手機(jī)直連衛(wèi)星不是讓消費(fèi)者在手機(jī)或衛(wèi)星電話之間做出選擇，而是將他們的手機(jī)變成衛(wèi)星終端。這可以通過將支持衛(wèi)星的硬件納入現(xiàn)代手機(jī)來實(shí)現(xiàn)，例如蘋果和華為，或者通過將蜂窩硬件設(shè)計(jì)到衛(wèi)星中來實(shí)現(xiàn)，這就是Starlink、AST和Lynk正在做的事情。無論哪種方式，移動通信運(yùn)營商和通信衛(wèi)星運(yùn)營商之間肯定是伙伴關(guān)系，而不是競爭，意味著智能手機(jī)將逐步集成衛(wèi)星連接的功能。發(fā)展趨勢很明確，以至于從衛(wèi)星制造及運(yùn)營側(cè)、地面移動運(yùn)營商側(cè)、終端側(cè)、體制協(xié)議側(cè)、操作系統(tǒng)側(cè)等各方面開始發(fā)力。

3GPP從R15開始定義NTN網(wǎng)絡(luò)，衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)是其中重要的場景，R17標(biāo)準(zhǔn)化了5G與包括衛(wèi)星在內(nèi)的非地面網(wǎng)絡(luò)（NTN）之間的獨(dú)特合作，以提供兩者之間的無縫過渡，R18將持續(xù)定義及優(yōu)化以衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)為主的NTN通信的體制協(xié)議。?

2023年2月23日，F(xiàn)CC主席Jussica公布了3月份的會議安排。其中值得關(guān)注的是FCC將基于“頻率共享政策優(yōu)化”來支持SCS（Supplemental Coverage from Space）場景的發(fā)展，并將其作為首個議題來討論。提案“首次提出地面移動運(yùn)營商與衛(wèi)星服務(wù)商合作的框架”，重點(diǎn)對“衛(wèi)星運(yùn)營商復(fù)用地面頻率帶來的政策及技術(shù)問題”進(jìn)行意見征詢。

此提案代表了歐美國家對于“衛(wèi)星+地面網(wǎng)絡(luò)融合”場景的重視，這也是繼沙特拍賣“2.2GHz NTN頻譜”使用權(quán)之后，全球?qū)τ谔斓毓蚕眍l譜政策推進(jìn)的又一重大事件。

此提案最大的受益方是手機(jī)直連衛(wèi)星的應(yīng)用場景，這里的手機(jī)不僅僅是傳統(tǒng)意義的手機(jī)，還包括物聯(lián)網(wǎng)終端等能在地面網(wǎng)絡(luò)接入的標(biāo)準(zhǔn)終端，基于通用的頻率，在天地網(wǎng)絡(luò)中漫游，通過天基網(wǎng)絡(luò)的部署，來提升地面網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的范圍和性能。這將是FCC推動手機(jī)直連衛(wèi)星場景落地的最有力的推動力，如果政策文件能落地的話，將大大推進(jìn)ASTLYNKSpaceX等手機(jī)直連衛(wèi)星服務(wù)公司商業(yè)落地的進(jìn)程。

從FCC發(fā)布的提案文件來看，該提案希望“為SCS提供新的合規(guī)框架，來提升地面網(wǎng)絡(luò)與衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的融合”，主要通過“靈活配置地面運(yùn)營商與衛(wèi)星廠家的頻率使用權(quán)”。提案提出，希望通過為地面增加衛(wèi)星專用頻譜為指定區(qū)域提供服務(wù)，以及通過衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)使用地面運(yùn)營商頻譜來為指定GIA區(qū)域提供移動通信服務(wù)；

GIA：Geographically independent area，主要包括六個：(1)美國大陸；(2)阿拉斯加州；(3)夏威夷；(4)美屬薩摩亞；(5) 波多黎各/維爾京群島；(6)關(guān)島/北馬里亞納群島。

該提案對融合場景設(shè)計(jì)、政策優(yōu)化等方面征詢意見，重點(diǎn)提出復(fù)雜場景下對運(yùn)營商技術(shù)能力考核和頻率干擾規(guī)避考核等方面的問題。

從頻率來看，主要此次擬放寬600MHz、700MHz、800MHz以及寬帶的PCS和WCS等頻段的使用。Starlink通過與T-Mobile的合作擁有了PCS頻段的頻譜使用權(quán)，AST在巴布亞新幾內(nèi)亞申請的頻率包括了上述頻段，并在向FCC申請?jiān)诿绹穆涞剡\(yùn)營權(quán)，并通過與AT&T的合作，獲得了在800MHz頻譜上的試驗(yàn)的權(quán)力。可見如果該提案的落地，將直接加速相關(guān)企業(yè)的運(yùn)營牌照的申請。

AST申請美國落地運(yùn)營的頻率

AST首顆BW3寬帶試驗(yàn)衛(wèi)星申請的頻段

此外，還有一條信息需要關(guān)注的是除了美國運(yùn)營商外，此次提議允許非美國衛(wèi)星運(yùn)營商通過與地面移動運(yùn)營商的合作進(jìn)入美國市場。

具體的提案落地情況，將在3月中旬的公開會議中討論。此提案可能將受到一些沒有布局衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)的運(yùn)營商的反對，但是從總體來看，主流運(yùn)營商都在布局相關(guān)的技術(shù)和市場，所以提案獲得通過的可能性很大，該提案的通過將直接加速美國手機(jī)直連衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)能支持什么樣的手機(jī)我們又可以把這個場景分為三類：

第一，支持現(xiàn)有的2G3G4G5G的普通手機(jī)，就是手機(jī)端不用硬件的修改，也不用配“什么手機(jī)殼”等外掛來跟衛(wèi)星通信，這是我們說的存量手機(jī)直連衛(wèi)星的場景，Lynk、AST和SpaceX是這種模式。很多人對這個場景表示擔(dān)憂，后續(xù)我們展開分析；

第二，就是基于5G NTN的場景定義，下一代手機(jī)可以支持這種通信服務(wù)，這是大勢所趨，Omni等從IoT NTN做起的公司是走這條路，因?yàn)轶w制協(xié)議還沒完全定義，所以需要時間；

