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天地融合6G网络中的多接入边缘计算协同机制1

天地融合6G网络中的多接入边缘计算协同机制

摘要

天地融合6G网络作为未来通信技术的重要发展方向，将实现空天地海全域覆盖与

万物互联。多接入边缘计算(MEC)作为6G网络架构中的关键技术，其协同机制的设

计与优化对提升网络性能、降低时延、保障服务质量具有重要意义。本报告系统研究了

天地融合6G网络中MEC协同机制的理论基础、技术路线与实施方案，提出了基于分

层异构网络的MEC协同架构，设计了动态资源调度算法与智能决策机制。通过仿真验

证与案例分析，表明所提方案可有效提升网络资源利用率30%以上，降低端到端时延

40%，为6G网络商业化部署提供了重要技术支撑。报告还详细分析了政策环境、经济

效益与风险因素，提出了分阶段实施路径与保障措施，为相关研究与产业应用提供参

考。

引言与背景

6G网络发展趋势与特征

第六代移动通信技术(6G)作为5G的演进方向，预计将在2030年前后实现商用部

署。根据国际电信联盟(ITU)的预测，6G网络将实现太比特级传输速率、亚毫秒级时

延和每平方公里千万级连接密度。与5G相比，6G网络具有三大显著特征：一是全域覆

盖能力，通过卫星、无人机、地面基站的协同组网，实现空天地海一体化覆盖；二是智

能内生特性，将人工智能技术深度融入网络架构，实现自主优化与智能决策；三是安全

可信体系，构建基于量子通信的新型安全机制。据全球移动通信系统协会(GSMA)报

告显示，到2035年，6G相关产业规模预计将达到15万亿美元，占全球GDP的8.5%。

天地融合网络架构演进

天地融合网络是6G区别于前代通信技术的核心特征之一。传统地面网络受限于地

理条件和经济因素，全球仍有30%的人口无法接入互联网。天地融合网络通过将低轨

卫星(LEO)、中轨卫星(MEO)、地球静止轨道卫星(GEO)与地面5G/6G基站有机结

合，构建三维立体网络架构。根据中国信息通信研究院发布的《天地一体化信息网络发

展白皮书》，到2025年，我国将建成由约3000颗低轨卫星组成的卫星星座，实现全球

无死角覆盖。这种网络架构对MEC系统提出了全新挑战，需要解决异构网络间的协同

计算、动态资源分配和跨域服务连续性等关键问题。

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多接入边缘计算发展需求

多接入边缘计算(MEC)作为5G网络的关键使能技术，通过将计算和存储资源下

沉至网络边缘，显著降低了业务时延和回传带宽压力。在天地融合6G网络中，MEC

的重要性进一步提升：首先，卫星通信的高时延特性(约2050ms)与6G超低时延需求

(1ms)存在矛盾，需要通过MEC进行本地化处理；其次，天地网络拓扑动态变化，需

要MEC提供自适应资源调度能力；最后，边缘节点数量激增(预计2030年全球将部

署超过1000万个MEC节点)，必须建立高效的协同机制。据埃森哲咨询公司预测，到

2025年，全球MEC市场规模将达到2570亿美元，年复合增长率高达42.3%。

研究概述

研究目标与意义

本研究旨在构建天地融合6G网络中MEC协同机制的理论体系与技术方案，具体

目标包括：建立分层异构MEC协同架构，实现空天地海全域计算资源统一管理；设计

动态资源调度算法，优化跨域任务分配与负载均衡；开发智能决策机制，提升网络自适

应能力；构建验证平台，评估方案性能与可行性。研究成果将填补天地融合网络边缘计

算协同领域的理论空白，为我国6G技术标准制定提供支撑，推动相关产业创新发展。

根据国家发改委《“十四五”新型基础设施建设规划》，天地一体化信息网络已被列为重

大工程，本研究具有重要的战略意义和实用价值。

核心科学问题

研究聚焦三大核心科学问题：一是异构网络环境下的MEC节点协同建模问题，需

要解决卫星、无人机、地面节点在计算能力、存储容量、通信带宽等方面的巨大差异；

二是动态拓扑下的资源优化分配问题，需考虑卫星移动性、业务潮汐效应、信道波动

等因素；三是跨域服务连续性保障问题，涉及无缝切换、状态迁移、数据一致性等关键

技术。这些问题的解决需要突破传统MEC技术的局限，创新理论方法与技术路径。据

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