中國聯(lián)通6G通感算一體化系統(tǒng)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)白皮書 2023

中國聯(lián)通6G通感算一體化系統(tǒng)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)白皮書中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司研究院下一代互聯(lián)網(wǎng)寬帶業(yè)務(wù)應(yīng)用國家工程研究中心本白皮書基于中國聯(lián)通對于通信感知計算一體化系統(tǒng)架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)的深入研究，從運營商開展網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和應(yīng)用部署的角度出發(fā)，介紹了通信感知計算一體化的應(yīng)用場景、分析了未來一體化系統(tǒng)設(shè)計面臨的挑戰(zhàn)，提出了通感算一體化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計方案，并詳細闡述了網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、無線空口、多模態(tài)協(xié)同感知、算力供給、系統(tǒng)安全、業(yè)務(wù)編排和網(wǎng)絡(luò)調(diào)度以及服務(wù)性能指標(biāo)等關(guān)鍵技術(shù)。6G通信感知計算一體化尚處于研究階段，需要持續(xù)研究，逐漸形成業(yè)界共識。本白皮書的版權(quán)歸中國聯(lián)通所有，未經(jīng)授權(quán)，任何單位或個人不得復(fù)制或拷貝本白皮書之部分或全部內(nèi)容。中國聯(lián)通6G通感算一體化系統(tǒng)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)白皮書聯(lián)合編寫單位及編寫組成員：(排序不分先后)總策劃：李紅五、馬紅兵、唐雄燕、王明會、范斌、王波編委會：王友祥，裴郁杉，黃蓉，梁輝，李瑞華，常瀚文，龐博，范琨，李樂，程奧林，劉珊，黃倩，李先達，陳杲，吳越，周偉，陳瑤華，劉歡歡中國聯(lián)通6G通感算一體化系統(tǒng)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)白皮書1.6G通感算一體化應(yīng)用場景 2 3 4 52.6G通感算一體化服務(wù)面臨的挑戰(zhàn) 7 8 8 9 3.4.服務(wù)層 中國聯(lián)通6G通感算一體化系統(tǒng)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)白皮書 4.1.無線空口關(guān)鍵技術(shù) 4.1.1.通感算一體化信號波形設(shè)計 4.1.2.通感算一體化多天線技術(shù) 4.2.網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同感知技術(shù) 4.3.計算服務(wù)關(guān)鍵技術(shù) 4.4.融合服務(wù)編排 4.5.網(wǎng)絡(luò)協(xié)同調(diào)度 5.總結(jié)與展望 縮略語 參考文獻 附件1:不同階段可實現(xiàn)的感知指標(biāo) 中國聯(lián)通6G通感算一體化系統(tǒng)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)白皮書根據(jù)ITU-R"IMT面向2030及未來發(fā)展的框架和總體目標(biāo)建議書”[1],未來6G將包含沉浸式通信、超大規(guī)模連接、極高可靠低時延、通信與智能融合、感知與通信融合、泛在連接等六大典型應(yīng)用場景。通過與其他技術(shù)的結(jié)合，如先進計算、人工智能、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等，6G將實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)性能和服務(wù)能力躍升，全面引領(lǐng)經(jīng)濟社會數(shù)字化智能化綠色化轉(zhuǎn)型[2]。6G典型應(yīng)用場景將在5G三大場景基礎(chǔ)上進行增強和擴展，提供新的服務(wù)能力和應(yīng)用價值。一方面，6G將在5G三大通信使用場景基礎(chǔ)上不斷擴展，以可持續(xù)發(fā)展的方式拓展移動通信能力邊界；另一方面，6G也將擴展到通信使用場景之外，引入人工智能、感知、計算等服務(wù)場景。未來，6G能夠?qū)崿F(xiàn)人、機、物的泛在智能連接、物理世界和虛擬世界的融合交互，成為承載新用戶、賦能新應(yīng)用的新型數(shù)字信息基礎(chǔ)設(shè)施。面向2030年及未來，人類將進入智能化時代，數(shù)字化、智能化和綠色化將是社會發(fā)展的趨勢。從移動互聯(lián)，到萬物互聯(lián)，再到萬物智聯(lián)，未來全新的場景及應(yīng)用需求將極大拓展移動通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的能力邊界，6G將有效服務(wù)智能化生產(chǎn)與生活，通過人機物智能互聯(lián)、協(xié)同共生，帶來數(shù)字經(jīng)濟與實體經(jīng)濟的全面融合，推動社會普惠智能、綠色健康可持續(xù)發(fā)展，滿足經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展需求。中國聯(lián)通6G通感算一體化系統(tǒng)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)白皮書1.1.通信服務(wù)通信服務(wù)是移動通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)業(yè)務(wù)。6G網(wǎng)絡(luò)作為5G網(wǎng)絡(luò)的繼承者，在網(wǎng)絡(luò)能力上將會大幅度提高，可以實現(xiàn)更高的傳輸速率、更低的傳輸時延、更大的用戶接入能力、更好的頻率效率，還將具備智慧內(nèi)生、多維感知、安全內(nèi)生等能力，將超越5G現(xiàn)有的個性化通信服務(wù)，滿足未來人們對通信服務(wù)的所有需求。6G網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)區(qū)域也將會從地面擴展至空天地海，實現(xiàn)立體的無縫連接覆蓋，隨時隨地滿足安全可靠的“人、機、物”無限連接需求。同時，6G將持續(xù)拓展移動通信能力邊界，全面引領(lǐng)經(jīng)濟社會數(shù)字化、智能化和綠色化轉(zhuǎn)型，最終實現(xiàn)“萬物智聯(lián)、數(shù)字孿生”的美好愿景和總體目標(biāo)建議書”定義了15個能力指標(biāo)，與5G相比，IMT-2030能力指標(biāo)分為兩類，即針對IMT-2020增強的功能和支持IMT-2030擴展使用場景的新功能，每種功能在不同的使用場景中可能具有不同的相關(guān)性和適用性。其中，針對IMT-2020增強的功能包括峰值速率、用戶體驗速率、頻譜效率、區(qū)域流量密度、連接數(shù)密度、移動性、時延、可靠性、安全隱私韌性性能9個指標(biāo)，支持IMT-2030擴展使用場景的新功能包括覆蓋、感知相關(guān)指標(biāo)、Al相關(guān)指標(biāo)、可持續(xù)性性能指標(biāo)、互操作、定位6個指標(biāo)。中國聯(lián)通6G通感算一體化系統(tǒng)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)白皮書6G網(wǎng)絡(luò)通過利用通信信號實現(xiàn)對電波傳播環(huán)境以及其中目標(biāo)物的檢測、定位、識別、成像等感知功能，獲取相關(guān)信息并智能分配網(wǎng)絡(luò)資源，提供感知服務(wù)。從感知方式上，根據(jù)是否主動發(fā)射用于感知的電磁波，可將6G感知分為主動感知與被動感知。主動感知是指感知者主動發(fā)射電磁波，經(jīng)目標(biāo)對象反射后，感知者接收回波信號，進行處理分析感知。被動感知是指感知者通過接收來自目標(biāo)對象的電磁波(目標(biāo)對象主動發(fā)射電磁波或者反射其他電磁波)進行感知。根據(jù)感知者與感知目標(biāo)對象是否進行信息交互，可將感知分為交互感知與非交互感知，其中交互感知是指雙方對用于感知的電磁波的信息進行交互[5]。此外，6G網(wǎng)絡(luò)還需要支持其他模式的感知信息協(xié)同，如溫度計、濕度計、氣壓計、陀螺儀、加速度計、重力傳感器等接觸式感知，以及光感知、聲感知等非接觸式感知，從而能夠提供更加豐富的感知服務(wù)。從6G網(wǎng)絡(luò)本身考慮，感知服務(wù)可以分為對外感知服務(wù)和對內(nèi)感知服務(wù)兩大類。對外感知是指感知網(wǎng)絡(luò)外部環(huán)境和物體，包括物理環(huán)境(目標(biāo)運動狀態(tài)檢測與識別、目標(biāo)成像等)等，基于感知能夠提供的服務(wù)包括高精度定位、高分辨率成像、參數(shù)測量(速度測量、距離測量、角度測量)、手勢/動作識別、生命體征監(jiān)測、環(huán)境中國聯(lián)通6G通感算一體化系統(tǒng)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)白皮書監(jiān)測、入侵檢測等。對內(nèi)感知是指感知6G網(wǎng)絡(luò)自身運營狀態(tài)等，包括電磁環(huán)境(信道狀態(tài)、頻譜質(zhì)量、電磁干擾等)、不同業(yè)務(wù)的需求(傳輸速率、通信時延、算力要求等)、網(wǎng)絡(luò)物理與數(shù)字空間狀態(tài)(網(wǎng)元設(shè)備運行狀態(tài)及資源使用情況、Al訓(xùn)練模型庫、數(shù)字孿生網(wǎng)絡(luò)運行狀態(tài)等)等[7]。