第三種，就是蘋果和華為以及三星將要推出的，把衛(wèi)星通信的硬件集成到商業(yè)終端手機(jī)里，能跟現(xiàn)有衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)融合通信，目前蘋果和華為都是短信通信，讓我們期待電信用天通來實(shí)現(xiàn)的語音手機(jī)直連衛(wèi)星的通信吧，我們分析認(rèn)為國內(nèi)大概率還是華為支持電信來完成。

從上面的三種場景分析，NTN是最順的一條路，因?yàn)橛袠?biāo)準(zhǔn)組織牽頭，終端組織參與論證，產(chǎn)業(yè)鏈慢慢拉起來會比較順利，但是存在兩個問題，一個是需要時間，另一個對原來終端不兼容，（很簡單的例子就是多普勒的補(bǔ)償，現(xiàn)有手機(jī)不會補(bǔ)償，NTN協(xié)議里定義的終端需要補(bǔ)償多普勒，詳細(xì)的這里不展開了。）很多人需要換手機(jī)才能使用，這對用戶不友好。蘋果和華為那種模式呢，其實(shí)現(xiàn)在來看終究要淘汰的，因?yàn)樾实拖?，?biāo)準(zhǔn)化的網(wǎng)絡(luò)起來之后會對其產(chǎn)生很大的沖擊，蘋果是因?yàn)槭袌稣加新矢撸梢岳瓌邮袌龅淖呦?，但是畢竟用戶不是都用蘋果，世界也不止只有美國。所以，視線轉(zhuǎn)回存量手機(jī)直連，這條路最有意義，當(dāng)然也很難，因?yàn)槭謾C(jī)不改，給衛(wèi)星帶來很大的系統(tǒng)設(shè)計(jì)難度。

外媒分析認(rèn)為，隨著衛(wèi)星到蜂窩（可以理解為D2D）服務(wù)將成為一項(xiàng)可行的服務(wù)，這一現(xiàn)實(shí)即將到來。發(fā)展來看，首先是初創(chuàng)的衛(wèi)星通信公司，然后很快延申到主要的電信和手機(jī)等終端公司。將衛(wèi)星直接連接到未經(jīng)改裝的手機(jī)（所說的存量手機(jī)）的效率優(yōu)勢是顯而易見的——人們將不再失去聯(lián)系或也不需要專門的昂貴或者笨重設(shè)備來保持連接。雖然手機(jī)直連衛(wèi)星的初創(chuàng)公司Lynk和AST SpaceMobile已經(jīng)享有早期的市場優(yōu)勢，Lynk剛剛獲得FCC的批準(zhǔn)，可以在國際上提供服務(wù)，但在T-Mobile和SpaceX以及蘋果和Globalstar、華為和北斗之間的一波合作協(xié)議之后，市場可能會更快地?cái)U(kuò)大規(guī)模。

華為和Starlink手機(jī)直連衛(wèi)星技術(shù)差異

手機(jī)直連衛(wèi)星工作

1.????優(yōu)化星載基帶：實(shí)現(xiàn)星載基帶的協(xié)議自適應(yīng)適配與業(yè)務(wù)功能的自動分割。

2.????研發(fā)星載相控陣天線：研發(fā)星載超大規(guī)模陣列天線技術(shù)，優(yōu)化全數(shù)字/模數(shù)混合賦型架構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)地面移動終端的小型化。

3.????優(yōu)化衛(wèi)星終端天線：使用小陣面相控陣天線與通用基帶芯片設(shè)計(jì)，追求體積小成本低。

4.????星地回傳：高效利用空口，實(shí)現(xiàn)大帶寬、大容量、遠(yuǎn)距離的星地傳輸。

5.????星間路由：研發(fā)激光星間鏈路，這是實(shí)現(xiàn)天地一體化的關(guān)鍵突破點(diǎn)。

6.????系統(tǒng)軟件研發(fā)：實(shí)現(xiàn)波束協(xié)同與無線資源調(diào)度與立體星座多波束管理。

第一種是基于目前技術(shù)的延伸，是最快可以做的技術(shù)，但受限于終端的市場占有率和現(xiàn)有衛(wèi)星的容量等能力，

第二種，則是目前可以快速建立市場的方式，為存量手機(jī)增加衛(wèi)星通信功能，收取少量費(fèi)用以備不時之需，尤其是NTN標(biāo)準(zhǔn)體制還未完全明確，產(chǎn)業(yè)發(fā)展還不足以支撐業(yè)務(wù)發(fā)展的情況下，這種模式是立竿見影的，問題就在于頻率的問題，政策的問題，以及性能回退的問題等；

第三種，對于NTN標(biāo)準(zhǔn)的體制協(xié)議及下一代終端兼容衛(wèi)星通信技術(shù)，這是目前可以確定會發(fā)生的，提前布局技術(shù)等待未來的到來是對的。

華為mate60pro衛(wèi)星直連手機(jī)技術(shù)分析

華為使用的是天通衛(wèi)星，其體制協(xié)議并非現(xiàn)網(wǎng)手機(jī)通用體制協(xié)議，且終端也需要配置專用處理器，類似于將原來的雙模衛(wèi)星電話做的更小巧，更接近消費(fèi)級普通商用終端，屬于第一種專用體制+專用終端（華為mate60pro）。系統(tǒng)從網(wǎng)絡(luò)側(cè)、終端側(cè)、業(yè)務(wù)側(cè)齊頭并進(jìn)，先后突破高性能內(nèi)置天線、基帶射頻芯片一體化小型化、衛(wèi)星核心網(wǎng)與移動核心網(wǎng)拉通以及信令協(xié)議轉(zhuǎn)換等關(guān)鍵技術(shù)，終于推出手機(jī)直連衛(wèi)星功能。系統(tǒng)還有一個先天優(yōu)勢，因?yàn)樗幱贚SC這樣的低頻段上，天線具備適合手機(jī)終端尺寸的條件。

