低空智联网：打破低空空域利用局限，开创智联新范式

低空智联网：打破低空空域利用局限，开创智联新范式

低空智联网（LAIN）是集信息感知、数据处理、通信传输等功能于一体的智能网络系统，通过5G-A、通感一体等通信技术，实现低空智能互联、高效通信。本文将为您详细介绍低空智联网的概念、发展历程、技术现状、应用场景及未来展望。

概念定义

低空智联网（Low-Altitude Aerial Intelligent Network，LAIN）是指在低空空域中，通过无人机等飞行器和地面基站等设备，建立起的一个集信息感知、数据处理、通信传输等功能于一体的智能网络系统。网络通过5G-A、通感一体等通信技术加强覆盖区域内的低空网络信号以及低空感知监视能力，保障飞行过程中的稳定通信与监视，实现低空智能互联、高效通信。

图1 低空智联网整体框架图

发展背景

随着城市化进程加速，交通拥堵问题日益严峻，传统地面交通拓展空间受限，低空智联网打开了城市空中交通的新思路。5G技术的迅猛发展为低空智联网提供了高速、低延迟的通信保障，人工智能技术的融入，让低空飞行器能更智能地规划航线、自主应对复杂状况。因此，越来越多的研究者致力于探索人工智能、5G通信、应急通信等技术融合创新，全方位推动低空智联网的深度发展。

发展历程

低空智联网发展历程可追溯至2020年国家低空经济融合创新研究中心成立，为其发展奠定研究基础。2021年，中共中央、国务院发布《国家综合立体交通网规划纲要》，从国家政策层面为低空智联网发展指明方向。2023年，工业和信息化部等四部门发布的《绿色航空制造业发展纲要》中指出要打造低空智联网，初步形成安全、便捷、绿色、经济的城市空运体系。2024年11月，低空产业联盟牵头组织发布低空智能网联体系参考架构，推动行业发展和技术创新共同进步。

技术和应用现状

目前，中国通信相关企业、高校、科研院所积极参与低空智联网的研发与技术创新工作，旨在解决低空智联网技术难题，探索商业模式落地方案。中国移动发布首个5G-A通感一体中试平台，创立4.9GHz通感一体技术体系，为低空智联网的空域资源监管提供强大技术支持。北斗伏羲携手长虹佳华开启低空智联百城计划，联合搭建低空空域超算一体机，为低空全域的监测提供算力支持。同时，国外低空智联网领域也在积极布局，美团无人机在迪拜落地应用为全球低空智联网的发展贡献了宝贵经验。

低空智联网的颠覆性影响

低空智联网推动频谱资源共享向动态模式转变

基于蜂窝网络或无线通信的传统通信模式常采用频谱资源静态分配方式，存在频谱利用率低的弊端。低空智联网构建了更加高效、有序的频谱资源利用环境，推动了频谱资源共享向动态模式转型，推动空地用频标准演进，加速空中频谱监测设备研发，能够有效提升国家无线电秩序管理水平。在未来的发展中，低空智联网将继续发挥重要作用，为实现6G技术无缝泛在互联提供有力支撑。

低空智联网驱动移动网络向低空三维立体方向拓展

传统移动网络主要依赖地面基站进行信号覆盖，信号传播在一个相对平面的空间内，覆盖范围主要集中在地面二维平面上，低空智联网通过将卫星网络、近地空间与地面设施进行联合部署，同时引入大量的低空飞行设备，网络覆盖从地面向上延伸到低空区域，实现了移动网络向三维立体方向拓展。低空智联网的三维立体网络丰富海上船只、高空飞行器等通信应用场景，拓展移动通信产业的服务边界。

低空智联网促进低空空域开放进程

低空智联网产业的创新与发展呼应国家对低空经济的推进需求，通过先进的通信与通感技术，改变传统空域静态、单一的划分格局。低空智联网能够精准地规划无人机的飞行轨迹，躲避禁飞区域和干扰源，实时监控飞行器的状态并进行管理，使低空飞行器由“飞起来”向“飞得好”和“管得佳”迈进，加速低空空域的开放与合理运用，对提高中国低空经济的发展具有显著推动作用。

