面向物联网业务的空天地一体网络多层架构研究
2021年电子技术应用第6期
张少伟
中国电信股份有限公司研究院，北京102209
摘要： 为了满足全球全面的三维覆盖和在将来随时随地访问的长期需求，作为理想网络架构的空天地一体化网络(SAGIN)已成为当今世界的重要研究方向。基于未来通信中的典型业务场景，首先分析了SAGIN的网络架构和组成，并介绍了实现SAGIN的关键技术。最后，对SAGIN的后续研究方向进行了展望。
中图分类号： TN929.5
文献标识码： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211764
中文引用格式： 张少伟. 面向物联网业务的空天地一体网络多层架构研究[J].电子技术应用，2021，47(6)：6-9.
英文引用格式： Zhang Shaowei. A multi-layer architecture study of the space-air-ground integrated network for the IoT services[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(6)：6-9.
文献标识码： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211764
中文引用格式： 张少伟. 面向物联网业务的空天地一体网络多层架构研究[J].电子技术应用，2021，47(6)：6-9.
英文引用格式： Zhang Shaowei. A multi-layer architecture study of the space-air-ground integrated network for the IoT services[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(6)：6-9.
A multi-layer architecture study of the space-air-ground integrated network for the IoT services
Zhang Shaowei
China Telecom Research Institute，Beijing 102209，China
Abstract： In order to meet the long-term requirements of global comprehensive three-dimensional coverage and access anytime, anywhere in the future, the space-air-ground integrated network(SAGIN) as an ideal network architecture has become an important research direction in recent years. The paper describes some typical business scenarios in future communications, analyzes the network architecture and composition of SAGIN, and studies the key technologies to realize SAGIN. Finally, it points out some of the research directions of SAGIN.
Key words : 6G；space-air-ground integrated network(SAGIN)；Internet of Things(IoT)
0 引言
空天地一体化网络(Space-Air-Ground Integrated Network，SAGIN)利用现代信息网络技术将空间、天空和地面网络部件相互连接起来，引起了学术界和工业界的广泛关注。SAGIN具有覆盖范围大、弹性强、吞吐量高等优势，能够用于智能交通系统(Intelligent Transportation Systems，ITS)[1]、军事任务、救灾[2]、地球观测测绘等实践领域。特别是卫星可以提供与农村、海洋和山区的无缝连接，空域网络可以增强服务需求高的地区的覆盖能力，密集部署的区域系统可以支持高数据速率访问。这些网段的整合将为未来的5G乃至6G通信和业务开展带来诸多好处。
SAGIN作为一个多维6G网络，集成了多个不同的网段，或者将不同的通信协议用在不同的网段上，以达到高可靠性、高吞吐量的数据传输效果。与传统的卫星或地面网络不同，SAGIN同时受到移动性管理、功率控制、流量分配、负载均衡、频谱分配、路由调度和端到端QoS要求这3个限制的影响。因此，考虑到各个网段的各种实际网络资源约束，网络设计者需要实现端到端数据传输的最佳性能。然而，在由各种通信系统组成的特定异构网络(Heterogeneous Network，HetNet)中，利用有限的网络资源很难获得最佳的信息交换性能，尤其是不同网段之间的互操作性。因此，SAGIN的网络设计和系统集成具有重要意义。
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作者信息：
张少伟
(中国电信股份有限公司研究院，北京102209)
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