📘 《AI 時代系列（6）：進階通訊工程——邁向2035年太空星鏈網路時代》
📘 第 10周: 🌆 從 RAN 到城市：E2E × Digital Twin × RIS × LEO 完整設計
6G 端到端工程全貌
100／150單元： 第十章小結 × 測驗 🛰️ LEO × 地面混合架構________________________________________
🟦 【單元超級小結：6G 系統整合的終極理解】
第 10 章帶我們走完 6G 的完整端到端視角（End-to-End），真正理解「從手機到太空」的通訊工程全貌。本章可說是整套教材最重要的一章，因為這裡串起了：
✔ AI-native Network（第 9 章）
✔ RAN / Core / MEC 工程
✔ THz / RIS / LEO 等 6G 技術
✔ Digital Twin × AI 優化
✔ 完整 SLA 的落地方式
也是你成為頂尖 6G 工程師必須具備的能力。
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1️⃣ 6G 通訊系統全貌：從地面到太空的真正整合
本章首先建立 6G 的立體架構：
UE → RAN → Core → MEC → 雲端中心 → LEO → 地面閘道 → 回到地面核心網
不再是單純的地面網路，而是：
✔ 地面（gNB）
✔ 空中（UAV）
✔ 太空（LEO）
✔ 智慧反射牆（RIS）
✔ Twin City（孿生城市 AI 中心）
多層協作、多層調度、多層最佳化。
地面無法覆蓋的地方由太空補，太空不穩定的地方由地面補。
這就是 6G 的真正精神：整合一切可用資源，創造無縫連接。
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2️⃣ RAN 規劃流程：6G 工程師的基本功
本章教會你：
✔ 小區規劃（Cell Planning）
• 覆蓋範圍
• 用戶密度
• 建築遮蔽
• THz 反射需求
✔ 選址與佈建（Site Survey）
• 屋頂高度
• Line-of-Sight
• 孿生城市中的建模
✔ 最佳化
• AI RIC 控制參數
• RIS 配置
• Beamforming 自動優化
RAN 是整個 6G 最複雜的部分，也是 AI 工程最能發揮的地方。
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3️⃣ SBA 架構：5GC 是 6G 的系統大腦
AMF、SMF、UPF 的分離讓網路：
✔ 彈性
✔ 可切片
✔ 可插拔
✔ 可擴展
✔ 容錯能力強
✔ 可以下沉至 MEC
6G 的所有能力都建立在 SBA 這個平台上。
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4️⃣ 網路切片：從運營商到「網路工廠」
你學到：
✔ 每種產業都有自己的網路
✔ 切片 = 規格書化的 SLA
✔ 切片在 RAN × Core × MEC × NTN 之間協同工作
✔ THz / RIS / LEO 也會切片
切片不再是「高階功能」，而是 6G 的基礎。
6G = 切片時代。
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5️⃣ Digital Twin：6G 最強大、最被低估的革命
Digital Twin 可以：
✔ 重建整座城市的網路
✔ 模擬電磁遮蔽物
✔ 預測負載
✔ 找出最佳 RIS 設置
✔ 進行 Beamforming 自動優化
✔ AI 學習真實環境 → 再輸出調整建議
沒有 Digital Twin，6G 的 AI-native Network 根本無法落地。
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6️⃣ AI × 數據驅動優化：真正的網路大腦
AI 可以：
✔ 自動找最佳小區參數
✔ 追踪多普勒補償
✔ 預測擁塞
✔ 分配頻譜
✔ 智慧切換基地台
✔ RIS 角度 × 反射係數自動化
✔ LEO 追蹤補償
6G 基地台（gNB）不再是硬體，而是：
🧠 AI 驅動的分散式智能系統（Distributed Intelligence）
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7️⃣ E2E SLA：把「理論」變成「實際可賣的服務」
SLA 不再是電信公司的廣告詞，而是：
✔ 可以量測
✔ 可以保證
✔ 可以異常偵測
✔ 可以自動修復
✔ 可以多層（地面 × 太空）協助
例如：
• 自駕車要求：10ms
• LEO 提供：低軌補充覆蓋
• RIS 提供：THz 的穩定路徑
• MEC 提供：低延遲計算
• 切片提供：資源隔離
最終形成真正可用的 E2E SLA。
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8️⃣ 6G 城市規劃：世界級工程師的舞台
你已能設計：
✔ THz 街道覆蓋
✔ 智慧路口 RIS
✔ LEO × RIS 混合架構
✔ 垂直網路（UAV × 飛行車廊道）
✔ 智慧工廠專網
✔ 整座城市的 Digital Twin
6G 城市不是蓋基地台，是「打造一座會思考的城市」。
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9️⃣ AI × 6G E2E：完整系統整合能力
你已能規劃出：
• RAN（gNB）
• Core（SBA）
• MEC
• NTN × LEO × HAPS
• 數據 AI 優化
• SLA 管理
• Digital Twin 自動化
• E2E 系統整合文件
這是一般電信工程師達不到的高度，是 Architect 級別能力。
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🟦 【章末測驗 】