此外，隨著感知業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，未來許多物聯(lián)場景對終端設(shè)備提出了低功耗的需求，如在高空、高溫、輻射等嚴(yán)苛環(huán)境下或?qū)υO(shè)備體積敏感的植入式醫(yī)療、倉儲物流等終端設(shè)備。在這些場景中，感知終端不方便使用或頻繁更換電池，因此未來6G網(wǎng)絡(luò)也需要考慮支持低功耗的感知服務(wù)和無線供能服務(wù)。隨著產(chǎn)業(yè)和社會的數(shù)字化進程加快，“算力”作為數(shù)字社會的生產(chǎn)要素，其需求呈現(xiàn)指數(shù)級增長的趨勢，6G網(wǎng)絡(luò)引入新的資源維度，包括多樣性的算力資源、存儲資源、數(shù)據(jù)類型、計算模型等，實現(xiàn)多維度資源聚合，協(xié)同提供計算服務(wù)。根據(jù)服務(wù)對象的不同，計算服務(wù)可以分為對外計算服務(wù)和對內(nèi)計算服務(wù)。未來很多6G應(yīng)用會是計算密集型的，如全息通信、協(xié)作機器人、沉浸式XR、3D虛擬現(xiàn)實、數(shù)字孿生等，同時這些應(yīng)用具有極致性能的需求，因此6G需要按需提供實時的計算服務(wù)，將終端側(cè)、邊緣側(cè)、網(wǎng)絡(luò)側(cè)和云端的多維計算資源通過網(wǎng)絡(luò)化的方式中國聯(lián)通6G通感算一體化系統(tǒng)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)白皮書進行協(xié)同管理，靈活調(diào)度，保障業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量。對內(nèi)服務(wù)主要是面向6G網(wǎng)絡(luò)自身的多維度、非線性等復(fù)雜問題而提供的高效計算服務(wù)，以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)本身的智能管控、資源編排與優(yōu)化，并實現(xiàn)全域全量數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的數(shù)字化運維和端到端的QoS感知保障，提升網(wǎng)絡(luò)智能化水平，提高業(yè)務(wù)服務(wù)能力和資源使用效1.4.通信感知計算一體化服務(wù)利用軟硬件資源的協(xié)同與共享，通信、感知和計算融合一體可以實現(xiàn)多維感知、協(xié)作通信、智能計算功能的深度融合和互惠增強，從而能夠?qū)ξ锢硎澜邕M行觀測并采樣，開啟物理世界與數(shù)字世界融合的通道，提供定位、測距、測速、成像、檢測、識別等多元化能力，極大滿足超高分辨率和精度的應(yīng)用需求，如包括產(chǎn)業(yè)升級領(lǐng)域中的位置感知、接近檢測、缺陷檢測、無人監(jiān)控、環(huán)境重構(gòu)、數(shù)字孿生等，社會治理領(lǐng)域的環(huán)境監(jiān)測、危險物品探測等，智慧生活領(lǐng)域的手勢和動作識別、安防監(jiān)控、行為監(jiān)測、健康監(jiān)測等。當(dāng)通信、感知、計算是相互獨立的系統(tǒng)和功能時，它們服務(wù)的目標(biāo)對象均是系統(tǒng)外部的客戶或者消費者。未來6G系統(tǒng)的感知和計算功能，不僅可以提供對外的業(yè)務(wù)服務(wù)，同時也可以服務(wù)于6G網(wǎng)絡(luò)本身。若將感知和計算(包含Al)分別視為一種工具，協(xié)同通信功能，三者之間可以相互輔助、功能增強。通過對業(yè)務(wù)需求(傳中國聯(lián)通6G通感算一體化系統(tǒng)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)白皮書輸速率、通信時延、算力要求、性能指標(biāo)等)、網(wǎng)絡(luò)物理與數(shù)字空間狀態(tài)(網(wǎng)元設(shè)備運行狀態(tài)及資源使用情況、Al訓(xùn)練模型庫、孿生網(wǎng)絡(luò)運行狀態(tài)、算力負載等)等進行感知，從而實現(xiàn)業(yè)務(wù)加載時的預(yù)配置和動態(tài)調(diào)整，提升6G網(wǎng)絡(luò)的通信能力；并根據(jù)對計算資源和計算服務(wù)的部署位置、實時狀態(tài)、負載信息和業(yè)務(wù)需求的感知，合理分配計算任務(wù)，實現(xiàn)高效計算服務(wù)?；谕ㄐ?、感知和計算的融合一體設(shè)計，可以實現(xiàn)整體網(wǎng)絡(luò)性能提升。6G作為新一代智能化綜合數(shù)字信息基礎(chǔ)設(shè)施，將與人工智能、大數(shù)據(jù)、先進計算、區(qū)塊鏈等信息技術(shù)交叉融合，實現(xiàn)通信與感知、計算、控制的深度耦合，成為服務(wù)生活、賦能生產(chǎn)、綠色發(fā)展的基本要素。6G系統(tǒng)通過感知服務(wù)對物理世界進行采樣同時構(gòu)建數(shù)字世界，通過通信服務(wù)為物理世界提供連接，通過計算服務(wù)對通信和感知的過程和數(shù)據(jù)進行處理。如果以數(shù)據(jù)為中心，感知則進行數(shù)據(jù)采集，通信則是數(shù)據(jù)傳輸，計算是數(shù)據(jù)處理。因此，除了信息傳遞者之外，6G還將扮演信息生產(chǎn)者和信息加工者的角色。中國聯(lián)通6G通感算一體化系統(tǒng)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)白皮書2.6G通感算一體化服務(wù)面臨的挑戰(zhàn)6G通感算一體化服務(wù)要求在同一個設(shè)備、相同頻譜上同時支持通信和感知服務(wù)，并能夠提供實時的計算能力，未來可以進一步支持無線傳能服務(wù)，然而通信系統(tǒng)的頻譜資源是有限的，多業(yè)務(wù)的頻譜共用對運營商提出了挑戰(zhàn)：6G網(wǎng)絡(luò)擁有海量的節(jié)點，包括網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè)備和用戶側(cè)設(shè)備，通感算一體化的服務(wù)將產(chǎn)生大量的感知數(shù)據(jù)、模型數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)信息數(shù)據(jù)的傳輸需求。同時，無線空口的感知功能引入了感知鏈路，新功能的引入會帶來嚴(yán)重的干擾問題和資源擁擠，對運營商有限的頻譜資源提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。因此，需要考慮海量節(jié)點的合理有效接入，在保障業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量的基礎(chǔ)上，更加高效地在各個功能維度上分配調(diào)度頻譜資源，提升網(wǎng)絡(luò)的資源利用率。6G通信、感知和傳能服務(wù)在波形設(shè)計、波束賦形、覆蓋強度等方面具有不同的性能目標(biāo)和要求。此外，6G感知業(yè)務(wù)需要同時支持導(dǎo)航、模式識別、成像、運動、重構(gòu)等多類型業(yè)務(wù)，并可按時、按區(qū)域地進行管控，實現(xiàn)不同精度的感知性能。因此，運營商需要結(jié)合不同頻段的物理特性，靈活設(shè)計頻率使用策略，以滿足不同業(yè)務(wù)的性能要求，同時網(wǎng)絡(luò)的運營復(fù)雜度和維護成本會大幅增加。中國聯(lián)通6G通感算一體化系統(tǒng)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)白皮書根據(jù)主設(shè)備廠家基站設(shè)備的測試結(jié)果，2019年5G的單位比特能耗是4G的20%,但由于5G峰值速率的提升，5G單站的能耗是4G單站的4倍。隨著技術(shù)的發(fā)展進步，5G系統(tǒng)的能耗有所降低，預(yù)測2025年5G的單站能耗將仍為4G單站的2倍[8][9]。相比2019年，2022年我國基站總數(shù)增長了28.8%,基站[10][11],同時運營商的基站電費從億元，增長了44.5%[10][11]。據(jù)測，2026年國內(nèi)運營商全部升級5G后，電力消耗將達到全國總用電量的2.1%[12]。因此，未來6G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和新能力的引入將進一步加劇能耗問題：高精度的感知和更大帶寬的通信，需要引入高頻通信和大規(guī)模陣列天線技術(shù)，更多的硬件設(shè)備將進一步提升基站的功耗；感知和計算服務(wù)帶來海量感知數(shù)據(jù)的獲取、處理和傳輸，同樣帶來額外的能耗開銷。未來6G終端種類差異巨大，網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)需求更加多樣化，不同業(yè)務(wù)對6G網(wǎng)絡(luò)性能的要求差異巨大。例如感知業(yè)務(wù)包括成像、測距和定位等多種類型，感知精度要求也千差萬別，需要6G網(wǎng)絡(luò)能夠同時滿足不同業(yè)務(wù)的性能要求，保證服務(wù)質(zhì)量。如果采用“全量”中國聯(lián)通6G通感算一體化系統(tǒng)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)白皮書部署的方式，將會大幅增加網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度，提高網(wǎng)絡(luò)建設(shè)運維成本，運營商面臨諸多挑戰(zhàn)：多樣化的業(yè)務(wù)需求，需要網(wǎng)絡(luò)支持即插即用的能力，通過開放統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，能夠靈活調(diào)度網(wǎng)絡(luò)資源，按需提供服務(wù)，實現(xiàn)對不同類型的感知服務(wù)、傳能服務(wù)和計算服務(wù)的多樣性網(wǎng)絡(luò)應(yīng)支持靈活的通感算一體化協(xié)議功能，簡化處理流程，降低處理復(fù)雜度，同時，根據(jù)業(yè)務(wù)需求支持靈活路由處理和分布實時控制；>如果6G延續(xù)之前“先建后用”的網(wǎng)絡(luò)部署思路，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和部署成本將持續(xù)高居不下。