国联低空经济系列研究：基础设施之：通感一体化助力智慧低空产业发展

│ 国联低空经济系列研究—基础设施之： 通感一体化助力智慧低空产业发展 产业政策引导无人机产业创新发展 习近平主席在中共中央政治局第三十四次集体学习时强调，要加快新型基础设施建设，加强战略布局，加快建设高速泛在、天地一体、云网融合、智能敏捷、绿色低碳、安全可控的智能化综合性数字信息基础设施，打通经济社会发展的信息“大动脉”。2022年1月中国民用航空局、国家发改委、交通运输部联合印发《“十四五”民用航空发展规划》，大力引导无人机创新发展，积极拓展服务领域，完善法规标准体系，创新无人机产业生态。 无人机产业已呈现快速发展的态势 近年来，无人机产业已呈现快速发展的态势，2022年中国民用无人机市场规模已达443.58亿元，预计2022-2027年我国工业无人机行业市场规模年复合增长率（CAGR）为39%，到2027年我国工业无人机行业市场规模将达到3138亿元。结合AI人工智能、信息通信、北斗导航等新一代通信和信息技术，无人机产业或成为推动经济增长和满足人民生活需求的新引擎。 通感一体化助力智慧低空产业发展 面向无人机场景，利用基站通信功能实现信息回传和飞行控制；利用基站对一定区域进行感知可识别无人机的飞行状态、检测障碍物、监测气候变化等，提供监管类和辅助飞行类服务，进一步地，利用基站对机上终端的感知功能可针对特定无人机进行监管。相比于传统的低空雷达方案，通感一体化无人机感知方案具有3个明显的优势：1）部署成本低，可在传统基站上部署感知功能；2）频谱可以共享，即通信和感知共享频谱，提高了频谱利用率；3）感知范围广，例如单站感知距离超过1km，依赖5G基站可实现大范围连续覆盖。 低空经济有望为电信运营商提供新的业务增长点 我们认为低空经济和5.5G通感一体化有望形成相互促进，协同发展的良好局面：通感一体为无人机监管、入侵检测、飞行路径管理提供了重要的信息化支撑手段；低空经济为5.5G、6G通感一体功能提供了一个充满发展潜力的应用场景，有望为运营商带来新的业务增长点，建议关注电信运营商中国移动、中国电信、中国联通。 重点关注同感一体化大规模天线阵列产业链 我们认为实现通感一体化功能，基站需要具备足够大的发射功率和波束增益才能对其进行远距离的有效探测和跟踪，需要采用大规模的天线阵列以提升方位向的位置精度和波束增益。包括天线、射频、滤波器等领域的企业均有望受益低空经济和5.5G通感一体互相促进发展过程中带来的需求增长、技术进度等产业机会。 证券研究报告 2024年04月06日 投资建议：强于大市（维持） 上次建议：强于大市 通信 沪深300 20% 3% -13% -30% 2023/42023/82023/122024/4 相对大盘走势 作者 分析师：张宁 执业证书编号：S0590523120003邮箱：zhangnyj@glsc.com.cn 联系人：李宸 邮箱：lichyj@glsc.com.cn 行业报告 行业专题研究 风险提示：1）低产业政策支持力度不及预期风险、2）低空经济发展不及预期风险、3）通感一体化技术发展不及预期风险。 相关报告 1、《通信：聚焦2024OFC：数据中心光通信继续快速迭代》2024.03.31 2、《通信：英伟达Blackwell平台网络配置详解》 2024.03.23 正文目录 1.本周行情回顾3 2.本周聚焦：通感一体打造低空经济信息底座3 2.1智慧低空场景通感融合需求分析3 2.2通感一体化助力智慧低空发展7 2.3通感一体化关键技术9 3.投资建议：关注通感一体和低空经济协同发展产业机会11 3.1低空经济有望为电信运营商提供新的业务增长点11 3.2重点关注同感一体化大规模天线阵列产业链11 4.