面向6G的低空智能网联系统用例研究

doi:10.12267/j.issn.2096-5931.2026.04.001

摘要/Abstract

摘要：

基于国际电信联盟(International Telecommunication Union,ITU)提出的第六代移动通信(the Sixth Generation Mobile Communication,6G)六大典型应用场景,第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project,3GPP)开展了6G用例与业务需求研究,并形成6G技术报告TR22.870。以TR22.870为基础,面向6G低空智能网联系统开展研究,梳理以无人机为代表的低空智联应用场景及典型用例,并结合通信与人工智能(Artificial Intelligence,AI)融合、通感一体化等相关场景分析低空应用需求。在此基础上,总结低空智联在通信速率、时延可靠性以及定位与感知能力等方面的重要技术指标,并进一步探讨面向6G低空智联的潜在重要技术,为低空智能网联系统的发展提供参考。

关键词: 6G, 低空智联, 无人机, AI, 通感一体化

Abstract:

Based on the six typical application scenarios for 6G proposed by ITU, 3GPP has conducted research on 6G use cases and service requirements, culminating in the first 6G technical report, TR22.870. This paper builds upon TR22.870 to investigate 6G-enabled low-altitude intelligent networked systems, summarizing application scenarios and typical use cases for low-altitude intelligent networked systems, represented by Unmanned Aerial Vehicles (UAVs). It also analyzes the requirements of low-altitude applications in the context of related scenarios, such as the integration of communication and AI, as well as ISAC. On this basis, the paper summarizes key technical indicators for low-altitude intelligent networked systems in terms of communication data rates, latency, reliability, and positioning and sensing capabilities. Furthermore, it explores potential key technologies for 6G-enabled low-altitude intelligent networked systems, providing a reference for the development of low-altitude intelligent networked systems.

Key words: 6G, low-altitude intelligent connectivity, unmanned aerial vehicle, AI, ISAC

中图分类号:

TN929.5
V35

康绍莉, 王可, 秦海超, 冯云九, 王丹, 杨祺欣. 面向6G的低空智能网联系统用例研究[J]. 信息通信技术与政策, 2026, 52(4): 2-14.

KANG Shaoli, WANG Ke, QIN Haichao, FENG Yunjiu, WANG Dan, YANG Qixin. A study on use cases for low-altitude intelligent networked systems towards 6G[J]. Information and Communications Technology and Policy, 2026, 52(4): 2-14.

导出引用管理器 EndNote|Ris|BibTeX

链接本文:

http://ictp.caict.ac.cn/CN/10.12267/j.issn.2096-5931.2026.04.001

http://ictp.caict.ac.cn/CN/Y2026/V52/I4/2

图/表 13

参考文献 10

[1]	工业和信息化部低空智能网联技术委员会. 低空智能网联体系发展路径及趋势[R], 2025.
[2]	张学军, 刘法旺, 张祖耀, 等. 低空智能网联体系[J]. 北京航空航天大学学报, 2025, 51(6):1793-1815.
[3]	中信科移动通信技术股份有限公司, 无线移动通信国家重点实验室. 低空智联网场景和关键技术白皮书: 星地融合助力数字低空发展[R], 2025.
[4]	CHEN S, LIANG Y C, SUN S, et al. Vision, requirements, and technology trend of 6G: how to tackle the challenges of system coverage, capacity, user data-rate and movement speed[J]. IEEE Wireless Communications, 2020, 27(2):218-228. doi: 10.1109/MWC.7742 URL
[5]	CHEN S, SUN S, KANG S. System integration of terrestrial mobile communication and satellite communication—the trends, challenges and key technologies in B5G and 6G[J]. China Communications, 2020, 17(12):156-171.
[6]	CHEN S, KANG S. The dual iconic features and key enabling technologies of 6G[J]. Engineering, 2023,28:7-10.
[7]	ITU-R. Framework and overall objectives of the future development of IMT for 2030 and beyond: draft new recommendation[R], 2023.
[8]	3GPP. TR 22.870: study on 6G use cases and service requirements (V1.1.0)[R], 2026.
[9]	陈山枝, 孙韶辉, 康绍莉, 等. 6G星地融合移动通信关键技术[J]. 中国科学:信息科学, 2024, 54(5):1177-1214.
[10]	陈山枝, 孙韶辉, 康绍莉, 等. 星地融合移动通信系统和关键技术[M]. 北京: 人民邮电出版社, 2024.

