在通信技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)代，5G 的廣泛應(yīng)用為社會(huì)帶來了深刻變革。而如今，5G-A(5G-Advanced)正嶄露頭角，作為 5G 技術(shù)的演進(jìn)與增強(qiáng)版本，5G-A 不僅繼承了 5G 的優(yōu)勢(shì)，更在多個(gè)維度實(shí)現(xiàn)了突破，尤其是在重塑無線感知能力方面，帶來了前所未有的技術(shù)躍遷，開啟了通信與感知融合的新篇章。

5G-A 技術(shù)原理與關(guān)鍵特性

5G-A 并非對(duì) 5G 的徹底顛覆，而是通過一系列創(chuàng)新技術(shù)對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)。從速率提升來看，5G-A 的下載峰值速率可從 5G 初期的千兆躍升至萬兆(10Gbps)，上傳速率也從百兆提升至千兆。這一顯著提升主要借助載波聚合、超大陣列 Massive MIMO 以及毫米波技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)。載波聚合將多個(gè)頻段進(jìn)行整合，形成虛擬大帶寬，大幅提升上下行速率;超大陣列 Massive MIMO 在 6GHz 及毫米波頻段使天線陣子數(shù)達(dá)到 1000 以上，通道數(shù)達(dá) 64 以上，增強(qiáng)了信號(hào)收發(fā)能力;毫米波頻段的利用則進(jìn)一步拓展了頻譜資源，為高速率傳輸提供保障。

在時(shí)延與定位方面，5G-A 有著卓越表現(xiàn)。單向時(shí)延可壓縮至 4 毫秒，僅約為眨眼時(shí)間的 1/50，定位精度從 5G 的米級(jí)提升至厘米級(jí)。通過 5G TSN(時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò))等技術(shù)解決網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步問題，保障業(yè)務(wù)的確定性，降低時(shí)延;利用基于帶內(nèi)載波 PRS(定位參考信號(hào))/SRS(探測(cè)參考信號(hào))帶寬聚合和 NR(新空口)載波相位測(cè)量等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高精度定位，滿足如自動(dòng)駕駛、工業(yè)控制等對(duì)時(shí)延和定位精度極為苛刻的應(yīng)用場(chǎng)景需求。

通感算融合是 5G-A 的核心亮點(diǎn)。5G-A 基站集成了通信、感知與計(jì)算能力，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)半徑 1 公里內(nèi)的低空無人機(jī)軌跡等。其通感融合架構(gòu)基于 5G NR 基礎(chǔ)架構(gòu)和空口增強(qiáng)設(shè)計(jì)，利用無線信道特征實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)感知功能。針對(duì)定位類感知場(chǎng)景進(jìn)行拓展，對(duì)通感波形設(shè)計(jì)、時(shí)頻域感知資源分配、信道建模等關(guān)鍵技術(shù)升級(jí)改進(jìn)，可實(shí)現(xiàn)行業(yè)用戶在通感融合應(yīng)用中同時(shí)跟蹤 64 個(gè)目標(biāo)，感知探測(cè)高度達(dá) 600m，探測(cè)精度達(dá)到 1m，漏檢率和虛警率低至 1%，讓無線網(wǎng)絡(luò)從單純的通信管道轉(zhuǎn)變?yōu)榫邆洵h(huán)境感知能力的智能系統(tǒng)。

5G-A 對(duì)無線感知能力的重塑

與傳統(tǒng) 5G 相比，5G-A 在無線感知能力上實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。傳統(tǒng) 5G 主要側(cè)重于通信連接，雖有一定感知能力，但在精度、范圍和實(shí)時(shí)性上存在局限。5G-A 通過通感一體技術(shù)，使通信系統(tǒng)具備了類似雷達(dá)的感知功能，不僅能傳輸數(shù)據(jù)，還能 “看” 到周圍環(huán)境中的物體。在低空經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，5G-A 通感一體基站可實(shí)時(shí)感知周圍飛行物體，無論是商業(yè)中心、高層住宅小區(qū)等復(fù)雜場(chǎng)景中的外賣配送無人機(jī)，還是在基站所在高至 300 米空域內(nèi)各種飛行姿態(tài)的無人機(jī)，其軌跡都能清晰顯示在自研平臺(tái)上，有效解決了低空 “黑飛” 監(jiān)管難題。

