面向6G的衛星通信網絡架構展望

吳曉文，焦偵豐，凌翔，劉冰，朱立東，韓磊

（1. 電子科技大學，四川 成都 611731；2. 電子科技大學（深圳）高等研究院，廣東 深圳 518110； 3. 深圳市星網榮耀科技有限公司，廣東 深圳 518052； 4. 星展測控科技股份有限公司，陜西 西安 710018）

1 引言

“4G改變生活，5G改變社會”。5G移動通信以增強型移動寬帶（enhanced mobile broadband，eMBB）、大連接物聯網（massive machine-type communication，mMTC）和低時延高可靠通信（ultra-reliable & low-latency communication，uRLLC）三大應用場景為人們提供寬帶化、海量連接和低時延類型業務，有力推動社會和經濟發展。目前，5G網絡覆蓋仍然以基站為中心，在基站所未覆蓋的沙漠、無人區、海洋等區域內依然存在大量通信盲區，預計5G時代仍將有80%以上的陸地區域和95%以上的海洋區域無移動網絡信號。同時，5G的通信對象集中在陸地地表10 km以內高度的有限空間范圍，無法實現“空天海地”無縫覆蓋的通信愿景[1]。因此，5G并不能真正實現“全球全域”和“萬物互聯”。

6G總體愿景是5G愿景的進一步擴展和升級[1]，其特征是全覆蓋、全頻譜和全應用。網絡和服務更加智能化，人工智能（AI）技術將全方位賦能6G網絡和用戶，滿足人類精神和物質的全方位需求[1]。

目前全球6G技術研究處于探索與起步階段，技術路線尚不明確，關鍵指標和應用場景還沒有統一的定義，正處于“場景挖掘”和“技術尋找”階段。盡管如此，6G核心技術已列入多國創新戰略，成為大國科技博弈高精尖領域和全球搶占的戰略制高點[2]。中國、美國、韓國、日本和芬蘭等國已啟動6G研究。美國已發布第一份6G報告，欲將美國確立為6G理念、開發、采用和快速商業化的全球領導者[3]。我國于2019年11月3日成立了國家6G技術研發推進工作組和總體專家組，標志著我國6G技術研發工作正式啟動。

國際標準化組織已經啟動了6G網絡研究，國際電信聯盟（ITU）提出的6G 3個目標之一為融合衛星通信在內的多類網絡（ManyNets）[4]，充分說明衛星通信將是6G網絡的重要組成部分。本文首先分析衛星通信與5G融合組網研究基礎，總結6G網絡架構及其技術特征，尤其是AI在6G網絡中應發揮的關鍵作用，通過分析AI在通信領域的研究為基礎，對AI在6G衛星通信網絡中的應用進行更加深入的研究，提出了AI賦能的6G衛星通信網絡總體架構及演進思路。

2 國內外星地融合研究現狀

基于衛星通信的廣覆蓋優勢和廣播及多播特性，國際標準化組織或機構啟動了衛星和地面網絡的融合研究，并取得有關研究成果。根據研究目的不同，國內外針對星地融合的研究主要分為衛星通信與5G的融合組網和天地一體化研究兩大類別。

2.1 衛星通信與5G的融合組網

2.1.1 國際方面

國際上，ITU、3GPP、SaT5G等主要標準化組織或研究機構已經啟動衛星通信與5G的融合組網研究。ITU提出了星地5G融合的4種應用場景，見表1，包括中繼到站、小區回傳、動中通及混合多播場景，并提出支持這些場景必須考慮的關鍵因素，包括多播支持、智能路由支持、動態緩存管理及自適應流支持、時延、一致的服務質量（QoS）、網絡功能虛擬化（NFV）/ 軟件定義網絡（SDN）兼容、商業模式的靈活性等[5]。