低空智联网的应用场景

空中交通

空中交通打破地面交通局限，缓解交通拥堵，带动了电动垂直起降飞行器（eVTOL）、飞行汽车等新产品新技术的涌现。低空智联网络支持多主体运营、多任务处理、高密度运行、大流量传输，构建安全高效飞行所必需的空域环境，为这些新型低空飞行器的广泛应用奠定了坚实的技术基础。

低空物流

低空物流采用无人机或电动垂直起降飞行器，飞行时速可达50-150公里甚至更高，极大改善了传统物流配送模式中效率低、成本高、服务范围有限的痛点，配送效率提升约1-3倍。低空智联网可支持飞行器能依据实时路况、天气等信息，快速规划最优飞行路线，减少运输时间，大幅提升配送效率。

应急救援

当发生地震、洪水等自然灾害时，地面交通和通信网络可能遭到严重破坏。低空智联网可迅速调配无人机携带救援物资和通信设备，快速抵达受灾区域。通过其稳定的通信与定位技术，精准投放物资，并为救援队伍搭建临时通信网络，确保救援行动的高效开展。

城市安防

低空智联网支持下的无人机可进行24小时不间断巡逻，通过精准定位技术，可对城市中的重点区域、目标物体进行精准定位与持续跟踪，及时发现潜在的安全隐患与异常情况，实时将采集到的画面传输回控制中心。一旦发现异常情况，如火灾隐患、违法犯罪行为等，能及时预警并引导执法人员前往处置，极大提升城市安全防范能力。

技术发展面临的挑战

低空复杂电磁环境下频谱的高效安全共享是当前面临的重大挑战

在频谱资源方面，无线电设备与相关产业迅猛发展使得有限的频谱资源日趋紧张。不同类型的低空飞行器、卫星及地面通信设备等都在争夺有限的频谱资源，电磁环境复杂，信号干扰情况频发，严重影响低空智联网的通信质量与稳定性。在低空复杂电磁环境中，频谱高效安全共享的机理成为低空智联网首先需要解决的关键问题。

三维高动态的低空网络拓扑使得网络资源融合面临诸多困难

空天地网络异构性不断增加，低空网络终端设备不仅要负责数据的传输与接收，还需执行各类业务操作，对计算、存储、能量、节点以及路由、时延、带宽等资源的优化需求日益凸显。飞行器处于高速移动状态使得网络拓扑结构变化迅速，如何确保各飞行器能够稳固地接入网络，并且实现具有强大抗干扰能力和可靠性的组网覆盖，已成为当前亟待解决的关键问题之一。

低空智联网对空域资源监管提出更高要求

低空飞行活动不再局限于传统的飞行器，各类民用无人机和小型私人飞行器大量涌入低空领域。不同类型飞行器的差异导致空域资源的高效安全运行监管难度极大，如何做到对各类飞行器的精准识别与实时跟踪，实现不同飞行器飞行轨迹的合理规划与高效协调，对低空全域进行无缝覆盖监测，构建全面且多层次的安全风险防范机制，已成为当下迫切需要解决的重点难题。

未来展望

低空智联网朝着“通、导、感、管、智”一体化方向迈进

未来，这五大关键技术将深度交融，低空智联网将朝着通信、导航、感知、管理与智能技术深度融合的方向发展。在通信领域将突破传统二维平面覆盖的局限，实现低空三维立体的泛在覆盖；导航方面借助5G与北斗技术达成厘米级的高精度定位；感知层面构建融合感知体系，提升感知精度；管理层面对低空飞行活动进行有效管控，确保低空飞行的有序性；智能技术方面，融合深度学习等技术的智能化能力提升，将提高低空智联网的智能处理能力和安全性。未来，低空智联网将构建起一个全方位、多层次的一体化运行体系，为低空飞行器提供更安全、高效、智能的运行环境。

低空智联网在通信、经济发展和智能协作等领域不断拓展新的应用场景

低空智联网作为新兴的智能网络体系，正引领着多领域的技术革新和拓展应用。在通信领域进一步优化低空通信网络，实现对偏远地区和复杂地形的无缝覆盖；经济发展层面，低空智联网将催生出更多的新兴产业，如低空旅游、无人机物流配送等；智能协作领域，低空智联网凭借区块链等先进技术，将实现多设备、多主体间的深度协作，在大型城市建设项目中，各类低空作业设备可以在低空智联网的支持下紧密配合，高效完成任务。未来，低空智联网的发展将为多个领域带来深刻变革，为社会进步贡献巨大力量。