5G-A通感一体应用场景研究 2024

5G-A通感一体应用场景研究5G-AIntegratedSensingandApplicationScenariosResearch2023-01-C-005景中的研究与发展情况。首先，介绍了感知技术的发展历程，提出了5G-A通感并于传统感知技术进行了对比；在此基础上，提出了5G-A通感一体8大潜在应用场景及需求，并对重点应用场景的可行性进行了分析；最后，对5G-A通感一研究单位：中国信息通信研究院、华为技术有限公司、中兴通讯股研究人员：王琦、姚家伟、李宁、杜加懂、夏仕达、韩志强、汪竞2023-01-C-005 12传统感知技术发展的发展趋势 2 2 435G-A通感一体技术特性解析与优势 6 6 1145G-A通感一体潜在应用场景及需求 11 12 14 16 18 19 20 21 2255G通感一体应用场景可行性分析 23 232023-01-C-005 25 302023-01-C-0055G-A通感一体应用场景研究发展奠定基础。当前，全国已有29个省或直辖市发布了低空经济的发展规划，将同时具备通信及探测感知的能力。5G-A通信感知融合基于软硬件资源以及频12023-01-C-005当前，国内外相关组织已针对5G-A通感一体化技术开展了一系列的研究及准化和实验验证等方面开展了相关工作，发布了《5G-Advanced通感融合场景需2传统感知技术发展的发展趋势2.1.1雷达感知探测进行处理，提取有关该物体的距离，距离变化率或径向速表1典型雷达技术优缺点对比好好好差差差好22023-01-C-005中高低好远响2.1.2光电感知探测），32023-01-C-005TDOA（timedifferenceofarrival）是通过检测信号到达两个基站的时间差来2.2.1感知系统的发展历程42023-01-C-0052.2.2感知系统的未来趋势未来随着感知系统的性能继续提高，并且在52023-01-C-005电磁波段都向毫米波波段演进。5G-A通感一体化技术特点就是融合感知的这435G-A通感一体技术特性解析与优势谱利用率和设备复用率、提升通信网络价值3.1.1通感一体空口关键技术1）感知工作模式：根据参与感知的设备的不同（可以是基站或终端）以及而且感知结果可以由该单基站节点清楚地解析，62023-01-C-005但是是非同步的。由于在UE发基站收感知中，接收器完全了解系统协议、信号2）一体化波形：设计适合的波形是保障通信感知一体化在通信和感知方面和脉冲波形（PW），和以基于5G通信系统的OFDM波形。不同波形的优缺点表2不同感知波形优缺点对比），72023-01-C-005波波），根据对不同感知波形的优缺点分析，LFM波形的模糊函数存在较高的旁瓣（LFM的旁瓣水平为-42.64），与ofdm-gold波形的旁瓣水平相当，这会导致距标。此外，OFDM波形对现有5G通信系统发射机和接收机的硬件更加友好，无需新增处理LFM波形的硬件电路。因此从一体化的角度，在通信感知系统中，抵抗频率选择性衰落和符号间干扰，提高通信的ZC序列的旁瓣水平、PAPR和互相关能力。表4总结了Gold序列和ZC序列用表3Gold序列和ZC序列的旁瓣水平、PAPR和互相关结果82023-01-C-005表4Gold序列和ZC序列的对比情况分析>≈>≤此外，由于Gold序列的PAPR较高，后续需要进一步考虑降低PAPR的增强技3.1.2通感一体网络架构通感一体化网络架构将感知能力的接口和处理放在接入网侧的BBU侧，业务侧通过感知网元SF获取收集到的最终感知结果，并对接到用户的数据应用平92023-01-C-005图2通感一体化网络架构），感知板：感知信号处理（L1）+感知数据处理（L2），输出结构化的感知目2023-01-C-0053.25G-A通感一体化与传统感知技术对比分析5G-A通感一体化技术同时具备了感知/探测目标的功能与高可靠通信功能，表55G-A通感一体化与传统感知技术对比置），熟号射45G-A通感一体潜在应用场景及需求操控和导航、公共安全和服务、降雨监测、健康与运动监测。本报告依据3GPP2023-01-C-005检测、建筑微变形监测、气象服务、健康检测。本章节重点分析5G-A通感一体知基础设施，与人工智能、大数据等先进技术结合，加强对低空表6智慧低空感知业务场景12无人机喷洒农药和施肥，提高农作物的生产效率。例如，中①3利用无人机进行空气质量、水质和土壤质量等环境监测①4①2023-01-C-0055检67递8援9①①访①①①光①理2023-01-C-005表7低空经济应用场景通感业务需求指标米级水平[m]垂直[m]1位置分辨率[m]存在/垂直）[m/sx速度的传感分辨率为通信时延[ms]不涉及不涉及通信带宽[Mbps]不涉及不涉及5测4.2水域入侵检测应用场景及业务需求2023-01-C-005非法采砂船的巡查和执法监管，主要应用为电服务，在航行安全应用中可以取代VTS雷达，与AIS和CCTV组成航行安全感2.自动报警。船舶的轨迹异常或进入预设禁航区4.联合感知。