3GPP Rel-20 ISAC 感測程序標準化

RAN-CN 協作介面設計、感測參考訊號選型，與 SA6 垂直應用研究立項

一、前言

3GPP ISAC (Integrated Sensing and Communication) 標準化進程歷經數個發展階段：Rel-19 同時奠定服務需求與用例基礎——SA1 於 TR 22.837 彙整 32 項感測用例，並於 TS 22.137 定義感測服務需求與關鍵效能指標 (KPI)，同時在 TR 38.901 中建立 ISAC 通道建模評估框架；Rel-20 則正式進入系統程序與架構設計階段。2025 年 6 月布拉格全體會議（TSG SA/RAN #108）是此轉折的關鍵里程碑：RAN 正式批准 NR ISAC 研究項目（RP-251861），明確以 gNB 單站感測 (gNB-based monostatic sensing) UAV 為 Rel-20 首要評估場景，同步納入 RAN 與核心網路 (Core Network, CN) 間程序與訊號介面的研究；SA6 則批准了針對垂直產業的感測結果應用研究項目（SP-250875），首次將感測議題納入應用賦能層工作 [1][4][5]。

近期（2026 年 6 月）正值 Rel-20 SA Stage 2 第一階段凍結節點 [2]，官方規劃目標為 2026 年 6 月達到 80% 凍結、9 月完成 100% 凍結 [4]。此節點標誌著 ISAC 架構研究（SA2 TR 23.700-14）即將進入從研究項目（Study Item, SI）向規範工作項目（Work Item, WI）過渡的臨界點，各工作群組的技術共識正逐步結晶為具體的架構提案，包括 RAN-CN 介面設計、感測能力回報機制，以及感測資料對外開放框架。

本期報導聚焦三個尚未深入覆蓋的研究面向：其一，物理層感測參考訊號的設計選型辯論（PRS 沿用路線對比 DDRS 新設路線）；其二，RAN-CN 協作介面的架構設計選項及 RAN3 三大功能定義；其三，SA6 首次涉足感測領域所代表的商業化意涵，以及其與 SA2 架構層的協作關係。三個面向共同反映 Rel-20 ISAC 正從研究「能否做到」，轉向設計「如何規範實作」的新階段。

 

二、版本時程表

以下表格對照 3GPP 官方確認的 Rel-19 與 Rel-20 主要凍結節點，供追蹤 ISAC 標準化進度參考 [4]：

里程碑	Rel-19	Rel-20 (5G-Advanced)
Stage 1 凍結	2023 年 12 月	2025 年 6 月
SA Stage 2 凍結	2024 年 12 月	2026 年 6 月 (80%) / 9 月 (100%)
RAN1 凍結	2025 年 6 月	2026 年 12 月
RAN2/3/4 核心功能凍結	2025 年 9 月	2027 年 3 月
Stage 3 凍結	2025 年 9 月	2027 年 3 月
ASN.1 / OpenAPI 凍結	2025 年 12 月	2027 年 6 月

 

三、官方定位

3.1　RP-251861：NR ISAC 研究項目批准

2025 年 6 月布拉格全體會議以 RP-251861 正式批准「NR ISAC 研究項目 (Study on Integrated Sensing And Communication for NR)」，確立了 Rel-20 RAN ISAC 研究的三大核心目標 [1]。第一，評估 gNB 單站感測（即收發共置的單一傳輸接收點 Transmit-Receive Point, TRP）在 UAV 偵測場景的效能；這是 Rel-19 通道建模完成後，首次系統性驗證現有 NR 波形支援感測的可行性。第二，研究支援 ISAC 的 RAN 與 CN 之間的程序與訊號設計；這是此前未被明確納入研究範疇的跨域介面問題，直接影響 gNB 感測功能與 5GC 服務功能的協作方式。第三，研究 gNB 單站感測 UAV 用例的網路架構，為後續 SA2 規範工作提供 RAN 視角的架構輸入。

3.2　SA2 TR 23.700-14 的對齊工作範疇

SA2 ISAC 架構研究項目（TR 23.700-14）的工作範疇與 RP-251861 保持對齊，聚焦 gNB 單站感測的架構功能強化與操作程序 [3]。在 SA2 內部的早期討論中，RAN3 的三大影響面向已逐步形成共識：感測能力回報 (sensing capability reporting) 負責由 gNB 向核心網路報告其感測技術參數與可支援的感測服務範圍；感測程序控制 (sensing procedure control) 負責由核心網路向 gNB 下發感測任務的啟動、停止與配置指令；感測資料回報 (sensing data reporting) 則將 gNB 的原始測量資料或已處理的感測結果傳送至核心網路做進一步應用。這三項功能的邊界劃分，將直接決定 N2 介面（gNB 與 AMF 之間）需要新增的訊息類型與資訊元素。

