一、稳定覆盖
面向低空经济的无人机通信，因为天线零位问题存在覆盖能力差、稳定覆盖难的问题。定向天线有多个旁瓣，通过零位互相分开，在旁瓣之间的天线零位存在覆盖盲区。由于地面蜂窝网络基础设施天线倾角向下，导致低空无人机处于天线零位区域时无信号覆盖，若被其他小区的旁瓣覆盖则可能发生切换，或因信号强度突降导致链路故障。可以通过站点协同组网规划、调整天线布放和参数配置、高效波束扫描和跟踪等手段解决这些问题。也可以通过空天地一体化组网，利用NTN网络的补充实现低空无人机通信的持续、稳定覆盖。
二、干扰抑制
相比地面蜂窝网络，低空无人机通信面临更大的干扰问题，如图3所示。当无人机飞行高度高于天线高度时，由于视线传播的概率增大，其上行信号会被更多站点接收到，同时亦会探测到来自更多站点的下行信号。无人机在空中收到大量邻区，邻区数量超过十几个，导致平均SINR下降。低空无人机主要由基站天线的旁瓣提供服务，而地面用户主要由主瓣提供服务，由此导致无人机对地面用户的干扰和地面用户对无人机的干扰程度各有不同。
图3 无人机通信可能的上下行干扰问题
有多种方案可以解决干扰的探测和抑制问题，如RSRP(Reference Signal Reference Power)是用来指示给定小区信号强度的主要测量参数，空中UE看到来自不同小区的多个RSRP值接近等强，因此，可以通过增强现有的测量报告机制更好地实现干扰检测。基于UE的信息如移动历史报告、速度估计、时间提前调整值和位置信息也可以被网络用来辅助干扰检测。干扰抑制方面，MIMO波束赋形可以最大限度地减少小区间干扰和空地干扰，CoMP技术可以交换检测到的上行链路干扰信息，使得提供服务的基站知道邻近节点是否正在经历来自它所提供服务的特定UE的干扰，从而限制该UE的上行链路调度。上行干扰则可以通过对空中和地面终端的开环和闭环功率控制，以及考虑无人机和终端位置的新调度、准入和拥塞控制机制来进一步控制。总体而言，一两架无人机不会对蜂窝网络造成较大影响，但是如果一个区域内无人机数量增加则会存在干扰增加的风险，因此空中—地面UE共存机制需要根据UE和基站功能以及蜂窝连接无人机的密度来设计。
三、移动性管理
无人机在移动过程中因频繁进出零位区域导致小区出现频繁切换，切换失败和掉线次数比地面高出2～5倍。无人机移动性问题在不同部署场景下影响不同，和农村地区相比，更密集的城市地区由于信号波动和干扰，移动性问题(如切换失败、RLF、切换中断、呼出时间等)更加突出。切换过程增强可以提高移动性性能，如：基于位置信息、UE的空中状态、飞行路径计划等信息，提高空中UE的移交程序和相关参数；通过定义新事件、增强触发条件、控制度量报告数量等增强度量报告机制。此外，干扰管理中列出的DL和UL干扰缓解技术也可以改善空中UE的移动性能。
四、安全管理
对无人机进行准确的识别跟踪是低空经济管理中实现“看的见”要素的基本要求。移动蜂窝网络应该提供一种验证UAV位置的方法，网络还应该能够提供UE身份和其他与飞行相关的信息。空中节点容易受到攻击，例如未经授权的访问和控制，窃听无人机和地面控制站之间传输的数据，干扰GPS信号或无人机通信链路，以及位置和身份欺骗攻击。因此，提供安全可靠的无线链路以及不同级别的完整性和隐私保护机制是必须予以支持的。
面向低空经济的无人机通信标准进展及技术展望
3GPP从2017年至今一直针对无人机通信技术开展标准化工作，如图4所示。然而，实现面向低空经济的无人机通信仍面临着一系列挑战需要进一步探索和研究。本节我们先对无人机通信的标准进展进行回顾，然后从人工智能应用、多无人机协同通信、空天地一体化通信以及通感算融合应用等方面展开讨论，为面向低空经济的无人机通信创新和发展提供参考。
图4 3GPP UAV标准化过程
一、标准进展
3GPP对低空无人机通信支持的正式研究最早可追溯到2017年3GPP RAN#75会议上，“增强飞行器支持研究”项目(SI)获得批准。基于此研究项目，R15完成技术报告TR 36.777，报告确定了LTE在干扰检测、上下行干扰抑制、移动性管理等方面的功能增强，以优化无人机服务时的网络性能。从R16到R17，3GPP先后输出了TS 22.125和TR 22.829，前者规定了通过3GPP网络提供无人机服务的要求，后者描述了支持无人机应用的若干用例，明确了潜在的服务水平要求和关键指标定义。进一步地，3GPP针对无人机通信在识别跟踪、应用管理和安全管理三个方面做了更深入的研究，相继输出了TR 22.825、TR23.754、TR23.755和TR 33.854等研究报告。
目前R18和R19的标准化工作正在进行中，除了在识别跟踪、应用管理和安全管理进一步深入和增强以外，R18新增了NR支持无人机的工作项(WI)，计划在测量报告(RAN2)功能增强、指定信令以支持基于订阅的空中终端识别、指定NR PC5中对UAV识别广播(BRID)的支持、研究UE信令以指示无人机波束赋形能力等方面展开研究；R19针对通信网络支持无人机运营和管理的能力空白，计划输出TR 22.843给出改进5G系统对UAV应用、UAV运营和管理的潜在支持需求。
