從理論到實踐 通感一體化需邁過技術(shù)與商業(yè)挑戰(zhàn)

4月17日消息（岳明）2024年全球6G技術(shù)大會本周在南京隆重舉行。在期間的無線通感融合論壇上，來自移動產(chǎn)業(yè)界和學術(shù)界的多位行業(yè)領軍人物針對“通信感知一體化：從理論到實踐”議題展開了深入討論。

在今年我國迎來5G-A元年后，5G-A通感一體化成為了幾家電信運營商重點聚焦的技術(shù)之一。對于通信感知一體化，究竟目前學術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界的研究到了怎樣的階段，以及真正實現(xiàn)該技術(shù)從理論邁向?qū)嵺`商用還有哪些挑戰(zhàn)需要克服……不妨來聽聽來自中國移動、vivo、香港中文大學和東南大學的幾位資深專家是如何看待的。

不同解決方案協(xié)同補充

從技術(shù)標準角度看，目前蜂窩系統(tǒng)的5G-A通感以及6G通感都處于預研階段，與此同時，WIFI、藍牙以及UWB等技術(shù)的通感標準也在發(fā)展當中，尤其是WIFI在802.11BF中已經(jīng)有了感知標準，那么這些不同系統(tǒng)的通感技術(shù)之間存在著怎樣的關系呢？

在中國移動首席專家劉光毅看來，上述這些不同系統(tǒng)的通感解決方案存在著相互補充的關系，具體取決于用例的實際使用場景。以低空經(jīng)濟為例，5G-A通感在這樣的場景中具備明顯優(yōu)勢。但在一些室內(nèi)場景，藍牙、UWB以及WIFI都能做到一定程度的感知，具體的應用場景完全取決于客戶的現(xiàn)實需求。他認為，雖然可能會存在一些場景的沖突，但這些解決方案之間會存在一定的協(xié)作與協(xié)同。

vivo通信研究院預研總監(jiān)姜大潔則指出，5G-A通感一開始借鑒了不少WIFI感知802.11BF標準化的成果，包括用例、仿真方法論、感知模式等。而“借鑒”和“超越”則是姜大潔所理解的不同解決方案之間的關系。從“借鑒”來看，WIFI的感知標準可以借鑒到5G-A的感知標準當中。從“超越”來看，5G-A有望引入更多更先進的感知模型和測能量，從而實現(xiàn)更精準的結(jié)果反饋。

值得注意的是，不少人將通感一體的商用落地場景瞄準了低空經(jīng)濟。不過，劉光毅指出，整個低空經(jīng)濟場景的監(jiān)管制度與商業(yè)模式仍處于構(gòu)建階段，產(chǎn)業(yè)中不同玩家在當中分別扮演什么樣的角色尚未確定，這將是一個非常復雜的過程。他坦言稱，“我們需要回答的基本問題是現(xiàn)有場景下通感一體能夠解決什么樣的痛點問題，這是非常關鍵的。只有這樣才能真正帶來增量，解決痛點問題才有可能把應用推向真正商業(yè)的應用。”

理論極限難題仍然待解

“感知的指標到底是什么？不同的感知任務有不同的指標，如何尋找其中的理論關系？這是一個很值得研究的問題。”香港中文大學（深圳）長聘副教授許杰表示，對于通感一體技術(shù)，理論極限依然是學術(shù)界最關心的問題之一。同時，“現(xiàn)有很多研究是折中在鏈路級場景中，當擴展到系統(tǒng)級或者網(wǎng)絡級，有很多感知目標、很多通信用戶并且有隨機業(yè)務到達，這樣的情況下如何做跨城優(yōu)化與刻劃系統(tǒng)極限，這當中存在很多開放問題。”

同時，許杰認為另一個很大的挑戰(zhàn)在于AI和大模型。他分析道，大模型在很多場景取得了非常大的成功，那么對于感知是否也能夠構(gòu)建類似的基礎模型，針對不同場景可以微調(diào)，可以做各種各樣的應用，這樣的探索也很有意義，而這當中一個很重要的問題在于“如何獲得有較高質(zhì)量的通感一體數(shù)據(jù)”。

東南大學青年首席教授曾勇對此補充道，關于通感一體化的覆蓋理論也值得進一步研究。因為感知覆蓋特別是包括通信感知一體化無縫覆蓋，對三維立體空間覆蓋與通信覆蓋是存在不同的。另外，他非常關注通信感知一體化里對于陣列形態(tài)最優(yōu)的選擇。

