突破传统连接范式：通感一体从“能用”到“好用”还有多远？

开启超越传统联接的创新应用空间。

纵观通信发展历史，任何新一代移动通信网络的部署都不可能一蹴而就，必然要与上一代移动通信网络共存并协同发展。作为5G-A引入的新技术，也是未来6G的重要特征之一，以连接为中心，通信感知一体化正在开启产业链的新一轮布局探索。

2023年10月，在IMT-2020(5G)推进组的组织下，华为基于5G-A通感融合技术，首次测试微形变和海洋轮船感知监测能力，并且验证了无人机低空场景下的通感增强性能；同月，在IMT-2020(5G)推进组的组织下，中兴通讯也完成了5G-A通感融合演示验证测试，验证采用了毫米波频段和4.9GHz频段，涵盖室内和室外环境，验证场景包括无人机、交通、入侵检测、呼吸检测等多种通感融合典型应用场景，两大设备商的积极布局5G-A通感引起了业界的广泛关注。

那么，究竟什么是通信感知一体化？又将怎样影响产业？

融合发展下的感知突破

宏观来看，通信感知一体化是指基于软硬件资源共享或信息共享同时实现感知与通信功能协同的新型信息处理技术，可以有效提升系统频谱效率、硬件效率和信息处理效率，通信即两点或多点之间信息传输，感知即探测物理环境的参数，例如测速、目标定位等。

此前，感知与通信分别是信息处理的前端与中间环节，负责信息采集与信息传递，支撑后端的信息计算与应用。在传统信息处理流程中，感知与通信相对独立，蜂窝物联网、雷达互联网、无线传感网等技术与产业的发展，都延续了这种架构。这些网络不具备面向目标的感知功能，感知功能由终端负责。

5G时代，5G新空口（NR）引入定位参考信号，实现了基站与终端的协同定位功能。此时，通感一体化开始以通信为中心，并进入网络感知阶段。随着超大规模天线通信与雷达、毫米波通信与雷达技术的发展，通信与感知两者技术特征、信道特征、应用场景越发相似，呈现体制化融合发展态势。

同时，智能化、沉浸式、数字孪生等新兴业务的发展，极大提升了对目标的高精度探测、定位、识别、成像与大带宽、低时延信息传递等信息处理需求。因此，在蜂窝网络中，引入更强大的超越定位功能的感知能力，成为当前5G增强与6G预研的核心目标之一。

可见，通感一体化指通信和感知两个功能融合在一起，使得未来的通信系统同时具有通信和感知两个功能，在无线信道传输信息的同时通过主动认知并分析信道的特性，从而去感知周围环境的物理特征，从而通信与感知功能相互增强。

在复杂的应用场景中，业务信息处理流程呈现出通信感知高度糟合的特征，一是感知环节与通信环节在时空域交叠，二是感知功能与通信功能相互影响，三是通信能力与感知能力具有一致的大带宽频谱和大孔径天线的需求。

因此，在关键技术上，通感一体化对空口技术、网络技术、通信网络辅助的多传感器融合感知和定位都提出了新的挑战。其中空口技术包含波束赋形、一体化波形设计、帧结构、多直接入、干扰消除、无线资源管理等；网络技术包含节点入网、网络管控、网络化感知、干扰管理等；通信网络辅助的多传感器融合感知和定位则是表明通过网络化手段，实现多传感器信息的融合，提高感知和定位精度。

在万物智联愿景的当下，无论是为了提升频谱利用效率、硬件效率还是信息处理效率，通信感知融合技术被视为5G-A的重要创新方向之一，在通信系统上融合感知能力，利用无线信号提供实时的环境感知，开启超越传统联接的创新应用空间。

技术体系完善：通感一体驶入快车道

当前，人们对通感一体化技术的概念与内涵已达成初步共识，通感一体化技术体系正在逐步完善，在外场测试工作包括定位、识别与成像等初步测试结果证明了通感一体化的可行性与性能增益，运营商也在携手产业链在典型场景开启了诸多探索实践。

比如，当前已广泛应用的车辆识别能力主要依靠摄像头和雷达完成，为结合基站能力，面向5G-A时代，河北电信与中电信数城科技、华为三方紧密合作，借助5G-A通感一体技术，利用无线信号提供实时的环境感知，将移动通信、雷达、算力等多种技术进行融合，实现通信、感知和计算一体化，对目标对象跟踪定位、测距测速、成像识别，突破传统通信维度，提供泛在通感算融合服务，传递信息无数，感知万事万物，并且攻克了“通信传感波形集成”“多站协同传感”“多传感器数据融合”和“自动校正”四大技术难点，构建车联网数字孪生场景，实现对车辆、道路和人员的多目标监测、识别和跟踪。

