通感一體化概述

6G對通感一體化的業務需求

5G 在技術和業務兩個層面向 6G 演進，業務要素從人向智能體、物理空間和虛擬空間要素擴展，信息處理功能需求從信息傳遞向信息采集、信息計算擴展。AI 業務、沉浸式業務和數字孿生業務正廣泛滲透到垂直應用領域，新興業務對6G 網絡提出了端到端信息處理能力的更高訴求，使得通信感知一體化成為6G 技術與業務的主導趨勢之一。

感知網絡

6G 網絡預期將是移動通信網絡、感知網絡和算力網絡的融合體。

• 狹義的感知網絡是指具有目標定位（測距、測速、測角）、目標成像、目標檢測、目標跟蹤和目標識別等能力的系統；
• 廣義的感知網絡指具有感知一切業務、網絡、用戶和終端，以及環境物體的屬性與狀態的系統。

通感耦合的三個特征

在復雜的應用場景中，業務信息處理流程呈現出通信感知高度耦合的特征：

感知環節與通信環節在時空域交疊；

感知功能與通信功能相互影響；

通信能力與感知能力具有一致的大帶寬頻譜和大孔徑天線的需求。

6G新興業務需求與5G在網絡架構和能力上的區別

無線通信頻段向毫米波、太赫茲和可見光等更高頻段發展，與傳統感知頻段將產生越來越多的重疊。在相同頻譜實現通信與感知，避免干擾，提升頻譜利用率，是技術與產業發展的優選路徑。其次，無線通信與無線感知在系統設計、信號處理與數據處理等方面呈現越來越多的相似性。利用同一套設備或共享部分設備器件實現通信與感知，降低設備成本、體積和功耗，同樣是產品的優選形態。此外，超大規模天線、大帶寬、智能超表面、人工智能等技術的發展將進一步推動感知技術的發展。

同時具有通信和感知功能將是 6G 基站和終端的能力趨勢。

通感一體化定義

通信感知一體化是指基于軟硬件資源共享或信息共享同時實現感知與通信功能協同的新型信息處理技術，可以有效提升系統頻譜效率、硬件效率和信息處理效率。

通感一體化范疇

在通信感知一體化中，感知能力聚焦無線信號感知，即通過分析無線電波的直射、反射、散射信號，獲得對目標對象或環境信息（如屬性和狀態等）的感知，完成定位、測距、測速、成像、檢測、識別、環境重構等功能，實現對物理世界的感知探索。

從無線感知方式的角度來講，可以分為兩個維度：

• 主動式（反射）和 被動式（發射+接收回波）
• 交互式 和 非交互式

本報告 [2] 認為：通信感知一體化是指通過空口及協議聯合設計、時頻空資源復用、硬件設備共享等手段，實現通信與感知功能統一設計，使無線網絡在進行高質量通信交互的同時，實現高精度、精細化的感知功能，實現網絡整體性能和業務能力的提升。

通信感知一體化的核心設計理念是要讓無線通信和無線感知兩個獨立的功能在同一系統中實現且互惠互利。

• 一方面，通信系統可以利用相同的頻譜甚至復用硬件或信號處理模塊完成不同類型的感知服務。
• 另一方面，感知結果可用于輔助通信接入或管理，提高服務質量和通信效率。

通感一體化對頻譜需求

移動通信領域從 2G 到 5G 經歷三十多年的發展，一直致力于通信能力和通信性能的持續提升，而射頻電磁波具有的無線感知能力并沒有得到深度挖掘和應用。

通信感知一體化的目標就是在同一頻譜、同一設備上同時支持通信和感知功能，可提升頻譜利用率、降低設備成本，使能通信和感知兩個功能的高效協同和互惠互利。6G 的設計目標就是內生集成智能、通信和感知，因此通感一體化在 6G 網絡中對頻譜的需求整體上是全頻段的，但同時也要結合不同頻段的頻譜特性，來分析和評估不同頻段可達到的感知性能指標和可滿足的感知業務能力。

已經規模商用的4G/5G 移動通信網絡的射頻頻譜范圍是在 6GHz 以下，毫米波頻段也會在 5G網絡中逐漸得到更加廣泛的應用。6G 會是全頻譜網絡，頻譜使用會擴展到太赫茲頻段。考慮到不同頻段的無線電磁波的傳播特性的差異性、頻譜帶寬的可獲得性、以及設備實現的規格和設備形態的差異等，基于不同頻段進行無線感知的能力也會存在差異，進而可獲得的感知的性能以及可滿足業務能力也是不同的。

• 傳統低頻段（Sub-6GHz頻段目前是 4G/5G 商用網絡的主力頻段，典型帶寬是 20M-100MHz）
• 毫米波頻段
• 太赫茲頻段（0.1THz-10THz）
• 可見光頻段（主要指390~830THz頻段）

參考文獻

【1】https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI0MzA1NzUzNQ==&mid=2247484828&idx=2&sn=207b21a0f3a6218cd4a3ae2365a5446b&chksm=e973938cde041a9af4a78f78ef66c41a00c7533dabfd9b8ffd02c7f0290e4f36af6e11829265&mpshare=1&scene=1&srcid=1209AAh4zRLMQPkW7ejfL6zG&sharer_sharetime=1639055258334&sharer_shareid=b406653aa0694b67a9f5e3f58b113562#rd
【2】通信感知一體化技術研究報告（IMT-2030 6G）

總結

以上是生活随笔為你收集整理的通信感知一体化概述（IMT-2030 6G）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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