表1 ITU提出的4種星地融合場景

2020年7月，3GPP系的5G標準正式被接收為ITU 5G技術標準。而SaT5G輸出的研究成果將作為3GPP標準的輸入，驅動3GPP和ETSI關于衛星和5G融合標準化[6]。因此，有關衛星通信與5G融合組網的標準化輸出，將主要由3GPP完成。3GPP關于衛星通信與5G的融合研究，主要體現在TR38.811、TR38.821以及TR22.822 的3個技術報告中。上述3個報告的主要研究內容見表2。

表2 3GPP關于衛星通信和5G融合組網研究報告主要內容

雖然上述研究成果還局限于技術報告類，沒有形成標準規范，但是這些研究成果對于將來衛星通信與5G/6G的融合組網奠定了一定的研究基礎，具有積極的參考意義。

2.1.2 國內方面

2019年8月，工信部發布了《3 000?5 000 MHz頻段第五代移動通信基站與衛星地球站等無線電臺（站）干擾協調管理辦法》，為規范我國5G網絡建設及衛星通信的健康發展指明了方向。

運營商方面，為充分提升資源利用率，共享5G基礎設施，國內四大運營商先后啟動了5G共享共建的戰略合作。其中，2019年9月9日，中國聯通和中國電信簽署《5G網絡共建共享框架合作協議書》，2020年5月20日，中國移動和中國廣電簽署5G共建共享之合作框架協議。因此，從這個層面上看，中國聯通與中國移動在衛星通信與5G的融合組網方面取得進展，代表著國內四大運營的理論研究和實踐。2020年4月，中國移動（上海移動）與合作伙伴共建的5G+衛星通信融合創新實驗室，研究5G與衛星通信網絡的融合架構，實現融合場景的演示驗證試驗。

設備商方面，2020年6月華為與長光衛星已簽署了合作協議，將大數據、AI、5G等高新技術與產品融合，攜手開拓更大的科技市場。

2.2 天地一體化研究

衛星通信業界對天地一體融合的探索已接近20年。比較有代表性的天地一體化項目主要有美國提出的轉型通信體系（transformational communications architecture, TCA）、歐洲提出的ISICOM（integrated space infrastructure for global communication）、美國的SkyTerra以及由中國提出的天地一體化信息網絡[7]。我國的天地一體化信息網絡以地面網絡為依托、天基網絡為拓展，采用統一的技術架構、統一的技術體制、統一的標準規范，由天基信息網、互聯網和移動通信網互聯互通而成[8]，為深入研究衛星與地面融合奠定了基礎。

3 AI賦能的6G衛星通信網絡架構

全球各國及業界已經開始推進對6G的研究，6G愿景、場景、功能和性能基本指標也有了新的進展。本文以研究文獻提出的6G陸地移動通信網絡性能指標[9]為基礎，綜合考慮AI和衛星通信在6G網絡中的建設性作用，提出了AI賦能的6G衛星通信網絡業務需求及性能指標。圖1給出了6G預期應用場景及需求。根據圖1，未來6G衛星通信網絡將由5G時代的eMBB、uRLLC和mMTC三大應用場景擴展為未來增強移動寬帶（FeMBB）、極可靠低時延通信（ERLLC或eURLLC）、廣覆蓋高時延高移動性通信（LDHMC）、超大規模機器類通信（umMTC）和極低功率通信（ELPC）五大應用場景。其中，FeMBB主要針對全息應用、寬帶互聯網、超高清視頻等寬帶通信業務，這類業務的重心在于要求極高的通信速率，地面類業務通信速率為0.1～1 Tbit/s，衛星業務通信速率設定為1 Gbit/s；ERLLC（eURRLC）主要針對全自動駕駛和工業互聯網等要求極低通信時延需求，地面業務具有10～100 μs時延，而衛星業務時延則根據終端所連接衛星的軌位不同，具有10 ms或以上的通信時延；LDHMC則主要針對于深空覆蓋等超高速超遠距離通信場景而設計，允許的移動速度≥1 000 km/h，遠高于5G時代的500 km/h；umMTC則主要針對衛星物聯網等海量終端的應用場景，每平方千米具有1億個終端設備，每平方米的通信速率總量約為1 Gbit/s；ELPC則主要針對人體納米類傳感器等具有極低功耗的物聯網終端設備的應用場景，與5G相比，網絡能效具有100倍的提升，頻譜效率也具有5～10倍的提升。這些業務和性能指標的達成，有賴于AI、云計算、分布式計算、區塊鏈等使能，而AI則是對星地全網進行賦能的必備技術。

