6G星地融合网络资源管理关键技术

卫星网络因具备弥补地面网络覆盖盲区的特性,成为6G网络实现泛在连接应用场景的关键技术之一。为了实现卫星网络和地面网络间高效的资源融合管理,首先简要介绍了星地融合网络的发展现状,总结了星地融合网络资源管理技术的研究现状以及面临的挑战。其次,对6G星地融合网络下的移动性管理、跨域多维资源管理和统一的空口协议设计等关键技术进行分析,并基于对现有研究的探讨给出解决方案。最后,对未来面向6G的星地融合网络资源管理的发展提出了新的展望。     

面向6G的星地融合网络架构

通过对卫星星座的发展和星地融合网络研究的回顾，明确了6G的星地融合网络的发展趋势，提出了智简赋能的6G网络体系架构和弹性可重构的6G星地融合架构，并分析了星地融合网络中的关键技术问题，包括星上轻量化虚拟化技术、星上边缘计算功能以及广播/多播技术。认为6G星地融合网络将通过星地协同实现网络资源和计算资源的统一调度，同时可以根据业务需求和网络状态智能实现网络功能的按需弹性部署。     

面向星地融合网络的统一编排架构和关键技术

面向6G的星地融合网络将实现地面通信和卫星通信的系统级深度融合。为了应对星地融合网络的高动态、分层分布等特征带来的多维多域异构资源的管理和编排挑战,提出一种面向星地融合网络的统一编排架构,实现星地融合网络中多层多域网络的资源、功能、服务等多要素的统一编排。基于该架构,提出分布式自治技术用于多层多域网络的按需部署和灵活组网,以及提出算网协同技术用于多维资源的云边协作从而提升用户体验质量。最后,通过自研的实验平台完成了对星上新型编排管理系统的可行性验证。     

6G通感一体化组网理念及关键架构研究

ITU已经明确将通感融合做为6G主要技术方向，因此需要将通信和感知的需求有机的融入6G网络架构中，需要在现有的5G架构上进行较大的调整，从而满足基于通信+感知+N的多种6G业务融合的需求。首先从6G通感一体化组网的需求进行分析，给出智能化、面向用户化的6G通感融合组网建议，然后开展多域/多层融合、多频协调、多节点部署的架构研究，分析其特点、适用范围和算力能力等，最后对面向通感融合的6G网络的空口技术开展研究。     

面向6G的星地融合无线传输技术

随着5G移动通信网络走向商业化,围绕新一代移动通信系统(6G)的发展愿景、能力需求与关键技术开展研究正在成为新的热点。首先,该文概括了未来6G可能涉及的星地深度融合、新谱段通信、分布式协作MIMO和智能通信等关键技术方向,重点探讨了基于星地深度融合的天地一体化网络(SGIN);然后,针对可能存在的两种典型网络拓扑架构,分析了星间高速链路、星地馈电链路和星地用户链路的特点和技术要求,综述了3种不同类型传输链路的高速通信进展情况。最后,对未来6G天地互联网络亟需突破的光学相控阵多用户接入、高效能星地激光通信和光电一体化组网等关键技术进行分析与展望,以期为后续相关研究指明方向。     

面向6G的星地融合无线传输技术

随着5G移动通信网络走向商业化,围绕新一代移动通信系统(6G)的发展愿景、能力需求与关键技术开展研究正在成为新的热点.首先,该文概括了未来6G可能涉及的星地深度融合、新谱段通信、分布式协作MIMO和智能通信等关键技术方向,重点探讨了基于星地深度融合的天地一体化网络(SGIN);然后,针对可能存在的两种典型网络拓扑架构,分析了星间高速链路、星地馈电链路和星地用户链路的特点和技术要求,综述了3种不同类型传输链路的高速通信进展情况.最后,对未来6G天地互联网络亟需突破的光学相控阵多用户接入、高效能星地激光通信和光电一体化组网等关键技术进行分析与展望,以期为后续相关研究指明方向.     

