6G通感融合系统设计与应用
引言
6G通信系统致力于构建一个物理与数字世界深度融合的自由连接世界，其核心理念是从以人为中心扩展至以智能体为中心，并向虚拟世界延伸。这一系统将通信、感知和计算服务融为一体，以提升用户体验和效率。
通感融合系统设计范围与目标
6G系统的设计旨在融合通信、感知与计算功能，实现无缝的多维服务。通过在传统通信网络中集成感知能力，一套系统能够同时满足通信和感知的需求，实现通信感知融合的潜力。随着6G网络的特性（如更高频率、更大带宽和更密集的天线阵列），无线信号能够更高效地感知物理环境，提供高精度的定位、成像和环境重构服务，进而优化通信性能。
关键性能指标
- 感知关键性能指标：包括但不限于定位精度、成像质量、环境感知的实时性。
- 计算关键性能指标：涉及数据处理速度、能效比、算法复杂度等。
应用场景
6G通感融合系统在多个领域展现出应用潜力：
- 高精度定位与追踪：应用于物流、无人机管理和野生动物追踪等领域。
- 同步成像与制图：用于城市规划、地形测绘和环境监测。
- 人类感官增强：通过增强现实技术提升用户沉浸式体验。
- 手势及动作识别：在智能家居、医疗康复和娱乐行业广泛应用。
- 无人机飞行路径管理：确保空中交通安全与效率。
- 无人机监管：提升空中监控能力。
- 智能工厂自动化：提高生产效率和质量控制。
- 环境降雨监测：改善天气预报和水资源管理。
- 智慧电网安全监测与预警：保障电力系统的稳定运行。
- 发送端波束配置：优化无线通信的覆盖和能效。
- UE感知数据处理的算力辅助：提升终端设备的数据处理能力。
关键技术问题与潜在解决方案
- 感知信息分级与处理：建立合理的感知信息分类体系，优化数据处理流程。
- 感知任务节点选择：确定感知任务的最佳执行位置，平衡性能与成本。
- 感知功能逻辑归属：明确感知功能在通信网络中的逻辑位置，优化资源分配。
- 感知服务质量参数映射：定义适用于6G网络的感知服务质量指标，指导系统设计。
- 通感安全隐私保护：加强数据保护机制，确保信息的安全性和用户的隐私。
- 高性能终端计算服务：提升终端设备的计算能力，支持复杂的感知任务。
- 通感算节点协作：促进感知信息的共享与协同处理，提升整体效能。
潜在技术方案
- 功能阐述与架构设计：明确通感融合系统各组件的功能和相互关系。
- 计算节点辅助感知测量：利用计算资源优化感知数据的处理和分析。
- 感知信息分级定义：制定适用于不同应用场景的信息分级策略。
- 感知节点选择方案：根据不同场景选择最合适的感知执行节点。
- 6G网络内感知服务质量定义：为网络功能分配合适的感知服务质量参数。
- 安全隐私保护机制：构建多层次的安全防护体系，保护敏感信息。
- 控制传统非3GPP感知设备：实现与现有感知设备的有效集成与控制。
- 基于5G演进的系统分析：结合5G经验，预测6G系统的发展方向。
- 感知结果开放与共享：促进信息流通，支持跨域合作。
- 感知基本流程与通算融合：简化操作流程，实现计算与感知的协同工作。
- 通算融合方案与节点协作：通过优化设计，提升系统整体性能。
结论与展望
6G通感融合系统设计不仅关注技术层面的创新，更侧重于实际应用场景的拓展和用户体验的提升。通过深入分析当前面临的挑战和潜在解决方案，本报告旨在激发更多关于6G网络架构的创新思维，为未来的6G研究工作提供宝贵参考。随着技术的不断进步，6G通感融合系统有望在未来的智能世界中发挥重要作用，推动社会经济的数字化转型和可持续发展。
