6G：超越无线通信——从连接设备到感知世界

《IEEE Access》：6G Beyond Radio: From Connecting Devices to Sensing the World

　　

摘要：

未来的第六代（6G）无线网络预计将超越传统的通信基础设施，具备原生感知和环境感知能力。虽然前几代网络主要关注数据速率、延迟和射频（RF）覆盖等连接指标，但新兴应用越来越需要能够感知物理环境并支持基于上下文的决策的网络。本文提出了“感知覆盖”这一概念，作为传统RF覆盖之外的一个补充性能维度。在这一视角下，本文提出了一个统一的6G愿景，即无线基础设施作为一个由集成感知与通信（ISAC）技术支持的分布式感知平台来运行。系统地分析了“用于感知的网络”、“为网络而感知”以及“作为服务的感知”这三种互补的范式，以明确它们在以感知为中心的无线架构中的作用。文章进一步回顾了多种异构感知技术，包括蜂窝感知、Wi-Fi感知、可见光通信（VLC）、非地面网络（NTN）、太赫兹（THz）通信以及可重构智能表面（RIS）辅助感知，并说明了这些技术如何共同实现多层次的感知覆盖。此外，本文还介绍了感知覆盖的定量基础和性能指标，并通过示例评估突出了RF通信覆盖与感知覆盖之间的根本差异。最后，讨论了在基于感知的6G网络中，人工智能原生智能、数字孪生以及以感知为导向的服务模型的作用。所提出的框架为新兴的以感知为中心的6G生态系统提供了结构化的视角，并指出了未来无线系统在集成通信、感知、计算和智能服务方面的关键研究方向。

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