3.3.2 传感网络
在6G用例中,很多场景涉及传感网络的使用,网络基础设施和不同设备都配备了传感功能。将传感功能和基站相结合是构建6G传感网络的有效技术途径。感知功能将是实现6G多个场景的基本功能。基于基础设施的传感网络可以应用于智能交通,例如,通过使用部署在道路或交叉口附近的基础设施来感测附近的交通状态,然后在网络中共享该信息以实现交通管理智能。从终端的角度来看,为了获得传感能力,在智能手机上添加触摸板、摄像头、红外或陀螺仪等各种传感器的方法贯穿了整个智能手机的发展历史。在自动驾驶中,车辆上的所有汽车雷达都能感知周围环境的情况,然后通过无线连接将结果上传到网络端,最后由网络引导或辅助车辆的驾驶操作。从这个过程来看,感知是智能的基本能力,是未来6G网络和设备的重要组成部分。
一个新应用的例子是60GHz毫米波片上雷达系统。毫米波雷达芯片的发展带来了许多新的应用,包括运动识别、材料检测和三维扫描成像。因此,将毫米波雷达芯片与移动通信终端集成可以极大地扩展其应用范围。然而,感测需要巨大的可用带宽。由于分辨率的限制,毫米波雷达在真实环境中的姿态识别率很难令人满意。
毫米波和THz频率可以根据观察到的传播信号特征获取环境信息。传感应用可以利用100GHz以上的信道带宽及各种材料的频率选择性谐振和吸收特性,能够实现高增益天线及定向感测。频率的升高使得作为波长函数的空间分辨率变得更加精细,因此当频率超过300GHz时,可以体现亚毫米级的差异。
鉴于传感所需极高速率需求,THz波段具有一定潜力。通过波束扫描,在各种不同角度对接收信号特征进行系统检测,可以创建物理空间的图像。通过收集任何位置的地图或视图,可以生成各个位置物体的详细三维视图。由于在整个THz波段的特定频率下的某些材料和气体的振动吸收,可以实现基于光谱技术检测环境中的物体。THz将支持新的传感应用,如用于手势检测和非接触式智能手机的小型化雷达、用于爆炸物检测和气体传感的光谱仪、THz安全身体扫描、空气质量检测、个人健康监测系统、精确时间/频率传输和无线同步。