科幻作家劉慈欣在作品《帶上她的眼睛中》有這樣一個(gè)設(shè)定：佩戴者戴上一副傳感眼鏡后，所看到的一切圖像、感受到的全部感覺(jué)，都將由超高頻信息波分享給另一個(gè)佩戴同款眼鏡的人，讓身處異地的對(duì)方獲得同樣的信息，身臨其境般體驗(yàn)遠(yuǎn)方。

其實(shí)，這并非是天馬行空的幻想，自5G網(wǎng)絡(luò)問(wèn)世以來(lái)，許多曾出現(xiàn)于《阿凡達(dá)》等科幻大片中的愿景被照進(jìn)了現(xiàn)實(shí)，讓我們不禁勾畫(huà)起“萬(wàn)物智聯(lián)”的藍(lán)圖。

在5G時(shí)代，想要真正實(shí)現(xiàn)“人機(jī)物”相融合，需借助一些仍待開(kāi)發(fā)的技術(shù)。而6G的發(fā)展將會(huì)進(jìn)一步加速新技術(shù)交互進(jìn)程，或許在不遠(yuǎn)的未來(lái)，我們真的可以實(shí)現(xiàn)多重感官、甚至情感和意識(shí)層面的聯(lián)通交互，理解他人所知，體會(huì)他人所感。

繼上期的"預(yù)"見(jiàn)6G新未來(lái):太赫茲究竟發(fā)揮了怎樣的作用?(內(nèi)附太赫茲技術(shù)白皮書(shū)下載)科普后，我們?cè)俅螏?lái)有關(guān)6G技術(shù)發(fā)展的新分享——通感一體化技術(shù)(JCAS/ISAC)。通過(guò)發(fā)展太赫茲技術(shù)，信息能傳遞得更多更快;而通過(guò)摸索通感一體化技術(shù)，一個(gè)“可控、可感、可知”未來(lái)的開(kāi)始初具雛形.....

01通信與感知

“相輔相成”的搭檔

通感一體化，顧名思義，就是無(wú)線通信與無(wú)線感知功能協(xié)同的新型信息處理技術(shù)。無(wú)線感知功能類似于汽車?yán)走_(dá)，可以感知周邊車輛的距離等方位信息，嚴(yán)格意義上，傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)不具備無(wú)線感知能力，實(shí)現(xiàn)的僅是基礎(chǔ)定位功能。起初，無(wú)線感知和無(wú)線通信兩種技術(shù)在各自的領(lǐng)域里“獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷”，并無(wú)太多交集。

隨著我們對(duì)6G網(wǎng)絡(luò)的暢想，研究者們發(fā)現(xiàn)無(wú)線通信與無(wú)線感知可以融合，進(jìn)而構(gòu)建出虛擬城市、智慧城市等愿景。在技術(shù)方面，無(wú)線通信頻段逐漸向毫米波、太赫茲和可見(jiàn)光等更高頻段發(fā)展，可以在不同頻段上應(yīng)用不同的感知功能;另一方面，無(wú)線通信與無(wú)線感知在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、信號(hào)處理與數(shù)據(jù)處理等方面可以融合設(shè)計(jì)，相互輔助，獲得更好的通信或者感知性能。

基于目前的業(yè)務(wù)需求與技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，通信與感知注定將成為6G時(shí)代基站和終端的“必備款”。相信在工業(yè)界和學(xué)術(shù)界同仁的努力下，通信感知一體化應(yīng)用領(lǐng)域會(huì)誕生出更多優(yōu)秀的技術(shù)路徑和方案。

02通感一體化

6G的新能力

通感一體化技術(shù)如同將“聽(tīng)”、“說(shuō)”和“看”相結(jié)合，這樣的組合可以為系統(tǒng)頻譜、硬件和信息處理效率帶來(lái)顯著提升，也為各種行業(yè)應(yīng)用提供了更豐富的手段。實(shí)際上，通感一體化技術(shù)并非只面向未來(lái)的6G，在目前5G的應(yīng)用場(chǎng)景中，業(yè)內(nèi)也開(kāi)始了相關(guān)的探索：例如中興通訊已完成業(yè)界首次基于低頻5G商用基站的通感融合測(cè)試驗(yàn)證 [1]，相信日后越來(lái)越多的公司也會(huì)加入到技術(shù)驗(yàn)證中來(lái)。

