天地一体化信息网络技术研究白皮书（2023）-63页_1mb

天地一体化信息网络技术研究白皮书（2023）总结

1. 背景与机遇

• 天地一体化信息网络作为未来6G关键技术，融合空天地海信息技术，实现全球无缝覆盖的泛在信息基础设施。
• 以国家级“科技创新重大项目”身份定位，具备战略性、基础性、带动性，推动经济社会和国家安全。
• 通过天地融合，可打破现有通信覆盖限制，满足6G场景需求（如超沉浸通信、全息通信、数字孪生等）。

2. 6G研究现状

• 全球标准进展

  • ITU推进《未来技术趋势报告》《IMT愿景》等，确定2030年发布6G核心标准。
  • 3GPP计划2025年启动6G标准化，预计2028年完成。
  • IMT-2030推进组提出8大应用场景与10大潜在关键技术。

• 关键研究方向

  • 技术融合：AI、无线感知、6G网络架构优化。
  • 无线增强：极致MIMO、高隔离频谱管理、跨域计算资源协同。
  • 资源隔离：满足多样化业务需求（如URLLC、eMBB演进）。

3. 应用场景

场景分类：泛在物联、宽带互联、智能海洋、隐蔽安全、社会治理。

• 泛在物联
  • 大时空数据分发、基于CDN的卫星广播、双连接业务增强。
• 宽带互联
  • 海岛/沙漠低成本接入、企业专网业务、泛在接入本地分流。
• 智能海洋
  • 海洋立体通信、机载船载云服务。
• 隐蔽安全
  • 金融高频交易、区块链安全加固。
• 社会治理
  • 应急通信、社会治理监管。

4. 组网架构

• 物理架构
  • 空基网络（轨道卫星：GEO/LEO/中轨）、天基网络（高空平台/无人机基站）、地基/海基网络。
• 功能架构
  • 一体化通信系统（接入层）、一体化网络系统（传输层）、一体化信息系统（应用层/云层）。
• 挑战
  • 因高动态拓扑、多接入方式带来协议转换难、资源管理复杂、业务连续性保障等问题。

5. 关键技术与资源管理

• 架构技术
  • 高效联合传输、用户接入控制、移动性管理、频谱隔离。
• 资源管理
  • 星内星间链路、多级池化分流算存技术、区块链可信传输。
• 热点问题
  • 星地融合难、安全防护、计算与存储协同、智能资源调度。

6. 发展现状与挑战

• 星座系统现状
  • 发达国家推进速度快（如星链、OneWeb、Inmarsat），国内“鸿雁”“虹云”等计划加速布局。
• 主要挑战
  • 移动性管理复杂、空间干扰严重、网络安全风险（如卫星链路易被攻击）。
• 技术对比
  • GEO高稳但成本高，LEO带宽优但面临密度风险。

7. 建设探讨

• 难点
  • 高投入、低回报问题，单一运营商模式面临博弈。
• 解决方案
  • 建设“天地融合”的共享网络，采用区块链增强资源透明性。
• 建议
  • 推动标准统一、网关接口开放、全球网络优化适应多样化场景。

8. 未来展望与建议

• 总体发展
  • 向多维无缝覆盖演进，需兼顾经济性与军事协调。
• 实施建议
  • 加强国际合作、跟踪标准化动态、优化业务调度策略；
  • 开发轻量化终端与智能化资源调度算法。