通感一體化，是當(dāng)前通信行業(yè)的研究熱點(diǎn)。

1、什么是通感一體化？

通感一體化，就是通信感知一體化。換句話說(shuō)，就是通信和感知進(jìn)行合體。

話說(shuō)，這世間的萬(wàn)事萬(wàn)物，大抵都是相通的。

通信和感知這倆看似八竿子打不著的東西之所以能合體，必然是它們?cè)谧畹讓庸蚕碇瑯拥幕颉?/p>

對(duì)于通信，我們是非常熟悉的。通過(guò)基站和手機(jī)之間相互收發(fā)無(wú)線信號(hào)，我們就能在那塊小小的屏幕上打電話，聽(tīng)音樂(lè)，刷視頻，和這個(gè)世界緊密相連。

感知，顧名思義就是通過(guò)某些手段來(lái)探測(cè)周邊環(huán)境的狀態(tài)，物體的位置、方向、高度、速度、距離，還可以判斷物體的形狀，甚至人的動(dòng)作手勢(shì)。

這不就是雷達(dá)的工作職責(zé)嗎？

雷達(dá)的基本原理，就是發(fā)出無(wú)線電信號(hào)，然后通過(guò)探測(cè)和分析接收到的反射信號(hào)來(lái)進(jìn)行高精度的感知工作。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，當(dāng)無(wú)線電信號(hào)遇到不同介質(zhì)或物體時(shí)，它們會(huì)由于反射、折射、散射而產(chǎn)生不同的變化。如果我們能夠準(zhǔn)確地測(cè)量和分析這些變化，就可以得到物體或介質(zhì)的特征信息，比如形狀、大小、位置、材質(zhì)等。這就相當(dāng)于雷達(dá)用無(wú)線電波“感知”到了物體或介質(zhì)。

除了普通雷達(dá)，還有激光雷達(dá)、計(jì)算機(jī)斷層掃描、磁共振成像等設(shè)備也能提供專業(yè)的感知能力。

這下發(fā)現(xiàn)通信和感知的相通之處了嗎？

首先，通信和感知都需要使用無(wú)線電頻譜資源，而頻譜資源是非常稀缺和寶貴的。如果能夠讓同一個(gè)無(wú)線信號(hào)既能傳遞信息又能進(jìn)行感知，那么就可以節(jié)省頻譜資源，并提高頻譜利用率。

其次，通信和感知都需要使用類似的硬件設(shè)備（比如天線、放大器、濾波器等），而硬件設(shè)備也是非常昂貴和復(fù)雜的。如果能夠讓一套設(shè)備既能支持通信又能支持感知，相當(dāng)于節(jié)省了硬件成本。

再次，通信和感知都需要進(jìn)行類似的信息處理（比如編碼、調(diào)制、解調(diào)、解碼等），這個(gè)過(guò)程是非常復(fù)雜的。如果能夠讓一套算法既能實(shí)現(xiàn)通信又能實(shí)現(xiàn)感知，以有限的代價(jià)換來(lái)了翻倍的能力，想必也是極好的。

可以看出，基站是為“通信”而生的專門設(shè)備，雷達(dá)則是專為“感知”而存在的，它們雖然在表面上看起來(lái)迥然相異，卻早已將根緊握在地下，葉相觸在云里。

如果能在基站里面融入雷達(dá)的功能，采用一套設(shè)備同時(shí)實(shí)現(xiàn)通信和感知的功能，并達(dá)到通信輔助感知，感知輔助通信的化境，對(duì)兩者均可謂是一種涅槃重生般的雙贏。

如上所述，通信和感知系統(tǒng)的融合，就叫做“通信感知一體化”，簡(jiǎn)稱“通感一體化”或者“通感”。

如果我們需要閱讀英文資料，則“通信感知一體化”寫作Integrated Sensing And Communication，簡(jiǎn)稱ISAC，讀作“艾薩克”。