3.3　SA6 SP-250875：感測結果垂直應用研究立項

同樣在 SA#108 批准的 SP-250875「感測結果應用於垂直產業研究項目 (Study on Utilization of Sensing Results for Vertical Applications)」，標誌 SA6 工作群組首次正式介入 ISAC 議題，其研究成果將輸出為 TR 23.700-15 [4][5]。SA6 的職責範疇在於定義應用層功能元素與介面，向垂直產業開放網路能力。此研究項目的核心問題是：如何將 5GC 感測服務的輸出（例如 UAV 位置、速度、雷達截面積等感測結果）標準化為可被第三方應用訂閱的服務介面。該研究由中國移動 (China Mobile) 與中興通訊 (ZTE) 擔任報告人 (Rapporteur)，並獲華為、InterDigital、AT&T 等業界成員支持，反映產業界對感測商業化的積極推動立場 [5]。

 

四、物理層 (RAN)

4.1　感測參考訊號的選型辯論

RAN1 在感測訊號設計方面面臨路線選擇：沿用既有 定位參考訊號 (Positioning Reference Signal, PRS) 還是引入新型感測專用參考訊號？從盡量不改動現有規範的效益考量出發，PRS 已於 Rel-16 導入，具備成熟的多梳 (comb) 資源映射設計，可透過配置調整服務感測應用；此路線的最大優勢在於可在不修改 NR 規範前提下，以現有基礎設施開始驗證感測效能。美國國家標準暨技術研究院 (NIST) 的實驗性評估確認了這條路線的基本可行性：以 PRS 加 CP-OFDM 波形在 3GPP Release-19 UMa-AV（都市巨型蜂巢高空載具）場景下，達到 70% 以上偵測率 (Probability of Detection, Pd) 且誤警率 (Probability of False Alarm, Pfa) 低於 5%，水平與垂直定位誤差第 90 百分位數分別約為 6 m 與 4 m [6]。

然而，PRS 路線在感測最佳化方面存在固有限制。PRS 為梳狀頻率資源配置，每次僅用部分子載波，且當 comb size 為 2 時兩個 PRS 符碼相鄰，使得在單一時槽內估計速度時符碼索引變異數過小，速度估計性能受限。為此，部分學術研究提出 都卜勒—時延參考訊號 (Doppler-Delay Reference Signal, DDRS)（為學術提案，尚未經 3GPP 採納）作為替代方案：DDRS 採用規則化時頻格點，令各 OFDM 符碼使用相同資源元素並近似等間隔分布，藉以增大符碼索引變異數、改善單一時槽下的速度估計 [7]。值得注意的是，[7] 的 CRLB 分析同時指出，DDRS 的優勢主要侷限於單一時槽情境；當採用多時槽估計時，PRS 與 DDRS 的精度趨於相當，因此該研究認為在沿用既有 5G 訊框結構的前提下，未必需要為感測另定新參考訊號。此外，全時槽感測 (full-slot sensing) 配置方案以時槽內全部資源元素進行感測，可取得感測效能上界，但對通訊承載的資源排擠代價最高。三條路線各自形成不同的效能—複雜度—干擾三維權衡，至今尚未在 RAN1 內部收斂為共識。

4.2　多時槽處理的必要性與 CRLB 分析

從 克拉美—羅下界 (Cramer-Rao Lower Bound, CRLB) 理論分析角度出發，3GPP 為此 UAV 用例設定的感測關鍵效能指標（水平與垂直定位誤差均優於 10 m、速度誤差優於 5 m/s，皆以 90% 信賴水準為準）在單一時槽範疇內超越了現有 NR 訊號設計（特別是速度估計）的物理限制 [7]。CRLB 分析表明，為使速度估計精度達到目標值，必須整合多個時槽（即多個週期性 PRS 時機，PRS occasion）的資訊做聯合處理——以全時槽配置至少需 2 個時槽、以 PRS 配置則需 4 個以上時槽方能滿足速度精度要求 [7]。NIST 的實測模擬亦佐證延長相干處理區間 (Coherent Processing Interval, CPI) 的效益：延長 CPI 可提升偵測率並降低速度誤差，惟 F1 分數與速度誤差在約 40 ms 後即趨於飽和，顯示進一步延長 CPI 的邊際效益有限 [6]。由此可見，未來 ISAC 感測配置必須支援週期性多時槽聯合測量，而非單次觀測，這對 RAN1 訊號配置規範設計有直接意涵。

