通感一体化技术应用有哪些

  通感一体化技术的应用领域非常广泛,涵盖了多个行业和场景。以下是几个主要的应用领域:

  通感一体化技术在低空经济中具有重要应用。例如,无人机的飞行轨迹跟踪、低空区域的网络覆盖以及无人机管控等。此外,该技术还被用于沿江航道的无人机运输场景,为低空经济发展提供了有力的技术支撑。

  在智慧交通领域,通感一体化技术可以实现对车辆和行人的高精度探测和定位,提高交通管理的效率和安全性。例如,在园区入侵检测和智慧交通系统中,通感一体化技术能够提供车道级的位置精度和100%的探测准确率。

  车联网是通感一体化技术的重要应用场景之一。通过将通信系统与感知系统融合,支持安全辅助驾驶和自动驾驶,简化硬件设计并实现资源智能配给和高效利用。

  通感一体化技术在环境监测和安全领域也有广泛应用。例如,对重点人群进行跌倒监测、呼吸心跳频率监测等,这些应用构成了通感一体化生态链。

  通过部署大规模天线阵列等方式,通感一体化技术可以实现对低空区域的稳定、连续、高速且可靠的无缝覆盖,从而支持无人机监控和其他相关应用。

  在社会治理和企业管理方面,通感一体化技术可以用于测速、测距、定位、目标成像及识别等全新的感知能力,满足智慧城市的建设需求。

  通感一体化技术还可以应用于露天矿边坡形变感知监测,提升矿山的安全性和生产效率。

  通感一体化技术在低空经济、智慧交通、车联网、环境监测与安全、社会治理与企业管理以及矿山场景等多个领域都有广泛的应用前景和实际案例。这些应用不仅提高了各领域的效率和安全性,还推动了相关技术的发展和创新。

  一、 通感一体化技术在低空经济中的具体应用案例是什么?

  通感一体化技术在低空经济中的具体应用案例包括以下几个方面:

  •   无人机物流配送:中国移动结合5G-A通感一体技术,围绕低空经济需求,在试点航线核心区完成了全球首个5G-A通感一体收发融合的基站低空外场连片部署。这使得无人机能够更高效地进行物流配送。
  •   外卖送餐:同样利用5G-A通感一体化技术,无人机可以用于外卖送餐服务,提高配送效率和准确性。
  •   飞行表演:在一些大型活动如厦门马拉松赛、海峡两岸焰火晚会等活动中,5G-A通感一体化技术被用于监测和定位“黑飞”无人机,确保活动的安全进行。
  •   复杂城区环境下的无人机监管:江苏移动联合中兴通讯和中国移动(成都)产业研究院在常州开通了江苏省首个5G-A通感一体化基站,并基于该基站完成了复杂城区环境下无人机一体化监管方案验证。
  •   电子围栏区域内的入侵探测:上海电信通过部署自发自收通感一体基站,将5G-A通感算一体化技术引入低空经济发展,对无人机的飞行轨迹进行精准跟踪定位,并针对电子围栏区域内“黑飞”无人机进行入侵探测。

  二、 智慧交通中通感一体化技术的最新进展有哪些?

  智慧交通中通感一体化技术的最新进展主要集中在以下几个方面:

  •   基于5G通感一体化的车辆成像跟踪方法:2023年11月13日,提出了一种基于5G通感一体化的车辆成像跟踪方法。该方法通过通感一体化基站接收并解析车辆的反射信号,实现了道路连续无死角监测。
  •   低频通感一体化技术的应用:2023年6月,中国移动联合产业伙伴首次推出了基于5G-A低频通感一体的车联网新技术架构,并在2024年2月和3月分别完成了相关的端到端验证和实际应用。这些验证展示了从本地化架构到端到端技术方案再到原型验证的全面实践,进一步推动了新型基础设施在智慧交通中的应用。
  •   6G关键技术的加速落地:通感一体化技术在6G领域也得到了广泛验证,感知距离和精度均优于传统交通雷达。这一技术已经在智慧交通等领域得到了初步应用。
  •   高频波束和多天线原理的结合:通感一体化技术结合了高频波束和多天线原理,使能基站实现雷达功能,识别车辆和低空飞行物的位置、速度与方向。这种技术已经在智慧交通和低空飞行领域进行了初步探索。
  •   华为的初步验证:华为在2021年12月完成了面向5G-Advanced通信感知一体技术的初步验证,成功验证了该技术在智慧交通和园区入侵检测中的应用。
  •   学术研讨和研究报告:第三届6G通信感知一体化学术研讨会于2023年11月16日成功举办,发布了《6G通感融合系统设计研究报告》,介绍了三个工作组针对通感一体化研究的最新进展。
  •   白皮书发布:2023年7月9日发布的通感一体化系统架构与关键技术白皮书详细介绍了通信和感知相辅相成的技术细节,包括传感器感知信道对通信波束赋形的帮助以及大量传感器数据的利用。
  •   合作与创新:中国移动携手华为和其他产业伙伴,在关键技术研究、大带宽高分辨感知技术、多样化感知工作模式等方面持续发力,推动5G-A通感融合在智慧交通中的应用。