華為全球首發(fā)推出衛(wèi)星直連通話服務(wù)，星地一體化的大趨勢充分顯現(xiàn)。為了滿足衛(wèi)星通信的便捷使用，近年來廠商開始在消費(fèi)級的手機(jī)上集成衛(wèi)星通信功能。智能手機(jī)要實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星通信要求天線射頻技術(shù)和基帶芯片技術(shù)有較大的發(fā)展。目前看，華為、蘋果與高通的解決方案通過基帶芯片升級實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星通信，其中華為全球首次實(shí)現(xiàn)話音通信。展望未來6G時代，衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)將與地面蜂窩網(wǎng)絡(luò)深度融合，突破4G、5G受到地形限制的缺陷，實(shí)現(xiàn)全球無縫覆蓋，手機(jī)直連衛(wèi)星將是星地融合通信的一種主流方式。

手機(jī)直連衛(wèi)星技術(shù)難點(diǎn)之一：天線

從衛(wèi)星通信的原理看，衛(wèi)星、手機(jī)是信號收發(fā)的設(shè)備，其中天線負(fù)責(zé)射頻載波信號的接收和發(fā)射，是無線通信系統(tǒng)必不可少的組成部分。

1）?衛(wèi)星上的天線：為了實(shí)現(xiàn)手機(jī)直連，提升衛(wèi)星天線能力是一個重要的技術(shù)方向。例如AST Spacemobile、Lynk、Starlink等公司的技術(shù)路徑，需要將新發(fā)射上天的通信衛(wèi)星的相控陣天線尺寸和規(guī)模做大，根據(jù)AST官網(wǎng)Bluewalker 3擁有64平方米的相控陣天線，根據(jù)Space X官網(wǎng)，二代星鏈則預(yù)計(jì)采用一個邊長5-6米、面積25平方米的相陣控天線。

2）?手機(jī)上的天線：在手機(jī)直連衛(wèi)星中，手機(jī)向衛(wèi)星的傳輸是一大難點(diǎn)。由于衛(wèi)星與地面通信傳輸距離長、對衛(wèi)星的指向要求高,傳統(tǒng)的衛(wèi)星電話往往搭載一根體積大、長度長、高增益的衛(wèi)星天線。但對于一部大眾智能手機(jī),天線受制于終端體積和功耗的限制,通常采用的是低增益全向天線,因此一般無法做到連接衛(wèi)星進(jìn)行通話。若需要在大眾手機(jī)上實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星通話,則需要突破衛(wèi)星通信天線與手機(jī)共形設(shè)計(jì)。

3）?展望未來Ku、Ka頻段連接，手機(jī)終端天線設(shè)計(jì)仍需要技術(shù)突破。目前可實(shí)現(xiàn)的手機(jī)直連衛(wèi)星系統(tǒng)仍然工作在低頻段，例如天通工作的S波段。未來我國低軌星座將采用Ku和Ka頻段，若要實(shí)現(xiàn)手機(jī)直連衛(wèi)星，需要終端天線技術(shù)持續(xù)升級。

手機(jī)直連衛(wèi)星技術(shù)難點(diǎn)之二：功放

功率放大器的作用是對發(fā)射通道的射頻信號進(jìn)行放大，是無線通信設(shè)備射頻的核心組成部分，影響整個無線通信設(shè)備發(fā)射性能、系統(tǒng)功耗等重要指標(biāo)。

為了實(shí)現(xiàn)手機(jī)和衛(wèi)星的連接，一方面，要滿足衛(wèi)星通信鏈路預(yù)算不變，由于通信距離變得更長，空間衰減會更多，因此手機(jī)功放需要能夠提供足夠的功率來確保信號能夠成功傳輸?shù)叫l(wèi)星。另一方面，功率放大器需要提升轉(zhuǎn)換效率，由于發(fā)送到衛(wèi)星的信號需要更高的功率，因此需要功放的效率變得更高，更高的效率意味著功放產(chǎn)生的熱量更少，電池消耗也更少；如果僅提升功放的功率，會造成手機(jī)待機(jī)的時間變短。采用第三代半導(dǎo)體能提供更高的功率密度和效率，允許功放在更小的尺寸和更低的功耗下提供更高的輸出功率。

第三代氮化鎵微波半導(dǎo)體電路優(yōu)勢明顯，能夠提升射頻器件的性能。對于集成電路材料的選擇，最新發(fā)展的第三代半導(dǎo)體氮化鎵（GaN）材料可以讓微波功率管的輸出功率成倍提高，其擊穿電場/電壓更高，能夠制成固態(tài)大功率器件，同時，氮化鎵還具有比砷化鎵更優(yōu)異的高頻段工作性能以及更好的熱穩(wěn)定性，可以在更高的溫度下持續(xù)正常工作。GaN 器件的功率密度是砷化鎵（GaAs）器件的十倍。GaN 器件的更高功率密度使其能夠提供更寬的帶寬、更高的放大器增益和更高的效率。GaN射頻器件大帶寬、高功效和高功率密度的特點(diǎn)使得其衛(wèi)星通信和太空領(lǐng)域也有良好的應(yīng)用空間。

據(jù)其分析，衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)鏈主要包括衛(wèi)星研制、衛(wèi)星發(fā)射、地面設(shè)備、衛(wèi)星運(yùn)營等環(huán)節(jié)。從產(chǎn)業(yè)鏈上下游劃分，衛(wèi)星制造環(huán)節(jié)作為前端將率先發(fā)展。

從通訊基站到數(shù)字終端到 5G 時代，華為在科技領(lǐng)域始終堅(jiān)持創(chuàng)新，相關(guān)華為產(chǎn)業(yè)鏈標(biāo)的同樣有望在我國高水平科技自立自強(qiáng)、關(guān)鍵核心技術(shù)攻堅(jiān)戰(zhàn)中受益，持續(xù)做強(qiáng)。

具體到華為手機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈上看，華為上調(diào)手機(jī)出貨量目標(biāo)以及高端機(jī)型的順利發(fā)布有望對上游產(chǎn)業(yè)起到拉動作用，可關(guān)注華為手機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈和國產(chǎn)替代核心環(huán)節(jié)（射頻、天線、濾波器）供應(yīng)商投資機(jī)遇。

