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太空空气地面集成网络（Sagin）：调查
摘要 - 由于现有的移动通信网络可能无法满足新兴技术和应用的低潜伏期和高效率，因此需要研究新颖的网络体系结构来支持这些新要求。作为一种新的网络体系结构，它可以使卫星系统，空气网络和地面通信，太空空间集成网络（Sagin）引起了近年来的广泛关注。本文总结了最近从几个方面进行有关萨金的研究工作，首先引入了萨金的基本信息，其次是物理特征。然后，深入分析了当前萨金体系结构的驱动力和前景。在此基础上，分析了要求和挑战。最后，它总结了现有的解决方案，并向未来的研究指示提供了前景。
satellite链接增强传输方案朝向萨金>中的航空IoT
摘要 - 航空互联网的快速发展（IoT）将飞行中连接（IFC）定位为其关键应用之一。太空空气地面集成网络（Sagin）对于通过启用无缝和可靠的连接来确保IFC的性能至关重要。但是，大多数现有研究仅将卫星视为透明的远期节点，并忽略了它们潜在的缓存功能以提高IFC数据速率。在本文中，我们探索了一个面向IFC的萨金，其中卫星和地面站（GSS）共同努力将内容传输给空降乘客，从而促进空中传播。通过将文件分类为缓存（可通过卫星立即访问）和非接收文件（仅通过GSS获取），本文开创了将多个卫星间链接（ISLS）集成到IFC框架中的集成，从而创新了两种文件的内容交付过程。为了最大程度地减少内容交付的平均延迟，我们制定了相应的优化问题：1）对于缓存文件，我们提出了一种确切的基于惩罚的方法来确定卫星关联方案。2）对于非接近文件，我们提出了一种基于优化的交替优化的有效算法，以共同优化卫星关联和GS带宽分配。我们提出的框架的复杂性很低，为航空乘客的高速互联网连接铺平了道路。最后，提供了仿真结果，以证明我们提出的IFC框架对Sagin的有效性。
天空地一体化网络量子密钥分发（QKD）中的资源分配
摘要 —天空地一体化网络（SAGIN）是第六代（6G）通信中最有前途的先进范式之一。SAGIN 可以为互联应用和服务支持高数据速率、低延迟和无缝网络覆盖。然而，随着量子计算机容量的不断增加，SAGIN 中的通信面临着巨大的安全威胁。幸运的是，用于在 SAGIN 中建立安全通信的量子密钥分发（QKD），即 SAGIN 上的 QKD，可以提供信息论安全性。为了最大限度地降低具有异构节点的 SAGIN 中的 QKD 部署成本，本文提出了一种使用随机规划的 SAGIN 上的 QKD 资源分配方案。所提出的方案通过两阶段随机规划（SP）制定，同时考虑了安全要求和天气条件等不确定性。在大量实验下，结果清楚地表明，所提出的方案可以在各种安全要求和不可预测的天气条件下实现最优部署成本。索引词——量子密钥分发、空地一体化网络、资源分配、随机规划。
基于虚拟网络架构的天空地一体化多域网络资源编排：一种DRL方法
摘要 传统地面无线通信网络由于部署、覆盖和容量问题无法为智能交通系统（ITS）等人工智能（AI）应用提供高质量服务，天空地一体化网络（SAGIN）成为业界的研究热点。与传统无线通信网络相比，SAGIN更加灵活可靠，覆盖范围更广，无缝连接质量更高。但由于其固有的异构、时变和自组织特性，SAGIN的部署和使用仍然面临巨大挑战，其中异构资源的编排是关键问题。基于虚拟网络架构和深度强化学习（DRL），将SAGIN的异构资源编排建模为多域虚拟网络嵌入（VNE）问题，提出一种SAGIN跨域VNE算法。对SAGIN的不同网络段进行建模，并根据SAGIN的实际情况和用户需求设置网络属性。在深度强化学习中，代理由一个五层策略网络充当。我们根据从SAGIN中提取的网络属性构建特征矩阵，并将其作为代理的训练环境。通过训练可以得出每个底层节点被嵌入的概率。在测试阶段，我们根据此概率依次完成虚拟节点和链接的嵌入过程。最后，我们从训练和测试两个方面验证了算法的有效性。
天空地一体化网络中的移动边缘计算：架构、关键技术与挑战
摘要：天空地一体化网络（SAGIN）为异构网络中无处不在的用户提供了无缝的全球覆盖和跨域互联，极大地促进了智能移动设备和应用的快速发展。然而，对于计算能力和能量预算有限的移动设备来说，满足计算密集型无处不在的移动应用的严格延迟和能量要求仍然是一个严峻的挑战。因此，鉴于地面移动网络的巨大成功，在SAGIN中引入移动边缘计算（MEC）已成为解决该挑战的有前途的技术。通过在移动网络边缘部署计算、缓存和通信资源，SAGIN MEC既提供低延迟、高带宽，又提供广泛覆盖，大大提高了移动应用的服务质量。由于其高度动态、异构和复杂的时变拓扑结构，仍然存在许多前所未有的挑战。因此，在SAGIN中有效的MEC部署、资源管理和调度优化具有重要意义。然而，现有的研究大多只关注网络架构和系统模型，或对计算卸载的具体技术进行分析，而没有对SAGIN的关键MEC技术进行完整的描述。基于此，本文首先提出了SAGIN网络系统架构和服务框架，随后描述了其特点和优势。然后，详细讨论了SAGIN中的MEC部署、网络资源、边缘智能、优化目标和关键算法。最后，讨论了SAGIN中MEC的潜在问题和挑战。
量子安全天空地一体化网络
