6G通感融合系统设计研究报告.pdf

更先进的下一代移动通信系统6G将提供超越通信的多维服务,构建自由连接的物理与数字融合世界。6G网络服务将以人为中心向智能体为中心扩展,从物理世界向虚拟世界延伸,实现通信、感知和计算等多维服务和功能的融合。在传统通信网络中引入感知能力,一套系统可以满足多种需求,通信和感知的融合成为6G潜在的技术趋势。未来6G系统的频段更高(例如毫米波和太赫兹)、带宽更大、大规模天线阵列分布更密集,因此通过UE(User Equipment,终端)或BS(Base Station,基站)发送的无线电波的传输、反射和散射等能力可以更好地感知物理世界,提供高性能的感知服务。同时,6G感知提供的高精度定位、成像和环境重构等能力有助于更精确地掌握信道信息,可用于提高波束赋型准确性或降低信道状态跟踪开销等,从而提升了通信性能。进一步考虑当6G引入计算能力时,感知数据处理将不受限于各节点的本地计算能力,有助于借助先进算法进行特征抽取,达到更好的感知性能。

本报告围绕6G通感融合系统设计对6G网络架构和功能的影响等方面进行了分析,探讨通感融合系统设计的范围与目标、应用场景需求、关键性能指标、关键技术问题和通感融合系统架构。本报告旨在触发支持通感融合的6G网络架构探索,对未来的6G研究工作提供思路和起到一定的借鉴作用。

2 通感融合系统设计的范围与目标

从感知的实现方式上可以将感知分为射频感知和非射频感知,雷达作为典型的射频感知方式已经得到了广泛的应用。无线通信信号在传播过程中受到周围环境的影响,会引起信号幅度、相位等特征的变化,接收端通过无线信号处理不仅能够得到发送端的通信信息,还能够提取出反映传播环境特征的感知信息[1]。因此,通过无线通信设备(如BS、UE)对目标物体、事件或环境进行感知也是射频感知方式之一。非射频感知即利用各式各样的传感器采集环境信息从而得到感知结果,典型的方式包括基于摄像头采集的图像或视频信息,或者通过其他特定传感器获取的特定感知信息,例如温度传感器、气压计、加速度计、陀螺仪等。本研究报告侧重基于6G的感知,旨在从资源和功能层面支持通过无线通信设备(例如终端/基站)对目标物体、事件或环境的感知。考虑一些用例还可能包括非终端/基站的传感器(例如雷达、摄像头等),因此本报告不仅包括基于终端/基站收发信号进行感知,也考虑综合利用包括雷达、摄像头等不同类型感知设备的感知数据。从而,6G系统可以提供更加丰富和更加精准的感知服

务和应用。

考虑部分情况下需采用高复杂度算法进行感知数据处理,例如MUSIC(MultipleSignal Classification,多重信号分类)算法、AI(Artificial Intelligence,人工智能)模型等。然而,6G核心网的网络功能、基站和终端等单个节点处理能力有限。因此,当6G引入计算能力后,本报告也包括感知和计算的协作。

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