IMT-2030(6G)推進組：通信感知一體化評估方法研究報告

IMT-2030(6G)推進組2IMT-2030(6G)PromotionGroup 5 62.1室外場景 72.1.1檢測定位跟蹤 72.1.2環(huán)境重構 82.2室內場景 92.2.1檢測定位跟蹤 92.2.2環(huán)境重構 2.2.3模式識別 4.1信道模型 134.1.1模型框架 4.1.2路損模型 4.1.3小尺度多徑模型 4.1.4目標散射特性建模 4.1.5通信信道與感知信道相關性 4.2場景評估方法 4.2.1系統(tǒng)級仿真評估流程 4.2.2鏈路級仿真評估流程 4.2.3評估場景和仿真方法映射 3IMT-2030(6G)PromotionGroup 5 8 9 10 15 16 20 214IMT-2030(6G)PromotionGroup 11 13 17 18 245IMT-2030(6G)PromotionGroup6G作為更先進的下一代移動通信系統(tǒng)，將跨越人聯(lián)和物聯(lián)，邁向萬物智聯(lián)的新信感知一體化，還將進一步與AI結合，為構建智能數(shù)6G通感的研究已經(jīng)開展了2年余，作為一個新的技術方向，處于方興未艾的階骨血互溶的創(chuàng)新性突破，需要巨大的勇氣去推進，需要極6IMT-2030(6G)PromotionGroup其評價標準需要彼此融合，在ITU也開展了相第二章評估場景需求，而評估場景在此基礎上，還關注網(wǎng)絡（例如基站/UE作為參考，IMT-2020技術評估中的通信評估場景（測試環(huán)境）是由地理環(huán)境（geographicenvironment）和使用場景（UsageScenario）組合而成[1]，例如7IMT-2030(6G)PromotionGroup感知用例：由于業(yè)界提出的ISAC用例較多，為系統(tǒng)性研評估方法，需對6G典型通感用例進行梳理歸納，收斂出具備推廣性的少以及建筑、車輛的重構等。室外場景涉及的感知用例主要包括“目標檢測定位跟蹤”區(qū)域，需要通過目標位置和速度估計、軌跡追蹤等方式判斷其闖入危險區(qū)域的8IMT-2030(6G)PromotionGroup確的掌握環(huán)境中的信道變化，從而更好的支撐數(shù)字孿生、輔在網(wǎng)絡部署方面，與2.1.1節(jié)類似，可參考現(xiàn)有UMi場景部署六邊形蜂窩狀小9IMT-2030(6G)PromotionGroup室內典型評估場景大致可以分為面向“專網(wǎng)化需求、公眾化需求、家庭化需求”求的場景，如智慧工廠內工作人員、機器人、設備產(chǎn)品的定位、重構、成像、手勢/姿態(tài)識別等業(yè)務?！肮娀枨蟆敝饕笇ι虉龅裙妶鼍斑M行室內的環(huán)境重構?！凹彝セ枨蟆敝饕笇彝?、醫(yī)療場景中人的動作、呼吸等身體狀態(tài)進行監(jiān)測的場景，IMT-2030(6G)PromotionGroup真區(qū)域，在室內頂部部署如圖4所示的多個基站。部署的目標可包括具有移動性的模式識別包括人的手勢/姿態(tài)識別、呼吸檢測等。在室內模式識別場景中，需實IMT-2030(6G)PromotionGroup病人的日?；顒雍蜕w征（如呼吸和心跳從而及早發(fā)現(xiàn)健康問題并提供警報。DenseUrban-ISAC-檢城市環(huán)境中的通信感知一體化評估，評估重點是檢測、定DenseUrban-ISAC-環(huán)境城市環(huán)境中的通信感知一體化評估，評估重點是目標的重室內工廠環(huán)境中的通信感知一體化評估，評估重點是目標IndoorHome-ISAC-手室內環(huán)境中的通信感知一體化評估，評估重點是目標的動IMT-2030(6G)PromotionGroup第三章評估指標重構精度：重構結果對真實物體的復現(xiàn)程度，包括針對目標重構出的散射漏檢概率：實際存在目標或事件特征，卻判斷為不存在目標或事件特征的虛警概率：實際不存在目標或事件特征，卻判斷為有目標或事件特征的概分辨率：任意兩個目標在距離、角度、多普勒、空間位置等維度上的可分IMT-2030(6G)PromotionGroup第四章評估方法述典型通信場景下的信道大小尺度特征，并廣泛應用于5G通信系統(tǒng)仿真評IMT-2030(6G)PromotionGroup針對上述關鍵需求，本報告針對通信感知一體化為了與5G信道模型具有更好的連續(xù)性，通感一體化的信道模型可以基于3GPP道為傳播環(huán)境中與目標非相關聯(lián)的信道多徑，通過統(tǒng)計性方法建模。