6G(第六代移动通信技术)的总体愿景和关键技术（二）
2.2 通信感知一体化2.2.1 通信感知一体化概念通信感知一体化是指基于软硬件资源共享或信息共享同时实现感知与通信功能协同的新型信息处理技术，可以有效提升系统频谱效率、硬件效率和信息处理效率。通信与感知一体化技术将利用无线信号实现对目标定位、检测、成像和识别等感知功能，获取周围物理环境信息，挖掘通信能力，增强用户体验。通过内生的一体化频谱资源共享，硬件架构设计，空口设计、多点协作和信息的全方位交互，能在实现通信和感知能力的同时实现绿色节能，提升频谱效率和感知精度，最终实现全网的性能提升。范畴：在通信感知一体化中，感知能力聚焦无线信号感知，即通过分析无线电波的直射、反射、散射信号，获得对目标对象或环境信息（如属性和状态等）的感知，完成定位、测距、测速、成像、检测、识别、环境重构等功能，实现对物理世界的感知探索。通信与感知一体化技术实现基本分为三个阶段：①在通信与感知一体化设计之初，通信系统与感知系统共享物理平台和频谱资源，进而极大地提升频谱效率、能量效率和硬件等资源利用率，降低系统造价与成本，我们称之为通信与感知共存阶段，此阶段系统设计的主要原则是二者之间尽可能避免相互影响，也不存在相互辅助的考虑；②通信与感知的互助阶段，6G的空口设计，将集成6G的无线通信信号和6G的无线感知信号，从而使得6G网络既有通信功能，又有感知功能，同一网络，同一频谱，同一用户终端完成集成的通信与感知一体化服务，这将发挥极大的经济规模效应和投资效益；③基于能力互助阶段的进一步融合演进，通信与感知进入一体化成熟阶段，通信和感知的能力将实现频谱资源、硬件设备、波形设计、信号处理、协议接口、组网协作以及多点感知等全方位、多层次的深度融合，通信与感知将共惠双赢，实现全网的性能提升。https://pic1.zhimg.com/80/v2-69081735818122291ab71875d9938824_720w.webp2.2.2 通信感知一体化存在的难点和挑战①在通信与感知一体化理论研究方面，传统通信与感知系统具有独立的评价准则和理论边界，如通信采用香农理论而感知采用克拉美罗边界，可以看出两者无法直接融合。而在通信与感知一体化的研究中，要研究的就是将通信与感知信号进行一体化设计，从基础信息理论出发，提出一体化的评价准则和理论边界。②在硬件架构方面，通信与感知一体化系统面临的一个巨大挑战是需要兼容高精度的感知需求，因此大大增加了硬件系统的动态范围和复杂度，如何设计一个绿色节能又满足通信与感知双向需求的硬件系统架构是未来的重要研究难点之一，此外，随着感知能力对太赫兹频段的需求引入，相应的关健器件研制也成为未来的重点研究课题。③在空口与信号处理方面，通信与感知系统共享频谱资源，一体化的波形设计和空口关键技术是提升通信与感知一体化系统频谱效率和感知能力的关键所在。最后，结合一体化的网络设计，包含结合多点协同和分层设计等关键技术，达到通信和感知一体化系统的全网性能提升。2.3 智能超表面2.3.1 智能超表面概念智能超表面，也叫做“可重配智能表面”或“智能反射表面”。即RIS(Reconfigurable Intelligence Surface)，或IRS(Intelligent Reflection Surface)。RIS是一种新兴技术，能够定义新的无线传输和传播模式，并控制通信信道（重塑无线信道）。换句话说，RIS是一种包含电子可控和低功耗模拟处理元件的超表面。可实时调整无源反射元件的吸收、反射、折射和相位，从而将入射电磁信号引导到所需方向。反射信号的相位和振幅使有效信道增益最大化。RIS可以部署在不同的位置，并以最小的成本和努力附着在建筑物、车辆和室内墙壁等表面上。另一个优点是它与目前的无线电技术兼容，并在宽频带和频率范围内支持先进的无线波形和全双工和半双工通信。2.3.2 智能超表面应用场景①覆盖盲区消除当基站和终端之间有不可逾越的障碍物时，它们之间就是非视距信道，如果信号传播环境单一，缺乏反射径的话，终端所能接收到的信号是非常微弱的。这是，可通过RIS操控反射波束，对准位于盲区的终端并动态跟踪，这就相当于创建了虚拟的视距路径，扩展了小区的覆盖范围。https://pic3.zhimg.com/80/v2-eb357b3bf8607fcbdf729382f982de5a_720w.webp
②物理层辅助安全通信。当网络探测到窃听者或者非法用户时，可以利用调控RIS的反射信号的相位，让其和直射信号在接收时进行抵消，从而减少信息泄露。https://pic3.zhimg.com/80/v2-0392ca5406a7fa3f3717d08df2e1765e_720w.webp
③多流传输增秩当信号传输的环境较为简单时，往往缺乏独立的多径，难以实现足够的多流传输。通过RIS的反射，可以人为增加信号传播路径，更好地实现多流传输，提升热点用户的吞吐量。https://pic4.zhimg.com/80/v2-e2643f6c61a819c2bbf822587d1b0cb7_720w.webp
④边缘覆盖增强当终端（下图中的终端1）位于小区边缘时，使用RIS动态操控服务小区和邻区的反射信号，使服务小区的信号同相叠加增强，来自邻区的信号则反相叠加抵消，从而有效消除邻区干扰。https://pic1.zhimg.com/80/v2-d994cf28a5fc64cd9ac115a6d0f1c454_720w.webp
⑤大规模D2D通信。RIS可以通过对多路信号的智能反射，可以起到干扰抑制的作用，并同时进行低功率传输，有助于实现大规模的D2D通信。https://pic2.zhimg.com/80/v2-16d42d236eb6fbdcb85798ff67a2b2e5_720w.webp
页:
[1]