无线通感融合从概念走向实践，成为推动6G发展关键力量
无线通感融合从概念走向实践，成为推动6G发展关键力量
2024年4月16日至18日，由国家6G技术研发推进工作组和总体专家组指导，未来移动通信论坛、紫金山实验室主办的2024全球6G技术大会在南京召开。作为大会的重要平行论坛，“无线通感融合”分论坛于16号率先召开，多位行业知名专家围绕通感融合应用场景、一体化指标及其模型、多维一体的新型网络架构设计等多个热点话题进行了深入研讨。
本次论坛邀请到了中国科学院尹浩院士、南京大学国家特聘教授杨鲲、中国移动通信集团首席科学家王晓云、北京邮电大学校长助理彭木根、中国信通院副院长王志勤、中国电信研究院6G研究中心总工佘小明、英国伦敦大学学院教授Christos Masouros、英国玛丽女王大学副教授刘元玮等多位行业知名专家。论坛由电子科技大学武刚教授担任执行主席与主持人。
专家观点聚焦：通感融合的技术挑战与发展方向
论坛主席、中国科学院尹浩院士在致辞中表示，国际电联已将通信与感知融合列为面向6G的主要场景之一，这充分说明通感融合在未来通信领域的重要性和地位。但无线通感融合仍需依据场景的需求，持续提高感知的准确性、精度和效率。尹浩强调，无线通感融合迫切需要在理论方面进行创新，建立通感一体化性能指标，但如何平衡通信容量与感知精度之间的关系，是无线通感融合在理论方法层面的关键挑战。
南京大学国家特聘教授杨鲲指出，通信感知融合有基于通信技术和基于计算机技术两条路径。从通信技术角度来看，重点突破的是通感一体化信息论、通感联合波形设计和信号处理、通感联合资源分配；从计算机技术角度来看，更加强调多维数据和数据融合。杨鲲表示，射频感知可有效辅助无线通信，通信感知要跳出传统通信技术并积极拥抱其他领域的科技进展，一个基于新AI技术的IT+CT内生融合的全新通感乃至移动通信系统架构可能是未来。
中国移动集团首席科学家王晓云则从运营商的视角，分享了她对于通感融合的深刻洞察。王晓云表示，感知与通信融合是未来网络的重要特征之一，但两者的融合却存在通感融合设计和“三角冲突”两方面的挑战。对此，中国移动提出网络化通感一体（SCN），通过通感能力-网络效率-网络质量的三角均衡，基于网进行全局最优的系统创新。王晓云认为，面向网络化通感一体，需要“点簇网多维协同”系统设计方法，从点拓展到网、从网反馈于点形成闭环全局最优设计。
北京邮电大学校长助理彭木根在《通信感知一体化性能分析：竞争还是协同?》的主题发言中指出，当前通信、感知性能指标分立，需构建通信感知一体化指标及其模型；面向多样化场景特性，更需要考虑基于一体化指标分析时/频/空分通信感知的适用性。彭木根在发言中还介绍了通过“云雾小站”进行的通感算融合实验，第三方测试表明：可实现Gbps级通信、高精度感知、0.5ms计算时延。
中国信通院副院长、IMT-2030推进组组长王志勤表示，围绕通信和感知融合的新指标体系，可以分为三个阶段：正交性、部分融合、通感互助。通感融合需要在无线空口以及系统架构进行全面革新，在这个过程中，可能会形成多维一体化的新型网络架构设计。
中国电信研究院6G研究中心总工佘小明认为，拥有万亿级空间的“低空经济”将是通感一体化网络的重要应用场景。在通感一体化网络实现技术路径上，可以选择多频率协调、毫米波部署，以及考虑低空和地面联合部署，实现传感精度和能力增强。
英国伦敦大学学院教授Christos Masouros表示，从技术角度来看，通信与感知在一定程度上是相互冲突的。如果过于追求通信的性能，可能会导致感知安全性下降；如果过于追求感知的精度，则可能会开销更多的通信资源，甚至会降低通信的安全性。在产业推进过程中，需要高度关注系统的安全性设计，使其具备原生安全能力，确保通信网络以及感知服务的安全性。
英国玛丽女王大学副教授刘元玮详细介绍了近场信道模型与远场信道模型的区别，给出了空间离散和连续孔径天线近场区域的自由度表征和功率标度规律的分析结果。刘元玮从波束赋形的角度做了个形象的比喻，远场波束赋形类似手“手电简”，可以实现波束转向，而近场波束形成可以比作“聚光灯”可以促进波束聚焦。刘元玮指出，作为一种新的网络设计方案，近场通信在无人机运动轨迹、车联网、近场机器学习、室内定位等场景有着广泛的应用前景。
在随后举行的圆桌讨论环节，南方科技大学助理教授刘凡作为主持人，向来自企业与高校的五位学者提出了七个问题，中国移动集团首席专家刘光毅、vivo通信研究院预研总监姜大洁、香港中文大学(深圳)长聘副教授许杰与东南大学青年首席教授曾勇针对“通信感知一体化：从理论到实践”议题展开了深入讨论”。刘光毅指出，不同系统的通感解决方案存在着相互补充的关系，具体取决于用例的实际使用场景；以低空经济为例，5G-A在该场景中具备明显优势。vivo通信研究院预研总监姜大洁认为，5G-A与Wi-Fi 802.11BF在通感方面则是“借鉴”和“超越”的关系。在谈到通感高低频段选择时，曾勇教授援引其课题组围绕28GHz毫米波频段进行的试验验证结果指出，由于具备更大的带宽、更干净的信道，28GHz对于通信和感知都是非常好的频段。姜大洁结合现网情况表示，4.8-4.9GHz频段可能是通感最先采用的频段，而无人机或许是可率先规模商用的细分市场。6G呈现出通感算智一体融合发展趋势，许杰教授表示，AI和通感一体双向的融合和赋能，将会是未来的重要方向，这都值得产业界进行更多的研究和探索。
从各位专家的发言中，我们不难看出，在无线通感融合的标准研究方面，工业界正凝聚共识，不断探索和完善无线通感融合的相关标准。在3GPP Release19中，已经启动了针对了通信感知融合的研究项目与工作项目，这些都标志着无线通感融合技术已经从概念走向了实践，正逐步成为推动6G技术发展的关键力量。