风险提示11 图表目录 图表1：2024年1月1日至2024年4月4日通信板块涨跌幅3 图表2：本周（2024.04.01-2024.04.03）通信板块个股涨跌幅前十3 图表3：我国无人机市场规模4 图表4：无人机信息化网络流程与管理架构图5 图表5：低空无人机主要感知应用场景6 图表6：低空无人机不同场景的感知业务指标6 图表7：5G-Advanced应用场景7 图表8：通信感知一体化的技术发展趋势7 图表9：网络协作通感应用场景8 图表10：通感一体工作模式8 图表11：算网融合服务示意图9 图表12：通感一体三层架构9 图表13：中兴通讯通感一体化方案10 图表14：通感融合技术研究方向10 1.本周行情回顾 本周通信行业指数下跌2.22%，跑输沪深300指数3.08pct，跑输创业板指3.44pct。其中通信设备（申万）下跌2.13%，通信服务（申万）下跌2.38%。同期沪深300指数上涨0.86%，创业板指上涨1.22%。 图表1：2024年1月1日至2024年4月4日通信板块涨跌幅 资料来源：ifind，国联证券研究所 本周通信板块涨幅前十和跌幅前十的个股见表2： 图表2：本周（2024.04.01-2024.04.03）通信板块个股涨跌幅前十 涨幅前十 跌幅前十 证券代码 证券简称 周涨跌幅 证券代码 证券简称 周涨跌幅 002796.SZ 世嘉科技 33.05% 603421.SH 鼎信通讯 -21.38% 300327.SZ 中颖电子 19.26% 300442.SZ 润泽科技 -14.45% 300205.SZ ST天喻 18.94% 301139.SZ 元道通信 -12.35% 600804.SH ST鹏博士 15.47% 002902.SZ 铭普光磁 -10.87% 300628.SZ 亿联网络 13.78% 688066.SH 航天宏图 -10.60% 300711.SZ 广哈通信 13.75% 300252.SZ 金信诺 -10.58% 603516.SH 淳中科技 13.25% 300738.SZ 奥飞数据 -10.03% 002544.SZ 普天科技 8.45% 300053.SZ 航宇微 -9.81% 003028.SZ 振邦智能 8.11% 688259.SH 创耀科技 -9.79% 688391.SH 钜泉科技 8.02% 301328.SZ 维峰电子 -9.75% 资料来源：ifind,国联证券研究所整理 2.本周聚焦：通感一体打造低空经济信息底座 2.1智慧低空场景通感融合需求分析 习近平主席在中共中央政治局第三十四次集体学习时强调，要加快新型基础设施建设，加强战略布局，加快建设高速泛在、天地一体、云网融合、智能敏捷、绿色低碳、安全可控的智能化综合性数字信息基础设施，打通经济社会发展的信息“大动脉”。2022年1月中国民用航空局、国家发改委、交通运输部联合印发《“十四五”民用航空发展规划》，大力引导无人机创新发展，积极拓展服务领域，完善法规标准体系，创新无人机产业生态。 近年来，无人机产业已呈现快速发展的态势，2022年中国民用无人机市场规模已达443.58亿元，预计2022-2027年我国工业无人机行业市场规模年复合增长率 （CAGR）为39%，到2027年我国工业无人机行业市场规模将达到3138亿元。结合AI人工智能、信息通信、北斗导航等新一代通信和信息技术，无人机产业成为推动经济增长和满足人民生活需求的新引擎。 图表3：我国无人机市场规模 资料来源：《低空网络信息服务能力白皮书》，国联证券研究所 随着低空经济的发展，数据安全和飞行安全成为不可忽视的问题。需要建立全面的安全体系，包括加强物理层面的安全防护、提升数据加密技术、实施身份认证和访问控制等，确保低空经济的健康发展不受网络安全威胁的干扰。 图表4：无人机信息化网络流程与管理架构图 资料来源：《低空网络信息服务能力白皮书》，国联证券研究所 目前的无人机空域管理系统并不能做到针对群体性飞行的管理，包括空中防碰撞、流量管控、空域管控，也无法解决无人机与民航、通航之间空域使用的冲突。