2026年低空通信频谱分配算法设计

2026/07/312026年低空通信频谱分配算法设计汇报人：宁丽娜2026年政策里程碑2026年2月

五部门系统部署工信部联合网信办、空管办、发改委、民航局发文，系统部署低空通信网络建设2026年5月1日RID强制实施远程识别功能强制执行，存量无人机须完成升级改造2026年7月1日

新《民用航空法》施行审批制改为

报备制

，大幅降低飞行准入门槛2027年目标

网络覆盖达标全国低空公共航路地面移动通信网络覆盖率不低于

90%研制不少于

10项

信息类基础设施标准2026年是中国低空经济从"试点探索"迈向"常态运营"的关键转折年政策、法规、标准三驾马车并驾齐驱300米空域分层管理300米以下300米以上覆盖方式5G-A基站网络卫星通信+地面移动通信核心优化天线波束倾角与功率分配双链路协同，填补高空盲区基础设施无需大规模新建需补充卫星与地面协同节点频谱策略地面频段密集复用独立频段，隔离跨层干扰分层设计实现频谱管理天然隔离：高、低空层采用

不同频段

与

独立接入策略，降低跨层干扰风险同步构建数字化"空中交警系统"，对飞行器

航线、高度、时间

进行三维精细调度300米这条线，划开的不仅是空域高度，更是频谱分配策略从"粗放统管"到"精细化分治"的分水岭频谱管理法规体系国家法律—新《民用航空法》明确空域分类管理，释放低空空域资源部门规章—五部门联合发文，明确

300米

分层策略地方立法—辽赣等省份建立频谱资源

动态分配

机制标准体系—珠海等四市推动基础标准统一与场景应用标准兼容巴哈马2026年国家频谱规划将

3300-3800MHz

划入IMT可用，为中国北斗系统提供国际规制背书法规划定边界，算法在边界内寻优——清晰的政策框架是频谱分配算法从学术走向产业的制度前提算法落地路径与展望近期·2026-2027深度强化学习算法在试点城市完成工程部署验证，配合5G-A基站升级实现

300米以下

空域频谱智能调度中期·2027-2029混合算法框架（强化学习主引擎+博弈论辅助）在省级低空通信网络中规模化应用，空天地一体化频谱协同管理初步实现远期·2029-2035全国统一低空频谱智能调度平台建成，支撑

10万亿级

产业集群的频谱需求，频谱利用率较静态分配提升

数倍GPU/FPGA硬件加速

降低推理时延通感一体化基站

减少设备复杂度北斗高精度定位

提升空域感知精度频谱是低空的隐形航道，算法是航道的智能调度官——未来十年，谁掌握频谱分配的算法优势，谁就掌握低空经济的基础设施命脉低空经济进入万亿赛道年份市场规模（亿元）20235000202515000低空经济连续三年写入政府工作报告，2026年定位升级为

新兴支柱产业

，与集成电路、生物医药并列年均增速超

30%

，未来有望形成超

10万亿元级

产业集群频谱资源的结构性困境需求错配：固定频段模式vs低空场景

动态性

与

高密度

的根本冲突竞争激化：全球无人机市场

400亿美元（2025年），中国占

35%

份额，频谱争夺白热化空间逼仄：核心城市适航空域不足

20%

，跨区域审批周期长、流程繁琐全国无人机保有量

187.5万架

，持证操控员仅

22.5万人——人均管理压力悬殊传统频谱管理正从"资源富余时代的登记分配"被迫转向"资源稀缺时代的智能调度"低空通信体系的三层架构地面通信网：依托5G-A基站增强低空覆盖，优化天线波束倾角适配空中目标空地通信链路：三条技术路径互补——直接无线电链路（视距）、蜂窝网络增强（广域）、专用航空数据链（高可靠）机载通信系统：集成频谱感知模块、多频段切换单元与导航定位终端通信、导航、监视深度一体化，航空器通过通信链路发送的导航数据直接成为监视系统信息源传统分配的四重瓶颈利用率低下干扰管控困难已分配频谱实际使用率不足

30%

，大量资源在时空维度闲置多类型无人机频段重叠，城市复杂电磁环境导致同频/邻频干扰频发响应严重滞后扩展能力不足传统审批制调整周期以天为单位，无法匹配无人机分钟级甚至秒级动态接入需求固定频段划分难以承载未来低空飞行器指数级增长的接入压力静态分配模式下，低空频谱资源正面临系统性困境这些瓶颈共同指向一个核心命题：低空通信需要一套能够实时感知、智能决策、动态执行的频谱分配算法体系动态频谱分配算法框架频谱感知模块：实时监测空域电磁环境，识别可用频段和干扰源，输出频谱占用状态图资源评估模块：基于感知数据对频谱资源状态进行量化建模，预判频谱空洞的出现概率与持续时长分配决策模块：根据业务QoS需求和资源评估结果，动态生成最优频谱分配方案并下发执行三模块形成"感知→评估→决策→执行→再感知"的闭环迭代，持续逼近频谱利用的理论最优值系统资源状态空间建模四维张量

