隨著信息通信技術(shù)的飛速演進(jìn)，第六代移動(dòng)通信系統(tǒng)（6G）已成為全球研究與產(chǎn)業(yè)布局的新焦點(diǎn)。在5G已初步實(shí)現(xiàn)“萬物互聯(lián)”的基礎(chǔ)上，6G將進(jìn)一步深化人、機(jī)、物與智能的深度融合，構(gòu)建一個(gè)空天地海一體化、通感算智內(nèi)生融合的立體智慧網(wǎng)絡(luò)。其中，通信、感知與計(jì)算（簡(jiǎn)稱“通感算”）的深度融合，被視為實(shí)現(xiàn)6G愿景的核心使能技術(shù)之一，將催生前所未有的信息服務(wù)模式與應(yīng)用場(chǎng)景。本文旨在探討面向6G的通感算融合服務(wù)的內(nèi)涵、系統(tǒng)架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)。

一、通感算融合服務(wù)的內(nèi)涵與驅(qū)動(dòng)力

通感算融合并非通信、感知與計(jì)算功能的簡(jiǎn)單疊加，而是通過硬件共享、頻譜共享、信號(hào)共享與智能協(xié)同，實(shí)現(xiàn)三者能力的深度耦合與內(nèi)生一體。其核心目標(biāo)在于：利用統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施與頻譜資源，在完成高速、可靠、低時(shí)延通信的實(shí)現(xiàn)對(duì)物理世界高精度、高分辨率的實(shí)時(shí)感知，并基于感知與通信數(shù)據(jù)，在網(wǎng)絡(luò)邊緣或云端進(jìn)行即時(shí)、高效的計(jì)算與智能處理，從而按需生成智能化的信息服務(wù)。

驅(qū)動(dòng)力主要來自三方面：

1. 應(yīng)用需求驅(qū)動(dòng)：自動(dòng)駕駛、全息通信、數(shù)字孿生、沉浸式XR、精準(zhǔn)工業(yè)控制、智慧城市管理等未來應(yīng)用，不僅需要超高速率（Tbps級(jí)）與極低時(shí)延（亞毫秒級(jí)）的通信，更需要厘米級(jí)甚至毫米級(jí)的實(shí)時(shí)環(huán)境感知能力，以及就近、敏捷的數(shù)據(jù)處理與決策能力。
2. 頻譜效率與能效驅(qū)動(dòng)：共享硬件與頻譜資源進(jìn)行一體化通感設(shè)計(jì)，可以避免功能分立帶來的資源浪費(fèi)與相互干擾，顯著提升頻譜效率和網(wǎng)絡(luò)能效，符合6G可持續(xù)發(fā)展的綠色目標(biāo)。
3. 網(wǎng)絡(luò)智能化內(nèi)生驅(qū)動(dòng)：通感算融合為網(wǎng)絡(luò)提供了實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)的環(huán)境態(tài)勢(shì)認(rèn)知能力，結(jié)合人工智能（AI），使得網(wǎng)絡(luò)能夠內(nèi)生地理解用戶意圖、預(yù)測(cè)業(yè)務(wù)需求、優(yōu)化資源配置，實(shí)現(xiàn)從“連接”到“服務(wù)”的根本性轉(zhuǎn)變。

二、面向6G的通感算融合系統(tǒng)架構(gòu)

面向6G的通感算融合網(wǎng)絡(luò)將呈現(xiàn)多層異構(gòu)、云邊端協(xié)同的立體化架構(gòu)特征：

1. “三層三面”總體架構(gòu)：

• 三層：包括以衛(wèi)星、高空平臺(tái)構(gòu)成的空間網(wǎng)絡(luò)層；以地面基站（包括宏站、微站、智能超表面RIS等）構(gòu)成的地面接入層；以及以終端、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備構(gòu)成的用戶/設(shè)備層。

• 三面：

• 通信面：負(fù)責(zé)提供無處不在的超寬帶、高可靠、低時(shí)延連接。

• 感知面：通過分析通信信號(hào)的反射、散射等特性，或?qū)Ｓ酶兄盘?hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)距離、速度、角度、形狀乃至成像的感知功能。

* 計(jì)算與智能面：分布式部署于云、邊、端，提供算力調(diào)度、數(shù)據(jù)融合、模型訓(xùn)練與推理等能力，是融合服務(wù)的“大腦”。
這三面能力并非獨(dú)立部署，而是通過軟件定義、虛擬化等技術(shù)，在統(tǒng)一的物理基礎(chǔ)設(shè)施上靈活編排與協(xié)同。