4.3　RAN3 介面影響：感測程序控制

除物理層設計外，RAN3 在 ISAC 系統程序中同樣扮演關鍵角色。現有 RAN3 規範主要圍繞定位與測量回報，gNB 向 AMF 報告 UE 量測結果的機制已相對成熟；然而 ISAC 感測帶來新的挑戰：gNB 的感測不針對特定 UE，而是對環境中可能未進行無線登錄的目標物（如 UAV）進行探測，核心網路需要一套新機制來感知 gNB 的感測能力、下達感測任務指令並接收感測結果資料流 [3]。在 SA2 早期模型化討論中，多數公司傾向以既有 N2 介面延伸來承載感測能力回報、程序控制與資料回報三項功能，以降低介面複雜度和部署成本；若感測資料量大、即時性要求超過 N2 設計假設，則保留引入感測專用服務化介面 (SBI) 的可能性 [3]。

 

五、架構層 (SA)

5.1　RAN-CN 協作架構設計

在 SA2 架構研究的早期探討中，業界對 RAN-CN 協作架構已提出數種設計方向。Ericsson 在其 6G 感測技術文獻中提出一套端到端 (End-to-End, E2E) 感測架構（為業界提案，且係以 6G 為背景、尚未經 3GPP 正式採納）[8]：外部 感測客戶端 (sensing client) 向網路提交感測請求，指定所欲感測的區域；位於核心網路的 感測核心功能 (sensing core functionalities) 負責感測工作流程管理與曝露 (exposure)，協調具感測能力的基地台執行感測測量任務，並可彙整鄰近基地台的感測資料、逐步精煉處理後，將最終感測結果（如目標位置、速度、形狀等特徵）透過服務曝露介面回傳感測客戶端。此架構的優點在於清楚分離面向應用的感測曝露/核心層與面向 RAN 的感測執行層，有助於建構可程式化的感測服務介面。

在此基礎上，SA2 TR 23.700-14 的工作重心在於確立核心網路側的感測功能實體如何定義。綜整 [3] 中各公司立場，核心網路側的感測協調功能大致可歸納為三種設計方向（以下為本報導之分析歸納，非 [3] 明列之選項）：其一，於現有 5GC 網路功能（如 AMF，或一個假設性的新感測網路功能，本文暫稱 Sensing Network Function, SeNF）中整合感測協調邏輯；其二，由 RAN 的 gNB 直接管理感測任務，核心網路僅負責服務品質 (QoS) 策略與計費；其三，定義全新的感測協調功能，由核心網路集中管理多 gNB 的感測任務排程。就 [3] 的實際討論而言，多數公司傾向第一類方向、儘量沿用 N2 並最小化 5GC 衝擊。三種方向對 RAN3 N2 介面的影響程度差異顯著，直接牽動 Rel-20 規範的實作複雜度，預計在 Stage 2 100% 凍結前必須完成取捨。

5.2　SA6 垂直應用感測資料開放框架

SA6 SP-250875 研究項目的目標是定義感測結果如何透過標準化 API 介面開放給第三方垂直應用 [5]。這與 SA2 的架構工作形成垂直鏈路：SA2 定義 5GC 內部感測功能的架構與介面；SA6 則在 SA2 架構基礎上，定義感測服務向外的應用程式層開放介面（可結合 SA6 既有的 CAPIF 北向 API 框架），讓無人機監管平台、智慧工廠系統等垂直產業應用無需深入理解底層 NR 感測機制，即可訂閱標準化的感測事件通知服務。以 UAV 管理為例，空中交通管理 (Unmanned Traffic Management, UTM) 系統作為感測客戶端，可向 SA6 API 訂閱特定空域的感測結果，5G 網路負責在後台協調 gNB 執行探測並回傳目標清單，整個互動流程對 UTM 系統而言表現為一個標準化的感知服務 API。

相對而言，此框架的實現面臨技術與商業兩個層面的挑戰。技術面：感測結果的資料格式標準化（包括目標物件的描述格式、座標系與不確定度量化）目前尚無共識，SA1 TR 22.837 定義的需求粒度與 SA6 API 設計所需的精細度之間存在落差，需要 SA1、SA2、SA6 三個工作群組的跨層協調。商業面：感測服務變現涉及跨運營商多基站協作、資料所有權、隱私保護等議題，其中 SA3 安全與隱私研究（TR 33.777）已識別的感測政策管理需求，與 SA6 API 存取控制設計需要保持一致，避免在垂直應用層留下安全缺口。

 