華為Mate60系列采用了我國自研的“天通一號”衛(wèi)星系統(tǒng)。2008年汶川地震，讓我們意識到了建設(shè)自有衛(wèi)星通訊系統(tǒng)的重要性。2011年我國正式啟動了“天通一號”衛(wèi)星項(xiàng)目。

天通一號的三顆衛(wèi)星都是基于東方紅四號平臺研制，設(shè)計(jì)壽命12年到15年。

01星：2016年8月6日0時22分，中國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心使用長征三號乙運(yùn)載火箭成功發(fā)射天通一號01星。

02星：2020年11月12日23時59分，中國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運(yùn)載火箭，成功將天通一號02星送入預(yù)定軌道，發(fā)射任務(wù)獲得圓滿成功。

03星：2021年1月20日0時25分，中國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運(yùn)載火箭，成功將天通一號03星發(fā)射升空。

天通一號衛(wèi)星擁有109個國土點(diǎn)波束，實(shí)現(xiàn)了我國領(lǐng)土、領(lǐng)海、中東、非洲，以及太平洋、印度洋大部分海域區(qū)域覆蓋。可提供語音、短信、物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)、加密通訊等服務(wù)，系統(tǒng)的用戶容量可達(dá)250萬戶以上，基本滿足目前的用戶用量。未來不排除會進(jìn)一步擴(kuò)容。

天通一號衛(wèi)星覆蓋區(qū)域主要為中國及周邊、中東、非洲等相關(guān)地區(qū)，以及太平洋、印度洋大部分海域。覆蓋地形沒有限制，海洋、山區(qū)、平原、森林、戈壁、沙漠都可實(shí)現(xiàn)無縫覆蓋。

以下是天通一號衛(wèi)星的一些基本參數(shù)：

工作頻段：用戶鏈路為S頻段、饋電鏈路為C頻段。

用戶鏈路和饋電鏈路的上下行傳輸均為FDD/TDMA/FDMA方式。

發(fā)送頻段：S波段：1980MHz-2010MHz

接收頻段：S波段：2170MHz-2200MHz

手持設(shè)備支持信息速率分為兩擋：

1.2kbps-9.6kbps（可用于傳真）；

9.6-384kbps （數(shù)據(jù)傳輸/互聯(lián)網(wǎng)接入/視頻回傳）。

天線的發(fā)射功率<2W。

支持語音、數(shù)據(jù)、短信業(yè)務(wù)和定位功能，互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)目前暫未開通。

Starlink衛(wèi)星直連手機(jī)技術(shù)分析

Starlink這次推出的服務(wù)也很明顯，基于4G LTE的體制+現(xiàn)存的普通手機(jī)，屬于第二種；而移動聯(lián)合合作伙伴做的星上處理的手機(jī)直連衛(wèi)星技術(shù)，則是第三種。星鏈在內(nèi)的寬帶衛(wèi)星/高通量衛(wèi)星所用頻段集中在Ka、Ku、V這些高頻的頻段上，空間傳播損耗太大，終端天線必須做到20-30厘米口徑，這根本不適合手機(jī)終端。SpaceX需要發(fā)射新的星鏈衛(wèi)星V2.0并進(jìn)行組網(wǎng)。相比上一代，V2.0在原先Ku、Ka天線和星間激光鏈路的基礎(chǔ)上，增加一個面積達(dá)到25平方米的天線，以實(shí)現(xiàn)與地面手機(jī)的直接通信。衛(wèi)星將使用頻段較低的移動通信頻率，據(jù)稱是在1.9GHz上。Starlink是想把蜂窩基站放置在天空中，為大眾提供移動通信服務(wù)。

擁有1.1億客戶的美國第二大無線運(yùn)營商T-Mobile正在與SpaceX合作，以便第二代Starlink衛(wèi)星可以直接免費(fèi)連接到運(yùn)營商的手機(jī)?！艾F(xiàn)實(shí)情況是，地面蜂窩技術(shù)有局限性。由于土地使用限制、地形或技術(shù)限制，它無法覆蓋所有地方。這使我們能夠?qū)⑦@些偏遠(yuǎn)地區(qū)的覆蓋范圍更進(jìn)一步，“T-Mobile無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與戰(zhàn)略高級副總裁Karri 說。該公司計(jì)劃明年年底開始一個測試計(jì)劃，最初提供文本，圖片消息傳遞和參與的消息傳遞應(yīng)用程序，“目標(biāo)是在未來幾年通過語音和數(shù)據(jù)覆蓋范圍豐富服務(wù)，”Kuoppamaki說，并補(bǔ)充說，該網(wǎng)絡(luò)不需要額外的設(shè)備，因?yàn)門-Mobile網(wǎng)絡(luò)上已經(jīng)存在的絕大多數(shù)智能手機(jī)能兼容該衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)。

2023年10月11日，SpaceX星鏈官方網(wǎng)站全新推出星鏈直連手機(jī)業(yè)務(wù)（Direct to Cell）。根據(jù)SpaceX官網(wǎng)信息，其適用于現(xiàn)有的LTE手機(jī)。無需更改硬件、固件或特殊應(yīng)用程序，即可通過星鏈發(fā)送文本、語音和數(shù)據(jù)。

下圖值得關(guān)注，明確將攜帶4G基站（eNodeB）入軌，從圖示可以衛(wèi)星使用星間鏈路，比透明轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)更加靈活，屬于星上再生處理模式的衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。

發(fā)射手機(jī)直連衛(wèi)星將先基于獵鷹9號，后續(xù)將使用星艦發(fā)射。

預(yù)計(jì)2024年實(shí)現(xiàn)短信發(fā)送，2025年實(shí)現(xiàn)語音通話，2025年實(shí)現(xiàn)上網(wǎng)（Data），同年分階段實(shí)現(xiàn)IOT（物聯(lián)網(wǎng)）。 初期支持的運(yùn)營商包括：T-MOBILE (美國)、OPTUS (澳大利亞)、ROGERS (加拿大)、ONE NZ (新西蘭)、KDDI (日本)、SALT (瑞士)。 ? ? ?

