Research and enhancement methods of integrated low-altitude and ground network capacity based on vertical layering

低空无人机的广泛应用对传统通信网络提出了更高的要求, 空地一体立体覆盖通信网络成为解决这一挑战的关键. 然而, 低空与地面网络的同频组网模式下, 空地干扰、SSB 波束排布不理想导致的覆盖碎片化以及由此引发的频繁切换等因素, 严重影响了系统容量和服务质量. 相比于从零开始部署 6G 网络, 本文依托现有 5G 基础设施, 提出了面向空地一体网络的容量优化方法. 这种策略能够最大限度地降低现网改动成本和部署复杂度, 实现软硬件资源的有效复用, 为低空经济发展提供经济高效的通信保障. 本文首先建立了空地一体网络的容量评估模型, 并从机理上深入分析了干扰、切换和传播路径损耗等因素对网络性能的影响. 为在提高低空上行容量的同时避免对地面网络性能的负面影响, 本文创新性地提出了基于垂直分层技术的SSB 波束排布优化方案, 旨在通过在网络规划和配置层面重构波束布局, 有效改善低空覆盖碎片化并提升覆盖质量. 同时, 创新设计了空地多层互异同频方案, 旨在从根本上解决空地同频干扰问题. 依托真实商用网络环境进行的大量严谨外场测试结果表明, 本文提出的优化方案显著降低了低空网络的切换次数, 避免了地面网络性能下降, 并显著提升了空地一体网络的整体性能, 为未来低空信息基础设施的构建和部署提供了有力支撑.