专题：基于软件定义的空天地一体化网络技术

内容导读

近年来，随着低轨卫星商业计划的相继落地、高空平台的逐渐普及、地面移动通信技术的持续演进，空天地网络融合已成为重要的发展趋势。当前，发展空天地一体化信息网络已成为6G的共识，技术融合需要在5G时代起步实践，在6G时代全面实现。我国也将其作为重大使命纳入“新基建”范畴。空天地一体化网络通信系统已成为学术界和工业界的研究热点，其中网络架构与组网、资源管控、协作传输、频谱共享、多址接入、边缘计算、安全策略等大量关键科学技术与工程设计问题亟需研究并解决。

鉴于上述情况，为了更好地将我国空天地一体化通信网络体系的最新研究成果介绍给读者，进一步满足实际国情和空天地一体化通信网络体系发展需求，我们组织了本专题。

考虑到空天地一体化网络融合、实现全域泛在通信的趋势，《智简空天地一体化网络》提出了一种基于智简系统与软件定义网络融合的智简空天地一体化网络架构。以软件定义网络作为底层支持，基于人工智能方法进行网络信息的获取、表达、组织、交互，克服了网络拓扑、路由、资源管控等难题，实现从软件定义网络到智简网络的范式跨越。

针对天地一体化网络的安全问题，《软件定义星地融合网络内生安全体系架构》提出了一种基于软件定义的STIN内生安全系统架构。根据安全即服务的设计理念，从架构设计需求、网络架构设计方案进行分析，并对星地融合网络安全问题需要解决的关键技术及面临的挑战进行了深入探讨。

针对近年来兴起的低轨卫星互联网星载边缘计算网络技术，《卫星协同的天地一体化边缘计算网络架构》概述了学术界现有的多种天地一体化边缘计算网络架构及计算卸载技术，并提出卫星协同的天地一体化边缘计算网络架构，包括卫星边缘计算的硬件平台架构、基于资源感知的卫星边缘计算管控架构、天地一体化边缘计算网络协同机制。《低轨卫星互联网星载边缘计算卸载策略》概述了产业界的星载边缘计算项目现状及相关学术研究工作，并提出3种低轨卫星互联网边缘计算的应用场景，最后提出以负载均衡及系统流量开销为优化目标的多星计算卸载模型，并将卫星能耗及计算能力考虑在内。

针对卫星网络路由架构及协议设计，《一种适合GEO卫星IP网络的路由架构及协议设计》面向星载硬件平台处理能力受限的现状，设计了一种星地隔离的路由架构，其中，星上运行OSPF路由协议，地面终端运行RIP路由协议，降低了星上协议处理压力。基于此，设计了星上OSPF路由计算优化方法和终端RIP路由信息跨星洪泛机制。

针对空天地融合网络的中继缓存问题，《基于深度学习的空天地缓存中继网络性能评估方法》应用高空平台作为中继协同传输卫星信号，提出了两种中继缓存方案，用于降低用户端传输时延并满足高频谱利用效率的要求。在此基础上，提出基于卷积神经网络的网络中断概率预测方法。

为克服非正交多址接入技术的用户检测复杂度问题，《基于加权分组串行调度改进的MPA算法》将串行MPA算法与并行MPA算法结合，联合考虑迭代次数、码本大小、行重因子，加快收敛速度。仿真表明，该算法在误码性能和复杂度上可以实现比较好的平衡，通过牺牲少量误码性能来进一步降低算法的复杂度，为非正交多址接入技术的应用提供了借鉴。

综上所述，本专题涵盖空天地一体化网络系统架构、系统分析和关键技术解决方案等多个方面，希望能够为广大读者了解和研究空天地一体化网络提供有益的启示和参考，共同搭建起开放的空天地一体化网络交流平台，促进我国空天地一体化网络的发展。最后，感谢编辑部各位老师在征稿通知发布、论文评审与意见汇总、论文定稿、编辑修改及出版所付出的努力和汗水；感谢专题评审专家及时、耐心、细致的评审工作；衷心感谢各位作者的辛勤工作和精心撰稿!