5G-Advanced通感融合指标与评价方法研究报告_81页_5mb

5G-Advanced 通感融合指标与评价方法研究报告总结

核心内容概述

本报告聚焦于5G-Advanced（5G-A）中通信与感知融合（通感融合）技术的研究，重点探讨了通感融合的信道建模、评估配置和评估方法。报告旨在为5G-A通感技术的性能评估与标准化提供科学依据和参考数据。

主要观点

• 通感融合是5G-A的重要发展方向，通过信号联合设计或硬件共享，实现通信与感知功能的统一设计，具有降低成本、优化资源利用等优势。
• 通感融合的信道建模包括目标信道和背景信道，目标信道考虑目标的RCS特性、大尺度和小尺度衰落、空间一致性等；背景信道则基于TR38.901中的方法进行建模。
• 通感融合评估配置需根据不同的感知场景和感知模式进行调整，包括无人机、车辆、室内外行人等。
• 通感性能评估指标包括分辨率、精确度、检测概率和感知更新频率，评估方法分为系统仿真和链路仿真两种。

关键信息

2.5G-A通感信道模型假设

• 无线感知模式分类：根据感知设备和收发是否同一，分为6种模式，包括TRP-TRP单基地、TRP-TRP双基地、UE-TRP双基地、TRP-UE双基地、UE-UE单基地、UE-UE双基地。
• 目标RCS建模：将RCS分解为大尺度参数 $\sigma_M$ 和小尺度参数 $\sigma_D$、$\sigma_S$，其中 $\sigma_S$ 服从对数正态分布。对于小尺寸无人机和人，$\sigma_D$ 固定为1，$\sigma_M$ 为线性RCS的平均值。
• 环境物体（EO）建模：分为Type-1和Type-2，Type-1与目标尺寸接近，采用相同建模方法；Type-2为大尺寸物体，如地面、墙体等，建模为有限尺寸平面，并考虑反射路径。
• 大尺度衰落建模：包括LOS/NLOS判别、路径损耗模型和绝对时延模型。具体参数根据场景和高度不同有所变化，如表2-2、2-3所示。
• 小尺度衰落建模：采用冲击响应建模方法，结合Tx-STSP和STSP-Rx链路，以及散射点的极化矩阵和时延参数。
• 空间一致性建模：基于网格方法建模不同感知目标与UT之间的空间一致性，支持水平和垂直维度的建模，适用于室内和无人机等场景。

3.5G-A通感评估配置

• 系统仿真配置：包括网络拓扑、载频、带宽、站间距、天线高度、发射功率、天线增益、天线模式、噪声功率谱密度、噪声系数等。
• 链路仿真配置：基于CDL信道建模方法，明确感知模式、信道模型等参数。

4.5G-A通感评估方法

• 感知性能指标定义：包括分辨率、精确度、检测概率和感知更新频率。
• 系统仿真评估方法：通过模拟不同场景下的网络拓扑和参数，评估通感性能。
• 链路仿真评估方法：基于3GPP TR38.901，模拟不同链路的信道特性，评估感知性能。

5.5G-A通感评估结果

• 无人机感知评估结果：包括不同场景下的仿真配置与结果，如UMa-AV、UMi-AV和RMa-AV。
• 车辆场景仿真：包括城市和高速公路场景，分别给出不同的网络拓扑和仿真参数。
• 室内人感知结果：包括IndoorOffice、IndoorFactory和IndoorRoom场景，评估感知性能。
• 室外人感知结果：包括UMa和UMi场景，评估感知性能。

评估指标与方法

• 分辨率：衡量感知系统对目标位置的分辨能力。
• 精确度：衡量感知测量结果的准确性。
• 检测概率：衡量感知系统检测目标的能力。
• 感知更新频率：衡量感知系统更新感知数据的频率。

标准化进展

• 3GPP SA1立项：研究课题《Study on Integrated Sensing and Communication》，2023年8月结项，TS已于2023年12月完成。
• 3GPP RAN R19：完成针对检测、跟踪类场景的通感信道建模研究。
• SA2 R20立项：开展以基站感知为主的网络架构研究。
• CCSA TC5 WG9立项：研究课题《5G通信感知融合系统研究》，2023年11月底结项。

附录信息

• RCS实测结果：附录8.1提供了无人机、人、车等目标的RCS实测数据。
• 环境物体外场实测结果：附录8.2展示了环境物体的外场实测数据。
• 干扰建模：附录8.3提供了干扰建模方法。
• 链路预算：附录8.4提供了链路预算计算方法。
• 术语和定义：附录8.5提供了术语和定义。
• 缩略词表：附录8.6提供了缩略词表。

贡献单位

• 报告由国内运营商和相关研究机构共同完成，推动5G-A通感技术从理论走向实际应用。

总结和展望

• 本报告为5G-A通感融合技术的性能评估和标准化提供了重要参考。
• 未来将继续推进通感技术的试验验证和标准化工作，推动其在智慧低空、智能交通等领域的应用。