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　　据介绍，5G-ATG基于5G公众移动通信技术，通过沿飞机航线设置符合相应国际规则和国内规定的特殊基站及波束赋形天线，在地面与飞机机舱间建立地空通信链路，使乘客在机舱内通过无线局域网接入方式访问互联网。5G-ATG是实现航空互联网高质量发展的重要技术路径之一，也是5G等新技术在航空互联网领域的新应用和新业态。
 

　　工信部表示，此次批准中国移动开展5G-ATG试验，将进一步提升5G网络覆盖的空间维度，拓展5G的行业应用场景，更好满足航空旅客日益增长的空中访问互联网需求。
 

　　中国移动相关负责人向记者表示，中国移动向工信部申请利用4.9GHz频率开展5G地空通信技术(5G ATG)验证试验项目，并获得批复。中国移动5G ATG方案可以为每架飞机提供420Mbps峰值下载速率，66Mbps峰值上行速率，最大覆盖半径300Km，不到1000站即可实现全国航线覆盖。
 

　　中国移动还指出，本次批复中国移动将率先联合中国飞行试验研究院开展国产大飞机试飞数据宽带传输验证，实现试飞机型海量数据快速卸载、实时飞机健康管理等应用，有效提升试飞数据分析效率。
 

　　01、各方5G ATG布局

 

　　全球第二大市场研究机构Markets and Markets发布报告指出，预计到2026年，全球航空5G市场规模将达到39亿美元，相较2021年的预估数字5亿美元，年复合增长率达到52.7%。
 

　　5G ATG为实时地空通信提供了有效解决方案，其显著的技术优势与广阔应用前景吸引了通信运营商、设备供应商、航司、科研单位等众多主体开展研究，我国的研究成果达到世界先进水平。
 

　　2020年11月，为了更好的探索和丰富5G的应用场景，针对民航互联需求，中国移动集团上海研究院宣布推出中移九霄5G地空通信平台，通过定制5G机载系统提升网络性能，采用100MHz频谱，实现下行峰值速率800Mbps，上行峰值速率150Mbps；定制5G基站系统单站最大覆盖半径300Km，移动性支持1200Km/h。
 

　　中国移动表示这是全球首套端到端5G地空通信试验系统，系统建设和最终商务落地过程中还有很多问题需要解决。
 

　　中移九霄5G地空通信平台是个完整解决方案，既面向飞机前舱的智慧飞行场景，也面向后舱的智慧客舱场景。前舱主要针对飞机前舱产生的海量关键数据，5G地空通信的大带宽、高安全传输可实现民航客机飞行状态与空管、航司、飞机制造商的实时互通，辅助飞机安全运行，服务政府部门与行业客户。后舱则针对航空旅客日益强烈的互联网接入需求，5G地空通信可带来高速率、低时延的空中上网体验，同时还可配合航司或其互联网服务提供商拓展增值服务，丰富客舱娱乐内容，提升出行体验。
 

　　2021年，中国电信副总经理张志勇在中国民用航空局召开的航班正常和服务质量工作会上表示，为真正解决民航旅客上网服务的迫切需求，中国电信投入电信频率100MHz资源，融合航空移动频率10MHz，采用混合组网方式，结合天翼云资源为中国民航定制5G ATG空地云专网，目前，中国电信已经启动5G ATG网络建设，计划三季度完成建网，实现全国航线的网络覆盖，机载设备同步完成适航。
 

　　据悉，2020底中国电信已开通北京至成都、北京至上海、北京至广州三条ATG试验航线。
 

　　中国电信5G ATG可以完美支持多种业务，为全民航提供空中互联网和智慧民航服务，可实现视频直播等智慧娱乐服务，订票改签等智慧客舱服务，以及行李跟踪等智慧出行服务，同时也将实现实时QAR等智慧飞行应用，客舱视频等智慧安防应用，以及地面指挥协同等智慧运控应用。中国电信5G定制网还可以覆盖机场、空管、航空公司、监管等运行场景，创新更多的行业应用服务民航系统建设。
 

　　中国联通则携手合作伙伴成立了联通航美网络有限公司，为中国联通的机载通信业务提供产品集成、业务平台研发、客户服务等技术支撑工作。
 

　　中兴通讯发布了5G ATG解决方案，首创地面网络和空中ATG网络同频技术，自主研制航空级机载设备CPE、芯片、核心算法，解决高速移动下的多普勒频偏，100MHz的带宽下单机最高下行速率达 800Mbps。
 

　　欧美等西方国家对ATG的研究开始于4G时代，在部分航班上尝试4G ATG的应用，由于4G技术带宽与速率等局限性，4G ATG的通信效果受到限制，目前均采用卫星+ATG的混合组网策略。
 

　　02、5G ATG应用场景

 

