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智慧城市網 時事聚焦】據工信部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絡強國的決策部署，推動我國航空互聯網高質量發展，提高人民生活品質，近期，
工業和信息化部依申請批復中國移動使用其4.9GHz部分5G頻率資源在國內有關省份開展5G地空通信（5G-ATG）技術試驗。
據介紹，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則和國內規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，使乘客在機艙內通過無線局域網接入方式訪問互聯網。5G-ATG是實現航空互聯網高質量發展的重要技術路徑之一，也是5G等新技術在航空互聯網領域的新應用和新業態。
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網絡覆蓋的空間維度，拓展5G的行業應用場景，更好滿足航空旅客日益增長的空中訪問互聯網需求。
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合中國飛行試驗研究院開展國產大飛機試飛數據寬帶傳輸驗證，實現試飛機型海量數據快速卸載、實時飛機健康管理等應用，有效提升試飛數據分析效率。
01、各方5G ATG布局
全球第二大市場研究機構Markets and Markets發布報告指出，預計到2026年，全球航空5G市場規模將達到39億美元，相較2021年的預估數字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機載系統提升網絡性能，采用100MHz頻譜，實現下行峰值速率800Mbps，上行峰值速率150Mbps；定制5G基站系統單站最大覆蓋半徑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，系統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生的海量關鍵數據，5G地空通信的大帶寬、高安全傳輸可實現民航客機飛行狀態與空管、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客戶。后艙則針對航空旅客日益強烈的互聯網接入需求，5G地空通信可帶來高速率、低時延的空中上網體驗，同時還可配合航司或其互聯網服務提供商拓展增值服務，豐富客艙娛樂內容，提升出行體驗。
2021年，中國電信副總經理張志勇在中國民用航空局召開的航班正常和服務質量工作會上表示，為真正解決民航旅客上網服務的迫切需求，中國電信投入電信頻率100MHz資源，融合航空移動頻率10MHz，采用混合組網方式，結合天翼云資源為中國民航定制5G ATG空地云專網，目前，中國電信已經啟動5G ATG網絡建設，計劃三季度完成建網，實現全國航線的網絡覆蓋，機載設備同步完成適航。
據悉，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務，為全民航提供空中互聯網和智慧民航服務，可實現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，以及地面指揮協同等智慧運控應用。中國電信5G定制網還可以覆蓋機場、空管、航空公司、監管等運行場景，創新更多的行業應用服務民航系統建設。
中國聯通則攜手合作伙伴成立了聯通航美網絡有限公司，為中國聯通的機載通信業務提供產品集成、業務平臺研發、客戶服務等技術支撐工作。
中興通訊發布了5G ATG解決方案，首創地面網絡和空中ATG網絡同頻技術，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，目前均采用衛星+ATG的混合組網策略。
02、5G ATG應用場景
ATG(全稱 Air To Ground)地空通信系統，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，實現飛機與地面雙向通信。5G ATG利用5G通信技術優勢，建立大寬帶、高速率、低延時的地空通信系統，能夠實現飛行狀態數據、飛行操作數據、發動機等關鍵部件數據、艙內視頻數據及氣象數據等的秒級實時傳輸，實現對飛行全過程、全要素的監控與追蹤，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能夠實現發動機數據、舵面數據、飛行狀態數據、操縱數據等飛行數據，以及艙內視頻數據、航行情報、氣象云圖等秒級數據的實時空地傳輸，能夠服務于旅客智慧出行，航司、空管等行業主體的智慧化運行管理，以及非常態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，制約民航服務品質的進一步提升。
5G ATG能夠提供高速、穩定的網絡環境，克服傳統地空通信帶寬窄、頻譜效率低、時延長等問題，滿足航空旅客日益強烈的互聯網接入需求，如瀏覽網頁、即時通信、收發郵件、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出行時，提供后續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監控的重要手段，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的中樞，負責航班的編排調配、簽派放行、飛行跟蹤與動態監控、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據交互，實現更精準的航班運行監控，助力飛行、機務、運控、安監、運標、信息等職能聯動，提升協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化與危險行為識別等，通過行為優化提高駕駛效率、減少燃油消耗，提高飛行安全性及經濟性。
?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，實現飛行全過程模擬與監控，基于此建立飛行狀態數字重現的數字孿生飛行。
基于數字孿生實現運行態勢感知、航班一體化調度等，支撐實現全國航班融合運行和有人無人的融合運行，提升運行效率。
通過數字孿生飛行實現對飛行狀態的同步模擬，實現飛行過程實時位置追蹤、飛行偏差糾正、危險預警、應急狀態下地空協同決策等，實現實時數據反哺安全運行，有效降低飛行過程事故征候及飛行事故的發生率，保障飛行安全。
基于數字孿生飛行，實現對發動機、操控系統等關鍵部件狀態的實時監控，有效提高關鍵部件性能分析的實時性和準確性，減少發動機失靈、操縱系統失控等飛機故障引發飛行事故的可能性。
基于數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據開展旅客行為分析，捕捉異常旅客行為，當旅客出現接近限制區域、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事件，能夠及時掌握劫機人員信息、艙內旅客狀態等，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生。
此外，近年來飛機上突發醫療急救事件逐年增加，傳統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醫務人員，造成第一時間內有效救治條件受限。5G ATG支持在線視頻連線及實時畫面傳播建立遠程救治通道，能夠有效提升應對空中突發醫療事件的處置能力。
5G產業圈綜合整理自工信部、《中國民用航空》第375期等
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