感知基站、AIS、CCTV视频、光电扰动、警示标志等多种监控技术结合使用，降低漏报警概率，并将联合感知结果通过VHF按2023-01-C-005图3航行安全业务场景表8水域入侵检测应用场景通感业务需求指标水平[m/s]1通信时延[ms]通信带宽[Mbps]5通感一体技术在智能交通中的应用主要表现为使用5G网络作为通信基础，2023-01-C-005并与V2X车联网、D2D等技术相结合，提升车、路、行人以及交通设施之间的理和控制。5G-A通感一体技术在车联网市场中具有广阔的应用空间，在道路监5G-A通感一体技术在高速公路或高铁入侵检测场景的应用可实现对高速公5G-A通感一体技术在车路协同场景的应用可有效解决路侧感知设备性能受用5G网络将人、车、路、云连接起来，形成一张可融合通信、实时计算、及时决策的智能网络，更好的为车路协同各类业务场景实2023-01-C-005表9智慧交通场景通感业务需求指标42通信时延[ms]通信带宽[Mbps]4.4建筑微变形监测应用场景及业务需求建筑达到了1472座，建筑使用过程中都会出现或多或少沉降与变形。在一定限5G-A通感一体化基站利用分米波、毫米波感知技术，可以实现桥梁、城市2023-01-C-005建筑的毫米级监测感知，并通过5G网络将感知测量数据实时传递至云侧的建筑表10建筑微变形检测场景通感业务需求指标不涉及不涉及报，而5G-A感知一体化技术利用通信基站的成片组网及雷达感知技术，实现天2023-01-C-005表11气象服务应用场景通感业务需求指标2传统的体育锻炼和健康监测依赖各类接触式的可穿戴设备采集用户手部的5G-A通感一体化技术可实现非接触的毫米波感知，可精确收集到用户的呼2023-01-C-005表12健康监测场景通感业务需求指标不涉及不涉及随着国内智慧园区建设步伐加快以及企业对自身智2023-01-C-005无需终端设备配合，且可利旧现有5G基站，无需重复投资部署，为园区提供全表13园区监测场景通感业务需求指标422不涉及不涉及不涉及不涉及不涉及不涉及4.8矿山边坡监测应用场景及业务需求2023-01-C-0055G-A通感一体技术可以有效解决矿山行业大范围面状全覆盖监测、实时监监测及滑坡预警，实现矿区边坡智能监测、安全管表14矿山边坡监测场景通感业务需求指标不涉及不涉及55G通感一体应用场景可行性分析2023-01-C-005表155G频谱C-band和毫米波频段表165GC-band和毫米波频段优缺点对比和典型适用场景照C-Band和毫米波两个频段的部署节奏2023-01-C-005康检测和矿山边坡监测等场景的使用要求，但毫米波波段的5G基站的部署节奏5G的通信，基站的覆盖率已经较好，技术较为成熟，所以阶段一的低空经济、），中国民用航空局，先后发布了《中华人民共和国空域管理条例（征求意见稿）》展。截止2023年8月，美团无人机已经在深圳、上海等城市落地7个商圈，17最为关键。根据粤港澳大湾区数字经济研究院在2023年11空经济发展白皮书2.0》统计，截止2022年底，全国的无人机运营企业达到1.53.86亿次，累计飞行时长约为1668.9万小时。2023-01-C-005发展的关键因素之一。5G-A通感一体化基站发挥通信基站的广覆盖的优势，能够实现低空感知网络的快速、低成本部署，同步将数据传送至无人机管理平台，总结来看，在低空经济行业，5G-A通感一体化技术的产业重点在于尽快落5G-A通感一体能够为智能交通的通信和感知系统提供必要的支撑和补充。2023-01-C-005现多个终端的数据协同，高效感知人、车、路的实时状态。5G-A通感一体技术有广阔的应用空间，将在道路监管、车路协同等领域得到广泛应用。5G-A通感一体化技术同时提供的交通智能感知能力和5G通信网络能力，其中感知基站可以补充现有交通系统的摄像头对速度、位置等识别不足的缺陷，同时5G通信网总结来看，在智慧交通行业，为积极落实智能交通相关发展政策，5G通感党的二十大作出“发展海洋经济，保护海洋生态环境，加快建设海洋强国”输任务。根据咨询公司集团的数据显示，2022年我国内河水路完成货运量76.72023-01-C-0055G-A通感一体将成为解决江河湖海监督管理、内河与海洋治安管理当前痛点的重要技术手段。当前水域的感知手段主要依赖船舶自动识别系统（AIS-AutomaticIdentificationSystem）、船舶交通管理系统（（BDS-BeiDouNavigationSatelliteSystem）等四大系统。这些传统感知管理系统等场景时，这些主动上报技术将无法感知到水域的情况。5G-A通感一体能够通2023-01-C-005时对水域航行船只提供高可靠通信功能。因此，在航行安全应用中，5G-A通感一体能够与AIS、CCTV等组成航行安全感知系统，融合后的感知系候、自动报警、电子巡航和联合感知的功能；在水域入侵领域应用中，5G-A通总结来看，在江河湖海等水域入侵检测领域，5G通感一体化技术产业发展的《关于全面加强生态环境保护坚决打好污染防治攻坚战的意见》以及各地智建设，推动5G、物联网、人工智能等新一代信息技术在园区环境监控、资源调园区智慧化管理是提升园区运营效率、实现可持续发展的重要手段。5G-A有力的支持和补充。依托5G-A技术，园区可通过部署多功能一体化基站，实时在人员管理方面，5G-A通感一体技术可以实现对园区内人员的精准定位和2023-01-C-005在车辆管理方面，5G-A通感一体技术可以实现对园区内车辆的智