【6G智能感知】2023年第9期专题论文链接（14篇）
2023年第9期
【6G智能感知】专题论文集合
本期专题【6G智能感知】
王光健
华为技术有限公司中央研究院无线技术实验室无线高级技术专家，工信部IMT-2030(6G)推进组无线技术工作组通信与感知一体化任务组组长，主要负责面向无线高频通信、感知关键技术和硬件系统的新技术研究和原型验证，曾主持研发出多款业界最高性能的高频通信系统与原型样机以及通信与感知一体化系统与样机，主持和承担国家863计划专题项目、国家重点研发计划项目，已申请专利30余项、发表论文20余篇。
杨明磊
西安电子科技大学教授，IMT2030(6G)推进组通信感知一体化任务组副组长，电子学会高级会员，中国通信学会无线移动通信委员会委员。主要研究方向为通信感知一体化、雷达信号处理、阵列信号处理、分布式阵列信号处理。获中国发明专利金奖、省部级科技进步奖二等奖和三等奖各1项。主持多项国家自然科学基金、基金重点项目、航天科学基金、航空科学基金项目与研究所、企业的关键技术攻关项目。已在国内外核心期刊、会议上发表学术论文100余篇，获得国家发明专利授权60余项。
在过去的几年中，学术界和产业界针对通信感知一体化技术展开了深入研究和热烈讨论。随着新频段、新带宽、新应用的不断引入，无线通信系统将具有原生的感知能力。无线网络一方面通过电波传播特性探索物理世界，提供全天候的高精度定位与跟踪、环境重构与成像等感知服务。另一方面，利用多维度感知信号融合辅助提升高速率通信业务。2023年初，随着通信感知一体化技术被正式纳入ITU 6G愿景，通信感知一体化技术从产学研研究阶段迈入标准化阶段。在我国，IMT-2030(6G)推进组通感一体化任务组发布了通感白皮书，讨论通感一体化潜在关键技术和原型验证，为我国在未来通感一体化标准化领域奠定了技术基础。在标准化中，3GPP TR 22.837文档讨论了多项感知应用场景和用例，为未来通感一体化信道模型、空口技术等奠定了基础。
最后，随着产学研三方面不断的推进，通信感知一体化技术将在场景需求、信道模型、空口技术、网络架构、系统评估、原型验证等方面持续开拓创新，使能数字孪生，服务千行百业，从万物互联走向万物智能新时代。
——王光健 杨明磊
《移动通信》2023年第9期专题论文（共14篇）
6G通感算一体化网络架构和关键技术研究
王友祥1，裴郁杉1，黄蓉1，唐雄燕1，卢琰琳2
（1.中国联合网络通信有限公司研究院，北京 100048；
2.中国联合网络通信有限公司上海市分公司，上海 200082）
【摘 要】面向2030及未来，融合通信、感知和计算的6G网络成为社会数字化转型的基础。目前业界更多的开展通信感知一体化的研究工作，因此从网络系统架构设计和应用部署的角度出发，提出了通感算一体化网络架构设计方案，并介绍了系统功能、无线空口设计、多模态协同感知、算力供给、业务编排、网络调度、安全等关键技术；最后给出了面向通感算一体化服务的网络和服务性能指标体系设计。
【关键词】6G；6G网络架构；通感算一体网络架构；通感融合；通算融合
6G通感一体化组网理念及关键架构研究
杨艳，张忠皓，李福昌
（中国联合网络通信有限公司研究院，北京 100048）
【摘 要】ITU已经明确将通感融合做为6G主要技术方向，因此需要将通信和感知的需求有机的融入6G网络架构中，需要在现有的5G架构上进行较大的调整，从而满足基于通信+感知+N的多种6G业务融合的需求。首先从6G通感一体化组网的需求进行分析，给出智能化、面向用户化的6G通感融合组网建议，然后开展多域/多层融合、多频协调、多节点部署的架构研究，分析其特点、适用范围和算力能力等，最后对面向通感融合的6G网络的空口技术开展研究。
【关键词】融合通感；网络架构；空口设计
高精度定位新范式：通信定位一体化技术及应用
温嘉盼1，易轩2，韩凯峰3，陈力1
（1.中国科学技术大学无线网络通信实验室，安徽 合肥 230026；
2.中国信息通信研究院泰尔终端实验室，北京 100191；
3.中国信息通信研究院移动通信创新中心，北京 100191）
【摘 要】随着自动驾驶、智能工厂和增强现实等新型业务的迅速发展，新一代移动通信系统（6G）对高精度定位的需求日益迫切。为满足6G智能感知应用厘米级定位精度的需求，通信定位一体化技术作为一种高精度定位新范式被重点研究。首先回顾了无线定位的定义和分类、基础定位方法以及性能衡量指标。随后，简要概述了6G通信定位一体化的背景和定义。进一步地，深入讨论了通信定位一体化关键技术及6G典型业务场景，重点关注相较于传统蜂窝网络定位，6G通信定位一体化关键技术所独有的优势与挑战。在此基础上，对6G通信定位一体化的未来研究方向进行了展望。
【关键词】通信定位一体化；6G；智能感知；高精度定位；蜂窝网络