因此，在保證業(yè)務(wù)體驗的前提下，需要探索更加靈活的網(wǎng)絡(luò)部署方式，可根據(jù)業(yè)務(wù)需求加載網(wǎng)絡(luò)功能，以降低網(wǎng)絡(luò)部署成本和能耗。6G通感算一體化架構(gòu)構(gòu)成了數(shù)據(jù)驅(qū)動的網(wǎng)絡(luò)智能閉環(huán)系統(tǒng)。感知產(chǎn)生數(shù)據(jù)、通信傳輸數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)計算處理產(chǎn)生結(jié)果，進行自動決策以提升網(wǎng)絡(luò)性能或作為服務(wù)提供給上層應(yīng)用。因此，6G網(wǎng)絡(luò)及其承載的海量數(shù)據(jù)的安全是上層應(yīng)用安全和可信的基礎(chǔ)。由于感知和計算等新能力的引入，以及人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等新技術(shù)的使用，如何構(gòu)建安全可信的網(wǎng)絡(luò)面臨數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)安全兩方面的中國聯(lián)通6G通感算一體化系統(tǒng)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)白皮書挑戰(zhàn)。數(shù)據(jù)安全：通感算一體化涉及大量數(shù)據(jù)的采集、傳輸、處理、存儲和共享。這些數(shù)據(jù)可能涉及個人身份信息、位置信息和其他敏感數(shù)據(jù)。由于網(wǎng)絡(luò)感知和算力的分布特征，數(shù)據(jù)隱私安全面臨新的挑戰(zhàn)，需要采取有效的隱私保護措施，包括數(shù)據(jù)加密、身份認證、訪問控制等，以防止未經(jīng)授權(quán)的訪問和數(shù)據(jù)泄露。同時，確保數(shù)據(jù)的完整性和可信性對于支持可靠的決策和計算結(jié)果至關(guān)重要。為防止數(shù)據(jù)被篡改或偽造，需要采取數(shù)據(jù)完整性驗證、數(shù)字簽名、可信計算等技術(shù)來確保數(shù)據(jù)的完整性和可信性。網(wǎng)絡(luò)安全：通感算一體化涉及多種內(nèi)生能力的融合集成。網(wǎng)絡(luò)功能的融合同時也帶來更多的安全風(fēng)險。攻擊者可能利用網(wǎng)絡(luò)的漏洞、弱點或錯誤配置入侵系統(tǒng)，破壞系統(tǒng)功能。因此，網(wǎng)絡(luò)需要建立內(nèi)生安全防御機制，包括入侵檢測系統(tǒng)、防火墻、安全審計等。此外，6G通感算一體化依賴于大量的無線感知能力和分布的算力供給設(shè)備，分布式的網(wǎng)絡(luò)形態(tài)增加了攻擊者偽造、篡改的風(fēng)險，因此也需要增加內(nèi)生安全機制確保設(shè)備的身份和完整性驗證，以檢測和防止假冒攻擊。除了傳統(tǒng)基于經(jīng)典密碼學(xué)的隱私保護和安全技術(shù)，結(jié)合通感算一體化的優(yōu)勢，借助物理層安全、后量子技術(shù)、以及區(qū)塊鏈和Al等新技術(shù)構(gòu)建內(nèi)生安全架構(gòu)也是應(yīng)對數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)層面新安全挑戰(zhàn)的中國聯(lián)通6G通感算一體化系統(tǒng)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)白皮書主要技術(shù)手段。6G新服務(wù)能力的引入，使得傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中以速率、時延、頻譜效率等為代表的單一通信指標(biāo)體系已無法完整、系統(tǒng)地評價網(wǎng)絡(luò)性能。另一方面，不同的應(yīng)用場景對于6G網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)能力要求不同，業(yè)務(wù)需求也具有很大的差異性。如果仍采用傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的性能指標(biāo)的絕對值來評價網(wǎng)絡(luò)性能，極有可能會造成網(wǎng)絡(luò)功能和資源的浪費；而由于業(yè)務(wù)種類的多樣性，網(wǎng)絡(luò)評價指標(biāo)也難以歸一化。因此運營商需要建立一套全新的網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)評價體系，既能夠有效地評價網(wǎng)絡(luò)提供通信感知計算一體化服務(wù)的業(yè)務(wù)體驗與擴展能力，又不會將網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)向“全量化”的部署方式。3.6G通感算一體化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)6G通感算一體化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)具有統(tǒng)一、靈活、彈性、即插即用的特性，網(wǎng)絡(luò)功能和接口協(xié)議通過原生設(shè)計的方式支持感知能力、計算能力等，并與傳統(tǒng)的通信功能協(xié)同，通過管控層實現(xiàn)資源的高效統(tǒng)一管理和智能協(xié)同編排，從而提供一體化的服務(wù)功能和端到端的SLA保障。圖1為6G通信感知計算一體化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。通信服務(wù)通信服務(wù)感知服務(wù)傳能服務(wù)計算服務(wù)一體服務(wù)服務(wù)編排控制面功能其他資源安全管理數(shù)據(jù)功能網(wǎng)絡(luò)調(diào)度網(wǎng)絡(luò)配置計算功能智能引擎計算圖16G通信感知計算一體化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)為所有上層功能提供運行和服務(wù)支撐，除了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)所需的網(wǎng)絡(luò)、計算、存儲、頻譜等資源外，還需要面向感知數(shù)據(jù)采集、感知數(shù)據(jù)處理等業(yè)務(wù)引入智能計算設(shè)備、數(shù)據(jù)存儲設(shè)備以及用于網(wǎng)絡(luò)加速等業(yè)務(wù)功能加速的各類硬件加速設(shè)備或者異構(gòu)融合設(shè)備，以及資源管理系統(tǒng)，包括虛擬資源以及物理資源的管理，這些資源受中國聯(lián)通6G通感算一體化系統(tǒng)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)白皮書管控層的編排和調(diào)度，為功能層提供資源保證。資源層物理設(shè)施實體分布在空天地海、云邊端、廣域局域等不同區(qū)域。是6G網(wǎng)絡(luò)的執(zhí)行層。對下，根據(jù)需求對資源層物理設(shè)施進行多維資源的互聯(lián)、組織、協(xié)同、調(diào)度構(gòu)建具備不同網(wǎng)絡(luò)能力的業(yè)務(wù)邏輯；對上，為管控層提供數(shù)據(jù)、計算和決策執(zhí)行能力支撐。功能層由信令處理單元與用戶轉(zhuǎn)發(fā)、數(shù)據(jù)處理和計算處理單元組成，為網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)層提供接入控制、連接傳輸、數(shù)據(jù)采存、算力互聯(lián)納管和計算執(zhí)行等業(yè)務(wù)服務(wù)能力支持。針對通感算一體化的架構(gòu)設(shè)計，可以根據(jù)各功能實體的特性，細化為原子能力單元，各原子能力單元通過對下層資源的調(diào)度，形成可供上層使用的一系列網(wǎng)絡(luò)原子能力，主要包括信號測量、信道估計、波形設(shè)計、波束賦形、干擾控制、數(shù)據(jù)處理、控制調(diào)度與業(yè)務(wù)保障等?；趦?nèi)生理念設(shè)計，原子能力單元集能夠?qū)崿F(xiàn)無線環(huán)境、空口資源、射頻資源，以及網(wǎng)絡(luò)算力、路由轉(zhuǎn)發(fā)、安全等要素資源的協(xié)同和融合調(diào)度，形成通感算一體化控制能力、感知數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、感知數(shù)據(jù)計算、數(shù)據(jù)安全等能力，以實現(xiàn)實時精準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)控制、調(diào)度和運行，滿足服務(wù)層不同業(yè)務(wù)的需求。中國聯(lián)通6G通感算一體化系統(tǒng)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)白皮書3.2.1.控制面功能控制面功能包括整個網(wǎng)絡(luò)的接入控制、核心控制、鑒權(quán)控制。接入控制主要包括無線基站的管理、接入層信令管理、接入權(quán)限的管理、位置管理、無線資源調(diào)度和無線端的QoS保障等。核心控制包括非接入信令處理、終端會話處理、計費處理，對用戶數(shù)據(jù)在業(yè)務(wù)識別的基礎(chǔ)上進行差異化的策略控制和差異化計費處理?？刂泼婀δ芤舶▽崿F(xiàn)感知服務(wù)和計算服務(wù)的鏈接控制服務(wù)。感知控制指網(wǎng)絡(luò)和UE之間的感知控制信令、感知資源使用情況、以及對網(wǎng)外多模態(tài)感知數(shù)據(jù)的納管配置。