林等产业打造一批产业带动力强、应用模式成熟的数字化转型应用场景，建设“全国低空经济应用示范区”，为低空通信、防黑飞、轨迹跟踪、巡检、通航、治安管理等典型应用场景提供有力支撑；联合产业界、学术界和媒体，加大对5G-A通感一体化技术的宣传力度，通过成功案例的示范效应，提高潜在用户对技术的认知度和接纳度；有序推动5G-A通感一体技术在日常生活中的应用，使其更好地匹配万物智联、美好生活的应用场景。
（陈立系中山大学电子与信息工程学院教授、博士生导师；邱健熙系广东能源集团财务有限公司政研室主任、高级经济师）
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