六、展望

以 2026 年下半年為主要觀察視窗，Rel-20 ISAC 標準化有三條進展路線值得持續追蹤。第一是感測參考訊號選型路線：RAN1 研究項目（RP-251861）預計在 2026 年下半年的 RAN1 會議中針對 PRS 沿用與 DDRS 新設路線形成初步共識，此決策將直接決定未來 NR ISAC 規範的新增內容範圍——是否須在 TS 38.211/38.214 引入新的參考訊號資源定義，還是僅需擴充現有 PRS 配置靈活性。此路線的收斂結果，同時影響 RAN4 射頻效能要求（自干擾消除指標、接收靈敏度）的設計基礎。

第二是 SA Stage 2 100% 凍結（2026 年 9 月）方向：TR 23.700-14 的最終研究版本需在此之前完成各設計選項的技術評估與共識凝聚，特別是 RAN-CN 介面的架構選型（N2 延伸 vs. 感測專用服務化介面），以及核心網路側感測協調功能的具體定義。凍結版本的架構選型結論，將成為後續 Rel-21 ISAC 工作項目立項的直接技術依據，也是業界廠商決定硬體投資方向的重要信號。進一步來看，此節點同時也是各標準組織（如 ETSI ISAC ISG 與 3GPP SA2）感測架構術語能否形成對齊共識的關鍵觀察點。

第三，SA6 SP-250875 研究結果（TR 23.700-15）預計在 2026 年至 2027 年初出爐，其確立的感測 API 框架與 CAPIF 整合方式，將奠定垂直產業採用 5G ISAC 服務的商業化基礎。SA6 的工作進度通常落後於 SA2 與 RAN 的架構及物理層研究，因此 API 框架的設計品質高度依賴 SA2 TR 23.700-14 能否提供清晰的感測服務抽象（SP-250875 亦明載「如何自核心網路取得感測結果，將以 SA2 結論為準」）[5]。Rel-21 中雙站感測 (bistatic sensing) 與 UE 基地感測的正式立項討論，預計在 2026 年下半年至 2027 年間啟動，屆時本期報導所涵蓋的 gNB 單站架構共識，將成為向多站協作場景延伸的技術起點。

 

資料來源

[1]  3GPP RP-251861，Study on Integrated Sensing And Communication (ISAC) for NR，TSG RAN Plenary #108，Prague，2025 年 6 月。https://www.3gpp.org/ftp/tsg_ran/TSG_RAN/TSGR_108/Docs/RP-251861.zip

[2]  3GPP Release 20 官方規格頁面（確認 Rel-20 為最後一個純 5G-Advanced 版本、Sensing 為其工作領域、Stage 1 於 2025 年 6 月凍結）。https://www.3gpp.org/specifications-technologies/releases/release-20

[3]  3GPP SA2 #167 Athens，Moderated Discussion for Rel-20 ISAC，TR 23.700-14 v0.0.2，2025 年 2 月。https://www.3gpp.org/ftp/tsg_sa/wg2_arch/TSGS2_167_Athens_2025-02/INBOX/DRAFTS/Rel-20%20ISAC/Moderated_discussion_for_Rel-20_Integrated_Sensing_and_Communication-v0.0.2.pdf

[4]  SNS JU 6G Tracker，Summary Report from 3GPP Plenaries #108（Prague，2025-06）——含 Rel-19/Rel-20 完整凍結時程與 SP-250875 立項清單。https://verticals-tracker.sns-ju.eu/standards-tracker/standardisation-updates/summary-report-3gpp-plenaries-108-prague-czech-republic-9

[5]  3GPP SP-250875，Study on Utilization of Sensing Results for Vertical Applications（SA6，輸出 TR 23.700-15），TSG SA Plenary #108，Prague，2025 年 6 月。https://www.3gpp.org/ftp/tsg_sa/TSG_SA/TSGS_108_Prague_2025-06/Docs/SP-250875.zip

[6]  S. Blandino et al.，Evaluation of gNB Monostatic Sensing for UAV Use Case，arXiv:2604.02205，2026 年 4 月。https://arxiv.org/abs/2604.02205

[7]  S. Fernández et al.，Integrated sensing and communications in the 3GPP New Radio: sensing limits，arXiv:2603.28318v4，2026 年 5 月。https://arxiv.org/abs/2603.28318

[8]  R. Keller et al.，Integrated sensing and communication in 6G (Sensing in 6G: Use cases and architecture)，Ericsson Technology Review，2025 年 10 月。https://www.ericsson.com/en/reports-and-papers/ericsson-technology-review/articles/sensing-in-6g-use-cases-and-architecture