📘 《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 7周 🕸 無基地台通訊：Ad-Hoc、V2X 與 NTN 自組網
69／150單元： NTN × Ad-Hoc 🛰️ 衛星與地面融合：6G 的真正全域自組網
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🎯 單元導讀
過去的通訊世界是「基地台中心」：
UE → gNodeB → Core → Internet
但 6G 的願景不是這樣。
真正的 6G 是：
⭐“地面 + 空中 + 太空 + 海面” 全部形成一張巨大的 Ad-Hoc 網
NTN（Non-Terrestrial Network）
= LEO 衛星 + HAPS（高空站）+ UAV
Ad-Hoc
= 地面 UE + 車輛 + IoT 裝置
當兩者結合時，網路會變成：
📡 地面網路不再全依賴基地台
🛰 LEO/UAV 變成超大型移動 relay
🚗 車輛、手機也能當 node
🌐 整個世界變成真正的 Mesh
一句話：
⭐ NTN × Ad-Hoc = 全球規模的自組網（Global Self-Organizing Network）
沒有任何單點故障，不需固定基站，也能維持連線。
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🧠 一、為什麼 NTN 一定要搭配 Ad-Hoc？
因為衛星與地面網路「彼此都有缺陷」：
● 地面（Ad-Hoc / MANET）
✔ 密度高
✔ 可擴展
✘ 覆蓋有限
✘ 地形阻擋（山谷、隧道）
● LEO / HAPS（NTN）
✔ 覆蓋大
✔ 可跨海、跨山、跨國界
✘ 地面陰影區（signal blocked）
✘ 波束切換
✘ 延遲高於地端
結合後：
⭐ 地面彌補衛星盲區
⭐ 衛星彌補地面覆蓋洞
→ 真正的全球高速網路
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🧩 二、NTN × Ad-Hoc 的整體架構
用最簡單的 ASCII 圖：
🛰 LEO 🛰 LEO
\ /
\ /
📡 UAV (relay)
|
🚗 車隊 Mesh VANET
|
📱 UE ↔ UE ↔ UE (Ad-Hoc)
此 ASCII 圖示意多層協作通訊架構，透過 LEO、UAV 與地面節點的中繼與 Mesh／Ad-Hoc 連結，確保在遮蔽與高移動環境下仍能維持連線。
所有節點都能互相轉發訊號，沒有「必經」的基地台。
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📶 三、關鍵概念：多層 Ad-Hoc（Multi-Layer Ad-Hoc）
6G 的 NTN × 地端組成三層 Ad-Hoc：
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① Ground Layer（地面層）
• 手機、IoT、車輛（VANET）
• MANET / Mesh
• 低功率、密度高
• 範圍 10–200 m
→ 解決 最後一哩路
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② Aerial Layer（空中層）
• UAV（無人機基地台 / 繫留氣球）
• 覆蓋半徑 1–5 km
• 可臨時補洞（災難、演唱會、偏鄉）
→ 解決 動態流量需求
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③ Space Layer（太空層）
• LEO（Starlink）
• MEO / GEO
• 覆蓋半徑 500–2000 km
→ 解決 全球覆蓋 + 跨境通訊
這三層互相靠 Ad-Hoc 連在一起，就是 6G 的 三維通訊網路。
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📡 四、Ad-Hoc 如何幫助衛星？
衛星是強大的，但仍有弱點。
⭐ 1. 地面陰影區（遮蔽）
山谷、密集建築會 block LEO beam。
解法：
→ 地端 UE / 車輛自組網接力送出去
⭐ 2. Beam Handover（波束切換）
LEO 每 2–6 分鐘要換一次 beam。
在切換時：
→ 地端 Ad-Hoc 先維持連線
→ 等新的 LEO beam 建立後再切回
⭐ 3. 地面 Gateway 不夠多
台灣只有 1–2 個星鏈地面閘道。
但 Ad-Hoc 可：
→ 先 local exchange
→ 等可見度再 uplink
這讓衛星網路「更像真正的網路」。
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🛰 五、衛星如何幫助 Ad-Hoc？
反向來看，Ad-Hoc 也靠衛星救命。
⭐ 1. 走不出去的地端 Mesh
山區、海上、災難區
→ Mesh 永遠無法離開「本地網」
衛星 = 出口
⭐ 2. 基地台癱瘓（地震、停電）
LEO / HAPS 可以短時間變成「臨時基站」。
⭐ 3. 跨國 VANET
車隊從高雄 → 台東 → 花蓮，全程沒有 base station overlap。
LEO 可以保持連線。
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🤖 六、AI × Routing：6G NTN-AdHoc 的大腦
NTN 的 routing 不是固定的，AI 要即時決策：
• 哪個車輛是最佳 relay？
• UAV 航道怎麼飛最有效？
• 何時切到 LEO？
• 哪一層應該接手（地→空→太空）？
• 什麼時候 local mesh 就好，不用上衛星？
AI 根據：
• 可見度（visibility）
• SNR / SINR
• topology
• mobility（移動速度）
• interference
• traffic prediction
輸出：
⭐ 最佳 routing path（Global Path Selection）
這才是完整的 NTN × Ad-Hoc。
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🌍 七、典型應用情境
以下都是未來 6G 會正式落地的。
1️⃣ 災難場景（地震、颱風）
基地台倒 → Ad-Hoc（UE）接力 → UAV → LEO
2️⃣ 海上船隊
船隻互相 relay → LEO uplink
3️⃣ 國道高速 VANET
車隊 → Mesh → UAV → LEO
4️⃣ 偏鄉 / 山區
地端 Mesh → 衛星接回 Core
5️⃣ 國際運輸（貨車跨境）
Ad-Hoc（車隊）保持 local → LEO 保持 global
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🧪 八、模擬題
**1️⃣ 專業題：
為什麼 LEO × Ad-Hoc 能降低衛星波束切換的中斷？**
📦 答案：因為地端 Ad-Hoc 可以維持 local routing，等待新 LEO beam 建立。
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**2️⃣ 應用題：
下列哪一層不是 NTN × Ad-Hoc 的一部分？**
A. Ground Mesh
B. UAV
C. HAPS
D. DSL 固網 ✔
NTN × Ad-Hoc 聚焦於非地面與無線自組網架構，DSL 屬於有線固定接取，不具備自組與非地面特性，因此不屬於該架構。
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**3️⃣ 情境題：
在山區無訊號，手機之間互相中繼，再由 UAV 送到 LEO，這屬於？**
📦 答案：這屬於「多層協作通訊（Multi-hop Cooperative Communication）」的 NTN × Ad-Hoc 架構，透過 UE Mesh → UAV 中繼 → LEO 衛星來延伸覆蓋並恢復連線。
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⭐ 九、小結：6G = 全球規模的自組網
✔ NTN 解決全球覆蓋
✔ Ad-Hoc 解決本地密度
✔ AI 做 routing 與 relay selection
✔ LEO × UAV × 地面 Mesh → 全球三維網路
✔ 不依賴基地台，也能保持網路存活
一句話：
⭐ 6G 不是只有 RAN，而是整個地球一起變成「一台巨大的基地台」。