基于深度去噪的无线信道感知网络模型及性能分析
祖克珂1,2，袁玉2，贺禹涵2，鲁坚2，刘强1，杨鲲1
（1.电子科技大学长三角研究院（衢州），浙江 衢州 324000；
2.深圳大学数学与统计学院，广东 深圳 518060）
【摘 要】随着大规模天线阵在基站端的部署，信道矩阵变得越来越稀疏，因此传统的信道矩阵具备了图像的特性，可以将稀疏的信道矩阵视为二维自然图像，借助深度学习的网络模型进行感知和估计。提出了一种新型信道图像的生成方式，解决了传统信道图像的获取依赖于天线几何尺寸的问题。更进一步地，借鉴深度学习在图像降噪方面的应用，提出了一种基于深度学习去噪的信道感知网络模型，将带噪声的信道矩阵视为信道图像，作为输入张量，通过深度去噪网络对噪声进行学习和消除，输出干净的信道图像作为信道感知的结果。仿真结果表明，与LMMSE基准算法相比，所提基于深度去噪的信道感知网络模型在超低信噪比下具有更好的性能。在高信噪比下，可以达到近似LMMSE的性能，且具备更低的实现复杂度。
【关键词】信道信息感知和估计；信道图片的生成；深度去噪网络
通信感知一体化波形性能分析
梁之昱1，杨明磊1，刘楠1，徐姣姣2，曾昭赫1
（1.西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室，陕西 西安 710071；
2.华为技术有限公司，上海 200001）
【摘 要】为了缓解未来移动通信系统中海量通信设备接入网络导致通信频段与雷达频段的相互交叠，同时进一步提高系统频谱效率与降低硬件成本，通信感知一体化成为未来综合电子信息系统的发展趋势。旨在对下一代通信感知一体化潜在波形进行深入分析，着重探讨其通信和感知性能，通过仿真分析不同波形的模糊函数、峰值旁瓣比、误码率和峰均比等性能指标，为未来的感知应用场景提供理论基础和探索方向。
【关键词】通信感知一体化；模糊函数；峰值旁瓣比；误码率；峰均比
面向5G NR车联网的感知辅助通信低开销传输技术
李韫鑫1，刘凡1，杜振1,2，袁伟杰1
（1.南方科技大学，广东 深圳 518055；
2.南京信息工程大学，江苏 南京 210044）
【摘 要】5G NR的发展给车联网带来了全新的可能和机遇。为了在高机动性的车联网中准确获取信道状态信息，车辆和基站之间频繁发射的导频和参考信号在保证通信链路稳定的同时也增加了大量的信令开销。为了解决这一问题，在基于5G NR协议与通感一体化传输技术的基础上利用扩展卡尔曼滤波算法实现对车辆的预测和跟踪。基于基站的主动感知能力降低波束管理开销，并对所降低的开销进行了具体数值分析。链路级仿真的实验结果表明，在车联网系统中利用通感一体化技术，在降低开销的同时，提高了波束跟踪的准确性与通信系统的吞吐量。
【关键词】车联网；通感一体化；5G NR；波束跟踪
通感一体化中的感知非理想因素及其消除方法
丁圣利，李健之，陈保龙，姚健，姜大洁，秦飞
（维沃移动通信有限公司，北京 100015）
【摘 要】通感一体化在学术界和产业界都引起了广泛的关注和研究热潮，并被国际电信联盟ITU确定为6G的六大应用场景之一。在通信系统中引入感知功能时，由器件的非理想性引起的一些问题对于感知性能有着决定性的影响，称之为感知非理想因素。将从感知非理想因素的背景入手，进而分析四项感知非理想因素对于感知性能的影响。对于部分感知非理想因素，梳理了几种消除方法及其原理。最后，通过仿真或样机测试的方法，直观地展示了感知非理想因素的影响。特别地，在样机测试中，通过参考径方法进行感知非理想因素的消除，获取较好的效果。
【关键词】6G；通感一体化；感知非理想因素；时钟偏差；本振频率偏移；通道不一致性；时域随机相位
深度学习辅助的通感一体化V2I网络
波束预测
徐飞杭，李旻，李荣鹏，赵明敏
（浙江大学信息与电子工程学院，浙江 杭州 310013）
【摘 要】在V2I网络中，为了提高多车辆通信的总可达率和公平性，研究通感一体化与深度学习辅助V2I通信性能优化问题。采用卷积神经网络与长短期记忆网络相结合的方式用于波束形成预测。该网络包含两个子网络，分别用于获取车辆的状态信息和功率分配方案，然后计算波束形成向量。所设计的网络综合了监督学习和无监督学习的特点，在保证用户公平性的同时，最大限度地提高总可达率。仿真结果表明，与现有的基准方案对比，所提算法能显著提高系统的总可达率和公平性。
【关键词】通感一体化；波束跟踪；波束形成预测；深度学习；功率分配
基于深度展开神经网络的融合感知
通信场景信道估计
杨佳攀1,2，陈为1,2，艾渤1,2
（1.北京交通大学电子信息工程学院，北京 100044；
2.先进轨道交通自主运行全国重点实验室，北京 100044）
