从理论到实践 通感一体化需迈过技术与商业挑战

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C114通信网  岳明

2024年全球6G技术大会本周在南京隆重举行。在期间的无线通感融合论坛上，来自移动产业界和学术界的多位行业领军人物针对“通信感知一体化：从理论到实践”议题展开了深入讨论。

在今年我国迎来5G-A元年后，5G-A通感一体化成为了几家电信运营商重点聚焦的技术之一。对于通信感知一体化，究竟目前学术界与产业界的研究到了怎样的阶段，以及真正实现该技术从理论迈向实践商用还有哪些挑战需要克服……不妨来听听来自中国移动、vivo、香港中文大学和东南大学的几位资深专家是如何看待的。



不同解决方案协同补充

从技术标准角度看，目前蜂窝系统的5G-A通感以及6G通感都处于预研阶段，与此同时，WIFI、蓝牙以及UWB等技术的通感标准也在发展当中，尤其是WIFI在802.11BF中已经有了感知标准，那么这些不同系统的通感技术之间存在着怎样的关系呢？

在中国移动首席专家刘光毅看来，上述这些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通感在这样的场景中具备明显优势。但在一些室内场景，蓝牙、UWB以及WIFI都能做到一定程度的感知，具体的应用场景完全取决于客户的现实需求。他认为，虽然可能会存在一些场景的冲突，但这些解决方案之间会存在一定的协作与协同。

vivo通信研究院预研总监姜大洁则指出，5G-A通感一开始借鉴了不少WIFI感知802.11BF标准化的成果，包括用例、仿真方法论、感知模式等。而“借鉴”和“超越”则是姜大洁所理解的不同解决方案之间的关系。从“借鉴”来看，WIFI的感知标准可以借鉴到5G-A的感知标准当中。从“超越”来看，5G-A有望引入更多更先进的感知模型和测能量，从而实现更精准的结果反馈。

值得注意的是，不少人将通感一体的商用落地场景瞄准了低空经济。不过，刘光毅指出，整个低空经济场景的监管制度与商业模式仍处于构建阶段，产业中不同玩家在当中分别扮演什么样的角色尚未确定，这将是一个非常复杂的过程。他坦言称，“我们需要回答的基本问题是现有场景下通感一体能够解决什么样的痛点问题，这是非常关键的。只有这样才能真正带来增量，解决痛点问题才有可能把应用推向真正商业的应用。”

理论极限难题仍然待解

“感知的指标到底是什么？不同的感知任务有不同的指标，如何寻找其中的理论关系？这是一个很值得研究的问题。”香港中文大学（深圳）长聘副教授许杰表示，对于通感一体技术，理论极限依然是学术界最关心的问题之一。同时，“现有很多研究是折中在链路级场景中，当扩展到系统级或者网络级，有很多感知目标、很多通信用户并且有随机业务到达，这样的情况下如何做跨城优化与刻划系统极限，这当中存在很多开放问题。”

同时，许杰认为另一个很大的挑战在于AI和大模型。他分析道，大模型在很多场景取得了非常大的成功，那么对于感知是否也能够构建类似的基础模型，针对不同场景可以微调，可以做各种各样的应用，这样的探索也很有意义，而这当中一个很重要的问题在于“如何获得有较高质量的通感一体数据”。

东南大学青年首席教授曾勇对此补充道，关于通感一体化的覆盖理论也值得进一步研究。因为感知覆盖特别是包括通信感知一体化无缝覆盖，对三维立体空间覆盖与通信覆盖是存在不同的。另外，他非常关注通信感知一体化里对于阵列形态最优的选择。

“通信阵列基本是半个波长的间距，但是在感知定位里利用稀疏阵列可以实现更高的定位和感知的自由度。像嵌套阵列或者互质阵列等有非常好的理论结果。如果今后要把通信感知做到一起，其中一个需要就是阵列复用，到底用稀疏阵列还是用标准的半波长间距的阵列，还是中间会有更加优化的阵列，这个值得持续关注。”他解释道。

通感一体的高低频段选择

在关于“通感一体最有可能在哪个频段上最先实现”这一问题上，产业界和学术界观点不一。事实上，低频段和高频段分别具备各自的优劣势，而成本和最终的商业需求才是决定频段选择的关键因素。

根据曾勇教授课题组围绕28GHz毫米波频段进行的通感一体试验验证结果来看，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一个非常好的频段。针对行业关心的高频段覆盖范围较差的问题，曾勇提出，在其研究中，“通过一些完全被动式的方案，我们称之为零功耗、零开销、零维护的被动式金属板或者其他板子能够实现很好的覆盖。”

作为电信运营商代表，中国移动今年已经展开了通感一体相关场景探索。刘光毅表示，现在整个网络大规模建设已经很成熟，后面势必要引入一个专门的频段做通感一体，“值不值得这么做，也是需要通过实践回答的问题”。他分析称，不同的频段面向低空，可能将来部署会有些特殊要求。比如基于现有的2.6GHz网络，如何兼顾地面通信情况下拓展感知能力。姜大洁则谈到，5G-A潜在的频段，也即“现在做低空感知4.8-4.9GHz频段最终可能是最先采用的频段，我认为无人机应该是目前来看最有可能商用的一个点。”

关于毫米波频段的商用，刘光毅指出，尽管国外一些市场进行了毫米波网络的小规模部署，但其实际使用场景相对来说还相对较少。中国近期会有毫米波频段试点，很多企业已经在做相应的准备。但是从运营商角度来说，必须面临的现实问题是投入产出比。他直言道，毫米波的优劣势都非常明显，“如果仅仅把它用来做通感，毫无疑问它的精度可以更好，因为波长更短，带宽更宽。但问题在于投入之后能不能实现商业回报，这是比较现实的问题。”

AI、算力对通感融合的影响

从中国移动角度来看，6G应该是通感算智一体融合发展趋势。无论是通信、感知还是AI需要的基础能力都是计算，所以计算必不可少。刘光毅告诉与会者，运营商网络建设中存在着一个问题，那就是业务在整个网络里呈现动态迁移。但是网络建设是固化的，所以5G时中国移动就开始考虑如何通过集中化部署方式实现底层资源动态共享。

“未来如何解决这个问题，比较好的思维就是把资源云化，通过云化方式实现动态按需调度，这样使算力资源和业务需求之间有比较好的匹配，这是面向6G考虑的非常重要的一个方面。所以我们希望将来基站处理和计算、AI计算包括应用还有感知处理，可以共享一套云化的异构硬件基础设施。必要的时候这些基础设施可以调度给基站处理，调度给感知，调度给AI，这样可以综合提升资源整个利用效率。”他进一步谈到，在很多场景下，都需要通感与算力之间和AI之间进行融合。

许杰教授表示，“AI和通感一体双向的融合和赋能，这一定是非常重要的一个方向”，一方面AI怎么样有效地用一些算法来赋能通感一体，另一方面怎样用通感去赋能未来网络化中的一些AI类型任务，这都值得进行更多的研究和探索。曾勇则指出，信道值地图+通感一体化+AI，这三者应该是一个很自然的结合。

面向未来，3GPP 6G标准化的进程时间表已经发布与明确，而其中关于通感的技术方案试验和探索仍处于初步阶段。通感一体化，从理论到实践，还有很长的路要走。