无人机频谱分配方案

低空放开之后，无人机频谱为什么成了卡脖子问题？

当2025年低空经济正式写入政府工作报告，成为国家战略性新兴产业的一员，全国范围内的低空开放试点、无人机物流航线审批、城市低空安防巡检项目正在快速落地。但不少从业者私下都在说一个共同的焦虑：飞得起来的无人机，很快会抢不到“空中信号通道”。南京信息工程大学电子与信息工程学院和国防科技大学第六十三研究所的近年研究恰恰指向这个盲区：当前零散、无规划的频谱使用规则，正在成为无人机规模化应用最隐蔽的瓶颈，而一套适配多场景、多集群的动态频谱分配方案，才是低空经济真正起飞的基础。

我们先看一个很现实的场景：在长三角某城市核心区的无人机巡检项目中，同时有电力巡检无人机、城市安防无人机、物流末端配送无人机共11架在不同高度作业，全部默认使用公用的2.4GHz开放频段，高峰时段出现了三次信号干扰，导致其中一架植保无人机迫降在城市公园绿地。这个案例不是个例：根据2025年9月发布的《频谱的“空中争夺战”：低空智联网专用频谱的规划、分配与抗干扰技术》一文统计，国内低空飞行器数量近三年年均增速超过68%，核心城市低空空域的开放频段干扰冲突发生率已经从2022年的12%升至2024年的47%，频谱资源拥堵已经从行业隐患变成了规模化运营的实际障碍。

为什么现有频谱分配规则不适用无人机？传统的固定频谱分配方式，是给不同通信系统分配专属频段，一次分配长期占用，这种模式放在地面通信没问题，但放在低空无人机领域完全“水土不服”。一方面，无人机的作业是动态的：物流集群跨区域转场、巡检无人机临时调整航线、应急救援场景会突然涌入大量无人机，固定分配要么会造成频谱资源大量闲置，要么在突发任务时无频可用；另一方面，现在越来越多的应用是无人机集群作业——比如森林防火的大范围监测，一次可能出动数十架甚至上百架无人机，传统分配方式根本容纳不下这么多节点同时通信，功率干扰会直接导致集群失控。

现在学界和产业界正在探索的方向，已经跳出了“给无人机划一块专属频段”的静态思路，转向基于任务需求的动态资源分配，核心是把功率和频谱打包，根据不同任务的优先级、实时信道占用情况灵活调整，这方面国内研究已经走到了落地前夜。2025年10月刊发在《电信科学》的《面向多任务的无人机集群功率和频谱资源分配》一文，就针对不同任务属性设计了差异化分配逻辑：对于电力巡检这种对传输精度要求高、数据量大的任务，会优先分配干扰更低的信道资源，并且匹配合适的发射功率——既不会因为功率太小丢包，也不会因为功率过大干扰其他无人机；对于灾区应急通信这种需要大范围覆盖的任务，则会调整功率阈值，让无人机充当空中中继，最大化覆盖范围。这套方案的仿真测试结果显示，相比于传统随机分配方案，系统总吞吐量提升了41%，用户中断概率降低了27个百分点，在20架无人机集群同时作业的场景下，也能保障所有节点的通信需求。

针对更大规模的无人机集群作业，另一套基于联盟博弈的联合分配方案也已经完成理论验证。2024年第七期《测控技术》刊发的《基于联盟博弈的无人机集群任务分配与频谱资源联合规划方法》，解决了“大集群里分小组执行不同任务”的频谱冲突问题：研究把不同任务的无人机组划分为不同联盟，通过联盟之间的博弈调整频谱共享规则，让同一个任务联盟内部共享频谱、不同联盟之间错开干扰，同时把任务分配和频谱规划同步完成，避免“先分任务再找频谱”的资源错配。仿真数据显示，这套方案的收敛速度比传统分布式分配快19%，整个集群的系统效用提升超过30%，非常适合应急救援、大型活动安保这种需要临时组建多任务集群的场景。

值得注意的是，现在这套动态分配方案，本质上是给低空智联网的专用频谱规划提供了技术支撑。《频谱的“空中争夺战”》一文明确提出，单纯依靠开放频段已经无法支撑产业发展，给低空智联网规划专用频谱是必然方向，但专用频谱的总量有限，必须靠动态分配才能把资源用足。举个例子：如果城市低空空域给无人机划出100MHz专用频段，用静态分配最多只能容纳30-50架同时作业，用动态共享分配可以容纳超过200架，频谱利用率提升3倍以上，这才是能支撑百万级无人机运行的规则。

现在产业界其实已经在倒逼规则落地。2025年以来，深圳、成都、西安等低空经济试点城市，都已经出现了百架无人机集群表演、常态化城市物流运营的项目，不少企业已经开始自购频谱检测设备，自己协调作业时间，本质上就是在填补官方分配规则的空白。但这种企业自发协调的模式，只能解决小众场景的问题，一旦未来每天有上万架无人机在同一个城市低空运行，必须有统一的动态频谱分配体系，才能避免大规模干扰风险。

当然，我们也要看到，现在国内的无人机频谱分配研究，大多还停留在理论仿真和小范围测试阶段，距离大规模落地还有几个问题需要解决：第一，动态分配需要无人机终端具备频谱感知能力，会增加一定的硬件成本，目前消费级无人机还没有普遍配置；第二，专用频谱的规划还在走审批流程，开放频段的共享规则还没有明确的政策标准；第三，跨部门、跨企业的频谱协调机制还没有建立，电力、物流、安防不同行业的无人机怎么共享资源，还需要进一步探索。但从技术层面看，国内已经完成了核心方案的理论储备，来自南京信息工程大学和国防科技大学的研究团队已经覆盖了从单任务到多任务、从小集群到大集群的不同场景，这些研究成果已经为产业落地铺好了路。

回到行业本身，低空经济的爆发，绝不是造得出无人机、放得开低空就能成的，通信频谱是无人机的“神经网络”，没有合理的分配方案，再多的无人机也只能是一盘散沙，甚至变成空中的危险隐患。从现在的进展来看，预计2027年前后，国内会出台低空智联网专用频谱的分配管理规则，基于动态共享的无人机频谱分配方案会率先在试点城市落地，到那时候，我们才能真正说，低空经济的“最后一公里”基础设施补全了。毕竟，当我们谈未来的三维立体交通网络，从来都不止是飞机能飞起来这么简单，每一架飞机都能清晰“对话”、互不干扰，才是这个新产业真正成熟的标志。

（全文约2410字）