無線通感融合從概念走向?qū)嵺`，成為推動6G發(fā)展關(guān)鍵力量

　　2024年4月16日-18日，由國家6G技術(shù)研發(fā)推進(jìn)工作組和總體專家組指導(dǎo)，由未來移動通信論壇、紫金山實驗室主辦的2024全球6G技術(shù)大會在南京召開。本次大會以"創(chuàng)新預(yù)見6G未來"為主題，全球6G領(lǐng)域思想領(lǐng)袖和技術(shù)先鋒共聚金陵，圍繞6G愿景共識，一同探討6G技術(shù)和業(yè)務(wù)的未來藍(lán)圖，旨在6G標(biāo)準(zhǔn)啟動前推動凝練全球共識。

　　作為大會重要的平行論壇，“無線通感融合”分論壇在16號率先拉開帷幕。論壇聚焦“通感融合”這一6G重要關(guān)鍵使能技術(shù)，邀請到了中國科學(xué)院尹浩院士，南京大學(xué)國家特聘教授、歐洲科學(xué)院(Academia Europaea)院士MAE、IEEE Fellow楊鯤，中國移動通信集團(tuán)首席科學(xué)家王曉云，北京郵電大學(xué)校長助理、信息與通信工程學(xué)院院長彭木根，中國信通院副院長、IMT-2030推進(jìn)組組長王志勤，中國電信研究院6G研究中心總工佘小明，英國倫敦大學(xué)學(xué)院教授、IEEE Fellow Christos Masouros，英國瑪麗女王大學(xué)副教授、IEEE Fellow、AAIA Fellow劉元瑋等多位行業(yè)知名專家，圍繞通感融合應(yīng)用場景、一體化指標(biāo)及其模型、多維一體的新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計、低空經(jīng)濟(jì)、系統(tǒng)安全性、近場通信等多個熱點話題進(jìn)行了深入研討。論壇由電子科技大學(xué)武剛教授擔(dān)任執(zhí)行主席與主持人。

　　論壇主席，中國科學(xué)院尹浩院士在致辭中表示，國際電聯(lián)已將通信與感知融合列為面向6G的主要場景之一，這充分說明通感融合在未來通信領(lǐng)域的重要性和地位，要求其在具備通信能力的同時，提供全域高精度感知能力。但無線通感融合仍需依據(jù)場景的需求，持續(xù)提高感知的準(zhǔn)確性，精度和效率。尹浩強(qiáng)調(diào)，無線通感融合迫切需要在理論方面進(jìn)行創(chuàng)新，建立通感一體化性能指標(biāo)，但是如何以合適的指標(biāo)，表征兩者融合的效果，如何平衡通信容量，感知精度之間的關(guān)系，是無線通感融合在理論方法層面的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。

　　南京大學(xué)國家特聘教授、歐洲科學(xué)院(Academia Europaea)院士MAE、IEEE Fellow楊鯤指出，通信感知融合有基于通信技術(shù)和基于計算機(jī)技術(shù)兩條路徑。從通信技術(shù)角度來看，重點突破的是通感一體化信息論，通感聯(lián)合波形設(shè)計和信號處理，通感聯(lián)合資源分配 ;從計算機(jī)技術(shù)角度來看，更加強(qiáng)調(diào)多維數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)融合。楊鯤表示，射頻感知可有效輔助無線通信，通信感知要跳出傳統(tǒng)通信技術(shù)并積極擁抱其他領(lǐng)域的科技進(jìn)展，一個基于新AI技術(shù)的IT+CT內(nèi)生融合的全新通感乃至移動通信系統(tǒng)架構(gòu)可能是未來。

　　中國移動集團(tuán)首席科學(xué)家王曉云則從運營商的視角，分享了她對于通感融合的深刻洞察。王曉云表示，感知與通信融合是未來網(wǎng)絡(luò)的重要特征之一，但兩者的融合卻存在通感融合設(shè)計和“三角沖突”兩方面的挑戰(zhàn)。對此，中國移動提出網(wǎng)絡(luò)化通感一體(SCN)，通過通感能力-網(wǎng)絡(luò)效率-網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的三角均衡，基于網(wǎng)進(jìn)行全局最優(yōu)的系統(tǒng)創(chuàng)新。王曉云認(rèn)為，面向網(wǎng)絡(luò)化通感一體，需要“點簇網(wǎng)多維協(xié)同”系統(tǒng)設(shè)計方法，從點拓展到網(wǎng)、從網(wǎng)反饋于點形成閉環(huán)全局最優(yōu)設(shè)計。

　　北京郵電大學(xué)校長助理、信息與通信工程學(xué)院院長彭木根在《通信感知一體化性能分析：競爭還是協(xié)同?》的主題發(fā)言中指出，當(dāng)前通信、感知性能指標(biāo)分立，需構(gòu)建通信感知一體化指標(biāo)及其模型 ;面向多樣化場景特性，更需要考慮基于一體化指標(biāo)分析時/頻/空分通信感知的適用性。彭木根在發(fā)言中還介紹了通過“云霧小站”進(jìn)行的通感算融合實驗，第三方測試表明：可實現(xiàn)Gbps級通信、高精度感知、0.5ms計算時延。

