空天地一体化通信系统.pdf

"空天地一体化通信系统" 空天地一体化通信系统是一个融合卫星通信和地面通信的新型通信系统，旨在满足未来广域万物智联和全球随遇接入的需求。该系统具有统一的空口技术、统一的网络架构和统一的智能管控三大典型特征。 发展驱动：空天地一体化通信系统的发展受到业务需求和技术发展的双重驱动。业务需求主要体现在广域万物智联和全球随遇接入两方面，而技术发展方面则主要体现在卫星技术、运载技术、AI 技术和区块链技术等方面。 发展愿景：空天地一体化通信系统的愿景是满足十年后的广域智慧连接和全球泛在无缝接入需求，为广域的对象建立智能连接，提供智慧服务，为人类提供全球无间断且一致性的信息服务。 网络能力需求：空天地一体化通信系统需要具备更全面的能力，不仅需要传统的通信能力，还需要计算能力、AI 能力和安全能力。其中，通信能力是未来 6G 空天地一体化通信系统发展的基本需求，AI 能力则是空天地一体化通信系统的核心能力。 面临的挑战：空天地一体化通信系统具有网络异质异构、空间节点高度动态、拓扑结构时变、极大的时空尺度、空间节点资源受限、卫星广播传输链路易受攻击等特点，这些特点对网络架构、星地融合通信制式、星间组网协议等方面的设计提出了更高的要求。 立体融合网络架构：未来的空天地一体化通信网络，是以地面网络为依托、以天基网络和空基网络为拓展的立体分层、融合协作的网络，各星座卫星（包括高、中、低轨）、临近空间平台（如热气球、无人机等）和地面节点共同形成多重覆盖。 关键技术方向：空天地一体化通信系统的关键技术方向包括无线传输技术、网络技术和新型星上载荷技术等。其中，无线传输技术方面需要发展新型的载波调制技术，以对抗卫星载荷中大功率射频器件的非线性特性以及星地链路传输的非理想特性；网络技术方面需要借鉴地面成熟的 TCP/IP 互联网协议体系，实现空天地端到端一体化网络切片；新型星上载荷技术方面需要面对未来空天地通信高度一体化的挑战，星载多波束天线技术在未来通信卫星系统中将发挥着关键作用。