摘要 — 在即将到来的 6G 时代，现有的地面网络已经发展成为天空地一体化网络 (SAGIN)，为应用和服务通信提供超高数据速率、无缝网络覆盖和无处不在的智能。然而，SAGIN 中的传统通信仍然面临数据机密性问题。幸运的是，SAGIN 上的量子密钥分发 (QKD) 概念能够为使用量子密码的 SAGIN 中的安全通信提供信息论安全性。因此，在本文中，我们提出了量子安全的 SAGIN，它可以使用量子力学实现经过验证的安全通信来保护太空、空中和地面节点之间的数据通道。此外，我们提出了一个通用的 QKD 服务提供框架，以在量子安全 SAGIN 通信的不确定性和动态性下最大限度地降低 QKD 服务的成本。在该框架中，基于光纤的 QKD 服务部署在无源光网络中，具有低损耗和高稳定性的优点。此外，在实时数据传输阶段，提供覆盖范围广、灵活性强的卫星和无人机 QKD 服务作为补充。最后，为了检验所提出的概念和框架的有效性，对元宇宙中的量子安全 SAGIN 进行了案例研究，其中所提出的框架有效地解决了元宇宙应用中安全通信的不确定和动态因素。
面向6G服务的天空地一体化网络
摘要 天空地一体化网络（SAGIN）作为新兴6G网络不可或缺的组成部分，旨在通过融合卫星网络、空中网络和地面网络，提供无处不在的网络连接和服务。在6G SAGIN中，各种网络服务具有需求多样化、移动性复杂、资源多维等特点，对服务发放带来巨大挑战，亟待开发面向服务的SAGIN。本文从面向服务网络的新视角对6G SAGIN进行全面的回顾。首先，我们提出了面向服务的网络需求，然后提出了面向服务的SAGIN管理架构。根据服务的特点和需求，提出并讨论了两类关键技术，即异构资源编排技术和云边协同技术，这些技术促进了不同网段的互操作，并协同编排不同域之间的异构资源。此外，还介绍和讨论了未来的潜在研究方向。2022 中国航空航天学会。由 Elsevier Ltd. 制作和托管。这是一篇根据 CC BY-NC-ND 许可协议开放获取的文章（ http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ ）。
空地一体化网络的生成式人工智能
摘要 — 近年来，生成式人工智能技术成为人工智能领域的一项重大进步，以其语言和图像生成能力而闻名。同时，天空地一体化网络 (SAGIN) 是未来 B5G/6G 实现无处不在的连接的重要组成部分。受此启发，本文探讨了生成式人工智能在 SAGIN 中的集成，重点关注潜在应用和案例研究。我们首先全面回顾了 SAGIN 和生成式人工智能模型，重点介绍了它们的能力和集成机会。得益于生成式人工智能生成有用数据和促进高级决策过程的能力，它可以应用于 SA-GIN 的各种场景。因此，我们对它们的集成进行了简要概述，包括信道建模和信道状态信息 (CSI) 估计、联合空天地资源分配、智能网络部署、语义通信、图像提取和处理、安全和隐私增强。接下来，我们提出了一个利用生成扩散模型 (GDM) 构建通道信息图的框架，以提高 SAGIN 的服务质量。仿真结果证明了所提框架的有效性。最后，我们讨论了生成 AI 支持的 SAGIN 的潜在研究方向。
量子安全天空地一体化网络
摘要 在即将到来的 6G 时代，现有的地面网络已经发展成为天空地一体化网络 (SAGIN)，为应用和服务通信提供超高数据速率、无缝网络覆盖和无处不在的智能。然而，SAGIN 中的传统通信仍然面临数据机密性问题。幸运的是，SAGIN 上的量子密钥分发 (QKD) 概念能够为使用量子密码的 SAGIN 中的安全通信提供信息论安全性。因此，在本文中，我们提出了量子安全的 SAGIN (Q-SAGIN)，它可以使用量子力学实现经过验证的安全通信来保护空间、空中和地面节点之间的数据通道。此外，我们提出了一个通用的 QKD 服务提供框架，以在 Q-SAGIN 通信的不确定性和动态性下最大限度地降低 QKD 服务的成本。在该框架中，基于光纤的 QKD 服务部署在无源光网络中，具有低损耗和高稳定性的优势。此外，在实时数据传输阶段，提供覆盖范围广且灵活的基于卫星和无人机的 QKD 服务作为补充。最后，为了检验所提出的概念和框架的有效性，对元宇宙中的 Q-SAGIN 进行了案例研究，其中所提出的框架有效地解决了元宇宙应用中安全通信的不确定和动态因素。
空中多天线辅助航空通信...
摘要 — 为了在所有飞行阶段提供无缝覆盖，航空通信系统 (ACS) 必须整合天基、空基和地面平台，以形成面向航空的天空地一体化网络 (SAGIN)。在大陆地区，L 波段航空宽带通信 (ABC) 因支持空中交通管理 (ATM) 现代化而越来越受欢迎。然而，由于传统系统，L 波段 ABC 面临着频谱拥塞和严重干扰的挑战。为了解决这些问题，我们提出了一种新颖的多天线辅助 L 波段 ABC 范式来解决可靠和高速率空对地 (A2G) 传输的关键问题。具体而言，我们首先介绍 ABC 的发展路线图。此外，我们讨论了 L 波段 ABC 传播环境的特殊性以及相关多天线技术的独特挑战。为了克服这些挑战，我们从信道估计、可靠传输和多址接入的角度提出了一种先进的多天线辅助 L 波段 ABC 范式。最后，我们阐明了 SAGIN 航空部分的引人注目的研究方向。