太空 5G 在启动板上

Lynk Tower 1 于 2022 年 4 月发射，在太空中部署了世界上第一个商业蜂窝塔。

下一代手机网络将不仅仅是 5G 或 6G——它们将是 0G。4 月，Lynk Global 发射了第一颗直接移动商业卫星，8 月 15 日，竞争对手 AST SpaceMobile确认计划在 9 月中旬发射自己的实验性直接移动卫星。

随着发射价格下降、卫星制造方法改进以及电信工程师推动新的网络功能，Inmarsat 和其他公司正在开发自己的低地球轨道 (LEO) 蜂窝解决方案。

SpaceX 的Starlink和亚马逊的Kuiper等 LEO 卫星系统设想了巨大的卫星星座。然而，美国联邦通信委员会刚刚拒绝了 SpaceX 申请 90 亿美元的联邦农村宽带基金中的一部分——部分原因是 Starlink 系统需要一个 600 美元的地面站。

天基蜂窝服务不需要特殊设备，如果公司能够为基于卫星的智能手机服务面临的诸多挑战开发解决方案，它就成为农村宽带基金的潜在候选者。

“主要挑战是链路预算，”卢森堡大学的电气工程师Symeon Chatzinotas说，他指的是在卫星和连接设备之间传输和接收数据所需的功率量。

“通过在天空中使用带有相当大天线的低地球轨道卫星，向户外智能手机发送信号是可行的。然而，接收信息将更具挑战性，因为智能手机的天线通常会将其能量分散到各个方向。”

“从一个书呆子工程的角度来看，正在发生的事情是网络架构正在分化。”
——Derek Long，剑桥咨询公司

从电话到 LEO 卫星的典型距离可能是 500 公里，比城市环境中典型的信号传输距离至少多两个数量级，因此电话功率的分散至少要大 8 倍，并且将是手机的方向进一步复杂化。例如，当手机在建筑物内时，卫星与智能手机的连接不太可能正常工作。

Lynk Global 预计将于 2022 年底推出的初始产品是窄带产品，这意味着有限的语音通话、短信和物联网 (IoT) 流量。这可能不允许富豪们从他们的远洋游艇上进行 4K 视频通话，但对于船舶保险公司或救援服务机构来说，在以前无法到达的地方与船只保持联系就足够了，使用离线 - 货架蜂窝设备。AST SpaceMobile 的目标是为手机提供 4G 和 5G 宽带服务。

AST 卫星将使用相控阵天线，该天线由许多在卫星周围散开的天线组成。天线的每个部分都将在终止于地球表面的明确定义的锥体内发射；这将是来自单个地面基站的小区的空对地等价物。该公司计划建立一个由 20 颗卫星组成的初始舰队，以覆盖赤道，并帮助资助后续卫星的发射，从而提供更多的全球覆盖。

地面覆盖区域的大小应该超过Alphabet 失败的基于气球的 Project Loon创建的有限大小。更广泛的覆盖区域应该允许 AST 以相同数量的天线为更多潜在客户提供服务。低地球轨道 AST 正在试验产生大约 25 毫秒或更短的往返信号传播时间，这比迄今为止提供卫星电话的高轨道地球静止卫星的情况快一个数量级。

大量的幕后技术工作仍然存在。根据IEEE Access最近的一篇评论，LEO 卫星相对较高的速度也会导致信号中的多普勒频移，网络必须对此进行补偿。还必须创建用于卫星和地面塔之间切换的新协议，以便可以将活动呼叫从一个小区传送到下一个小区。

国际电信标准组织 3GPP 在其蜂窝标准的第 17 次迭代中于 3 月开始为所谓的非地面网络提供指导。

“非地面网络”不仅指LEO卫星，还包括无人机或气球等高空平台。非地面网络将需要进一步更新 3GPP 标准以适应其新的网络架构，例如蜂窝基站和设备之间的距离更长。

例如，今年早些时候Stratospheric Platforms测试了一个基于无人机的网络原型，该原型可以在 18,000 米以上的高度飞行。它作为 5G 网络的一部分的行为将不同于 Lynk Global 或 AST 卫星的行为。

“从一个书呆子工程的角度来看，正在发生的事情是网络架构正在分化。一方面，小型蜂窝正在取代 Wi-Fi。另一方面，[电信运营商]正在使用覆盖范围非常广泛的基于卫星的系统。

在这中间，经济上有些困难的传统宏蜂窝正在受到挤压，” 剑桥咨询公司的电信主管 Derek Long说。该公司曾为平流层平台有限公司和其他致力于非地面网络的公司提供咨询服务。

如果电信运营商成功，用户甚至不会注意到他们的太空时代智能手机网络。

“当您购买手机时，您希望它能够正常工作。不仅仅是有人说它会起作用的地方，而是无处不在。这是朝着实现这一目标迈出的一步。”