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1. 网络架构设计
卫星直连需要构建一个空天地一体化的融合网络架构，将卫星网络（天基网络）与地面移动通信网络（地基网络）深度融合。具体包括：
- 星地融合架构：通过高轨（GEO）、中轨（MEO）和低轨（LEO）卫星网络与地面移动通信网络的协同，实现全球无缝覆盖。
- 统一的空口和网络架构：采用统一的通信体制和协议，支持星地网络的无缝切换和资源共享。
2. 卫星星座与星间链路
- 卫星星座设计：低轨卫星星座是未来发展的主要方向，因其轨道高度较低，网络时延小、信号损耗低、带宽大。
- 星间链路技术：通过星间链路实现卫星之间的直接数据交换，减少对地面站的依赖，降低传播延迟，提升网络连通性和稳定性。
3. 卫星载荷与处理能力
- 透明转发与星上再生：根据卫星的载荷能力，可采用透明转发（仅射频放大）或星上再生（具备调制解调、路由等功能）两种模式。
- 轻量化设计：卫星载荷需要在轻量化、高集成、热管理等方面进行优化，以适应卫星平台的限制。
4. 地面网络适配
- 地面网关与核心网：地面核心网需要与卫星网络协同，支持用户数据的高效传输和管理。
- 网络认证与漫游：解决地面电信运营商与卫星运营商之间的网络认证、鉴权和业务漫游问题。
5. 动态资源管理与优化
- 智能资源调度：通过软件定义网络（SDN）和人工智能技术，实现星地网络的动态资源分配和优化。
- 多星协同与波束切换：针对非静止轨道卫星（NGSO）的快速拓扑变化，优化星内/星间波束切换和频率复用方法。
6. 标准与协议
- 3GPP NTN标准：遵循3GPP非地面网络（NTN）标准，支持卫星直连设备的全球标准化。
- 频谱共享与管理：研究星地频谱共享技术，优化频谱资源的利用。
7. 网络运维与可靠性
- 分布式架构：采用分布式架构提升网络的抗干扰能力和自愈功能，保障服务的连续性和高可靠性。
- 运维挑战：针对卫星网络的动态性和复杂性，优化网络运维策略，降低运营成本。