技术指标类型		6G技术需求	5G技术需求
通信传输速率	共性需求	视频监控、态势感知等场景:支持感知数据与状态信息的上行传输;满足基础通信与设备通信需求
通信传输速率	差异需求	应急辅助救援、多智能体协同与AI实时分析场景:支持多智能体并发的感知数据与视频级业务流量上行传输;支持超高数据速率	主要面向单路或少量业务流量设计支持峰值速率20 Gbit/s,满足大规模移动宽带的基础通信需求
通信时延与可靠性	共性需求	支持远程控制与基础协同通信面向非关键任务与基础协同场景,端到端时延不高于100 ms,业务层通信失败概率约1‰,可满足基础控制与信息交互需求
通信时延与可靠性	差异需求	面向关键任务与群体级协同场景,具备确定性低时延与高可靠通信能力,性能等级可参考端到端时延约10 ms量级、业务层通信可靠性目标可达99.999%,在通信性能不足时可能导致任务失败或协同效率明显下降	5G缺乏面向多智能体群体级协同通信的确定性时延与高可靠性保障机制
服务托管环境	共性需求	支持业务流量路由与路径调整支持业务在不同接入环境间的卸载与切换支持基础服务的连续运行能力
服务托管环境	差异需求	支持面向AI智能体的服务托管与计算资源调度支持服务级迁移与连续执行	计算与AI能力主要通过外部平台或应用层实现网络侧未定义原生的AI服务托管与跨节点连续迁移能力
定位服务	共性需求	支持用户设备(User Equipment,UE)在卫星覆盖条件下的网络辅助定位在无地面无线接入网(Radio Access Network,RAN)覆盖时,仍可提供基本定位服务定位能力可满足低空飞行与任务执行的基本需求
定位服务	差异需求	在无全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)且高速移动的场景下:支持网络辅助的定位与感知能力;支持增强型网络辅助定位能力,以满足群体协同运行对定位精度与连续性的更高要求	定位能力主要面向地面网络或单一接入场景未针对高速移动及无GNSS条件下的低空群体协同定位场景定义明确的性能需求
网络覆盖与控制能力	共性需求	支持低空场景下的连续网络覆盖支持对智能体或无人机的基础远程控制操作可满足非任务关键业务的稳定运行需求
网络覆盖与控制能力	差异需求	支持面向低空场景的增强覆盖能力支持更精细化的控制与资源管理能力在保障任务执行的同时兼顾能效与系统稳定性	主要面向地面固定或缓慢移动终端场景未针对低空动态覆盖与群体级精细化控制场景定义专用需求

技术指标类型		6G技术需求	5G技术需求
通信传输速率	共性需求	视频监控、态势感知等场景:支持感知数据与状态信息的上行传输;满足基础通信与设备通信需求
通信传输速率	差异需求	应急辅助救援、多智能体协同与AI实时分析场景:支持多智能体并发的感知数据与视频级业务流量上行传输;支持超高数据速率	主要面向单路或少量业务流量设计支持峰值速率20 Gbit/s,满足大规模移动宽带的基础通信需求
通信时延与可靠性	共性需求	支持远程控制与基础协同通信面向非关键任务与基础协同场景,端到端时延不高于100 ms,业务层通信失败概率约1‰,可满足基础控制与信息交互需求
通信时延与可靠性	差异需求	面向关键任务与群体级协同场景,具备确定性低时延与高可靠通信能力,性能等级可参考端到端时延约10 ms量级、业务层通信可靠性目标可达99.999%,在通信性能不足时可能导致任务失败或协同效率明显下降	5G缺乏面向多智能体群体级协同通信的确定性时延与高可靠性保障机制
服务托管环境	共性需求	支持业务流量路由与路径调整支持业务在不同接入环境间的卸载与切换支持基础服务的连续运行能力
服务托管环境	差异需求	支持面向AI智能体的服务托管与计算资源调度支持服务级迁移与连续执行	计算与AI能力主要通过外部平台或应用层实现网络侧未定义原生的AI服务托管与跨节点连续迁移能力
定位服务	共性需求	支持用户设备(User Equipment,UE)在卫星覆盖条件下的网络辅助定位在无地面无线接入网(Radio Access Network,RAN)覆盖时,仍可提供基本定位服务定位能力可满足低空飞行与任务执行的基本需求
定位服务	差异需求	在无全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)且高速移动的场景下:支持网络辅助的定位与感知能力;支持增强型网络辅助定位能力,以满足群体协同运行对定位精度与连续性的更高要求	定位能力主要面向地面网络或单一接入场景未针对高速移动及无GNSS条件下的低空群体协同定位场景定义明确的性能需求
网络覆盖与控制能力	共性需求	支持低空场景下的连续网络覆盖支持对智能体或无人机的基础远程控制操作可满足非任务关键业务的稳定运行需求
网络覆盖与控制能力	差异需求	支持面向低空场景的增强覆盖能力支持更精细化的控制与资源管理能力在保障任务执行的同时兼顾能效与系统稳定性	主要面向地面固定或缓慢移动终端场景未针对低空动态覆盖与群体级精细化控制场景定义专用需求

