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6G基站与终端协作感知关键技术报告.pdf

6G基站与终端协作感知关键技术报告.pdf
这份报告由IMT-2030 (6G) 推进组发布，重点探讨了**6G基站与终端协作感知（BS-UE Collaborative Sensing）**的关键技术、应用场景、性能评估及原型验证。它是网络化通感一体化（ISAC）进阶技术的重要组成部分，旨在通过基站与终端的资源互补，提升感知的覆盖范围、可靠性和精度。 以下是文档的核心内容总结： ### 1. 应用场景与工作模式 报告识别了协作感知在6G中的核心价值，主要覆盖以下场景： * **室外场景：** 包括智慧交通（实时监测车流、辅助自动驾驶）、智慧城市（气象监测、灾害预警）和数字孪生（环境重构、弥补感知盲区）。 * **室内场景：** 包括智慧工厂（资产追踪、安全监控）和智慧家庭（人员定位、跌倒检测）。 * **工作模式：** 分为“基站发-终端收”的下行感知模式和“终端发-基站收”的上行感知模式，并根据参与节点的数量细分为单/多基站与单/多终端的多种组合。 ### 2. 空口关键技术设计 为实现高效的通感一体化，报告提出了多项空口改进方案： * **参考信号设计：** 针对SRS序列进行改进方案设计，通过DFT变换降低峰均功率比（PAPR）；针对CSI-RS进行时域相位调制增强相关性。此外，引入了基于互质间隔和嵌套阵列的**非均匀映射**技术，以极低的资源开销实现高精度的测距与测速。 * **信令交互设计：** 详细定义了基站、终端、接入与移动性管理功能（AMF）及感知功能（SF）之间的交互流程，支持连接态、空闲态（Idle）和非激活态（Inactive）终端参与感知。 * **冲突避免与节能：** 提出了感知优先级的动态配置、速率匹配、资源抢占指示及部分取消机制，以解决感知与通信信号在物理资源上的冲突。同时，通过优化DRX（非连续接收）和唤醒信号（WUS）提升终端能效。 ### 3. 多终端信息融合算法 报告探讨了如何整合来自多个终端的感知数据： * **符号级融合：** 基于变分自编码器（VAE）的AI框架，利用神经网络的压缩与重构能力，降低回传开销并提升复杂环境下的目标分割性能。 * **信号级融合：** 提出基于降维的信号级融合检测算法，通过线性变换实现去相关和信噪比均衡，在多节点部署下展现出比传统方法更高的稳健性。 ### 4. 性能评估与原型验证 * **KPI指标：** 定义了检测率、虚警率、水平/垂直位置及速度精度、环境重构精度等评估指标。 * **仿真结果：** 实验数据表明，引入基站-终端协作后，感知精度可获得显著提升（如在室外场景中，90% CDF下的误差从1.08米降至0.23米）。 * **原型验证：** 报告展示了基于USRP硬件开发的移动目标轨迹追踪系统，验证了基于多普勒（Doppler）、时延（Delay）和角度（Angle）等多种方法的融合追踪能力，并证明了多算法加权融合能有效降低估计误差。 ### 5. 总结与展望 报告指出，基站与终端协作感知是推动移动通信网络从“可感知”向“高质量通感网”跃迁的关键力量。未来工作将聚焦于感知KPI的标准化、更深层次的通感空口融合研究，以及针对不同终端能力的感知节点选择策略，为2025年开启的3GPP 6G标准制定奠定技术储备。
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