什么是星地通訊網(wǎng)絡(luò)？

什么是星地通訊網(wǎng)絡(luò)？

關(guān)于星地通訊網(wǎng)絡(luò)可能獨(dú)立研究機(jī)構(gòu)、體系甚至現(xiàn)有產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)可能有很多，我們就沒(méi)必要逐一觀察和列舉了。我們?cè)诒酒婕暗男堑赝ㄓ嵕W(wǎng)絡(luò)主要還是在3GPP標(biāo)準(zhǔn)化組織范疇內(nèi)的NTN網(wǎng)絡(luò)=Non Terrestrial Network，也叫做非地面網(wǎng)絡(luò)。汽車(chē)領(lǐng)域內(nèi)的朋友對(duì)這個(gè)“非地面網(wǎng)絡(luò)”的概念可能比較模糊，小編做個(gè)基本解釋?zhuān)?/p>

1 PSTN=Public Switched Telephone Network，是最早出現(xiàn)的以話音業(yè)務(wù)為主的通訊網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)電路交換機(jī)制實(shí)現(xiàn)。大家在影視作品中常?？吹降脑拕?wù)接線員坐在交換板前面的“插拔”動(dòng)作，就是一種由人力完成的電路交換行為。后來(lái)的程控交換機(jī)改由數(shù)字電路完成電路交換，從而大大提高效率；

2 ISDN=Integrated Service Digital Network，綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)。其主要設(shè)計(jì)目的是希望可以在PSTN網(wǎng)絡(luò)上同步開(kāi)展數(shù)字業(yè)務(wù)，滿(mǎn)足終端用戶(hù)的基礎(chǔ)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)需求。當(dāng)然實(shí)際證明ISDN基本是個(gè)失敗的技術(shù)，因?yàn)槭袌?chǎng)對(duì)于數(shù)字業(yè)務(wù)的需求增長(zhǎng)過(guò)快，很快就越過(guò)了ISDN網(wǎng)絡(luò)的能力上限了；

3 后續(xù)的發(fā)展基本上走上了兩條道路：

3.1 PSTN的話音部分主要是朝向移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的方向前進(jìn)，這就是我們后來(lái)看到狂飆突進(jìn)的1G-2G-3G-4G……5G，這些移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模、生態(tài)和其所能支撐的復(fù)雜業(yè)務(wù)都遠(yuǎn)遠(yuǎn)是之前的父輩PSTN所無(wú)法比擬的，他們實(shí)際上已經(jīng)取代了PSTN而成為全新的基礎(chǔ)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)，我們也可以統(tǒng)一稱(chēng)呼其為PLMN=PublicLand Mobile Network（小編：這是個(gè)標(biāo)準(zhǔn)稱(chēng)謂，小編個(gè)人在剛接觸Land這個(gè)詞的時(shí)候也表示不好理解，但實(shí)際上在5G出現(xiàn)之前，地面移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)在標(biāo)準(zhǔn)中確實(shí)只要求覆蓋地面目標(biāo)，而且從網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化的角度來(lái)看，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)“貼地”部署實(shí)際上只有好處而沒(méi)有壞處。）；

3.2 而基于PSTN發(fā)展出來(lái)的ISDN在快速被市場(chǎng)淘汰之后，以IP為基礎(chǔ)的數(shù)字業(yè)務(wù)大爆炸，也是從Cable-DSL-FTTx等快速進(jìn)化到各種高速寬帶網(wǎng)絡(luò)。

我們所關(guān)注的是前者3.1這條演進(jìn)線路，因?yàn)樵?G完成全面商業(yè)化之后，一直以PLMN貼地網(wǎng)絡(luò)姿態(tài)出現(xiàn)的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)異動(dòng)，5G中的NTN網(wǎng)絡(luò)和5G標(biāo)準(zhǔn)一起，浮出水面；

4 NTN=Non Terrestrial Network，意為非地面網(wǎng)絡(luò)，顧名思義是相對(duì)于傳統(tǒng)的地面網(wǎng)絡(luò)而言，采用典型的如衛(wèi)星和高空平臺(tái)（小編：高空平臺(tái)除了衛(wèi)星還有各種平流層20Km以上的長(zhǎng)效飛行器，比如氣球和飛艇）參與組網(wǎng)的技術(shù)。以衛(wèi)星通信為例，同步軌道衛(wèi)星（GEO）理論上只需要3顆即可覆蓋除兩極地區(qū)外的全球范圍，其優(yōu)勢(shì)不言而喻。目前已有眾多衛(wèi)星通信系統(tǒng)已經(jīng)商用，雖然他們還不是基于5G NR空中接口標(biāo)準(zhǔn)的星地網(wǎng)絡(luò)，如銥星（Iridium）、海事衛(wèi)星（Inmarsat）、瑟拉亞（Thuraya）、星鏈Starlink等等……注意，他們的工作軌道高度各不相同。

