刘光毅：通感一体：场景需求与标准化

通感一体：场景需求与标准化 目录 1 需求与驱动力 2 3 场景与工作模式标准化进程与构思 2 未来网络将是通信、感知、计算、AI、安全、大数据一体融合的新一代移动信息网络 通感算融合技术赋能网络从无线传输向网络感知扩展，具有无时无刻、无处不在地感知与认知物理世界的基础能力，助力“万物互联“走向虚拟与现实结合的“数字孪生”世界 智慧泛在感知泛在 算力泛在 信息泛在 数字世界物理世界 数字孪生，智慧泛在3 平台化服务网络 控制面 用户面 数据面 计算面 安全面 管理编排 多维网络能力 逻辑功能层 通信能力感知能力计算能力AI能力数据能力安全能力 星地融合 通信感知一体化 Sub-6G 物理基础设施层 数字孪生 可见光 Sub-6G Sub-6G 边算力 边算力 智算中心 端算力 全光底座 算网底座 毫米波 太赫兹 Sub-6G 边算力 未来网络具有网络无所不达、算力无所不及、智能无所不在特征（XaaS） 网络无所不达 算力无所不及 智能无所不在 应用场景 超能交通 通感互联 全息交互 元宇宙 智能交互 精准医疗 智慧工业 复用规模部署的通信网络，低成本构建全覆盖、全天候、高性能通感算智融合网络广泛应用于无人机、车联网、智慧工厂等场景，推动垂直应用升级 高精度定位 环境重构 监测与识别 入侵检测 •无人机3D导航、超速检测等 无人机探测 •数字孪生、3D电子地图等 •工厂智能、呼吸监测、动作识别等 •黑飞无人机监测、电子围栏等 城区宏网覆盖 2.6GHz/ 4.9GHz 郊区宏网覆盖 26GHz 热点覆盖 智慧工厂智慧交通 *中国移动现已部署190万个5G基站，全域覆盖能力强 3GPP定义6种感知模式，其中运营商最关注的是模式1（基站自发自收，简称A发A收）和模式5（基站协同感知简称A发B收）。两种模式由基站独立完成，不依赖协议和终端，具备提前产业化基础和信息隐私性保障 独立感知 （节点A发，经探测目标反射，节点A收） 协作感知 （节点A发，经探测目标反射，其他节点协作接收） 两种模式主要区别 关键问题 独立感知 协作感知 挑战 自干扰 同源自干扰 无 独立感知要求较强的自干扰删除能力。 同步问题 无 站间同步误差 网络协作感知收发节点分离，存在同步误差。 从场景需求、网络架构、信道建模、空口技术等方面多阶段、多层面推进通感一体化技术标准化 多阶段、多层面推进通感一体化技术标准化 SA1R19场景需求SI 网络通感信道 Stage1 Stage2 Stage3 架构研究 测量与建模研究 通感融合空口技术、通感融合组网技术研究 RANR20空口技术、本地化网络架构SI+WI RAN全会高优先级场景需求SI+RAN1R19信道建模SI SA2R19核心网侧网络架构SI或SI+WI 场景需求网络架构 信道建模 空口技术 2022202320242025 场景与需求研究 2026 2027 根据特点场景，制定合理的可满足业务需求并且技术可实现的感知能力KPI 感知评价指标 感知性能影响因素 距离分辨率 带宽 距离精度 带宽、回波信号SINR、感知算法等 速度分辨率 时域感知时长 速度精度 时域感知时长、回波信号SINR、感知算法等 角度分辨率 天线口径、频段 角度精度 天线口径、频段、回波信号SINR、感知算法等 定位精度 距离精度、角度精度、定位算法等 成像精度 频段、带宽等 虚警率 回波信号SINR、虚警漏警门限等 漏检率 回波信号SINR、虚警漏警门限等 时延 计算能力、数据融合处理层级等 数据刷新率 感知数据获取能力、计算能力、信息传输能力等 ... ... 