ISAC這個(gè)名稱和經(jīng)典物理的奠基人艾薩克·牛頓爵士的名字在讀音上非常相似，也暗自印證著“萬(wàn)物相通”這一亙古不變的真理。

狹義的通感一體化是指具有上面提到的有測(cè)距、 測(cè)速、測(cè)角、成像、目標(biāo)檢測(cè)、目標(biāo)跟蹤和目標(biāo)識(shí)別等能力的通信系統(tǒng)，早期也叫做“雷達(dá)通信一體化”。

而廣義的通感一體化，則是指具有感知一切業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)、用戶和終端，以及環(huán)境物體的屬性與狀態(tài)的通信系統(tǒng)，其在感知的上可具有超出傳統(tǒng)雷達(dá)的能力。

隨著5G頻譜從傳統(tǒng)的Sub6G向毫米波拓展，波長(zhǎng)的減少讓感知的能力不斷提升。因此，在5G的下半場(chǎng)，也就是5G-Advanced階段，通信感知一體化被納入了標(biāo)準(zhǔn)化的議程。

在未來(lái)的6G，頻譜將拓展到太赫茲，感知的能力會(huì)更進(jìn)一步增強(qiáng)，給我們帶來(lái)更大的想象空間。

2、通信感知一體化有什么用處？

作為5G-Advanced階段研究的關(guān)鍵技術(shù)，6G的核心愿景之一，通感一體化可以給通信基站和終端疊加Buff，幫我們做很多事情，實(shí)現(xiàn)很多以前想象不到的目標(biāo)。

通感一體化的目標(biāo)不在于取代雷達(dá)、攝像頭或者其他傳感器，它的最大優(yōu)勢(shì)在于“順勢(shì)而為”。

這是因?yàn)?，基站作為通信基礎(chǔ)設(shè)施是無(wú)處不在的，且在鐵塔上，電源、天饋、傳輸?shù)荣Y源均具備，如果只需通過(guò)軟件升級(jí)就可以擁有感知能力，何樂(lè)而不為呢？

下面是一些典型的通感一體化應(yīng)用場(chǎng)景。

低空安防

隨著消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)的發(fā)展，由于難以監(jiān)控，無(wú)人機(jī)隨意亂飛現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重。這雖然對(duì)個(gè)人來(lái)說(shuō)問(wèn)題不大，但對(duì)一些需要保密的單位來(lái)說(shuō)，再嚴(yán)密的地面安防，也擋不住無(wú)人機(jī)飛入飛出如入無(wú)人之境，未經(jīng)允許在空中隨意拍攝簡(jiǎn)直不要太輕松。

為防止無(wú)人機(jī)“黑飛”造成的泄密、碰撞及噪聲等問(wèn)題，需要高效、低成本地部署低空安防系統(tǒng)。目前無(wú)人機(jī)安防市場(chǎng)多種探測(cè)方案并存，但都面臨技術(shù)、效率、成本等諸多限制。 通信感知一體化技術(shù)，可以讓需部署低空安防區(qū)域的多個(gè)基站秒變雷達(dá)，再結(jié)合基站內(nèi)部的算力資源，快速搭建低空安防系統(tǒng)，只要基站信號(hào)可達(dá)，就能實(shí)時(shí)定位和追蹤入侵無(wú)人機(jī)，供安防系統(tǒng)下一步?jīng)Q策參考。

反過(guò)來(lái)，基于通感一體化提供的成像、地圖構(gòu)建和環(huán)境重構(gòu)能力，系統(tǒng)可以化被動(dòng)為主動(dòng)，派出無(wú)人機(jī)進(jìn)行偵察、物流派送等活動(dòng)，并能根據(jù)多站感知能力，在未知的環(huán)境中執(zhí)行自動(dòng)導(dǎo)航和路徑規(guī)劃。

智慧交通

在車聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景中，需要對(duì)道路本身和環(huán)境進(jìn)行識(shí)別感知，對(duì)車輛位置、速度及運(yùn)動(dòng)方向進(jìn)行識(shí)別，對(duì)道路上異常事件進(jìn)行識(shí)別。

