3GPP ISAC 週報

Release 20 RAN1 物理層進展：NR 波形、參考信號沿用與 SBFD 自干擾消除

一、前言

整合感測與通訊 (Integrated Sensing and Communication, ISAC) 自 3GPP Release 19 研究項目啟動以來，已經從概念走入具體的通道建模與系統參數設定階段。依據 RAN 最新資訊，ISAC 在 Release 20 進一步被列為 RAN1 物理層研究主題，目標是釐清既有的 NR 波形與參考信號 (Reference Signal, RS) 能否在不新增規範負擔的前提下，同時承載通訊與感測功能。這一研究階段的結論，將直接影響未來 Release 21 是否為 ISAC 建立獨立的參考信號、量測流程與回報機制 [1][2]。

本週報聚焦於 RAN1 物理層的進展，包括 ISAC 波形選擇、參考信號沿用或新設的取捨，以及支援單基站感測所不可或缺的子帶全雙工 (Sub-band Full Duplex, SBFD) 與自干擾消除 (Self-Interference Cancellation, SIC)。由此可見，物理層的設計決定不僅是信號層面的問題，更牽動後續 RAN2 的量測回報、RAN3 的 TRP 協調、以及 SA2 的感測資料開放架構。

 

二、版本時程表

依 3GPP 官方頁面與 RAN#108 會議紀錄，Release 20 RAN1 工作期間橫跨 2025 年第三季至 2027 年第一季，Stage 2 架構討論約於 2026 年第三季定版，Stage 3 協定細節則排定於 2027 年 3 月完成 [3][4]。整體時程安排如下表。

Release	官方時程里程碑	RAN1 物理層定位
Rel-19	Stage 3 已於 2025 年 3 月完成；TR 38.901 v19.0.0 ISAC 通道模型於 2025 年 5 月定版	建立 6 種感測模式的隨機通道模型，作為 Rel-20 波形與參考信號評估的共同基準
Rel-20	RAN1 工作期 2025 Q3 至 2027 Q1；Stage 2 預計 2026 年 9 月定版，Stage 3 目標 2027 年 3 月	依 RP-251567 啟動 ISAC 為 NR 研究項目，評估現有 NR 波形與參考信號能否支援感測
Rel-21	預計 ASN.1 / OpenAPI 凍結於 2029 年 3 月；屬 6G 第一個規範版本	若 Rel-20 研究結論支持，預期於本版本進入 ISAC 物理層正式規範 (normative)

在此基礎上，Release 20 的 RAN1 工作節奏實際上被分為兩個次階段：前半段 (2025 Q3 至 2026 Q2) 主要進行評估方法與參數選擇的技術貢獻彙整，後半段 (2026 Q3 至 2027 Q1) 則聚焦於結論彙整與技術報告 (Technical Report, TR) 的定稿。對於關心 ISAC 正式規範時程的讀者而言，2026 年下半年的 RAN1 會議決議將是最關鍵的觀察窗口。

 

三、官方定位

依 RP-251567 與 RAN#108 決議，Release 20 的 ISAC 研究項目被定位為 6G 空中介面 (Air Interface) 的基礎評估之一，而非 Rel-18 / Rel-19 SBFD 或定位 (Positioning) 的延伸工作 [2]。官方將 ISAC 視為第一天 (Day 1) 就應納入 6G 規範的功能，這一定位意謂 RAN1 在研究階段就需要同時驗證波形可行性、評估指標一致性，以及與其他 6G 候選功能的相容性，不再像 Rel-19 那樣把重心放在通道建模本身。

具體而言，Release 20 RAN1 的工作範圍集中在以下三個面向。第一，確認 ISAC 感測模式的優先順序，目前 gNB 單基站 (TRP monostatic) 為低空無人機 (UAV) 偵測的主力研究情境。第二，評估現有 NR 波形 (CP-OFDM)、參考信號 (PRS、CSI-RS、SRS) 能否在不修改規範的條件下支援感測性能 [11]。第三，釐清單基站模式下的全雙工需求，並與 Rel-18 SBFD 成果對接，避免重複規範。

相對而言，業界白皮書普遍期待 Release 20 能夠明確提出感測專用參考信號 (dedicated sensing RS) 的評估方法；但學術界近期研究則認為，若以偵測率 (Detection Probability) 與誤警率 (False Alarm Rate) 作為比較基準，PRS 與 CSI-RS 已能涵蓋多數 UAV 情境 [6][7]。這項觀點差異將是後續 RAN1 會議爭論的重點。

 

四、物理層 (RAN)

