智简空天地一体化网络

空天地一体化网络融合空基、天基、地基网络,提供超大规模全局性连接,真正实现全域泛在通信。针对空天地一体化网络因环境复杂、业务多样、节点异构、资源异质等导致的巨大挑战,通过有机融合智简系统与软件定义网络,提出智简空天地一体化网络解决思路,以“局域按需智简、广域达意智简”为核心方法,克服网络拓扑、路由、资源管控等难题,实现从软件定义网络到智简网络的范式跨越。     

面向空天地一体化网络的移动边缘计算技术

空天地一体化通信网络是未来6G移动通信系统的重要发展趋势,能真正实现全球全域的"泛在连接"。考虑到空天地一体化网络的多层异构性,引入移动边缘计算(Mobile Edge Computing, MEC)技术可为用户提供各种数据业务计算服务的支持。首先,对空天地一体化网络中的天基网络、空基网络、地基网络以及MEC技术分别进行了概述,并讨论了引入MEC技术对空天地一体化网络带来的优势。其次,分别对低轨(Low Earth Orbit, LEO)卫星-MEC融合网络架构、高空平台(High Attitude Platforms, HAPs)-MEC融合网络架构、无人机(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)-MEC融合网络架构以及空天地一体化网络(Space-Air-Ground Integrated Network, SAGIN)-MEC融合网络架构进行了介绍,并讨论了这4种架构的应用场景。最后,探讨了空天地一体化网络架构中安全性、移动性管理等关键性挑战问题。     

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。     

空天地一体化网络运营方法分析与挑战

空天地一体化作为未来网络的发展趋势,融合了陆地蜂窝网、卫星网络、高空通信平台的多重优势,极大地提高了网络服务的覆盖范围和服务质量。与此同时,打破异构网络壁垒,实现天地协同,给网络运营提出了新的挑战。首先对空天地一体化现状进行分析,从标准化组织和产业推进两个角度对技术研究和商业成果进行阐述。其次,以网络架构、共建共享和专网建设为典型代表,重点研究了空天地网络间相互赋能和与之对应的网络运营新模式。最后阐述了空天地一体化网络运营在“时-频-空”三个维度面临的挑战。     

数字孪生技术架构研究

作为数字经济的新引擎,数字孪生符合数字产业化趋势,能够加速推动智慧城市、工业物联网、智能交通、数字乡村和能源管理等产业的转型升级。文章介绍数字孪生的技术体系,描述标识感知层、数据互动层、建模仿真层和交互控制层的关键技术构成与分类,归纳区块链、大数据、人工智能和云计算等共性支撑技术与数字孪生的关系。     

专题:基于软件定义的空天地一体化网络技术

内容导读,近年来,随着低轨卫星商业计划的相继落地、高空平台的逐渐普及、地面移动通信技术的持续演进,空天地网络融合已成为重要的发展趋势。当前,发展空天地一体化信息网络已成为6G的共识,技术融合需要在5G时代起步实践,在6G时代全面实现。我国也将其作为重大使命纳入“新基建”范畴。     

面向空天地一体化的空时多址接入协议

空天地一体化网络由天基网、空基网和地基网组成,网络节点之间的互联互通对于增强网络功能、提升生存能力等具有重要意义.其中,高空网络具有灵活可靠的快速接入能力,但由于网络动态多变、接入节点繁多复杂,使得高空组网内无线信道资源有限,给空中组网带来了更多的挑战.针对上述问题,在节点高速移动,定向天线等条件下,设计改进了空时多址...     

天地一体化数据链网络架构研究

本文首先阐述了天地一体化数据链网络的概念与内涵,分析了国外相关发展现状,并预测了以后的发展趋势。重点研究了网络架构,并提出了网络信息交互与处理流程。在文章的最后,总结了天地一体化数据链网络所面临的主要技术挑战。     

空天地一体化网络中联合地面基站选择及功率分配

针对由卫星通信网络、地面移动网络以及空中飞行平台所组成的空天地一体化网络(Hybrid Satellite-Aerial-Terrestrial Network,HSAT)下行链路的系统吞吐量问题,提出了基于多目标遗传算法的地面基站选择及功率分配算法。在这一网络中,空中飞行平台需要地面基站为其进行中继通信。因此,地面中继基站的选择和功率分配决定了系统的吞吐量。所提算法为了取得对系统吞吐量更好的优化效果,将优化系统吞吐量和满足约束条件建模成两个优化目标,通过设计特有的迭代选择过程使地面基站选择和功率分配不断优化。仿真分析表明,所提算法在保证用户最低通信需求的前提下,有效提升了系统的吞吐量。     

空天地一体化网络基于服务功能链的资源分配

空天地一体化网络是6G通信愿景的重要组成部分,该网络借助广域覆盖优势,通过对网络中异构多级资源进行统一管理和综合处理,实现通信服务的全球无缝覆盖.但空天地一体化网络结构复杂且空时大尺度变化,异构网络节点时空跨度大,易引发高时延、动态路由等问题,难以保障不同业务的服务等级.同时,网络拓扑具有高度动态性,因而无法保障适配资...     