這一服務(wù)可以直接通過消費(fèi)者的現(xiàn)有手機(jī)進(jìn)行連接，無需更換新機(jī)。最初階段，直連衛(wèi)星的服務(wù)將僅限于短息和消息類App服務(wù)，但將覆蓋全國的每個角落，甚至是無手機(jī)基站信號覆蓋的地區(qū)。這將終結(jié)移動盲區(qū)，避免出現(xiàn)在野外無信號區(qū)域無法進(jìn)行呼救的悲劇。

2022年7月28日，國外媒體發(fā)布了一則“SpaceX向FCC請求允許使用2GHz頻段來‘增強(qiáng)’其衛(wèi)星移動服務(wù)”的消息。

2022年8月26日上午，馬斯克發(fā)了一條推特（Twitter），官宣明年即將推出的第二代“星鏈”（Starlink）衛(wèi)星可以直連手機(jī)。此外，他還表示，“星鏈”與手機(jī)的連接將處理文本、圖像，可能還有視頻。2022年新聞，星鏈將和T-Mobile合作使用1.9GHz頻段提供直連手機(jī)服務(wù)。該服務(wù)將基于LTE，而不是5G等更新技術(shù)。 據(jù)外媒報(bào)道，SpaceX與美國電信運(yùn)營商T-Mobile達(dá)成戰(zhàn)略合作，雙方將共同探索地面通信和衛(wèi)星通信的融合。T-mobile CEO表示，將與SpaceX建立技術(shù)聯(lián)盟，合作將結(jié)束移動領(lǐng)域的僵局。馬斯克在活動現(xiàn)場介紹稱，即使所有的手機(jī)信號塔都癱瘓了，SpaceX旗下“星鏈”衛(wèi)星的新服務(wù)也能正常工作。 ? 2022年12月6日，SpaceX公司向美國聯(lián)邦通信委員會（FCC）提交了“移動衛(wèi)星服務(wù)（Mobile Satellite Service, MSS）”申請。 ? 頻譜資源申請，要求FCC授權(quán)其在美國市場開放直接對蜂窩網(wǎng)（direct-to-celluar）的衛(wèi)星有效載荷許可。基于1910-1915 MHz和1990-1995 MHz頻段分別開通地球到衛(wèi)星（E-s）上行鏈路和衛(wèi)星到地球（s-E）下行鏈路，從而實(shí)現(xiàn)無保護(hù)、無干擾的普通手機(jī)蜂窩網(wǎng)PCS G Block移動通信服務(wù)。 2022年8月，SpaceX和T-Mobile的合作，SpaceX所申請頻譜資源的地基移動通信使用權(quán)隸屬于T-Mobile移動通信公司。SpaceX創(chuàng)始人埃隆·馬斯克（ElonMusk）和T-Mobile首席執(zhí)行官兼總裁邁克·西弗特（Mike Sievert）在得州星艦基地（Starbase, TX）宣布了雙方就移動衛(wèi)星服務(wù)（MSS）開展合作，計(jì)劃在2023年底前實(shí)現(xiàn)基于星鏈（Starlink）衛(wèi)星的MSS服務(wù)，并在全球范圍內(nèi)逐步實(shí)現(xiàn)普通手機(jī)無盲點(diǎn)蜂窩網(wǎng)連接。

本次SpaceX申請的MSS服務(wù)頻段與陸基手機(jī)蜂窩網(wǎng)同頻段，MSS服務(wù)將以手機(jī)蜂窩網(wǎng)的形式提供接入服務(wù)，將適用于普通手機(jī)。

配置MSS服務(wù)載荷的星鏈V2.0衛(wèi)星

據(jù)消息SpaceX公司將在星鏈V2.0衛(wèi)星上實(shí)現(xiàn)MSS服務(wù)，提供此類服務(wù)的星鏈衛(wèi)星將攜帶一個面積達(dá)到25平米的中頻PCS頻譜（mid-band PCS spectrum）天線，以實(shí)現(xiàn)與地面手機(jī)的直接通信。每個中頻PCS頻譜天線將在地面形成一個通信單元格，通信帶寬為2-4Mbits，單元格中的手機(jī)將可以通過直連衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)通信。

按照SpaceX最新發(fā)布的星盾（Starshield）計(jì)劃，后續(xù)的星鏈V2.0衛(wèi)星都將提供模塊化載荷集成能力。MSS服務(wù)載荷也將以一種標(biāo)準(zhǔn)載荷形式發(fā)布，并方便地集成到需要提供此類服務(wù)的星鏈衛(wèi)星上。未來的星鏈星座（Starlink Gen1）和星盾星座（Starlink Gen2/Starshield）的衛(wèi)星都將基于星鏈V2.0衛(wèi)星總線架構(gòu)，根據(jù)所集成的載荷模塊，分別服務(wù)于商業(yè)用戶、政府，甚至可能提供混合應(yīng)用的配置方案。

