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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于加快建設網(wǎng)絡強國的決策部署，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中國移動使用其4.9GHz部分5G頻率資源在國內(nèi)有關省份開展5G地空通信（5G-ATG）技術試驗。
據(jù)介紹，5G-ATG基于5G公眾移動通信技術，通過沿飛機航線設置符合相應國際規(guī)則和國內(nèi)規(guī)定的特殊基站及波束賦形天線，在地面與飛機機艙間建立地空通信鏈路，使乘客在機艙內(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)展的重要技術路徑之一，也是5G等新技術在航空互聯(lián)網(wǎng)領域的新應用和新業(yè)態(tài)。
工信部表示，此次批準中國移動開展5G-ATG試驗，將進一步提升5G網(wǎng)絡覆蓋的空間維度，拓展5G的行業(yè)應用場景，更好滿足航空旅客日益增長的空中訪問互聯(lián)網(wǎng)需求。
中國移動相關負責人向記者表示，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(5G ATG)驗證試驗項目，并獲得批復。中國移動5G ATG方案可以為每架飛機提供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)大飛機試飛數(shù)據(jù)寬帶傳輸驗證，實現(xiàn)試飛機型海量數(shù)據(jù)快速卸載、實時飛機健康管理等應用，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構Markets and Markets發(fā)布報告指出，預計到2026年，全球航空5G市場規(guī)模將達到39億美元，相較2021年的預估數(shù)字5億美元，年復合增長率達到52.7%。
5G ATG為實時地空通信提供了有效解決方案，其顯著的技術優(yōu)勢與廣闊應用前景吸引了通信運營商、設備供應商、航司、科研單位等眾多主體開展研究，我國的研究成果達到世界先進水平。
2020年11月，為了更好的探索和豐富5G的應用場景，針對民航互聯(lián)需求，中國移動集團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機載系統(tǒng)提升網(wǎng)絡性能，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)建設和最終商務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。前艙主要針對飛機前艙產(chǎn)生的海量關鍵數(shù)據(jù)，5G地空通信的大帶寬、高安全傳輸可實現(xiàn)民航客機飛行狀態(tài)與空管、航司、飛機制造商的實時互通，輔助飛機安全運行，服務政府部門與行業(yè)客戶。后艙則針對航空旅客日益強烈的互聯(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)服務提供商拓展增值服務，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質(zhì)量工作會上表示，為真正解決民航旅客上網(wǎng)服務的迫切需求，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)絡建設，計劃三季度完成建網(wǎng)，實現(xiàn)全國航線的網(wǎng)絡覆蓋，機載設備同步完成適航。
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，為全民航提供空中互聯(lián)網(wǎng)和智慧民航服務，可實現(xiàn)視頻直播等智慧娛樂服務，訂票改簽等智慧客艙服務，以及行李跟蹤等智慧出行服務，同時也將實現(xiàn)實時QAR等智慧飛行應用，客艙視頻等智慧安防應用，以及地面指揮協(xié)同等智慧運控應用。中國電信5G定制網(wǎng)還可以覆蓋機場、空管、航空公司、監(jiān)管等運行場景，創(chuàng)新更多的行業(yè)應用服務民航系統(tǒng)建設。
中國聯(lián)通則攜手合作伙伴成立了聯(lián)通航美網(wǎng)絡有限公司，為中國聯(lián)通的機載通信業(yè)務提供產(chǎn)品集成、業(yè)務平臺研發(fā)、客戶服務等技術支撐工作。
中興通訊發(fā)布了5G ATG解決方案，首創(chuàng)地面網(wǎng)絡和空中ATG網(wǎng)絡同頻技術，自主研制航空級機載設備CPE、芯片、核心算法，解決高速移動下的多普勒頻偏，100MHz的帶寬下單機最高下行速率達 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的應用，由于4G技術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)機載通信設備和ATG基站，實現(xiàn)飛機與地面雙向通信。5G ATG利用5G通信技術優(yōu)勢，建立大寬帶、高速率、低延時的地空通信系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)飛行狀態(tài)數(shù)據(jù)、飛行操作數(shù)據(jù)、發(fā)動機等關鍵部件數(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能夠實現(xiàn)發(fā)動機數(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，能夠服務于旅客智慧出行，航司、空管等行業(yè)主體的智慧化運行管理，以及非常態(tài)下的應急救援等應用。
?面向后艙應用，服務旅客智慧出行
長期以來，飛機上無法使用網(wǎng)絡與電子設備，無法與地面保持及時通訊、獲得第一時間咨詢，制約民航服務品質(zhì)的進一步提升。
5G ATG能夠提供高速、穩(wěn)定的網(wǎng)絡環(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，助力航空出行服務品質(zhì)的進一步提升。
此外，5G ATG還能應用于智能客艙服務方案，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。
?面向航司應用，提升智慧運營水平
機隊規(guī)模的不斷擴張對航司運營管理提出更高要求，空地實時通信是提高機隊電子化管理能力以及進行飛機狀態(tài)監(jiān)控的重要手段，能夠有效提升航司機隊運行管理水平及安全保障能力。
5G ATG能夠促進電子飛行包(EFB)的全面應用，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、機場雷達回波圖及各類氣象資料等，更加精準地支持機組飛行決策。
5G ATG支撐航司運行控制中心的智慧化運營，航司運行控制中心是航班運輸生產(chǎn)的中樞，負責航班的編排調(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支持機組與地面應用平臺的實時數(shù)據(jù)交互，實現(xiàn)更精準的航班運行監(jiān)控，助力飛行、機務、運控、安監(jiān)、運標、信息等職能聯(lián)動，提升協(xié)同處置能力及安全運行保障能力。
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)濟性。
?服務智慧飛行，提升安全運行能力
5G ATG支持飛機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)全國航班融合運行和有人無人的融合運行，提升運行效率。
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、危險預警、應急狀態(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、操控系統(tǒng)等關鍵部件狀態(tài)的實時監(jiān)控，有效提高關鍵部件性能分析的實時性和準確性，減少發(fā)動機失靈、操縱系統(tǒng)失控等飛機故障引發(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培訓，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。
?服務應急救援，提升應急處置能力
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，有效提升應對空中突發(fā)事件的應急處置能力，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，便于機組人員及地面指揮人員有效應對。
面對恐怖劫機等突發(fā)事件，能夠及時掌握劫機人員信息、艙內(nèi)旅客狀態(tài)等，為地面指揮人員制定應急預案提供第一手資料，提高應急談判與處置的籌碼與力度，有效避免劫機空難事件發(fā)生。
此外，近年來飛機上突發(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組人員急救，由于機組人員并非專業(yè)醫(yī)務人員，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程救治通道，能夠有效提升應對空中突發(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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