S^2 通感一体化——进度报告

溯溪而上

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时下，乘着低空经济的东风，ISAC作为6G网络的一项标志性关键技术，堪称当红炸子鸡。其凭借泛在通信感知一体化服务宗旨，网罗了一众粉丝。本期小编就带大家一探究竟，看看当前火爆的ISAC圈子里，都在做些什么。

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场景聚焦

通感技术兴起之初，曾提出过很多大而全的场景用例，比如耳熟能详的智能家居、智慧交通、智慧医疗、智慧低空等等，然而这些都显得太宽泛，非通感专属。更细节的也有，早在3GPP Rel-18阶段，SA1工作组就已开展了广泛而全面的ISAC场景用例研究，识别出了诸多用例，包括：智能家居内的入侵检测、高速公路行人/动物入侵检测、降雨监测、透明传感用例、智能城市的洪水感知、智能家居周围的入侵检测、铁路入侵检测感知、感知辅助汽车驾驶、工厂 AGV 检测与跟踪、无人机飞行轨迹跟踪、十字路口障碍态势感知、无缝 XR 流使用用例、智能电网设备附近无人机/车辆/行人检测案例、智能工厂中的 AMR 碰撞避免、基于感知的沉浸式体验、汽车操控和导航服务的精确感知、应用导航和沉浸式交互的手势识别、工厂车间的一体化通感等。然而这些场景尽管每一项都具体明确，却始终给人印象不够深刻。

直到最近，随着相关产业技术的发展，以及业内敏锐人士的推动，“低空经济”终于走进了大家的视野，并且是极快地站到了通感大舞台的中央。之所以低空经济和通感的联系如此紧密，是因为低空网络覆盖是保障低空经济的前提和底座，只有将网络升级到具备通感一体能力，低空经济产业才能在相关领域落地，才能开启万亿市场蓝海。如今，凡是说到通感，必绕不开低空，低空通感就是通感一体的最典型应用场景。正所谓卧龙十步之内必有凤雏，这就是一个鲜活的例子。

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信道建模

当前通感一体化的另一个重要研究方向是信道建模，由于3GPP Rel-19在RAN1工作组开启了信道建模研究课题，旨在建立一个适用于多种感知模式的，涵盖多种典型目标和场景的通信感知一体化信道模型。因此当前相关研究成果多以输出至3GPP为导向。3GPP中信道建模讨论分为场景识别和模型建立两部分，至今已经召开了3次会议。场景识别旨在选取需要进行信道建模的典型目标和场景，并且明确场景细节。截至目前，3GPP RAN1识别出了无人机、室内行人、室外行人、车辆、自动导引车、公路/铁路上造成危险的物体六类目标，并且确定相应场景。值得一提的是，对于无人机目标，信道建模场景包括RMa-AV, UMa-AV, UMi-AV三种。当前的讨论进展到无人机感知场景的评估参数讨论上，包括感知收发端特性、感知目标特性（移动性、分布、朝向、尺寸等物理特性）、感知收发端和目标距离，感知目标最小距离、环境目标等参数。3GPP意在对每种目标场景，均采用表格明确以上参数，以便建模时有所遵循。然而讨论莫衷一是，关键参数上难以达成共识。模型建立方面，主要关切包括：方法论问题，采用基于几何的随机建模或是射线追踪建模或是融合建模方式；建模级别问题：已经确定支持系统级建模，链路级模型优先级次之；通用框架问题，已经确定，ISAC信道模型的通用框架由目标信道部分和背景信道部分组成，两部分分别讨论。目标信道方面，根据发射端-目标和目标-接收端的视距和非视距条件又分为直接路径和非直接路径，其中非直接路径考虑使用随机簇生成方法。目标建模的关键问题包括：目标建模为单个或是多个散射点；目标RCS建模为确定值或是随机值，若是随机值，服从何种分布；目标RCS体现在大尺度模型和/或是小尺度模型中。背景信道方面讨论涉及还相对较少，主要关切包括，背景信道采用建模环境目标或是随机簇生成方式；背景信道和目标信道的互影响刻画等。

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技术研究

波形及帧结构：通感帧结构设计是系统实现的基础。帧结构设计与性能指标要求、波形及硬件能力密切相关。相关的问题包括：感知资源位置，为保持标准兼容性，感知资源须从现有的帧结构中划分，并且考虑到基站和终端能力，一般认为从下行或灵活子帧中划取。感知资源位置的确定应考虑最小化通感信号干扰，同时考虑保持时隙完整性；通感帧周期性，结合现有NR单周期和双周期帧结构，通感帧设计为单周期或是双周期或其他，应以控制感知资源开销为盼，同时兼顾感知和通信业务需求；感知资源内的波形设计，为了实现既定距离和性能要求下的连续感知覆盖，须评估波形组合方案，包括使用连续波和/或脉冲波、OFDM波形和/或雷达波形。感知资源与波束扫描，给定频段，考量其波束指向性，感知资源应足够完成全部波束扫描以覆盖既定角度范围。

组网和干扰管理：协作感知技术最近受到的注意也有所增加，其研究意义在于，相比于单站感知，其被认为有能力提供更高精度的感知性能，以及，面向组网部署，其有助于提供连续覆盖解决方案。在组网过程中，应重点评估的即是干扰问题，包括通信信号之间的干扰，如低空场景中的对空与对地通信互干扰，来自邻区通信信号的干扰；感知信号之间的干扰，如多站协作感知中来自其他基站的干扰，以及通信和感知信号之间的干扰，如通信信号的多径分量对后续感知信号的干扰，或者较远感知回波分量对后续通信信号的混杂。协作感知应重点关注小区边缘区域，这些区域距离基站较远，信号衰减更严重；而在小区中心区域，单站感知似乎足够提供要求的感知性能，且避免了不必要的协作导致的额外信令及感知资源开和感知信号间干扰。

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先行先试

从已公开的信息来看，目前各大运营商、设备厂商、高校科研院所都已开展了多项通感一体化测试验证。试验场景以低空为主，此外也包括海域、室内目标感知，少数单位还开展了姿态识别、成像试验；试验频段以低频和毫米波为主。在低空通感测试方面，试验项目包括低空多目标检测追踪、多站组网感知、电子围栏、目标识别分类等；感知性能方面，感知开销一般为10%以下，范围多达百米或公里级，精度多为亚米级。