通感一體系統(tǒng)可實(shí)時(shí)感知道路上的車流狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)人、車、路的高效協(xié)同，保障交通安全，提升交通系統(tǒng)運(yùn)行效率。

通感一體系統(tǒng)可利用通信基站站點(diǎn)高、覆蓋廣的特點(diǎn)，實(shí)時(shí)、大范圍、感知車道流量和車速信息，同時(shí)檢測(cè)行人或動(dòng)物道路入侵，有效實(shí)施道路監(jiān)管，保障交通安全和提升交通效率。

智能家居

雖說(shuō)基于攝像頭對(duì)家里進(jìn)行監(jiān)控，分析人的動(dòng)作以及行為在技術(shù)上都是可行的，但個(gè)人隱私泄露的風(fēng)險(xiǎn)也很大。

想象一下，在你毫不知情的情況下，自己在家中的一舉一動(dòng)早已成了楚門的世界，是不是感覺(jué)不寒而栗。

因此，基于攝像頭的智能家居方案的適用范圍有限，基于無(wú)線的解決方案已成為業(yè)內(nèi)公認(rèn)的發(fā)展趨勢(shì)。

通信感知一體化系統(tǒng)可以利用基站或者Wi-Fi路由器發(fā)射的無(wú)線信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)人的動(dòng)作和行為的精細(xì)感知，為智能家居系統(tǒng)提供更加豐富的功能。

比如，采用通感一體化，可實(shí)現(xiàn)人來(lái)燈亮，人走燈熄；可以通過(guò)不同姿勢(shì)，可以切換操縱任意電器，還可實(shí)現(xiàn)本文開(kāi)頭的虛擬彈鋼琴；當(dāng)小孩爬到窗口陽(yáng)臺(tái)上，或者老人摔倒等危險(xiǎn)發(fā)生時(shí)，給住戶發(fā)送通知；在住戶離家時(shí)有人進(jìn)入，則會(huì)觸發(fā)安防報(bào)警。

除了上述的家居控制，安防監(jiān)控之外，室內(nèi)的通感一體化還可以進(jìn)行行為監(jiān)測(cè)。系統(tǒng)通過(guò)表跟蹤、定位和識(shí)別，可以對(duì)人的行為進(jìn)行監(jiān)測(cè)并進(jìn)行分析與判斷。

比如，可通過(guò)對(duì)步態(tài)的精細(xì)化監(jiān)測(cè)與識(shí)別判斷是哪位家庭成員，還可以進(jìn)一步分析每一個(gè)家庭成員看電腦、看電視、睡覺(jué)、走動(dòng)等活動(dòng)的時(shí)間比例，活動(dòng)區(qū)間以及睡眠質(zhì)量等。

社會(huì)治理

通信感知一體化還有很多我們意想不到的用途，比如氣候環(huán)境監(jiān)測(cè)、公共安全管理等社會(huì)治理的重要方面。

在氣候環(huán)境監(jiān)測(cè)場(chǎng)景中，借助無(wú)線網(wǎng)絡(luò)無(wú)處不在的特性，基站可通過(guò)發(fā)送通信感知一體化信號(hào)，結(jié)合水分子、灰塵及各類化學(xué)物質(zhì)對(duì)無(wú)線信號(hào)衰落的特性，分析獲得一體化信號(hào)強(qiáng)度等變化特性，實(shí)現(xiàn)降水量、污染氣體排放和空氣質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等。

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基于太赫茲光譜的大氣PM2.5污染分級(jí) 在公共安全管理方面，通過(guò)感知功能的實(shí)時(shí)探測(cè)，可以實(shí)現(xiàn)諸如臺(tái)風(fēng)預(yù)警、洪水預(yù)警和沙塵暴預(yù)警等功能，為災(zāi)害防范提前預(yù)留時(shí)間。

