中国通信学会：通感算一体化网络前沿报告_74页_7mb

通感算一体化网络前沿报告总结

核心内容

本报告由中国通信学会发布，围绕6G通感算一体化网络展开，分析其技术内涵、应用场景、性能评价指标体系及使能技术。通感算一体化网络融合通信、感知和计算功能，实现物理-数字空间的感知、泛在智能通信和计算能力的深度融合，为6G时代智慧城市的各类应用提供支撑。

主要观点

1. 6G网络愿景

   • 6G网络将实现全域覆盖、普惠智能、通感一体化、感官互联等目标。
   • 通过通信、感知、计算的深度融合，实现物理世界与数字世界的相互作用与深度融合，构建虚实平行空间。
   • 6G网络需支持超高精度、低时延、高可靠性、海量接入等特性，以满足智慧交通、智能制造、智能家居、元宇宙等新型应用需求。

2. 通感算一体化网络定义

   • 是同时具备物理-数字空间感知、泛在智能通信与智能计算能力的网络。
   • 通过协同与共享软硬件资源，实现多维感知、协作通信、智能计算的深度融合与互惠增强。

3. 网络架构与功能划分

   • 网络由终端、边缘网络、核心云网三部分构成。
   • 通感算一体化终端：集成传感单元，实现通信与感知功能融合。
   • 通感算一体化边缘网络：包括基站和MECS，支持边缘智能计算。
   • 通感算一体化核心云网：具备强大计算与存储能力，实现全局感知、决策与任务编排。
   • 算力网络：实现云-边-端算力的高效调度与共享。

4. 典型应用场景

   • 局部空间场景：包括智能家居、智能工厂、智慧办公、医疗健康。
   • 开放空间场景：包括智慧交通、无人机网络、空天地一体化网络、环境监测、文化计算、元宇宙。
   • 各场景对通信、感知、计算有不同的性能需求，如高精度定位、高带宽、低时延等。

5. 性能评价指标体系

   • 分为通信性能、感知性能、计算性能三大类。
   • 通信性能指标：包括安全性、可靠性、有效性。
   • 感知性能指标：包括目标定位（检测性能、定位精度、目标分辨率）和环境探测（空间分辨率、旁瓣比、图像熵、感知范围）。
   • 计算性能指标：包括计算机性能（CPU利用率、吞吐量、MIPS）、计算资源（总量、使用量、利用率）、计算服务（可靠性、有效率、响应时间）。

6. 关键使能技术

   • 通感一体化物理层设计：包括频谱适配、关联信道模型、波形设计、帧结构设计、波束赋形、抗干扰信号处理。
   • 通感一体化多址接入技术：包括时分、频分、正交频分、码分、空分等技术，以实现通信与感知的协同接入。
   • 通感一体化无线资源管控技术：包括资源分配、干扰管控、资源调度，以实现网络资源的高效利用。
   • 通感算赋能的网络化感知技术：包括通感融合的移动网络、多点组网协同感知、定制化感知。

关键信息

• 通感一体化波形设计：主要分为以通信为中心、以感知为中心、通感联合三种方式，各有优劣，需根据应用场景进行选择。
• 通感一体化帧结构设计：通过划分感知子帧和通信子帧，实现通信与感知信号的协同与互不干扰。
• 通感一体化波束赋形技术：通过波束调控实现通信与感知的双重功能，提升网络性能。
• 抗干扰信号处理技术：包括干扰对齐、参考信号构建、深度学习方法等，以降低信号干扰，提升系统稳定性。
• 实验系统与验证：基于毫米波平台，搭建通感一体化实验系统，验证其性能，如定位精度可达 $\pm 0.2\mathrm{m}$。

技术演进路径

• 独立感知，智能优化：通过AI技术优化感知性能。
• 分布感知，智能管理：在边缘节点实现感知与计算的协同管理。
• 协同感知，智慧互动：实现多节点间的协同感知与通信。
• 万物智能，螺旋发展的超智能主体：构建融合通信、感知、计算与智能的网络系统，实现超智能体的协同工作。

结论

6G通感算一体化网络是未来通信技术发展的重要方向，其融合通信、感知与计算能力，实现物理与数字世界的深度融合。通过联合物理层设计、多址接入、资源管控等关键技术，以及网络化感知与算力网络的构建，该网络能够满足智慧城市的多样化需求，并推动相关技术走向成熟与商用。