空天地一体化确定性网络研究

随着互联网从消费型网络向生产型网络升级，新兴行业应用需要差异化的确定性服务质量保障以及全时空范围的通信能力。如何实现泛在多域网络的异构兼容，支持空天地一体化网络（SAGIN）节点间的确定性传输成为当前的重要研究问题。首先分析了面向6G全域新兴应用场景的确定性服务质量保障需求，然后提出了包含全域协同网络管控层、多域动态确定性融合层、泛在异构确定性组网层的分层空天地一体化确定性网络架构，并研究相应场景的“固移卫”融合确定性网络关键技术，最后研判了空天地一体化确定性网络的挑战和发展趋势。     

星地融合边云协同网络下的资源调度研究

通过边缘计算和云计算的优势互补,面向6G的星地融合网络能够实现资源的弹性分配和协同利用,满足数据处理的实时性和智能化要求。为了提升资源服务能力和用户体验质量,提出了星地融合边云协同网络架构。首先,阐述了三种不同边云协同模式下的资源调度方案,从时延、能耗和多目标优化的角度分析了不同场景下的资源调度策略。然后,对比了现有资源调度求解模型和算法的优势和局限性。最后,对基于边云协同的星地融合网络中的资源调度研究进行了总结与展望。     

星地融合网络：一体化模式、用频与应用展望

随着卫星通信网络的迅速发展，星地融合网络(Integrated Satellite-Terrestrial Networks, ISTNs)通过充分利用卫星互联网与地面网络的优势，拓展了通信的覆盖范围，实现了全球立体无缝覆盖，是未来6G网络的关键支柱，能给网络服务性能带来革命性提升。分析了星地融合的优势与挑战，全面梳理了目前国内外正在探索和实践的三种典型星地融合策略。在此基础上，详细介绍了不同策略下的星地融合的系统与应用，以辅助地面组件(Ancillary Terrestrial Component, ATC)规则、互补地面组件(Complementary Ground Component, CGC)规则、苹果/华为直连卫星服务、AST计划以及Starlink/OneWeb高速互联网接入服务为例，介绍了星地融合系统的运营与频率使用情况，指出了在网络架构、空口传输、频谱资源管理以及传输设备等方面所面临的技术挑战以及对未来星地融合网络的发展展望。     

5G网络中NSA控制面和用户面时延性能分析

不同于2G/3G/4G的独立组网，5G的网络架构分为两种：非独立（NSA）组网和独立（SA）组网。NSA作为非独立架构，能实现5G的快速部署。低时延是5G非常重要的特点，其实现需要一系列技术的有机结合。针对2.6 GHz NR帧结构，结合理论分析和实际案例数据，研究了NSA架构下控制面时延和用户面时延的现状和问题：当前，商用芯片级别的终端控制面时延约为359～510 ms；，开启预调度功能时，NSA好点空口双向用户面时延为11～14 ms，关闭预调度后，用户面时延增加至15～17 ms。为了进一步优化控制面时延性能，可采用设置NSA的锚点与NR子帧同步、将B1的timetotrigger设置得略小等方案；而采取SR周期自适应方式则可以降低用户面时延。并给出了时延优化方案，给NSA网络部署提供了相应的思路和建议。     

空天地一体化通信网络发展愿景与挑战

从未来6G网络的愿景出发,首先讨论了空天地一体化的网络愿景,提出了一体化的网络架构。在分析了卫星通信息和空基通信系统的特点后,给出了未来空天地一体化通信网络的应用场景。然后从网络结构、通信设施与设备及空口技术等3个方面详细阐述了当前一体化网络的发展现状与技术挑战。最后总结了当前地面通信运营商在空天地一体化网络中的尝试,提出非地面网络具有明显的覆盖优势和长距离通信的低时延网络服务优势,可以帮助运营商提供低成本的普遍服务及扩展现有的通信服务,实现收入增长。     

面向卫星通信的6G雾计算网络技术研究与展望

天地一体化无线网络是网络强国的重要标志，是信息时代的战略性基础设施。通过天地一体化无线网络，将以地面信息网络为主的网络边界，扩张到太空、空中、海洋等自然空间。雾计算(Fog Computing)技术是天地一体化无线网络的重要技术之一，可满足6G原生人工智能(AI)、通感算一体化、泛在连接、原生可信等需求。相比云计算技术，雾计算采用分布式计算模型，将计算和数据处理能力从云端扩展到边缘，提供低时延、高可靠、高灵活性的服务。卫星通信凭借广覆盖、强算力、高带宽、低成本等特点成为6G的关键要素，卫星高移动性、分布式算力的特点深度契合雾计算技术特征。介绍了6G雾计算当前国内外研究背景及现状，提出面向卫星通信的6G雾计算架构，探讨其未来发展前景和趋势。卫星雾计算通信网络通过与地面网络优势互补、互相耦合，能够提供更大规模的覆盖面积、支持更多样化的业务服务，实现更智能化的网络管理，在应急通信保障、赋能AI卫星网络、赋能算力网络、手机直连卫星等方面发挥重要作用。     

