手機與衛(wèi)星直接通信的時代終于要來了！

美國《太空新聞》網(wǎng)站5月12日報道，盧森堡SES公司正在考慮建設(shè)直接向手持設(shè)備提供5G服務(wù)的星座計劃。

盧森堡政府曾經(jīng)于2015年向國際電聯(lián)提交了一份申請，為被稱為“Cleosat”的星座申請了頻率資源。擬議中的Cleosat星座使用多個頻帶，頻率范圍約為1.5 GHz至29 GHz，覆蓋519至8062千米之間非地球靜止軌道八個平面上的62顆衛(wèi)星。

SES公司目前運營著O3b通信衛(wèi)星星座

按照國際電聯(lián)的要求，頻率申請有7年的期限，如果不在期限內(nèi)發(fā)射至少一顆衛(wèi)星，頻率批準就有可能被取消。盧森堡政府的申請在今年5月10日就要到期，但Cleosat計劃一直沒有進展。隨著期限的臨近，盧森堡政府在去年12月16日邀請有意參與該項目的公司提出建議，并于今年年初選擇SES公司來運營Cleosat星座。

SES公司負責外部通信的副總裁蘇珊娜·翁通過電子郵件表示：“SES公司回應(yīng)了盧森堡政府的要求，因為我們認識到在未來幾年中5G衛(wèi)星直接與手持終端連接的市場潛力。”該公司尚未披露這個計劃的進一步信息，盧森堡政府也沒有詳細說明計劃的內(nèi)容。SES公司目前運營的O3b網(wǎng)絡(luò)星座由20顆中地球軌道衛(wèi)星組成，在赤道上空8063千米處運行，使用17-19 GHz的頻率，主要為企業(yè)和政府客戶提供高速寬帶服務(wù)。該公司還運營著用于寬帶和廣播的地球靜止軌道衛(wèi)星。

O3b衛(wèi)星地面站

這個消息也許預(yù)示著手機與衛(wèi)星直接通信的時代即將到來，而現(xiàn)在正是時候：因為制定移動通信標準的國際組織3GPP剛剛在今年三月底完成了通信標準Release17版本的功能性凍結(jié)，預(yù)計到6月份將完成最終凍結(jié)并轉(zhuǎn)入執(zhí)行階段。3GPP組織每隔一兩年就會發(fā)布一個新版本，在2018年發(fā)布的Release15版本是5G的開端；定義了5G網(wǎng)絡(luò)最基礎(chǔ)的功能和架構(gòu)；2019年發(fā)布的Release16版本增加了更多功能；到現(xiàn)在的Release17版本才算最終完成了多年前定義的5G第一階段內(nèi)容。今后還會有Release18、19、20三個版本，被視為第二輪5G創(chuàng)新，也叫作5G Advanced。再往后就是6G了，得等到2030年左右才可能商用。

在Release17版本中，關(guān)于衛(wèi)星通信的功能被稱為NTN：非地面網(wǎng)絡(luò)。

主要有兩個不同的項目：一個是面向用戶終端設(shè)備CPE的衛(wèi)星回傳通信和面向手持設(shè)備的直接低速率數(shù)據(jù)服務(wù)，另一個是為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備準備的衛(wèi)星通信功能，包括對eMTC和NB-IoT的支持。

普通消費者只需要關(guān)注“手持設(shè)備”，這里指的主要就是手機和平板電腦一類的設(shè)備。需要注意，標準中寫明了只能提供“低速率數(shù)據(jù)服務(wù)”，那么是多低的速率呢？答案是也就夠發(fā)送文字短信息的低速率。在這一階段，手機直接通過衛(wèi)星進行語音通話都不可能，就更不可能上微信、刷視頻了。

星鏈衛(wèi)星的用戶地面站設(shè)備

這后面的原因是，一方面低地軌道衛(wèi)星與地面的距離至少在300到400公里以上；另一方面，為了避免輻射、保證民眾身體健康，世界各國政府都制定了嚴格的消費電子產(chǎn)品無線電最大發(fā)射功率標準，大部分國家限制在200毫瓦以下（在頻分復(fù)用FDD模式下）。這個功率只能維持手機和幾百米外的基站進行高速率通信。然而衛(wèi)星與我們的距離遠了將近1000倍，以這個功率是不可能支持高速率通信的。目前的銥星電話進行語音通話時的最大發(fā)射功率在2瓦左右，實際上是不符合政府監(jiān)管要求的。未來面向普通消費者的手機產(chǎn)品也不太可能會放松這個監(jiān)管要求。

但是即使能夠發(fā)送文字短信息，意義也是十分重大的。在沒有移動網(wǎng)絡(luò)信號的深山老林、沙漠戈壁、汪洋大海甚至南北極地區(qū)，能夠使用普通手機通過衛(wèi)星發(fā)送文字短信，對應(yīng)急救災(zāi)、匯報狀態(tài)等任務(wù)是個硬需求。

至于說在手機發(fā)射功率不變的情況下，能否將與衛(wèi)星的通信速率提高到寬帶的標準，美國已經(jīng)有初創(chuàng)企業(yè)在考慮技術(shù)方案了：將復(fù)雜度放在衛(wèi)星上，增大衛(wèi)星天線的孔徑（達到100平米左右），增大衛(wèi)星的發(fā)射功率。不過這樣一來衛(wèi)星的成本將大大增加。這條技術(shù)路徑在商業(yè)上能否成功，還有待觀察。

事實上SES公司并不是第一個傳出要發(fā)射5G衛(wèi)星的公司。幾個月前就有爆料者稱，蘋果公司將要在今年9月份發(fā)布的iPhone14手機就有可能支持通過衛(wèi)星發(fā)送短信的功能。蘋果目前正在測試原型機，其內(nèi)部代號為“Stewie”。蘋果的合作伙伴可能是Globalstar“全球星”公司。今年2月時，Globalstar就曾表示，其已經(jīng)與匿名客戶達成一項協(xié)議，將用17顆新衛(wèi)星提供“持續(xù)的衛(wèi)星服務(wù)”，據(jù)網(wǎng)絡(luò)媒體猜測，這個匿名客戶就是蘋果。目前我們還不知道這個功能是否遵循5G Release17的NTN標準，如果不是，那就是蘋果公司的私有通信協(xié)議了；如果是，那么很快其他5G手機也將支持這個功能。

另外，初創(chuàng)企業(yè)SpaceMobile公司和Link Global公司也在開發(fā)類似的5G衛(wèi)星，為智能手機和消費設(shè)備提供連接。看來，手機與衛(wèi)星直接通信的時代終于要來了。

參考資料：

https://spacenews.com/ses-mulls-direct-to-handheld-5g-satellite-business/

https://baijiahao.baidu.com/s?id=1729905118679045413&wfr=spider&for=pc

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