金婧：面向6G的网络协作通感关键技术探讨

中国移动第四届科技周暨战略性新兴产业共创发展大会 c o n t e n ts目 录 技术驱动力 1 2 关键问题&研究进展 3 技术驱动力1 通感一体化技术驱动力 未来的6G网络将是通信、感知、计算、AI、安全、大数据一体融合的新一代移动信息网络通感一体化赋能网络从传递信息到感知世界，助力“万物互联”走向虚拟与现实相结合的“数字孪生”世界 网络协作通感一体技术目标 以“网”为根基，构建全域全天候高性能通感算智融合网络，提供多维感知与连接能力以网强感，助力万物智联，支撑数字孪生、环境重构等新场景与新业务，推动垂直应用升级 类型3：入侵检测 •黑飞无人机监测•高铁灾害及运行威胁探测•路口车辆运行安全探测•家居安防•电子围栏 类型2：监测与识别 •人类健康/呼吸监测、行为检测•智能交互、工厂智能体动作识别•材料识别、物体检测 网络协作通感一体可性性&技术优势 可行性：未来网络频段更高、带宽更大、通道数更多，为通感一体奠定坚基础技术优势：复用规模部署的通信网络，无需硬件改造，实现低成本提供泛在感知服务 网络协作感知 独立感知 （节点A发，经探测目标反射，其他节点协作接收） 关键问题&研究进展2 关键问题：干扰管理 A发B收，打破传统上下行配置方式，造成交叉链路干扰 •干扰上限=回波能量+ ADC动态范围（10bit约60dB）•远距离感知需满足更苛刻的干扰上限 实际网络中，B会受到多个基站的干扰，要求总干扰水平不得超过干扰上限 关键问题：干扰管理 近距离感知时，干扰上限较宽松，可按需干扰管理 中远距感知时，干扰上限严苛，可结合组网环境实施同站邻区或跨站干扰管理 n高频段感知： n低频段感知： •发射功率低，且高频路径损耗大，回波强度较小。 •发射功率高，且低频路径损耗小，回波强度较大。 •来自其他扇区干扰较小，远距离感知需实施同站邻区或跨站干扰管理。 •来自其他扇区干扰较大，中远距离感知需实施同站邻区或跨站干扰管理。 关键问题：干扰管理 为提升感知性能，从时域、频域、空间域、功率域设计干扰测量和干扰协调方案 关键问题：同步误差 A发B收进行协作感知时，存在同步误差，可通过下面方案降低对感知精度的影响 n解决方案2：参考径 n解决方案1：往返测量 基于反射径与参考径时延差值消除同步误差影响。 参考经时延：1=1+∆反射径时延：2=2+∆ Step1：测量参考径与回波径时延 Step2：消除同步误差的影响 •优点：方案简单，且无需依赖其他设备•缺点：往返两次测量，资源开销较大 •优点：无需往返发送信号等要求•缺点：无直达参考径时，同步消除算法较复杂 关键问题：波束管理 “宽窄波束协同降低开销”-低频数字波束高精度扫描，计算能力要求高；高频遍历收发模拟波束，扫描开销大 n低频段（全数字波束赋形） n解决方案：宽窄波束协同 •Tx：数字波束扫描（宽波束）•Rx：利用接收信号与波束赋形矢量相关性，峰值搜索，优化接收波束谱峰搜索需要高计算复杂度 步骤1：宽波束扫描实现大范围、粗感知 n高频段（混合波束赋形） •Tx：模拟波束扫描（窄波束）•Rx：模拟波束扫描，利用接收信号强度，遍历扫描，优化接收波束 遍历扫描需要高扫描复杂度O(NT*NR) 关键问题：信号联合处理 利用多节点接收反射的信号，联合处理可获得协作处理增益，提升感知精度 u“软”融合： •联合处理原始感知信号后，获取目标感知信息 •传输数据量大，需判断各节点信号关联性 •多节点协作感知可以降低定位误差，两接收节点可降低约40%•感知精度提升梯度随着接收节点数提升而减小 u“硬”融合： •各节点计算获得各自感知结果后，再进行联合处理 •传输数据量较小，需判断各节点结果可靠性 原型验证3 毫米波通感原型样机-测距验证 高性能毫米波通感原型样机，支持超过500米小型无人机亚米级感知精度能力验证 完成多场景、高精度的通感一体试验 高速率、大带宽、通用化基带 原型样机 外场试验 •高性能毫米波通感原型样机 •无人机探测场景：超过500米小型无人机亚米级感知精度 频率: 26GHz 天线数: 512 EIRP: 58dBm 带宽:400MHz •融合感知通信的通用基带及相控阵毫米波前端 •智慧交通场景：超过200米的车辆和行人检测 毫米波通感原型样机-测角验证 空中无人机角度探测：基于码本控制相控阵波束，测量回波多值拟合后测角结果误差约1.2° 谢谢