4.1 波形沿用：CP-OFDM 作為 ISAC 基線

在波形層面，Release 20 RAN1 的主流方向是延續 NR 既有的循環字首正交分頻多工 (Cyclic Prefix Orthogonal Frequency Division Multiplexing, CP-OFDM) 作為 ISAC 基礎波形。OFDM 在雷達信號處理中具備天然的雙重詮釋：距離資訊對應子載波 (Subcarrier) 的頻域相位變化，而速度資訊 (都卜勒頻移) 則對應 OFDM 符元 (Symbol) 在時域上的相位演進 [7]。由此可見，既有 NR 系統只要能控制發射端與接收端的同步與資源配置，其實不需要額外的波形發明，即可直接做距離與速度的聯合估測。

然而，波形沿用並不意謂毫無挑戰。業界實測結果指出，CP-OFDM 在高都卜勒頻移 (例如都會區車速) 下會出現子載波間干擾 (Inter-Carrier Interference, ICI) 惡化的現象，進而影響誤警率表現。因此，RAN1 正在評估是否引入可選的差分多工 (Delay-Doppler 變換) 作為補充波形，但業界多數維持以 CP-OFDM 為基礎波形、再附加參數調整的立場。

4.2 參考信號：PRS / CSI-RS 沿用或感測專用

在參考信號選擇上，RAN1 的初步評估顯示，原本設計用於定位的定位參考信號 (Positioning Reference Signal, PRS) 與用於通道狀態回報的通道狀態資訊參考信號 (Channel State Information Reference Signal, CSI-RS) 具備可直接挪用為感測領航信號 (sensing pilot) 的特性 [5]。這兩類信號都具備可設定的時頻資源 (time-frequency resource) 分佈，足以支援距離與都卜勒估測。

相對而言，單基站感測對波形的模糊函數 (Ambiguity Function) 具有嚴格要求，必須在距離與都卜勒雙向上同時具備低旁瓣與低整合旁瓣比 (Integrated Sidelobe Level, ISL)。這一點現有的 PRS 與 CSI-RS 並未最佳化，因此 RAN1 研究項目亦將是否新設感測專用參考信號列為開放議題 [6]。進一步來看，若評估結論傾向沿用，則 Release 20 可省略新增資源集 (resource set) 的規範負擔；若結論傾向新設，則會引發 RAN2 量測回報格式的連動修改。

4.3 評估指標與初步觀察

RAN1 目前建議採用的評估指標包括偵測率 (Detection Probability, Pd)、誤警率 (False Alarm Rate, Pfa)、距離均方根誤差 (Range RMSE)、速度均方根誤差 (Velocity RMSE)，以及目標漏檢率 (Miss Detection Rate)。這些指標延續了 Rel-19 TR 38.901 通道模型研究的框架，與學術文獻通用術語一致 [1]。

依業界於 UAV 情境的初步實測，在 Urban Macro 天線部署下，採用 CP-OFDM 搭配 PRS 的 gNB 單基站組合，對於小型旋翼無人機 (直徑 50 公分級距) 的偵測率可維持在合理水準，而誤警率取決於雜訊門檻 (threshold) 與背景雜波抑制強度。必須強調的是，這些數據仍屬研究階段之個別貢獻，尚待 RAN1 彙整為技術報告後才具備跨廠商的可比性。

 

五、架構層 (SA)

5.1 單基站感測與 SBFD 的交集

RAN1 的 ISAC 物理層討論無法脫離子帶全雙工 (Sub-band Full Duplex, SBFD) 的框架。SBFD 原本是 Release 18 引入的雙工演進 (Duplex Evolution) 成果，將時分雙工 (Time Division Duplex, TDD) 中的下行時槽切出部分頻帶轉為上行 [8]。在 ISAC 情境下，這個機制可以被重新詮釋為：將一部分頻帶用於發射感測信號、另一部分用於接收回波，使得單一 gNB 具備類雷達的收發能力。由此可見，SBFD 在 ISAC 中扮演的是資源配置的基礎技術，而不是獨立規範。

業界的 SBFD 射頻單元 (Radio Remote Unit, RRU) 實作顯示，透過空間隔離、子帶類比濾波與數位干擾消除的組合，自干擾信號抑制量可達 130 dB，足以讓上行 (或感測回波) 信號在正常 SNR 下被接收 [9]。不過，此類業界實作至今仍未成為 3GPP 正式規範的一部分，主要作為參考設計 (reference design) 以支持 RAN1 的技術可行性評估。

5.2 感測資料對架構層的延伸需求

當 RAN1 物理層的信號經過處理、抽取出目標距離、速度、仰角等參數後，這些感測結果需要透過 RAN2 / RAN3 介面上傳至核心網，並由 SA2 定義的感測資料開放架構 (如 TR 23.700-14 所研究者) 提供給第三方應用 [9]。相對而言，若 RAN1 採用的參考信號密度過高，上行回報的資料量也會相應增加，進而牽動 RAN3 的 Xn / NG 介面負載與 SA2 的感測事件通知週期設定。

