�N��5G-A+AI�= � � �����0���� RIS 辅助低空 5G-A 网络覆盖方案探索 李贝 1 刘秋妍 1 成晨 1 王昭宁 1 王波 2 蒋振伟 3 乔金剑 2 朱佳佳 1 (1. 中国联合网络通信有限公司研究院,北京 100048; 2. 中国联合网络通信集团有限公司,北京 100033; 3. 中国联合网络通信有限公司上海市分公司,上海 均采用智能超表面辅助的低空组网架构,为低空区域高质量、连续、深度覆盖提供低成本、低功耗且易部 署的解决方案。 关键词:无线通信;低空移动通信;智能超表面;网络覆盖 中图分类号:TN929. 5 文献标志码:A 引用格式:李贝,刘秋妍,成晨, 等 . RIS 辅助低空 5G-A 网络覆盖方案探索[J]. 信息通信技术与政策, 2025,51(11):31-38. DOI:10. 12267/ j 方案均以波束赋形为基础,且 RIS 具有增强接收信号 强度、扩展信号覆盖范围等效果,RIS 的波束赋形可助 力低空网络波束赋形。 RIS 辅助低空网络覆盖是低空 网络演进的重要方向 [5]。 4 RIS 辅助低空网络覆盖技术 基于信道侧反射式 RIS 辅助的网络覆盖增强方案 如图 4 所示。 终端的接收信号公式为 r = s × w + n0 (1) 其中,s 为基站发送信号,w 为信道衰减因子

点方面，构建统一技 术语言、统一逻辑架构、统一业务语言和统一知识基座。 5.2.4 物联能力应评估企业工业边缘/网络能力、数据采集和生产/运营管控的情况。工业边缘/网络能 力重点评估企业新型网络覆盖情况，以及工业互联网标识解析的使用情况、边缘计算节点数量等。数据 采集重点评估数据采集自动化率、数据采集颗粒度和数据采集更新频率等。生产/运营管控重点评估企 业智能生产及运营管控情况、产品全生命周期可追溯等方面。 系统化管理体系融合（两化融合管理体系） 数据基础 数据标准化（统一知识基座） 元数据管理 安全基础 网络安全基础资源库 信息系统安全 数据安全 运营系统安全 物联能力 工业边缘/网络能力 新型网络覆盖率 边缘计算节点数量 数据采集 数据采集自动化率 数据采集颗粒度 数据采集更新频率 生产/运营管控 数字化财务管理能力 DB FORMTEXT 31 FORMTEXT XXXX — FORMTEXT 系统化管理体系融合（两化融合管理体系） 数据基础 数据标准化（统一知识基座） 数据治理能力成熟度评估 安全基础 网络安全基础资源库 信息系统安全 数据安全 运营系统安全 物联能力 工业边缘/网络能力 新型网络覆盖率 工业互联网标识解析的使用率 边缘计算节点数量 数据采集 数据采集自动化率 数据采集颗粒度 数据采集更新频率 生产/运营管控 数字化研发率 DB FORMTEXT 31 FORMTEXT

量子计算应用能力评测一般性方法 ............................................. 27 表 目 录 表 1 大规模无线网络覆盖优化问题 ..................................................... 7 表 2 无线网络中多用户调度问题 ................. 时延、资源消耗与功率消耗，相对与目前 5G 基站能耗来说更加不 可持续。 在网络优化方面，传统的网络拓扑优化、路由优化和无线网络 优化都随着通感算智融合与新技术引入而变得复杂。其中，无线网 络优化进一步细分为网络覆盖优化、网络容量优化和网络能效优化 等，属于典型的组合优化问题，目前经典计算（算法）通常采用元 启发式算法，或贪心算法，只能给出满意解或可行解，无法给出最 优解。随着优化规模的增加，甚至无法给出可行解。未来网络优化 提取等，这些通常基于统计类模型或神经网络类模型来实现。海量 高维异构数据为模型设计、训练与推理带来极大挑战。 2. 移动网络算力需求案例 1）大规模网络覆盖优化计算需求 无线网络覆盖优化是保障网络服务质量和用户体验的关键。当 前网络覆盖优化不再是单点、单系统、分区优化，而是规模化、系 统化、智能化优化。面临的核心问题是小区同频干扰优化，即小区 功率和天线权值优化（不考虑站址、机械下倾角、天线挂高等参数

