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紧随华为苹果,SpaceX发射首批6颗手机直连卫星!

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在2022年8月,美国移动运营商T-Mobile与SpaceX携手,宣布了一项名为“Coverage Above and Beyond”的宏伟计划,旨在实现“手机连接无处不在”的愿景。这一合作将SpaceX的Starlink低轨道卫星网络与T-Mobile的地面移动网络相结合,使得手机能够直接连接卫星,从而消除地面移动网络覆盖的死角。T-Mobile首席执行官Mike Sievert透露,该服务预计将在2023年底进入测试阶段。

当时,手机卫星通信技术尚属新兴领域,这一合作在业界引起了广泛关注。然而,就在这一消息发布不久后,华为推出了具有“向上捅破天”北斗短报文功能的Mate 50,紧接着,苹果的iPhone 14系列也加入了类似的卫星紧急通信功能。这两大科技巨头的迅速跟进和宣传,使得手机卫星通信技术迅速成为公众熟知的话题。

与苹果和华为的快速行动相比,SpaceX和T-Mobile的合作在经过一年半的等待后,终于迎来了实质性的进展。美国时间1月2日,SpaceX成功发射了21颗卫星进入轨道,其中6颗卫星将为现有手机提供直接连接卫星的服务(Direct-To-Cell),这是首批支持移动通信的卫星。预计在未来半年内,SpaceX将发射约840颗此类卫星,并且这一数字还将继续增长。

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Starlink官网:https://direct.starlink.com/

在社交媒体平台X上,埃隆·马斯克发布了一条帖子,宣称即将推出的服务将“实现地球上任何地点的手机连接”。他同时指出,由于当前技术的限制,这项服务在短期内不太可能与现有的陆地移动网络形成直接竞争。

根据SpaceX与移动运营商的规划,预计在2024年,他们将首先推出卫星短信服务。随后,在2025年,他们计划将服务范围扩展至包括语音通话和网络数据在内的更全面的卫星通信服务。

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把基站建到天上去

SpaceX和T-Mobile的合作虽然在时间上未能抢先,但他们的卫星通信方案却因其独特性而备受瞩目。尽管华为的卫星通信功能需要特定的硬件支持,导致并非所有华为手机都能利用这一功能,但SpaceX的星链服务却为现有的LTE手机提供了直接连接卫星的可能,无需对手机硬件进行任何改造。

以华为Mate 60 Pro为例,该手机配备了专为卫星通信设计的射频收发芯片RX6003EQK和可能的卫星移动通信基带芯片HTD1010。RX6003芯片具有高度集成性,仅需少量外围元件即可实现S频段卫星信号的接收和发送,以及北斗B1/GPS L1频段的接收。此外,纳米级天线技术使得Mate 60 Pro能够在紧凑的内部空间中高效地接收和发送卫星信号。

相比之下,SpaceX的星链卫星服务则更加灵活,它能够将现有的LTE手机直接连接到卫星上,与大多数智能手机兼容。这一服务的实现得益于星链卫星类似于太空中的蜂窝基站,它们配备了先进的eNodeB调制解调器,能够实现类似于漫游合作伙伴的网络集成,就像是将基站直接建在了天空之上。这种创新的网络架构为手机用户提供了前所未有的连接体验。

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SpaceX自身并不拥有IMT频段,为了实现直接连接服务,它必须依赖于运营商的频谱资源,并在各国/地区与当地运营商合作。在美国,SpaceX与T-Mobile达成了合作协议。此外,Starlink还在积极与多个国家的移动运营商建立合作关系,包括澳大利亚的Optus、瑞士的Salt Mobile SA、加拿大的Rogers Communications Inc.、新西兰的One New Zealand Group Ltd.,以及智利和秘鲁的Empresa Nacional de Telecomunicaciones SA,以及日本的KDDI Corp.。这些合作旨在利用当地运营商的频谱资源,为Starlink用户提供更广泛的覆盖和服务。

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SpaceX 发射了第一颗具有直接连接蜂窝能力的 Starlink 卫星

虽然SpaceX的星链卫星通信系统在业界引起了广泛关注,但这并不意味着它在技术上就超越了华为的卫星通信技术。实际上,华为的天通卫星通信系统连接的是高轨道卫星,这些卫星位于地球表面3万多公里的高空,而星链卫星则属于低轨道卫星,距离地面仅500公里。从技术角度来看,连接高轨道卫星的难度更大,因为它对天线设计和发射功率的要求更高。