https://fcc.report/IBFS/SAT-AMD-20230207-00021：SpaceX請求授權(quán)操作其直接到蜂窩的有效負(fù)載，以便在 1910-1915 MHz 上行鏈路 Es 和 1990 中以無保護(hù)、無干擾的方式進(jìn)行通信-1995 MHz 下行鏈路 sE 頻段 PCS G Block 以及現(xiàn)成的蜂窩移動設(shè)備。 ? https://fcc.report/IBFS/SAT-AMD-20230207-00022：SpaceX 應(yīng)用程序在 1610-1617.775 MHz 范圍內(nèi)提供移動衛(wèi)星服務(wù)SpaceX Gen2 衛(wèi)星上的上行鏈路 Es、2000-2020 MHz 上行鏈路 Es、2020-2025 MHz 上行鏈路 Es、2180-2200 MHz 下行鏈路 sE 和 2483.5-2500 MHz 下行鏈路 sE 頻段。 2023年02月SpaceX 撤回了針對 T-Mobile 蜂窩服務(wù)和使用 GlobalStar 頻率的 FCC 備案。 https://fcc.report/IBFS/SAT-STA-20230929-00240? SpaceX根據(jù)委員會規(guī)則第 25.120 條，特此請求特別臨時當(dāng)局（“STA”）自 2023 年 12 月 1 日起六十 (60) 天內(nèi)發(fā)射和測試其非對地靜止軌道(“NGSO”) 第二代 (“Gen2”) 衛(wèi)星1，具有直接到蜂窩通信有效載荷，可將未經(jīng)修改的蜂窩電話直接連接到 SpaceX Gen2 衛(wèi)星，但須遵守授權(quán) SpaceX 發(fā)射和運(yùn)營 7,500 顆衛(wèi)星的 Gen2 命令中規(guī)定的條件衛(wèi)星。這項(xiàng) STA 是必要的，因?yàn)槲瘑T會將繼續(xù)處理 SpaceX 為消費(fèi)者提供永久補(bǔ)充太空覆蓋 (“SCS”) 的申請2，并將允許SpaceX 在 12 月及時發(fā)射第一批支持直接蜂窩網(wǎng)絡(luò)的衛(wèi)星2023年。

還沒有完整閱讀，似乎對于 1.6GHZ-2.4GHz 和 2GHz 應(yīng)用程序，他們只是從 Gen1 切換到 Gen2，對于 T-Mobile 應(yīng)用程序，他們將有效載荷衛(wèi)星數(shù)量從 2,016 顆增加到 7,500 顆。SpaceX 請求其德國許可的直接蜂窩有效負(fù)載進(jìn)入美國市場，以便在 1910-1915 MHz 上行鏈路 Es 和 1990-1995 MHz 下行鏈路 sE 頻段 PCS G Block 上以無保護(hù)、無干擾的方式進(jìn)行通信，并具有關(guān)閉功能。

星鏈直連手機(jī)主要技術(shù)指標(biāo)如下：

上行（手機(jī)到衛(wèi)星）頻率：1910–1915 MHz ；數(shù)據(jù)率：3.0Mbps ~ 7.2Mbps

下行（衛(wèi)星到手機(jī)）頻率：1990–1995 MHz ；數(shù)據(jù)率：4.4Mbps ~ 18.3Mbps

數(shù)據(jù)率猜測可以參考3GPP TS 36.213。5MHz帶寬下，配置25個RB，根據(jù)TBS表格（Transport block size table），精確的純物理層速率應(yīng)該是3.112M~7.224M，4.392M~18.336Mbps。

2022年10月美國聯(lián)邦通信委員會（FCC）授權(quán) SpaceX 發(fā)射 7,500 顆第二代星鏈衛(wèi)星（ Starlink Gen2）后，近日又向 FCC 提交申請要求在其中的 2,016 顆衛(wèi)星上放置有效載荷，用于與 T-Mobile 公司的直接通信系統(tǒng)（直連基站系統(tǒng)）。 ? 根據(jù)分享的文件，SpaceX 請求美國市場準(zhǔn)入德國許可的直連通訊系統(tǒng)托管有效載荷，并將其集成到 2,016 顆衛(wèi)星上。并希望使用 T-Mobile 已經(jīng)獲得許可的 1910-1915 MHz 和 1990-1995 MHz LTE 頻段中的頻譜。因此，任何 T-Mobile LTE 智能手機(jī)都應(yīng)該能夠連接到衛(wèi)星服務(wù)，而消費(fèi)者無需執(zhí)行任何特殊操作。 ? SpaceX 表示其與 T-Mobile 的 Starlink 服務(wù)將能夠以高達(dá) 3.0 Mbps 或 7.2 Mbps 峰值上傳（地對空）的理論峰值速度提供語音、消息傳遞和基本網(wǎng)絡(luò)瀏覽下行鏈路（空對地）為 4.4 Mbps 或 18.3 Mbps。 ? SpaceX 在其附帶的一份文件中告訴FCC:“T-Mobile 基本上是作為太空中的蜂窩基站運(yùn)營的，當(dāng)?shù)孛婊緹o法連接或不可用時，直連蜂窩的有效載荷將使 T-Mobile 能夠連接到為其自己和合作伙伴網(wǎng)絡(luò)提供的移動設(shè)備?！?? 既除了消除移動盲區(qū)外，Starlink+T-Mobile 服務(wù)還將能夠在緊急情況下充當(dāng)通信備份。對于消費(fèi)者來說，這項(xiàng)服務(wù)將在實(shí)時通信時至關(guān)重要，甚至可以挽救生命，如在偏遠(yuǎn)地區(qū)徒步旅行者遇到緊急情況時可以使用這項(xiàng)服務(wù)打電話或發(fā)短信尋求幫助。 ? 2022年12月8日FCC授權(quán) SpaceX 部署 7,500 顆 Gen2 Starlink 衛(wèi)星后，該公司昨天提交了一份請求，要求在其中 2,016 顆衛(wèi)星上為其與 T-Mobile 的直接到小區(qū)系統(tǒng)提供有效載荷，以便“到 2024 年中期”實(shí)現(xiàn)覆蓋。

2022年，SpaceX向美國聯(lián)邦通信委員會（FCC）提交了一項(xiàng)申請，請求在最近獲得授權(quán)的“星鏈”（Starlink）第二代星座中的2016顆衛(wèi)星上，增設(shè)手機(jī)直連衛(wèi)星的有效載荷，用于通過“星鏈”衛(wèi)星提供真正的全球手機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接，與T-Mobile合作打造全球無死角的通信互聯(lián)服務(wù)。

https://fcc.report/IBFS/SAT-PPL-20221206-00170

圖源：FCC.Report ? 根據(jù)公開信息顯示，這2016顆衛(wèi)星是“星鏈”第二代星座7500顆衛(wèi)星中的一個子集，軌道高度為525公里和530公里，共28個軌道面，每軌72顆衛(wèi)星，軌道傾角為53度和43度。 ?

