紧耦合和松耦合：面向差异化需求的5G-A通感融合网络架构

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无线通信感知融合是5G-A的关键技术之一，可广泛用于智慧交通、智慧低空、智慧生活、智慧网络等典型应用场景，这要求对当前5G网络进行转型升级实现网络无线感知能力。

为此，IMT-2020（5G）推进组发布5G-A通感融合网络架构研究报告（第二版），根据5G-A通感融合典型应用场景和需求，系统性地分析了无线网络端到端实现感知能力所要面对的关键问题和所要满足的技术需求。面对感知应用的差异化需求，报告提出多种不同的通感网络架构，并分别从架构、接口、协议、功能、端到端业务流程等方面展开详细研究设计。

报告指出，通感技术利用无线信号感知周围环境的目标或状态，无线侧终端或基站采集信号强度、时延、相位变化、多普勒频移等信息，经计算处理后输出结果，如目标大小、位置、速度等。该过程中，网络需按照业务需求触发、修改或结束感知流程、调度无线资源、处理数据、开放结果。此外，由于感知可能涉及用户隐私安全，核心网需执行鉴权或授权，处理敏感的感知测量数据。因此，5G-A网络需支持控制感知流程，并对感知测量数据进行处理，同时将感知结果开放给第三方平台或终端。

报告进一步指出，蜂窝网通信感知能力可应用于未来生产生活中的多种不同场景，其中的感知需求方、感知执行方、感知粒度、感知要求等都存在差异，这就要求5G-A通感网络架构的设计需兼顾功能性、通用性和兼容性。此外，架构设计还需考虑使能端到端感知能力的基础功能，包括感知业务的触发、感知控制的管理、感知测量数据的处理以及感知结果的开放与策略更新等。

考虑到感知功能与5GC（5G Core Network，5G核心网）中现有功能模块的耦合程度，可以将通感网络架构大致分为两种类型：紧耦合和松耦合。此外，由于感知业务的测量数据量较大，且有些业务存在较高的业务实时性，这将带来计算资源的需求，未来感知系统可以考虑和算力系统交互获取相应的计算资源。

紧耦合架构中，感知功能将与现有5GC架构深度融合，尽可能依托现有5GC功能、接口和协议来实现感知能力的使能和对外开放，包括面向感知业务的鉴权/授权、移动性管理、会话管理，能力开放和计费等功能，能够支持面向区域、面向目标感知，也能支持基站感知、终端感知、端站协作感知，故可作为广域通用架构。考虑到感知功能可以拆分为CP（Control Plane，控制面）和UP（User Plane，用户面）两个子功能，即感知控制面功能和感知用户面功能，而这两种子功能可以考虑分离或集中实现在两个或者一个网元中。

感知松耦合架构与现有5GC相对独立，感知网元无需与5GC交互或只执行较少交互，可用于局域场景或专网场景。对于只存在特定区域内感知需求的场景或只存在感知需求的场景，松耦合架构可以实现在无需5GC控制或只需部分网元参与控制的情况下提供感知业务，还可以通过SF本地化部署实现感知测量数据或感知结果不出园区，从而满足企业对感知测量数据或感知结果安全隐私的需求，还可降低感知时延。该架构简单、灵活高效、传输节点少、易部署，可选支持UE相关的感知需求，按需考虑授权、移动性管理和计费等功能的实现方案。

报告提到，目前，5G-A主要基于当前5G网络系统叠加感知能力，通过划分专用感知资源、增强现有通信信号、增加感知控制和计算网元、扩展现有网络接口协议来实现网络感知能力，可以服务于基础的感知应用。未来阶段可以考虑在新波形、新频段（如太赫兹频段）、新网络架构上系统性地对网络感知和通信能力进行全新设计，做到更深度无缝的融合，具备物理-数字空间感知、通信感知计算融合、智能化感知交互和协同、广义多维感知协作等特性，以服务于未来更多样更复杂更高精的通信感知场景。

从网络架构角度，未来网络需要满足极低时延、极高可靠、极高精度、极高分辨率、超大带宽、海量接入等方面的通信感知需求，因此需要对网络架构进行方位的升级，或者设计新的通感架构和接口协议。该网络内的各网元设备可以通过通信、感知、计算、AI等软硬件资源和逻辑处理能力，进行感知测量数据的共享、按需传输、协同处理，从而实现终端基站融合、多维感知融合、通信感知融合、通信计算融合、物体感知和网络状态感知的融合，打造一个通感算智能化无线网络。

附报告原文下载链接：https://www.txrjy.com/thread-1323576-1-1.html