“通信陣列基本是半個波長的間距，但是在感知定位里利用稀疏陣列可以實現(xiàn)更高的定位和感知的自由度。像嵌套陣列或者互質(zhì)陣列等有非常好的理論結(jié)果。如果今后要把通信感知做到一起，其中一個需要就是陣列復用，到底用稀疏陣列還是用標準的半波長間距的陣列，還是中間會有更加優(yōu)化的陣列，這個值得持續(xù)關注。”他解釋道。

通感一體的高低頻段選擇

在關于“通感一體最有可能在哪個頻段上最先實現(xiàn)”這一問題上，產(chǎn)業(yè)界和學術(shù)界觀點不一。事實上，低頻段和高頻段分別具備各自的優(yōu)劣勢，而成本和最終的商業(yè)需求才是決定頻段選擇的關鍵因素。

根據(jù)曾勇教授課題組圍繞28GHz毫米波頻段進行的通感一體試驗驗證結(jié)果來看，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一個非常好的頻段。針對行業(yè)關心的高頻段覆蓋范圍較差的問題，曾勇提出，在其研究中，“通過一些完全被動式的方案，我們稱之為零功耗、零開銷、零維護的被動式金屬板或者其他板子能夠?qū)崿F(xiàn)很好的覆蓋。”

作為電信運營商代表，中國移動今年已經(jīng)展開了通感一體相關場景探索。劉光毅表示，現(xiàn)在整個網(wǎng)絡大規(guī)模建設已經(jīng)很成熟，后面勢必要引入一個專門的頻段做通感一體，“值不值得這么做，也是需要通過實踐回答的問題”。他分析稱，不同的頻段面向低空，可能將來部署會有些特殊要求。比如基于現(xiàn)有的2.6GHz網(wǎng)絡，如何兼顧地面通信情況下拓展感知能力。姜大潔則談到，5G-A潛在的頻段，也即“現(xiàn)在做低空感知4.8-4.9GHz頻段最終可能是最先采用的頻段，我認為無人機應該是目前來看最有可能商用的一個點。”

關于毫米波頻段的商用，劉光毅指出，盡管國外一些市場進行了毫米波網(wǎng)絡的小規(guī)模部署，但其實際使用場景相對來說還相對較少。中國近期會有毫米波頻段試點，很多企業(yè)已經(jīng)在做相應的準備。但是從運營商角度來說，必須面臨的現(xiàn)實問題是投入產(chǎn)出比。他直言道，毫米波的優(yōu)劣勢都非常明顯，“如果僅僅把它用來做通感，毫無疑問它的精度可以更好，因為波長更短，帶寬更寬。但問題在于投入之后能不能實現(xiàn)商業(yè)回報，這是比較現(xiàn)實的問題。”

AI、算力對通感融合的影響

從中國移動角度來看，6G應該是通感算智一體融合發(fā)展趨勢。無論是通信、感知還是AI需要的基礎能力都是計算，所以計算必不可少。劉光毅告訴與會者，運營商網(wǎng)絡建設中存在著一個問題，那就是業(yè)務在整個網(wǎng)絡里呈現(xiàn)動態(tài)遷移。但是網(wǎng)絡建設是固化的，所以5G時中國移動就開始考慮如何通過集中化部署方式實現(xiàn)底層資源動態(tài)共享。

“未來如何解決這個問題，比較好的思維就是把資源云化，通過云化方式實現(xiàn)動態(tài)按需調(diào)度，這樣使算力資源和業(yè)務需求之間有比較好的匹配，這是面向6G考慮的非常重要的一個方面。所以我們希望將來基站處理和計算、AI計算包括應用還有感知處理，可以共享一套云化的異構(gòu)硬件基礎設施。必要的時候這些基礎設施可以調(diào)度給基站處理，調(diào)度給感知，調(diào)度給AI，這樣可以綜合提升資源整個利用效率。”他進一步談到，在很多場景下，都需要通感與算力之間和AI之間進行融合。

許杰教授表示，“AI和通感一體雙向的融合和賦能，這一定是非常重要的一個方向”，一方面AI怎么樣有效地用一些算法來賦能通感一體，另一方面怎樣用通感去賦能未來網(wǎng)絡化中的一些AI類型任務，這都值得進行更多的研究和探索。曾勇則指出，信道值地圖+通感一體化+AI，這三者應該是一個很自然的結(jié)合。

面向未來，3GPP 6G標準化的進程時間表已經(jīng)發(fā)布與明確，而其中關于通感的技術(shù)方案試驗和探索仍處于初步階段。通感一體化，從理論到實踐，還有很長的路要走。

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