在杭州亚运会期间，中国移动研究院、浙江移动联合产业率先在杭州打造5G-A智能亚运示范区，并面向智慧交通场景打造了一条车路协同示范路线，于亚运村拾久街重要十字路口部署了5G-A通感车联基站，实现了超视距的“鬼探头”人/车预警、车辆变道感知、以及在黑夜环境和雨雾特殊天气情况下的人员和车辆的实时定位、速度感知和轨迹感知，有效弥补了单车智能感知范围受限的不足，很好的实现了道路环境的实时动态跟踪和人、车、路的高效协同，显著提升了亚运村的交通系统运行效率，有效保障了道路交通安全。

值得一提的是，作为5G-Advanced的重要场景和创新方向之一，通过在通信系统上融合感知能力，利用无线信号提供实时的环境感知，无人机低空探测已成为行业共识的重要通感应用之一。

据悉，我国低空经济具有良好的发展前景，将形成千亿级产业集群，使其成为中国和世界新的经济增长点，低空经济也面临着许多新的挑战，尤其是“异构、高密度、高频率、高复杂”的低空经济，以及在安全可控的条件下，实现低空经济的规模化、可持续、高质量的快速发展，其中，对无人机进行识别、定位、导航和监测已成为我国低空经济建设急需突破的关键技术问题，5G-A网络具有的大带宽和低延迟的特点，能够在无人机大规模应用中实现大容量的数据传输，并能与背景监测平台进行极低延迟的互联，同时，“5G-A通感算控集成”为解决该问题提供了一种很好的解决方法，利用5G-A通信基站自身的内建感知能力，实现对 UAV及非法侵入者的识别与定位。

此前，中国电信广州分公司电信联合中兴通讯在广州市白云区完成业界首个“通感一体”多基站、多AAU组网部署，并启动该场景下的低空无人机、道路车辆等感知测试研究。此次研究呈现了双方在通信感知融合领域最新的创新成果，标志着通感一体从单点技术验证走向区域性组网应用，为低空安全保障探索和通信网络能力延伸迈出关键一步。

产业链牵引：加速生态构建

当前，我国5G发展已经进入下半场。6G作为5G的下一个阶段，已适时崭露头角，同时，全球主要经济体也已纷纷启动6G研发，预期将于2025年底前后启动6G国际标准制定工作，力争在2030年具备商用能力。

在相关专家看来，通感算一体化不仅是5G乃至5G-A的最新技术，更是未来6G的重要特征之一，未来6G网络关注的将不再仅仅是数据传输性能，而是不断向空天地海外太空、全维度感知世界和网络空间不断延伸，使网络不断向更智能、更安全和更灵活使能，为人类提供无处不在、无时不在、无人不在和无事不在的信息基础设施。

事实上，通感一体化在技术方案与原型设计等方面不断取得突破，但在基础理论、低复杂度方案与工程设计上仍面临挑战。

理论方面，通感一体化最初的目标是提升频谱利用效率和硬件效率，但一体化信号目前还存在两大理论挑战，一是统一的一体化性能指标，二是一体化性能指标下的性能边界；技术方面，传统雷达无组网功能，没有协同机制，相互之间的干扰全靠设备自身的抗干扰能力抑制。在进行网络通感一体化组网时，由于雷达的波束成形、波束跟踪和波束预测机制与大规模MIMO通信系统具有相似性，因此协同波束成形和波束跟踪将是同时解决站内与站间干扰问题的首选方案。

最后是频谱方面，通感一体化就是实现同一信号在相同频谱实现通信与感知，避免干扰，提升频谱利用率，是技术与产业发展的优选路径，随着无线通信频段向毫米波、太赫兹和可见光等更高频段发展，如何将各个频率协同发展并结合超大规模天线、大带宽、智能超表面、人工智能等技术等新技术也将是关键。

但毋庸置疑，通感一体化的发展适应了社会需求和技术发展，在车联网、智慧工厂、低空场景等领域将会有重大应用，而随着5G-A的不断深化发展，产业链也将通过通感一体技术的持续验证牵引产业展开技术研究和应用创新，推动标准研究，加速生态构建。

采写：党博文

编辑、校对：博文

指导：新文