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📌 1.（單選）什麼是 6G 系統中最重要的挑戰？
A. 設備價格
B. 多層網路整合
C. 小型基地台的設計
D. 電池技術
✔ 正解：B
解析：
6G 必須同時整合地面（Sub-6 / mmWave / THz）、空中（UAV / AAM）與高空（LEO / NTN）等多層網路，並維持一致的 E2E SLA，系統協同與整合難度遠高於單一設備或元件設計。
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📌 2.（單選）UPF 下沉的最大好處是？
A. 讓網路變便宜
B. 降低功耗
C. 提供更低延遲
D. 減少頻譜使用
✔ 正解：C
解析：
UPF 下沉至邊緣或接近 RAN，可縮短資料路徑，減少核心網繞行時間，是實現 URLLC 與即時應用低延遲的關鍵設計。
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📌 3.（單選）RIS 可以：
A. 產生新的頻段
B. 重定向 THz 波
C. 增強 UE 計算能力
D. 取代基地台
✔ 正解：B
解析：
RIS 透過可程式化反射與相位控制，改變電磁波傳播方向，特別適合補強 THz 頻段易受遮蔽、非視距（NLOS）問題。
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📌 4.（問答）請解釋切片（Slicing）如何與 LEO 協作。
參考答案：
網路切片會為特定服務分配專屬的頻寬、計算與傳輸路徑；當地面網路無法滿足覆蓋或可靠度需求時，LEO 會被納入該切片的傳輸路徑中，補充覆蓋並維持端到端的 SLA 保證。
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📌 5.（單選）Digital Twin 的核心功能不包含？
A. 預測網路
B. 產生真實頻譜
C. 找出瓶頸
D. 模擬覆蓋
✔ 正解：B
解析：
Digital Twin 是虛擬映射與模擬系統，用於預測、分析與優化網路行為，本身不會產生或分配實體頻譜資源。
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📌 6. LEO 衛星補充 6G 覆蓋最重要的場景是？
• 海上
• 山區
• 沙漠
• 災害地區
✔ 答案：以上全部
解析：
海上、山區、沙漠與災害地區皆缺乏完善地面基礎建設，LEO 可快速提供廣域覆蓋與回傳能力，是 6G 實現無所不在連線的重要補充。
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📌 7.（問答）為何 6G 必須使用 AI-native？
參考答案：
因為 6G 網路複雜到人工無法手動最佳化，AI 可以自動調整 RAN、預測負載、控制 RIS、補償 LEO 多普勒，是 6G 的必要條件。
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📌 8–15（綜合題）
8. 請畫出一個簡單的「LEO × RAN × Core」架構拓撲（文字描述可）。
作答：
使用者（UE）連接至地面 RAN（gNodeB／THz AP），當地面覆蓋不足或需回傳補強時，資料經由 LEO 衛星作為回傳鏈路，最終進入核心網（5GC／6GC）進行控制與資料處理。
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9. 描述 THz 為何在城市中需要 RIS。
作答：
THz 頻段穿透力弱、易受建築遮蔽，RIS 可透過可程式化反射建立虛擬視距路徑，改善非視距環境下的覆蓋與連線穩定度。
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10. 解釋 RIC 在 AI-native RAN 的角色。
作答：
RIC（RAN Intelligent Controller）負責蒐集 RAN 資料並透過 AI 模型進行即時或非即時優化，動態調整功率、波束、切換與資源配置。
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11. 說明 MEC 與 UPF 下沉的關係。
作答：
UPF 下沉可將資料轉發點靠近使用者，而 MEC 提供近端計算能力，兩者結合可大幅降低資料往返延遲，支援即時與低延遲服務。
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12. 舉例 3 個 E2E SLA 的指標。
作答：
端到端延遲（Latency）、延遲抖動（Jitter）、封包遺失率（Packet Loss Rate）。
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13. 解釋「垂直網路」在 6G 的定義（UAV、飛行車）。
作答：
垂直網路是指將通訊延伸至空域，支援 UAV、飛行車等三維移動節點，形成地面、空中、高空整合的立體網路架構。
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14. 說明 Digital Twin 如何協助災害應變。
作答：
Digital Twin 可即時模擬災害對網路的影響，預測瓶頸與失效區域，協助快速重新配置資源與路徑。
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15. 用一句話總結 6G 的核心精神。
作答：
6G 是一個以 AI 為核心、整合天地空、並能在高度動態環境下維持 E2E SLA 的智慧網路。
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🌟 一句話總結第 10 章：
6G = 地面 × 天空 × 太空 × AI × Digital Twin 的端到端智慧網路。
