3GPP ISAC UAV 偵測標準化進展與量化評估對比

從 TS 22.137 服務需求到 Multi-TRP 協作感測的 Release 20 實作面向

一、前言

整合感測與通訊 (Integrated Sensing and Communication, ISAC) 在 3GPP 標準化進程中已從早期概念驗證階段，逐步聚焦於具體的商業使用情境。低空無人飛行載具 (Unmanned Aerial Vehicle, UAV) 的偵測與追蹤，正是當前 SA1 服務需求最具代表性、且在 SA2 與 RAN1 同步推動的旗艦案例。本週鎖定此一主題，從服務需求 TS 22.137 出發，連結 Stage 2 架構研究 TR 23.700-14 在 SA WG2 #174 馬爾他會議的最新進展，再延伸至物理層的 gNB 單站感測與多 TRP 協作感測方案，呈現一條由需求到實作的完整脈絡。

選擇此一切入點的理由有三。其一，低空經濟與關鍵基礎設施防護已被多個地區監管機關列為迫切議題，使得 UAV 偵測成為 ISAC 在 5G-Advanced 時程內最可能落地的功能。其二，UAV 案例同時挑戰物理層的覆蓋與架構層的多節點協調，足以反映 ISAC 在 RAN 與 SA 介面上的實際整合難度。其三，本週適逢 SA WG2 #174 會議結果陸續公開，配合學術界 4 月底提出的多 TRP 協作感測量化評估，正可比較官方規範與研究界的設計取向，提供工程師與研究人員兼具規範性與技術深度的參考。

二、版本時程表

 0 為 5G-Advanced 階段中 ISAC 規範化的關鍵版本，其工作分為 Stage 1、Stage 2 與 Stage 3 三條時程。下表整理本主題涉及的官方時程節點與對應 TR/TS 編號，凍結時程依 3GPP 官方公告為準。Stage 2 在系統架構面預期 2026 年 6 月達成 80% 完成度，並於 2026 年 9 月完成最終凍結；後續 Stage 3 (協定細節) 將銜接至 Release 21 進入 6G 規範主軸。

由此可見，UAV 偵測案例在 Stage 1 已具備完整需求文件支持，Stage 2 的架構研究則是當前最活躍的標準化戰場，而 RAN1 在通道模型完成後正將注意力轉向實際感測流程的訊號設計。三層工作幾乎同步推進，相較於早期 5G 多以單一條目為主軸的節奏明顯不同。

三、官方定位

3GPP 官方在 Release 20 對 UAV 偵測的定位，可從三份文件相互印證。第一是 SA1 制定的 TS 22.137，明確要求 5G 系統應具備偵測與追蹤一個或多個物件 (例如 UAV、鳥類) 及其周圍環境的能力，並列出獨立於通訊 KPI 的感測專屬指標，包含信賴水準、定位準確度、速度準確度、感測解析度、最大感測服務延遲、刷新率、漏警率與誤警率。這份文件首次將 ISAC 的效能要求落實為可量測的數值指標，為後續架構與物理層設計提供共同語言。

第二是 SA WG2 #174 馬爾他會議 (2026 年 4 月 13 日至 17 日) 的 Block Approval List。本次 block approval 主要批准項目集中於 6G 系列規範 TR 23.801-01 之 Location Services、Messaging Services、Solution variants 與 Data Framework；TR 23.700-14 ISAC 系統架構之具體章節歸屬與廠商共識細節，依官方公告為準。對於資料是否經由控制平面傳輸、以及感測功能模組命名等議題，仍保留討論空間，最終命名以即將釋出的 TR 23.700-14 後續版本為準。

第三是 SA2 架構層面 的工作項目劃分。Release 20 的 ISAC 研究任務 WT-0 明確將支持 gNB 單站感測 (gNB Monostatic Sensing) 列為架構增強的基礎，重點是讓基地台同時擔任感測訊號的發射端與接收端。在物理層（RAN1）的實作上，則強調現行 NR 訊號 (例如 PRS、CSI-RS、SRS) 來評估 UAV 之距離、角度與速度。其餘架構任務則涵蓋服務授權、感知節點發現與結果回報等關鍵程序。三層官方定位形成一條由服務需求向下展開為架構與物理層規範的清晰路徑。