6G网络架构和关键技术展望

在6G网络技术的发展进程中，网络架构至关重要，它是移动通信网络的基础和核心中枢，决定了整个系统的效率和能力。分析了全球6G发展现状和5G-A网络架构演进，提出了面向“新网络、新服务、新生态”的6G网络架构设计，并介绍了6G网络发展的潜在关键技术，包括空天地海一体、通感算一体、数字孪生、智能内生等。     

面向未来移动通信的超蜂窝网络架构

提出了一种面向未来移动通信的超蜂窝网络架构设计,其核心技术包括:超蜂窝无线组网技术、接入网虚拟小区技术和云平台支撑技术。超蜂窝无线组网技术的特点是空口控制与业务覆盖的分离,进而演进为对空口资源和流程的重构;接入网虚拟小区技术的特点是处理逻辑与空口覆盖的分离,进而演进为以用户为中心、结合SDN(Software-defined networking,软件定义网络)技术的接入网处理重构;云平台支撑技术的特点是接入网处理与计算资源的分离,进而演进为面向运营、平台化和虚拟化的计算重构。超蜂窝网络架构的设计与大规模天线阵、高频段大带宽通信的新兴物理层传输技术有很好的统一性,并且衍生出了一些新颖的跨层跨域的统一研究方法。     

VoNR业务流程及运营商演进方案

为了分析5G网络的语音解决方案,介绍在独立组网和非独立组网场景下的几种5G语音组网方案.对比几种方案在时延、音质、改造成本等方面的优劣,阐述5G目标语音解决方案VoNR(新空口语音承载)在提升用户体验和精简网络方面上的优势,研究VoNR的网络架构及主被叫业务流程.最后探讨国内运营商VoNR演进的两条主要路径.     

面向5G演进的OTN技术发展研究

5G业务的深入发展,离不开高质量的5G承载网络。文章分析5G通信特点和5G对承载网提出的全新挑战,分析当前城域OTN(光传送网)承载网现状、存在问题和多样化的建网需求,对网络架构、光接口技术、智能控制技术、调度保护技术及组网模式等演进方向和技术应用进行研究探索,提出网络规划和建设建议,以期推动面向5G的OTN技术成熟和产业发展。     

5G专网用户数据容灾备份方案

运营商5G专网面向行业客户，解决客户对覆盖范围、时延、隔离度及SLA等网络指标的不同诉求。为保障故障态网络平稳运行，部分专网场景存在本地用户数据备份存储的需求。本文基于专网组网架构及实现流程，提出了专网用户数据容灾备份的实现思路，并对典型实现方案进行了探讨，为运营商5G专网部署提供参考。     

探测通信一体的自组织泛在无线网络体系架构探讨

针对跨平台协同共享的网络中心体系化协同作战要求,文中瞄准海上无线网络体系建设宏观要求,结合当前无线网络技术、频谱分享、孔径综合和探通一体技术发展成果,提出探通一体的自组织泛在无线网络体系框架设想,从网络架构和拓扑、终端接入能力、定向组网技术、无线资源分配、QoS 管理、多域资源跨层调度优化、网络安全等方面,分析了技术挑战和可能的实现途径,展望了预期成效和应用前景。     

面向6G的通感空口融合无线电接入网方案

通信感知一体化技术已经成为6G的重要研究方向之一。针对6G通信与感知在空口层面进行融合的必要性分析，指出通感空口融合不仅可以提升6G系统服务能力，还可以有效提升无线频谱的利用率。提出一种面向6G的通感空口融合无线电接入网方案，包括无线电接入网整体框架、无线感知与通信信号复用方式、一体化信道/信号设计等，为进一步开展研究提供参考。对通感空口融合所面临的挑战进行分析，并指出通感空口融合将对6G空口协议栈设计造成重要影响，需重点研究。     

面向算网一体的开放服务互联架构

泛在化资源和服务模式下,向行业提供一种基础共性的开放服务,并从算力和网络双重维度给予这些服务精细化的资源保障,是面对后5G乃至6G时代新型业务场景的必要需求。文章提出一种面向应用和算网资源的开放服务架构,在端、网、云引入统一的共性服务标识,并在网络层据此叠加服务子层,在满足端到端服务发现、服务交付和服务保障的同时,使能IP网络对服务的精细化感知和路由调度功能,为算网深度融合的新型基础设施提供一种有益的参考架构。