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

报告摘要

6G 感知的需求和应用场景研究总结

核心内容

6G 感知技术是6G移动通信系统的重要组成部分，旨在通过通信与感知的深度融合，提升网络的智能化水平，实现万物感知、万物互联和万物智能。通信感知一体化技术将通信与感知能力融合，成为6G系统内生感知能力的核心，同时与其他感知技术（如雷达、摄像头、传感器、Wi-Fi、蓝牙等）协同，拓展感知服务范围，提高感知精度。

主要观点

6G 感知技术是实现内生智能的关键，能够有效支持交通、工业、农业、仓储物流、医疗健康、娱乐和智慧家庭等多领域应用。
通信感知一体化技术通过共享频谱、硬件架构设计、空口设计等实现通信与感知的协同，提升网络效率与感知精度。
多模态感知技术通过融合不同感知数据（如视觉、雷达、传感器等），提升识别准确度、扩大应用范围，成为6G感知技术的重要发展方向。
6G 感知技术将推动传统感知系统的升级，实现更广泛、更精准、更高效的环境信息采集和处理。

关键信息

感知技术分类

射频感知：雷达、Wi-Fi、蓝牙等，通过发射和接收电磁波实现目标检测、定位、成像等。
非射频感知：基于图像、声音、触觉等，如摄像头、声波/超声波、接触式传感器等。
多模态感知：融合多种感知技术，实现更全面、准确的信息采集，适用于复杂环境下的识别和决策。

感知技术发展趋势

6G系统将支持更宽的频谱资源（如太赫兹、可见光），并结合AI、智能反射表面（RIS）等新技术，推动感知与通信的深度融合。
感知技术将从“业务共存”逐步演进到“能力互助”和“网络共惠”阶段，实现通信与感知的协同优化。
感知将用于辅助通信，如波束赋形、信道秩提升和干扰抑制，提升通信性能和用户体验。

第二章 6G 感知的应用场景和需求

2.1 交通领域

2.1.1 车联网

应用场景描述：车联网通过通信感知一体化技术，实现车辆与环境、车辆与车辆、车辆与人、车辆与云平台的智能连接，提升交通管理、信息服务和车辆控制能力。
感知KPI：
- 感知距离：室外，范围较广
- 感知频率：≥0.02s
- 感知时延：≤50ms
- 数据类型：存在、定位、速度
- 感知精度：≤±0.5m，≤±0.5m/s
- 可靠性：检测概率 >99%，虚警概率 <1%
对6G系统的需求：
- 覆盖范围：室外，需连片覆盖
- 带宽：百MHz级
- 时延：≤50ms
- 移动性：支持120km/h的移动物体检测
- 网络架构：支持低时延高可靠通信

2.1.2 无人机

应用场景描述：无人机在物流、安防、农业等领域广泛应用，6G将提供更全面的感知能力，实现路径管理、避障和入侵检测。
感知KPI：
- 感知距离：500m-600m（路径管理）、1000m（入侵检测）
- 感知频率：≥10Hz
- 感知时延：≤500ms
- 数据类型：存在、定位、速度
- 感知精度：≤±1m，≤±10m/s
- 可靠性：检测概率 >95%，虚警概率 <5%
对6G系统的需求：
- 覆盖范围：室外，支持500m-1000m范围
- 带宽：百MHz级（路径管理）、数十MHz级（入侵检测）
- 时延：≤500ms
- 移动性：支持200km/h的移动物体检测
- 网络架构：支持边缘计算，提升本地处理能力
- 终端需求：支持感知功能和通信能力，部分场景需终端授权开启感知功能

2.2 工业领域

2.2.1 园区管理

应用场景描述：园区管理涉及智能安防、智能巡检、车辆管理、人员管理等，6G感知技术可提供高精度、低功耗的定位和识别能力。
感知KPI：
- 感知距离：20m-1000m
- 感知频率：>1Hz
- 感知时延：≤500ms
- 数据类型：存在、定位、速度
- 感知精度：水平1m，垂直0.3m
- 识别准确率：99%
对6G系统的需求：
- 覆盖范围：支持1000m范围
- 带宽：千MHz级
- 时延：50ms-1s
- 可靠性：检测概率 95%-99%，虚警概率 <2%
- 移动性：支持30m/s的移动物体检测
- 网络架构：支持本地低时延处理

2.2.2 车间内生产环节

应用场景描述：车间内物流和智能制造，通过高精度定位和感知技术实现AGV调度、机器人控制等。
感知KPI：
- 感知距离：≤500m
- 感知频率：1-10Hz
- 感知时延：≤500ms
- 数据类型：距离、速度、角度
- 感知精度：水平±0.5m，垂直±1-3m，角度±0.1°
对6G系统的需求：
- 覆盖范围：500m
- 带宽：千MHz级
- 时延：≤500ms
- 移动性：支持10m/s的移动物体检测
- 网络架构：支持本地低时延处理
- 终端需求：具备通信和本地感知处理能力