SpaceX計(jì)劃于2024年中完成全面部署，在南北緯58度范圍內(nèi)提供對地球的全面和連續(xù)覆蓋，其中服務(wù)于美國及其領(lǐng)土的衛(wèi)星總數(shù)在80到100顆之間。

在今年8月，SpaceX首席執(zhí)行官兼首席技術(shù)官埃隆·馬斯克（Elon Musk）就和T-Mobile首席執(zhí)行官兼總裁邁克·西弗特（Mike Sievert）在星艦基地宣布了這項(xiàng)突破性計(jì)劃，即實(shí)現(xiàn)普通手機(jī)基于“星鏈”衛(wèi)星的通信。

在這項(xiàng)計(jì)劃中，T-Mobile提供了地面頻譜資源，SpaceX則通過“星鏈”第二代衛(wèi)星的通信載荷在原先Ku、Ka天線和星間激光鏈路的基礎(chǔ)上，增加一個面積達(dá)到25平方米的中頻PCS頻譜（mid-band PCS spectrum）天線，以實(shí)現(xiàn)與地面手機(jī)的直接通信。根據(jù)此次公開的文件，SpaceX希望使用T-Mobile已經(jīng)獲得許可的1910-1915 MHz和1990-1995MHz的PCS G Block的5MHz帶寬頻率。

但在此次SpaceX向FCC提交的申請中，有兩個參數(shù)仍未確定： ? 首先是，服務(wù)能力。SpaceX在申請文件中稱，系統(tǒng)采用LTE體制，允許每用戶調(diào)度低至一個資源塊，每波束理論峰值速度：上行3.0Mbps或7.2Mbps，下行鏈路為4.4Mbps或18.3Mbps。

這些服務(wù)指標(biāo)是在這樣的前提下給出的：一是采用最大的天線增益；二是單波束信道帶寬分別在1.4MHz和5MHz。 ? 前文提到，T-Mobile的PCS G Block共5MHz帶寬的頻率資源，SpaceX在申請文件中提出兩種可能的信道化頻率計(jì)劃：三色或四色復(fù)用、每波束1.4MHz；或同頻復(fù)用、每波束 5MHz。 ? 按照 LTE技術(shù)規(guī)范，鄰近小區(qū)的信號/干擾比優(yōu)于-4.8dB時，同步和控制信道才能正確解調(diào)，在這種情況下可以采用同頻復(fù)用。對于地面網(wǎng)這個要求容易實(shí)現(xiàn)，但對于衛(wèi)星天線實(shí)現(xiàn)起來有很大難度。 ? 如果采用三色或者四色復(fù)用，每個波束頻率帶寬為1.4MHz，每波束理論峰值速率為：下行4.4Mbps、上行3.0Mbps。1.4MHz信道帶寬的LTE有6個資源塊，因此，每波束最多可支持6個用戶同時在線，此時星下點(diǎn)的單用戶下行速率為750kbps左右。 ?

另一個未確定的參數(shù)是，天線大小及波束數(shù)量。天線增益的大小在很大程度上決定著手機(jī)直連衛(wèi)星的通信能力，同時決定著工程難度。SpaceX在申請文件中給出了29dBi、32dBi、35dBi和38dBi四種天線增益。

AST?SpaceMobile的愿景是：“第一個直接使用手機(jī)的基于空間的蜂窩寬帶網(wǎng)絡(luò)”。一位高管表示該公司將在2023年開始部署運(yùn)行直接兼容手機(jī)的寬帶星座衛(wèi)星，目前，該公司一直在推進(jìn)在其原型衛(wèi)星BlueWalker 3上進(jìn)行多項(xiàng)地面測試，并計(jì)劃將通過SpaceX Falcon 9進(jìn)行發(fā)射。AST Space?Mobile表示這對于在LEO軌道上展示其技術(shù)十分重要。重達(dá)1500公斤的BlueWalker 3原型機(jī)比其進(jìn)階形態(tài)的BlueBird小得多，前者擁有一個64平方米的相控陣天線將在太空中展開，通過3GPP標(biāo)準(zhǔn)頻率直接與蜂窩設(shè)備通信。最終，AST SpaceMobile的目標(biāo)是部署大約100顆衛(wèi)星，以實(shí)現(xiàn)大量的全球移動覆蓋。

目前，AST SpaceMobile公司已經(jīng)獲得了沃達(dá)豐、樂天移動和American Tower等公司的戰(zhàn)略投資，已經(jīng)與Vodafone、Rakuten Mobile、Orange等運(yùn)營商達(dá)成合作意向。在BlueWalker-3完成測試后，將在全球五大洲開展全球測試。

衛(wèi)星基站方面，根據(jù)AST官網(wǎng)2022年7月28日的報(bào)道，已經(jīng)與諾基亞簽署了一項(xiàng)為期五年的5G協(xié)議。諾基亞的 AirScale Single RAN 設(shè)備旨在使 AST SpaceMobile 能夠?yàn)槟壳皼]有地面通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的地區(qū)的新用戶和現(xiàn)有用戶提供移動服務(wù)。這包括在全球范圍內(nèi)連接陸地、海上或飛行中的設(shè)備。諾基亞將提供其全面、節(jié)能的 AirScale 產(chǎn)品組合中的設(shè)備，包括由最新一代諾基亞 ReefShark 片上系統(tǒng) (SoC) 芯片組提供支持的 AirScale 基站。AST SpaceMobile 將受益于諾基亞的模塊化基帶插卡，該插卡可在需要時增加容量，從而提供靈活性和效率。諾基亞還將為網(wǎng)絡(luò)管理和無縫日常網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營以及優(yōu)化和技術(shù)支持服務(wù)提供其 NetAct 解決方案。