四、物理層 (RAN)

4.1 gNB 單站感測：可行性與量化評估

物理層在本週的關注焦點集中於 gNB 單站感測對 UAV 案例的可行性。NIST (美國國家標準暨技術研究院) 與 Prometheus Computing LLC 之 Blandino 等人於 2026 年 4 月 2 日提出的評估報告 [7]，採用 5G NR 下行循環字首正交分頻多工 (Cyclic Prefix-Orthogonal Frequency Division Multiplexing, CP-OFDM) 波形與定位參考訊號 (Positioning Reference Signals, PRS)，依 3GPP 都會宏蜂巢空中載具 (Urban Macro-Aerial Vehicle, UMa-AV) 場景假設進行系統級模擬，分析單一 基地台在三維空間中對 UAV 的偵測與追蹤效能。此一研究架構直接對應 TS 22.137 所列的 KPI 指標。

初步結果顯示，[7] 報告之單站感測流程結合通道估計、距離-都卜勒處理、固定誤警率 (Constant False Alarm Rate, CFAR) 偵測、角度估計與三維定位等模組，在UMa-AV 場景下，達成 70% 以上的偵測率與低於 5% 的誤警率，對 TS 22.137 所列 KPI 提供具參考價值之單站基準。然而，[6] 多 TRP 提案在問題陳述中指出，單一 TRP 仍受限於角度涵蓋範圍、部分遮蔽與視野限制，當 UAV 進入 TRP 主瓣邊緣或於建物群間穿越時，效能會明顯下降，這也成為後續多 TRP 協作方案的設計動機。研究團隊亦同步釋出開源 5GNRad 模擬器與重現腳本，便於社群延伸驗證。研究結果屬學術論文性質，尚未經 3GPP 採納。

4.2 多 TRP 協作感測：學術界的補強提案

多 TRP 協作感測 (Multi-TRP Assisted Sensing) 的量化評估 [6]，作為單站方案的補強。該提案以 3GPP NR ISAC 框架為基礎，將笛卡兒分群、投票式目標確認與幾何一致最小平方速度重建組合為一套協作流程，將多個 TRP 的觀測融合為三維速度向量。模擬結果顯示，當投票門檻設為兩個輔助 TRP 時，可在漏警機率與誤警抑制間達到較佳平衡，並符合 3GPP 對 UAV 偵測情境的整體效能目標。此命名與流程屬學術提案，尚未經 3GPP 採納。

進一步來看，[6] 作者亦量化了協作感測的訊號開銷，並指出當感測刷新間隔由相干處理區間延長至秒級量級時，有效訊號開銷可隨之大幅下降，使協作感測在大規模部署下具備可擴展性 (具體比例數值依 [6] 全文為準)。這項分析對 Release 20 規範化具有兩重意涵：其一是支持引入多 TRP 報告與聚合機制的必要性；其二是提示感測排程不必與通訊 OFDM 符元等粒度同步，而可採取較粗略的時間切割以兼顧通訊效能。相對而言，若 Release 20 僅以單站方案結案，多站協作機制將遞延至 Release 21 與 6G Day 1 功能再行討論。

五、架構層 (SA)

5.1 SA WG2 #174 Malta 進展

架構層在 SA WG2 #174 馬爾他會議聚焦於三個議題：感測會話的建立與終止流程、感測資料的傳輸路徑、以及感測服務的計費模式。會議的 Block Approval List 顯示，多家主要廠商在 TR 23.700-14 第 4 章 (一般概念、架構與參考點) 提出修訂，目標是讓感測功能能夠獨立於既有 5GC 控制節點而被識別、訂閱與授權。對 UAV 偵測案例而言，這意謂運營者可將特定 gNB 群組劃為感測服務區，由獨立的感測會話控制，避免影響既有 PDU 會話的服務品質。