計算控制是進行計算處理服務(wù)所需的控制指令，包括網(wǎng)絡(luò)和UE各鏈路間、分布計算節(jié)點間的計算服務(wù)信息傳遞，以及各節(jié)點的算力資源和負載狀態(tài)信息的實時更新等。控制面功能通過統(tǒng)一的管理，可以實現(xiàn)通信、感知和計算服務(wù)的融合、分布式資源的動態(tài)協(xié)調(diào)管理與調(diào)度、內(nèi)生服務(wù)數(shù)據(jù)傳輸和跨域數(shù)據(jù)協(xié)作，滿足感知計算一體化服務(wù)的應(yīng)用要求。3.2.2.用戶面功能用戶面功能除了基本的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)、PDU會話隧道管理及解封裝、QoS及策略執(zhí)行、會話及移動性錨點等能力外，將增加業(yè)務(wù)感知、內(nèi)生算力、智能分析、確定性轉(zhuǎn)發(fā)、安全管理等能力。因此，中國聯(lián)通6G通感算一體化系統(tǒng)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)白皮書有必要采用模塊化的功能設(shè)計，以實現(xiàn)功能解耦，增加網(wǎng)絡(luò)柔性。功能模塊化設(shè)計提升了網(wǎng)絡(luò)的靈活編排和柔性組網(wǎng)能力，彌補了通用硬件的性能限制以及定制硬件的高成本、擴展性和靈活性不足等問題。在通感算一體化設(shè)計中，用戶面?zhèn)鬏攨f(xié)議需要同時兼容"通感算”等新業(yè)務(wù)帶來的各種新型數(shù)據(jù)類型(如感知計算結(jié)果數(shù)據(jù)、聯(lián)邦學(xué)習(xí)梯度數(shù)據(jù)、分布式計算的中間數(shù)據(jù)等),靈活高效地提供此類數(shù)據(jù)包的高效轉(zhuǎn)發(fā)和傳輸服務(wù)。用戶面采用模塊的功能設(shè)計可以實現(xiàn)協(xié)議棧的彈性編排、靈活配置，不拘泥于過去固定僵化的協(xié)議棧功能和流程設(shè)計模式，基于大數(shù)據(jù)技術(shù)和智能引擎，實現(xiàn)6G架構(gòu)的智簡設(shè)計，以及高效能的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和傳輸能力。用戶面功能同時支撐內(nèi)生智能和泛在的計算需求，用戶面功能支持跨域/跨層協(xié)同，支持與承載網(wǎng)對接，并保障確定性的端到端QoS;支持智能業(yè)務(wù)感知，從而實現(xiàn)差異化的QoS保障。3.2.3.數(shù)據(jù)功能數(shù)據(jù)功能包含對6G網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的感知數(shù)據(jù)和計算數(shù)據(jù)的采集、預(yù)處理、存儲和內(nèi)外協(xié)同，統(tǒng)管數(shù)據(jù)的全生命周期，目標(biāo)是提升海量網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的流動效率、保障用戶服務(wù)質(zhì)量并且增加數(shù)據(jù)服務(wù)的安全中國聯(lián)通6G通感算一體化系統(tǒng)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)白皮書其中，感知數(shù)據(jù)包括了感知測量數(shù)據(jù)(UE或基站基于空口信號測量獲得的直接測量數(shù)據(jù))、感知結(jié)果(如感知目標(biāo)的定位、速度、成像等信息),以及網(wǎng)絡(luò)多種模態(tài)的感知結(jié)果(如由傳感器、攝像頭等獲得的溫度、壓力、圖像、視頻等信息)。計算數(shù)據(jù)包括了計算的模型訓(xùn)練數(shù)據(jù)、算法模型數(shù)據(jù)，以及網(wǎng)絡(luò)外的數(shù)據(jù)計算處理結(jié)果。數(shù)據(jù)功能具備數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)協(xié)同能力。根據(jù)不同感知協(xié)同方式，包括系統(tǒng)組網(wǎng)多點感知的不同方式，以及不同模式的感知方式，數(shù)據(jù)功能模塊需要支持6G網(wǎng)絡(luò)內(nèi)不同域、終端與網(wǎng)絡(luò)、6G網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部與外部功能之間的跨域數(shù)據(jù)協(xié)作。與用戶面功能模塊不同，數(shù)據(jù)功能模塊支持感知數(shù)據(jù)在任意節(jié)點進行處理，可以采用集中處理的方式或根據(jù)不同節(jié)點處理能力的差異來智能分配處理任務(wù)，以實現(xiàn)對感知數(shù)據(jù)的精細化采集、實時處理、高效傳輸、分布式協(xié)同和彈性存儲，統(tǒng)管感知數(shù)據(jù)的全生命周期管理，從而提升感知數(shù)據(jù)利用率與6G網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)化服務(wù)能力。3.2.4.計算功能計算功能包含計算控制、計算執(zhí)行、計算互聯(lián)等功能，以滿足未來多種應(yīng)用場景的算力服務(wù)需求。計算執(zhí)行包括感知數(shù)據(jù)的集中處理和分析、多節(jié)點分布式計算處理的協(xié)同，以及移動性帶來的計算任務(wù)動態(tài)遷移等問題。6G網(wǎng)絡(luò)支持內(nèi)生智能，并可提供高效、靈活的計算服務(wù)。計算功能通過將計算單元和計算能力嵌入網(wǎng)絡(luò)節(jié)中國聯(lián)通6G通感算一體化系統(tǒng)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)白皮書點，實現(xiàn)云、網(wǎng)、邊、端計算能力的高效協(xié)同，更好地支撐感知計算服務(wù)；同時，計算功能作為6G網(wǎng)絡(luò)內(nèi)生能力，支持多維度、多粒度的調(diào)度控制。管控層接受服務(wù)層的請求，在對服務(wù)請求進行多維度智能分析的基礎(chǔ)上，為服務(wù)和應(yīng)用作出智能決策，并把抽象的網(wǎng)絡(luò)策略轉(zhuǎn)換為具體的可部署網(wǎng)絡(luò)和最佳運行環(huán)境，最終為應(yīng)用層提供高效的服務(wù)以及互聯(lián)互通能力。服務(wù)編排可將服務(wù)層的應(yīng)用快速解析為單項服務(wù)能力和服務(wù)質(zhì)量要求。網(wǎng)絡(luò)調(diào)度可快速按需創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)功能、網(wǎng)絡(luò)路由等，動態(tài)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點的算力、帶寬、存儲等資源占用，對網(wǎng)絡(luò)進行彈性伸縮處理等。網(wǎng)絡(luò)配置對網(wǎng)絡(luò)功能組件進行各個層次的配置，使之符合應(yīng)用層的需求，并對網(wǎng)絡(luò)進行生命周期管理，監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的運營狀態(tài)。首先，全面分析服務(wù)層的需求特性，包括業(yè)務(wù)的性能、SLA、連續(xù)性服務(wù)等屬性，結(jié)合應(yīng)用場景、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、資源數(shù)據(jù)、終端數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)體驗數(shù)據(jù)、用戶使用時間和空間維度、用戶移動軌跡等，對具體業(yè)務(wù)的資源消耗、服務(wù)質(zhì)量、用戶體驗、接入模式、部署模式和安全可靠性要求等進行實時與非實時分析后生成各類決策，包括服務(wù)編排、網(wǎng)絡(luò)調(diào)度、網(wǎng)絡(luò)配置等。其次，把抽象的網(wǎng)絡(luò)策略轉(zhuǎn)換為具體的可部署決策，最終為功能層高效的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)和算力互通中國聯(lián)通6G通感算一體化系統(tǒng)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)白皮書提供支持。管控層同時對外提供控制接口、管理接口、狀態(tài)查詢接口等，為上層業(yè)務(wù)提供支撐。服務(wù)層是6G網(wǎng)絡(luò)對外的平臺使能層，包括通信服務(wù)、感知服務(wù)、傳能服務(wù)以及通感服務(wù)和通感算一體服務(wù)等，各種服務(wù)可以根據(jù)業(yè)務(wù)的差異，映射成相應(yīng)的指標(biāo)要求，包括(但不限于):1)性能要求：指同時滿足用戶訪問的能力，如用戶數(shù)、并發(fā)能力等；2)SLA要求：指服務(wù)提供的帶寬、時延、丟包率、誤碼率、時延抖動等；3)時間能力：指提供服務(wù)的時間可用性；4)空間能力：指服務(wù)和應(yīng)用空間可用范圍，比如市區(qū)、邊疆、遠海等；5)業(yè)務(wù)連續(xù)性：指服務(wù)和應(yīng)用滿足客戶在移動過程中的業(yè)務(wù)連續(xù)性需求，比如在行駛的汽車、高鐵、飛機上保持業(yè)務(wù)連續(xù)性。中國聯(lián)通6G通感算一體化系統(tǒng)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)白皮書4.6G通感算一體化系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)通感算一體化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是集通信、感知、計算和應(yīng)用為一體的系統(tǒng)架構(gòu)。