此外,星链并非首个将通信基站送入太空的项目。在2023年的世界移动通信大会上,诺基亚展示了其计划在月球部署的首个4G通信网络的演示,并宣布将在当年内将测试设备送往月球。这标志着人类首次尝试在月球上建立蜂窝网络。

综上所述,单纯比较技术难度和先进性并不能决定卫星通信技术的最终成功。卫星通信的广泛应用还取决于成本效益、基础设施建设、行业标准以及市场需求等多种因素。在这场竞争中,能够持续发展并最终在市场上占据主导地位的,才是真正的胜利者。

产业格局初显

卫星通信正逐渐展现出其在现代通信体系中的重要地位,它不仅能够为全球范围内的用户提供无缝连接,特别是在偏远地区、海洋和沙漠等传统通信难以覆盖的地方,而且在自然灾害等紧急情况下,卫星通信能够提供关键的通信支持,确保救援和协调工作的顺利进行。

ABI Research的报告预测,到2030年,全球非地面网络移动连接数将达到1.75亿,卫星服务市场规模预计将达到1246亿美元。各大电信公司正积极布局这一领域,试图将卫星通信服务引入普通消费者的手机中。

目前,市场的竞争格局主要围绕两条技术路径展开:3GPP卫星通信技术和企业专有技术。3GPP卫星通信技术因其标准化产品和组件的广泛生态系统,以及与现有蜂窝通信产业链的兼容性,显示出较强的商业竞争力。这不仅为技术供应商提供了快速扩展的机会,也有助于降低天地一体化网络的建设和维护成本。

在参与竞争的企业中,华为和苹果等手机巨头、卫星运营商和移动运营商等都在积极推进相关技术。华为的Mate 60 Pro已经实现了手机卫星通话功能,这标志着华为在天线技术和功耗控制等方面取得了显著进步。苹果则通过与Globalstar的合作,在iPhone 14系列中引入了紧急SOS功能,允许用户在无网络信号的情况下通过卫星联系紧急服务。此外,卫星运营商如AST SpaceMobile和Lynk Global也在积极测试和部署基于卫星的通信服务,展示了卫星通信在移动通信领域的潜力和前景。

风险与挑战

尽管手机卫星通信技术展现出了巨大的潜力和增长势头,但它也面临着一系列不可避免的挑战和问题。

一个显著的例子是高通与铱星合作项目的终止。高通在CES展会上宣布了Snapdragon Satellite技术,与铱星合作,旨在为高端智能手机提供基于卫星的双向通信服务。然而,这一合作最终未能实现预期目标,铱星公司指出,尽管技术已成功开发并展示,但智能手机制造商并未将该技术集成到他们的设备中。成本问题是一个关键因素,因为高昂的成本要么需要由制造商承担,要么需要转嫁给消费者。

华为Mate 60 Pro的卫星通话功能也引发了关于资费的争议。中国电信为这项服务提供了不同的收费方案,但无论哪种方案,对于大多数消费者来说,费用都不低。这凸显了卫星通信服务在成本方面的挑战,尤其是在与地面蜂窝网络相比时。

频谱资源的分配也是一个复杂的问题。SpaceX与T-Mobile的合作需要T-Mobile提供一部分1.9GHz频段来建设卫星网络。为了避免与地面4G和5G网络的干扰,卫星网络需要使用不同的频段,这要求运营商在频谱资源上做出额外的规划和投入。

此外,卫星通信的标准化问题也亟待解决。目前,低轨卫星运营商似乎在创建多个独立且不兼容的卫星星座,这可能导致资源的浪费和效率的降低。理想情况下,低轨卫星系统应与地面网络兼容,以确保从卫星接收的互联网接入服务与通过地面宽带或移动连接接收的服务类型相同。地面部分应使用IETF、3GPP等标准化机构发布的开放标准。

行业分析指出,卫星通信产业正从专项解决方案向标准化转变,SpaceX正在押注开放物联网标准。尽管如此,卫星通信目前仍然是地面蜂窝网络连接的补充,而不是替代。要实现“手机直连卫星”并提供与现有地面移动网络相近的体验,仍需克服技术、成本、价值、监管和实用性等多方面的挑战。

未来已来,将至已至!

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