中国联通李福昌:推动融合智慧超感知技术,开拓5G应用新蓝海

信息通信技术

在日前举行的2022“5G网络创新研讨会”上,中国联通研究院无线技术研究中心总监李福昌表示,通信和感知融合趋势加速,中国联通提出了重组通感智能基因、打造5G-A通感融合基因工程,中国联通将立足通感基因工程理念,分阶段推进通感融合一体化全周期研究。

此外,李福昌指出,中国联通与行业合作伙伴积极推动融合智慧超感知技术,开拓5G应用新蓝海。面向未来,通感融合还有四大难题待解决。

重组通感智能基因,联通分阶段推进通感融合研究

感知技术加速变革,使能业务发展升级。从感知业务的发展分析,可以分为雷达、无接触无线感知和有接触感知技术。目前,通信感知融合已成为一大热词。

李福昌表示,由于关键技术特征同向演进,让通信更便捷、让感知更智慧、让算力更高效,通感算一体化融合时代正加速到来。从目前看来,通信感知融合具有一定技术基础。

一是通信与感知频谱的趋同。6G时代,感知和通信整体频率使用上趋同,基础资源趋同;

二是关键技术趋同。大规模天线极大的丰富了空间信息资源的使用,可以同时满足通信的需求,也可以进行定位;人工智能和算力网络的出现,算法可以实现智能化、复杂化和自适应化,为通信和感知融合提供了架构和计算基础。

通信和感知融合趋势加速。顺势而为,中国联通提出了重组通感智能基因、打造5G-A通感融合基因工程。中国联通将立足通感基因工程理念,分阶段推进通感融合一体化全周期研究。

“5G时代和6G时代的感知侧重点有所不同。”李福昌指出,5G时代的感知是基于5G感知能力衍生出一些新业务;而6G时代的感知需要反哺6G,特别是在6G信号处理过程中需要利用更多的感知手段,采集更多的数据源,为整个信道估计、处理、运算提供更好的性能。

一体化技术设计,可以唤醒通感新活力

李福昌表示,在通信感知融合过程中,有许多技术问题需要研究,通过一体化技术设计,可以唤醒通感新活力。

第一个是一体化RF技术,既包括射频设计,也包括通感的覆盖增强。统一波形,在5G中,通信波形还是默认使用OFDM波形,其具备较高的可携带数据能力和低能耗,因此在现有无线通信中广为推广。而感知波形普遍是采用FMCW等雷达波形进行部署,这种信号可以对物体进行较为精确的感知。因此综合现在的技术对波形的选取情况,通感传波形可以选取的波形可以为OFDM、NOMA、FWCW等波形的单一波形或者符合波形。多天线技术及资源共享研究,以保证通信的质量为基础,使用较少的频分、时分子载波时隙进行感知能,但如何进行多业务性能的资源分配还是非常重要的研究方向,需要开展相关的界限及其计算方法的研究。

第二个是通感与RIS融合技术。IRS对通感传融合系统来说,更多的实现感知辅助通信的功能。通过逐步迭代更新的定位或者感知获取信道的变化情况,进而IRS基于感知反馈动态调整相位、振幅、频率和极化等参数来塑造和控制环境的电磁响应,实现对干扰的调整及遮挡物的避让,实现通信吞吐量、时延的提升。

构建5G-A通感算融合架构,打造智能化场景服务

与此同时,中国联通构建5G-A通感算融合架构,打造智能化场景服务。

5G-A广域场景部署的通感算融合架构,在较高的层次的核心网网元上部署感知处理网元。上面给出一种将感知网元放置在AMF,当然也可以考虑放置在AMF后面的核心网网元;5G-A局部场景部署的通感算融合架构则主要是适用于园区等较为封闭和业务本架构将感知网元进行相对集中的场景。在本架构下,可以考虑核心网网元下沉,可以按照需求将UPF等网元或整个局域核心网一起下沉。

“凝练通感算关键指标,助力通感算高效管控。”李福昌表示,随着发展,我们在继承保留延续原来的传输速率、频谱效率、流量密度、时延、移动性、能效等指标外,随着感知维度增加感知准确度、算力、安全等级、一体化程度等指标。

据李福昌介绍,通感应用主要包括无人机监管、智能交通监控和高铁周边环境感知等场景。“无人机目前在我国家还未放开,如果未来一旦放开,会涉及到无人机的大量管理,通信感知融合抗疫给无人机监管提供了很好的技术手段;在智能交通监控中,V2X如果与通信基站感知结合起来,就可通过长短距离结合的方式为车提供更多的判断纬度,更好的实现智能驾驶和无人驾驶;高铁是非完全封闭的场景,通过感知技术的应用,可为整个高铁运营安全可以提供很好的基础,避免事故的出现。”

开拓5G应用新蓝海,通感融合还有四大难题待解

李福昌指出,中国联通一直与行业合作伙伴积极推动融合智慧超感知技术,开拓5G应用新蓝海。

在标准制方面,中国联通担任IMT2020通感融合副组长,IMT2030测试组副组长,联合牵头IMT2020、2030组织5G通感白皮书撰写,并已完成报告初稿;在行业倡议与宣传方面,中国联通于2021年合作伙伴大会发布了通感融合行业倡议,2022年5G发布《中国联通5G-A通感算融合技术白皮书》;在产学研用推进与试验验证方面,中国联通与高效开展通感融合仿真及技术研究,牵头通感融合国家部委项目,IMT2020组织的全球首个5G-A通感融合测试。

李福昌表示,面向未来,通感融合还有四大难题待解决。

一是通感融合技术路线选择。从前期测试研究来看,通感融合技术的路线极不统一,有时分、频分、智能融合。频分最简单,但是资源占用最大;时分面临着很多干扰问题,尤其在全双工还不太成熟的情况下,时分方案里需要研究的内容还很多;智能融合则更复杂。

二是通感融合设计的模式。通过什么方式收发,是通过基站自发自收,还是基站间收发,还是基站终端间收发终端都仍有待进一步研究。

三是“通感融合+”创新模式。未来,“通感融合+”的创新是选择通感算,通感传,还是通感控,仍需要根据技术的成熟度来选择。

四是通感融合切入点在哪,哪些场景通信和感知覆盖目标趋同。李福昌指出,一个技术和一个产业要想兴起的话,必须有业务牵引。从目前分享的场景来看,哪个场景能成功打响通感的第一枪非常关键。所以我们需要考虑哪些场景通信和感知目标趋同,如果目标不趋同,通信建一张网,感知建一张网,效率很低;当通信感知目标一致时,可以实现一网多用。

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