全球6G技术大会2023通感一体化系统架构与关键技术白皮书92页_10mb

通感一体化系统架构与关键技术：总结

1. 引言与演进背景

• 5G到6G的角色转变：5G主要作为信息传递者，6G将同时提供通信、感知和计算服务，是万物智联与数字孪生的支撑。
• 通感一体化定义：基于电磁波的双重功能，实现通信与感知的深度融合，优势包括成本节约、设备尺寸减小、频谱效率提高等。
• 标准组织进展：ITU、IMT2030推进组、NextG Alliance等提出通感融合作为6G核心趋势，涵盖技术路线、交叉研究与硬件挑战。

2. 通感一体化业务与性能指标

• 业务分类：
  • 按通信-感知赋能关系：通信辅助感知类（如定位、手势识别）与感知辅助通信类（如信道估计）。
  • 按场景范围：广域（环境监测）、局域（智慧医疗）。
  • 按处理方式：检测类、估计类、识别类。
  • 按目标属性：有源（UE）vs. 无源（静止物体）。
• 性能指标：
  • 通信指标：误比特率、时延、频谱效率。
  • 感知指标：定位精度、速度精度、检测概率、虚警概率、刷新频率。

3. 系统架构与融合发展层级

• 三层演进模式：
  • 业务层融合：利用第三方感知系统。
  • 服务层融合：6G系统提供内生感知服务。
  • 空口层融合：集成通信与感知于单一空口单元。
• 参考模型：感知服务客户端、感知服务器、感知资源层通过接口协调。

4. 关键技术领域

4.1 波形与信号设计

• 三类波形：
  • OFDM基集成波形、LFM基感知波形、OTFS融合波形。
  • 绩效评估准则：模糊函数、克拉美罗下界、估计信息速率。

4.2 多天线感知技术

• 虚拟孔径与波束赋形：提升分辨率，平衡通信/感知资源。

4.3 网络协作感知

• 系统模型：多节点协作规避同步误差，动态资源调度。

4.4 非理想因素消除

• 关键技术：载波频偏补偿、定时偏移校准、相位噪声抑制。

4.5 多频点协作

• 高/低频互补：扩大覆盖与精度，平衡资源。

4.6 移动性管理

• 感知辅助切换：降低成本与延迟。

5. 应用场景与生态挑战

• 典型业务：智慧交通、无人机监管、生命体征检测、天气监测等，需信道模型、安全隐私支撑。
• 生态挑战：硬件共用、标准化、频谱资源共享、计算架构协同。

6. 开放问题与未来方向

• 技术瓶颈：跨频协同调度、自适应链路控制、极端环境下系统鲁棒性。
• 新兴方向：RIS/IRS赋能、反向散射感知、数字孪生支撑。