【摘 要】为了提高毫米波大规模MIMO系统中信道估计的准确性，将雷达感知与通信系统融合，提出一种基于深度展开神经网络的雷达辅助通信信道估计方法。该方法首先利用雷达的回波信号获取目标的角度，并将角度信息传输给通信模块。在通信模块中，将信道估计问题转化为稀疏信号恢复问题。利用感知获得的角度信息作为先验信息，设计了一种新的软阈值收缩函数，并提出了一种先验信息辅助的深度展开信道估计神经网络。仿真结果表明，提出的信道估计方法相较于现有的压缩感知类方法和深度学习类方法具有更低的信道估计误差。
【关键词】感知；通信；深度展开；信道估计
基于通感一体化的6G无人机网络
张燕霞1，刘向南1，孙春蕾1，李浩进2，张海君1
（1.北京科技大学，北京 100083；
2.索尼（中国）有限公司研究与开发中心无线网络部，北京 100027）
【摘 要】面向UAV智能感知和数据传输任务，设计了一种灵活高效的通感一体化资源优化方案。其中，UAV负责感知地面用户并将感知到的数据发送给基站。引入雷达互信息衡量UAV感知性能，并进一步考虑UAV能耗问题，在此基础上，采用联邦Q学习算法，联合优化UAV的发射功率和轨迹，实现系统互信息最大化。仿真结果表明，所提算法能够在保证感知数据高效传输的基础上，有效解决基于ISAC的UAV网络资源优化问题，联合提升系统通信和感知互信息。
【关键词】6G；通感一体化；无人机集群；轨迹优化；联邦学习
面向6G智能协作感知的无人机通信系统
吴韵怡1，刘晨熙1，蔡昌俊2，彭木根1
（1.北京邮电大学信息与通信工程学院，北京 100876；
2.广州市地铁集团有限公司，广东 广州 510330）
【摘 要】无人机通信具有强视距、覆盖范围广、灵活部署等优势，与通感一体化技术结合，有望进一步提升用户对通信及感知的极致性能需求，支撑高清视频传输、增强/虚拟现实以及智慧城市等新兴应用。面向第六代（6G）移动通信系统的感知需求，概述实现智能协作感知的多无人机通信系统的组网体系架构以及性能评估方式。在此基础上，讨论支撑智能协作感知的关键赋能技术，最后总结了面向6G智能协作感知的无人机通信系统的未来发展方向及挑战等。
【关键词】无人机通信；协作感知；6G；通信感知一体化；通信增强感知；智能服务
基于通感算应用的6G自智算力光网
解决方案
林键，余维阳
（中国移动通信集团广东有限公司汕头分公司，广东 汕头 521000）
【摘 要】论述一种光层大数据的应用方案，基于光路光功率采集并结合光传输设备AI算力解决传输光路发生中断时，如何及时准确判断故障根因，从而有效缩短故障处理时长。本方案模型从光模块的毫秒级光功率数据采集到光传输设备利用嵌入式AI算力对故障波形进行特征提取，再到上层的OMC网管大数据模型识别网络级故障的通感算一体化算法，实现了传输光路中断智能化定界定位。从理论模型分析到现网验证，系统自动感知准确率能够有效支撑传输光网的自智运维，夯实全光运力的智能化底座。
【关键词】6G；光层大数据；AI算力；通感算一体化
车联网场景下的视觉辅助太赫兹多用户
波束跟踪
王洋，杨闯，彭木根
（北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室，北京 100876）
【摘 要】太赫兹车联网场景中车辆的高移动性导致传统波束管理方案建立的通信链路容易中断，基于视觉辅助的波束管理可以有效降低链路中断概率，但用户的多接入与数量不确定性使得多用户太赫兹波束管理时间复杂度成本难控制。针对这一问题，优化现有视觉辅助的深度学习预测方法，提出一种改进的双模深度学习模型，利用多用户历史波束信息以及图像信息协同训练。通过提取历史波束以及图像信息的时序变化特征，对太赫兹车联网场景下的多移动车辆进行多波束预测，从而实现多用户波束同时跟踪。实验验证表明所提方法对比现有基于波束索引、基于图像处理的方案具有更高的跟踪精准率以及较低的复杂度。
【关键词】太赫兹；视觉辅助；多用户；波束跟踪
通感一体化中感知辅助通信的发展现状与展望
李佳澎，张奇勋，马丁友
（北京邮电大学，北京 100876）
【摘 要】通信感知一体化是6G的标志性特征之一，而通感一体化系统的核心理念是让通信与感知两个独立的功能在同一个系统下互利互惠，即通感一体化系统并不是孤立的提供感知服务，这些服务还可以用于反向促进并提升系统自身的通信质量。首先介绍了通感一体化系统的设计理念与融合层次；然后阐述了通感一体化系统中感知辅助通信的基本原理与思想；最后介绍了感知辅助通信实现过程中的使能技术与应用方向，为6G通感一体化技术中感知辅助通信的发展和应用提供参考。
【关键词】通信感知一体化；6G；感知辅助通信
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空天地海一体化网络 | 2023年第7期专题论文（13篇）
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