1、通信感知一体化技术研究报告2022 年年 11 月月 版权声明版权声明 Copyright Notification 未经书面许可 禁止打印、复制及通过任何媒体传播 2022 IMT-2030（6G）推进组版权所有 1前言 作为更先进的下一代移动通信系统，6G 的内涵将远超通信范畴，6G 将具备互联感知能力。未来的 6G 系统，频段更高、带宽更大、大规模天线阵列分布更密集，因此单个系统能够集成无线信号感知和通信能力，使各个系统之间可以相互提升性能。此时整个通信系统可以视作一个传感器，通过无线电波的传输、反射和散射等能力更好地理解物理世界，因而被称为“网络即传感器”。另一方面，感知可以实现高精度

2、定位、成像和环境重建等能力，从而更精确掌握信道信息，提高通信性能。此外，感知作为 6G 的基础特性，能观测并对物理世界和生物世界进行采样，从而开启了物理和生物世界与数字世界融合的“新通道”。未来十年，在无线技术不断创新的同时，将跨越人联和物联，迈向万物智联。更重要的是，6G 犹如一个巨大的分布式神经网络，集通信、感知、计算等能力于一身。由此产生的 6G 网络将重塑社会和经济，为未来的万物智能奠定坚实基础，实现物理世界、生物世界以及数字世界的无缝融合，开启万物互联、万物智能、万物感知的新时代。在 IMT-2030(6G)推进组的统一安排下，无线技术工作组通信感知一体化任务组就通信感知一体化技术在

3、 6G 应用场景需求、基础理论、空口技术、组网技术、硬件架构、原型验证等方面开展了深入调研分析，为下一步相关研究工作提供指导和思路。本报告在对当前国内外的主要研究状况进行调研分析的基础上，结合部分成员单位在通信感知一体化方面的研究工作，对通信感知一体化的研究挑战及潜在关键技术及应用前景进行了分析与探讨，以期对未来的 6G 研究工作起到一定的借鉴和指导作用。2目 录 前言.2 目 录.3 图目录.5 表目录.7 第一章 通信感知一体化概述.8 1.1 6G 对通信感知一体化需求.8 1.2 通信感知一体化范畴.9 1.3 通感一体化对频谱需求.10 1.4 小结.11 第二章 通信感知一体化研究

4、现状与发展趋势.13 2.1 通信感知一体化国内外研究现状.13 2.2 通信感知一体化技术发展趋势.16 2.3 通信感知一体化技术趋势.19 2.4 小结.21 第三章 通信感知一体化应用场景.23 3.1 服务类场景与用例.23 3.2 应用类场景与用例.26 3.3 小结.32 第四章 通信感知一体化基础理论.33 4.1 无线感知相关基础理论.33 4.2 通信感知一体化基础理论.37 4.3 小结.42 第五章 通信感知一体化关键技术.43 5.1 通信感知一体化关键技术挑战.43 5.2 通信感知一体化空口关键技术.43 5.3 通信感知一体化信号处理关键技术.52 5.4 通信

5、感知一体化网络架构与组网设计.57 5.5 通信感知一体化硬件架构与设计.65 5.6 通信感知一体化协同感知技术.66 5.7 小结.72 第六章 通信感知一体化原型验证.74 6.1 总体情况.74 6.2 定位与跟踪.74 6.3 高精度成像.78 6.4 健康监测.80 6.5 小结.81 3第七章 总结.82 参考文献.83 贡献单位.89 4图目录 图 1 通信感知一体化链接物理与数字世界.9 图 2 通信感知一体化范畴.10 图 3 通信感知一体化的技术发展趋势.16 图 4 通信感知一体化的业务共存阶段中性能指标体系示意图.17 图 5 通信感知一体化的能力互助阶段中性能指标体

6、系示意图.18 图 6 通信感知一体化的网络共惠阶段中性能指标体系示意图.19 图 7 通信感知一体化应用场景与用例.23 图 8 基于毫米波/太赫兹通信感知一体化系统.25 图 9 智能家居应用场景.27 图 10 气候环境监测应用场景.30 图 11 检测概率与目标回波信噪比及虚警概率的关系曲线.33 图 12 通信感知一体化示意图.38 图 13 不同计算复杂度对应的感知测距测速误差.45 图 14 基于参考信号的通感一体化 OFDM 联合波形设计.46 图 15 雷达接收信号的原始信噪比.47 图 16 包含雷达处理增益的 SINR.47 图 17 DFT-s-OTFS 系统框架.48