圖1 6G預期應用場景及需求

6G通信網絡與云計算、大數據和人工智能集成深度進一步增強，基于上述愿景和業務需求，下面將對6G網絡架構進行深入分析和探討。

3.1 6G網絡總體架構研究現狀及技術特征

6G將為人類和萬物提供情景感知的智能服務。6G的服務對象將從人類、機器、物體擴展至虛擬世界，實現實際物理世界與虛擬世界的連接與協作，利用AI技術感知用戶需求，提升用戶體驗，形成認知增強與決策演進的智能網絡，滿足人類精神與物質的全方位需求[10]。

6G時代，用戶業務種類和業務顆粒度比5G網絡要求更高，同樣需要支持按需確定性服務。另一方面，6G網絡需要提供網元功能可編程及網絡可編排能力，從而實現快速的業務升級和網絡敏捷化管理，能夠實現網絡虛擬化及功能對外開放，以滿足虛擬運營商等多租戶運營需求。與5G網絡的NSA和SA階段化演進思路技術路線類似，未來的6G網絡將采用分階段演進和分步驟建設的思路，前期兼容5G，甚至也兼容4G網絡，后期實現6G獨立組網。

6G網絡架構與其所采用的技術路線密切相關。國外較具代表性的技術路線有：韓國SK 集團信息通信技術中心曾在2018年提出了“太赫茲＋去蜂窩化結構＋高空無線平臺（如衛星等）”的6G技術方案，不僅應用太赫茲通信技術，還要徹底變革現有的移動通信蜂窩架構，并建立空天地一體的通信網絡。三星研究院新設了一個“下一代通信研究中心”，配合5G商用化服務的擴張，加強移動通信先導技術和標準方面研究組織的功能和作用。美國貝爾實驗室也提出了“太赫茲＋網絡切片”的技術路線[11]。

國內關于6G衛星通信技術路線及網絡架構的研究主要包括中國聯通空天地一體化網絡架構、中國移動“3層+4面”網絡以及國內校企聯合提出的“空－天－陸－海”全維度網絡架構等。目前國際通信技術研發機構相繼提出的多種實現6G的技術路線都處于概念階段，如何落實還需長時間的研究和實踐，以下對業界關于6G網絡架構的主要共性技術特征進行了總結。

? 全球全域：衛星通信和高空浮臺將在6G衛星通信中承擔重要角色，并發揮重要作用，通過衛星通信與地面網絡的融合，達到全球全域的移動網絡覆蓋目標，實現用戶隨遇接入和業務的連續性。

? 極簡網絡：地面通信協議往往需要多次交互，與衛星鏈路的長時延不相匹配，不可以直接移植到衛星通信網絡，需要針對海量物聯網業務等場景進行適應性改造。

? 極智網絡：為了實現全面應用，AI與6G無線通信網絡緊密結合，以實現更好的網絡管理和自動化。

? 獨立AI面：通過獨立的AI平面/智能面，實現全網的智能化賦能。

? 星上處理：6G時代衛星以超算平臺為基礎，具備星上處理能力和星上緩存能力，支持星載DU、完整星載基站、星載MEC、星載CDN，甚至星載輕量化核心網的部署。

? 天基計算：利用星上處理和計算能力，能夠實現網絡架構的智能自主動態演進和智能化管控。

3.2 AI在通信中的研究和應用

綜合業界當前對6G網絡的愿景和概念化指標不難發現，在未來的6G移動通信網絡中，為了實現網絡的全面智能化應用，AI技術將與6G無線通信網絡緊密結合以實現更好的網絡管理和自動化。因此，對AI在通信中應用的發展潛力進行深入探索和挖掘，具有積極意義。

