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今天分享的是【6G感知的需求和应用场景研究】 报告出品方:IMT-2030(6G)推进组

精选报告来源:全球行业报告圈

——随着6G技术研究的深入开展,无线通信技术在新的业务和需求的引导下,将联合新技术和新功能,引领万物智联的新浪潮。目前,全球6G愿景需求的达成标志着6G标准化的正式启航,为6G技术指标与评估准备阶段奠定基础。感知作为6G移动通信系统关键的新能力之一,将极大的丰富网络可提供的业务范围,搭建物理世界与数字世界的桥梁。

——通信感知一体化技术作为6G的新能力之一,赋予了6G内生感知的能力,是6G感知的最重要的一环。但6G和感知的关联不止于此,其他感知技术如雷达、摄像头、传感器、蓝牙、Wi-Fi等也经历了多年的发展,通信感知一体化技术与这些感知技术在6G中协同互助,将极大的丰富6G感知的服务范围,并提供更精确的感知结果。

A.通信感知一体化技术

在6G移动通信系统中,感知将不只是通信网络的优化或辅助工具,而是6G网络中的内生能力,被认为是实现6G网络内生智能的数据入口,与通信能力互助共生,并为6G开辟新的应用前景。通感一体化技术将利用无线信号实现对目标的检测、定位、成像、识别等感知功能,获取周围物理环境信息,挖掘通信能力,增强用户体验。通过内生的一体化频谱资源共享、硬件架构设计、空口设计、多点协作和信息的全方位交互,能在实现通信和感知能力的同时实现绿色节能,提升频谱效率,高精度感知和全网的性能提升。一方面,通信系统可以利用相同的频谱甚至复用硬件或信号处理模块完成不同类型的感知服务。另一方面,感知结果可用于辅助通信接入或管理,提高服务质量和通信效率。面向2030年的信息社会,通信感知一体化技术将成为6G系统中的基础性核心技术,为6G创造千万价值应用,实现万物感知、万物互联、万物智能的新时代。

B.其他感知技术

在近距离感知技术,Wi-Fi感知利用Wi-Fi信号传播过程中发生的反射、折射、散射等现象,通过分析在接收端的多径叠加信号,实现对Wi-Fi感知范围内目标信息以及环境信息的感知。蓝牙感知是通过在接收端获取的信号强度,估算发送端和接收端距离,实现对目标位置信息的感知。UWB感知是通过发送和接收具有纳秒或纳秒级以下的极窄脉冲来实现感知,主要用于定位和成像业务。

C.多模态感知

多模态感知作为未来感知技术的重要演进方向,融合多种感知数据,主要涉及移动通信信号、雷达、传感器、摄像头、Wi-Fi、超声波、蓝牙、RFID等。利用不同感知技术的特点和各自独特的优势,结合数据融合技术,可以使得检测、定位、识别、估计等性能更加准确、安全,从而提高整体系统的性能,满足不同应用场景的需求。相较于单一的感知技术,多模态感知技术有以下优势:

1)识别精确度更高。多模态感知技术并非单一数据特征的简单叠加,而是通过设计高效的融合算法,实现无线信号、图像等数据特征的结合,可以实现信息互补,进一步提高识别的精确。

2)应用范围更广。单一的感知技术往往存在一定的功能局限性,只适用于部分特定场景,而多模态感知能够较大程度上补齐单一感知技术存在的应用缺陷,扩大感知的应用场景。

D.基于雷达感知

雷达经历了近百年的发展,现代雷达的应用场景已逐渐从军事领域向民用领域扩展,而雷达的功能也从早期简单的无线电探测和测距不断进行了丰富和增强,使得目标成像和目标识别成为了可能。目前雷达在民用领域广泛的应用于交通场景,如车载雷达中的毫米波/激光雷达具有短距分辨率高的特点,在辅助驾驶和无人驾驶方面已经有很多的商用案例,而在新兴的无人机市场中,雷达也可以用于对无人机的探测和无人机跟踪等业务。

E.基于传感器感知

传感器大体上经历了三代发展,第一代是结构型传感器,它利用结构参量变化来感受和转化信号;第二代是1970年代发展起来的固体型传感器,这种传感器由半导体、电介质、磁性材料等固体元件构成,是利用材料某些特性制成;目前的第三代传感器整体上呈现出集成化和智能化的特点。集成化是指把多种传感器重组集成到同一个传感器里面,能够实现从对力、热、声、电、磁等单一维度物理量感知,扩展到向化学、生物信息的新型感知。例如:把很光、压力、温度等多种传感器集成在一起,新的指纹传感器就诞生了,目前被广泛应用在各类带有触摸屏的设备中。智能化是指传感器和微型计算机技术的结合,对外界信息具有一定检测、自诊断、数据处理以及自适应能力。第三代智能传感器具备与移动蜂窝网络的结合能力,两者的结合能够实现互惠互助,将传感器推广到更多的应用领域,也能丰富蜂窝移动通信网络的感知能力。

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