無線架構(gòu)設(shè)計中，無線空口波形設(shè)計是一體化技術(shù)的核心之一，其目標(biāo)是基于同一套射頻收發(fā)設(shè)備和相同頻譜同時實現(xiàn)無線電通信和雷達感知的功能，主要包括三大技術(shù)路線：基于通信波形的一體化波形、基于感知波形的一體化波形以及基于全新的通感融合的一體化波形。此外，從組網(wǎng)考慮，針對不同業(yè)務(wù)需求可以采用多頻段協(xié)同感知，實現(xiàn)覆蓋能力、感知精度的提升；通過組網(wǎng)多節(jié)點間協(xié)同感知，解決單個節(jié)點感知的覆蓋能力和精度的局限，提升感知性能；通過多模式感知方式的協(xié)同，實現(xiàn)全方位的感知全域框架，實現(xiàn)對周邊環(huán)境的精細精確感知。通感算一體化架構(gòu)需要根據(jù)業(yè)務(wù)考慮網(wǎng)絡(luò)資源和算力資源的分配，管控層根據(jù)服務(wù)層的業(yè)務(wù)需求和指標(biāo)映射，進行業(yè)務(wù)編排，按需分配資源，形成網(wǎng)絡(luò)配置要求，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)靈活互聯(lián)和功能交互協(xié)作?；诰W(wǎng)絡(luò)功能層的邏輯分工，形成跨層的通感算融合設(shè)計和統(tǒng)一編排管理，并結(jié)合算力、網(wǎng)絡(luò)等資源的實時狀態(tài)合理分配計算任務(wù)，形成數(shù)據(jù)處理一體化、資源分配一體化和服務(wù)實現(xiàn)一體化的互惠共生架構(gòu)。中國聯(lián)通6G通感算一體化系統(tǒng)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)白皮書網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)評價體系網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)評價體系式協(xié)同感知與融合·信令流程簡化·一體化設(shè)計·一體化波束賦形技術(shù)·資源智能協(xié)同編排障網(wǎng)絡(luò)側(cè)接入側(cè)絡(luò)圖26G通感算一體化服務(wù)關(guān)鍵技術(shù)4.1.1.通感算一體化信號波形設(shè)計波形設(shè)計是通感算一體化基站空口關(guān)鍵技術(shù)的重要組成部分。空口波形設(shè)計目前主要有三個研究方向：側(cè)重通信的一體化波形、側(cè)重感知的一體化波形以及基于通感融合的一體化波形。其中，通信波形主要以O(shè)FDM波形為代表，感知波形主要以線性調(diào)頻LFM波形為代表，而通感融合的波形主要以O(shè)TFS波形為代表。OFDM波形：側(cè)重通信的一體化波形通常是基于OFDM波形進行一定程度的改造，這樣可與現(xiàn)有的無線通信基站硬件體系相中國聯(lián)通6G通感算一體化系統(tǒng)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)白皮書互兼容。一種可能的改造方法是，通過對物體反射回來的OFDM信號進行調(diào)制符號域信號處理，即分別對頻域和時域進行IFFT以及FFT運算，可以得到時延與多普勒信息，獲得目標(biāo)物體的距離和速度信息[5]。另一種可能的改造方法是采用OFDM與雷達脈沖聯(lián)合的波形設(shè)計，在OFDM相等頻率間隔的子載波上插入雷達參考信號，根據(jù)脈沖雷達的原理，利用插入的雷達參考信號實現(xiàn)感知功能。這種聯(lián)合的波形設(shè)計的特點是OFDM信號的一部分子載波被雷達信號所占用。LFM波形：側(cè)重感知的一體化波形通常是基于LFM(線性調(diào)頻)波形進行一定程度的通信改造，但一般僅能傳遞極低速率的通信信息。LFM信號主要用于雷達感知系統(tǒng)中，通過將發(fā)射信號與回波信號進行混頻，得到一個與目標(biāo)物體距離直接相關(guān)的中頻信號，經(jīng)信號處理后可以得出目標(biāo)物體的距離和速度的高精度信息。LFM信號的設(shè)計初衷，就是希望通過捕捉混頻后中頻信號的頻率變化精準(zhǔn)計算出目標(biāo)物體距離和速度信息，但是對LFM信號波形的改造，都會影響其感知性能。因此，目前基于LFM的一體化波形設(shè)計研究方向主要包括，一是在LFM波形中嵌入低速率的通信信息，一是利用雷達旁瓣波束等不影響時頻域波形的方式來發(fā)送通信信息。OTFS波形：正交時頻空調(diào)制OTFS使用二維傅里葉變換將數(shù)據(jù)由傳統(tǒng)時頻域變換到時延多普勒域，并利用傳統(tǒng)OFDM調(diào)制解中國聯(lián)通6G通感算一體化系統(tǒng)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)白皮書調(diào)系統(tǒng)進行處理。與上述波形不同之處在于，OTFS波形攜帶了通信和感知信息，接收端通過計算可以獲取無線信道的時延多普勒信息，并通過系統(tǒng)建模構(gòu)建感知圖像?；谠摳叻直媛实臅r延多普勒雷達圖像，能同時獲取信道中多個目標(biāo)發(fā)射物的位置和速度信息。如圖3所示的OTFS系統(tǒng)，通過時延和多普勒參數(shù)計算，可以同時獲取無線信道內(nèi)兩個目標(biāo)反射物Reflector1和Reflector2的距離和速度信息。OTFSQAMSymbolsDelay-DopplerImpulseResponseReceivedOTFSSymbols圖3通過OTFS波形感知信道的時延多普勒雷達圖像[15]OTFS波形在實際應(yīng)用中也存在一些不足尚待解決。首先OTFS系統(tǒng)的接收端必須完整接收包含多個OFDM符號的信號塊之后才能進行二維傅里葉解調(diào)處理，因此會帶來比OFDM系統(tǒng)更大的通信時延；其次由于OTFS信號的接收解調(diào)在時延多普勒域完成，其所需的計算資源更多，需要較強的計算硬件支持。4.1.2.通感算一體化多天線技術(shù)在雷達系統(tǒng)中，實現(xiàn)目標(biāo)物體定位的三個關(guān)鍵參數(shù)是：距離、速度和角度。其中，距離值通過發(fā)射信號與回波信號的時延差計算中國聯(lián)通6G通感算一體化系統(tǒng)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)白皮書所得；目標(biāo)物體的速度參數(shù)通過回波信號的多普勒頻移計算所得；通過測量多天線反射回來的信號與發(fā)射出去的信號之間的相位差，可以計算出目標(biāo)物體的角度。通過單天線即可粗略獲取目標(biāo)物體的距離和速度參數(shù)，但是只有通過多天線陣列，才能獲取精確的數(shù)值，包括目標(biāo)物體所在方位的角度參數(shù)。實際上，MIMO通信系統(tǒng)與相控陣?yán)走_的基本原理及算法類似，都是基于天線陣列的波束賦形和分集增益原理。因此，移動通信系統(tǒng)的感知功能，通常借鑒雷達系統(tǒng)對目標(biāo)物體的反射定位原理，利用無線電波實現(xiàn)對目標(biāo)的定位、檢測、成像和識別，只使用單個基站的信號源即可實現(xiàn)其覆蓋范圍內(nèi)目標(biāo)物體的定位檢測等。通信感知計算一體化設(shè)計系統(tǒng)中，基于高效實時的計算能力，利用陣列天線波束賦形技術(shù)同步提升通信的傳輸速率和感知精度。但是由于通信和感知兩大功能各自的側(cè)重和需求不同，系統(tǒng)需要對兩者進行權(quán)衡與協(xié)調(diào)。通信系統(tǒng)中，波束始終指向目標(biāo)終端，以保障穩(wěn)定的通信質(zhì)量；感知系統(tǒng)中，波束需要時變掃描，以實現(xiàn)更大范圍內(nèi)目標(biāo)的估計和檢測。對于單波束而言，通信功能需要更窄的波束寬帶以集中功率效率，而感知功能通常需要波束寬度較寬以提升感知范圍。通常采用毫米波或更高頻率的多天線波束賦形技術(shù)，以同時滿足一體化設(shè)備對于通信速率和感知精度的要求。但系統(tǒng)硬件條件會影響算法性中國聯(lián)通6G通感算一體化系統(tǒng)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)白皮書能，并限制了其在移動設(shè)備等功率受限場景中的應(yīng)用?；谌o線電技術(shù)可以規(guī)避高頻相控陣設(shè)計中的相移器性能限制問題，其中大規(guī)模陣列采用低功耗的超材料天線單元構(gòu)造而成，通過調(diào)節(jié)每個天線單元的電磁響應(yīng)，全息無線電可以提供通感一體化所需的高增益與空間自由度。此外，借鑒合成孔徑雷達的信號處理方法，可以使用多天線陣列獲得成像感知的分集增益。用M個發(fā)射、N個接收天線的多天線陣列，可等效為1個發(fā)射、MN個接收天線的虛擬感知孔徑。利用多天線的空間自由度與信號處理算力結(jié)合，極大地增加了感知成像的虛擬孔徑，實現(xiàn)高精度成像感知。4.2.網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同感知技術(shù)4.2.1.多點組網(wǎng)協(xié)同感知技術(shù)1)多節(jié)點協(xié)同在通感算一體化系統(tǒng)中，單個基站節(jié)點的資源是有限的，可以通過多基站協(xié)作的方式來提升通信和感知服務(wù)質(zhì)量。一般有兩種協(xié)作模式：多基站聯(lián)合感知和宏微基站協(xié)同感知。多基站聯(lián)合感知是一種通感算一體化信號波形層面的多節(jié)點協(xié)同技術(shù)。在多基站聯(lián)合感知系統(tǒng)中，兩個基站節(jié)點可以分別作為信號波形的發(fā)送端和接收端。信號由一個節(jié)點發(fā)出，經(jīng)過目標(biāo)物體的反射，回波信號由另一個節(jié)點接收，這種模式可以避免由同一個節(jié)點獨自收發(fā)信號時因全雙工模式產(chǎn)生的自干擾。中國聯(lián)通6G通感算一體化系統(tǒng)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)白皮書宏微基站協(xié)同感知是一種無線資源和算力資源層面的多節(jié)點協(xié)同技術(shù)。由于通感算一體化信號波形在進行感知時無法穿越大型障礙物如墻壁，因此宏基站無法感知建筑物內(nèi)的目標(biāo)物體。