空天地一体化网络系统架构设计与智能管理

谭诗翰，金凤林，顿聪颖，孟凡伦

(陆军工程大学 指挥控制工程学院，江苏 南京210007)

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随着地面多媒体业务的激增、移动互联网的蓬勃发展及人类活动范围的进一步扩大，用户对无处不在的无线网络服务和更快数据传输速率需求日益增加，无线通信产业面临严峻的考验。空天地一体化网络系统(Space-Air-Ground Integrated Network，SAGIN)将空间网络、空中网络与地面网络互连，具有网络资源丰富、网络覆盖范围广的特性，受到学术界和工业界的广泛关注[1]。

然而，由于各网络空间使用的网络通信设备不同，所处的网络通信环境不同，不同网络空间上的网络系统及管理(如网络架构、资源分配方法以及缓存策略等)具有多样性，网络特性(如网络时延、网络资源、覆盖范围等)具有差异性[1]，造成SAGIN整体网络结构复杂，各层网络系统管理难以统一以及网络系统间的协同策略制定困难。因此，设计一种可以适应SAGIN复杂网络环境的网络管理架构对SAGIN建设发展有着重要意义。

已经有一些研究针对SAGIN网络管理架构的设计进行了讨论。文献[2]将SDN和NFV应用在卫星架构的设计上来，有效增强了网络系统的稳定性和灵活性。文献[3]提出了一种基于软件定义无线电技术的空间信息系统架构(SDS-BI-SIS)，以解决当前空间信息系统建设的不足。它们都采用了层次结构和卫星网络，然而，上述研究关注的是单层空间网络，而没有考虑到SAGIN各层网络空间相协同的情况。文献[4]提出了一种用于操作响应空间(ORS)的网络方案。该方案是一个基于OpenFlow和网络虚拟化技术的空间-地面一体化网络，为一些突发情况的快速处理提供了新的思路，具有很高的敏捷性和灵活性。……