面向自智光网络的数字孪生技术研究及示范应用

信息通信技术处于加速融合、系统创新和智能引领的重大变革期,基于数字孪生技术构建具备自配置、自优化、自修复能力的自智光网络,实现光网络规划、建设、维护、优化、运营全生命周期智能化、自动化已经成为研究热点。全面分析数字孪生技术国内外研究现状,提出新型自智光通信网络体系架构,设计基于高维空间的光网数据量化表示模型,构建完备的数字孪生仿真建模运算集合,并针对当前光网络运维挑战梳理出三类数字孪生应用场景;利用光网传输质量评估和自动优化案例阐述数字孪生技术的应用效果,并对数字孪生技术进行总结与展望。     

卫星协同的天地一体化边缘计算网络架构

近年来,天地一体化的边缘计算网络受到了产业界和学术界的广泛关注。以往研究中,卫星网络作为地面数据中心的中继,长链路传播时延导致任务响应时间较大;由单颗卫星独自处理计算任务时,因为卫星资源有限而造成任务接受率低,将无法处理的任务回传给地面数据中心还会造成卫星下行带宽浪费等问题。基于此,考虑卫星协同进行星上计算,提出了卫星协同的天地一体化边缘计算网络架构。首先设计了卫星边缘计算节点的硬件平台架构;其次提出了基于资源感知的卫星边缘计算管控架构;最后设计了天地一体化边缘计算网络协同计算机制,对卫星协同计算中协同计算域生成、任务规划、故障应对三个重点问题进行分析,并给出了相应的解决方法。     

星算网络——空天地一体化算力融合网络新发展

面对不断增长的算力和网络需求,6G空天地一体化网络通过网络集群优势突破单点算力和传统网络传输的极限,形成以算为中心,以网为根基,云、边、端、网、数、算深度融合的新型空天地一体化算力融合网络。首先介绍了算力网络和空天地一体化网络的发展现状,并结合6G空天地一体化算力融合网络的需求提出了星算网络的概念。其次,对星算网络的分层系统架构中的空基网络、天基网络和地面网络进行描述,并提出由算网资源层、算网抽象层和算网编排层组成的逻辑架构。之后,针对未来星算网络面临的算存问题、可信传输问题、天基算力编址寻址和高移动性算力路由问题提出对应关键使能技术。最后,对星算网络的典型应用场景进行了讨论和展望。     

面向数字孪生边缘网络的区块链分片及资源自适应优化机制

为了解决数字孪生边缘网络数据共享面临的隐私和安全问题,提出一种基于区块链分片的数字孪生边缘网络数据安全共享机制。考虑动态时变的数字孪生边缘网络和边缘网络孪生模型与物理网络映射误差,建立联合多播簇头选择、本地基站（BS）共识接入选择、频谱和计算共识资源分配的自适应资源优化模型,实现最大化区块链分片交易吞吐量的目标。在数字孪生边缘网络环境下,提出双层近端策略优化（PPO）算法,求解自适应资源优化问题。仿真结果表明,所提算法可以有效改善区块链分片交易吞吐量。同时,在适应映射误差方面优于传统深度强化学习算法。     

面向6G的双循环数字孪生网络架构设计

数字孪生是推动数字化转型的重要技术,当前受到学术界和工业界的广泛关注。数字孪生借助迅速发展的人工智能、智能化网络等先进技术,构建物理实体在虚拟空间的映射,可以实现物理实体的数字化管理。目前,很多研究将数字孪生用于特定场景的控制与规划或作为仿真平台来应用,无法实现数字世界与物理世界的全场景交互。鉴于此,提出了基于双循环机制的数字孪生网络架构,将数字孪生网络看作一个系统的整体,旨在成为未来涉及智慧应用的通用架构,以实现全场景的任务覆盖。首先介绍业界对数字孪生的定义以及相关技术的研究现状,阐述了数字孪生网络的重要特性,然后详细给出了系统的架构设计以及其在算力众筹上的应用案例分析,最后对数字孪生技术未来的发展进行展望,分析了未来面向6G的数字孪生网络面临的问题与挑战。     

面向通信机房的数字孪生技术及其应用

数字技术和智能设计的快速发展,如物联网(IoT)、大数据分析、人工智能(AI)、信息物理系统(CPS),已经成为第四次工业革命(工业4.0)的催化剂.其中,工业4.0中两个最先进的关键概念是工业物联网(IIoT)和数字孪生.本文基于数字化通信机房智能运维监控系统,从信息集成,模型构建,二维监控的角度,采用三维虚拟监控手...     

基于数字孪生的网络优化方法研究

在机动通信网络的应用场景下,随着业务通信过程的动态变化,通信网络前期规划的网络结构和网络参数在运行过程中是否能满足业务需求、是否在运行中出现过故障以及是否及时调整等问题无法得到及时有效的掌握.因此需要对当前网络的运行情况进行模拟仿真.基于此,提供一种基于数字孪生的通信网络优化方法,构建一套数字孪生网络有限生态环,将网络...     

面向5G-Advanced的天地一体化网络移动性管理研究

在3GPP近期宣布冻结的Release-17版本标准中,面向天地一体化网络的组网需求,4G和5G空口协议均进行了针对NTN的演进增强。以3GPP Release-17 NTN(包括NR NTN和IoT NTN)移动性管理方案的总结分析为基础,结合天地一体化网络业务连续性需求和3GPP Release-18 NTN研究目标,提出了面向5G-Advanced的天地一体化网络移动性管理增强方案。该方案可以在4G/5G RAN层面进一步实现天基与地基基站之间的无损切换,从而减少天地基站切换造成的业务中断,提升用户的无感体验。     

面向算网的数字孪生关键技术研究及应用探讨

为了解决算网运营中面临的感知实时精度高、融合管控智能程度高、系统场景复杂度高、新技术部署难度高等问题,从宏观政策、行业标准化及运营商实践等方面对数字孪生网络发展现状进行分析,提出面向算网的数字孪生网络体系架构,对数字孪生网络关键能力进行深入研究,同时对数字孪生网络在提升算网业务感知、赋能算网智能运营的典型应用进行探讨。