智慧醫(yī)療

健康醫(yī)療方面，通信感知一體化系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)高速通信的同時(shí)，還可以有效地實(shí)現(xiàn)健康監(jiān)測(cè)和管理。

現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了利用通信信號(hào)實(shí)現(xiàn)人體的呼吸和 心跳的監(jiān)測(cè)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)呼吸和心率異常時(shí)，預(yù)警信息通 過(guò)通信鏈路實(shí)時(shí)回傳給用戶，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能。

同時(shí)，太赫茲成像和光譜檢查也將賦予醫(yī)療保健領(lǐng)域極大的想象空間。例如，太赫茲可以進(jìn)行癌變組織、齲齒的檢測(cè)，以及對(duì)汗液、眼淚、唾液、外周血和組織 液的監(jiān)測(cè)。

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太赫茲成像診斷宮頸癌患者轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié) 可以說(shuō)，未來(lái)基于太赫茲的通感一體化系統(tǒng)，可以隨時(shí)隨地監(jiān)控你的健康狀態(tài)，讓一切病癥無(wú)所遁形。

3、通信感知一體化的技術(shù)原理

感知，需要利用無(wú)線電信號(hào)進(jìn)行目標(biāo)檢測(cè)、定位和信息提取，目的和我們司空見(jiàn)慣通信是不同的，因此其實(shí)現(xiàn)原理和評(píng)價(jià)體系也是不同的。

對(duì)于目標(biāo)檢測(cè)，雷達(dá)（支持通感的基站也一樣）需要發(fā)射信號(hào)并接收由回波信號(hào)、噪聲和其它干擾組成的混合信號(hào)，從這些蛛絲馬跡中判斷能否可以檢測(cè)到未知目標(biāo)是不是存在。

假設(shè)目標(biāo)已經(jīng)移動(dòng)到了感知區(qū)域，系統(tǒng)隨即成功檢測(cè)到了，這當(dāng)然是最好的；如果系統(tǒng)沒(méi)有檢測(cè)到，這就叫做“漏檢”。而如果目標(biāo)并不存在，系統(tǒng)卻像“狼來(lái)了”一樣上報(bào)自己檢測(cè)到了，這就叫做“虛警”。

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因此我們對(duì)于感知系統(tǒng)目標(biāo)檢測(cè)功能的需求是在低虛警概率下，盡可能高地提升檢測(cè)概率。一般來(lái)說(shuō)，信噪比越高，檢測(cè)概率也就越高。

在實(shí)現(xiàn)成功檢測(cè)的基礎(chǔ)上，就可以對(duì)目標(biāo)進(jìn)行精確定位，也就是進(jìn)行距離、速度、角度等數(shù)據(jù)的感知。

目標(biāo)距離的感知主要是通過(guò)測(cè)量發(fā)射信號(hào)和目標(biāo)回波之間的時(shí)間差來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這段時(shí)間差是電磁波在雷達(dá)（基站）之間往返一次的時(shí)間，用它乘以電磁波的傳輸速度（也就是光速），然后再除以2，就可以算出目標(biāo)的距離。

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目標(biāo)速度的感知主要是利用目標(biāo)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的多普勒效應(yīng)，通過(guò)測(cè)量目標(biāo)回波信號(hào)的多普勒頻移來(lái)推導(dǎo)目標(biāo)速度。

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目標(biāo)角度的感知主要通過(guò)天線交疊多波束工作，通過(guò)不同波束輸出目標(biāo)的反射回波間的強(qiáng)度差，就可以據(jù)此來(lái)測(cè)定目標(biāo)角度了。

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上圖表達(dá)了測(cè)角的一種方式 對(duì)于上述的目標(biāo)感知性能的評(píng)價(jià)，存在分辨率、定位精度、無(wú)模糊范圍和盲區(qū)等維度。這些指標(biāo)的定義和計(jì)算也都比較復(fù)雜，在此就不詳述了。

