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第08版:半导体

低空经济为通信芯片市场开辟新增长点

本报记者 许子皓

图为中国电信的物流无人机

近期,三大通信运营商在低空经济领域均开始布局,中国电信成立了低空经济产业联盟,并发布了“低空领航者”行动计划;中国移动发布了十大低空网联应用场景;中国联通表示,为支持低空经济发展,将探索通感一体、天地一体等创新技术方案。而在三大通信运营商的布局中,都将通信芯片视为促进整个低空经济行业发展的关键一环。通过采访,记者了解到,低空经济的兴起为通信芯片市场开辟了新的增长点。

芯片是低空飞行通信保障的基础

通信技术是放飞低空经济这个大风筝的牵引绳,只有保障通信的高速、稳定、安全,才能让低空飞行器放心大胆地起飞。而为了满足不同应用场景的需求,飞行器使用通信芯片的种类也很多。

例如,随着5G网络的发展,其提供的通感一体等综合信息服务能力,为低空经济提供了强大的支撑。因此,低空飞行器需要搭载5G/5.5G网络芯片,基于高速率、低延迟的数据传输能力,满足低空飞行器等设备在复杂城市环境中的数据传输需求。同时,为了保障低空经济随时随地的通信需求,5G基站的部署数量也将增加。因此,针对5G基站所设计的射频芯片、基带芯片等通信芯片的需求量也在不断增加。

专为卫星通信设计的卫星通信芯片同样关键,这类芯片能够在低空飞行器与卫星之间建立稳定的数据连接,提供广域覆盖的通信服务。半导体行业专家池宪念表示:“卫星通信芯片的带宽较地面5G通信要低,但随着低轨卫星互联网星座的发展,如Starlink等,提供的带宽正在增加,通常在几百Mbps至1Gbps范围,因此,这对于超视距操作、偏远地区的数据传输及紧急通信至关重要。”除了和卫星建立通信联系,结合卫星导航系统(如北斗、GPS)的高精度导航芯片也属于通信芯片,这类芯片能够达到厘米级,甚至更高的定位精度,这对于飞行器精准导航和自动避障至关重要,还能集成短报文通信能力,增强无人机的自主导航和应急通信能力。

而针对无人机设计的定制化通信芯片,主要是优化了无人机的遥控操作、实时视频传输、传感器数据回传等功能,确保无人机任务的高效执行。

这些通信芯片在低空经济中的具体应用,涵盖了无人机物流配送、农业植保、地形测绘、空中监测(如环境监测、灾害评估)、空中交通管理、安防监控等多个方面,共同构成低空经济的通信技术基础,为低空经济的快速发展提供了强大的动力。

芯片创新发展需加速

就当前而言,现有的通信芯片技术在一定程度上能够满足了低空经济的基本需求,尤其是在已经部署的4G和5G网络环境下,这些技术对于一些较低要求的低空应用提供了初步的支持。然而,随着低空经济的深入发展和应用场景的不断丰富,现有的技术逐渐显现出一些不足之处。

首先,覆盖范围与高度限制,传统地面通信基站设计主要面向地面用户,有效覆盖高度有限,通常在150米左右,难以全面覆盖低空经济所需的1000米高度的飞行器通信需求。其次,低空飞行器需要高速、低延迟的宽带通信来传输大量的实时数据,如高清视频、遥感图像等,而现有技术在某些情况下可能难以提供足够的带宽和稳定性。而且低空经济对于数字化导航与监管需求越发严苛,低空空域的数字化导航和飞行器监管需要高效的通信系统支持,但目前系统在精确度、可靠性和完整性方面仍面临挑战。北京航空航天大学长聘教授、深圳北航新兴产业技术研究院院长刘荣科曾表示,从长远角度看,地面蜂窝网络与卫星网络进行结合使用来支持低空经济是十分必要的。因为低空空域是高度1000米以下的空间,在300米以上就很难实现地面网络的覆盖,需要卫星网络进行补充覆盖,从而形成无缝空地网络。

因此,为了解决这些难题,低空经济需要通信芯片具有更高带宽与更低时延,为支持实时高清视频传输、海量传感器数据回传以及远程实时控制,通信芯片需提供更高的数据传输速率和更低的通信时延,在保证性能的前提下,要尽可能地降低能耗,延长飞行器的续航时间,以保证飞行器的高效运作和精确控制。

此外还需要具备更强的抗干扰能力,在低空飞行环境下,信号干扰问题更为突出,包括大气条件变化、建筑物遮挡、电磁环境复杂等。因此,通信芯片需要具备优异的抗干扰能力、稳定性和高可靠性,以确保在复杂恶劣环境下的可靠通信。

对于芯片设计来说,通信芯片进一步集成化与小型化是大趋势,因为低空飞行器对体积、重量有着严格限制,要求通信芯片在保持高性能的同时,实现更小尺寸和更低功耗,以适应紧凑的机载环境。而随着当下人工智能的爆发式增长,AI技术在无人机领域的应用也持续加深,通信芯片不仅要完成基本的通信任务,还需具备一定的数据处理和分析能力,支持边缘计算,使飞行器能够进行快速决策、避障和自我优化。

池宪念表示,针对低空经济的通信芯片还应具备多模式通信能力。为了适应不同的应用场景和需求,通信芯片需要支持多种通信标准和协议,包括但不限于5G/6G、Wi-Fi、蓝牙、卫星通信等,以实现灵活的网络接入和多网络协同工作。

从总体来看,低空经济的兴起为通信芯片市场开辟了新的增长点,其市场需求不仅体现在量的增加,更在于质的飞跃,要求芯片变得更高效、更智能、更安全,以支撑低空经济多样化的应用场景和不断扩展的服务范围。因此,通信芯片的更新迭代将成为低空经济腾飞的关键推动力之一。

2024-06-28 本报记者 许子皓 1 1 中国电子报 content_10658.html 1 低空经济为通信芯片市场开辟新增长点 /enpproperty-->