2024-03-05-中移智库-2024年6G天地一体分布式自治网络白皮书_21页_8mb

6G天地一体分布式自治网络白皮书总结

核心内容概述

本白皮书由中移智库发布，中国移动通信研究院编制，聚焦于6G时代天地一体分布式自治网络的发展趋势、典型应用场景、网络架构设计、关键技术演进、原型验证及未来展望。核心内容围绕构建一个全球覆盖、高可靠、低时延、低成本、智能化的天地一体化网络，实现分布式自治和端到端服务供给，以应对6G时代多场景、多业务、多终端的复杂需求。

主要观点

• 天地一体网络发展趋势：

  • 从“互联”到“协同”再到“一体”，实现协议、网络、业务、用户层面的深度融合。
  • 我国积极布局6G天地一体网络，推动卫星与地面网络融合，形成“天地一体”架构。
  • 国际上，低轨卫星星座（如星链）正在快速发展，推动全球覆盖能力提升。

• 分布式自治网络发展趋势：

  • 6G网络将从集中式向分布式架构演进，支持自规划、自部署、自优化和自演进。
  • 基于AI、语义通信、大数据等技术，实现意图驱动的网络管理。
  • 分布式边缘计算和内容分发成为支撑多模态交互和物联网应用的关键手段。

典型应用场景

2.1 泛在覆盖场景

• 面向全球未覆盖区域（如海洋、偏远地区），利用卫星互联网实现高带宽、低时延、稳定连接。
• 支持远洋船舶、集装箱监测、远程医疗、海上救援等场景。
• 卫星与地面网络结合，降低对地面网络的依赖，实现端到端低时延通信。

2.2 可靠连接场景

• 高可用卫星广域物联网：
  • 利用卫星与地面网络互补，实现广域覆盖和低功耗、高可靠的数据回传。
  • 支持分布式数据处理与分发，提升物联网应用效率。
• 分布式星载专网业务：
  • 为金融、政府等高SLA、高安全、高保密需求提供保障。
  • 实现资源聚合、负载均衡、可靠传输，满足跨境企业通信需求。

2.3 融合创新场景

• 分布式边缘计算：
  • 结合天地一体化网络，实现算力下沉，支持实时数据处理和AI在轨应用。
  • 提升应急救灾、生态监测、城市建设等领域的服务能力。
• 内容分发：
  • 星载分布式网络支持高效的内容分发，结合CDN和MEC技术，提升分发效率和用户体验。
  • 通过区块链技术实现数据存储和同步的可信性，支持跨轨道、跨平台的数据协同。

网络架构

• 6G天地一体分布式自治网络采用“五面协同”架构，包括控制面、用户面、数据面、计算面、安全面。
• 架构设计支持多轨道、多星座、多接入方式融合，实现资源动态分配和网络功能灵活编排。
• 网络单元具备“即插即用”能力，支持分布式部署与灵活扩展。

关键技术发展趋势

• 无线预补偿接入：
  • 解决卫星高速移动带来的多普勒频移问题，通过网络侧预补偿实现频率同步。
  • 利用UE的GNSS信息实现上行链路的时延对齐和补偿。
• 服务化框架：
  • 由五面解耦构成，支持自动化注册、能力协商、服务发现和状态同步。
  • 实现跨节点、跨层、跨域的灵活服务组合与管理。
• 原子化部署：
  • 网络单元可按需扩展，支持跨运营商资源共享，实现灵活组网。
• 数据存储和同步：
  • 采用区块链技术，实现数据可信存储和同步，支持分布式微云卫星的本地化处理。
• 业务连续性：
  • 针对卫星移动性强、网络拓扑动态变化的特点，实现无缝切换和业务保障。
  • 支持预切换、协同组网等机制，确保用户服务质量。
• 星地融合网络切片：
  • 支持差异化服务需求，实现高隔离、高定制化、高质量保障的网络切片服务。
  • 网络切片可跨卫星、地面和核心网，实现统一管理与服务订阅。

原型验证

• 中国移动联合华为、上海小卫星、广州爱浦路等企业研发了“星核”系统，实现星载极简核心网原型。
• 该系统支持再生模式下的星地通信，具备高可靠性、低时延、高带宽等性能。
• 已完成实验室星地组网测试和整星地面模拟测试，验证了低轨卫星通信在多种场景下的可行性。

总结与展望

• 6G天地一体分布式自治网络将推动地面移动通信与卫星通信的深度融合，实现“泛在连接”。
• 未来需持续攻关网络架构、协议栈、关键核心技术及系统平台构建，形成标准化方案与核心专利。
• 鼓励产学研合作，推动行业应用试点和标准化进程，探索广播组播、边缘计算、行业专网等新业态。

关键信息

• 目标：构建覆盖全球、高可靠、低成本、智能化的天地一体网络。
• 技术方向：无线预补偿、服务化框架、原子化部署、数据存储与同步、业务连续性、网络切片。
• 应用场景：泛在覆盖、可靠连接、融合创新。
• 网络架构：五面协同（控制、用户、数据、计算、安全）。
• 原型验证：星核系统已在实验室和整星环境下完成测试，性能符合预期。
• 未来展望：推动天地一体化网络的标准化、产业化与广泛应用。