再回到通信，其性能通常以系統(tǒng)容量、時(shí)延、誤碼率等指標(biāo)來(lái)衡量。我們打開(kāi)測(cè)速軟件嘗試一下，便可以直觀地看到表達(dá)通信的性能的指標(biāo)。

由于通信與感知兩者的設(shè)計(jì)與優(yōu)化目標(biāo)不同、性能評(píng)價(jià)指標(biāo)不同，對(duì)通信最優(yōu)的傳輸方案，對(duì)感知可能并非最優(yōu)，反過(guò)來(lái)也是一樣的。

因此，要實(shí)現(xiàn)通信感知一體化，就要從底層考慮如何把這兩個(gè)不同的功能和諧地縫合在一起，如何優(yōu)化發(fā)射信號(hào)，使得通信和感知的性能損失都能相對(duì)小一些，在總體上達(dá)成設(shè)計(jì)目標(biāo)。

首先是通信感知波形和幀結(jié)構(gòu)的一體化。

目前用于通信的基站和用于感知雷達(dá)使用不同的波形，為各自的目標(biāo)服務(wù)。要在基站上融合感知功能，首要問(wèn)題就是兩者在波形上的共存。

雷達(dá)系統(tǒng)的常見(jiàn)波形有脈沖波與連續(xù)波這兩種方式。

脈沖波雷達(dá)是周期性發(fā)送的矩形脈沖，接收在發(fā)射的間歇進(jìn)行，發(fā)射的時(shí)候是沒(méi)法接收的。如果目標(biāo)距離比較近，反射回波到達(dá)雷達(dá)天線時(shí)，信號(hào)發(fā)射還沒(méi)有結(jié)束，自然沒(méi)法接收信號(hào)并進(jìn)行目標(biāo)檢測(cè)，因此我們說(shuō)脈沖波存在感知盲區(qū)。

連續(xù)波雷達(dá)發(fā)射的是連續(xù)的正弦波，可以發(fā)射和接受同步進(jìn)行。如果信號(hào)不進(jìn)行調(diào)制，就叫作單頻連續(xù)波，主要用來(lái)測(cè)量目標(biāo)的速度。

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如果測(cè)量目標(biāo)速度的同時(shí)，還要測(cè)量目標(biāo)的距離，就需對(duì)發(fā)射的波形進(jìn)行調(diào)制，如調(diào)頻連續(xù)波（Frequency Modulated Continuous Wave，簡(jiǎn)稱FMCW）等。

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在當(dāng)前通信系統(tǒng)中，連續(xù)波占據(jù)主導(dǎo)地位，以4G和5G采用的正交頻分復(fù)用OFDM波形為代表。

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通感一體化波形設(shè)計(jì)主要有以下三大技術(shù)路線：以通信為中心的一體化波形設(shè)計(jì)、以感知為中心的一體化波形設(shè)計(jì)、通感聯(lián)合的一體化波形設(shè)計(jì)。

通感聯(lián)合的一體化波形固然是最終的目標(biāo)，但實(shí)現(xiàn)的難度也大，性能上是通信和感知的折衷，目前還處于早期研究階段。

典型的通感聯(lián)合的一體化波形 OFDM-Chirp的原理如下圖所示，通信和感知數(shù)據(jù)通過(guò)頻分復(fù)用分別被調(diào)制到完全正交的奇數(shù)子載波和偶數(shù)子載波上，因此可以做到感知和通信信號(hào)互不干擾。

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典型的通感聯(lián)合的一體化波形 OFDM-Chirp 如果要在基站側(cè)集成感知功能，屬于在通信主業(yè)之外的順勢(shì)而為，不能喧賓奪主，自然需要以通信為中心的波形設(shè)計(jì)。反之，如果在雷達(dá)上集成通信功能，感知自然是第一位的，自然需要以感知為中心的波形設(shè)計(jì)。

