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通感一体化,是当前通信行业的研究热点,感觉未来为成为一个吓人一跳的技术体系。
1、什么是通感一体化?
通感一体化,就是通信感知一体化。换句话说,就是通信和感知进行合体。通信和感知这俩看似八竿子打不着的东西之所以能合体,必然是它们在最底层共享着同样的基因。感知,顾名思义就是通过某些手段来探测周边环境的状态,物体的位置、方向、高度、速度、距离,还可以判断物体的形状,甚至人的动作手势。
这不就是雷达的工作职责吗?
雷达的基本原理,就是发出无线电信号,然后通过探测和分析接收到的反射信号来进行高精度的感知工作。简单来说,当无线电信号遇到不同介质或物体时,它们会由于反射、折射、散射而产生不同的变化。如果我们能够准确地测量和分析这些变化,就可以得到物体或介质的特征信息,比如形状、大小、位置、材质等。这就相当于雷达用无线电波“感知”到了物体或介质。
这下发现通信和感知的相通之处了吗?
首先,通信和感知都需要使用无线电频谱资源,而频谱资源是非常稀缺和宝贵的。如果能够让同一个无线信号既能传递信息又能进行感知,那么就可以节省频谱资源,并提高频谱利用率。
其次,通信和感知都需要使用类似的硬件设备(比如天线、放大器、滤波器等),而硬件设备也是非常昂贵和复杂的。如果能够让一套设备既能支持通信又能支持感知,相当于节省了硬件成本。
再次,通信和感知都需要进行类似的信息处理(比如编码、调制、解调、解码等),这个过程是非常复杂的。如果能够让一套算法既能实现通信又能实现感知,以有限的代价换来了翻倍的能力,想必也是极好的。
可以看出,基站是为“通信”而生的专门设备,雷达则是专为“感知”而存在的,它们虽然在表面上看起来迥然相异,却早已将根紧握在地下,叶相触在云里。如果能在基站里面融入雷达的功能,采用一套设备同时实现通信和感知的功能,并达到通信辅助感知,感知辅助通信的化境,对两者均可谓是一种涅槃重生般的双赢。
如上所述,通信和感知系统的融合,就叫做“通信感知一体化”,简称“通感一体化”或者“通感”。
狭义的通感一体化一般是指测距、 测速、测角、成像、目标检测、目标跟踪和目标识别等能力的通信系统,早期也叫做“雷达通信一体化”。而广义的通感一体化,则是指具有感知一切业务、网络、用户和终端,以及环境物体的属性与状态的通信系统,其在感知的上可具有超出传统雷达的能力。
随着5G频谱从传统的Sub6G向毫米波拓展,波长的减少让感知的能力不断提升。因此,在5G的下半场,也就是5G-Advanced阶段,通信感知一体化被纳入了标准化的议程。在未来的6G,频谱将拓展到太赫兹,感知的能力会更进一步增强,给我们带来更大的想象空间。
2、通信感知一体化有什么用处?
作为5G-Advanced阶段研究的关键技术,6G的核心愿景之一,通感一体化可以给通信基站和终端叠加Buff,帮我们做很多事情,实现很多以前想象不到的目标。通感一体化的目标不在于取代雷达、摄像头或者其他传感器,它的最大优势在于“顺势而为”。
这是因为,基站作为通信基础设施是无处不在的,且在铁塔上,电源、天馈、传输等资源均具备,如果只需通过软件升级就可以拥有感知能力,何乐而不为呢?
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