面对未来数以百万架的无人机，依旧存在着监管不力、安全等问题，主要有以下几点原因： 无人机监管难度大，低空无人机数目多，体积小，执行任务复杂多样，很难用雷达来监控它们； 无人机缺乏有效的信息获取手段，难以全面、及时感知规避障碍物，导致空中碰撞的风险增加； 无人机运营缺乏高效飞行任务的申报渠道，造成黑飞现象屡禁不止。 面向无人机场景，利用基站通信功能实现信息回传和飞行控制；利用基站对一定区域进行感知可识别无人机的飞行状态、检测障碍物、监测气候变化等，提供监管类和辅助飞行类服务，进一步地，利用基站对机上终端的感知功能可针对特定无人机进行监管。具体智慧低空感知业务场景可归纳如下： 无人机监管：针对存在电子围栏的区域，若感知到无人机接近围栏边界或将突破围栏限制时，给出围栏告警； 无人机避障：对空域进行全方位多角度的探测并将感知结果提供给无人机，为避障预警提供冗余量，提升避障成功率； 飞行入侵监测：监测特定区域，若感知到非法无人机，则给出入侵告警； 飞行路径管理：感知无人机位置、高度、航向、速度等信息，若发现与原计划飞行轨迹不符，则给出飞行一致性告警；同一区域存在多个无人机时，根据各无人机的位置、高度、航向、速度等信息，预测其航迹，若预计无人机间将发生冲突，则给出冲突告警。 图表5：低空无人机主要感知应用场景 资料来源：《5G-Advanced通感融合场景需求研究报告》，国联证券研究所 对无人机进行有效探测和管控，是产业规模发展的前提。传统的低空雷达方案面临3个困境：1）部署成本高：需要在敏感空域重新部署低空警戒雷达；2）频谱资源 短缺：目前雷达频段一般主要是24GHz和77GHz；3）感知范围受限：大多数雷达的EIRP受限导致最远感知距离有限。 相比于传统的低空雷达方案，通感一体化无人机感知方案具有3个明显的优势：1）部署成本低，可在传统基站上部署感知功能；2）频谱可以共享，即通信和感知共享频谱，提高了频谱利用率；3）感知范围广，例如单站感知距离超过1km，依赖5G基站可实现大范围连续覆盖。 图表6：低空无人机不同场景的感知业务指标 业务指标 无人机监管和避障 飞行入侵检测 飞行路径管理感知 感知速度范围 ≥10km/h ≥10km/h ≥10km/h 感知距离分辨率 ≤10m 10-20m 感知距离精度 ≤0.5m 50m 0.5-1m 感知角度精度 ≤0.5° 0.5-0.8° 感知速度精度 ≤0.5m/s 0.5-1m/s 感知数据刷新率 0.3Hz-5Hz 0.3Hz-2Hz 0.3Hz-2Hz 感知数据传输速率 10-30Mbps 5-10Mbps 30-50Mbps 感知时延 100-500ms 100-500ms 50-100ms 安全隐私 底 底 高 检测概率 ≥95% 虚警概率 ≤5% 资料来源：《5G-Advanced通感融合场景需求研究报告》，国联证券研究所 2.2通感一体化助力智慧低空发展 2021年4月，3GPP正式将5G的演进从R18开始命名为5G-Advanced（5G-A），这标志着全球5G技术和标准的发展进入了新的阶段。面向2024年及以后，一方面，5G-A持续增强已有的能力，支撑传统5G业务大规模应用；更重要的一方面，5G-A将增加新的能力，支撑新场景新业务的应用。5G-A将面向六大主要应用场景，包括沉浸实时，智能上行、工业互联、通感一体、千亿物联和天地一体，从网络、终端、云等端到端的关键方面进一步演进，构建数字、智慧、绿色低碳社会的基础设施。 在通信感知一体化的技术发展过程中，通信与感知将分阶段、分层次融合演进，其技术趋势主要包括“业务共存、能力互助、网络共惠”三个阶段。首先原先分立的通信系统与感知系统已经集成在同一物理平台中；然后，能力互助作为发展阶段，通信能力与感知能力互助配合，实现感知辅助通信或通信辅助感知，技术方案重点关注波形设计、收发处理算法等。最后，网络共惠作为成熟阶段，通信与感知将实现频谱资源、硬件设备、波形设计、信号处理、协议接口、组网