說(shuō)到這兒，大家應(yīng)該大致明白了通訊網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的大致趨勢(shì)：先有最基礎(chǔ)的PSTN和話音業(yè)務(wù)，隨后PLMN被從PSTN基礎(chǔ)上“提煉”而出，提供給人們更好的移動(dòng)性和更好的終端感受；當(dāng)PLMN一代又一代逐漸往更高級(jí)的技術(shù)范疇演進(jìn)時(shí)，我們確實(shí)看到有更好候選技術(shù)，可以協(xié)助我們?cè)赑LMN的基礎(chǔ)上再次完成“提煉”，從而向上進(jìn)入太空，徹底脫離地面。NTN網(wǎng)絡(luò)確實(shí)可以幫助我們實(shí)現(xiàn)對(duì)于地球完整表面的覆蓋，包括陸地、大氣層內(nèi)的空余和海洋，以及兩極區(qū)域。

從主導(dǎo)PLMN網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP角度出發(fā)，他本身也是現(xiàn)在最強(qiáng)大和最有說(shuō)服力的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化組織。在它自身主導(dǎo)的5G標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)支持衛(wèi)星通信，爭(zhēng)取在6G來(lái)臨之時(shí)將衛(wèi)星通訊網(wǎng)絡(luò)以NTN的形式落地，從而推動(dòng)星地融合已經(jīng)是勢(shì)在必行。實(shí)際上3GPP從R14就開(kāi)始了星地融合的研究工作，之后立項(xiàng)“NRsupport Non-Terrestrial Network”，即面向非地面網(wǎng)絡(luò)的5G新空口。

非常清晰地表達(dá)了3GPP的觀點(diǎn)：希望NTN網(wǎng)絡(luò)的空中接口制式，可以統(tǒng)一到5G所定義的New Radio空口標(biāo)準(zhǔn)下（小編：現(xiàn)在5G的最新3GPP內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)版本為R17凍結(jié)，R18在研），從而將星地通訊網(wǎng)絡(luò)納入地面移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)共同演進(jìn)。

圖一【NTN-1.png】來(lái)自S^2技術(shù)文章插圖

上圖1中可以清晰看到PLMN已經(jīng)從最初的Ground based向上發(fā)展到Airborne和Spaceborne至少三層。這里說(shuō)“至少三層”是因?yàn)槿祟?lèi)航天活動(dòng)的組織形式出現(xiàn)新變化，民用航天企業(yè)的突飛猛進(jìn)，似乎讓我們看到有生之年人類(lèi)確實(shí)有機(jī)會(huì)規(guī)模移民月球和火星的可能性。那么屆時(shí)是否出現(xiàn)Mars based and Moon-based network，確實(shí)不好說(shuō)了。

我們?cè)诒酒兴攸c(diǎn)關(guān)注的就是Spaceborne Network中的LEO satellite（地球低軌道衛(wèi)星），這是本文主角Starlink的技術(shù)模板。（小編：圖1中的Airborne和Spaceborne之間的分界線高度為100Km大氣層邊界）

注意上圖1中，復(fù)雜的三層網(wǎng)絡(luò)所服務(wù)的中心對(duì)象其實(shí)只有一個(gè)，就是6G UE（用戶(hù)終端）。從統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP的角度出發(fā)，他當(dāng)然希望網(wǎng)絡(luò)形態(tài)不論多復(fù)雜，但對(duì)于UE來(lái)說(shuō)，空中接口的制式應(yīng)該保持單一。這對(duì)于保證客戶(hù)體驗(yàn)、降低終端的復(fù)雜度和能耗，都有很大的好處。這也意味著NTN的位置不管有多高，3GPP定義NTN的出發(fā)點(diǎn)之一，也一定是基于統(tǒng)一的NR（New Radio）接口。

從原則上講，這就是網(wǎng)絡(luò)遷就終端，而非終端遷就網(wǎng)絡(luò)。（小編：WiFi空口有別于NR是個(gè)例外，畢竟WiFi是同期成長(zhǎng)甚至有更悠久歷史的IEEE的標(biāo)準(zhǔn)。所以如果不考慮兼容低級(jí)別標(biāo)準(zhǔn)，所有的5G標(biāo)準(zhǔn)手機(jī)至少都是兩個(gè)制式，NR+WiFi）所以歷史上盡管出現(xiàn)各種各樣的星地通訊網(wǎng)絡(luò)，包括Starlink當(dāng)前所提供的成熟的星地寬帶網(wǎng)絡(luò)，但符合國(guó)際電信聯(lián)盟ITU定義、3GPP標(biāo)準(zhǔn)化組織提交的5G標(biāo)準(zhǔn)，卻只有正在演進(jìn)中的NTN。下圖2顯示的Starlink商業(yè)網(wǎng)絡(luò)，從終端形態(tài)、上下行空口鏈路工作頻點(diǎn)，以及地面站獨(dú)立接入Internet的工作方式來(lái)看，都更像一個(gè)超級(jí)大號(hào)的WiFi，而非泛在的5G、6G：