通過將微基站部署在建筑物內(nèi)，和宏基站同時感知，兩者的感知數(shù)據(jù)可以在匯聚點進行聯(lián)合計算，實現(xiàn)室內(nèi)外無死角的感知能力全覆蓋。2)多頻點協(xié)同當(dāng)前的移動通信系統(tǒng)主要使用Sub6GHz頻段，未來可以向毫米波、太赫茲和可見光等更高頻段發(fā)展，同時更高的頻段有更大的可使用帶寬，也給通信和感知融合提供了條件。不同的電磁波頻率有不同的傳播特性，適用不同的業(yè)務(wù)場景，通感算一體化設(shè)計提供不同業(yè)務(wù)服務(wù)的同時，需要部署支持不同頻點的硬件設(shè)備，以滿足通信感知等性能指標(biāo)要求。電磁波的頻率越高，在介質(zhì)中的傳輸衰減越大，可用帶寬資源越大。對于通信功能來講，更大的帶寬可以獲得更高的通信速率；同樣，對于感知功能來講，帶寬越大，距離速度分辨率、距離速度測量精度等感知性能也越高。也就是說，不同業(yè)務(wù)對于傳輸頻段的選擇，就是在信號傳輸損耗和通信感知性能之間做出取舍，滿足各項指標(biāo)要求。例如，低頻信號適用于遠距離、低速率通信和模糊感知，而高頻段信號適用于近距離、高速率通信和近距離精確感知。此外，信號頻率越高，衍射能力越差，對于需要跨越障礙物的通信中國聯(lián)通6G通感算一體化系統(tǒng)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)白皮書與感知場景，需要頻率較低的傳輸方式。3)多模式協(xié)同通感算一體化波形可以通過發(fā)射信號與接收信號的相關(guān)運算，準(zhǔn)確感知出信道環(huán)境中所存在的反射物、障礙物，以及各自的距離和終端移動速度等信息。根據(jù)感知信號的發(fā)射與接收方式的不同，可以將感知模式分為如下六種：基站自發(fā)自收(基站自發(fā)感知信號自收反射信號)、終端自發(fā)自收(終端自發(fā)感知信號自收反射信號)、基站間協(xié)作(一個基站發(fā)感知信號另一個基站收反射信號)、基站發(fā)終端收(基站發(fā)感知信號終端收反射信號)、終端發(fā)基站收(終端發(fā)感知信號基站收反射信號)、終端間協(xié)作(一個終端發(fā)感知信號另一個終端收反射信號)。當(dāng)通感算一體化網(wǎng)絡(luò)需要服務(wù)不同的融合業(yè)務(wù)時，可以采用多個感知模式協(xié)同處理的方式，以獲得更優(yōu)的服務(wù)能4.2.2.多模態(tài)協(xié)同感知技術(shù)為滿足日益復(fù)雜的感知需求，未來的感知任務(wù)將不再局限于基于移動網(wǎng)絡(luò)的感知增強，還需考慮移動網(wǎng)絡(luò)和與非3GPP無線網(wǎng)藍牙等)協(xié)同感知。通過幾種不同模態(tài)的協(xié)同感知，提升通信體驗，強化感知精度，提高算力資源的利用率。移動網(wǎng)絡(luò)和非3GPP無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)同感知可充分發(fā)揮移動網(wǎng)絡(luò)和非3GPP網(wǎng)絡(luò)各自的優(yōu)勢，以服務(wù)于未來更多樣更復(fù)雜更高精的通感算場景。中國聯(lián)通6G通感算一體化系統(tǒng)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)白皮書因此在6G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，需要同時考慮多種模態(tài)的統(tǒng)一接入，感知數(shù)據(jù)的匯聚，以及感知數(shù)據(jù)綜合分析處理。例如可以吸收3GPP和非3GPP統(tǒng)一接入5G核心網(wǎng)的經(jīng)驗，實現(xiàn)感知業(yè)務(wù)的深度無縫融合。此外，6G也可以與其他傳感器協(xié)同感知，如溫度、聲音、振動、壓力、圖像、觸覺、運動或污染物等多種模態(tài)的感知能力，多模態(tài)協(xié)同感知可將多種感知能力進行融合，對多模態(tài)感知知識進行歸納融合、聯(lián)合演繹，從而實現(xiàn)如復(fù)雜情感計算、音頻匹配人臉建模等以往單模態(tài)難以實現(xiàn)的復(fù)雜場景，提升多感官感知水平。關(guān)鍵技術(shù)包括解決數(shù)據(jù)格式、時空對齊、噪聲干擾等帶來的多模態(tài)數(shù)據(jù)的差異問題以及多模態(tài)數(shù)據(jù)的融合問題。傳統(tǒng)的融合方式包括串行融合、并行融合和加權(quán)融合等，后續(xù)也需考慮基于Al學(xué)習(xí)的融合方式挖掘多模態(tài)數(shù)據(jù)間的關(guān)系。4.2.3.低功耗通信感知技術(shù)未來的通信感知網(wǎng)絡(luò)，引入了兩個低功耗感知關(guān)鍵技術(shù)：反向散射技術(shù)和無線供能技術(shù)。反向散射技術(shù)實現(xiàn)極低功率的調(diào)制方式，降低終端通信感知的發(fā)射功率，而無線供能技術(shù)提供了一種網(wǎng)絡(luò)供能的設(shè)備無源化選擇。1)反向散射技術(shù)反向散射技術(shù)是一種新型的極低功耗調(diào)制方式。不同于使用收—28—中國聯(lián)通6G通感算一體化系統(tǒng)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)白皮書Vout(t)=TxVim(t)=ITkIVn(t)ejZk2)無線供能技術(shù)無線供能是一種通過射頻電磁波傳輸能量的技術(shù)，集成了無線供能技術(shù)的終端設(shè)備可以從基站等無線信號源獲取能量。采用了無中國聯(lián)通6G通感算一體化系統(tǒng)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)白皮書線供能技術(shù)的感知網(wǎng)絡(luò)，將射頻電磁波能量與通信感知信號融合，能夠?qū)Ω兄K端同時實現(xiàn)信息傳遞與能量傳輸：感知終端采用射頻能量收集電路，將接收到的射頻電磁波轉(zhuǎn)為電能以供自身存儲或使用。無線供能技術(shù)豐富了感知設(shè)備的能源供給方式，為感知設(shè)備的部署和使用提供了極大的便利性、賦予感知服務(wù)更多的可能性。4.3.計算服務(wù)關(guān)鍵技術(shù)未來感知系統(tǒng)將產(chǎn)生海量的原始數(shù)據(jù)，如此多的數(shù)據(jù)全部上云集中計算可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁塞和計算延遲，6G實現(xiàn)云邊端多級算力互聯(lián)和協(xié)同，并實時感知算力狀態(tài)信息，通過將數(shù)據(jù)通信、多模態(tài)信息感知、信息處理與分布式計算等技術(shù)深度融合，實現(xiàn)計算服務(wù)的按需調(diào)度和高效共享。4.3.1.計算資源狀態(tài)感知6G網(wǎng)絡(luò)基于云原生技術(shù)，支持計算和網(wǎng)絡(luò)的融合，實現(xiàn)算網(wǎng)一體，能夠準(zhǔn)備感知業(yè)務(wù)需求、網(wǎng)絡(luò)資源和算力資源狀態(tài)，為業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)提供最優(yōu)路由和算力。算網(wǎng)資源的感知主要通過采集、探測、分布式路由上報、應(yīng)用層上報等多種方式獲取算力節(jié)點、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲設(shè)備等設(shè)施的狀態(tài)信息，構(gòu)建計算資源狀態(tài)信息庫，為管控層的計算任務(wù)調(diào)度、算力節(jié)點選擇、網(wǎng)絡(luò)路徑規(guī)劃等提供最新的狀態(tài)信息。中國聯(lián)通6G通感算一體化系統(tǒng)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)白皮書計算資源狀態(tài)感知主要包括算力資源感知、網(wǎng)絡(luò)資源感知和計算服務(wù)的感知。其中，算力資源感知主要是對泛在分布的異構(gòu)算力資源的感知，包括對CPU、GPU、內(nèi)存等算力資源負載狀態(tài)的實時感知；網(wǎng)絡(luò)資源感知主要是對網(wǎng)絡(luò)帶寬、時延、路由信息、感知能力等網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息的感知；計算服務(wù)感知主要是對部署在算力節(jié)點的各類服務(wù)及應(yīng)用進行感知。通過計算資源狀態(tài)的感知和聚合，構(gòu)建了統(tǒng)一的算網(wǎng)一體的全局拓撲視圖，支持一體化的算網(wǎng)編排。由于算力資源的泛在分布，為了滿足不同業(yè)務(wù)(通信、感知、計算、融合業(yè)務(wù)等)的多樣化性能要求，以及用戶位置所在網(wǎng)絡(luò)的帶寬、時延等要素，算力節(jié)點的位置、容量、成本等多要素，需要進行算網(wǎng)資源的聯(lián)合優(yōu)化和精準(zhǔn)規(guī)劃，按需動態(tài)生成資源調(diào)度策略和路由方案。4.3.2.計算任務(wù)協(xié)同調(diào)度6G實現(xiàn)算網(wǎng)一體，構(gòu)建云、邊、端三級算力架構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)感知計算任務(wù)的需求，結(jié)合算力、網(wǎng)絡(luò)等資源的實時狀態(tài)合理分配計算任務(wù)，實現(xiàn)云、邊、端計算協(xié)同。邊緣計算節(jié)點的計算資源往往是有限的，而且計算能力通常各不相同，同時，邊緣計算節(jié)點的計算負載狀況是動態(tài)變化的，因此需要根據(jù)業(yè)務(wù)特點、網(wǎng)絡(luò)、終端能力及運行環(huán)境等，靈活地協(xié)同調(diào)度計算到不同的計算節(jié)點進行處理，合理分配計算任務(wù)。