　　ATG(全称 Air To Ground)地空通信系统，通过沿航线部署地面专用基站，利用CPE(Customer Premise Equipment)机载通信设备和ATG基站，实现飞机与地面双向通信。5G ATG利用5G通信技术优势，建立大宽带、高速率、低延时的地空通信系统，能够实现飞行状态数据、飞行操作数据、发动机等关键部件数据、舱内视频数据及气象数据等的秒级实时传输，实现对飞行全过程、全要素的监控与追踪，对于提升飞行安全、应急决策与指挥、危险识别与故障排查等具有重要作用。
 

　　5G ATG能够实现发动机数据、舵面数据、飞行状态数据、操纵数据等飞行数据，以及舱内视频数据、航行情报、气象云图等秒级数据的实时空地传输，能够服务于旅客智慧出行，航司、空管等行业主体的智慧化运行管理，以及非常态下的应急救援等应用。
 

　　▣面向后舱应用，服务旅客智慧出行
 

　　长期以来，飞机上无法使用网络与电子设备，无法与地面保持及时通讯、获得第一时间咨询，制约民航服务品质的进一步提升。
 

　　5G ATG能够提供高速、稳定的网络环境，克服传统地空通信带宽窄、频谱效率低、时延长等问题，满足航空旅客日益强烈的互联网接入需求，如浏览网页、即时通信、收发邮件、远程会议、互动游戏、高清视频等，带来更好的航空出行体验，助力航空出行服务品质的进一步提升。
 

　　此外，5G ATG还能应用于智能客舱服务方案，例如航班延误影响后续出行时，提供后续行程取消或更改的智能化解决方案等，使乘客享受更加无忧、自由、智能化的航空出行。
 

　　5G ATG的应用及其对民航智慧出行的支撑，有助于提升航空面对高铁等其他交通方式的竞争力和吸引力。
 

　　▣面向航司应用，提升智慧运营水平

 

　　机队规模的不断扩张对航司运营管理提出更高要求，空地实时通信是提高机队电子化管理能力以及进行飞机状态监控的重要手段，能够有效提升航司机队运行管理水平及安全保障能力。
 

　　5G ATG能够促进电子飞行包(EFB)的全面应用，支持EFB以文字、照片、语音、视频等方式与地面实现即时通讯，通过EFB实时查询航路、机场雷达回波图及各类气象资料等，更加精准地支持机组飞行决策。
 

　　5G ATG支撑航司运行控制中心的智慧化运营，航司运行控制中心是航班运输生产的中枢，负责航班的编排调配、签派放行、飞行跟踪与动态监控、非正常情况的处置等。
 

　　5G ATG支持机组与地面应用平台的实时数据交互，实现更精准的航班运行监控，助力飞行、机务、运控、安监、运标、信息等职能联动，提升协同处置能力及安全运行保障能力。
 

　　5G ATG支撑航司开展驾驶行为优化与危险行为识别等，通过行为优化提高驾驶效率、减少燃油消耗，提高飞行安全性及经济性。
 

　　▣服务智慧飞行，提升安全运行能力

 

　　5G ATG支持飞机与地面控制中心实时交互通信，实现飞行全过程模拟与监控，基于此建立飞行状态数字重现的数字孪生飞行。
 

　　基于数字孪生实现运行态势感知、航班一体化调度等，支撑实现全国航班融合运行和有人无人的融合运行，提升运行效率。
 

　　通过数字孪生飞行实现对飞行状态的同步模拟，实现飞行过程实时位置追踪、飞行偏差纠正、危险预警、应急状态下地空协同决策等，实现实时数据反哺安全运行，有效降低飞行过程事故征候及飞行事故的发生率，保障飞行安全。
 

　　基于数字孪生飞行，实现对发动机、操控系统等关键部件状态的实时监控，有效提高关键部件性能分析的实时性和准确性，减少发动机失灵、操纵系统失控等飞机故障引发飞行事故的可能性。
 

　　基于数字孪生飞行开展沉浸式驾驶模拟机培训，有助于提升飞行驾驶水平，降低飞行员操作失误等人为原因引发飞行事故的概率。
 

　　▣服务应急救援，提升应急处置能力

 

　　通过安装舱内摄像头，利用5G ATG地空宽带通信实时回传客舱、货舱视频图像，有效提升应对空中突发事件的应急处置能力，提升空防安全水平。
 

　　基于实时视频图像数据开展旅客行为分析，捕捉异常旅客行为，当旅客出现接近限制区域、特定危险动作等行为时，启动报警程序，便于机组人员及地面指挥人员有效应对。
 

　　面对恐怖劫机等突发事件，能够及时掌握劫机人员信息、舱内旅客状态等，为地面指挥人员制定应急预案提供第一手资料，提高应急谈判与处置的筹码与力度，有效避免劫机空难事件发生。
 

　　此外，近年来飞机上突发医疗急救事件逐年增加，传统处理方式主要依赖于机组人员急救，由于机组人员并非专业医务人员，造成第一时间内有效救治条件受限。5G ATG支持在线视频连线及实时画面传播建立远程救治通道，能够有效提升应对空中突发医疗事件的处置能力。
 

　　5G产业圈综合整理自工信部、《中国民用航空》第375期等