通信感知一体化，从理论走向标准

6G通信感知一体化技术性能需求与评估方法 第1页6G通信感知一体化——感知辅助的环境重构与信道重构 第44页网络协作通信感知一体化系统干扰特性分析 第81页面向垂直行业和医疗应用的通信感知一体化 第123页Balong Modem演进思考 第160页2023年10月第 2 期（总第5期）内部资料 免费交流准印证号：（粤B）L0230030Communications of HUAWEI RESEARCH通信与感知一体化是6G的技术创新。感知是无线电传输科学的基本效应，通过数字接收机可以探测物理环境中的无线电波传播特征，通过先进的信号处理算法可以实现对移动终端的更高精度定位，进而重构出物理世界的场境。这就是使用感知数据来实时构建现实世界的数字孪生。对于6G，由于厘米波、毫米波、亚太赫兹波的无线电波长度较小，具有更高的频率和更大的频谱带宽优势，我们可以重构出高精度、高分辨率的数字世界，甚至可以探测材料的性质。这些独有的新能力，让6G真正达到“超越连接”的境地。两类崭新的6G使能技术使得无线感知将在6G释放更大的价值。其一是感知和通信的原生集成，无需额外的频谱和网络投资，每个移动终端、每个基站都能开启6G感知功能，并通过单基（Monostatic）和双基（Bistatic）两种方式进行协作感知，可以精准地重构实时的现实世界，使智能通信成为可能，这将大幅提高无线传输的可靠性和网络容量。其二是将感知和机器学习结合起来，让6G的感知数据作为训练数据集，如此，机器学习——特别是基于大模型的AI——可以不断地学习、适应现实世界，为每个用户、每个场景提供定制化的AI服务。因此，6G感知将作为数据驱动的智能服务和应用的引擎，即使6G网络仅有1%的容量被分配用于感知，所有移动终端每天仍将产生奎塔字节级的超大感知数据量，全球基站每天感知的数据可达泽塔字节级别之巨。从机器学习的角度来看，6G感知数据将成为AI训练的主要数据源，并驱动生成型AI服务和交互型AI服务。鉴于此，6G感知是物理世界和数字世界接口，是两个世界的连续体。6G感知数据是构建和提供AI服务的来源。6G感知将与AI服务和应用一起普及到每个终端、每个基站。本期《华为研究》将专门介绍6G ISAC的研究进展，华为6G研究团队和我们的学术界朋友们以及工业界伙伴们贡献了他们的最新成果，这些基础研究工作将为6G ISAC技术的构建奠定基础。在此，我们对他们的突破性贡献表示衷心的感谢。朱佩英博士华为Fellow童文博士华为Fellow编者按华为研究内部资料，免费交流准印证号：（粤B）L0230030主编：廖恒本期责任主编：童文，朱佩英编委会：廖恒，童文，肖新华，胡邦红，周慧慧，鲍丰，Jeff Xu，陈海波，陆品燕，张小俊，李瑞华，白博索阅、投稿、建议和意见反馈，请联系：HWResearch@huawei.com印刷数量：4000本印刷单位：雅昌文化（集团）有限公司印刷地址：深圳市南山区深云路19号印刷日期：2023年10月20日版权所有 © 2023 华为技术有限公司，保留一切权利。ISAC标准化前瞻ISAC环境感知目 录6G通信感知一体化技术性能需求与评估方法—— ITU-R 6G标准化的下一个里程碑 01张云昊，张闽，陈雁，朱佩英WLAN感知标准化: IEEE 802.11bf37杜瑞，娜仁格日勒，唐竹青，狐梦实，张逸炎，辛岩，Junghoon Suh，Osama AboulMagd，Stephen McCann，Michael Montemurro，Rojan Chitrakar，黄磊，韩霄 通信感知一体化：开启无线网络的又一扇门25姜大洁，姚健，李健之，丁圣利，袁雁南，陈保龙，秦飞6G通信感知一体化新型混合信道建模11陈燚，杨雯斐，余子明通信感知一体化潜在重点空口关键技术浅析19沈霞，江甲沫，徐晓燕6G通信感知一体化——感知辅助的环境重构与信道重构44周知，何佳，毕晓艳，余子明，陈燚，陈雁，王光健，马江镭，朱佩英混合孔径环境重构技术及其应用49罗嘉金，彭晓辉，于洋，张平，周保建，毕晓艳，陈雁，马江镭，朱佩英ISAC应用与验证ISAC理论与算法通信感知一体化下的环境感知辅助通信57曾婷，张捷宝，龚秋莎无线蜂窝网络中的环境感知：模型、架构与方法66童欣，郭康，邢子青，杨照辉，张朝阳通信感知一体化中基于单基感知的双基信道估计73Narcis Cardona，杨雯斐，Alejandro Castilla，Alejandro Lopez-Escudero，李剑 网络协作通信感知一体化系统干扰特性分析81张小舟，韩林丛，韩子祥，马良，王亚娟，楼梦婷，金婧，王启星通信成像一体化：进展、挑战与展望87黄艺璇，杨杰，金石高斯信道下通信感知一体化的信息理论极限94刘凡，熊一枫，袁伟杰，崔原豪，韩霄具备AI辅助跟踪的多基站协同感知107Elia Favarelli，Elisabetta Matricardi，Lorenzo Pucci，Enrico Paolini，许文，Andrea Giorgetti 太赫兹通信感知一体化时频空信号设计101吴永知，韩充SWIPT通信感知一体化系统性能116刘勐，杨明磊，刘楠面向垂直行业和医疗应用的通信感知一体化123王光健，刘乔，臧军伟，何佳，余子明，葛士斌，张嘉男，万涛，李欧鹏，杜贤峰，刘瑶，崔建行，黄国龙，张军平，卢磊，陈雁通信感知一体化在车联网领域的关键技术与应用133林英沛，卢磊，Chan Zhou，苏宏家，Richard Stirling-Gallacher，葛士斌，齐鸿，Qi Wang 通信感知一体化系统的多目标检测与定位142杨琪，韩志强，蒋创新，娄俊鹏，刘娟面向网络协作的通信感知一体化软硬件验证平台148薛东升，冀可嘉，魏嘉辰，马丁友，张奇勋，冯志勇未来智能物联网通信感知一体化探索155常兆心，张扶桑，张大庆其他Balong Modem演进思考160白欣，张志勇，刘江华01 | 华为研究 2023 年 10 月ISAC 标准化前瞻通信感知一体化（简称“通感一体化”）的概念正日益受到学术界、工业界和标准化机构的关注，并被 ITU-R 正式纳入 6G 的六大使用场景。ITU-R 6G 标准化的下一个里程碑是确定包括通感一体化在内的六大使用场景的技术性能需求（Technical Performance Requirement，TPR）和评估方法。本文首先介绍了 ITU-R 和 3GPP TPR 和评估方法的研究时间表。然后，我们探索了 6G 潜在的通感一体化用例，并讨论受这些用例驱动的感知服务需求，重点是感知功能和关键性能指标，这些指标触发了基于用例的测试环境的提议，用于感知相关的 TPR 评估。最后，我们讨论了针对每种感知测试场景的评估方法，并分别介绍了相应的系统级仿真流程和链路级仿真流程。关键词6G，感知，通感一体化，技术性能需求（TPR），评估方法摘要张云昊 1，张闽 2，陈雁 3，朱佩英 31 无线技术实验室2 慕尼黑先进无线技术实验室3 渥太华先进无线技术实验室6G 通信感知一体化技术性能需求与评估方法 —— ITU-R 6G 标准化的下一个里程碑华为研究 | 02 2023 年 10 月IS