通感一體：智慧交通、智慧低空普及的“第五元素”

極客網(wǎng)·極客觀察（朱飛）1月10日 近日，IMT-2020（5G）推進(jìn)組發(fā)布年度最后一個(gè)測(cè)試——全球首個(gè)面向5G-Advanced通信感知一體測(cè)試驗(yàn)證——在業(yè)內(nèi)外引發(fā)廣泛關(guān)注。該成果的發(fā)布，不僅讓通信業(yè)界看到了持續(xù)演進(jìn)下5G能力的“跨界”躍升，也讓自動(dòng)駕駛、無(wú)人機(jī)等領(lǐng)域的人們，看到了通感一體對(duì)各自行業(yè)突破發(fā)展瓶頸帶來(lái)的全新可能！

當(dāng)日，在中國(guó)信通院IMT-2020（5G）推進(jìn)組的指導(dǎo)下，華為在懷柔測(cè)試場(chǎng)完成了全球首個(gè)面向5G-Advanced通信感知一體技術(shù)驗(yàn)證。該測(cè)試聚焦在智慧交通和園區(qū)入侵檢測(cè)的應(yīng)用場(chǎng)景，采用毫米波頻段，在感知資源占比不超過(guò)15%的情況下，取得了三個(gè)維度的優(yōu)異成績(jī)：一是探測(cè)距離超過(guò)主流交通雷達(dá)一倍以上，有助于大幅降低部署成本；二是位置精度達(dá)到車(chē)道級(jí)，能夠分辨全路段不同車(chē)道不同速度的目標(biāo)；三是車(chē)輛和人員檢測(cè)準(zhǔn)確率達(dá)到100%，滿足智慧交通和園區(qū)入侵的應(yīng)用需求。

5G在持續(xù)演進(jìn)過(guò)程中的這一“跨界”創(chuàng)新，不由得讓人聯(lián)想到科幻電影中的“第五元素”，其在連接人與自然，同時(shí)連接組成自然界的“風(fēng)火水土”四元素時(shí)發(fā)揮了至關(guān)重要的橋梁和使能作用。通信和感知能力融會(huì)貫通的通感一體，也恰似人類社會(huì)感知萬(wàn)物，聯(lián)接萬(wàn)物，通向智能世界的“第五元素”。

感知能力是智能世界的普遍需求

智慧交通、智慧低空迎來(lái)“第五元素”

大家知道，近年來(lái)人們憧憬并為之努力的智能世界有三個(gè)層層遞進(jìn)的特征：一是萬(wàn)物互聯(lián)，二是萬(wàn)物感知，三是萬(wàn)物智能。其中萬(wàn)物感知是基礎(chǔ)之一，感知的信息越豐富，聯(lián)接的數(shù)據(jù)就越翔實(shí)，通過(guò)計(jì)算產(chǎn)生的智慧就越強(qiáng)大。在這樣的大背景下，通信感知融合需求被逐漸發(fā)掘，并在關(guān)鍵領(lǐng)域顯露巨大應(yīng)用潛力。

· 通感一體為智慧交通和自動(dòng)駕駛開(kāi)辟新賽道

在智慧交通領(lǐng)域，自動(dòng)駕駛被認(rèn)為是美好的未來(lái)，當(dāng)前業(yè)界面臨一個(gè)共同的難題：雖然新舊造車(chē)勢(shì)力紛紛上馬自動(dòng)駕駛，但在傳統(tǒng)技術(shù)賽道上，無(wú)論配置多強(qiáng)大、算法多厲害，都不敢公然宣稱商用高級(jí)別自動(dòng)駕駛。根本原因就在于Corner Case的存在，單車(chē)無(wú)法將Corner Case的概率降低到可以接受的程度，無(wú)法解決“鬼探頭”、異常入侵等問(wèn)題。

傳統(tǒng)技術(shù)賽道上，業(yè)界的做法一種是在視覺(jué)算法上不斷學(xué)習(xí)精進(jìn)，讓汽車(chē)更具慧眼。然而這種方式在面對(duì)那些沒(méi)有學(xué)習(xí)過(guò)的特殊場(chǎng)景時(shí)表現(xiàn)得束手無(wú)策。另一種是從人眼到機(jī)器眼，在純視覺(jué)基礎(chǔ)上增加傳感器和雷達(dá)。這雖然能夠解決陰天、雨天、黑夜中的視力問(wèn)題，但仍然沒(méi)有跳出車(chē)內(nèi)視角，以至于遇到遮擋、突發(fā)情況時(shí)，仍然難以收集足夠數(shù)據(jù)及時(shí)做出反應(yīng)。

“不識(shí)廬山真面目，只緣身在此山中”，經(jīng)歷挫敗后人們意識(shí)到自動(dòng)駕駛的下一步必須跳出單車(chē)智能，追求車(chē)路協(xié)同智能，徹底打破視野局限。然而要想讓“人、車(chē)、路、環(huán)境”都實(shí)時(shí)可感知、可聯(lián)接、融合計(jì)算，傳統(tǒng)方案在技術(shù)實(shí)現(xiàn)和成本效益兩個(gè)層面遇到了“魚(yú)與熊掌不可兼得”的挑戰(zhàn)，以至于進(jìn)展緩慢。