2.2.3 产品质检

应用场景描述：通过太赫兹成像等技术实现无损检测，提升产品质量控制能力。
感知KPI：
- 感知距离：N/A
- 感知频率：N/A
- 感知时延：N/A
- 数据类型：成像
- 感知精度：±1mm
- 感知分辨率：1mm
对6G系统的需求：
- 带宽：千MHz级（若采用通感成像）或百MHz级（若采用摄像头）
- 可靠性：检测概率 >99.9%
- 移动性：支持3m/s的移动物体检测
- 网络架构：支持本地低时延处理
- 终端需求：具备低功耗、高精度的感知和通信能力

2.3 农业领域

2.3.1 智慧大棚

应用场景描述：智慧大棚通过通信感知一体化技术，实现对农作物生长状态、环境信息、人员和设备位置的实时感知，提升农业智能化水平。
感知KPI：
- 感知距离：1-20m（环境信息），100m（位置信息）
- 感知频率：每半小时或实时
- 感知时延：≤200ms（环境信息），≤50ms（位置信息）
- 数据类型：环境信息、位置信息、农作物个体大小、密度
- 感知精度：±0.1m（位置），±1cm（农作物个体大小），±10cm（密度）
- 分辨率：0.1m（环境），0.1m（位置）
对6G系统的需求：
- 覆盖范围：支持大于100m的感知范围
- 带宽：千MHz级
- 时延：50ms-200ms（感知），10ms-200ms（数据传输）
- 可靠性：数据传输可靠性 >99%
- 接入方式：终端可直接或通过中继接入6G网络
- 多模态感知：支持通信感知一体化数据和其他感知数据的融合

2.3.2 智慧放牧

应用场景描述：智慧放牧通过感知牲畜位置、个体标识、生物状态等，实现牲畜管理、放牧环境监测和安全控制。
感知KPI：
- 感知距离：1-5m（牲畜个体大小），1-10m（密度）
- 感知频率：每天或实时
- 感知时延：≤200ms
- 数据类型：存在、定位、个体标识、生物状态、环境信息
- 感知精度：±0.1m（位置），±1cm（个体大小），±10cm（密度）
- 分辨率：0.1m（位置），1cm（个体大小），10cm（密度）
对6G系统的需求：
- 覆盖范围：支持100m以上的感知范围
- 带宽：千MHz级
- 时延：50ms-200ms（感知），10ms-200ms（数据传输）
- 可靠性：数据传输可靠性 >99%
- 终端需求：具备低功耗、小型化、耐腐蚀、防水等特性，支持无源/半有源模式

第三章 6G 感知业务的需求

6G 感知业务包括存在检测、定位、测速、成像、识别和监测等，每个业务都有明确的KPI需求，如：

存在检测：检测概率 >99%
定位：精度 ≤±0.5m，分辨率 ≤0.5m
测速：精度 ≤±0.5m/s
成像：分辨率要求高，支持高精度、高效率成像
识别：识别准确率 >99%
监测：精度要求高，支持实时监测和分析

第四章感知对6G系统的总体需求

6G系统需要支持感知功能，具体包括：

对网络的需求：
- 高带宽支持：千MHz级
- 低时延：50ms-1s
- 支持多频段协同，提升感知能力
- 具备多点协作和信息融合能力
对终端的需求：
- 具备通信和感知能力
- 支持本地数据处理与上传
- 高精度、低功耗、小型化、耐腐蚀等特性

第五章 6G 感知面临的挑战

技术挑战：多模态感知数据融合、通信与感知能力协同、高精度定位和成像等。
标准化挑战：需要制定统一的感知与通信融合标准，提升系统兼容性和互操作性。
应用场景挑战：如何满足不同行业对感知精度、覆盖范围、带宽、时延等多样化需求。
安全性挑战：如何保障感知数据的安全性和隐私性，防止数据泄露和恶意攻击。

总结和展望

6G 感知技术将推动通信与感知的深度融合，提升网络智能化水平，实现万物感知、万物互联、万物智能。未来研究方向包括多模态感知数据融合、通信与感知能力协同、高精度定位与成像、多频段协同、AI赋能感知等。6G 感知将为交通、工业、农业、医疗等多领域提供高效、精准、安全的感知服务，推动社会智能化发展。

参考文献

[1] 感知技术分类
[2] 通信感知一体化范畴
[3] 多模态感知应用
[4] 3GPP SA1研究课题
[5] 多模态感知技术
[6] 智能机器人应用
[7] 自动驾驶感知融合
[8] 医疗健康感知
[9] 车联网应用场景
[10] 园区管理需求
[11] 智能制造需求
[12] 产品质检需求
[13] 智慧大棚感知需求