技术指标类别		6G技术需求	5G技术需求
导航定位需求	共性需求	位置更新时间<1 s
导航定位需求	差异需求	定位精度厘米级至毫米级	定位精度米级至厘米级
感知需求	共性需求	系统能从感知接收机收集3GPP和非3GPP的感知数据并进行联合处理网络应为可信第三方提供安全方式,使其能基于特定参数请求无线感知服务并接收相应感知结果系统应支持对感知数据和感知结果进行加密、完整性保护和隐私保护的操作置信度≥90% 速度估计精度≤5 m/s 一般场景:感知精度米级,最大感知服务时延≤1 000 ms 无人机起降场景:感知精度厘米级,最大感知服务时延≤500 ms
感知需求	差异需求	6G网络应能使基站向核心网发送感知测量数据,并使核心网聚合、收集、处理和存储来自基站的感知测量数据 6G系统应支持节能的感知操作 6G系统应提供机制,确保在给定感知系统容量下提供感知服务得到授权许可时,6G网络应能向UE提供特定服务的感知结果 6G无线感知要求涉及一般物体的检测、跟踪、特定特征识别和计数融合空域无人机物流运输场景下:漏检率≤0.1%,虚警率≤1%	5G无线感知要求涉及一般物体的检测、跟踪无人机物流运输场景下:漏检率≤5%,虚警率≤5%

技术指标类别		6G技术需求	5G技术需求
导航定位需求	共性需求	位置更新时间<1 s
导航定位需求	差异需求	定位精度厘米级至毫米级	定位精度米级至厘米级
感知需求	共性需求	系统能从感知接收机收集3GPP和非3GPP的感知数据并进行联合处理网络应为可信第三方提供安全方式,使其能基于特定参数请求无线感知服务并接收相应感知结果系统应支持对感知数据和感知结果进行加密、完整性保护和隐私保护的操作置信度≥90% 速度估计精度≤5 m/s 一般场景:感知精度米级,最大感知服务时延≤1 000 ms 无人机起降场景:感知精度厘米级,最大感知服务时延≤500 ms
感知需求	差异需求	6G网络应能使基站向核心网发送感知测量数据,并使核心网聚合、收集、处理和存储来自基站的感知测量数据 6G系统应支持节能的感知操作 6G系统应提供机制,确保在给定感知系统容量下提供感知服务得到授权许可时,6G网络应能向UE提供特定服务的感知结果 6G无线感知要求涉及一般物体的检测、跟踪、特定特征识别和计数融合空域无人机物流运输场景下:漏检率≤0.1%,虚警率≤1%	5G无线感知要求涉及一般物体的检测、跟踪无人机物流运输场景下:漏检率≤5%,虚警率≤5%

技术指标类别		6G技术需求	5G技术需求
通信传输速率	共性需求	视频监控等场景:上行传输速率>24 Mbit/s,下行传输速率>4 Mbit/s
通信传输速率	差异需求	应急救援场景:上行传输速率>50 Mbit/s	应急救援场景:1K视频回传,上行传输速率>5 Mbit/s
服务托管环境	共性需求	支持流量路由、路径修改、卸载至最合适环境及访问最近环境支持跨不同轨道卫星提供服务托管环境
服务托管环境	差异需求	提供计算服务	5G无相应指标
定位服务	共性需求	支持UE在卫星覆盖下、无地面无线接入技术定位覆盖时确定位置
定位服务	差异需求	TN与NTN组合定位在无GNSS且UE速度较快时(160 km/h):水平精度3 m(95%置信水平);垂直精度3 m(95%置信水平);可用性99%;时延0.1~0.5 s	5G无相应指标
中继与回传功能	共性需求	支持无人机基站增强覆盖、控制操作、降低功耗与减少干扰支持卫星下一代无线接入网移动基站中继,同时接入卫星/地面并保证业务连续性支持移动基站中继接入不同轨道卫星,考虑覆盖、时延、速率、服务质量
中继与回传功能	差异需求	支持不同轨道卫星间动态切换	仅支持基于回传类别通过会话管理功能汇报卫星回传情况,不支持动态切换
飞行高度/m	差异需求	0~3 000	0~300