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中国科学院何元智谈后星座时代卫星通信AI重塑

更新时间 2026-10-14来源 飞象网正文 2254字阅读约 8分钟2 张图片

飞象网讯(孙迎新/文)当巨型星座把近地轨道变成繁星满天,频谱同频重叠、系统间干扰加速凸显,后星座时代的卫星通信,正站在能否稳定组网、高可靠建设的关口。

近日,2026中国无线电大会在河北雄安新区开幕。本届大会聚焦电磁空间安全、6G、卫星互联网、低空经济、AI赋能无线电、工业无线专网六大方向,中国科学院院士何元智在大会期间,发表题为《后星座时代卫星通信的AI重塑与关键技术探索》的主旨演讲。

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何院士在演讲中,结合低轨星座加速部署、手机直连等新兴业务热点,阐述了后星座时代卫星通信的挑战、AI重塑体系架构的演进逻辑,以及五大关键AI技术方向,对我国天地一体智能信息网络建设具有重要指导意义。

繁星满天之后:四大严峻挑战

何元智判断,随着巨型星座大规模部署与天地网络加速融合,卫星通信已经进入后星座时代,系统性难题也随之而来。

挑战之一,是系统间同频干扰加速凸显且关联复杂。她在演讲中指出:“不管是低轨的、高轨的还是我们地面网络,不管是区域性的服务还是全球性的服务,都在工作频段上存在着大量的同频重叠。”

她进一步表示,低轨、中轨、高轨星座之间,以及卫星星座与地面移动网络之间,同频干扰相互交织;全球性场景叠加复杂高动态变化,让实时干扰分析难以开展,同频兼容共用更难落地。

挑战之二,是新兴业务引发存量与增量业务间的干扰投诉激增。以手机直连卫星为例,何元智表示,这个将来可能大众普惠、人人都会用到的业务,早在2024年5月17日,就出现了首次针对存量手机直连卫星试验的干扰投诉,这个星链试验被指干扰其他卫星业务。

今年3月以来,同类同频干扰投诉越来越多。她认为,面向B2C新兴业务与下一代NTN业务,在走向全球泛在过程中,同频干扰将会加速出现。

由此带来第三、第四重挑战:网络难以稳定组网,以及难以高可靠建设与接入。

从连接系统到智能系统:架构演进与六大质变

面对挑战,何元智给出的解决思路,是从连接系统向智能系统演进。

她回顾,过去基于AI的卫星网络优化,长期停留在以静态模型驱动的点上局部优化(如链路参数动态调整),此后逐渐深入网络层、管控层,发展为以大模型辅助、智能体驱动的自主智能系统。

在她看来,这一进程的实质,“将会是一个从连接系统向智能系统的演进”。

具体到体系架构,何元智指出,AI将贯穿整个系统的云、边、端所有末端:物理架构上是云边协同训练、边缘实时推理、终端智能执行;逻辑架构上则以多模态模型为基础,通过Agent处理全业务,实现多智能体协同、多业务自主服务。

她进一步指出,在这一架构下,AI赋能将带来六个维度的根本性质变。

认知之变:各类轨道的通信卫星将从通信节点变成认知节点,“卫星不再仅仅是数据的搬运工,而会进化为具备环境感知、态势理解、自主认知的太空智能体”。

协同之变:星间协同从依赖预定规则的协同进化到群体智能,通过分布式多智能体强化学习,让卫星集群自主探索最优响应模式,提升任务与资源利用效能。

管控之变:从人工参与的规划演进到意图驱动的管控,系统主动理解业务意图、基于全局目标自主协商,对应急保障等突发需求实现毫秒级响应。

运维之变:从人工值守走向预测性自治,网络运维由故障后的被动响应,升级为AI驱动的实时感知、故障预测、自动隔离与恢复闭环。

传输之变:从比特传输走向语义交互,考虑到卫星通信的资源是非常宝贵的,语义特征传输可在带宽受限条件下支撑手机直连、物联网等极简通信。

服务之变:卫星网络从单纯的通信管道,演进为集通信、导航、遥感、计算于一体的综合服务平台,孕育全新的行业应用与商业价值。

何元智强调,AI“不再是对传统卫星通信的性能优化,而是对我们整个卫星通信系统架构的根本性重塑”。

让AI真正上天:五大关键技术探索

围绕上述架构重塑,何元智梳理了业界与团队前期开展的五个前沿技术方向。

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一是星载AI大模型与认知Agent的轻量化及分布式部署。

她以马斯克的百万量级卫星打造太空算力帝国的设想为引,提出星载AI大模型是后星座时代的智慧大脑:可以在大型卫星平台上部署领域模型,在低轨卫星上布设轻量化模型,在天基边缘设备上布设微型算力,形成多态大小模型协同的分布式智能网络。

她进一步表示,轻量化技术是算力上天的第一关,而模型量化、参数剪枝、知识蒸馏是第一步;同时要开展可拆分性分析,找到适配卫星网络高误码、长时延、容迟容断特性的星间协同推理方案。有了模型还要灵活调度,认知Agent正是后星座时代的智能执行器。

二是基于AI的智能频谱挖掘与主动抗干扰。

何元智表示,过去的抗干扰多是感受到干扰后被动应对,未来要依托太空算力,基于AI进行频谱需求预测、资源自动化调整与知识图谱挖掘,可以让我们的频谱资源在轨活起来,进而把抗干扰从过去的被动躲避转化到主动认知。

三是适应高动态拓扑的认知路由与分布式优化。

针对传统网络无法捕捉通断时序演变的问题,她认为要把巨型星座下离散的状态表征,升级为连续的时空特征表征,结合多智能体融合开展时空特征提取、建模与时序仿真,沿着从静态拓扑预设到动态图的实时推演方向演进。

四是面向极低带宽的语义编码与生成式重建。

何元智强调,频谱是有限的,而且它是安全受限的。这就要求在极低带宽条件下保证可靠传输,发射端的语义高效表征与接收端基于扩散模型、自回归模型的生成式重建,需要结合星间、星地等不同链路特点开展研究。

五是基于意图驱动的自主决策与网络自愈。

依托大模型赋能,她认为卫星可在运维管理、路由、波束、转发器等环节按上层业务意图自主调整;而网络故障条件下的自愈,则要依靠数字孪生与强化学习构建自愈决策引擎。
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