6G感知的需求和应用场景研究-IMT-2030_6G_推进组_81页_1mb

本报告全面分析了6G通信感知一体化技术的发展前景、应用场景及关键需求。其核心内容如下：

基础概念

6G将通信与感知能力深度融合，使网络具备"内生感知"特性，通过太赫兹、可见光等新频段，以及空天地一体化网络架构，赋能万物智联。感知技术分为非射频（摄像头、传感器等）和射频（雷达、Wi-Fi等）两类，多模态感知（如结合图像与无线信号）可实现信息补全与性能提升。

核心感知能力

1. 通信感知一体化：融合发送/接收节点间的联合处理，支持定位、检测、成像等能力，具备低时延高可靠传输特性
2. 多模态感知融合：整合摄像头、雷达、传感器等多源数据，通过AI算法提升识别精度和应用范围
3. 物理世界与数字世界桥梁：通过环境特征化和媒介知识辅助通信，提升传输效率和感知精度

关键应用场景及需求

1. 交通领域
   • 车联网：需求百MHz带宽、50ms以下时延，支持高精地图构建和障碍物检测
   • 无人机管理：分米级精度、0.5s内响应，需多频段协同
2. 工业领域
   • 园区管理：需厘米级定位（如99%检测概率）、千MHz带宽、边端协同计算能力
   • 车间智能生产：AGV厘米级定位，融合激光雷达/无线传感实现高精度作业
3. 农业领域
   • 智慧大棚：需0.1m精度感知、低功耗设备（微瓦级）、物联网标签识别
   • 智慧畜牧业：支持100m感知范围、1500M带宽、毫米波穿透性雷达感知
4. 医疗健康
   • 无线呼吸心跳监测：需要多普勒特征分析、1-10s刷新率、室内定位（≤10m）
   • 疾病监测与康复训练：支持1m分辨率、0.2s时延，需99%识别准确度
5. 社会服务
   • 智能安防：需1m精度、30m/s移动性支持，支持100m覆盖范围
   • 客流统计：95%检测概率、95%识别准确度，支持200ms-500ms时延
6. 智慧家庭
   • 环境重构：无需光学条件，支持高精度SLAM和0.5s内响应
   • 入侵检测：地震波等无源感知、10m覆盖、自主协作的Sidelink传输

6G系统核心需求

1. 网络层面

   • 全频段资源利用（低频/毫米波/太赫兹/可见光）
   • 分米至毫米级定位精度（999%检测概率）
   • 1ms-1s时延控制，支持超越5G-A的业务场景
   • 多节点协同处理，实现跨域感知数据融合

2. 终端层面

   • 同时具备通信和感知处理能力
   • 支持多模式感知（主动/被动/交互式）
   • 要求微型化（几厘米）、低功耗（微瓦级）设计
   • 要具备毫米波/太赫兹波传感天线特性

技术挑战

1. 多维度资源协同

   • 需解决波形设计（LFM/OFDM/OTFS）的场景适配
   • 构建泛在接入的动态资源分配机制
   • 开发面向多种模式（自发自收、A发B收）的协同架构

2. 跨技术融合难题

   • 多模态数据融合（毫米波/视觉/热成像）
   • 不同类设备同步技术（时间/空间一致性）
   • 感知-通信的内生架构设计
   • 数据隐私保护与协同安全需求

3. 标准化与产业化

   • 建立跨行业感知能力接口标准
   • 支持高密度（>200个/km²）终端接入
   • 构建支持厘米级精度的全频段感知环境

发展方向

6G将实现"业务共存-能力互助-网络共惠"三阶段演进，面临多尺度感知融合、超高精度定位、动态资源分配等技术挑战，需构建全天候、全场景、全感知的数字孪生体系。现行通感原型测试已覆盖5G-A场景，未来需在跨频段信号处理、终端自主感知、AI算力集成等方面实现突破，为各行业提供更精准的感知服务。