理论上，入侵检测类业务需求可基于中低频部署即可实现 轨迹跟踪类业务需求基于毫米波部署基本可满足 成像类业务需求则需要基于太赫兹部署实现 感知评价指标 感知能力 2.6GHz,B=100MHz,Pt=52dBm 26GHz，B=400MHz,Pt=36dBm 200GHz，B=30GHz 通道数64/阵子数192 通道数4/阵子数512 通道数4/阵子数1024 距离分辨率 1.5m 0.38m 0.005m 距离精度 0.30m 0.07� 0.001 速度分辨率 5.8m/s@T=10ms 0.58m/s@T=10ms 0.075m/s@T=10ms 速度精度 1.14m/s 0.11m/s 0.015 角度分辨率 8天线：12.7° 16天线：6.3° 32天线：3.2° 角度精度 0.79° 0.39° 0.19° 标准侧网络架构仍在讨论中，目前存在紧耦合及松耦合两种方案，其中松耦合架构不依赖标准，利于较快实现 紧耦合方式 （感知与核心网耦合架构） •感知功能与现有5GC架构深度融合，尽可能依托现有5GC功能、接口和协议实现感知使能和对外开放，支持面向区域、目标感知，也可支持基站感知、终端感知、端站协作感知 松耦合方式 （感知本地化） •与现有5GC相对独立，感知网元无需与5GC交互或只执行较少交互，不依赖标准，利于较快实现 建议综合式架构，部署轻量化、低时延网络架构，满足低时延感知业务需求，满足不同场景多样化感知需求 感知架构 优缺点 本地分布式架构 感知网元逻辑上属于基站内部的一个功能 •不需要引入新的开放接口，架构简单，传输节点少，易部署•单站感知适配性高 本地集中式架构 感知网元逻辑上属于接入网，但是属于独立于基站之外的一个单独节点或实体 •单站感知和多站感知都可适配 综合式架构 一部分感知网元属于接入网，另一部分感知网元属于核心网 •根据不同的感知应用场景进行不同的感知信令配置及感知数据收集，最大限度地扩展了通信感知一体化的应用范畴 本地化、轻量化管理的网络架构，降低感知时延，满足低时延感知业务需求 频段：通感融合信道建模应充分考虑不同频段特性（频率依赖性） 场景：丰富考虑通感融合信道场景，例如室内、室外、LoS、NLoS等 信道建模方法：应用分段/不分段建模、统计性/确定性建模方法 •发布全频带信道测量平台 •大尺度信道建模增强：LOS概率增强、路 径损耗建模增强、引入RCS模型等 •小尺度信道建模增强： •分段信道建模方法 •不分段信道建模方法 •空间一致性建模 •移动性建模 [1]J.Zhang,J.Wang,Y.Zhang,Y.Liu,Z.Chai,G.Liu,andT.Jiang,“IntegratedSensingandCommunicationChannel:Measurements,CharacteristicsandModeling,”IEEEcommunicationsmagazines,Minor,2023.12 sensingsensing sensingsensing sensingsensing U U D U D U U D U D U D D D D 感知资源、通信资源调度及冲突避免 通感融合空口与组网技术仍在讨论中，从感知信号设计、资源调度、信息交互流程等方面设计满足多样化感知需求 •通信、感知资源通过TDM/FDM/SDM等方式融合 频率 感知 通信 时间 感知参考信号设计及发送方式 •感知参考信号设计及发送方式 •感知资源、通信资源调度及冲突避免 •组网感知信息传输及交互流程 •组网干扰协调 •融合定位方法 •... 场景需求与感知能力 •结合场景特点与需求，制定合理的可满足业务需求并且技术可实现的感知能力KPI 通感网络架构、信道模型及空口技术标准化需针对场景制定 •结合场景时延、性能等需求，确定网络架构模式、空口技术等标准化内容 空地协同对垂直覆盖和精度提出更高要求 •通信主要服务地面用户，目前通信网络低空覆盖能力和感知精度受限，需考虑新站型新规划 •可以考虑专网的方式实现空地协同场景下的无人机覆盖，但成本较高 谢谢