從理論到實(shí)踐 通感一體化需邁過(guò)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(huì)本周在南京隆重舉行。在期間的無(wú)線通感融合論壇上，來(lái)自移動(dòng)產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界的多位行業(yè)領(lǐng)軍人物針對(duì)“通信感知一體化：從理論到實(shí)踐”議題展開了深入討論。

在今年我國(guó)迎來(lái)5G-A元年后，5G-A通感一體化成為了幾家電信運(yùn)營(yíng)商重點(diǎn)聚焦的技術(shù)之一。對(duì)于通信感知一體化，究竟目前學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界的研究到了怎樣的階段，以及真正實(shí)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(lái)聽聽來(lái)自中國(guó)移動(dòng)、vivo、香港中文大學(xué)和東南大學(xué)的幾位資深專家是如何看待的。

不同解決方案協(xié)同補(bǔ)充

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

在中國(guó)移動(dòng)首席專家劉光毅看來(lái)，上述這些不同系統(tǒng)的通感解決方案存在著相互補(bǔ)充的關(guān)系，具體取決于用例的實(shí)際使用場(chǎng)景。以低空經(jīng)濟(jì)為例，5G-A通感在這樣的場(chǎng)景中具備明顯優(yōu)勢(shì)。但在一些室內(nèi)場(chǎng)景，藍(lán)牙、UWB以及WIFI都能做到一定程度的感知，具體的應(yīng)用場(chǎng)景完全取決于客戶的現(xiàn)實(shí)需求。他認(rèn)為，雖然可能會(huì)存在一些場(chǎng)景的沖突，但這些解決方案之間會(huì)存在一定的協(xié)作與協(xié)同。

vivo通信研究院預(yù)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(biāo)準(zhǔn)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(guān)系。從“借鑒”來(lái)看，WIFI的感知標(biāo)準(zhǔn)可以借鑒到5G-A的感知標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中。從“超越”來(lái)看，5G-A有望引入更多更先進(jìn)的感知模型和測(cè)能量，從而實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)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(chǎng)景瞄準(zhǔn)了低空經(jīng)濟(jì)。不過(guò)，劉光毅指出，整個(gè)低空經(jīng)濟(jì)場(chǎng)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(dāng)中分別扮演什么樣的角色尚未確定，這將是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程。他坦言稱，“我們需要回答的基本問(wèn)題是現(xiàn)有場(chǎng)景下通感一體能夠解決什么樣的痛點(diǎn)問(wèn)題，這是非常關(guān)鍵的。只有這樣才能真正帶來(lái)增量，解決痛點(diǎn)問(wèn)題才有可能把應(yīng)用推向真正商業(yè)的應(yīng)用。”

理論極限難題仍然待解

“感知的指標(biāo)到底是什么？不同的感知任務(wù)有不同的指標(biāo)，如何尋找其中的理論關(guān)系？這是一個(gè)很值得研究的問(wèn)題。”香港中文大學(xué)（深圳）長(zhǎng)聘副教授許杰表示，對(duì)于通感一體技術(shù)，理論極限依然是學(xué)術(shù)界最關(guān)心的問(wèn)題之一。同時(shí)，“現(xiàn)有很多研究是折中在鏈路級(jí)場(chǎng)景中，當(dāng)擴(kuò)展到系統(tǒng)級(jí)或者網(wǎng)絡(luò)級(jí)，有很多感知目標(biāo)、很多通信用戶并且有隨機(jī)業(yè)務(wù)到達(dá)，這樣的情況下如何做跨城優(yōu)化與刻劃系統(tǒng)極限，這當(dāng)中存在很多開放問(wèn)題。”

同時(shí)，許杰認(rèn)為另一個(gè)很大的挑戰(zhàn)在于AI和大模型。他分析道，大模型在很多場(chǎng)景取得了非常大的成功，那么對(duì)于感知是否也能夠構(gòu)建類似的基礎(chǔ)模型，針對(duì)不同場(chǎng)景可以微調(diào)，可以做各種各樣的應(yīng)用，這樣的探索也很有意義，而這當(dāng)中一個(gè)很重要的問(wèn)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(xué)青年首席教授曾勇對(duì)此補(bǔ)充道，關(guān)于通感一體化的覆蓋理論也值得進(jìn)一步研究。因?yàn)楦兄采w特別是包括通信感知一體化無(wú)縫覆蓋，對(duì)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(guān)注通信感知一體化里對(duì)于陣列形態(tài)最優(yōu)的選擇。

“通信陣列基本是半個(gè)波長(zhǎng)的間距，但是在感知定位里利用稀疏陣列可以實(shí)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(gè)需要就是陣列復(fù)用，到底用稀疏陣列還是用標(biāo)準(zhǔn)的半波長(zhǎng)間距的陣列，還是中間會(huì)有更加優(yōu)化的陣列，這個(gè)值得持續(xù)關(guān)注。”他解釋道。

