通信感知一體化技術(shù)專題導(dǎo)讀

近年來，通信感知一體化技術(shù)受到全球?qū)W術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。通信感知一體化技術(shù)是指在共享軟硬件資源或信息的基礎(chǔ)上，同時(shí)實(shí)現(xiàn)感知與通信功能的新型信息處理技術(shù)，可以有效提升系統(tǒng)的頻譜效率、硬件效率和信息處理效率。沉浸式業(yè)務(wù)和數(shù)字孿生等一系列新興業(yè)務(wù)對無線網(wǎng)絡(luò)的端到端信息處理能力提出了更高需求，這使得無線網(wǎng)絡(luò)被設(shè)想為移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、感知網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的融合體，通信感知一體化成為6G技術(shù)與業(yè)務(wù)的主導(dǎo)趨勢之一。首先，無線通信頻段向毫米波和太赫茲等更高的頻段發(fā)展，與傳統(tǒng)感知頻段產(chǎn)生越來越多的重疊，這為在相同頻譜下同時(shí)實(shí)現(xiàn)通信和感知提供了機(jī)遇。其次，無線通信和無線感知在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、信號(hào)處理和硬件實(shí)現(xiàn)等方面呈現(xiàn)越來越多的相似性，這使得利用同一套硬件設(shè)備實(shí)現(xiàn)通信和感知成為可能。最后，大規(guī)模天線、智能超表面、大帶寬和人工智能等技術(shù)的發(fā)展也將進(jìn)一步推動(dòng)通信感知一體化技術(shù)的發(fā)展。

本專題的8篇文章聚焦于通信感知一體化的關(guān)鍵理論和新興技術(shù)。《面向業(yè)務(wù)感知的算網(wǎng)融合關(guān)鍵技術(shù)研究》討論了算網(wǎng)融合的關(guān)鍵技術(shù)、資源調(diào)度方案和聯(lián)合優(yōu)化的編排策略；《近場通信與定位：從球面波前模型到電磁場理論》針對輻射近場的通信和定位問題，給出了描述近場通信信號(hào)的球面波前模型和用于近場高精度定位的電磁場模型；《基于主動(dòng)感知輔助的車聯(lián)網(wǎng)波束賦形》闡述了同時(shí)具有感知和通信功能的車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的可行性、幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和信號(hào)處理流程；《可重構(gòu)智能表面輔助的通信感知一體化系統(tǒng)》分析了可重構(gòu)智能表面輔助通感一體化系統(tǒng)，以更好地實(shí)現(xiàn)感知目標(biāo)和服務(wù)通信用戶；《通信感知計(jì)算一體化波束賦形設(shè)計(jì)》提出了一種空口通信感知計(jì)算一體化技術(shù)，并研究了多天線雷達(dá)感知與空中計(jì)算波束賦形的聯(lián)合優(yōu)化設(shè)計(jì)；《面向協(xié)同感知的高效通信邊緣學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)》提出了基于聯(lián)邦學(xué)習(xí)的協(xié)作感知學(xué)習(xí)框架，并針對無線通信場景，提出了資源分配方案和用戶調(diào)度策略；《6G通信感知一體化系統(tǒng)的性能指標(biāo)》探討了通感系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)和性能需求，提出了評(píng)價(jià)通感系統(tǒng)的兩個(gè)新的性能指標(biāo)；《基于WiFi的室內(nèi)目標(biāo)檢測與定位方法》提出了使用WiFi設(shè)備的室內(nèi)高精度定位。

本期的作者來自多個(gè)知名高校與科研機(jī)構(gòu)，他們從通信感知一體化的系統(tǒng)建模、算法設(shè)計(jì)和性能評(píng)估等方面介紹了最新的研究成果。希望本期的內(nèi)容能為有興趣了解通信感知一體化技術(shù)的讀者提供有益的借鑒與啟示。

陳力衛(wèi)國

2022年9月20日

專題策劃人

陳力，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)電子工程與信息科學(xué)系副教授，IMT-2020（5G）、IMT-2030（6G）推進(jìn)組成員，多個(gè)國際期刊編委和會(huì)議組織成員；主要研究方向?yàn)橄乱淮鸁o線通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)、通信感知計(jì)算一體化、分布式機(jī)器學(xué)習(xí)、編碼存儲(chǔ)和計(jì)算等；主持國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、青年項(xiàng)目，以及國家重大專項(xiàng)課題等項(xiàng)目；發(fā)表論文30余篇，擁有5項(xiàng)國家發(fā)明專利。

衛(wèi)國，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授，曾任國家“863”計(jì)劃通信技術(shù)主題專家組成員、中國第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)研究開發(fā)項(xiàng)目總體組成員、國家“863”計(jì)劃B3G移動(dòng)通信重大項(xiàng)目總體組成員、“新一代寬帶無線移動(dòng)通信網(wǎng)”國家科技重大專項(xiàng)總體專家組成員；主要從事無線通信技術(shù)、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、信號(hào)處理等方面的研究；獲國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)；發(fā)表論文100余篇，擁有數(shù)十項(xiàng)國家發(fā)明專利。