近日,中國(guó)移動(dòng)研究院論文《Challenges and Opportunities of Sub-6 GHz Integrated Sensing and Communications for 5G-Advanced and Beyond》被SCI期刊Chinese Journal of Electronics錄用。論文為中國(guó)電子學(xué)會(huì)旗艦英文學(xué)術(shù)期刊Chinese Journal of Electronics建刊以來(lái)錄用的首篇觀點(diǎn)類論文,體現(xiàn)了中國(guó)移動(dòng)在通感一體化研究領(lǐng)域的引領(lǐng)地位。
低空經(jīng)濟(jì)作為一種以低空飛行活動(dòng)促進(jìn)產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展的綜合性經(jīng)濟(jì)形態(tài),具有高科技主導(dǎo)、高效能運(yùn)營(yíng)和高質(zhì)量發(fā)展等新質(zhì)生產(chǎn)力的核心特征。低空經(jīng)濟(jì)的規(guī)?;?、安全發(fā)展離不開(kāi)通信和感知網(wǎng)絡(luò)的支撐,通感一體技術(shù)則是低空經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)底座。論文為中低頻通感的發(fā)展提供了深刻洞察,通過(guò)深入分析其在智慧低空?qǐng)鼍爸械膽?yīng)用,指出了其在低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的潛力,尤其是在無(wú)人機(jī)監(jiān)管和物流等領(lǐng)域,對(duì)于低空經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展至關(guān)重要。論文同時(shí)呼吁產(chǎn)業(yè)界以及學(xué)術(shù)界聚焦中低頻通感一體產(chǎn)業(yè)應(yīng)用,解決中低頻通感痛點(diǎn)和難點(diǎn),加速5G-A通感產(chǎn)業(yè)進(jìn)程,進(jìn)一步釋放5G-A技術(shù)在低空經(jīng)濟(jì)等新質(zhì)生產(chǎn)力中的潛力,為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展注入新動(dòng)力。
中國(guó)移動(dòng)持續(xù)引領(lǐng)通感一體化領(lǐng)域技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展,自主構(gòu)建通感融合新架構(gòu)豐富行業(yè)新場(chǎng)景,自主設(shè)計(jì)通感融合新空口拓展網(wǎng)絡(luò)新能力,自主搭建通感融合新平臺(tái)達(dá)到最高性價(jià)比,率先完成了低空、海洋、交通等感知場(chǎng)景的測(cè)試驗(yàn)證。
內(nèi)容簡(jiǎn)介
在5G已有的三大場(chǎng)景用例——移動(dòng)帶寬增強(qiáng)、超高可靠低時(shí)延、海量機(jī)器類通信——基礎(chǔ)上,5G-A及6G將更深入地拓展垂直行業(yè)、融合人工智能,從支撐萬(wàn)物互聯(lián)到使能萬(wàn)物智聯(lián)。感知將是提升5G-A價(jià)值的重要手段,通信與感知融合將成為5G-A及未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的重要演進(jìn)方向。
文章聚焦通感一體最具前景的兩大場(chǎng)景需求——智慧交通和智慧低空?qǐng)鼍靶枨?,介紹了5G-A原型樣機(jī)測(cè)試驗(yàn)證進(jìn)展,測(cè)試結(jié)果表明中低頻通感具備滿足無(wú)人機(jī)監(jiān)管等用例感知需求的能力。但相對(duì)于高頻感知,中低頻通感將面臨距離和角度分辨率低、雜波干擾嚴(yán)重等巨大挑戰(zhàn)。針對(duì)上述挑戰(zhàn),文章介紹了后續(xù)研究和探索方向。文章旨在呼吁產(chǎn)業(yè)界以及學(xué)術(shù)界聚焦中低頻通感一體產(chǎn)業(yè)應(yīng)用,解決中低頻通感痛點(diǎn)和難點(diǎn),加速5G-A通感產(chǎn)業(yè)進(jìn)程。
