2024年6G全球技术大会发布白皮书《ICDT融合的6G网络》4.0学习-（5）-ICDT 融合的无线空口（通感一体）
一切有为法，如梦幻泡影，如露亦如电，应作如是观。
一、章节提纲（人工智能辅助）
通感一体技术被本节详细讨论。这项技术是6G网络发展中的一个重要方向，它基于无线通信与感知技术的融合，旨在实现更高效的资源聚合、流动和共享。以下是该部分的主要内容：
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技术概念：通感一体技术强调无线通信与计算资源的融合共生，以及功能和服务的融合共生。这种融合能够推动资源和要素的高效聚集和共享，为数字经济增长提供支持。
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典型应用场景：该技术主要面向网络智能化、边缘计算/AI、感知网络等6G典型场景。例如，基站算力池化组网可以优化网络运维，支持高负荷小区优化和智能故障识别等需求。
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关键技术与挑战：通感一体技术面临的挑战包括如何有效利用无线接入网的动态剩余算力，以及如何实现异构算力资源的实时共享和管理。此外，还需要考虑通信与计算资源的联合优化，以及支持分布式计算资源的发现和控制。
二、典型应用场景
随着人工智能技术的快速发展，大模型在各个领域展现出强大的应用潜力。在大数据、云计算等关键技术的共同推动下，以ChatGPT为代表的AI大模型大量涌现，为通信网络的智能化发展带来了新的机遇和挑战。6G将使移动通信系统能够提供许多新的感知服务，包括：
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高精度的定位和跟踪
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成像，用于生物医学和安全应用
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同步制图，用于自动构建室内或室外环境的地图
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污染或自然灾害监测
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手势和活动识别
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缺陷和材料检测
感知典型应用（来源白皮书）
这些服务将为未来的消费者和垂直行业提供各种业务的应用场景，包括：
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智享生活：智能家居、医疗健康、文化娱乐等
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智赋生产：智慧工厂、无人机、车联网等
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智焕社会：环境监测、公共安全、城市管理等
网络协作通感应用场（来源白皮书）
三、关键技术与挑战
6G通感一体化面临的关键技术与挑战包括：
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信道建模：需要新的信道建模方法论来考虑通信和感知业务的需求。
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空口设计：需要联合波形设计来平衡通信和感知的性能。
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感知连续性：需要感知模式和节点的切换技术来保证感知业务的连续性。
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感知算法：需要高精度感知算法来实现网络协作感知。
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硬件设计：需要基带和射频硬件共享技术来降低功耗、尺寸和延迟。
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通感互助：需要研究如何利用感知信息来提升通信性能。
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多节点协作：需要研究如何融合多节点的多维信息来实现高精度感知。
四、后续研究方向
6G通感一体化是一项具有巨大潜力的技术，它将为各个行业带来新的机遇和挑战。为了实现6G通感一体化，需要在信道建模、空口设计、感知算法、硬件设计、通感互助、多节点协作等方面开展深入研究。
以下是一些需要进一步研究的方向：
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如何在通信和感知之间进行权衡，以实现最佳性能
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如何设计高效的感知算法，以降低功耗和复杂度
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如何开发新的硬件架构，以支持感知和通信功能
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如何开发新的通信协议，以利用感知信息
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如何在多节点之间进行协作，以实现高精度感知
五、学习追踪
（1）高精度定位和跟踪领域的尖端技术？
高精度定位和跟踪技术在近年来取得了飞速发展，并逐渐应用于各个领域。以下是一些尖端技术：
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卫星导航系统:
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全球导航卫星系统（GNSS）：包括美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、中国的北斗、欧盟的伽利略等，可以提供全球范围内的定位服务，精度可达厘米级。
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局部增强卫星导航系统（DGNSS）：利用地面基站对GNSS信号进行校正，可以进一步提高定位精度，达到毫米级甚至更低。
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室内定位技术:
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Wi-Fi定位：利用Wi-Fi接入点的信号强度和信号特征进行定位，精度可达室内10米左右。
