随着5G的发展，我们已经开始为连接设备提供精确定位。引入通感一体（ISAC）功能是一个令人兴奋的新领域。通过ISAC，网络可以对不同类型的目标进行空间定位（大小、形状、位置、速度和方向），而不需要与它们直接连接。本文探讨了我们预计将在美国看到的用例，并强调了将这些用例、生态系统和商业模式与技术演进保持一致的重要性。
ISAC技术概述
ISAC的基本理念是共享移动通信基础设施，并将网络转变为传感器，用于空间定位那些未连接的目标。传感和通信能力可以在多个层次上集成，包括站点、频谱、无线硬件、波形和信号。通过将传感与移动通信基础设施结合，我们可以创建全网范围的传感能力。
ISAC的空间定位能力非常多样化，能够识别物体的大小和形状、位置、速度和方向。分辨率和精确度取决于带宽，带宽越高，分辨率越高。空间定位物体的复杂程度取决于所使用的频谱、环境中的杂乱程度、物体的速度、物体是否在空中或地面上以及所需的精确度。
应用开发者可以使用ISAC生成的数据集来增强需要空间定位的应用程序，超越当前的定位能力，甚至定位到那些未连接或连接到不同网络的物体。
ISAC赋能的用例
多个强劲的市场趋势推动ISAC的市场和潜力。越来越多的机器人和自动驾驶车辆需要先进的工具来绘制周围世界的地图，并提供实时数据以避免在移动过程中与其他目标碰撞。ISAC的能力在黑暗和恶劣天气条件下优于摄像头，覆盖范围也比专用的短程雷达解决方案更广。在某些情况下，ISAC能够实现新的用例，并可以补充和增强现有解决方案。
3GPP已经确定了32种不同的人类、动物、车辆和无人机空间定位的用例。以下是按三大类结构化的用例子集及前瞻性部分，作为ISAC在美国进行业务开发的起点。
无人驾驶飞行器（UAV）
多个行业对UAV的兴趣日益增长，将导致更多近地飞行物体。ISAC可以在多个用例中发挥作用：
- UAV配备了机载传感器以引导其飞行路径，但在低光/黑暗和雨天条件下，其机载传感器的能力有限。ISAC飞行轨迹跟踪使UAV能够在所有条件下运行，增强了机载传感器的能力。
- UAV面临多种空域情况：不受限制的使用、指定的飞行走廊和禁飞区。UAV的禁飞区不仅限于机场周围的禁飞区，还包括私人或商业地产、铁路和敏感的政府功能。ISAC无人机入侵检测通过警告受影响的财产、人类和车辆采取预防或纠正措施，保护免受未经授权的UAV入侵。
- 未来大量UAV的出现，使空中碰撞的避免变得与地面上一样重要。中高度空域碰撞不仅影响涉事各方，还会在城市和郊区坠落时造成进一步的损害。ISAC网络辅助感应避免碰撞，在大量UAV运行的密集都市区尤为重要。
运输和汽车
ISAC可以作为车载传感器的关键补充，提高运输和汽车领域的安全性。人口不断增长的都市区内，人类、自行车、汽车和各类运输工具必须在可用路线或人行道上安全共存。向自动化系统过渡需要关于周围环境的准确信息。
- 现代车辆的高级驾驶辅助系统（ADAS）依赖车载传感器，这些传感器的覆盖范围有限。而透过网络提供的传感器，则可以看到车载雷达和摄像头无法看到的地方，因此，使ISAC车辆感应能力，将是ADAS的重要补充。
- 像人类一样，自动驾驶车辆在高压力的交通区域寻找停车位时面临挑战。ISAC提供了一种新的停车空间检测感应类型。网络可以识别并与正在寻找空位的车辆共享有关可用停车位的信息。
- 忙碌的城市十字路口也是一个安全挑战，特别是在存在障碍物的情况下。ISAC在有或没有障碍物的情况下，对十字路口的感应用例，可以警告驾驶员由于异常意外或隐藏物体突然移动而引起的危险。这一用例增加了最脆弱群体的安全保障，如在交通非常繁忙的环境情况下行走、骑自行车或骑电动滑板车或摩托车的人。
工业和物流
随着美国制造业的回流和现代化，企业利用技术进步创建高度自动化的工厂。大量的自主移动机器人（AMR）和自主引导车辆（AGV）对工厂和仓库内人类和机器人的共存提出了压力。
- AGV不断移动，依赖于准确的定位和周围环境信息。ISAC在工厂中AGV检测和跟踪的使用案例，增加了类似于一般车辆的价值。
- AMR的手臂不断移动，这就是为什么一些AMR被放置在笼子里以防止与人类或其他物体碰撞的原因。而ISAC在智能工厂中避免AMR碰撞的使用案例，为AMR增加了可见性，通过避免碰撞，安全笼可能不再需要。
- 对于有连接能力的工具，只要开机并连接，就可以被跟踪和定位，使智能工厂保持准确的库存。ISAC在工厂车间的综合定位和感应，增加了一层可见性，通过感应工厂车间或仓库中的所有物体来实现。
提高网络性能
除了赋能新业务外，ISAC还可以提高网络性能。通过利用环境信息，网络可以自我调整以改善性能。例如，在即将获得的频谱中，视线遮挡可以被预测，用户可以主动切换到其他波束。环境信息还可以用于改善波束管理。
其他用例
ISAC还可以改进沉浸式体验、预防性医疗和公共安全。沉浸式体验的改进包括根据用户周围环境量身定制体验，并随着用户携带（扩展现实）XR设备移动而改变。ISAC用于医疗保健的重点是家庭远程医疗，允许护理人员远程监控护理对象的运动，以识别偏离标准模式的运动。ISAC适用于公共安全，例如靠近建筑物的湖泊和河流，以及识别水位达到临界点时通知第一响应者和市民。
ISAC处于用例定义的早期阶段，随着传感能力和使用的频谱的发展而演变。
现有移动网络上的增长机会
Ericsson认为ISAC是扩展移动网络支持能力的机会。通过集成传感和通信功能（站点、频谱和硬件），可以以较低的增量成本实现广泛的传感能力。通过公开API向聚合商和应用开发者开放网络的传感器数据，开发价值链和商业模式创新是ISAC业务开发计划的核心要素。
总结
ISAC是一项新技术，具有扩展网络能力和启用未来商业机会的潜力。其商业引入计划作为6G的一部分进行，技术和能力将分步骤开发，与5G网络的基本能力一起探索。ISAC 的发展将受到新兴技术、所用频谱、集成水平和要定位的对象类型等因素的影响。并行的业务开发工作对于与技术发展保持一致至关重要，同时也将侧重于用例细化、生态系统开发和业务模型创建。这种积极主动的方法对于这项新技术的成功至关重要。
2021 年，爱立信根据领先的学术和工业研究人员的成果以及我们自己的调查，分享了对 ISAC 的一些初步想法。下一阶段将细化使用这项新技术要解决的问题。ISAC 代表了一类具有巨大潜力的用例。
详细内容请参阅原文：Ericsson Blog
