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智慧城市網(wǎng) 時事聚焦】據(jù)工信部5月5日消息，為深入貫徹落實黨的二十大關(guān)于加快建設(shè)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國的決策部署，推動我國航空互聯(lián)網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展，提高人民生活品質(zhì)，近期，
工業(yè)和信息化部依申請批復(fù)中國移動使用其4.9GHz部分5G頻率資源在國內(nèi)有關(guān)省份開展5G地空通信（5G-ATG）技術(shù)試驗。
據(jù)介紹，5G-ATG基于5G公眾移動通信技術(shù)，通過沿飛機(jī)航線設(shè)置符合相應(yīng)國際規(guī)則和國內(nèi)規(guī)定的特殊基站及波束賦形天線，在地面與飛機(jī)機(jī)艙間建立地空通信鏈路，使乘客在機(jī)艙內(nèi)通過無線局域網(wǎng)接入方式訪問互聯(lián)網(wǎng)。5G-ATG是實現(xiàn)航空互聯(lián)網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展的重要技術(shù)路徑之一，也是5G等新技術(shù)在航空互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的新應(yīng)用和新業(yè)態(tài)。
工信部表示，此次批準(zhǔn)中國移動開展5G-ATG試驗，將進(jìn)一步提升5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋的空間維度，拓展5G的行業(yè)應(yīng)用場景，更好滿足航空旅客日益增長的空中訪問互聯(lián)網(wǎng)需求。
中國移動相關(guān)負(fù)責(zé)人向記者表示，中國移動向工信部申請利用4.9GHz頻率開展5G地空通信技術(shù)(5G ATG)驗證試驗項目，并獲得批復(fù)。中國移動5G ATG方案可以為每架飛機(jī)提供420Mbps峰值下載速率，66Mbps峰值上行速率，最大覆蓋半徑300Km，不到1000站即可實現(xiàn)全國航線覆蓋。
中國移動還指出，本次批復(fù)中國移動將率先聯(lián)合中國飛行試驗研究院開展國產(chǎn)大飛機(jī)試飛數(shù)據(jù)寬帶傳輸驗證，實現(xiàn)試飛機(jī)型海量數(shù)據(jù)快速卸載、實時飛機(jī)健康管理等應(yīng)用，有效提升試飛數(shù)據(jù)分析效率。
01、各方5G ATG布局
全球第二大市場研究機(jī)構(gòu)Markets and Markets發(fā)布報告指出，預(yù)計到2026年，全球航空5G市場規(guī)模將達(dá)到39億美元，相較2021年的預(yù)估數(shù)字5億美元，年復(fù)合增長率達(dá)到52.7%。
5G ATG為實時地空通信提供了有效解決方案，其顯著的技術(shù)優(yōu)勢與廣闊應(yīng)用前景吸引了通信運(yùn)營商、設(shè)備供應(yīng)商、航司、科研單位等眾多主體開展研究，我國的研究成果達(dá)到世界先進(jìn)水平。
2020年11月，為了更好的探索和豐富5G的應(yīng)用場景，針對民航互聯(lián)需求，中國移動集團(tuán)上海研究院宣布推出中移九霄5G地空通信平臺，通過定制5G機(jī)載系統(tǒng)提升網(wǎng)絡(luò)性能，采用100MHz頻譜，實現(xiàn)下行峰值速率800Mbps，上行峰值速率150Mbps；定制5G基站系統(tǒng)單站最大覆蓋半徑300Km，移動性支持1200Km/h。
中國移動表示這是全球首套端到端5G地空通信試驗系統(tǒng)，系統(tǒng)建設(shè)和最終商務(wù)落地過程中還有很多問題需要解決。
中移九霄5G地空通信平臺是個完整解決方案，既面向飛機(jī)前艙的智慧飛行場景，也面向后艙的智慧客艙場景。前艙主要針對飛機(jī)前艙產(chǎn)生的海量關(guān)鍵數(shù)據(jù)，5G地空通信的大帶寬、高安全傳輸可實現(xiàn)民航客機(jī)飛行狀態(tài)與空管、航司、飛機(jī)制造商的實時互通，輔助飛機(jī)安全運(yùn)行，服務(wù)政府部門與行業(yè)客戶。后艙則針對航空旅客日益強(qiáng)烈的互聯(lián)網(wǎng)接入需求，5G地空通信可帶來高速率、低時延的空中上網(wǎng)體驗，同時還可配合航司或其互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商拓展增值服務(wù)，豐富客艙娛樂內(nèi)容，提升出行體驗。
