【中国移动】2024年6G网络协作通感技术白皮书（1.0）_40页_3mb

6G网络协作通感技术白皮书总结

核心内容概述

6G网络协作通感技术是通信感知一体化的重要发展方向，旨在通过通信网络的广覆盖和高连接性，实现低成本、高精度的全域感知能力。该技术不仅支持通信业务，还能提供感知服务，如定位、测速、轨迹追踪等，适用于智慧低空、智慧交通、智慧工厂等新兴应用场景。本白皮书系统性地分析了网络协作通感一体化的关键技术，包括评估方法、高精度同步、多节点协作、组网干扰管理及原型验证，并提出了相关解决方案和优化策略。

主要观点与关键信息

1. 技术背景与驱动力

• 6G愿景提出“数字孪生、智慧泛在”，推动通信与感知的深度融合。
• 通感一体化技术通过共享通信频段与天线结构，具有技术可行性。
• 5G-A已实现初步通感能力，但存在效率、成本、精度及自干扰等问题。
• 网络协作通感技术通过多点协作提升感知精度，实现从“分立”到“内生”的跃迁。

2. 评估方法与系统建模

• 引入感知容量（Sensing Capacity）作为系统性指标，用于衡量网络协作通感的整体性能。
• 提出感知容量评估方法，通过撒点和仿真计算感知密度，反映系统在满足感知服务质量（Sensing QoS）下的性能。
• 通感一体化信道模型 $H_{ISAC}$ 包括目标信道 $H_{target}$ 和背景信道 $H_{background}$，并提出分段卷积建模方式，用于协作感知信道建模。
• 干扰模型包括上行用户干扰、小区间干扰和杂波干扰，需通过仿真方法进行性能验证。

3. 高精度同步

• 同步误差（时间、频率）是影响感知精度的重要因素。
• 提出双向同步误差消除方案，通过测量传播时延并取平均，实现与同步误差无关的感知参数计算。
• 频率同步采用Schmidl&Cox算法，通过训练符号估计频偏，并进行频偏补偿，以提升系统性能。

4. 多节点协作

• 多节点协作可提升感知精度，通过动态选择协作节点、优化帧结构、设计波束管理、实现信息融合，达到高效协作。
• 协作节点包括基站、终端、卫星等，支持灵活部署。
• 非均匀预编码码本设计可降低波束开销，提升重点区域感知精度。
• 区域化波束扫描策略可实现感知精度与波束开销的平衡。
• 多节点信息融合可提升目标检测、识别与定位精度，同时降低计算负荷与传输开销。

5. 组网干扰管理

• 网络协作通感引入复杂干扰，包括上下行交叉链路干扰和小区内上行用户干扰。
• 干扰管理策略包括功率控制、频分、时分等，以优化感知性能与通信质量。
• 提出环状感知组网方案，通过调整帧结构与正交码字，实现全局干扰管理，提升感知精度。

6. 原型验证

• 已开展基站-基站协作与基站-终端协作的原型测试，验证通感一体化在实际场景中的可行性。
• 基站-基站协作原型样机在4.9GHz频段实现低空无人机的高精度感知，覆盖距离达1km，精度达米级。
• 基站-终端协作原型样机在4GHz频段实现室内行人轨迹追踪，位置精度可达亚米级，通信吞吐量达300Mbps。

技术挑战

• 评估方法缺失：通信与感知的评价准则不同，需设计统一的评估指标体系。
• 节点非同步：同步误差影响感知精度，需设计高精度同步方案。
• 协作性能受限：协作节点选择、帧结构、波束管理等方案需优化，以提升系统性能。
• 组网干扰复杂：需从网络层面进行干扰分析与管理，以保障通信与感知性能。

技术展望

• 未来需进一步研究非理想因素（如硬件误差、环境干扰）的解决方案。
• 推动系统平台构建与原型验证，加快技术落地。
• 加强国际合作，推动通感融合技术的标准化与产业化。
• 针对6G场景，探索星地融合、AI增强等新技术，提升通感一体化能力。

关键技术总结

结语

网络协作通感技术是6G时代实现“一网多能”的关键支撑，其发展将显著提升低空经济、智慧交通等场景的感知能力。通过系统性评估、高精度同步、多节点协作与干扰管理，可实现通感一体化的高效、低成本部署。未来需继续推进非理想因素研究与测试验证，以实现通感融合技术的广泛应用与标准化。