在感知精度上，5G-A 能夠?qū)崿F(xiàn)厘米級(jí)定位，相比 5G 的米級(jí)定位，可滿足對(duì)位置精度要求極高的應(yīng)用，如工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線中設(shè)備的精準(zhǔn)定位與協(xié)作、智能倉(cāng)儲(chǔ)中貨物的精確查找與搬運(yùn)等。在感知范圍上，5G-A 的感知探測(cè)高度可達(dá) 600m，能覆蓋更廣闊的空間，無論是低空飛行物，還是大型建筑內(nèi)部多層空間的感知需求都能滿足。并且，其在實(shí)時(shí)性方面表現(xiàn)出色，毫秒級(jí)的時(shí)延確保了感知信息的及時(shí)獲取與處理，為動(dòng)態(tài)場(chǎng)景中的應(yīng)用提供有力支撐，如自動(dòng)駕駛中對(duì)周圍車輛、行人的實(shí)時(shí)感知與決策。

5G-A 在多領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例

5G-A 重塑的無線感知能力在眾多領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大價(jià)值。在低空經(jīng)濟(jì)中，除了保障無人機(jī)飛行安全與監(jiān)管，還推動(dòng)了城市無人機(jī)物流配送、水域無人機(jī)巡檢、農(nóng)田無人機(jī)植保等應(yīng)用發(fā)展。在深圳，中國(guó)移動(dòng)基于 5G-A 的低空通感一體技術(shù)驗(yàn)證，讓無人機(jī)物流配送更加高效、安全，提高了物流配送效率，降低人力成本。

工業(yè)領(lǐng)域同樣受益顯著。在智能工廠中，5G-A 的高精度定位和實(shí)時(shí)感知能力，助力自動(dòng)化生產(chǎn)線上設(shè)備的精準(zhǔn)運(yùn)行與協(xié)作。設(shè)備之間通過 5G-A 網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)感知彼此位置與狀態(tài)，協(xié)同完成復(fù)雜生產(chǎn)任務(wù)，提高生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量，部分企業(yè)生產(chǎn)效率提升達(dá) 30% 以上。同時(shí)，在設(shè)備故障預(yù)警方面，5G-A 可實(shí)時(shí)感知設(shè)備運(yùn)行參數(shù)變化，提前發(fā)現(xiàn)潛在故障隱患，減少設(shè)備停機(jī)時(shí)間。

在安防領(lǐng)域，5G-A 通感一體技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)周界區(qū)域的實(shí)時(shí)感知與入侵檢測(cè)。通過基站對(duì)周邊環(huán)境的持續(xù)感知，一旦有異常物體闖入設(shè)定區(qū)域，系統(tǒng)能迅速發(fā)出警報(bào)，相比傳統(tǒng)安防監(jiān)控系統(tǒng)，具有更高的感知精度和更廣的覆蓋范圍，有效提升了安防水平。

挑戰(zhàn)與展望

盡管 5G-A 在重塑無線感知能力方面取得重大進(jìn)展，但仍面臨一些挑戰(zhàn)。在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上，通感一體對(duì)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與優(yōu)化提出更高要求，如何兼顧通信與感知效果，平衡不同場(chǎng)景下的資源分配，是需要持續(xù)攻克的難題。并且，5G-A 設(shè)備的成本相對(duì)較高，這在一定程度上限制了其大規(guī)模快速部署，需要進(jìn)一步降低成本以推動(dòng)普及。

展望未來，隨著 5G-A 技術(shù)的不斷成熟與完善，其將在更多領(lǐng)域發(fā)揮關(guān)鍵作用，進(jìn)一步推動(dòng)各行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。并且，5G-A 作為 5G 到 6G 的過渡技術(shù)，其發(fā)展也將為 6G 的研究與應(yīng)用奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，助力通信技術(shù)向更高速率、更低時(shí)延、更精準(zhǔn)感知的方向持續(xù)邁進(jìn)，不斷拓展人類與數(shù)字世界交互的邊界，創(chuàng)造更多可能。