事實上，自AI技術誕生以來，人們從未停止AI技術在各行各業的應用研究，通信行業也不例外。以AI在5G中的應用為例，根據ITU的研究報告，5G將支持智慧城市和家庭、3D視頻、增強現實、在云中工作和娛樂、行業自動化和無人駕駛汽車，它還將為人工智能提供必要的連接。這將使5G更加智能化，增強5G網絡切片、云網絡、虛擬化和自組織網絡的能力[12]。在國內，部分學者給出了AI在5G領域的研究和應用分析，例如，有學者對AI在5G系統設計和優化過程的各個環節所起到的作用進行了分析和研究，大體上可以歸納為3 類技術問題：組合優化問題、檢測問題及估計問題[13]。在5G網絡中的很多高復雜度問題，通過AI和機器學習可有效降低求解復雜度，將復雜問題簡單化處理，實現網絡的智能化或服務智能化。還有研究將5G網絡中需要通過AI解決的問題劃分為4種類型：用傳統方法無法建模問題、難以求解問題、統一模式高效實現問題及最優檢測與估計問題[13]。

自5G商用的一年多時間以來，我國的5G網絡建設規模全球領先，AI在5G中的應用實踐也取得積極成效。其中，廣東聯通2018年年底啟動的“5G+AI項目組”提出了基于AI的基站及回傳網故障定因解決方案[14]，并先后在廣東聯通多個地（市）進行測試驗證，效果顯著。

不僅在地面網絡，人們對AI在衛星通信領域的應用研究也在進行。目前有關AI在衛星通信中的應用研究，主要集中在衛星生態[12]、衛星路由[15]、衛星干擾規避[16]以及頻譜感知[17]等方面。

6G是對5G網絡的全方位升級與擴展，具有按需服務、簡單網絡、靈活網絡、智慧內生、安全內生等技術特征。人們對AI在6G發揮的建設性作用寄予厚望，并陸續展開相應的技術研究。AI在6G中應用可分為頻譜智能和自適應資源分配、傳輸智能和自適應基帶處理，以及網絡智能和自適應網絡優化3個部分，分別從頻譜、傳輸和網絡3個級別展開AI在未來移動通信中的應用研究[18]。

3.3 6G衛星通信網絡架構

6G與云計算、大數據及AI的深度融合已在業界達成共識，AI將成為6G移動通信網絡的“大腦”。本文將結合6G移動通信的需求及現有研究基礎，提出可演進的AI賦能6G衛星通信網絡總體架構。

3.3.1 總體網絡架構

6G衛星通信接入組網時代，網絡拓撲將從二維空間擴展到三維空間，構建覆蓋全球地表及空域廣域無縫通信網絡，滿足人類業務連續性需要。與此同時，在6G天基與地基深度融合，網絡連接涵蓋星間通信、星地通信和地地通信，在AI賦能技術的智能協作下，保障了系統容量彈性伸/縮、星地資源按需動態分配、天地異構網絡智能自愈和靈活重構。

在6G時代，衛星載荷功能與性能均得到大幅提升，數字再生和柔性轉發已發展成為衛星的基本配置，軟件定義衛星、SDN/NFV和AI智能超算平臺等成為賦能衛星通信的必備技術手段，在6G網絡架構中將承擔接入、中繼、傳輸及核心網等角色或功能。本文把在6G中的衛星統稱為天基資源，把地面6G網絡基礎設施稱為地基資源，天基資源和地基資源在6G中分別發揮不同的建設性作用，需充分發揮天基和地基資源的特點和優勢，展開AI賦能的6G衛星通信高動態組網技術研究，形成極簡極智全球全域隨遇接入方案。