AST SpaceMobile于近期從美國聯(lián)邦通信委員會獲得了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)許可證，將在夏威夷及其家鄉(xiāng)得克薩斯州測試基于BlueWalker 3的服務(wù)。根據(jù)聯(lián)邦通信委員會批復(fù)的實(shí)驗(yàn)申請信息，BlueWalker 3是一種非對地靜止衛(wèi)星（“NGSO”），將用于測試一種新型相控陣衛(wèi)星技術(shù)，以提供與現(xiàn)有蜂窩移動手機(jī)直接連接。在測試過程中，衛(wèi)星前向鏈路將發(fā)生V波段頻率上，然后每個載波將通過空間站點(diǎn)波束將業(yè)務(wù)鏈路頻率傳送到用戶設(shè)備。測試也將反向進(jìn)行（返回鏈路），其中用戶設(shè)備將根據(jù)業(yè)務(wù)鏈路頻率傳輸?shù)叫l(wèi)星， 然后將其在V波段頻率上傳輸回到地面。衛(wèi)星將在51至55度的傾角下運(yùn)行，高度在375至425公里之間。

在服務(wù)鏈路頻段上的測試將使用現(xiàn)有的設(shè)備（如智能手機(jī)）與進(jìn)行通信。所有用戶設(shè)備都將在已經(jīng)授權(quán)給各方的頻率上運(yùn)行。

V頻段中的網(wǎng)關(guān)上行鏈路載波上傳BlueWalker 3衛(wèi)星的每個活動小區(qū)無線下行鏈路信號。衛(wèi)星有效載荷處理器將V波段上行鏈路信號解復(fù)用，并將它們映射到在指定的無線網(wǎng)絡(luò)信道中從相控陣天線發(fā)射的小區(qū)下行鏈路波束中。在返回鏈路中，來自指定無線網(wǎng)絡(luò)信道中不同小區(qū)的用戶設(shè)備上行鏈路信號，被BlueWalker 3衛(wèi)星上的相控陣天線接收。接收到的信號在頻域中進(jìn)行復(fù)用，上轉(zhuǎn)換至V波段下行鏈路頻率，并傳輸?shù)骄W(wǎng)關(guān)站。

V波段網(wǎng)關(guān)地面站將使用2.4米天線。多個網(wǎng)關(guān)可以并置在每個網(wǎng)關(guān)站點(diǎn)上。下面的圖顯示了系統(tǒng)的架構(gòu)：

BlueWalker 3與手機(jī)之間通信的天線是一個 64 平方米（693 平方英尺）的相控陣天線，工作在700-900MHz的LTE頻段。巨大的相控陣天線可以生成很多獨(dú)立的、電掃描的波束，波束最大增益為36dBi，旁瓣水平符合ITU-R標(biāo)準(zhǔn)（優(yōu)于－20 dB）。天線的每個波束可以跟蹤地面上一個固定的小區(qū)，而無需轉(zhuǎn)動天線陣面。也可以使用多個波束覆蓋同一個小區(qū)從而提升容量，所有的波束都可以在天線的覆蓋范圍內(nèi)靈活分布。

巨大的相控陣天線由上百個獨(dú)立的小陣列天線面板組成，而每個小陣列天線面板又由16個天線單元組成。在BlueWalker 3搭載火箭升空的時候，小陣列天線面板非常適合折疊起來以縮小整體體積，到了預(yù)定高度再將小陣列面板展開，拼接起來形成巨大的相控陣天線。下圖是單個小陣列天線面板及其折疊狀態(tài)?

整個相控陣天線包含了上千個天線單元，這些天線單元的工作頻段為上行：846.5-849 MHz，845-846.5 MHz，788-798 MHz；下行：891.5-894 MHz，890-891.5 MHz，758-768 MHz。由于工作頻段相對較低，因此天線單元尺寸較大。大尺寸的天線單元使其背面可以直接集成各種射頻器件與芯片，這不僅有助于降低射頻能量損耗，也有利于各個器件散熱。

值得一提的是，組成相控陣天線的每個天線單元都是完全相同的，包括其設(shè)計(jì)、制造、測試等，這就獲得了數(shù)量上的優(yōu)勢，使得AST可以通過批量生產(chǎn)相同的天線單元從而降低整個相控陣天線的成本。這與傳統(tǒng)的衛(wèi)星不同，傳統(tǒng)的衛(wèi)星上邊往往有很多定制化的部件，造成其整體成本很高。AST相控陣低成本的優(yōu)勢，為其后續(xù)建造覆蓋全球的衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)奠定了基礎(chǔ)。

AST SpaceMobile的BlueWalker 3將在以下頻段運(yùn)行：

a）用于地球到空間方向的服務(wù)鏈路

846.5-849 MHz

845-846.5 MHz

788-798 MHz

b）用于空間到地球方向的服務(wù)鏈路

891.5-894 MHz

890-891.5 MHz

758-768 MHz

c）對于地球到太空方向的網(wǎng)關(guān)/回傳鏈路

47.2-50.2和50.4-51.4GHz

d）對于空間到地球方向的網(wǎng)關(guān)/回傳鏈路

37.5-42.0和42.0-42.5GHz

每個用戶波束都有一個專用信道，使用10MHz、5MHz、3MHz或1.4MHz的信道帶寬的任意組合。衛(wèi)星將以相同或不同頻率傳輸其所有活動用戶波束。每個活動用戶波束將跟蹤在其視場角內(nèi)地面上的固定小區(qū)，而無需操縱平面相控陣天線的視軸。所有活動波束都可以靈活地分布在其視場角內(nèi)。地面上的同一小區(qū)可以通過衛(wèi)星的單個波束或多個波束進(jìn)行測試。波束對波束的切換使用與地面系統(tǒng)類似的方法，網(wǎng)關(guān)切換基于預(yù)先計(jì)劃，并使用“break-then-make”的方法。

另外，有點(diǎn)值得商榷的是，如果AST試驗(yàn)是基于2G和3G技術(shù)，不對手機(jī)做任何修改是有可能做到的，但如果使用TDD模式的4G和5G技術(shù)實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星直連手機(jī)的寬帶通信，由于衛(wèi)星系統(tǒng)傳播延遲大，理論上需要修改現(xiàn)有4G和5G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)門DD組網(wǎng)，存在上下行時隙切換問題。超遠(yuǎn)覆蓋，就會造成嚴(yán)重時隙交叉干擾。如，5G的最大小區(qū)半徑整體上由PRACH/GP二者共同決定。下表說明5G PRACH Preamble格式及對應(yīng)最大覆蓋距離。

審核編輯：黃飛

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