  智慧交通中通感一体化技术的最新进展涵盖了从5G到6G的多个层面,包括新技术架构的推出、端到端验证的完成、高频波束和多天线原理的应用、学术研讨和白皮书发布等多个方面。

  三、 车联网领域中,通感一体化技术如何简化硬件设计

  在车联网领域,通感一体化技术通过将通信和感知功能融合在一起,显著简化了硬件设计并实现了资源的智能配给。具体来说,这种技术的应用可以带来以下几方面的优势:

  •   简化硬件设计:传统的车联网系统需要分别处理通信和感知任务,这导致了高冗余的硬件设计,增加了系统的复杂性和成本。而通感一体化技术通过在同一平台上同时实现这两个功能,减少了对不同硬件的需求,从而简化了整体的硬件设计。
  •   资源智能配给:由于通信和感知功能的融合,系统能够更高效地利用有限的频带资源。例如,在基于5G-A低频通感一体的车联网业务中,采用单AAU(有源天线处理单元)自发自收基站架构,不仅降低了时延,还提高了可靠性。此外,这种一体化设计还使得系统能够在不同的应用场景下动态调整资源分配,以满足实时性和可靠性的需求。
  •   低成本与高精度:通感一体化技术还带来了低成本和亚米级精度的优势。传统基站在提供通信能力的同时具备“雷达”般的感知能力,构建了低成本、无缝泛在的通感一体化系统。这种低成本的设计不仅降低了系统的总体投入,还提高了系统的感知精度,为智慧交通提供了强有力的支持。
  •   实际应用案例:中国移动联合中兴通讯完成的业界首个基于低频通感一体的车联网业务端到端验证就是一个典型的应用实例。该验证展示了新架构在实际场景中的应用效果,证明了其在低时延、高可靠等方面的优越性。

  四、 在环境监测与安全领域,通感一体化技术的主要应用是什么?

  在环境监测与安全领域,通感一体化技术的主要应用包括矿山场景的边坡形变感知监测和电网安防领域。具体来说,在矿山场景中,通感一体化技术被用于露天矿边坡的形变感知监测,通过自主研发的通感一体基站进行监测。此外,在电网安防领域,国网嘉兴供电公司利用5G毫米波通信感知一体化技术,结合多天线和波束赋形等先进技术,延伸基站的感知探测范围,实现亚米级的精确监测。

  五、 通感一体化技术在矿山场景中的应用效果和挑战有哪些?

  通感一体化技术在矿山场景中的应用效果和挑战如下:

  1. 应用效果

  通感一体化技术在矿山场景中实现了快速准确的环境、设备及人员安全监测。例如,在内蒙古腾远煤矿,通过该技术实现了99%的人员识别准确率和优于毫米级的边坡监测精度。

  在曹家滩煤矿,全球首个5G-A通感一体化周界检测、Redcap无线视频监控等技术能力的应用,突破了多项技术空白,刷新了中国煤矿的新速度。

  基于国产化通感一体基站,中国联通开发了针对矿山生产场景中人员、设备、环境安全监测的算法,进一步提升了矿山安全水平。

  国内首个基于通感一体化的露天矿边坡形变感知监测技术在鄂尔多斯腾远煤矿成功完成验证,并得到了实际应用。

  2. 挑战

  尽管通感一体化在技术方案与原型设计方面不断取得突破,但在基础理论方面仍面临重大挑战。特别是统一的一体化性能指标尚未完全解决。

  在低复杂度方案与工程设计上也存在一定的挑战,这可能影响到技术的普及和大规模应用。

  虽然最初的目标是提升频谱利用效率和硬件效率,但目前一体化信号的性能增益边界仍然存在争议和需要进一步研究的问题。

  通感一体化技术在矿山场景中已经展现出显著的应用效果,如高精度监测和智能矿山项目的成功实施。

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