5G-A通感一體技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景非常廣泛,如智慧交通、智慧低空、智慧生活、智慧網(wǎng)絡(luò)等,其涵蓋了大部分廣域和局域場(chǎng)景,滿足通信和感知的雙重需求。文章聚焦業(yè)界關(guān)注的通感一體智慧交通(場(chǎng)景1:高速公路入侵檢測(cè);場(chǎng)景2:十字路口入侵檢測(cè))和智慧低空?qǐng)鼍埃▓?chǎng)景3:無(wú)人機(jī)入侵檢測(cè))需求。對(duì)于智慧交通場(chǎng)景,利用通感一體技術(shù)可以為道路環(huán)境提供低成本、低開(kāi)銷的全方位感知,定位并檢測(cè)行人入侵,彌補(bǔ)駕駛員的視線盲區(qū)和車載傳感器等傳統(tǒng)技術(shù)在惡劣環(huán)境下的感知缺陷,保障自動(dòng)駕駛汽車安全運(yùn)行。對(duì)于智慧低空?qǐng)鼍埃猛ǜ幸惑w技術(shù)可以識(shí)別無(wú)人機(jī)的飛行狀態(tài)、檢測(cè)障礙物等,提供監(jiān)管類和輔助飛行類服務(wù)。
Requirement Indicator Item
Parameter Value
Scenario 1
Scenario 2
Scenario 3
Confidence level
95%
95%
95%
Accuracy of positioning estimate
≤ 1 m
≤ 1 m
≤ 5 m horizontally
≤ 5 m vertically
Maximum sensing service latency
≤ 5000 ms
≤ 100 ms
≤ 1000 ms
Refreshing rate
≤ 100 ms
≤ 100 ms
≤ 1000 ms
Missed detection rate
≤ 5%
≤ 5%
≤ 5%
False alarm rate
≤ 5%
≤ 5%
≤ 5%
為了驗(yàn)證通感一體技術(shù)的感知能力,中國(guó)移動(dòng)在北京、深圳、杭州等地開(kāi)展了一系列5G-A通感一體樣機(jī)在智慧交通和智慧低空?qǐng)鼍跋碌臏y(cè)試驗(yàn)證工作。樣機(jī)測(cè)試了低小慢無(wú)人機(jī)軌跡追蹤、非法無(wú)人機(jī)入侵探測(cè)、重點(diǎn)區(qū)域電子圍欄等感知功能。測(cè)試結(jié)果表明,5G-A通感一體基站可實(shí)現(xiàn)探測(cè)面小至0.01平方米的目標(biāo)感知,檢測(cè)準(zhǔn)確率高達(dá)99%,單站探測(cè)距離超2km,其驗(yàn)證了中低頻通感具備滿足低空無(wú)人機(jī)監(jiān)管等場(chǎng)景感知需求的能力。
盡管中低頻通感具備滿足低空無(wú)人機(jī)監(jiān)管等場(chǎng)景感知需求的能力,其相對(duì)于毫米波頻段將面臨更多挑戰(zhàn)。首先,受限于中低頻段的帶寬和基站天線陣子數(shù),其所能提供的距離和角度分辨率受限。其次,中低頻段信道將經(jīng)歷更嚴(yán)重的雜波干擾,導(dǎo)致更高的誤檢率和虛警率。此外,中低頻通感還需要面對(duì)非規(guī)則網(wǎng)絡(luò)部署帶來(lái)的小區(qū)間干擾以及感知資源開(kāi)銷優(yōu)化等問(wèn)題。針對(duì)上述挑戰(zhàn),文章進(jìn)一步介紹了后續(xù)研究和探索的方向,包括基于信道狀態(tài)信息幅度-相位聯(lián)合估計(jì)的多目標(biāo)檢測(cè)以及利用深度學(xué)習(xí)和強(qiáng)化學(xué)習(xí)的多目標(biāo)檢測(cè)性能增強(qiáng)方案,場(chǎng)景自適應(yīng)的干擾消除技術(shù)等。