【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

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、典型场景、网络架构、关键技术及原型验证，旨在构建覆盖全球、高可靠、高灵活、高智能的新型网络体系，推动6G网络向泛在连接、分布式自治方向演进。

主要观点

• 天地一体网络发展趋势：6G将实现地面与卫星网络的深度融合，从“天地互联”逐步演进到“天地协同”和“天地一体”，构建全球无缝覆盖的泛在网络连接。
• 分布式自治网络发展趋势：分布式架构将取代传统集中式系统，以AI、语义通信、大数据等技术为基础，实现自规划、自部署、自优化、自演进的网络自治。
• 网络架构演进：6G网络将采用“五面协同”架构，即控制面、用户面、数据面、计算面、安全面，实现功能解耦与灵活组合，提升网络的泛在服务能力和动态自治能力。
• 关键技术方向：包括无线预补偿接入、服务化框架、原子化部署、数据存储和同步、业务连续性、星地融合网络切片等，以应对天地异构网络带来的挑战。
• 应用场景：涵盖泛在覆盖、可靠连接、融合创新三大类，如海上通信、广域物联网、分布式边缘计算、内容分发等，满足多样化的业务需求。

关键信息

典型场景

1. 泛在覆盖场景：

   • 面向无网络覆盖地区，如海洋、偏远地区，采用卫星互联网技术实现广域覆盖。
   • 通过星上部署分布式用户面、数据面、控制面等功能，实现低时延、高带宽、低资费的通信服务。
   • 卫星平台可为远程视频医疗、应急救援等提供稳定连接。

2. 可靠连接场景：

   • 高可用卫星广域物联网：支持海量物联网设备接入，实现数据快速回传，弥补地面网络的覆盖不足。
   • 分布式星载专网业务：满足跨境企业、政府机构等对高SLA、高安全、高可靠通信的需求，实现资源高效利用和业务灵活部署。

3. 融合创新场景：

   • 分布式边缘计算：通过天地一体网络提供算力资源，支持实时数据处理和智能推理，提升应用响应速度与服务质量。
   • 内容分发：结合CDN与MEC技术，实现星地协同的内容分发，提升分发效率，降低网络拥塞。

网络架构

• 分布式服务框架：支持多轨、多星座、多体制融合，实现网络功能的灵活编排与动态协作。
• 五面协同机制：控制面、用户面、数据面、计算面、安全面实现解耦与协同，提升网络灵活性、可靠性与安全性。
• 网络功能部署：支持即插即用，实现网元动态按需部署，提升资源利用率与网络扩展性。

关键技术发展趋势

1. 无线预补偿接入：

   • 针对卫星高速运动带来的多普勒频移问题，实现网络侧对频偏的预补偿，提升通信质量。
   • 利用GNSS信息与星历数据，实现UE端的上行频偏预估与补偿。

2. 服务化框架：

   • 基于服务化理念，实现分布式节点间的灵活协作与统一管理。
   • 支持自动化注册、能力协商、状态感知、服务发现等功能，提升网络自治能力。

3. 原子化部署：

   • 实现网络功能的最小化、模块化，支持快速扩展与灵活配置。
   • 网络单元可随用随建，支持跨运营商资源共享。

4. 数据存储和同步：

   • 利用区块链技术实现数据的可信存储与同步，保障数据完整性与安全性。
   • 支持用户上下文数据、联邦学习模型数据的分布式存储与跨网络传输。

5. 业务连续性：

   • 针对卫星与地面网络的动态切换，优化切换机制与网络拓扑，保障业务连续性。
   • 通过预切换、分布式单元协同等方式，减少切换时延与信令冲击。

6. 星地融合网络切片：

   • 实现差异化、高安全隔离、高定制化的网络服务，满足行业专网需求。
   • 支持基于切片标识的网元选择与接入，实现星地统一的网络切片管理。

原型验证

• 中国移动联合华为、上海小卫星、广州爱浦路等单位研发了“星核”系统，实现了星载极简核心网的原型验证。
• 系统采用COTS器件进行高可靠设计，支持软件定义与原子化部署，实现音视频、消息及数据的在轨实时处理。
• 实验室与整星环境下验证结果显示，星上再生模式下通信性能符合预期，后续将进行在轨验证。

总结与展望

• 6G将推动天地一体分布式自治网络的发展，实现地面与卫星网络的融合共生。
• 通过架构融合、多轨融合、高效协同、动态自治等理念，构建高可靠、全覆盖的新型网络体系。
• 白皮书指出，需加强技术融合、标准制定与产业协同，推动天地一体化网络的广泛应用与落地。

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