網(wǎng)絡(luò)的分中國聯(lián)通6G通感算一體化系統(tǒng)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)白皮書布式算力資源在眾多的分散位置，需要借助于算力感知、算力路由等技術(shù)發(fā)現(xiàn)并調(diào)用相應(yīng)的資源，實現(xiàn)對分布式算力的統(tǒng)一管控，并根據(jù)業(yè)務(wù)的計算任務(wù)需求，實現(xiàn)高效統(tǒng)一的資源編排和調(diào)度。6G網(wǎng)絡(luò)具有內(nèi)生算力，可以將部分計算任務(wù)從主機側(cè)遷移至網(wǎng)絡(luò)層，利用FPGA、智能網(wǎng)卡和可編程ASIC網(wǎng)絡(luò)硬件實現(xiàn)報文處理完成計算加速，降低網(wǎng)絡(luò)時延。為了更好地實現(xiàn)在網(wǎng)計算能力，需要將網(wǎng)絡(luò)中的通用算力、專用算力等各種異構(gòu)算力資源納入統(tǒng)籌考慮，提供計算、加速和存儲等多種資源的共享和靈活擴展，實現(xiàn)感知數(shù)據(jù)的隨路計算；同時采用確定性計算、實時性優(yōu)化等技術(shù)，達到感知系統(tǒng)對算法、計算密度和實時性等方面的要求。4.4.融合服務(wù)編排隨著6G網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)邊界的拓展，將實現(xiàn)通信與感知、計算的深度融合，業(yè)務(wù)實現(xiàn)除了網(wǎng)絡(luò)連接之外，可能包括計算、數(shù)據(jù)、算法等多要素，基于不同的任務(wù)要求對這些要素進行統(tǒng)一的編排管理和配置。首先，管控層接收到來自服務(wù)層的業(yè)務(wù)需求，并基于功能庫對業(yè)務(wù)意圖進行分析，通過意圖識別轉(zhuǎn)成網(wǎng)絡(luò)可識別的任務(wù)需求 (如網(wǎng)絡(luò)連接服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)、算力服務(wù)等),業(yè)務(wù)編排功能通過對各類資源和業(yè)務(wù)能力的智能編排實現(xiàn)業(yè)務(wù)需求，具體包括：>按需編排各類網(wǎng)絡(luò)功能和網(wǎng)絡(luò)資源，形成特性的功能組合，包括控制面功能，用戶面功能，數(shù)據(jù)功能，計算功能以及具中國聯(lián)通6G通感算一體化系統(tǒng)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)白皮書體算法等；為保證業(yè)務(wù)QoS,對該業(yè)務(wù)所涉及的功能進行相應(yīng)的資源需求評估，即確認各個功能所需求的算力/網(wǎng)絡(luò)/數(shù)據(jù)/算法資源等，以及確定各個功能執(zhí)行所需的模版、鏡像、腳本等預(yù)基于當(dāng)前算力/連接/數(shù)據(jù)/算法資源等狀態(tài)信息，將為實現(xiàn)該業(yè)務(wù)所需的功能組合進行智能編排，規(guī)劃合適的業(yè)務(wù)執(zhí)行流程，作為網(wǎng)絡(luò)運行的出入信息?？刂泼婀δ芎陀脩裘婀δ艿木幣趴梢孕纬删W(wǎng)絡(luò)連接服務(wù)，包括面向終端用戶和行業(yè)用戶的基本連接，也包括面向6G系統(tǒng)內(nèi)計算、數(shù)據(jù)等服務(wù)能力的所需的連接服務(wù)。數(shù)據(jù)功能編排通過對數(shù)據(jù)服務(wù)質(zhì)量的解析分析，可以細化數(shù)據(jù)任務(wù)，包括預(yù)處理、分析、存儲等，以及處理數(shù)據(jù)所需要的計算資源、算法資源、連接資源等其他要素能力的支持，同時將數(shù)據(jù)服務(wù)質(zhì)量分解為不同任務(wù)的服務(wù)質(zhì)量。計算功能編排實現(xiàn)計算服務(wù)能力，分析算力服務(wù)質(zhì)量，然后細化為不同的計算任務(wù)，包括算力資源需求(CPU、GPU、DPU等)、存儲需求等不同任務(wù)，以及數(shù)據(jù)資源、算法資源、連接資源等任務(wù)要求，并完成對計算相關(guān)任務(wù)的編排和資源映射。4.5.網(wǎng)絡(luò)協(xié)同調(diào)度網(wǎng)絡(luò)資源的調(diào)度和編排是實現(xiàn)通感算融合的基礎(chǔ)，保障通感算中國聯(lián)通6G通感算一體化系統(tǒng)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)白皮書業(yè)務(wù)在網(wǎng)絡(luò)中高效運行，同時注重數(shù)據(jù)的隱私安全，支持分布式推理學(xué)習(xí)，可以充分利用云、邊緣、終端的數(shù)據(jù)和計算資源，并能兼顧網(wǎng)絡(luò)效率和綠色節(jié)能。動態(tài)性和多樣性是網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)編排與調(diào)度系統(tǒng)面臨的主要技術(shù)挑戰(zhàn)，分別體現(xiàn)在算力環(huán)境和智能業(yè)務(wù)兩個維度上。例如，信道變化導(dǎo)致的算力節(jié)點間傳輸鏈路的動態(tài)性，終端移動導(dǎo)致的算力網(wǎng)絡(luò)拓撲的動態(tài)性；通感智能業(yè)務(wù)觸發(fā)在時間空間分布上的動態(tài)性，加速器架構(gòu)以及數(shù)據(jù)連接的通信制式存在多樣性，多種不同的通感算模型的訓(xùn)練和推理等。網(wǎng)絡(luò)調(diào)度將基于用戶對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的定制化需求以及服務(wù)編排所導(dǎo)出的服務(wù)執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)功能(動態(tài))調(diào)度等功能，具體包括：根據(jù)用戶和業(yè)務(wù)的定制需求，動態(tài)調(diào)整底層資源滿足通信、感知和計算業(yè)務(wù)的性能要求，并基于用戶的實時接入位置，可以動態(tài)地提供網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)；基于服務(wù)編排的服務(wù)調(diào)度策略執(zhí)行對應(yīng)功能/服務(wù)，各執(zhí)行體之間進行必要的數(shù)據(jù)交互，同時在執(zhí)行過程中進行狀態(tài)監(jiān)網(wǎng)絡(luò)調(diào)度通過與智能引擎的交互，基于用戶位置的變化、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的變化，以任務(wù)為對象(包含控制面功能、用戶面功能、計算功能、數(shù)據(jù)功能等),動態(tài)、實時、聯(lián)合調(diào)整網(wǎng)絡(luò)中國聯(lián)通6G通感算一體化系統(tǒng)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)白皮書的部署和運行策略，為用戶提供高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。在業(yè)務(wù)執(zhí)行過程中，網(wǎng)絡(luò)調(diào)度通過智能引擎獲取網(wǎng)絡(luò)服務(wù)狀態(tài)的數(shù)據(jù)分析與預(yù)測結(jié)果。如用戶面的感知數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)流量與網(wǎng)絡(luò)QoS保障預(yù)測，網(wǎng)絡(luò)資源的負載能力預(yù)測，計算節(jié)點的符合實時監(jiān)測等。根據(jù)相關(guān)信息，網(wǎng)絡(luò)調(diào)度可以提前調(diào)整網(wǎng)絡(luò)中的相關(guān)功能服務(wù)策略，實現(xiàn)靈活的擴縮容能力，提升網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量。同時，基于用戶的位置變化，網(wǎng)絡(luò)調(diào)度可以實時地向智能引擎提供用戶的位置信息，對用戶的移動軌跡進行預(yù)測，基于結(jié)果為用戶提前部署鄰近的網(wǎng)絡(luò)服在業(yè)務(wù)執(zhí)行過程中，網(wǎng)絡(luò)調(diào)度通過智能引擎獲取網(wǎng)絡(luò)服務(wù)狀態(tài)的數(shù)據(jù)分析與預(yù)測結(jié)果，如用戶面的感知數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)流量與網(wǎng)絡(luò)QoS保障預(yù)測、網(wǎng)絡(luò)資源的負載能力預(yù)測、計算節(jié)點的符合實時監(jiān)測等。根據(jù)相關(guān)信息，網(wǎng)絡(luò)調(diào)度可以提前調(diào)整網(wǎng)絡(luò)中的相關(guān)功能服務(wù)策略，實現(xiàn)靈活的擴縮容能力，提升網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量。同時，基于用戶的位置變化，網(wǎng)絡(luò)調(diào)度可以實時地向智能引擎提供用戶的位置信息，對用戶的移動軌跡進行預(yù)測，基于結(jié)果為用戶提前部署鄰近的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，預(yù)先保證算力和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備就緒，實現(xiàn)低延時的高效服務(wù)效果。中國聯(lián)通6G通感算一體化系統(tǒng)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)白皮書4.6.安全關(guān)鍵技術(shù)區(qū)塊鏈技術(shù)是一種構(gòu)建去中心化信任的關(guān)鍵技術(shù)之一，去中心化信任是基于共識機制構(gòu)建的新型多邊互信體系，該體系將信任的錨點從傳統(tǒng)的權(quán)威機構(gòu)轉(zhuǎn)化為多邊共識的群體意志，通過依賴底層的密碼學(xué)技術(shù)，構(gòu)建安全可信的分布式數(shù)據(jù)處理、存儲、溯源的基礎(chǔ)設(shè)施。