通感一體的高低頻段選擇

在關(guān)于“通感一體最有可能在哪個(gè)頻段上最先實(shí)現(xiàn)”這一問(wèn)題上，產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界觀點(diǎn)不一。事實(shí)上，低頻段和高頻段分別具備各自的優(yōu)劣勢(shì)，而成本和最終的商業(yè)需求才是決定頻段選擇的關(guān)鍵因素。

根據(jù)曾勇教授課題組圍繞28GHz毫米波頻段進(jìn)行的通感一體試驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果來(lái)看，由于具備更大的帶寬、更干凈的信道，28GHz對(duì)于通信和感知都是一個(gè)非常好的頻段。針對(duì)行業(yè)關(guān)心的高頻段覆蓋范圍較差的問(wèn)題，曾勇提出，在其研究中，“通過(guò)一些完全被動(dòng)式的方案，我們稱之為零功耗、零開銷、零維護(hù)的被動(dòng)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(yùn)營(yíng)商代表，中國(guó)移動(dòng)今年已經(jīng)展開了通感一體相關(guān)場(chǎng)景探索。劉光毅表示，現(xiàn)在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模建設(shè)已經(jīng)很成熟，后面勢(shì)必要引入一個(gè)專門的頻段做通感一體，“值不值得這么做，也是需要通過(guò)實(shí)踐回答的問(wèn)題”。他分析稱，不同的頻段面向低空，可能將來(lái)部署會(huì)有些特殊要求。比如基于現(xiàn)有的2.6GHz網(wǎng)絡(luò)，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(rèn)為無(wú)人機(jī)應(yīng)該是目前來(lái)看最有可能商用的一個(gè)點(diǎn)。”

關(guān)于毫米波頻段的商用，劉光毅指出，盡管國(guó)外一些市場(chǎng)進(jìn)行了毫米波網(wǎng)絡(luò)的小規(guī)模部署，但其實(shí)際使用場(chǎng)景相對(duì)來(lái)說(shuō)還相對(duì)較少。中國(guó)近期會(huì)有毫米波頻段試點(diǎn)，很多企業(yè)已經(jīng)在做相應(yīng)的準(zhǔn)備。但是從運(yùn)營(yíng)商角度來(lái)說(shuō)，必須面臨的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題是投入產(chǎn)出比。他直言道，毫米波的優(yōu)劣勢(shì)都非常明顯，“如果僅僅把它用來(lái)做通感，毫無(wú)疑問(wèn)它的精度可以更好，因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)更短，帶寬更寬。但問(wèn)題在于投入之后能不能實(shí)現(xiàn)商業(yè)回報(bào)，這是比較現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題。”

AI、算力對(duì)通感融合的影響

從中國(guó)移動(dòng)角度來(lái)看，6G應(yīng)該是通感算智一體融合發(fā)展趨勢(shì)。無(wú)論是通信、感知還是AI需要的基礎(chǔ)能力都是計(jì)算，所以計(jì)算必不可少。劉光毅告訴與會(huì)者，運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中存在著一個(gè)問(wèn)題，那就是業(yè)務(wù)在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)里呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)遷移。但是網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是固化的，所以5G時(shí)中國(guó)移動(dòng)就開始考慮如何通過(guò)集中化部署方式實(shí)現(xiàn)底層資源動(dòng)態(tài)共享。

“未來(lái)如何解決這個(gè)問(wèn)題，比較好的思維就是把資源云化，通過(guò)云化方式實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)按需調(diào)度，這樣使算力資源和業(yè)務(wù)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(gè)方面。所以我們希望將來(lái)基站處理和計(jì)算、AI計(jì)算包括應(yīng)用還有感知處理，可以共享一套云化的異構(gòu)硬件基礎(chǔ)設(shè)施。必要的時(shí)候這些基礎(chǔ)設(shè)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(gè)利用效率。”他進(jìn)一步談到，在很多場(chǎng)景下，都需要通感與算力之間和AI之間進(jìn)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(gè)方向”，一方面AI怎么樣有效地用一些算法來(lái)賦能通感一體，另一方面怎樣用通感去賦能未來(lái)網(wǎng)絡(luò)化中的一些AI類型任務(wù)，這都值得進(jìn)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(yīng)該是一個(gè)很自然的結(jié)合。

面向未來(lái)，3GPP 6G標(biāo)準(zhǔn)化的進(jìn)程時(shí)間表已經(jīng)發(fā)布與明確，而其中關(guān)于通感的技術(shù)方案試驗(yàn)和探索仍處于初步階段。通感一體化，從理論到實(shí)踐，還有很長(zhǎng)的路要走。

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