在目前的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中，存在大量的基站，這屬于已投資的沉沒(méi)成本。讓這些基站實(shí)現(xiàn)感知功能的代價(jià)相對(duì)較小，但卻開(kāi)辟了感知的新藍(lán)海，因此需首先考慮采用以通信為中心的波形設(shè)計(jì)。

業(yè)界目前實(shí)現(xiàn)的方案是，在傳統(tǒng)的Sub-6G頻段，通信和感知都采用OFDM連續(xù)波；在毫米波頻段，通信繼續(xù)采用OFDM，而感知?jiǎng)t采用雷達(dá)的波形。無(wú)論是Sub-6G還是毫米波，通信和感知都以時(shí)分的方式進(jìn)行，并且通信的時(shí)隙占比遠(yuǎn)大于感知。

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對(duì)于通感一體化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，在無(wú)線側(cè)有主要兩種方式：?jiǎn)握靖兄投嗾緟f(xié)同感知。

所謂單站感知，也就是同一個(gè)基站需要同時(shí)發(fā)送感知信號(hào)并接收目標(biāo)的反射回波，單槍匹馬獨(dú)立自主就可以完成感知功能。本文前面的配圖，基本上都是單站感知的形式。

所謂多站協(xié)同感知，是指多個(gè)基站之間進(jìn)行充分的協(xié)作，基站1發(fā)出感知信號(hào)，經(jīng)過(guò)目標(biāo)反射之后，由基站2來(lái)接收并進(jìn)行感知計(jì)算。

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移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中本來(lái)就存在多個(gè)基站，這種多站感知模式可以形成大面積、無(wú)縫覆蓋的分布式感知系統(tǒng)。要實(shí)現(xiàn)多站感知，需要各個(gè)基站之間保持嚴(yán)格的同步關(guān)系。

在核心網(wǎng)側(cè)，還需要為感知功能增加一個(gè)基于服務(wù)化接口的網(wǎng)元，也就是SF（Sensing Function）。這個(gè)網(wǎng)元既可以和5G核心網(wǎng)融合部署，也可以獨(dú)立部署。

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5GC融合架構(gòu)可支持基站側(cè)感知和終端側(cè)感知，并能很好地兼顧通信和感知，兼容性好。獨(dú)立部署可實(shí)現(xiàn)通信和感知的能力解耦，感知不依賴于5GC，并可以靈活地和已有感知設(shè)備對(duì)接，比較適合當(dāng)前階段部署。

4、通信感知一體化面臨的挑戰(zhàn)

目前，通信感知一體化已經(jīng)在3GPP R19立項(xiàng)研究（TR22.837）。這張宏大的畫卷，將要從構(gòu)思走向著墨。

下面是通信感知一體化必須要解決的一些挑戰(zhàn)。

自干擾

要實(shí)現(xiàn)通信感知一體化，就需要在發(fā)射信號(hào)的同時(shí)，接受從探測(cè)目標(biāo)反射回來(lái)的回波信號(hào)。顯然，發(fā)送的信號(hào)和回波信號(hào)是同頻的，發(fā)射鏈路的信號(hào)強(qiáng)度一般情況下遠(yuǎn)大于接收鏈路，從而對(duì)接收鏈路造成強(qiáng)烈的同頻干擾。

這種系統(tǒng)內(nèi)自己對(duì)自己造成的干擾，就叫作“自干擾”。

具體來(lái)說(shuō)，“自干擾”根據(jù)來(lái)源的不同，有空間域的天線自干擾，還有射頻域自干擾和數(shù)字域自干擾。

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通感一體化面臨的自干擾挑戰(zhàn) 天線間自干擾指發(fā)送端的天線信號(hào)直接泄露被接收天線接收。由于接收和發(fā)射天線的距離較近，干擾信號(hào)能量較大，給后續(xù)數(shù)據(jù)處理帶來(lái)很大問(wèn)題。

