中移智库：面向6G的天地一体融合网络技术白皮书（2024年）_29页_10mb

面向6G的天地一体融合网络技术白皮书总结

核心内容

本白皮书由中国移动通信研究院联合多家单位共同编制，旨在推动面向6G的天地一体融合网络技术发展。该技术体系以“一体架构”、“统一高效”、“动态灵活”、“一网多能”为核心，涵盖应用场景、愿景目标、技术挑战与创新技术，提出从技术攻关、标准制定、产业推进和生态构建四个方面推进天地一体融合网络的成熟商用。

主要观点

• 天地一体融合网络是实现“万物智联、数字孪生”的关键支撑，能够提供全域无缝覆盖，满足不同场景下的通信需求。
• 应用场景包括大众手机直连卫星、行业终端直连卫星、应急救援保障、通感融合、通算融合等。
• 技术挑战包括网络拓扑动态变化、星地信道差异、独立组网、星上网元能力受限、异构网融合困难等。
• 创新技术包括统一空口、统一频率、灵活波束管理、统一资源调度、弹性多轨组网、感知融合、算力融合、测控融合等，旨在提升网络效率、灵活性和多业务承载能力。

关键信息

1. 应用场景

• 大众手机直连卫星服务：为偏远、极端环境及跨国用户提供全球无缝通信，支持从窄带到宽带业务的演进。
• 行业终端直连卫星服务：支持航空、海洋、物联网等场景的通信需求，提升行业服务的可靠性与灵活性。
• 应急救援保障服务：在灾害和突发事件中，利用卫星的广覆盖与容灾能力，提供持续的紧急通信服务。
• 通感融合服务：实现通信、导航、遥感、定位、授时等能力的融合，为政府、企业用户提供高精度、高时效的感知服务。
• 通算融合服务：通过星上边缘计算、分布式云计算等技术，实现通信与计算的协同，提升系统性能与数据处理能力。

2. 技术体系

• 一体架构：实现星地协同管理，支持动态路由与统一编址，提升网络自治与协同能力。
• 统一高效：推动统一空口与频率，提高资源利用率，降低终端成本。
• 动态灵活：实现灵活波束管理、统一资源调度、弹性多轨组网，适应业务动态变化。
• 一网多能：融合感知、算力、测控功能，构建具备多能力的全球立体通信网络。

3. 技术挑战

• 网络拓扑高速动态变化：低轨卫星快速移动导致网络拓扑频繁变化，影响路由与业务连续性。
• 星地信道环境差异大：信道时延、多普勒频偏、多径特性差异显著，影响信号同步与传输质量。
• 星地网络独立组网：缺乏深度协同，导致资源调度与业务管理效率低下。
• 星上网元平台能力受限：受限于重量、体积、功率等因素，影响网络扩展性与灵活性。
• 通感算异构网融合困难：缺乏统一模型与标准，面临移动性管理与资源优化难题。

4. 创新技术

• 灵活波束管理：通过地面控制实现波束动态调整，提高资源利用率与服务效率。
• 统一资源调度：引入星地智能动态协作网元，实现动态资源分配与业务负载均衡。
• 弹性多轨组网：结合中高轨与低轨卫星优势，构建多轨混合星座，优化网络拓扑与资源利用。
• 感知融合：实现通信与遥感的协同，提升遥感数据处理与传输效率。
• 算力融合：通过星上边缘计算与分布式计算，提升计算效率与网络吞吐量。
• 测控融合：构建基于5G/6G标准的测控通信一体化体系，实现大规模星座的高效管理。

技术发展倡议

• 技术共同攻关：聚焦架构、空口、频率、多轨四大关键技术，推动天地一体融合网络技术体系发展。
• 标准共同制定：基于3GPP NTN标准演进，制定统一的天地融合通信标准，促进技术规模化。
• 产业共同推进：构建开放融合的产业生态，推动统一设备与一体服务能力的商用落地。
• 应用共同繁荣：围绕“泛在连接”与“泛在场景”，推动天地一体融合网络在多个领域的应用发展。

结语

天地一体融合网络是6G发展的重要方向，其成功依赖于技术、标准、产业与应用的协同推进。本白皮书提出一系列关键技术与发展倡议，为未来天地一体融合网络的建设与应用提供理论指导与实践路径。