基于6G星地一張網業務需求與愿景，創新性地引入AI賦能工具，實現網絡及服務智能化。為滿足AI賦能對資源需求，將地面數據中心和天基資源按需融合為統一的資源池，以云計算架構為底層框架，構建更加靈活、智能、高效和開放的網絡系統，支撐AI賦能。

從網絡拓撲上看，6G衛星通信網絡邏輯上增加AI賦能平面，AI賦能技術始終貫穿終端至核心網絡的整個網絡平面，圖2給出了6G衛星通信網絡AI平面、控制平面和數據平面分離的參考架構。

圖2 AI平面、控制平面和數據平面分離的6G衛星通信網絡

AI平面能夠實現6G網絡中控制平面及數據平面的學習、訓練和決策，是實現6G網絡智能化和服務智能化的根本源動力。有研究文獻提出了陸地6G網絡的架構和AI在6G網絡中的實施方式[19]。

圖3給出了AI在6G衛星通信網絡中賦能應用。為解決6G衛星通信網絡衛星數量多、星上載荷能力受限、星間鏈路交互量大等問題，引入衛星星座動態分簇和分層管理機制。利用地球同步軌道（geostationary earth orbit，GEO）衛星廣覆蓋和大載荷優勢，作為天基AI控制節點，對非地球同步軌道（non geostationary earth orbit，NGEO）星座進行動態分簇控制；NGEO同軌道數顆衛星形成簇，分別承擔通信、計算、訓練和內容分發等領域的AI賦能功能，相互間通過星間鏈路進行數據交換。

圖3 AI在6G衛星通信網絡中賦能應用

AI賦能創新應用主要在通信干擾消除、計算效率提升、訓練最佳行動及內容智能分發等方面。通過編碼、調制、信道傳輸、解調及解碼全過程AI賦能，消除通信干擾。通過軟/硬件分離及協同設計，提升計算效率。針對非獨立同分布用戶場景終端側分布式學習、上云，獲得服務器更新的共享全局模型。通過DRL（深度強化學習）、Agent（代理/智能體）與環境不斷交互，學習最佳行動。通過強化學習，緩存熱點內容，實現內容分發。通過終端緩存及D2D（設備到設備）通信，提高資源利用率。

根據衛星載荷能力的發展過程，圖4給出了6G衛星通信網絡三階段演進路線。

圖4 6G衛星通信網絡三階段演進路線

? 階段一：衛星以彎管為主要工作方式，支持地面基站通過衛星回傳接入6G CN。

? 階段二：雖然采用衛星彎管技術，但車載、船載、機載、CPE等多種類型的UE可以連接衛星接入地面基站再接入6G CN。

? 階段三：低軌衛星具有星載基站能力，在高級階段，GEO可搭載輕量化的6G 核心網網元（6G CN Lite）。

從網絡接入來看，第一個階段UE接入地面基站、衛星作為鏈路回傳；第二階段UE接入透明轉發的衛星連接地面基站與核心網；而第三個階段，則主要實現UE通過星載基站接入核心網。上述3個演進階段接入技術的更新和迭代，所采用的技術將長期共存，也可視為不同的接入方式。

3.3.2 核心網絡架構

如同5G網絡分為SA、NSA兩個主要階段一樣，未來的6G移動通信網絡也應分階段演進，分步驟建設。既能夠與現有5G網絡的兼容，又能夠面向未來發展。6G衛星通信核心網可分別部署于地面及天基資源。其中，對于天基資源，只部署輕量化的核心網（例如只部署與鑒權及時敏性服務有關的功能），以適應天基資源的存儲和算力特征；對于地面資源，視為具備充足的存儲和算力資源，可部署全功能的核心網。因此，雖然天基和地基均可部署6G衛星通信網絡核心網，但從總體上講，仍然為地面為主。