而隨著5G網(wǎng)絡(luò)在技術(shù)和業(yè)務(wù)兩個(gè)層面的演進(jìn)，6G 網(wǎng)絡(luò)預(yù)期將是移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、感知網(wǎng)絡(luò)和算力網(wǎng)絡(luò)的融合體。AI、數(shù)字孿生、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)與業(yè)務(wù)的發(fā)展，對(duì) 6G網(wǎng)絡(luò)的端到端信息處理能力提出了更高的要求，也為通感一體化技術(shù)的大顯身手提供了一柄“尚方寶劍”。

作為全頻譜網(wǎng)絡(luò)6G的助推之一，通感一體化技術(shù)可以覆蓋從傳統(tǒng)低頻段到可見(jiàn)光頻段(主要指390~830THz頻段)。在面向未來(lái)的應(yīng)用中，通感一體化技術(shù)能夠助力高精度定位、高分辨率成像、信道估計(jì)、信道測(cè)量以及虛擬環(huán)境重構(gòu)等服務(wù)進(jìn)階升級(jí)，扎根于多重領(lǐng)域：

智慧生活

利用無(wú)線信號(hào)實(shí)現(xiàn)智能網(wǎng)絡(luò)感知，擴(kuò)展無(wú)線信號(hào)的使用，能夠更高效地實(shí)現(xiàn)家居控制、安防監(jiān)控、行為監(jiān)測(cè)等功能。

醫(yī)療健康

高頻段工作的未來(lái)通信設(shè)備(基站、智能手機(jī)等)可通過(guò)通感一體化技術(shù)，在非接觸情況下測(cè)量人體健康指標(biāo)，完成健康檢測(cè)。并結(jié)合太赫茲成像和光譜檢查，助力醫(yī)療領(lǐng)域的身體檢查、心跳和呼吸頻率測(cè)量等新技術(shù)發(fā)展。

智能工廠

在未來(lái)，智能工廠可以基于通感一體化技術(shù)，完成產(chǎn)品檢測(cè)、計(jì)數(shù)、位置感知、無(wú)人區(qū)監(jiān)控、手勢(shì)識(shí)別、環(huán)境識(shí)別等功能，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、無(wú)人化轉(zhuǎn)型。

一般應(yīng)用

未來(lái)的通感一體化系統(tǒng)擁有更高的感知分辨率和感知精度，可捕獲更精細(xì)的活動(dòng)和手勢(shì)，從而實(shí)現(xiàn)更加智能方便的人機(jī)交互，幫助VR/AR、游戲、自動(dòng)駕駛、智能手機(jī)等領(lǐng)域“更上一層樓”;借助通信感知一體化系統(tǒng)頻譜和太赫茲譜識(shí)別技術(shù)，也能為危險(xiǎn)品安全檢查、生物醫(yī)學(xué)和環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域提供更精準(zhǔn)的服務(wù)。

03更精準(zhǔn)的目標(biāo)模擬和測(cè)試

加速6G未來(lái)

在通感一體化技術(shù)的研發(fā)過(guò)程中，對(duì)于感知目標(biāo)的模擬至關(guān)重要，因?yàn)槠浣Y(jié)果會(huì)影響研發(fā)的進(jìn)度和質(zhì)量。這一方面，羅德與施瓦茨的雷達(dá)目標(biāo)模擬器AREG800A，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)目標(biāo)對(duì)象的距離、角度、速度等參數(shù)的模擬，從而驗(yàn)證被測(cè)系統(tǒng)高精度定位目標(biāo)對(duì)象的能力。同時(shí)，羅德與施瓦茨將射頻前端(例如FE44)與AREG800A相互配合，從而實(shí)現(xiàn)毫米波頻段的感知樣機(jī)測(cè)試。

科技快速的發(fā)展使得人們的生活愈加豐富多彩，熠熠生輝。羅德與施瓦茨不斷探索前沿的測(cè)試測(cè)量技術(shù)，促進(jìn)6G的發(fā)展與成熟。6G技術(shù)的突破讓交流更加暢通無(wú)阻，創(chuàng)造一個(gè)萬(wàn)物互聯(lián)互通、人人“心有靈犀”的未來(lái)。

審核編輯：湯梓紅