去中心化信任體系由各參與方共同建設(shè)和維護；也為各參與方提供了無需或弱化集中性權(quán)威機構(gòu)的可信錨點。6G通感算一體的網(wǎng)絡(luò)具備跨信任域、跨運營商、跨設(shè)備商等特點，生態(tài)各方深度參與，非局限于單個運營商內(nèi)部的去中心化，因此，6G通感算一體網(wǎng)絡(luò)需要具備一個可以支持多方互信的機制和平臺。采用區(qū)塊鏈技術(shù)，可以滿足6G新的安全需求，為構(gòu)建6G通感算體系的信任建立提供新的思路和更多的可能性?；趨^(qū)塊鏈的感知數(shù)據(jù)權(quán)限管理：未來通感算一體化網(wǎng)絡(luò)將擁有超海量的感知端點，數(shù)據(jù)的來源和特征都具有多樣性特點，且由于高精度的定位和感知業(yè)務(wù)將會獲取到大量來自個體或者組織的數(shù)據(jù)，需要遵循GDPR等對個人數(shù)據(jù)權(quán)限保護的法律，期間數(shù)據(jù)的權(quán)限管理將會變得更加廣泛而復(fù)雜，需要更加自動化和智能化的執(zhí)行數(shù)據(jù)的授權(quán)、讓渡、使用管理。同時，通感算一體化的網(wǎng)絡(luò)將會大量使用到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備感知的數(shù)中國聯(lián)通6G通感算一體化系統(tǒng)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)白皮書據(jù)，數(shù)據(jù)的真實性和安全性對6G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全至關(guān)重要，基于區(qū)塊鏈的感知數(shù)據(jù)存證審計，通過定期保存數(shù)據(jù)快照、關(guān)鍵信息等方式，形成可追溯追責(zé)的數(shù)據(jù)存證管理方式。4.6.2.隱私保護技術(shù)6G通感算一體網(wǎng)絡(luò)的隱私保護技術(shù)主要包括安全多方計算和同態(tài)加密等技術(shù)。利用安全多方計算等隱私保護分布式計算技術(shù)，可在保證多個參與方獲得正確計算結(jié)果的同時，無法獲得計算結(jié)果之外的任何信息，從而保證各方數(shù)據(jù)的安全性和私密性。利用同態(tài)加密等密碼學(xué)技術(shù)，可在數(shù)據(jù)使用過程中隱藏用戶隱私信息，實現(xiàn)用戶憑證信息的自主控制。通過設(shè)計不同隱私級別的憑證頒發(fā)和校驗方法，6G通感算一體網(wǎng)絡(luò)將提供用戶自適應(yīng)可組合的隱私保護方案，實現(xiàn)用戶信息“可用而不可見”,有效避免敏感信息泄露。此外，6G通感算一體網(wǎng)絡(luò)將結(jié)合Al技術(shù)對隱私數(shù)據(jù)進行保護。得益于Al技術(shù)帶來的節(jié)點智能的能力，針對6G通感算一體網(wǎng)絡(luò)設(shè)計輕量級和分布式的安全機制，有效確保用戶身份驗證和訪問控制；設(shè)計新穎安全路由方案和信任網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，以解決網(wǎng)絡(luò)中可信節(jié)點與惡意節(jié)點共存時信息交互的泄露風(fēng)險；引入聯(lián)邦學(xué)習(xí)技術(shù)，實現(xiàn)在不共享原始數(shù)據(jù)資源的情況下，借助6G通感算一體網(wǎng)絡(luò)多個節(jié)點的數(shù)據(jù)進行聯(lián)合建模，減少數(shù)據(jù)傳遞，保護數(shù)據(jù)隱私和數(shù)據(jù)安全。中國聯(lián)通6G通感算一體化系統(tǒng)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)白皮書4.7.網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)性能指標(biāo)體系6G通感算一體化服務(wù)在不同的應(yīng)用場景對服務(wù)的類型和質(zhì)量有不同的需求，因此需要設(shè)計分級的網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)性能指標(biāo)體系表達差異化的服務(wù)需求和效果。在傳統(tǒng)通信的性能指標(biāo)之外，引入感知資源、數(shù)據(jù)資源、存儲資源、異構(gòu)算力資源、算法資源等感知和計算元素，綜合評價6G通感算一體化服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。此外，隨著社會對綠色低碳、數(shù)據(jù)安全的關(guān)注不斷增強，安全、隱私和資源開銷也需要納入6G網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)質(zhì)量評估維度。因此，6G通感算一體化服務(wù)性能指標(biāo)需要在性能、可用性、安全性等多個方面達到預(yù)期水平。表16G通信感知計算一體化各功能的性能指標(biāo)服務(wù)功能通信感知計算性能指標(biāo)峰值速率感知精度峰值算力通信時延感知分辨率計算時延移動性感知范圍單次計算能耗時間精度感知時延單次計算成本可靠性感知更新頻率單位比特能耗單次感知能耗單位比特成本單次感知成本安全和隱私中國聯(lián)通6G通感算一體化系統(tǒng)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)白皮書在功能層的原子能力單元中，6G通感算一體化網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)性能指標(biāo)包括誤碼率、時間同步精度、編碼調(diào)制效率、采樣頻率、模型訓(xùn)練開銷、模型推理開銷、能耗開銷、信令開銷、數(shù)據(jù)處理時效、數(shù)據(jù)安全等級、數(shù)據(jù)隱私等級、數(shù)據(jù)存儲占用等多方面指標(biāo)。原子單元的性能指標(biāo)表征了6G網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)能力。6G通感算一體化系統(tǒng)的性能指標(biāo)如表1所示。其中，感知精度可表示為一定置信度下不同感知業(yè)務(wù)的感知精度，如距離精度、速度精度、角度精度、成像精度等；感知分辨率是區(qū)分多個感知目標(biāo)的能力，如距離分辨率、速度分辨率、角度分辨率、成像分辨率等；峰值算力是單個設(shè)備可獲得的最大算力。這些網(wǎng)絡(luò)功能層的性能指標(biāo)表征6G網(wǎng)絡(luò)承載某項服務(wù)功能的能力與完成質(zhì)量。服務(wù)層的性能指標(biāo)表征6G網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)體驗和網(wǎng)絡(luò)的綜合評價。在業(yè)務(wù)體驗方面，在表1的基礎(chǔ)上還需要考量業(yè)務(wù)體驗速率、業(yè)務(wù)體驗算力、業(yè)務(wù)綜合時延、用戶數(shù)據(jù)安全和隱私等級等。其中業(yè)務(wù)體驗速率和業(yè)務(wù)體驗算力指在覆蓋范圍內(nèi)業(yè)務(wù)可實現(xiàn)的數(shù)據(jù)速率和可獲得的算力水平；業(yè)務(wù)綜合時延指當(dāng)該業(yè)務(wù)的通感算是串行時，需要保證相關(guān)的通信、感知、計算時延之和不能超過業(yè)務(wù)綜合時延。在網(wǎng)絡(luò)評價方面，需要考量網(wǎng)絡(luò)的峰值速率、峰值感知水平、峰值算力、通信連接密度、感知計算連接密度、算力密度、整體頻譜效率、整體成本、整體資源開銷等。中國聯(lián)通6G通感算一體化系統(tǒng)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)白皮書5.總結(jié)與展望通感算一體化網(wǎng)絡(luò)同時具備感知功能、通信功能與計算功能。通過通感算軟硬件資源的協(xié)同與共享，實現(xiàn)多維感知、協(xié)作通信、智能計算功能的深度融合和互惠增強，從而能夠承載沉浸式XR、全息遠程呈現(xiàn)、交互型3D虛擬數(shù)字人、協(xié)作機器人、無人駕駛、多感官互聯(lián)、甚至元宇宙等多樣化的業(yè)務(wù)，實現(xiàn)未來社會的萬物智聯(lián)。目前業(yè)界已經(jīng)在開展通信感知計算一體化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的設(shè)計和初步的技術(shù)可信性試驗。在標(biāo)準(zhǔn)化研究方面，3GPPSA1已經(jīng)立項研究課題《StudyonIntegratedSensingandCommunication》,開展通信感知一體化場景和KPI需求研究，后續(xù)將推動SA2和RAN的立項研究工作。其中，SA2主要開展R19網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和功能設(shè)計工作，RAN主要開展空口感知增強技術(shù)評估、方案研究和接口規(guī)范制定。Advanced通感融合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)研究報告》,于2023年6月發(fā)布《5G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報告》;IMT-2030(6G)推進組發(fā)布了《通信感知一體化技術(shù)研究報告》,對通感一體化的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢進行了總結(jié)。在技術(shù)驗證方面，國內(nèi)多個廠商開展了通感一體化技術(shù)驗證，獲得了可觀的感知性能(見附件1)評估結(jié)果，并預(yù)估在5G-Advanced系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)能夠具中國聯(lián)通6G通感算一體化系統(tǒng)架構(gòu)與