主要的技术选择包括5G、NB-IoT、蓝牙等，每种协议都 有其特定的技术参数和优缺点，具体如下。 a）Wi-Fi。Wi-Fi 支持高速数据传输，使用 2.4 GHz或 5 GHz频段。在智慧医院场景下，Wi-Fi适用于 网络覆盖范围广、数据传输速度快、需要传输大量数 据的应用场景，其缺点是功耗相对较高，且在高密度 设备部署的环境中可能会遇到信道干扰问题。 b）蓝牙。蓝牙是一种短距离通信技术，通常使用 2.4 GHz 设备功耗低，成本相对较低，网络部署简单，适 合自动化控制和传感器网络。ZigBee的传输距离和速 率都不如Wi-Fi，不适合传输大量数据。 e）LoRa。LoRa 技术是一种低功耗、长距离覆盖 的园区网络覆盖技术，这对于大型医院园区或者需要 远程监控的患者来说非常有价值。LoRa 技术可以用 于患者监护、资产追踪、药品管理等多个场景。 f）5G。5G 的理论下载速率峰值高达 20 Gbit/s，网 用，可以选择采用广域网的协议，5G 技术是一个很好 的选择，但是因为医院数据安全和管理的要求，即使 采用网络切片，也必须考虑满足安全监管和三级安全 等要求。通常的广域网技术在智慧医院中，还无法完 全替代局域网。 网络覆盖的规划要点包括设备布局、信号强度和 网络拓扑等，需要根据医院的具体情况，合理布局设 备，以确保网络信号的覆盖范围和强度，同时还需考 虑网络拓扑的设计，以提高网络的稳定性和可靠性。 对于新建医院，在医院的建筑设计中，一般会建

与实体经济融合发展，为日常的工作生活和生产经营 带来便利。同时，也要充分关注数字包容，进一步消 除“数字鸿沟”。据 GSMA《2024 全球移动经济发展》 报告，全球目前仅有 4% 的人口生活在没有网络覆盖 的地区，但仍有 31 亿人口所在地区有网络覆盖但没有 使用移动网络服务。数字时代，让人人享受负担得起的、 稳定的、连续的网络联接，让数字世界更平等可持续， 仍然任重道远。在国家数字化发展范式和路径中，需 要关注 化评估模型，同时参考全球数字化指数（GDI），通过泛在联接、智能底座、绿色能源、政策生态等不同维度进行 衡量（图 2.1）： 泛在联接：移动网络及固定网络覆盖及使用情况，选择互联网用户数、移动网络单用户流量、固网单用 户流量、网络覆盖人口比例等指标。 智能底座：算力普及程度，选择全球数据中心分布、电子政府指数（EGDI）等指标。 绿色能源：数字化可持续发展能力，选择可再生能源发电占比、可再生能源消耗占比等指标。 Berger | 图2.2：K-means聚类分析算法公式示意 政策生态 绿色能源 智能底座 泛在联接 国家数字化发展阶 段建模方法 互联网用户数 固网单用户流量 移动网络单用户流量 网络覆盖人口比例 全球数据中心分布 电子政务指数 (EGDI) 可再生能源发电占比 可再生能源消耗占比 ICT投入 ICT专利占比 ICT相关法规 17 国家数字化发展范式与路径 从结果来看，全球各国数字化发展阶段各异。例如：

Aircraft System, UAS）、无人机（Unmanned Aerial Vehicle, UAV）和城市空中交通（Urban Air Mobility, UAM）的支持，特别是在低空网络覆盖能力、服务质量及可靠性等通信层面取 得了重要突破，以满足快速增长的低空通信需求。自 2024 年 6 月，3GPP 发布了多份技术 规范或报告。《无人机系统支持（TS 22.125）》[3]提出了无人机系统在 主要体现在以下方面：一是低空空域的覆盖范围广、地形复杂，传统地面蜂窝网络难以实 现三维空间的连续、无缝覆盖，需要解决地面蜂窝网络和低空网络之间的服务衔接；二是 低空业务需求、覆盖能力和地面差异较大，需要考虑网络覆盖质量和经济成本之间的权衡； 三是低空业务需求多样，包括高清视频回传、应急指令等业务，对网络的带宽、时延、可 靠性提出了不同要求，网络资源分配和负荷均衡成为重要挑战。由此，空地融合组网技术 应 器接入移动通信网络和低空飞行器交通管理系统。 4.7 移动性管理技术 和传统地面网络覆盖的终端相比，低空飞行器受地面网络和卫星网络协同覆盖，其移 动性管理更为复杂，不仅需要考虑其在不同地面基站之间的移动性，还需要考虑其在地面 基站与卫星之间、以及其在卫星与卫星之间的移动性。 （1）减少服务小区变更 低空飞行器在依靠地面网络覆盖时，其移动性管理面临以下挑战：一是空闲态或非激 活态低空飞行器会频繁地

动预警、交叉路口碰撞预警、盲区预警等关键安全场景，可显著提升 行车安全性，降低交通事故发生率。卫星通信网络依托卫星星座部署 的全球覆盖通信系统，是地面通信网络的有效补充，可在偏远山区、 沙漠等地面网络覆盖薄弱区域提供广域、连续、稳定的通信保障，实 现在自然灾害、交通事故等紧急情况下的应急通信、全球范围内的远 程车辆追踪等特殊应用场景，为车辆提供无死角的通信保障。 基础设施数据传输网络是通过部署在道路上光纤等固定通信设 等蜂窝移动通信无线资源分配做适配性优化。二 是前沿技术融合程度加深。随着网联自动驾驶规模化应用、智能座舱 内云游戏、AI 多模态实时交互等新兴场景发展，对网络通信技术提 出超大带宽、超低时延与高可靠、网络覆盖连续性、高连接密度等需 求，成为 5G-A、算网融合等新一代信息通信技术演进的重要驱动力。 三、 智能网联汽车网络发展需求与模式分析 面向 2030 年，智能网联汽车将向“人-车-路-云”要素的全面连接 高端车型卫星通信搭载率提升，提升车端多网络接入能力。在网络覆 盖上，城市区域道路 5G/5G-A 蜂窝移动通信网络与 LTE-V2X 直连通 信融合组网覆盖率达 98%以上，卫星通信实现全球覆盖，形成“天地” 无缝衔接的立体网络覆盖，保障车辆获得稳定可靠的网络连接。在网 络性能上，5G/5G-A 网络支持单向端到端 50ms@99%、100ms@99% 传输性能，LTE-V2X 直连通信网络平均时延低于 30ms，车载卫星通

