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5G-Advanced通感融合仿真评估方法研究报告.pdf
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5G-Advanced通感融合仿真评估方法研究报告.pdf
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通信与感知融合是通信产业界共识5G-A未来重要演进技术方向之一,为通信网络创新应
用提供重要基础能力。通感融合仿真评估方法研究是通感技术方案性能评估的重要前提。
本研究报告分析了5G-A通感融合仿真评估指标,面向单站感知和双站感知模式,研究基
于3GPP TR 38.901通信信道建模的通感融合系统级仿真大尺度衰落和小尺度衰落建模方法、
通感融合信道空间一致性和移动特性、以及链路级CDL通感融合建模方法。同时提供了产业界
面向5G-A通感融合在典型场景下的最新仿真评估结果。为后续5G-A通感融合技术方案性能
评估和标准化提供重要参考。
研究报告要点
目录目录
IMT-2020(5G)推进组于2013年2月由中国工业和信息化部、国家发展和改革委员会、科学技术部联合推动成立,组织架
构基于原IMT-Advanced推进组,成员包括中国主要的运营商、制造商、高校和研究机构。推进组是聚合中国产学研用力
量、推动中国第五代移动通信技术研究和开展国际交流与合作的主要平台。
IMT-2020(5G)推进组
5G-Advanced通感融合仿真评估方法研究报告
概述
5G-A通感仿真评估指标
5G-A通感融合信道建模方法研究
总结
附录
缩略语
主要贡献单位
P1
P2
P10
P59
P62
P104
P105
1
IMT-2020(5G)推进组
5G-Advanced通感融合仿真评估方法研究报告
概述
5G-A(5G-Advanced)在原有5G的移动带宽增强、超高可靠低时延、海量机器类通信的“三角
能力”基础上,将向垂直行业的更深领域扩展,加强智能维领域探索,从支撑万物互联到使能万物
智联,为社会发展、行业升级创造更多价值和贡献。其中,5G-A网络提供的感知能力将是实现未来
5G-A智能网络能力升级、扩展垂直行业应用的一个重要基础能力。
通信和感知融合技术已然成为5G-A的一个重要研究方向,其利用移动通信基础设施使能感知服
务,实现一网多能,充分发挥移动网络优势来满足各种应用场景下的感知业务性能指标要求,同时借助
感知能力可以为通信性能带来一定程度的提升。考虑到通感融合技术在千行百业初步具有广泛的应用需
求,IMT-2020(5G)推进组在2022年发布的《5G-A通感融合场景需求研究报告》针对通信感知融合的四
大典型应用场景,包括智慧交通、智慧低空、智慧生活和智慧网络场景中的十五大典型应用案例,深入
分析了基于移动通信基础设施使能感知业务的潜能,以及对应场景下的感知业务性能指标要求。
众所周知,移动通信系统的容量直接受到无线信道特性的影响,因此对无线信道传播特性和模型
的研究是推动整个移动通信技术发展的关键之一,同时也是每一代移动通信技术研究和评估、设备研
发、系统设计和网络部署的前提条件,而如何准确建模复杂、易变的无线信道一直以来是移动通信面
临的巨大挑战之一。随着移动网络引入感知能力,在其极大拓展了移动网络的应用场景的同时,也对
传统移动网络性能仿真评估和信道建模方法提出了挑战。面向通感融合技术的信道建模不仅是对感知
的信道建模进行研究,还要在传统通信信道模型的基础上考虑两者的相关性。
感知的信道建模按照用途部分是分为不同的类型的,根据场景可以分为三大类:
●
检测、定位和追踪
检测、定位和追踪的感知应用主要是针对无源的(即被感知物体不参与到感知流程),目标检测
主要是依赖于目标的移动,即利用多普勒信息来检测。其中,感知目标通常是建议的“点”模型,即
假设感知目标为质点且不考虑体积或形状,在此时感知的信道建模对不同感知目标特征和区别,主要
体现在雷达散射截面积RCS。
●
环境重构及目标成像
环境重构及目标成像的感知应用需要对周围环境中静态散射体、准静态散射体、动态散射体的位
置重构、散射特性重构,以及对静态或准静态散射体目标的成像。这类应用的信道建模需要把不同散
射体的表面材质等特征考虑进来。进一步的,如精细重构散射体(如人体)时,还需要将人体躯干再
做细分,将不同部位的特征体现在信道建模中。
IMT-2020(5G)推进组
5G-Advanced通感融合仿真评估方法研究报告
2
5G -A
通感仿真评估指标
通信感知融合需要同时支持感知和通信业务。一方面面向感知应用场景,需要定义感知性能指
标,另一方面,需要在与感知业务共存场景下同时评估通信性能指标。
2.1 通信性能指标
2.1.1 吞吐量
单用户吞吐量定义为单位时间内单用户正确接收的比特数,即以用户为粒度统计在单位时间内层3
收到的SDU包含的比特数,单位为bit/s或bps。
系统吞吐量定义为单位时间内小区所有用户正确接收的比特数,即在单位时间内层3收到的SDU包
含的比特数除以总小区数,单位为bit/s/ TRxP或bps/ TRxP。
2.1.2 频谱效率
第5个百分点用户频谱效率是归一化用户吞吐量的CDF的5%点。归一化的用户吞吐量定义为正确
接收的比特数,即单位时间内层3收到的SDU包含的比特数除以信道带宽,单位bit/s/Hz。其中,信道
带宽定义为:有效带宽×频率复用因子,其中有效带宽是考虑上下行比例的归一化工作带宽。R
i
(T
i)
表示用户i正确接收的比特数,T
i
表示用户i的会话激活时间,W表示信道带宽,r
i
表示用户i的(归一
●
手势及姿态识别
手势及姿态识别的感知应用通常是在近距离分析运动目标的微多普勒信息。这类应用的信道建模
需要对手势或姿态的整体和局部进行精细化建模。
本研究报告对5G-A通感融合技术仿真评估指标和通感融合信道建模方法进行研究。其中,本研
究报告中的通感融合信道建模方法主要针对检测、定位和追踪类感知应用,环境重构类和姿势识别类
的信道建模将在后续研究和探索。
本研究报告中的通感融合信道建模方法研究包括了系统级仿真大尺度和小尺度建模、链路级信道
建模等。本研究报告凝聚了通信产业界关于5G-A通感融合技术场景下信道建模的最新方案与方法,提
供产业界面向5G-A通感融合在典型场景下的最新仿真评估结果,为后续5G-A 通感融合信道模型在
后续国际标准中的标准化工作提供重要的研究基础和参考。
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