未来可期

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当前，5G发展正逐步迈向深水区，作为5G-A阶段引入的新技术，以连接为中心，通信感知一体化正在开启产业链的新一轮布局探索。

5G-A通感一体化技术使得传统基站在提供通信能力的同时具备“雷达”般的感知能力，通过通信和感知能力一体化设计构建低成本、亚米级精度、无缝泛在的通感一体网络，实现对车辆、行人的感知，在一定程度上可在车路协同等场景中替代路侧雷达，降低后续的工程维护等费用，带来巨大的经济效益和社会效益。

“通感一体”通过5G基站通感一体技术，在5G通信的基础上叠加感知能力，可实现对车辆、行人的感知，在车路协同等场景中替代路侧雷达，降低后续的工程维护等费用，带来巨大的经济效益和社会效益。

2023年10月，在IMT-2020(5G)推进组的组织下，华为基于5G-A通感融合技术，首次测试微形变和海洋轮船感知监测能力，并且验证了无人机低空场景下的通感增强性能。

同月，在IMT-2020(5G)推进组的组织下，中兴通讯也完成了5G-A通感融合演示验证测试，验证采用了毫米波频段和4.9GHz频段，涵盖室内和室外环境，验证场景包括无人机、交通、入侵检测、呼吸检测等多种通感融合典型应用场景，两大设备商的积极布局5G-A通感引起了业界的广泛关注。

1 何为通感一体？

通感一体，即通信感知一体化技术（ISAC），是指基于软硬件资源共享或信息共享，使得未来的通信系统同时具有通信和感知功能协同的新型信息处理技术，可有效提升系统频谱效率、硬件效率和信息处理效率，是3GPP在5G-A阶段研究的新技术。

通信即两点或多点之间信息传输，通过基站和手机之间相互收发无线信号进行信息交互的过程；感知即探测通过某些手段来探测周围环境状态，如物体位置、测速、目标定位等。感知与通信是信息处理的前端与中间环节，二者在传统信息处理流程当中相对独立。

5G时代，5G新空口（NR）引入定位参考信号，实现了基站与终端的协同定位功能。此时，通感一体化开始以通信为中心，并进入网络感知阶段。随着超大规模天线通信与雷达、毫米波通信与雷达技术的发展，通信与感知两者技术特征、信道特征、应用场景越发相似，呈现体制化融合发展态势。

2 通感一体能够为交通行业带来哪些改变？

通感一体利用无线信号实现了比交通雷达更出色的环境感知能力，进而构建现实世界与虚拟世界交互的桥梁，与主流交通雷达对比，5G-A通感一体在探测距离、位置精度和速度精度等关键指标具备性能优势。

作为5G-A阶段的关键技术，通感一体等技术验证和应用试点聚焦在交通领域，在车联网、自动驾驶、车流量监测等多方面发挥着重要作用。

在车联网场景中，需要对道路本身和环境进行识别感知，对车辆位置、速度及运动方向进行识别，对道路上异常事件进行识别。通感一体系统可实时感知道路上的车流状态，实现人、车、路的高效协同，保障交通安全，提升交通系统运行效率。通过利用通信基站站点高、覆盖广的特点，可实时、大范围、感知车道流量和车速信息，同时检测行人或动物道路入侵，有效实施道路监管，保障交通安全和提升交通效率。

对于自动驾驶而言，由于其他车辆遮挡导致车载雷达存在盲区，通过协作通感节点可获得“上帝视角”，为车辆提供更大的感知范围。

交通路口的车流量同样可以通过网络中的节点进行感知监测，并对路口的交通指挥进行实时自适应动态调整。同时，利用感知信息，车联网系统可以更快速便捷地对车辆进行调度。在该场景下，通感一体化系统需要具备较强的目标分辨能力，即较高的角度、距离、速度分辨率。

在高速应用场景，通过雷达高精度支持所有目标位置、速度、轨迹，可实现高速雾天不封路，帮助快速引导通行；在城市道路场景，围绕治堵”、“畅通”等诉求，通过雷达+摄像头感知提升通行效率，可实现红绿灯动态控制、交通隐患分析治理、交管效率提升。

值得一提的是，当前低空经济作为新型交通产业发展迅速，5G-A通感一体基站的通信和感知能力能为低空无人飞行器的通信和监管提供有效手段，实现对非法入侵无人机的自动探测，实时定位和追踪入侵无人机，供安防系统下一步决策参考，助力低空快递、配送、城市安全管理等业务蓬勃发展。

3 在交通行业的应用

中国科学院院士、国家可信嵌入式软件工程中心首席科学家何积丰表示，通感一体的部署优势在于相较传统摄像头而言，完成高精度的全天候、车道级、目标级跟踪。通过对探测距离、距离分辨率、速度精度、角度精度等关键指标的分析，可知通感一体下，通信网络衍生感知能力与性能遥遥领先。

随着行业对于通感一体技术研究的逐步深入，各大运营商也携手产业链在典型场景开启了诸多探索实践。

杭州亚运会期间，中国移动研究院、浙江移动联合产业率先在杭州打造5G-A智能亚运示范区，并面向智慧交通场景打造了一条车路协同示范路线，于亚运村拾久街重要十字路口部署了5G-A通感车联基站，实现了超视距的“鬼探头”人/车预警、车辆变道感知、以及在黑夜环境和雨雾特殊天气情况下的人员和车辆的实时定位、速度感知和轨迹感知，有效弥补了单车智能感知范围受限的不足，很好的实现了道路环境的实时动态跟踪和人、车、路的高效协同，显著提升了亚运村的交通系统运行效率，有效保障了道路交通安全。

江苏移动、苏交科和华为联合在南京的桥梁进行试点，在桥梁中心点附近部署了通感一体的5G基站，探测桥梁的微小变形，监测桥梁结构的异常；中兴通讯在常州部署通感算一体化基站，对目标区域无人机进行探测、管理，可广泛应用于“黑飞”安防、低空物流管理等多种场景。

珠三角等地正在加快推进“通感一体”车路互联技术应用；惠州市“畅通工程”城市智慧交通建设项目已通过“摄像头+雷达”构建了感知功能；广州也计划未来三年投入28.5亿元建设全息路口，路段标配“摄像头+雷达”。

未来，通感一体技术将在交通行业的更多领域得到验证。

4 结语

当前，我国5G发展已经进入下半场。随着行业对于通感一体化技术的概念与内涵已达成初步共识，通信感知一体化被纳入了标准化的议程。

何积丰表示，从技术的发展应用进展来看，在封闭场景，通感一体车路互联技术有着刚性需求和应用生态，商用模式清晰，正在加速推动商用，代表案例是卡车自动驾驶。在半开放场景中，在高速干线物流场景下的应用逐渐成熟，有利于降低运输成本，提升通行量。但在自动驾驶等开放场景，还需要稳步推进城市场景探索。

虽然通感一体化在技术方案与原型设计等方面不断取得突破，但在基础理论、低复杂度方案与工程设计等方面仍面临挑战，但随着通信技术的进一步发展和感知能力的增强，未来，通感一体或将带给我们更大的想象空间。

参考资料：

1、通感一体化：基站和雷达也能合体？

2、突破传统连接范式：通感一体从“能用”到“好用”还有多远？

3、SHAI 2023 演讲实录 | 何积丰院士——通感一体的车路互联技术