在感測資料的傳輸路徑上，會議延續 Release 19 SA2 對於資料是否經由 NWDAF 統一蒐集、或經由感測專屬資料路徑直接送往應用伺服器的爭論。RAN 提供的距離、角度與都卜勒原始量測 (Range, Angle, Doppler) 屬於高頻率、低延遲資料，與既有 NWDAF 主要處理的網路統計資料屬性差異極大，因此會議中傾向採取分流設計：低延遲量測走感測資料路徑，匯總後的事件結果則可上送至 NWDAF 與 NEF 。具體模組命名仍以 TR 23.700-14 後續版本為準，避免引用尚未確定的暫稱。

5.2 RAN 與 SA 的職責劃分

下表整理 UAV 偵測案例在 RAN 與 SA 兩層的職責分工，呈現邊界劃分如何同時影響介面定義與廠商實作策略。劃分原則是：RAN 負責量測與初步處理，SA 負責服務管理與資料開放。這種分層方式有助於避免重複實作，但也意謂兩層之間的訊息傳遞速率必須在 Stage 3 階段精細定義。

由分工可見，UAV 偵測並非單一工作群可獨立完成的議題，而是需要 RAN 與 SA 在 KPI 對齊上密切互動。例如 TS 22.137 所要求的定位與速度準確度，最終須由 RAN1 在通道與訊號設計上提供保證，再由 SA2 在服務層面定義感測會話的訂閱條件。任一層的設計取捨都會反饋至另一層的實作邊界。

六、展望

從本週的進展可歸納三項觀察。其一，UAV 偵測作為 ISAC 在 Release 20 時程內最具落地潛力的案例，其規範化進度比預期更快，Stage 1 已凍結、Stage 2 預計 2026 年 9 月完成。其二，物理層在通道模型完成後，重心轉向感測訊號設計與多節點協作機制，學術界提出的多 TRP 投票式融合方案雖未經 3GPP 採納，但量化結果顯示其開銷可控。其三，架構層的爭議集中於資料路徑分流與感測功能模組的識別性，最終命名與介面細節皆以 TR 23.700-14 後續版本為準。

後續可關注的方向包括：SA WG2 #174 馬爾他會議的詳細決議文號公布後對 TR 23.700-14 章節結構的影響、、RAN1 在 Rel-20 ISAC Study Item下對 gNB 單站感測訊號 (例如 CSI-RS 配置增強) 的具體提案、以及 ETSI ISG 等其他標準組織與 3GPP 在 ISAC 上的觀點交流。對 6G Day 1 功能的確認，仍待後續會議的確認，本報導屆時將另立專題追蹤。

資料來源

[1]  3GPP 官方 Release 20 概要頁面，整體版本目標與 ISAC 工作項目歸屬。  https://www.3gpp.org/specifications-technologies/releases/release-20

[2]  3GPP 官方 SA2 系統架構工作群組首頁，TR 23.700-14 工作歸屬與會議資訊。  https://www.3gpp.org/specifications-groups/sa-plenary/sa2-architecture/home

[3]  3GPP 官方 SA WG2 #174 馬爾他會議 Block Approval List (2026 年 4 月 13 至 17 日)。  https://www.3gpp.org/FTP/Meetings_3GPP_SYNC/SA2/Block_Approval_List_04-17-1103.doc

[4]  3GPP 官方 SA2 議程入口，可追蹤 TR 23.700-14 後續版本釋出時程。  https://www.3gpp.org/dynareport/Meetings-S2.htm?Itemid=443

[5]  3GPP 官方 23 系列規範索引，TR 23.700-14 與相關 Stage 2 文件位置。  https://www.3gpp.org/DynaReport/23-series.htm

[6]  Varshney, Blandino, Wang, Bodi, Gentile, Golmie (NIST)，arXiv 學術論文 (2026 年 4 月 28 日)：Multi-TRP Assisted UAV Detection in 3GPP 5G-Advanced ISAC Network。  https://arxiv.org/abs/2604.26113

[7]  Blandino, Varshney, Wang, Chuang, Gentile, Golmie (NIST 與 Prometheus Computing LLC)，arXiv 學術論文 (2026 年 4 月 2 日)：Evaluation of gNB Monostatic Sensing for UAV Use Case。  https://arxiv.org/abs/2604.02205