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“星链模式”能否抗衡星链?中国卫星互联网行业发展之路如何抉择?
二,卫星技术创新。采用超大型卫星天线,实现用户手机不附加任何设备就能直接与卫星进行宽带通信。这将是前所未有的服务。
星链的用户地面终端设备
请注意,我们在这里强调的是宽带通信。这是因为,目前世界上所有卫星宽带通信,都需要用户安装一个地面站设备,俗称“锅”,星链也不例外(见上图);而不需要“锅”就直接能与卫星通信的设备,目前只能实现语音和窄带数据服务,比如铱星电话和海事卫星电话等。
这里必须指出的是,铱星电话在通话时的最大发射功率可能达到2瓦左右,远超世界各国政府为消费电子产品制定的最大无线电发射功率200毫瓦(FDD模式)和400毫瓦(TDD模式)的标准,因此,铱星电话和海事卫星电话都不属于普通消费电子产品,原则上对它们的购买和使用都有更严格的监管。
而手机属于消费电子产品,预计未来各国政府不会为了让手机能与卫星直接通信而放宽发射功率的限制标准。那么,在200毫瓦发射功率的限制下,手机能直接与卫星进行宽带双向通信吗?用传统的通信卫星构型是不可能的,包括星链卫星。
实际上,按照5G NTN标准的假设,5G NTN低轨道卫星天线的孔径是2米,在目前的技术水平下,只能够实现用户手机直接通过卫星发送文字短消息的功能。预计美国苹果公司在今年9月份发布的iPhone14手机上,就能够提供这样的功能,对应的卫星服务提供商是GlobalStar全球星公司,为此全球星公司将发射十余颗新的低轨通信卫星。
但是如果将低轨道卫星天线的孔径放大几十倍、上百倍,则完全能够做到手机与卫星直接宽带通信。这是因为:巨型卫星天线在上行链路上能够提供巨大的接收天线增益,哪怕用户手机的发射功率只有区区200毫瓦,也能在卫星接收机的射频输出端实现较高的信噪比;巨型卫星天线在下行链路上更能够提供巨大的发射天线增益,在卫星发射功率增加不多的情况下,就能够让用户手机的接收机射频输出端实现较高的信噪比。高信噪比是实现高速率的基础。
美国AST SpaceMobile公司的“蓝行者3号”原型卫星,将要在今年夏天发射
我们的这个建议不是理论上的空想,美国已经有一家初创企业开始试验了。据美国《太空新闻》网站5月17日报道,美国初创卫星企业AST SpaceMobile公司正在研制一颗名为“蓝行者3号”(BlueWalker 3)的卫星,拥有一块高达64平方米的巨型相控阵天线,可以折叠为一个较小的立方体,整颗卫星重量为1500公斤。这颗卫星就能够实现与手机的直接宽带通信,用户不需要任何额外的附件或者地面站设备。这颗卫星计划在今年夏天发射。该公司还计划在2023年开始部署可运行的卫星,建设一个包括110颗卫星的低地球轨道星座,覆盖全球。
我们建议中国卫星互联网企业也可以采用这种方案,原因是:它所带来的用户体验是星链远远无法相比的!星链由于用户地面站必须由市电供电,实际上无法移动使用。或许只有这种方案才能够实现人们想象中的,只带一部普通手机,就能够在沙漠戈壁、荒山野岭、汪洋大海上随时随地刷抖音、聊微信。这才是人类通信真正的未来目标之一。
当然,这种巨型卫星相控阵天线和可能增大的卫星太阳能电池板面积,必然会让卫星的制造成本和发射成本大大提高。但是随着近些年来技术的进步,相控阵天线和太阳能电池板的制造成本也在不断降低,这种方案的成本也因此变得越来越可控。
3GPP 5G Release17标准中定义的NTN卫星,目前并未定义如此巨型的卫星天线构型,也还没有考虑过这样的创新服务模式。这可能是AST SpaceMobile公司目前没有考虑兼容3GPP标准的原因之一。但是3GPP的标准仍然在向前发展,每隔一两年就出一个新的版本,未来几年还会有Release18、19、20三个版本,被视为第二轮5G创新,也叫做5G Advanced,再往后就是6G了,得等到2030年左右才可能商用。因此中国企业完全有机会主导5G标准的制定,将这样的巨型卫星天线的创新纳入到5G未来的标准中去。
总之,我们希望中国卫星互联网行业能够顺利发展!因此,大胆创新,用比星链更新的技术实现星链完全无法达到的用户体验,更好地实现自身的目标,并在国际上获得成功。
- 原标题:“星链模式”能否抗衡星链? 中国卫星互联网行业发展之路如何抉择? 本文仅代表作者个人观点。
- 责任编辑: 王里嘉 
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