【IMT-2030_6G_推进组】2024年6G天地一体化网络的场景与需求研究报告_45页_16mb

6G天地一体化网络的场景与需求研究报告总结

核心内容

6G天地一体化网络是未来移动通信的重要发展方向，其核心在于将地面移动通信网络与天基卫星网络、空基网络（如高空平台系统）深度融合，构建一个覆盖全球、多维度、多场景的综合通信网络。该网络将实现全域覆盖、全场景支持、泛在接入、高可靠性、高安全性和高服务质量（QoS）保障，从而满足未来复杂、多样化的通信需求。

主要观点

1. 6G天地一体化网络的概念与特点：

   • 它由多颗不同轨道的卫星构成星座，实现全球覆盖。
   • 网络具有大时空尺度、异构性、高延迟、资源有限、物理环路、易受干扰、逐步扩展等特征。
   • 网络具备高度可扩展性与兼容性，支持多种通信模式（如星地、星间、空地）。

2. 6G天地一体化网络的应用场景：

   • 高效回传服务：覆盖无人区、偏远地区，提供卫星回传和边缘内容分发。
   • 泛在宽带接入：支持临空平台通信、移动算力网络、XR业务。
   • 泛在物联网服务：支持突发短包接入、时延容忍业务的存储转发。
   • 高可靠通信：适用于远程医疗、工业互联网、企业私有网络。
   • 高安全高可用通信：应用于暴雨灾害、山岳救援、大型公共活动、新一代公共安全等场景。

3. 关键需求与KPI定义：

   • 包括服务需求、架构需求、运营需求和安全需求。
   • 服务需求涵盖QoS保障、确定性通信、大连接、高可靠通信、高精度定位和动态业务调度。
   • 架构需求强调弹性扩展、快速部署、多网络互操作性。
   • 运营需求涉及网络状态监测、统一运维平台、数据存储与计算能力。
   • 安全需求包括认证鉴权、加密机制、多重安全防御等。

4. 国际与国内标准进展：

   • ITU、3GPP、CCSA等标准组织均开展了相关研究，推动天地一体化网络的标准化进程。
   • ITU主导了固移卫融合（FMSC）国际标准体系。
   • 3GPP在5G阶段已开始研究卫星接入相关技术，并在Rel-18阶段进一步推进卫星与5G融合。
   • 国内标准组织CCSA推动了天地一体化网络的场景、架构、关键技术、系统接口等多方面的研究，并启动了多个行业标准制定项目。

关键信息

服务需求

• QoS保障：支持动态高延迟的卫星回传，实现端到端服务质量控制。
• 确定性通信：要求数据传输的高可靠性，如医疗影像传输误码率低于 $10^{-4}$，确定性达到99.99%以上。
• 大连接：支持高密度用户接入，如工业互联网连接密度可达100连接/立方米。
• 高可靠通信：在远程医疗、工业互联网等场景中，要求网络中断后快速恢复，如故障恢复时间低于100ms或10s。
• 高精度定位：支持城市突发事件、公共安全等场景的精准定位，满足应急救援需求。
• 动态业务调度：支持不同业务的优先级调度，提升应急通信效率。

架构需求

• 网络需具备弹性可扩展性，支持全球无缝覆盖。
• 需实现地面与非地面网络的互操作性和兼容性。
• 支持星上部署核心网用户面和控制面，实现物联网数据存储与转发。

运营需求

• 需要统一的网络运维平台，实现对全网的监测、配置与优化。
• 需要支持多颗卫星的数据备份与存储转发。
• 需要高可靠性网络设备和通信手段，具备冗余备份机制。
• 需要实现网络状态实时监测，故障恢复时间小于50ms。

安全需求

• 需要支持认证鉴权与加密机制，保障数据机密性与完整性。
• 需要建立多重安全防御机制，具备高效的入侵检测与响应能力。
• 需要支持隐蔽通信能力，防止数据泄露与非法访问。

关键KPI定义

结论

6G天地一体化网络是未来通信网络的重要演进方向，其发展将推动通信技术向更广域、更可靠、更安全、更智能的方向发展。随着国际标准组织与国内产业界对天地一体化网络的研究不断深入，6G网络将具备更强大的服务能力与更完善的网络架构，为全球范围内的通信需求提供支撑。