　　基于通感融合的能力表征以及指標(biāo)體系，同樣是中國信通院副院長、IMT-2030推進(jìn)組組長王志勤的關(guān)注點。王志勤表示，圍繞通信和感知融合的新指標(biāo)體系，可以分為三個階段：正交性、部分融合、通感互助。通感融合需要在無線空口以及系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行全面革新，在這個過程中，可能會形成多維一體化的新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計。

　　只有需求驅(qū)動的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)創(chuàng)新，才會更加有活力。在中國電信研究院6G研究中心總工佘小明看來，擁有萬億級空間的“低空經(jīng)濟(jì)”將是通感一體化網(wǎng)絡(luò)的重要應(yīng)用場景。佘小明表示，在通感一體化網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)技術(shù)路徑上，可以選擇多頻率協(xié)調(diào)、毫米波部署，以及考慮低空和地面聯(lián)合部署，實現(xiàn)傳感精度和能力增強(qiáng)。

　　通感融合的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，為新業(yè)務(wù)、新模式的開展奠定了基礎(chǔ)，但其系統(tǒng)安全性問題不容忽視。英國倫敦大學(xué)學(xué)院教授、IEEE Fellow Christos Masouros表示，從技術(shù)角度來看，通信與感知在一定程度上是相互沖突的。如果過于追求通信的性能，可能會導(dǎo)致感知安全性下降;如果過于追求感知的精度，則可能會開銷更多的通信資源，甚至?xí)�降低通信的安全性。在產(chǎn)業(yè)推進(jìn)過程中，需要高度關(guān)注系統(tǒng)的安全性設(shè)計，使其具備原生安全能力，確保通信網(wǎng)絡(luò)以及感知服務(wù)的安全性。

　　英國瑪麗女王大學(xué)副教授、IEEE Fellow、AAIA Fellow 劉元瑋在演講中詳細(xì)介紹了近場信道模型與遠(yuǎn)場信道模型的區(qū)別，給出了空間離散和連續(xù)孔徑天線近場區(qū)域的自由度表征和功率標(biāo)度規(guī)律的分析結(jié)果。劉元瑋從波束賦形的角度做了個形象的比喻，遠(yuǎn)場波束賦形類似手“手電簡”，可以實現(xiàn)波束轉(zhuǎn)向，而近場波束形成可以比作“聚光燈”可以促進(jìn)波束聚焦。劉元瑋指出，作為一種新的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方案，近場通信在無人機(jī)運動軌跡、車聯(lián)網(wǎng)、近場機(jī)器學(xué)習(xí)、室內(nèi)定位等場景有著廣泛的應(yīng)用前景。

　　在隨后舉行的圓桌討論環(huán)節(jié)，南方科技大學(xué)助理教授劉凡作為主持人，向來自企業(yè)與高校的五位學(xué)者提出了七個問題，中國移動集團(tuán)首席專家劉光毅、vivo通信研究院預(yù)研總監(jiān)姜大潔、香港中文大學(xué)(深圳)長聘副教授許杰與東南大學(xué)青年首席教授曾勇針對“通信感知一體化：從理論到實踐”議題展開了深入討論”。劉光毅指出，不同系統(tǒng)的通感解決方案存在著相互補(bǔ)充的關(guān)系，具體取決于用例的實際使用場景;以低空經(jīng)濟(jì)為例，5G-A在該場景中具備明顯優(yōu)勢。vivo通信研究院預(yù)研總監(jiān)姜大潔認(rèn)為，5G-A與Wi-Fi 802.11BF在通感方面則是“借鑒”和“超越”的關(guān)系。在談到通感高低頻段選擇時，曾勇教授援引其課題組圍繞28GHz毫米波頻段進(jìn)行的試驗驗證結(jié)果指出，由于具備更大的帶寬、更干凈的信道，28GHz對于通信和感知都是非常好的頻段。姜大潔結(jié)合現(xiàn)網(wǎng)情況表示，4.8-4.9GHz頻段可能是通感最先采用的頻段，而無人機(jī)或許是可率先規(guī)模商用的細(xì)分市場。6G呈現(xiàn)出通感算智一體融合發(fā)展趨勢，許杰教授表示，AI和通感一體雙向的融合和賦能，將會是未來的重要方向，這都值得產(chǎn)業(yè)界進(jìn)行更多的研究和探索。

　　從各位專家的發(fā)言中，我們不難看出，在無線通感融合的標(biāo)準(zhǔn)研究方面，工業(yè)界正凝聚共識，不斷探索和完善無線通感融合的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。在3GPP Release19中，已經(jīng)啟動了針對了通信感知融合的研究項目與工作項目，這些都標(biāo)志著無線通感融合技術(shù)已經(jīng)從概念走向了實踐，正逐步成為推動6G技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵力量。