2021年，中國電信副總經(jīng)理張志勇在中國民用航空局召開的航班正常和服務(wù)質(zhì)量工作會上表示，為真正解決民航旅客上網(wǎng)服務(wù)的迫切需求，中國電信投入電信頻率100MHz資源，融合航空移動頻率10MHz，采用混合組網(wǎng)方式，結(jié)合天翼云資源為中國民航定制5G ATG空地云專網(wǎng)，目前，中國電信已經(jīng)啟動5G ATG網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，計劃三季度完成建網(wǎng)，實現(xiàn)全國航線的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，機(jī)載設(shè)備同步完成適航。
據(jù)悉，2020底中國電信已開通北京至成都、北京至上海、北京至廣州三條ATG試驗航線。
中國電信5G ATG可以完美支持多種業(yè)務(wù)，為全民航提供空中互聯(lián)網(wǎng)和智慧民航服務(wù)，可實現(xiàn)視頻直播等智慧娛樂服務(wù)，訂票改簽等智慧客艙服務(wù)，以及行李跟蹤等智慧出行服務(wù)，同時也將實現(xiàn)實時QAR等智慧飛行應(yīng)用，客艙視頻等智慧安防應(yīng)用，以及地面指揮協(xié)同等智慧運(yùn)控應(yīng)用。中國電信5G定制網(wǎng)還可以覆蓋機(jī)場、空管、航空公司、監(jiān)管等運(yùn)行場景，創(chuàng)新更多的行業(yè)應(yīng)用服務(wù)民航系統(tǒng)建設(shè)。
中國聯(lián)通則攜手合作伙伴成立了聯(lián)通航美網(wǎng)絡(luò)有限公司，為中國聯(lián)通的機(jī)載通信業(yè)務(wù)提供產(chǎn)品集成、業(yè)務(wù)平臺研發(fā)、客戶服務(wù)等技術(shù)支撐工作。
中興通訊發(fā)布了5G ATG解決方案，首創(chuàng)地面網(wǎng)絡(luò)和空中ATG網(wǎng)絡(luò)同頻技術(shù)，自主研制航空級機(jī)載設(shè)備CPE、芯片、核心算法，解決高速移動下的多普勒頻偏，100MHz的帶寬下單機(jī)最高下行速率達(dá) 800Mbps。
歐美等西方國家對ATG的研究開始于4G時代，在部分航班上嘗試4G ATG的應(yīng)用，由于4G技術(shù)帶寬與速率等局限性，4G ATG的通信效果受到限制，目前均采用衛(wèi)星+ATG的混合組網(wǎng)策略。
02、5G ATG應(yīng)用場景
ATG(全稱 Air To Ground)地空通信系統(tǒng)，通過沿航線部署地面專用基站，利用CPE(Customer Premise Equipment)機(jī)載通信設(shè)備和ATG基站，實現(xiàn)飛機(jī)與地面雙向通信。5G ATG利用5G通信技術(shù)優(yōu)勢，建立大寬帶、高速率、低延時的地空通信系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)飛行狀態(tài)數(shù)據(jù)、飛行操作數(shù)據(jù)、發(fā)動機(jī)等關(guān)鍵部件數(shù)據(jù)、艙內(nèi)視頻數(shù)據(jù)及氣象數(shù)據(jù)等的秒級實時傳輸，實現(xiàn)對飛行全過程、全要素的監(jiān)控與追蹤，對于提升飛行安全、應(yīng)急決策與指揮、危險識別與故障排查等具有重要作用。
5G ATG能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)動機(jī)數(shù)據(jù)、舵面數(shù)據(jù)、飛行狀態(tài)數(shù)據(jù)、操縱數(shù)據(jù)等飛行數(shù)據(jù)，以及艙內(nèi)視頻數(shù)據(jù)、航行情報、氣象云圖等秒級數(shù)據(jù)的實時空地傳輸，能夠服務(wù)于旅客智慧出行，航司、空管等行業(yè)主體的智慧化運(yùn)行管理，以及非常態(tài)下的應(yīng)急救援等應(yīng)用。
?面向后艙應(yīng)用，服務(wù)旅客智慧出行
長期以來，飛機(jī)上無法使用網(wǎng)絡(luò)與電子設(shè)備，無法與地面保持及時通訊、獲得第一時間咨詢，制約民航服務(wù)品質(zhì)的進(jìn)一步提升。
5G ATG能夠提供高速、穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，克服傳統(tǒng)地空通信帶寬窄、頻譜效率低、時延長等問題，滿足航空旅客日益強(qiáng)烈的互聯(lián)網(wǎng)接入需求，如瀏覽網(wǎng)頁、即時通信、收發(fā)郵件、遠(yuǎn)程會議、互動游戲、高清視頻等，帶來更好的航空出行體驗，助力航空出行服務(wù)品質(zhì)的進(jìn)一步提升。
