通感一体化

通感一体化，就是让通信基站在收发数据的同时，还能像雷达一样“看见”周围的环境。它被视为5G-A和6G最具革命性的技术之一，通过频谱与硬件的共享，让网络同时具备通信与感知两大能力，实现"一网两用"。

核心原理：两种能力的深度融合

 1. 它是如何工作的？

传统上，通信和感知（雷达）是两套独立的系统。通感一体化的突破在于：利用通信信号的反射特性来感知环境。

- 通信功能：基站发射电磁波承载数据，终端设备接收信号完成信息交互

- 感知功能：同一基站发射的电磁波遇到无人机、车辆、行人等物体会产生反射回波，基站接收回波并分析，就能计算出目标的距离、速度和角度

这就像蝙蝠的回声定位——发出叫声，通过听回声来判断前方有什么、有多远。区别在于，通感基站发出的不是叫声，而是通信信号，实现了“通信通话中，感知无感知”。

 2. 为什么要做通感一体化？

频谱高效：通信和感知共享同一段频谱，避免重复占用宝贵的频率资源

硬件简化： 一套基站设备同时完成两项任务，降低部署成本

覆盖无缝： 利用蜂窝网络现有的广覆盖优势，实现城市的泛在感知

实时性强：感知即通信，通信即感知，信息无需额外传输环节

 两大关键使能技术

1. 大规模阵列天线

通感一体化的物理基础是大规模天线阵列（MIMO）。

- 通信模式：通过波束赋形，将电磁能量精确聚焦到目标用户，提升传输速率

- 感知模式：同一阵列发射感知波形，接收环境反射的回波，利用阵元间的相位差计算目标位置

阵列天线利用其巨大的物理孔径和众多独立可控通道，实现了对电磁波在空间维度上的灵活操控，这是通感一体化功能得以实现的技术基石。

2. 智能超表面（RIS）

RIS是一种可编程的“智能反射面”，通过控制大量微小单元的相位，主动重塑电磁波的传播环境。在通感一体化中，RIS可以：

- 辅助通信：绕过障碍物，将信号“反射”到覆盖盲区，扩大通信范围

- 增强感知：将感知波束引导到特定方向，提升雷达探测的精度和距离

RIS被认为是实现6G通感一体化的关键赋能技术之一，为通信与雷达系统的深度融合提供了技术支撑。

核心应用场景

通感一体化最核心的应用场景是低空经济。无人机飞行监管已被写入2024年政府工作报告，而传统雷达方案存在成本高、城区遮挡多、建设难度大等问题。通感一体技术被视为解决这一难题的最佳方案。

最新技术突破

1. 光域通感一体化（反向突破）

传统通感一体化在射频（无线电）领域；光纤通感一体化则将感知能力引入光纤通信网络。深圳大学团队提出的前向传输型分布式光纤振动传感方案，能够与现有光通信系统深度融合，在不干扰正常通信的前提下，实现超过200公里单跨距传感，应用于海洋监测、地震预警等场景。

这一思路的核心价值在于：利用既有的海量光纤基础设施，将其从单纯的传输链路拓展为“通信+感知+智能处理”的综合基础设施。

2. 多模态融合感知

中国电信联合北京邮电大学，在杭州完成了业界首个“射频+光学”多模态通感一体外场试验。通过融合基站射频感知与摄像头光学感知的优势：

- 成功识别目标是气球还是无人机，识别准确率>95%

- 双目标测距误差<1.5米，轨迹完整性>95%

该试验依托中国电信云网融合大科创装置，在强光、弱光、雨雾等天气条件下均完成了多类型目标感知测试。

3. 人工智能赋能

大连理工大学赵楠教授及中国工程院院士杨小牛等人的研究表明，AI正在驱动通感一体化从“模型驱动”向“数据驱动”转型：

- 深度学习：用于参数估计、波形设计、波束预测

- 强化学习：优化资源分配与干扰管理

- 联邦学习：分布式感知信息融合

AI的引入有效解决了传统通感系统对精确数学模型的依赖，降低了计算复杂度，提升了系统在动态环境下的适应能力。

 4. 逆反射光通感一体化（RO-ISAC）

重庆大学团队系统研究了逆反射光通感一体化系统。通过在目标端（如无人机）配备逆反射模块（CCR），从基站发出的光信号在目标处会原路返回，大大增强了回波强度。

该方案在室内、无人机、水下等场景均可实现高精度感知与大容量通信，为光域通感一体化开辟了新的技术路径。

 总结

通感一体化正在重塑移动通信网络的边界——从单纯的信息传输管道，升级为能“看见”物理世界的智能平台。它既是5G-A的核心创新，也是6G的关键能力，其发展路径已清晰可见：

- 短中期（2025-2027）：5G-A通感一体规模部署，重点解决低空无人机监管、水域航道监测等刚需场景，实现“看得见、管得住”

- 中长期（2028-2030）：6G时代通感深度融合，结合AI与RIS智能超表面，实现“通、感、算、智”一体化，赋能自动驾驶、智能制造等万物智联场景

对于光通信行业而言，通感一体化开辟了两个全新赛道：一是射频通感拉动基站侧高速前传/回传光模块需求；二是光纤通感将既有光缆基础设施升级为“感知网络”，为海洋监测、地震预警、管道防挖掘等场景创造增量市场。