形式化定义频谱资源状态空间时隙维度

×

载波维度

×

功率等级维度

×

无人机类型维度多目标优化函数：综合

吞吐量最大化

、端到端时延最小化、通信可靠性最大化三项指标分层求解架构：上层遗传算法粗粒度资源池划分，下层线性规划细粒度时频资源分配GPU加速

显著降低迭代时间，满足实时调度计算复杂度约束只有将频谱资源抽象为可计算的状态空间，才能将"最优分配"从工程直觉转化为算法可求解的数学问题拍卖与博弈论分配方案拍卖算法：将频谱资源作为可竞价商品，无人机通过报价机制竞争频谱使用权支持

英式拍卖（升价竞拍）、荷兰式拍卖（降价竞拍）和

维氏拍卖（次高价成交）迪拜某区域无人机通信系统已实际应用拍卖算法进行频谱资源市场化分配博弈论算法：将频谱分配建模为多无人机参与的博弈过程，求解均衡状态合作博弈

框架追求系统整体效用最大化，非合作博弈

框架保护个体理性决策Stackelberg博弈中基站作为

领导者

先行公布频谱定价，无人机作为跟随者据此调整策略拍卖算法适合

频谱富余时

的市场化交易，博弈论算法适合

频谱紧张时

的协同调度深度强化学习算法设计DQN架构卷积神经网络处理时频资源图，提取频谱占用模式特征状态空间：四维网格表示频谱资源状态动作空间：各频段分配策略奖励函数：联网吞吐量·通信时延·频谱利用率

三项加权多智能体协同（MAS）分布式DQN架构应用于无人机集群场景Gossip算法

实现节点间资源状态同步，无需中心节点去中心化设计提升

抗毁性

与

扩展性

，适配大规模集群深度强化学习在频谱利用率和通信吞吐量方面

显著优于

传统拍卖和博弈论方案三类算法的设计权衡对比维度拍卖算法博弈论算法深度强化学习优化目标频谱资源市场化定价多方博弈均衡求解长期累积奖励最大化计算复杂度中等，随投标者数量线性增长较高，均衡求解计算量大训练阶段高，推理阶段低最佳场景频谱资源富余、需市场化配置频谱紧张、需协同调度高动态、大规模集群接入工程实践趋势：以深度强化学习为主引擎，拍卖或博弈论为辅策略的

混合算法框架无万能算法，场景匹配是设计核心频谱感知与切换决策频谱感知技术：三种方法逐级提升感知精度能量检测：计算复杂度最低，适用于快速粗扫描特征检测：利用信号调制特征识别，感知精度最高协作感知：多节点联合判决，有效克服单节点隐藏终端问题切换决策技术：感知到优质频段后，需在极短时间内完成频段切换频谱感知芯片可在

100纳秒

内完成频段识别，准确率达

99%机器学习算法使切换决策响应时间缩短至

10毫秒

，切换成功率达

95%感知是"看清楚"，切换是"跳过去"——两者协同决定频谱分配的实时闭环性能多频段切换性能验证某智慧城市无人机配送系统接入多频段切换算法后的实测改善数据通信中断事件减少60%

配送效率提升25%实时监测各频段信号质量，拥塞或干扰时自动切换至最优可用频段切换过程通信不中断，无人机无需悬停等待，持续执行任务指令根据飞行高度与周边环境

动态选择频段：5GHz穿透损耗大但带宽充足，2.4GHz覆盖好但易受Wi-Fi干扰多频段切换算法将频谱分配从"静态规划"升级为"飞行中自适应调节"，是算法工程化的关键一步频谱聚合技术架构多载波聚合将多个不连续的频段聚合为统一宽带资源池，突破单频段带宽上限认知无线电动态检测并利用空闲频段，在不干扰主用户的前提下实现频谱的

二次复用智能调度引擎基于机器学习算法，根据业务类型和优先级动态分配聚合后的频谱资源频谱聚合的本质是将离散的频谱碎片重新组织为可统一调度的连续资源，化零为整空天地一体化架构地面层·300米以下密集城区5G-A基站网络增强低空覆盖，应对城市复杂电磁环境高空平台层·偏远广域气球/无人机高空平台基站信号中继，覆盖山林、海洋等传统基站盲区低轨卫星层·全球无缝卫星通信实现全域覆盖，解决极端区域通信可达性三层网络协同工作，利用

毫米波通信

实现频谱效率的跨越式突破空天地一体化将频谱分配从"平面问题"升级为"立体问题"，算法需同时管理高度维度的频谱资源冲突仿真验证平台与评估指标动态分配表现频谱利用率相比静态分配

显著提升通信吞吐量密集接入场景下

保持稳定干扰概率有效降低同频/邻频干扰

发生频率仿真环境NS-3网