同時，云化的6G衛星通信網絡部署更加便捷和靈活。通過構建面向6G的分布式云架構，用戶面下沉至邊緣節點，并結合MEC平臺的部署，有效實現將云的算力從中心延伸到邊緣，實現業務快速處理和就近轉發，滿足多樣化的應用場景。因此，6G衛星通信網絡天基和地基核心網還應采用多級部署方式。對于天基核心網，以GEO部署輕量化核心網，而非GEO星座，則主要部署MEC和內容分發等網絡邊緣功能；相應地，地基核心網也分為多級數據中心進行部署，即以中心、區域、邊緣三級數據中心+基站機房為基礎架構，網元可按照場景需求部署在網絡相應的位置。

6G衛星通信核心網可沿續5G云原生[20]設計思路，基于微服務架構和功能設計，提供更泛在的接入，更加智能和靈活的控制與轉發功能，以及更強大的開放能力。核心網與NFV基礎設施相結合，為用戶、業務/應用提供商、企業/垂直行業需求方提供網絡切片、邊緣計算、精準授時、6G LAN等新型業務能力。

相對于前幾代移動通信網絡，6G時代的業務類型更加豐富，對服務顆粒度需求更加精細化。通過微服務架構的核心網，每個網元解耦為一組獨立網絡功能（NF），每個NF也解耦為多個NF服務。因此，為更好地契合不同業務場景和垂直行業，基于云原生技術和微服務化NF構建 SBA+架構的核心網成為主要考慮的方案。圖5給出了6G衛星通信網絡的總體架構及接口體系。

圖5 6G衛星通信網絡的總體架構及接口體系

另一方面，隨著智能化應用的不斷普及，數據、算力和算法將成為實現業務智能的“鐵三角”[10]，圖6給出了6G星地協同AI框架。結合天基計算能力，需要設計面向分布式學習的星地協同AI算法框架，同時還需要研究適配星地計算能力的多主體、多目標、多級協同AI機制，結合星上資源和處理能力設計星上輕量級AI學習模型以及地面站的大容量和強算力優勢，設計基于海量數據的深度學習模型。

圖6 6G星地協同AI框架

總之，AI是6G衛星通信網絡的“大腦”，能夠完成學習和進化的神經網絡，賦能6G衛星通信網絡，將使6G衛星通信網絡實現高度的彈性、靈活和智能。

3.3.3 接入網絡架構

對于用戶設備UE而言，具備同時接入衛星和地面基站開展業務的能力，并且能夠在衛星和地面基站之間、衛星與衛星之間以及地面基站之間實現無縫無感切換，業務的連續性得到充分保障。

基于6G時延及通信帶寬需求，集中部署有源天線單元（AAU）和分布單元（DU），以極簡設備形態消除AAU和DU間傳輸壓力。圖7給出了6G衛星通信接入網架構，為滿足廣域時敏需求，星載基站可集中部署CU與AAU和DU。

圖7 6G衛星通信接入網架構

圖8給出了6G衛星通信網絡支持的7種主要接入模式，具體介紹如下。

圖8 主要接入模式

模式一：標準6G空口用戶接入。在該場景下，可根據用戶業務或位置區域等條件而自動直接接入地基站或者星載基站，且在必要的情況下，可將用戶同時拉入地面基站和天基基站，以滿足其業務需求。

模式二：標準6G空口用戶中繼接入。在這種模式下，不在網絡覆蓋范圍內的用戶（如在隧道中），可通過標準6G用戶的中繼，接入地基基站或天基基站，是D2D應用的一種，也是達到全域網絡覆蓋的一種技術手段。