应用需求：充分了解各应用数量及在港口的地理分布，并发量以及单个应用对带 宽、时延、可靠性的需求，以满足 5G 应用需求作为网络设计的出发点和目标各应用在港区的 地理位置分布； b) 覆盖+容量双重设计：网络覆盖设计首先按覆盖目标来设计基本的网络，基于容量诉求以及低 时延高可靠等应用进行网络叠加设计。 6.2.2 覆盖规划 6.2.2.1 覆盖目标规划 覆盖目标规划基于以下三项进行： a) 获取产品 规划边缘速率：将所有业务都转换为大上行业务，以上行速率最大的业务为边缘速率规划目标； c) 规划边缘覆盖电平：对于大上行业务与低时延高可靠业务，取上行速率最大的业务，其对应的 边缘电平作为边缘覆盖电平。 6.2.2.2 网络覆盖估算 网络覆盖估算应基于以下五项进行： a) 覆盖目标规划，如上行边缘速率； b) 确定所选基站产品形态、子帧配比、带宽、天线收发数等参数； c) 输出小区覆盖半径； d) 根据小区覆盖半径，计算单站覆盖面积；

5Mbit/s，下行速率峰值为 10Mbit/s，属于 一种中等速率的通信协议，但 Cat.1 的优势在于实现了物联网应用在速率、成本和功耗之间更好的平衡与兼顾。具体来说， Cat.1 相对 NB-IoT 和 2G，在网络覆盖、速度、时延、可移动性、语音通话能力上具有优势；Cat.1 相对 Cat.4，在成本、功耗、 性价比方面具有优势。 NB-IoT 是一类为实现大连接、广覆盖、低功耗等要求而设计的窄带蜂窝通信技术，2020 41%。可见在未来较长一段时间内，5G 替代 4G 的趋势将持续存在，但这一过程将是 缓慢且渐进的。 • 我们认为，Cat.1在未来很长一段时间内仍将是全球蜂窝物联网技术中的主流选择，主要原因在于其性能稳定、可靠性高、 网络覆盖广泛、成本极低，并且适用于大多数物联网应用场景。当前，Cat.1 行业最显著的增长点体现在以下两个方面： 1）预计在 2026 年，搭载 Cat.1 模组的新国标电动自行车将迎来大规模放量，该行业每年的换新需求为 设备以及 PC/ 平板电脑，其中 CPE 占据了约一半的出货量。我们对未来 5G 出货量的增长持乐观态度，认为这符合 产业升级换代的大趋势。 • 未来，如果 5G RedCap 能够实现广泛的网络覆盖、稳定性能以及价格下探（接近 Cat.4 水平），可能会对 4G Cat.4 的出货规模产生一定影响。 • 5G eRedCap 是 5G 领域对标 Cat.1 的技术，但由于目前仍处于标准制定阶段，预计到

基础设施（包括向 5G-Advanced 转型）以及促进整个经 济领域广泛采用 5G 解决方案，中国正在成为全球领导者 的道路上高歌猛进。在中国，5G 移动用户已超过 10 亿， 5G 网络覆盖超过 95% 的人口。得益于强大的数字生态系 统以及 5G 技术在企业中的快速应用，5G 技术将继续成为 增强连接性和数字创新的基石。 移动技术是中国经济的有力引擎，推动各行业增长、创造 就业机会并提升国内生产总值 84% 15% 83% 16% 82% 17% 82% 17% 81% 18% 80% 19% 覆盖缺口： 居住在移动宽带网络未覆盖区域的人。 使用缺口： 居住在移动宽带网络覆盖区域，但尚未 使用移动互联网服务的人。 已联网： 使用移动互联网的人。 8 / 36 移动市场关键数据 5G 已占中国移动连接的 一半以上 2024 年，中国 5G 连接数突破 10 2 Gbps 下行速度和 4 Gbps 上行速度，支持超高清 (UHD) 视频 流和扩展现实 (XR) 等应用。 此外，在长城景区，中国联通和华为部署了支持低空空域（300 米以下）和地面不间断网络覆盖的 5G-Advanced 基站，有助于促进旅游、物流和应急服务领域的创新。 中国电信 中国电信通过试点项目和战略合作伙伴关系在 5G-Advanced 方面取得了进展。它专注于将 5G-Advanced