隨著信息通信技術(shù)的飛速演進，第六代移動通信系統(tǒng)（6G）已成為全球研究與產(chǎn)業(yè)布局的新焦點。在5G已初步實現(xiàn)“萬物互聯(lián)”的基礎(chǔ)上，6G將進一步深化人、機、物與智能的深度融合，構(gòu)建一個空天地海一體化、通感算智內(nèi)生融合的立體智慧網(wǎng)絡。其中，通信、感知與計算（簡稱“通感算”）的深度融合，被視為實現(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模式與應用場景。本文旨在探討面向6G的通感算融合服務的內(nèi)涵、系統(tǒng)架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)。

一、通感算融合服務的內(nèi)涵與驅(qū)動力

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

驅(qū)動力主要來自三方面：

1. 應用需求驅(qū)動：自動駕駛、全息通信、數(shù)字孿生、沉浸式XR、精準工業(yè)控制、智慧城市管理等未來應用，不僅需要超高速率（Tbps級）與極低時延（亞毫秒級）的通信，更需要厘米級甚至毫米級的實時環(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：共享硬件與頻譜資源進行一體化通感設計，可以避免功能分立帶來的資源浪費與相互干擾，顯著提升頻譜效率和網(wǎng)絡能效，符合6G可持續(xù)發(fā)展的綠色目標。
3. 網(wǎng)絡智能化內(nèi)生驅(qū)動：通感算融合為網(wǎng)絡提供了實時、精準的環(huán)境態(tài)勢認知能力，結(jié)合人工智能（AI），使得網(wǎng)絡能夠內(nèi)生地理解用戶意圖、預測業(yè)務需求、優(yōu)化資源配置，實現(xiàn)從“連接”到“服務”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、高空平臺構(gòu)成的空間網(wǎng)絡層；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)設備構(gòu)成的用戶/設備層。

• 三面：

• 通信面：負責提供無處不在的超寬帶、高可靠、低時延連接。

• 感知面：通過分析通信信號的反射、散射等特性，或?qū)Ｓ酶兄盘枺瑢崿F(xiàn)對目標距離、速度、角度、形狀乃至成像的感知功能。

* 計算與智能面：分布式部署于云、邊、端，提供算力調(diào)度、數(shù)據(jù)融合、模型訓練與推理等能力，是融合服務的“大腦”。
這三面能力并非獨立部署，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)設施上靈活編排與協(xié)同。

1. 云邊端協(xié)同計算架構(gòu)：感知產(chǎn)生的大量原始數(shù)據(jù)（如點云、圖像）若全部回傳至核心云，將造成巨大帶寬壓力和時延。因此，需要構(gòu)建云、邊、端協(xié)同的計算范式。輕量級感知數(shù)據(jù)處理與實時決策（如避障）在終端或邊緣側(cè)完成；復雜的數(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行。算力網(wǎng)絡技術(shù)將實現(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. 一體化波形與信號設計：設計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，是首要挑戰(zhàn)。需在通信容量、感知精度、干擾抑制、硬件復雜度之間取得最佳平衡。正交時頻空間（OTFS）、感知參考信號等是潛在研究方向。
2. 資源聯(lián)合動態(tài)調(diào)配：如何根據(jù)實時變化的通信業(yè)務需求（QoS）與感知任務需求（如精度、刷新率），在時、頻、空、功率、波束等多維度上動態(tài)、智能地分配共享資源，是提升系統(tǒng)整體效能的關(guān)鍵。這需要先進的聯(lián)合優(yōu)化算法與快速資源管理機制。
3. 通感干擾消除與協(xié)同：在同一頻段，通信信號可能對感知造成干擾，反之亦然。特別是多用戶、多基站場景下的互干擾問題更為復雜。需要研究先進的干擾建模、信號分離、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)絡高效傳輸至計算節(jié)點，或直接在網(wǎng)內(nèi)進行分布式計算，是需要解決的重要問題。語義通信、任務導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險。必須構(gòu)建內(nèi)生的安全與隱私保護機制，如基于區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)可信共享、聯(lián)邦學習、差分隱私等，確保感知數(shù)據(jù)的合法合規(guī)使用。
6. 跨域融合與標準化：通感算融合涉及通信、雷達、計算、AI等多個技術(shù)領(lǐng)域，其評估指標體系、接口協(xié)議、協(xié)同流程等亟需跨行業(yè)的協(xié)同研究與標準化推動，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。它將使移動網(wǎng)絡從一個純粹的“數(shù)據(jù)傳輸管道”，轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€集連接、感知、認知、決策于一體的智能信息服務系統(tǒng)。盡管在理論、技術(shù)與工程實現(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)信息服務開啟全新的篇章，深刻重塑社會生產(chǎn)與生活方式。