射頻干擾指發(fā)端射頻鏈路泄露的信號(hào)到接收端射頻鏈路的現(xiàn)象。數(shù)字自干擾，指發(fā)送端進(jìn)入的部分?jǐn)?shù)字域雜波信號(hào)泄露并疊加到接收端，形成干擾源。

上述的天線間的自干擾信號(hào)、射頻自干擾信號(hào)、數(shù)字自干擾信號(hào)混雜在探測(cè)目標(biāo)產(chǎn)生的回波信號(hào)中，降低了接收信號(hào)質(zhì)量，導(dǎo)致有用信號(hào)的占比降低，增加了目標(biāo)感知和檢測(cè)的難度。

同步問(wèn)題

單站感知由于收發(fā)端共用同一時(shí)鐘源，同步對(duì)感知影響不大。但對(duì)于多站感知，由于信號(hào)的發(fā)送和接收是由不同基站來(lái)進(jìn)行的，如果基站間不同步，將對(duì)感知精度產(chǎn)生很大的影響。

5G通信系統(tǒng)基站之間，微秒級(jí)的同步誤差可以滿足低時(shí)延、高可靠通信的基本需求。然而對(duì)于通感一體化，定位精度至少達(dá)到米級(jí)甚至分米級(jí)，收發(fā)基站之間1微秒同步誤差，就會(huì)導(dǎo)致300米的距離感知誤差。

因此，要實(shí)現(xiàn)通感一體化，就必須采用軟硬件算法把基站之間同步誤差控制在納秒級(jí)甚至皮秒級(jí)。這是實(shí)現(xiàn)高精度感知的必要條件。

算力問(wèn)題

為了獲取極致的感知體驗(yàn)，通感系統(tǒng)對(duì)感知性能和感知實(shí)時(shí)性提出了高要求。

比如，對(duì)于高速移動(dòng)目標(biāo)如車輛的感知，為實(shí)時(shí)跟蹤車輛的位置，需要短時(shí)間內(nèi)快速處理感知數(shù)據(jù)并獲取感知結(jié)果并回傳給用戶。

對(duì)于無(wú)人機(jī)入侵的感知，由于無(wú)人機(jī)由于表面積有限，其反射的信號(hào)能量很小，需要用高復(fù)雜度的算法解算精確位置。

對(duì)于健康醫(yī)療來(lái)講，后臺(tái)需要同時(shí)處理海量用戶的健康檢測(cè)數(shù)據(jù)，完成呼吸、心跳等參數(shù)的解算。

對(duì)于上述通感一體化的應(yīng)用場(chǎng)景，一方面，我們需要設(shè)計(jì)高精度的感知算法，高性能算法，意味著高復(fù)雜度，對(duì)于算力的要求也就更高。

另一方面，感知實(shí)時(shí)性對(duì)感知結(jié)果的處理和回傳提出極高的要求，需要系統(tǒng)提供更快的傳輸速率、采樣率、以及處理速率。

當(dāng)前通信系統(tǒng)，無(wú)論網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)還是硬件很難支撐如此大規(guī)模的算力。因此，我們需要將算力納入考慮，將通感一體化的概念擴(kuò)展為“通感算一體化”。

5、尾聲

“通感”一詞，原本指的是一種勾連不同感官的修辭手法。

比如，“看了蜉蝣君的文章，就像吃了人參果一樣，余音繞梁，三月不知肉味”這句話就聯(lián)通了視覺(jué)、味覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、嗅覺(jué)等多種感官。

將修辭手法中的“通感”用作“通信感知一體化”的簡(jiǎn)稱雖有鳩占鵲巢之嫌，卻也點(diǎn)明了未來(lái)通信網(wǎng)絡(luò)一網(wǎng)多能的特色，更像是一種雙關(guān)的隱喻。

通信感知一體化利用無(wú)線電波讓我們?cè)谕ㄐ诺耐瑫r(shí)也開(kāi)了感知的“天眼”，讓我們能夠“看見(jiàn)”更多，“了解”更多，“創(chuàng)造”更多。 通感一體，未來(lái)可期。





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