2024年6G网络协作通感技术白皮书（2.0）

前言 随着“数字孪生、智慧泛在”6G愿景的提出，大量新型业务需求不断涌现，驱动6G网络从传统通信服务向通信、感知、计算、人工智能等多维融合服务转变。通信感知一体化作为6G关键技术之一，为通信系统赋能感知，成为推动6G通感融合业务蓬勃发展的重要环节。依托现有规模部署的移动通信网络构建高性能通感网络，网络协作通感一体化可实现“一网两能”，利用通信网络广覆盖、大连接的优势，同时实现全域低成本高精度的感知，在低空经济、智慧交通等领域有广泛应用前景。在未来，网络协作通感可助力孕育6G新业态，带来巨大的经济效益和社会效益。 本白皮书深入剖析网络协作通感一体化关键技术，包含技术背景与驱动力、评估方法与系统建模、高精度同步、多节点协作、组网干扰管理及原型验证。相比《网络协作通感一体化技术白皮书1.0》，引入了技术指标体系，用于感知网络性能评估；新增了目标散射特性分析及信道模型，为技术可行性及性能评估提供理论方法；丰富了关键技术及空口方案，推动业界研究及标准化发展。后续，将继续开展非理想因素研究及测试验证，助力网络协作通感产业落地。 感谢爱立信（中国）通信有限公司及合作单位对本白皮书内容的丰富与完善。 本白皮书版权受法律保护，任何单位和个人转载、摘编、引用或其它方式使用本白皮书文字或者观点的，应注明来源。 目录 1.研究背景与驱动力.........................................................................................11.1应用场景................................................................................................11.2业界进展................................................................................................21.3技术优势................................................................................................31.4技术挑战................................................................................................52.评估方法与系统建模.....................................................................................62.1技术指标体系........................................................................................62.2散射特性................................................................................................82.3信道模型................................................................................................92.4干扰模型..............................................................................................112.5仿真方法..............................................................................................113.高精度同步...................................................................................................143.1同步误差分析......................................................................................143.2时间同步..............................................................................................163.3频率同步..............................................................................................174.多节点协作...................................................................................................184.1协作节点选择....................................................................................194.2协作帧结构..........................................................................................214.3协作波束管理......................................................................................234.4协作信息融合......................................................................................245.组网干扰管理...............................................................................................255.1干扰特性分析......................................................................................255.2干扰管理策略......................................................................................265.3环状感知组网......................................................................................276.原型验证.......................................................................................................286.1基站-基站协作.....................................................................................286.2基站-终端协作.....................................................................................287.总结与展望...................................................................................................29缩略语列表.........................................................................................................31参考文献.............................................................................................................33 1.研究背景与驱动力 随着数字孪生、智慧交通、智慧工业、环境监测、健康监测、沉浸式扩展现实（XR）等6G新场景、新业务的涌现，通信感知一体化（ISAC），作为6G重要关键技术，为传统移动通信网络赋能“一网多能”，驱动传统通信网络向新一代移动信息网络加速转型。 从业务需求来看，新场景、新业务如低空经济、智慧交通、智慧工厂等要求网络提供泛在的高精度感知能力。从技术驱动来看，超大规模天线技术使通信与感知可用频带重合、天线结构相似、数字信号处理模块相似，依托移动通信网络，构建通感融合网络具有技术可行性。4G、5G时代已有感知的初步尝试，例如面向在网终端的定位功能。5G-A通感一体化通过时分或者频分的实现方式，在基站侧扩展支持了独立感知能力，初步实现了通信和感知能力的一体。由于感知信号自发自收，且通感功能分立设计，5G-A通感一体仍面临效率、成本、感知精度和自干扰等方面的挑战。 面向6G，通感融合将从空口、网络架构的系统设计与标准化等各方面实现通信与感知的深度融合。作为通感深度融合实现技术之一，网络协作通感一体化通过A发B收的协作感知放松对自干扰的抑制要求，通过多点协作提升感知精度，最终实现从“分立”到“内生”，从高复杂度、高成本到低复杂度、低成本，从米级感知精度到亚米级感知精度的跃迁。 1.1应用场景 6G网络协作通感一体化充分利用移动通信网络得规模部署优势，低成本构建泛在通感网，可保障远距离感知覆盖连续性及有效性，有效提升小区边缘感知性能，赋能一网多能新业态[1]-[5]。 网络协作通感一体化应用场景包括智慧低空、智慧交通、智慧工厂、智慧家居、智慧医疗、环境重构等，典型场景如下： （1）智慧低空：作为国家战略性新兴产业，智慧低空包括轻中型无人机物流配送、应急救灾、农业灌溉以及中大型飞机通航等场景。无人机监管、无人机 轨迹追踪、辅助无人机避障等是实现智慧低空的重要基础，需要满足置信率、距离分辨率/精度、速度分辨率/精度、时延等感知指标需求。网络协作通感一体化系统可实现低成本实现泛在通感，可有效助力低空经济的规模发展。 （2）智慧交通：智慧交通场景可分为道路监管、车辆轨迹追踪、工厂设备监测三类。在道路监管方面，通感网络可以实时监测路口的车流量，进而动态调整交通指挥、车辆调度，促进交通安全，提升管理效率。在车辆轨迹追踪方面，由于其他车辆遮挡导致车载雷达存在盲区，通过协作通感节点获得“上帝视角”，可为车辆提供更大的感知范围，为自动驾驶或辅助驾驶提供保障。 （3）智慧工厂：包括设备检测及园区管理。在检测方面，通感网络可以有效地获取设备状态信息，并通过协作获取较强的目标分辨能力，实现全流程自动化生产操作。在园区管理方面，协作通感网络可保障园区内的感知连续覆盖，为智能机器人、自动导引小车等设备提供持续高精度感知能力，可用于路径规划与避障，实现智能化生产和控制。 1.2业界进展 国际电信联盟（ITU）2023年发布了《IMT面向2030及未来发展的框架和总体目标建议书》[7]，引入感知与通信融合作为6G典型应用场景，并在6G性能指标中增加了定位精度新能力。第三代合作伙伴计划（3GPP）在RAN1正在进行Release19通感一体化信道建模研究[11]，预计2025年6月完成研究并发布