圖5給出混合IMT-2030(6G)PromotionGroupPLs(d1,d2)=PL(d1)+PL(d2)+10log10-10log10(σRCS)IMT-2030(6G)PromotionGroup成發(fā)射機-感知目標和感知目標-接收機兩段的大小尺度信道參數(shù)，并結合目標RCS可參考現(xiàn)有標準信道生成方法，此處不再贅述。以3GPPTR3成步驟為基礎，重點對感知信道相關部分進行IMT-2030(6G)PromotionGroup使得多散射中心模型在雷達探測領域得到的廣泛的應用。GTD模型建立目標散射場ScatteringCenter,ASC)模型等。它們均繼承了GTD模型的頻率依賴關系，并進一步IMT-2030(6G)PromotionGroup低高低中無有人IMT-2030(6G)PromotionGroup立通感信道轉移概率，實現(xiàn)多徑簇從通信信道至感知信道的生滅過程。其中，ISAC4.2場景評估方法路的性能。在此基礎上，在滿足通信功能性能需求的基礎上，評估感知功能的性能。與通信指標的評估方法類似，ISAC指標的評估方法主要包括系統(tǒng)級仿真或57扇區(qū)可建模評估感知業(yè)務模型、感知資源調度和小區(qū)間動態(tài)干擾包括通信關性、多節(jié)點的聯(lián)合感知等特征和過程。Se20IMT-2030(6G)PromotionGroup通感一體化系統(tǒng)級仿真（包括Full-SLS和Semi-SLS）小區(qū)拓撲可能是不同的，例如UMi場景是蜂窩狀拓撲，Indoor場景是網(wǎng)征包括感知目標的初始位置，移動模型或運動模型，感知目標的散射模21IMT-2030(6G)PromotionGroup道、感知發(fā)送端和感知接收端的初始感知信道、其他發(fā)送段和感知接收步驟5：當前時隙，根據(jù)業(yè)務模型（trafficmodel）進行收發(fā)端資源配置的信道更新，通信信號和感知信號經(jīng)過信道。在Semi-S處于靜止或慢變狀態(tài)（例如評估環(huán)境重構場景）且仿真時隙數(shù)較少時，感知特征的計算，包括對目標關聯(lián)徑的時延、到達角、多普勒等測量參個站點，因此一般不需要部署網(wǎng)絡。鏈路級的通信評估通常是對基站和UE22IMT-2030(6G)PromotionGroup之間的鏈路或者UE和UE之間的鏈路性能進行評估，仿真中設置通信發(fā)送模式，而且站點存在基站和UE兩種屬性。因此，在鏈路級仿真中也是定位跟蹤類的感知應用主要是針對無源的目標（即被感知物體不參與到感知流程一種目標檢測方法是依賴于目標的移動，即利用多普勒信息來檢測；也可能通能工業(yè)場景中的侵入者檢測、車輛/機器人定位跟蹤等用例，重點評估被感知目標的檢測/虛警概率、定位精度、速度精度等指標，感知目標以車輛、人員、UAV三種常見目標為例，需要對這些感知目標出現(xiàn)、重點評估目標的重構/成像精度、定位精度等指標。在仿真評估中，接收機運行參數(shù)23IMT-2030(6G)PromotionGroup動檢測等。這類感知應用通常是在近距離分析節(jié)點的檢測結果與實際運動軌跡/規(guī)律之間的誤差。對于運動規(guī)律的監(jiān)測，檢測結果24IMT-2030(6G)PromotionGroup以用一個點或一個點集表示。在仿真中需對目標的值。必要時可導入數(shù)字地圖以在仿真環(huán)境中部署散射體。仿真中通過檢測并定位散射體或散射點，使25IMT-2030(6G)PromotionGroup第五章總結與展望本研究報告首先對通信感知一體化眾多應用場景進行了初步篩選，給出IMT-2030主要的室外和室內的通感評估場景和相應評估指標，主要聚焦室內室外定26IMT-2030(6G)PromotionGroupSensingandCommunications(ISAC)”,inProc.ofIEEEInternationalSymposiPersonal,IndoorandMobileRadioCommunications(PIMRC),TechnologyConference(VTC20[3]3GPPTR38.901Wkshps,2023,accep[5]KELLERJB.Geometricaltheoryofdiffraction[J].JournaloftheOpticalSocietyof[6]CARRIèRERandMOSESRL.High-resolutionparametricmodelingofcanonicalradarscattererswithappliConferenceon[7]YANHua,ZHANGLei,LUJinwen,etal.Freqscatteringcentermodelforthearbitrarymultiplescatteringmechanism[J].JournalofPropagation(EuCAP),20