全维可定义的天地协同组网架构与切片技术研究

面对未来网络对全维度空间泛在互联互通的信息服务需求,现有的卫星互联网基础架构及由此构建的技术体系在异构协同、资源高效、精准按需、稳定可靠等方面仍面临重大挑战。本文首先对我国卫星互联网技术发展需求进行分析研判,讨论了全球卫星互联网技术的发展现状和趋势;其次阐述了代表性的天地协同广域通信网络组网架构、全维可定义的网络节点;最后从网络智能切片、数据解析与转发、资源协调控制机制等方面,提出天地协同网络中面向业务特性的智能切片关键技术。研究建议:依托天地协同网络架构,以网络资源管理控制、网络智慧化、网络结构全维可定义等技术为支撑,突破业务所需的天地协同网络资源智能切片、全维可定义的数据报文灵活解析与转发、天地协同网络资源全局协调控制等关键技术;在国家层面加大对天地协同网络的政策支持力度,为天地协同网络资源全局动态优化技术创新和产业发展提供持续推动力。

空天地协同的边缘云服务功能链动态编排方法

空天地协同网络作为一种新型网络架构,拥有广域网络覆盖和泛在无缝接入等优势,但也面临日益增长的用户需求与有限的网络服务资源之间的矛盾,将边缘计算引入空天地协同网络能够大幅提升系统的业务处理能力。同时,为了进一步提高空天地协同的边缘云网络资源利用率,可以将一组虚拟网络功能按照一定的业务逻辑连接起来,形成动态可重构的服务功能链,为用户提供多样化且高质量的网络服务。考虑到空天地协同的边缘云网络的高动态和异构特性,研究了动态服务功能链的高效编排问题,设计了空天地协同的边缘云网络系统模型,并在此基础上构造了受网络资源和服务请求约束的端到端时延优化目标函数。其次,结合量子机器学习高效并行计算的优势,将服务功能链路径选择问题建模为基于开放量子随机行走的隐马尔可夫模型,并采用量子回溯解码的方法对模型进行了求解。最后,对文章研究的内容进行仿真验证,仿真结果表明:与传统精确求解和启发式方法相比,文章中提出的服务功能链动态编排方法能够在网络流量负载较高的情况下,提高服务请求成功率并降低端到端平均时延。

双线程滑动窗口多系统GNSS超快精密定轨实现及评估

全球导航卫星系统(GNSS)超快精密定轨为GNSS实时应用提供了高精度空间基准。基于天地协同定位、导航与授时(PNT)网络服务中心实现了四系统GNSS卫星超快精密定轨,并对定轨结果进行精度评价。介绍了天地协同PNT网络的概念内涵以及网络服务中心部署的超快精密定轨软件架构和详细功能,并针对实时应用需求提出了一种双线程滑动窗口超快精密定轨策略。最后利用重叠弧段比较、与外部轨道产品比较以及卫星激光测距(SLR)检核3种方式对定轨结果进行了精度评价。结果表明,与武汉大学分析中心的最终事后精密轨道产品相比,四系统GNSS MEO卫星预报6 h弧段的径向均方根(RMS)误差整体在2~5 cm水平,BDS2 IGSO卫星最小一维RMS误差在10~15 cm水平;GPS和Galileo卫星的SLR检核残差均值在1~3 cm水平,标准差在3~6 cm水平,能够满足后续厘米级实时应用对空间基准的精度需求。