模式三：基于星間鏈路中繼的標準6G空口用戶接入。該模式下，用戶接入低軌衛星星載基站，再經其他衛星中繼鏈路進行回傳。

模式四：基于衛星鏈路回傳的標準6G空口用戶接入。該模式下，衛星起到透明傳輸作用，用戶接入地面基站后，通過衛星鏈路進行基站回傳至天基核心網或地基核心網絡。

模式五：非標準6G空口用戶設備接入。非標準6G空口用戶通過后端互通網關接入6G核心網，后端網關承擔到核心網的核協議轉換及通信安全。

模式六：非標準6G空口用戶設備前端互通網關接入。非標準6G空口用戶UE通過標準的6G空口用戶中繼，接入6G網絡。

模式七：基于算力均衡的多用戶設備6G無線接口用戶接入。根據天地一體化的算力均衡與網絡切片等有關技術提供按需確定性服務。

3.3.4 6G衛星通信網絡韌性魯棒機制

韌性魯棒是表征網絡穩健性的一項重要指標，部分學者對于網絡韌性的定義為一個組織通過預測和適應網絡威脅和環境中的其他相關變化，以及通過承受、控制和迅速從網絡事件中恢復繼續執行其任務的能力[21]。亦有學者將韌性定義為系統在可接受的退化范圍內能抵抗變動并重新恢復穩定的物理能力，使系統達到甚至超越原有的性能水平。而魯棒性指系統的特性，旨在系統環境或系統內部發生變化時為一系列要求提供可靠的性能，這是一種將不確定性和模糊性帶入系統過程的策略[22]。簡單來講，魯棒性用來表示系統在被干擾情況下保持其功能或性質的能力，而網絡結構魯棒性已經成為復雜網絡研究的重要特征之一[14]。

對于6G衛星通信網絡，應支持通過各種技術實現網絡的韌性魯棒，提供以用戶為中心的智能化服務。區塊鏈是目前及未來一段時間內新興代表性技術機制之一，業界對區塊鏈在軟件定義光網絡、電子政務網及物聯網等方面已經有了一定的研究成果，在6G衛星通信接入網絡也將具有較好的應用潛力。鑒于有限的天基計算能力，本文提出通過輕量化、弱中心的空間區塊鏈等技術，將區塊鏈的智能合約和數據一致性優勢引入6G天地一張網絡的SDN聚合控制系統，設計天地協同的容錯機制和智能重構機制，實現高效的容錯控制和網絡智能自愈，提升系統的整體韌性魯棒指標。圖9給出了適配衛星算力的方法。基于天地資源虛擬化，SDN控制器分布于天基和地基物理載體，以適配衛星計算能力。

圖9 適配衛星算力的方法

有研究文獻提出了基于區塊鏈賬本的高效恢復策略[23]。基于區塊鏈分布賬本的高效自愈恢復策略鏈智能合約規定，n個業務處理結果生成一個塊，數據一致性核驗過程中發現故障控制器時立即將其從共識組中隔離。因此，初始主控制器失效或故障時，可快速恢復到最優主控制器，實現控制節點容錯和網絡層面智能重構。圖10給出了故障恢復策略，提出6G衛星通信網絡的韌性魯棒機制，采用基于SDN技術實現衛星動態分簇、分層管理，引入智能合約和數據一致性區塊鏈技術和弱中心的區塊鏈架構，能夠提升天地SDN控制器節點容錯處理、故障恢復與網絡智能重構性能，是值得深入研究的一種提升系統韌性魯棒方案。

圖10 故障恢復策略

4 結束語

在ITU提出的6G網絡3個目標中，明確了衛星網絡將是其中重要的一部分。通過衛星通信，可在未來的6G時代真正實現“全球全域”的覆蓋。業界目前針對6G的研究還處于初期階段，對于6G中的衛星通信網絡架構研究還很少，本文在綜合分析6G愿景和需求基礎上，提出了AI賦能的6G衛星通信網絡架構及演進思路，同時提出了基于區塊鏈的網絡韌性魯棒機制，希望能促進對6G衛星通信的進一步研究和探索。