此外，5G ATG還能應(yīng)用于智能客艙服務(wù)方案，例如航班延誤影響后續(xù)出行時，提供后續(xù)行程取消或更改的智能化解決方案等，使乘客享受更加無憂、自由、智能化的航空出行。
5G ATG的應(yīng)用及其對民航智慧出行的支撐，有助于提升航空面對高鐵等其他交通方式的競爭力和吸引力。
?面向航司應(yīng)用，提升智慧運(yùn)營水平
機(jī)隊規(guī)模的不斷擴(kuò)張對航司運(yùn)營管理提出更高要求，空地實時通信是提高機(jī)隊電子化管理能力以及進(jìn)行飛機(jī)狀態(tài)監(jiān)控的重要手段，能夠有效提升航司機(jī)隊運(yùn)行管理水平及安全保障能力。
5G ATG能夠促進(jìn)電子飛行包(EFB)的全面應(yīng)用，支持EFB以文字、照片、語音、視頻等方式與地面實現(xiàn)即時通訊，通過EFB實時查詢航路、機(jī)場雷達(dá)回波圖及各類氣象資料等，更加精準(zhǔn)地支持機(jī)組飛行決策。
5G ATG支撐航司運(yùn)行控制中心的智慧化運(yùn)營，航司運(yùn)行控制中心是航班運(yùn)輸生產(chǎn)的中樞，負(fù)責(zé)航班的編排調(diào)配、簽派放行、飛行跟蹤與動態(tài)監(jiān)控、非正常情況的處置等。
5G ATG支持機(jī)組與地面應(yīng)用平臺的實時數(shù)據(jù)交互，實現(xiàn)更精準(zhǔn)的航班運(yùn)行監(jiān)控，助力飛行、機(jī)務(wù)、運(yùn)控、安監(jiān)、運(yùn)標(biāo)、信息等職能聯(lián)動，提升協(xié)同處置能力及安全運(yùn)行保障能力。
5G ATG支撐航司開展駕駛行為優(yōu)化與危險行為識別等，通過行為優(yōu)化提高駕駛效率、減少燃油消耗，提高飛行安全性及經(jīng)濟(jì)性。
?服務(wù)智慧飛行，提升安全運(yùn)行能力
5G ATG支持飛機(jī)與地面控制中心實時交互通信，實現(xiàn)飛行全過程模擬與監(jiān)控，基于此建立飛行狀態(tài)數(shù)字重現(xiàn)的數(shù)字孿生飛行。
基于數(shù)字孿生實現(xiàn)運(yùn)行態(tài)勢感知、航班一體化調(diào)度等，支撐實現(xiàn)全國航班融合運(yùn)行和有人無人的融合運(yùn)行，提升運(yùn)行效率。
通過數(shù)字孿生飛行實現(xiàn)對飛行狀態(tài)的同步模擬，實現(xiàn)飛行過程實時位置追蹤、飛行偏差糾正、危險預(yù)警、應(yīng)急狀態(tài)下地空協(xié)同決策等，實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)反哺安全運(yùn)行，有效降低飛行過程事故征候及飛行事故的發(fā)生率，保障飛行安全。
基于數(shù)字孿生飛行，實現(xiàn)對發(fā)動機(jī)、操控系統(tǒng)等關(guān)鍵部件狀態(tài)的實時監(jiān)控，有效提高關(guān)鍵部件性能分析的實時性和準(zhǔn)確性，減少發(fā)動機(jī)失靈、操縱系統(tǒng)失控等飛機(jī)故障引發(fā)飛行事故的可能性。
基于數(shù)字孿生飛行開展沉浸式駕駛模擬機(jī)培訓(xùn)，有助于提升飛行駕駛水平，降低飛行員操作失誤等人為原因引發(fā)飛行事故的概率。
?服務(wù)應(yīng)急救援，提升應(yīng)急處置能力
通過安裝艙內(nèi)攝像頭，利用5G ATG地空寬帶通信實時回傳客艙、貨艙視頻圖像，有效提升應(yīng)對空中突發(fā)事件的應(yīng)急處置能力，提升空防安全水平。
基于實時視頻圖像數(shù)據(jù)開展旅客行為分析，捕捉異常旅客行為，當(dāng)旅客出現(xiàn)接近限制區(qū)域、特定危險動作等行為時，啟動報警程序，便于機(jī)組人員及地面指揮人員有效應(yīng)對。
面對恐怖劫機(jī)等突發(fā)事件，能夠及時掌握劫機(jī)人員信息、艙內(nèi)旅客狀態(tài)等，為地面指揮人員制定應(yīng)急預(yù)案提供第一手資料，提高應(yīng)急談判與處置的籌碼與力度，有效避免劫機(jī)空難事件發(fā)生。
此外，近年來飛機(jī)上突發(fā)醫(yī)療急救事件逐年增加，傳統(tǒng)處理方式主要依賴于機(jī)組人員急救，由于機(jī)組人員并非專業(yè)醫(yī)務(wù)人員，造成第一時間內(nèi)有效救治條件受限。5G ATG支持在線視頻連線及實時畫面?zhèn)鞑ソ⑦h(yuǎn)程救治通道，能夠有效提升應(yīng)對空中突發(fā)醫(yī)療事件的處置能力。
5G產(chǎn)業(yè)圈綜合整理自工信部、《中國民用航空》第375期等
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