作为下一代移动通信系统,6G 将提供更多维度的原生能力,迈向数字孪生、万物 智联的新时代。相比 5G 的三大场景,即增强型移动宽带、超大规模机器类通信以及低 时延高可靠通信,ITU-R 在 2023 年已经明确 IMT-2030 将拓展为六大应用场景,全新场 景包括通信感知一体化(ISAC)、AI 与通信和泛在连接,如图 1 所示[1]。未来的通感一体系统将利超用大规模天线阵列、大带宽、多频段融合、网络多点协作等诸多特性, 提供高精定位追踪、目标成像与重构、动作识别、智能体交互等能力,赋能智能交通、 低空经济、智慧工厂、智慧医疗等业务与场景的发展成熟,推动业态转型升级。
在未来,通信能力与感知能力将进一步深度的融合,从硬件融合、频谱融合、功能融合发展到互助互利、高度协同、深度交融。6G 网络突破单基站、单终端感知的局限性,从网络架构、组网技术、空口能力等方面进行原生通感设计,实现立体化的高精感 知。依托 6G 网络,协作感知技术将成为通感系统的重要组成部分,可以提升边缘用户体验、实现多目标的高精度全域化感知。
协作感知场景主要有三大类,包括多模态协作、多频段协作、多节点协作。多模态 协作包括无线网络、摄像头、传感器等多种感知形式的融合,各种感知方式互为补充,实现立体多维的感知。在多频段协作中,低频段提供远覆盖、中频段保证业务连续性、 高频段按需开启实现超高精度,多频段的一体协同将提升网络效率。多节点的协作将利 用移动通信网络中的节点,包括大规模部署的基站、高密度分布的终端等进行协作与交互[2]。在利用多节点进行感知信号的接收和发送过程中,避免了单节点自发自收感知中的自干扰问题,降低对接收机自干扰删除能力的要求,可节约硬件成本。此外,多节点 感知信息可以进行联合处理,具有提升感知精度、扩大感知范围、增强感知连续性、拓 展感知维度等优势,满足新场景的新需求。
随着 ITU-R 在 2023 年发布 IMT-2030 框架建议书、3GPP 在 2024 正式开启通感信道建模的研究,通感一体的研究进入了新的阶段。协作感知作为通感一体技术的重要方 向,需对其关键技术进行研究,为即将到来的标准化做好准备。因此,本报告作为 IMT-2030(6G)推进组首个聚焦协作感知的技术报告,首先对协作场景进行了分析,
然后聚焦多节点协作场景的空口技术、协作算法、原型验证等进行了多方面深入的研究, 并且也针对多模态协作和多频段协作两个场景的融合算法进行了研究,旨在为后续工作 提供指引,推动业界对针对协作感知开展技术研究和评估验证,促进 6G 通感一体的标准制定。