6G卫星通信网标准化的六个方向
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移动管理
LEO卫星提供比GEO卫星更短的传播延迟和更高的数据速率。然而，这些优势伴随着频繁的切换和拓扑变化。低轨卫星的切换可以分为三种:卫星波束间的星内切换；发生在卫星之间的卫星间切换；接入网之间的切换(也称为垂直切换)发生在属于不同接入网的卫星之间。
在6G未来网络中，LEO卫星不仅将服务于农村或偏远地区，还将在城市和人口稠密地区提供通信服务和覆盖。这样的场景将导致成千上万的UE连接到一颗LEO卫星，而这一大群用户几乎需要同时经历频繁的切换过程。使用传统的切换管理方案同时或半同时管理数千个用户的切换会产生巨大的网络负载。在6G低轨卫星中，需要一种新的切换管理方案来解决这个问题。
对于基于IP的网络中的移动性管理，IETF已经引入了许多协议，例如移动互联网协议版本6 (MIIPv6)和代理移动互联网协议版本6 (PMIPv6)。然而，这种协议不是为应付卫星中高速拓扑变化而设计的。已经提出了许多方法来解决这个问题，其中软件定义网络(SDN)的控制平面和数据平面的概念是有效管理LEO拓扑的有前途的方法。
LEO卫星的快速移动足迹影响寻呼过程，这主要与跟踪区域管理有关。跟踪区域是卫星覆盖区域(足迹)；它可以是固定的，也可以是移动的。移动跟踪区域虽然可以适应LEO卫星的移动足迹，但会导致寻呼负荷高，网络管理困难。此外，在未来的LEO卫星中支持双重连接和垂直切换需要新的机制，以在集成的6G网络中提供无缝移动性，并改善全球网络覆盖和服务。
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途径
LEO巨型星座的一个很重要的特点就是卫星可以组成网络，通过星间链路(ISL)相互通信。由于LEO中频繁的拓扑变化，星间链路的寿命是有限的。此外，由于一些分区的高流量负载，一些ISL可能会拥塞。此外，由于LEO被期望服务于不同类型的应用，所以每种类型的应用都需要满足某些QoS要求(例如分组递送延迟)。因此，成功的数据传输需要一个强大的路由方案，既能满足各种应用类型的QoS要求，又能适应低轨卫星独有的特点。例如，延迟容忍路由适用于延迟敏感的应用，而多路径路由需要支持高带宽要求的应用。因此，开发一种适应LEO动态环境、满足各种用户应用需求的标准路由协议就显得非常重要。标准应该支持不同卫星星座和运营商之间的互操作性。另外，要考虑跨网路由(即跨卫星网、空中网和地面网)，实现LEO和6G的完全融合。为了支持有效的路由，诸如资源分配、网络监控和拥塞控制等主题应被视为标准化的一部分。
三
采用SDN/NFV
SDN/NFV范式将在未来的6G卫星综合网络中发挥关键作用。然而，学术界对SDN/NFV在LEO中的应用还没有充分的研究。虽然在文献中已经提出了几种软件定义的卫星网络体系结构，但是在标准化工作中应该考虑基于SDN的LEO解决方案，以提供集成网络组件和不同供应商和服务提供商之间的兼容性和互操作性。例如，可以根据特定的标准开发星载SDN兼容路由器，运行在LEO卫星上，提供软件路由功能，以适应LEO动态环境的变化。
NFV尤其需要向用户隐藏综合网络的复杂性。NFV可用于各种应用，如移动基站、内容交付网络和平台即服务的虚拟化。部署在通用标准化硬件上的网络功能的虚拟化有望减少服务和产品的推出时间，以及资本和运营费用。ETSI认为，NFV环境控制的一个重要部分应该通过自动化和安排来完成。ETSI在NFV创建了一个单独的流MANO，并描述了如何控制灵活性。ETSI引入了一套完整的标准来实现一个开放的生态系统，其中虚拟网络功能(VNF)可以与独立开发的管理和调度系统互操作。许多主要的网络设备供应商已经宣布支持NFV。另一方面，主要的软件供应商宣布他们将为设备供应商提供NFV平台来构建他们的NFV产品。然而，在卫星网络领域，这些概念和技术的采用仍处于初级阶段。需要进一步调查以确定在低地球轨道采用NFV的要求。此外，在设计卫星网络组件时应考虑对NFV的支持。
四
智能管理和安排
人工智能和机器学习将成为6G网络不可或缺的一部分，尤其是在网络管理和布置方面。ETSI于2017年2月启动了体验网络智能(ENI)行业规范小组(ISG)。ENI是向辅助系统(即利用ENI智能功能的现有系统)提供智能网络操作和管理建议和/或命令的实体。ENI有两种运作模式:推荐模式和管理模式。前者为操作员或辅助系统提供建议，后者也可以为辅助系统提供策略命令。在促进网络自动化的另一项努力中，3GPP引入了SON的概念，其中AI/ML可以应用于多个网络管理功能的自动化。然而，ENI和儿子的概念仍然局限于5G环境，可能不足以灵活地处理设想的6G卫星集成网络中的巨大复杂性、异构性和移动性。为了支持6G的智能性和自主性，有学者提出了自进化网络(SEN)的概念。SEN考虑6G及以上的综合架构，通过使用AI/ML实现未来综合网络的完全自动化，并在网络、通信、计算和基础设施节点移动性的提供、适配、优化和管理方面智能进化。SEN可用于支持LEO中的实时决策、无缝控制和智能管理，从而实现高层次的自主运行。但是，SEN是一个相当新的概念，ISO还没有考虑过。
五
容错解决方案
卫星网络环境非常容易受到卫星在太空中难以修复的故障的影响。况且升级卫星基站不像升级地面基站那么容易。第三，卫星供电不足可能会干扰正常的电信功能。因此，卫星网络的设计应该基于容错的概念，以保持网络的生存性。此外，与卫星有关的标准化活动应支持未来密集部署的卫星网络中的容错概念。
六
动态频谱管理
由于无线通信的普遍增长和ue对带宽需求的增加，在LEO中动态和高效的频谱管理非常重要。随着更多卫星的部署和更多应用的出现，频谱的稀缺是未来LEO面临的主要挑战之一。不可预测的用户移动性和卫星移动性使得动态频谱分配是必要的，但也是困难的。动态频谱分配需要在多个层面上考虑，以减少多波束卫星系统中的小区间干扰、卫星间干扰以及卫星与地面通信间的干扰。此外，频谱管理必须考虑更高频段(THz)和自由空间光学(FSO)通信的选项，因为它们有望用于未来的LEO。尽管卫星研究人员研究了各种静态和动态频谱分配方案，但标准化工作尚未完全涵盖这一问题。