1. 云邊端協(xié)同計(jì)算架構(gòu)：感知產(chǎn)生的大量原始數(shù)據(jù)（如點(diǎn)云、圖像）若全部回傳至核心云，將造成巨大帶寬壓力和時(shí)延。因此，需要構(gòu)建云、邊、端協(xié)同的計(jì)算范式。輕量級(jí)感知數(shù)據(jù)處理與實(shí)時(shí)決策（如避障）在終端或邊緣側(cè)完成；復(fù)雜的數(shù)據(jù)融合、高精度建模與全局優(yōu)化則在邊緣云或中心云進(jìn)行。算力網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將實(shí)現(xiàn)跨層算力的統(tǒng)一感知、調(diào)度與交易。

三、通感算融合的關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)

實(shí)現(xiàn)通感算深度融合仍面臨一系列關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)：

1. 一體化波形與信號(hào)設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)既能高效承載通信數(shù)據(jù)，又具備優(yōu)良感知性能（如高分辨率、低模糊度）的統(tǒng)一波形與信號(hào)，是首要挑戰(zhàn)。需在通信容量、感知精度、干擾抑制、硬件復(fù)雜度之間取得最佳平衡。正交時(shí)頻空間（OTFS）、感知參考信號(hào)等是潛在研究方向。
2. 資源聯(lián)合動(dòng)態(tài)調(diào)配：如何根據(jù)實(shí)時(shí)變化的通信業(yè)務(wù)需求（QoS）與感知任務(wù)需求（如精度、刷新率），在時(shí)、頻、空、功率、波束等多維度上動(dòng)態(tài)、智能地分配共享資源，是提升系統(tǒng)整體效能的關(guān)鍵。這需要先進(jìn)的聯(lián)合優(yōu)化算法與快速資源管理機(jī)制。
3. 通感干擾消除與協(xié)同：在同一頻段，通信信號(hào)可能對(duì)感知造成干擾，反之亦然。特別是多用戶、多基站場(chǎng)景下的互干擾問題更為復(fù)雜。需要研究先進(jìn)的干擾建模、信號(hào)分離、協(xié)作感知與干擾協(xié)調(diào)技術(shù)。
4. 感知信息的高效處理與通信：感知生成的原始數(shù)據(jù)量巨大。如何提取、壓縮、編碼關(guān)鍵特征信息，并通過網(wǎng)絡(luò)高效傳輸至計(jì)算節(jié)點(diǎn)，或直接在網(wǎng)內(nèi)進(jìn)行分布式計(jì)算，是需要解決的重要問題。語義通信、任務(wù)導(dǎo)向通信等理念有望在此發(fā)揮重要作用。
5. 隱私與安全：通感算融合使得網(wǎng)絡(luò)能夠“看見”并“理解”物理環(huán)境與用戶行為，帶來了前所未有的隱私泄露與安全攻擊風(fēng)險(xiǎn)。必須構(gòu)建內(nèi)生的安全與隱私保護(hù)機(jī)制，如基于區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)可信共享、聯(lián)邦學(xué)習(xí)、差分隱私等，確保感知數(shù)據(jù)的合法合規(guī)使用。
6. 跨域融合與標(biāo)準(zhǔn)化：通感算融合涉及通信、雷達(dá)、計(jì)算、AI等多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，其評(píng)估指標(biāo)體系、接口協(xié)議、協(xié)同流程等亟需跨行業(yè)的協(xié)同研究與標(biāo)準(zhǔn)化推動(dòng)，以保障產(chǎn)業(yè)生態(tài)的健康發(fā)展。

四、

通感算融合是6G突破通信傳統(tǒng)邊界，邁向“數(shù)字孿生、智慧泛在”愿景的核心技術(shù)路徑。它將使移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)從一個(gè)純粹的“數(shù)據(jù)傳輸管道”，轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)集連接、感知、認(rèn)知、決策于一體的智能信息服務(wù)系統(tǒng)。盡管在理論、技術(shù)與工程實(shí)現(xiàn)上仍面臨諸多挑戰(zhàn)，但隨著全球研發(fā)力量的持續(xù)投入與跨學(xué)科合作的深入，通感算融合必將為未來十年的互聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)開啟全新的篇章，深刻重塑社會(huì)生產(chǎn)與生活方式。