面向物联网业务的空天地一体网络多层架构研究
2021年电子技术应用第6期
张少伟
中国电信股份有限公司研究院，北京102209
摘要： 为了满足全球全面的三维覆盖和在将来随时随地访问的长期需求，作为理想网络架构的空天地一体化网络(SAGIN)已成为当今世界的重要研究方向。基于未来通信中的典型业务场景，首先分析了SAGIN的网络架构和组成，并介绍了实现SAGIN的关键技术。最后，对SAGIN的后续研究方向进行了展望。
中圖分類號： TN929.5
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211764
中文引用格式： 張少偉. 面向物聯網業務的空天地一體網絡多層架構研究[J].電子技術應用，2021，47(6)：6-9.
英文引用格式： Zhang Shaowei. A multi-layer architecture study of the space-air-ground integrated network for the IoT services[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(6)：6-9.
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211764
中文引用格式： 張少偉. 面向物聯網業務的空天地一體網絡多層架構研究[J].電子技術應用，2021，47(6)：6-9.
英文引用格式： Zhang Shaowei. A multi-layer architecture study of the space-air-ground integrated network for the IoT services[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(6)：6-9.
A multi-layer architecture study of the space-air-ground integrated network for the IoT services
Zhang Shaowei
China Telecom Research Institute，Beijing 102209，China
Abstract： In order to meet the long-term requirements of global comprehensive three-dimensional coverage and access anytime, anywhere in the future, the space-air-ground integrated network(SAGIN) as an ideal network architecture has become an important research direction in recent years. The paper describes some typical business scenarios in future communications, analyzes the network architecture and composition of SAGIN, and studies the key technologies to realize SAGIN. Finally, it points out some of the research directions of SAGIN.
Key words : 6G；space-air-ground integrated network(SAGIN)；Internet of Things(IoT)
0 引言
空天地一體化網絡(Space-Air-Ground Integrated Network，SAGIN)利用現代信息網絡技術將空間、天空和地面網絡部件相互連接起來，引起了學術界和工業界的廣泛關注。SAGIN具有覆蓋范圍大、彈性強、吞吐量高等優勢，能夠用于智能交通系統(Intelligent Transportation Systems，ITS)[1]、軍事任務、救災[2]、地球觀測測繪等實踐領域。特別是衛星可以提供與農村、海洋和山區的無縫連接，空域網絡可以增強服務需求高的地區的覆蓋能力，密集部署的區域系統可以支持高數據速率訪問。這些網段的整合將為未來的5G乃至6G通信和業務開展帶來諸多好處。
SAGIN作為一個多維6G網絡，集成了多個不同的網段，或者將不同的通信協議用在不同的網段上，以達到高可靠性、高吞吐量的數據傳輸效果。與傳統的衛星或地面網絡不同，SAGIN同時受到移動性管理、功率控制、流量分配、負載均衡、頻譜分配、路由調度和端到端QoS要求這3個限制的影響。因此，考慮到各個網段的各種實際網絡資源約束，網絡設計者需要實現端到端數據傳輸的最佳性能。然而，在由各種通信系統組成的特定異構網絡(Heterogeneous Network，HetNet)中，利用有限的網絡資源很難獲得最佳的信息交換性能，尤其是不同網段之間的互操作性。因此，SAGIN的網絡設計和系統集成具有重要意義。
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作者信息：
張少偉
(中國電信股份有限公司研究院，北京102209)
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