在得克萨斯州阿灵顿世界杯场馆——AT&T体育场附近的一处阳台上,一个大屏幕突然显示出一个亮点,这代表一架不受欢迎的无人机正朝着一个矩形的禁飞区蜿蜒飞来。短短几秒内,一架“友好”无人机从阳台边掠过,成功拦截并引导那架不受欢迎的无人机掉头返回。
值得注意的是,这架失控的无人机并非通过雷达等传统方式被识别。相反,它的飞行轨迹是由类似于信号塔和建筑物上常见的5G蜂窝无线电技术追踪到的。
此次概念验证演示由AT&T和爱立信携手完成,旨在展示他们的集成感知与通信技术。演示时间恰逢全球瞩目的体育盛事之一。无人机成为了当日的焦点,但这项技术同样适用于追踪5G网络覆盖范围内的其他目标,如车辆或行人。
爱立信代表克里斯汀·科恩(Kristen Cone)与拉胡尔·帕特尔(Rahul Patel)共同演示了ISAC技术,这是一种利用5G信号识别并追踪无人机等物体的创新方法。Jeff Carlson/CNET供图
尽管这只是一次小规模演示,但当前在禁飞区非法飞行的无人机数量正呈上升趋势。据路透社报道,FBI称世界杯期间,美国相关部门缴获了700多架无人机,其中一些是由未意识到自己身处为赛事而扩大的禁飞区的操作员操控的。
然而,正如我们在乌克兰和俄罗斯所见的那样,微型无人机可能极具隐蔽性和破坏力——这对于2028年洛杉矶奥运会等大型活动,甚至小型公共集会的组织者而言,无疑是一场噩梦。
三座信号塔提供实时数据
在此次演示中,两家公司利用三座信号塔构建了一个“多站感知配置”。每座信号塔都配备了与周边蜂窝站点相同的爱立信大规模MIMO(多输入多输出)无线电设备,并启用了感知功能。这些信号塔与演示区域相距约1.6英里。
在此次演示中,追踪软件成功识别出一架可能构成威胁的无人机(以蓝点标示),并在其进入禁飞区(红色区域)前进行了持续追踪。AT&T/爱立信提供图片
当网络在禁飞区外远距离感知到这个违规物体时,系统软件运用信号处理和AI算法,将其判定为一架以约11英里每小时速度飞行的无人机。若这架无人机构成真实威胁,执法部门和国土安全部等其他机构将实时接收相同数据,以决定应对措施。
尽管演示中仅追踪了两架无人机,但AT&T表示,该系统具备追踪无人机群的能力。
为何选择5G网络进行追踪?
识别飞行物体并非新事物:全球各地的雷达装置持续扫描天空,以追踪飞机并探测潜在威胁。然而,它们通常在高空进行扫描,且需要专用硬件支持。
相比之下,蜂窝网络已建立起信号塔和蜂窝站点的广泛覆盖网络,为美国大部分地区提供连续的手机信号覆盖。此次演示中,追踪的无人机飞行高度约为300至400英尺,但检测范围可达6公里。
在利用5G网络信号追踪并识别不受欢迎的无人机的技术演示中,一名飞行员正操控着一架“友好”无人机。Jeff Carlson/CNET供图
AT&T无线接入网络技术副总裁罗伯特·索尼(Robert Soni)提及了该公司在北美地区的75000个站点。
索尼在演示后的简报中表示:“如此庞大的数量,难以通过建设专用雷达来复制。我们更接近地面,且由于仰角优势,我们能探测到比传统机载雷达更低的飞行高度。我们能够覆盖全国更多的区域。”
爱立信美洲技术副总裁兼负责人阿基尔·戈库尔(Akhil Gokul)解释说,为感知而启用的信号塔密度带来了更高的准确性,“因为你从多个信号塔接收到了[射频波]反射,”他说,“你可以获得一组更为丰富的数据,输入到我们的模型中。”
这种方法还增强了基于5G的追踪系统的韧性,避免了单点故障;蜂窝网络已具备在一座信号塔因维护或极端天气事件而离线时自动进行补偿的能力。
展示现有硬件的新用途也是ISAC等技术的魅力所在,因为为信号塔添加组件既昂贵又耗时。
AT&T网络首席技术官兼高级副总裁伊加尔·埃尔巴兹(Yigal Elbaz)表示:“我认为,行业一直在探索无线网络还能实现哪些功能。和其他事物一样,你总是希望不断探索,看看利用现有基础设施已经能够做到哪些事情。”
无人机演示中使用了安装在金属框架上的标准爱立信大规模MIMO无线电设备,如图所示。Jeff Carlson/CNET供图
如今推动6G技术的发展
所演示的感知技术预计将成为未来6G标准的一部分,但与我交流的AT&T和爱立信人士表示,他们不想等到开始测试时才行动。
戈库尔表示:“从技术角度来看,这被视为一种6G能力,且是标准中正在实际开发的内容。我们与AT&T的合作,旨在更早地加速这一进程。”
这一举措打破了旧有流程,改变了未来几年所需技术的推出时间表。索尼不愿等到2030年左右6G可能开始推出时才启动这一周期。
索尼表示:“[以前,]必须先完成标准制定,其次进行概念验证,然后进行试验,最后我们才能在家中看到这项技术。我们正试图通过尽早引入这项技术,来打破‘G’本身的循环。”
在得克萨斯州举行的无人机演示,虽然仅涉及空体育场外围的两架无人机,但它表明,该技术能够利用现有的5G硬件实时追踪和识别物体。从潜在威胁到辅助自动驾驶汽车,现实世界的应用不会等到标准成熟,AT&T和爱立信也不会坐等时机。