在此基礎上，近期學術提案提出「感測協調功能 (Sensing Coordination Function, SCF)」與「感測分析功能 (Sensing analytics function, SAF)」等新模組 [10]，嘗試在 5GC 之上疊加一層感測邏輯。必須提醒的是，SCF 與 SAF 目前仍為學術提案，尚未經 3GPP 採納，最終命名仍須以 TR 23.700-14 為準。

 

六、展望

觀察 Release 20 RAN1 物理層的研究動能，未來六至九個月的關鍵指標如下。第一，RAN1 會議對於沿用既有 PRS / CSI-RS 與新設感測專用參考信號兩條路線的辯論將逐步收斂，預期最晚在 2026 年下半年的 RAN1 會議上形成初步結論。第二，gNB 單基站 UAV 偵測情境的跨廠商評估結果將被整合至技術報告，作為 Release 21 正式規範的直接依據。第三，SBFD 與 ISAC 的整合界面，包括子帶頻寬配置、感測資源週期、自干擾消除假設，將進一步與 RAN4 無線電效能要求 (RF performance) 對接。

進一步來看，ISAC 能否在 Release 21 真正成為 Day 1 規範項目，關鍵不只在技術可行性，更在於 RAN1 能否在 Release 20 的研究階段產出一份各界共識的技術報告，讓 Release 21 工作項目 (Work Item, WI) 的範圍足夠收斂、不至於重新討論基礎問題。目前業界與官方觀點在波形與參考信號上仍有分歧，後續會議決議值得持續關注 [4]。平衡而言，若最終走向沿用既有參考信號，規範負擔較輕、終端升級成本低；若新設感測專用參考信號，則性能天花板較高，但會引發較多跨工作組的連動修改，短期內不易達成共識。

RAN1 感測模式與物理層挑戰對照

為讓讀者快速掌握 Release 20 RAN1 研究的核心焦點，以下以 3GPP 官方所定義的六種感測模式為基底，挑選實際被研究重點覆蓋的四種做對照，列出其典型應用情境與主要的物理層挑戰。

感測模式 (Sensing Mode)	典型應用情境	物理層主要挑戰
gNB 單基站 (TRP monostatic)	低空無人機 (UAV) 偵測，亦為 Rel-20 研究主力案例	同一 TRP 收發並存，需全雙工或子帶全雙工 (SBFD) 與 >100 dB 自干擾消除
TRP 對 TRP 雙基站 (TRP-TRP bistatic)	都會密集部署下的行人、車輛偵測	TRP 間需嚴格時間與相位同步，參考信號週期與資源配置影響距離解析度
TRP 對 UE 雙基站 (TRP-UE bistatic)	室內人員活動感知、智慧家庭	UE 側計算複雜度受限，需輕量化都卜勒 / 距離估測流程
UE 單機 (UE monostatic)	手機毫米波手勢感測 (研究性質)	天線隔離度有限，自干擾消除難度高，須依賴類比與數位混合架構

 

 

資料來源

[1]  3GPP Release 20 官方頁面  https://www.3gpp.org/specifications-technologies/releases/release-20

[2]  3GPP RAN Release 19 status and a look beyond (RAN1 ISAC 研究項目說明)  https://www.3gpp.org/technologies/ran-rel-19

[3]  3GPP TR 38.901 v19.0.0 (ISAC 通道模型併入版本)  https://www.3gpp.org/dynareport?code=38-series.htm

[4]  3GPP Rel-20 Planning and Progress in TSG SA (官方進度說明)  https://www.3gpp.org/news-events/3gpp-news/sa-rel20

[5]  3GPP Rel-18 Duplex Evolution (SBFD 規範背景)  https://www.3gpp.org/technologies/rel-18-duplex-ran1

[6]  A Comprehensive Survey of 3GPP Release 19 ISAC Channel Modeling (arXiv 2025, 學術補充)  https://arxiv.org/html/2512.03506v1

[7]  OFDM Waveform for Monostatic ISAC in 6G (arXiv 2026, 學術補充)  https://arxiv.org/html/2603.12641

[8]  Qualcomm 3GPP Release 20 overview (業界觀點)  https://www.qualcomm.com/news/onq/2025/06/3gpp-release-20-completing-5g-advanced-evolution-preparing-for-global-6g-standardization

[9]  ZTE Corporation. (2023, February). ZTE TECHNOLOGIES: 5G-Advanced (Vol. 25, No. 1, Issue 204) . https://www.zte.com.cn/en/about/publications.

[10] Lorca Hernando, J. (2025, April 14). Integrated Sensing and Communications - a 6G Building Block Technology [Conference presentation]. ETSI 6G Monday Conference, Sophia Antipolis, France.

[11] 3GPP RP-251567 RAN#108 ISAC 研究項目核准文件 (NR ISAC SI for Rel-20)  https://www.3gpp.org/ftp/tsg_ran/TSG_RAN/TSGR_108/Docs/RP-251567.zip