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蓝牙定位：利用蓝牙信标的信号强度进行定位，精度可达室内5米左右。
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超宽带（UWB）定位：利用UWB脉冲信号进行定位，精度可达室内厘米级。
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射频识别（RFID）定位：利用RFID标签的信号进行定位，精度可达室内1米左右。
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人体追踪技术:
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光学追踪：利用摄像头捕捉人体特征进行追踪，精度可达室外10米左右。
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惯性追踪：利用陀螺仪、加速度计等传感器进行追踪，精度可达室内1米左右。
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磁定位：利用磁场传感器进行追踪，精度可达室内5米左右。
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超声波定位：利用超声波信号进行追踪，精度可达室内1厘米左右。
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其他技术:
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激光定位：利用激光扫描仪进行定位，精度可达室外10厘米左右。
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声纳定位：利用声纳信号进行定位，主要用于水下定位。
（2）6G通感一体信道建模最新进展以及技术流派？
在6G通感一体信道建模方面，最新的进展包括：
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标准化视角：国际电信联盟（ITU-R）最近将集成感知和通信（ISAC）纳入IMT-2030/6G的关键使用场景。ISAC被视为即将到来的无线通信标准中的重要组成部分。研究人员正在探索智能超表面辅助ISAC、正交时频空间（OTFS）波形设计和ISAC的干扰管理等关键技术。
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实现愿景：6G ISAC的研究从频谱和关键用例出发，讨论了系统设计的关键技术构建块、可用解决方案和研究挑战。此外，还介绍了基于商用5G通信硬件的新型实时ISAC原型，该原型能够在同一频段内同时进行高数据率通信和OFDM雷达感知。
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集成感知、能量和通信：iSEE-6G项目提供了面向JCCSP的新型智能可重构表面（RIS）和敏捷波束成形阵列解决方案，优化了物理层设计，包括波形设计、帧结构设计、信道建模、预编码/波束成形，并针对开放无线接入网（O-RAN）架构范式实现了JCCSP启用的跨层方案设计。
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集成感知和通信：在6G中，集成感知和通信（ISAC）的确定性信道模型用于太赫兹成像，这是一个正在研究的领域。
在技术流派方面，6G集成感知和通信的研究包括但不限于：
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信息理论极限
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ISAC的网络架构/传输协议/帧设计
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ISAC的频谱分析和管理
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单站、双站和多站ISAC设计
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ISAC的全双工/干扰管理技术
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ISAC的预编码/波形/调制/接收器设计
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ISAC的安全和隐私问题
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ISAC的机器学习/网络智能
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ISAC的MIMO/大规模MIMO/可重构智能表面。
这些研究方向涉及从基础理论到实际应用的广泛领域，旨在通过集成感知和通信功能来提高系统资源的利用效率，并为未来的无线服务提供支持。
（3）6G信息理论极限研究方面如何？
在6G信息理论极限的研究方面，学术界和工业界都在积极探索新的理论和技术，以满足未来通信系统对高数据速率、低延迟、高可靠性和大规模连接的需求。以下是一些最新的研究进展：
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认知信息理论：NIST和国际研究人员提出了一个“认知”6G网络概念，这将显著增强5G网络，使其能够编码和传输数据及其语义或含义。这种认知信息传输比传统通信减少了冗余传输，并更好地确保语义含义被挖掘、提取和发送。
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通信理论的重新思考：研究人员提出了多个科学挑战，以重新思考通信理论的基础。这些挑战包括利用大型智能表面、超大规模多输入多输出（MIMO）和智能建设环境，以及考虑语义和目标导向通信，以实现更高效和上下文感知的信息编码。
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新物理现象的利用：研究人员正在探索通信热力学以及信息理论与电磁学之间的交互作用，以更好地理解不同技术的物理限制，例如全息通信。
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端到端通信范式：另一个新的通信范式是考虑端到端方法而不是逐块优化，这需要利用机器学习理论、非线性信号处理理论和非相干通信理论。
这些研究方向不仅涉及基础理论，还包括实际应用，旨在通过集成感知和通信功能来提高系统资源的利用效率，并为未来的无线服务提供支持。随着6G技术的发展，信息理论极限的研究将继续推动通信领域的创新和进步。
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