5G-Advanced通感一體技術(shù)，將感知能力原生融入通信系統(tǒng)，利用連續(xù)覆蓋的5G網(wǎng)絡(luò)來(lái)探測(cè)物理世界，以較小的感知資源消耗提供高精度、高分辨率的測(cè)距、測(cè)速、定位等感知能力，在為道路提供連續(xù)無(wú)死角的感知能力基礎(chǔ)上，通過(guò)5G大帶寬能力將道路感知與車(chē)輛感知互聯(lián)融合，再結(jié)合邊緣計(jì)算、AI等展開(kāi)智能計(jì)算，可以說(shuō)為汽車(chē)開(kāi)了“天眼”，在解決自動(dòng)駕駛的Corner Case難題上開(kāi)辟了新的技術(shù)賽道。

· 通感一體讓低空無(wú)人機(jī)實(shí)現(xiàn)靈活高效與安全可控兼得

除了地面交通，空中的交通也在發(fā)生智變。尤其是隨著無(wú)人機(jī)在巡檢、測(cè)繪、農(nóng)業(yè)、物流等行業(yè)的逐步應(yīng)用，低空經(jīng)濟(jì)概念興起并日益火熱。然而目前無(wú)人機(jī)主要是在隔離空域內(nèi)飛行，若要普及必將面臨航空安全、公共安全等多個(gè)方面的諸多問(wèn)題。

以市場(chǎng)空間巨大但仍未規(guī)模應(yīng)用的無(wú)人機(jī)物流為例，其可以高效解決最后一公里配送的人力及效率問(wèn)題，但隨意亂飛造成的隱私泄密、空中碰撞、噪聲干擾等問(wèn)題也顯而易見(jiàn)。參照智慧交通，智慧低空的“人、機(jī)、航線、環(huán)境”感知協(xié)同同樣需求迫切。 

目前低空無(wú)人機(jī)安防市場(chǎng)多種探測(cè)方案并存，但都面臨技術(shù)、效率、成本等諸多限制，5G-Advanced通感一體技術(shù)可以發(fā)揮5G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)，讓通信和感知共用資源、共享成本實(shí)現(xiàn)更好的感知性能及成本效益，一方面能夠滿足低空無(wú)人機(jī)聯(lián)網(wǎng)作業(yè)的大帶寬通信需求，實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)的實(shí)時(shí)控制和載荷數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)回傳；另一方面又可實(shí)現(xiàn)位置、速度、航道、禁飛區(qū)等信息的連續(xù)感知探測(cè)，確保無(wú)人機(jī)依法依規(guī)飛行，同時(shí)防范非合作無(wú)人機(jī)入侵導(dǎo)致的各類安全事故。

由上可見(jiàn)，面向智能世界，感知能力的需求無(wú)處不在。特別是在諸如以自動(dòng)駕駛為主要表征的智慧交通，以無(wú)人機(jī)作業(yè)為代表的智慧低空等領(lǐng)域，感知能力堪稱保障汽車(chē)、無(wú)人機(jī)等設(shè)備高效運(yùn)作，同時(shí)不會(huì)陷入混亂的“紅綠燈系統(tǒng)”。5G-Advanced通感一體測(cè)試驗(yàn)證的成功，無(wú)疑將賦予汽車(chē)、無(wú)人機(jī)等設(shè)備超越聯(lián)接的更豐富的體征，大幅提升它們的感知能力。

立志改變社會(huì)的5G持續(xù)演進(jìn)

5.5G通感一體超越聯(lián)接跨入新藍(lán)海

盡管上述5G-Advanced通信感知一體測(cè)試驗(yàn)證取得圓滿成功尚屬全球首例，但這一理念的提出及業(yè)界為之付出的努力卻有些時(shí)日了。在2020全球移動(dòng)寬帶論壇(Global MBB Forum)期間，華為就提出了5G持續(xù)演進(jìn)的5.5G產(chǎn)業(yè)愿景，在ITU定義的eMBB、mMTC、URLLC三大標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)景基礎(chǔ)上擴(kuò)展了UCBC、RTBC、HCS三大新場(chǎng)景。其中的HCS，正是通信感知融合。 

5G-Advanced通信感知一體測(cè)試驗(yàn)證的成功，印證了HCS課題的理論及實(shí)踐可行性，表明憑借天然的組網(wǎng)優(yōu)勢(shì)，強(qiáng)大的覆蓋能力，大規(guī)模的天線陣列，5G網(wǎng)絡(luò)可以通過(guò)軟硬件升級(jí)，在滿足通信需求的同時(shí)具備原生的感知能力，并通過(guò)通信系統(tǒng)將感知信息快速融合，成為通感一體的融合網(wǎng)絡(luò)，達(dá)到“1+1>>2”的效果。

可預(yù)見(jiàn)，不只是智慧交通和智慧低空?qǐng)鼍埃磥?lái)通感一體在產(chǎn)業(yè)園區(qū)管理、重點(diǎn)場(chǎng)所安全防護(hù)、無(wú)人工廠機(jī)器協(xié)作，乃至元宇宙（數(shù)字孿生/數(shù)字原生）的構(gòu)建和運(yùn)行領(lǐng)域，都將發(fā)揮至關(guān)重要的作用，孕育巨大的商業(yè)及社會(huì)價(jià)值。而立志改變社會(huì)的5G，持續(xù)演進(jìn)到5.5G通感一體后，亦將超越聯(lián)接，跨入新藍(lán)海！

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