圖二【NTN-2.png】來(lái)自dgtl Infra技術(shù)文章插圖

所以當(dāng)T-Mobile作為美國(guó)排名前三的移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商聯(lián)手民用商業(yè)航天寡頭SpaceX聯(lián)合發(fā)布這種從外部特征看非常接近NTN概念的星地網(wǎng)絡(luò)時(shí)，確實(shí)是值得很多行業(yè)和受眾關(guān)注的，這其中也包括我們汽車(chē)行業(yè)。這種技術(shù)一旦借助Starlink落地，顯然對(duì)于Teslafleet中的每一輛車(chē)來(lái)說(shuō)，都是更好的信息互聯(lián)通道，尤其在地廣人稀的國(guó)家。

Aboveand Beyond

具體關(guān)于這次SpaceX和T-Mobile的合作發(fā)布，總的來(lái)說(shuō)信息點(diǎn)不多，而且類(lèi)似場(chǎng)合所能提供的深度線索總是很有限的，但感覺(jué)有些干貨可以稍微展開(kāi)說(shuō)說(shuō)：

1 發(fā)布會(huì)主題是：Above and Beyond，T-Mobile CEO說(shuō)這是技術(shù)合作發(fā)布，不是產(chǎn)品發(fā)布。這句話的意思是，截至目前都只是技術(shù)構(gòu)想（小編：Elon Musk說(shuō)已經(jīng)完成了Lab原型驗(yàn)證，SpaceX端需要驗(yàn)證550KmLEO軌道在PCS1.9GHz頻段下，Starlink衛(wèi)星到地面終端的鏈路預(yù)算——基于主流商業(yè)終端，是否可行），還遠(yuǎn)不到談及具體網(wǎng)絡(luò)部署和商業(yè)服務(wù)的階段。

所以現(xiàn)在討論具體的服務(wù)形式，甚至套餐模式，是否傾向支持哪些具體應(yīng)用（類(lèi)似虛擬運(yùn)營(yíng)商）......這些問(wèn)題言之還早。但這往往也是一般消費(fèi)者所最關(guān)心的問(wèn)題，所以發(fā)布會(huì)現(xiàn)場(chǎng)很多提問(wèn)都是圍繞這些問(wèn)題的。我們先把這個(gè)問(wèn)題放一下，網(wǎng)絡(luò)所能提供的業(yè)務(wù)模式，往往和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相關(guān)，如果我們尚不能確定Starlink在v2.0時(shí)代對(duì)于NTN的具體支撐方式，也就是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，也就無(wú)法確定SpaceX和T-Mobile的運(yùn)營(yíng)合作方式。那么一切猜想的價(jià)值也就不太大了；

2 在3GPP標(biāo)準(zhǔn)體系內(nèi)，NTN從R14版本開(kāi)始一直都是空天網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)范疇，5G現(xiàn)行版本中很多的研究已經(jīng)包括這一部分。NTN非地面網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在標(biāo)準(zhǔn)化組織里是正式的研究構(gòu)成，各成員機(jī)構(gòu)基本都在搞，不算是特別先鋒、特別冷門(mén)的技術(shù)。去年iPhone13正式發(fā)布之前，曾有投資分析師放出消息說(shuō)iPhone13有可能支持衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。雖然事后被證明子虛烏有，但進(jìn)入2022年度以來(lái)，我們確實(shí)觀察到多家傳統(tǒng)電信設(shè)備提供商在加緊NTN網(wǎng)絡(luò)測(cè)試進(jìn)程，甚至還包括終端芯片設(shè)計(jì)商聯(lián)發(fā)科；

圖四【NTN-4.png】來(lái)自honhai.com技術(shù)文章插圖

上圖4中的黃色箭頭位置即是聯(lián)發(fā)科的終端芯片。但上圖所展示的NTN網(wǎng)絡(luò)工作方式可能和最近聯(lián)發(fā)科公布的針對(duì)LEO地球低軌道的NTN測(cè)試通過(guò)的場(chǎng)景還不一樣，上圖4中的場(chǎng)景是對(duì)接GEO地球同步軌道的高軌場(chǎng)景，但這個(gè)差別并不影響我們的分析。

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)NB-IoT，聯(lián)發(fā)科提供的芯片可以支持標(biāo)準(zhǔn)的物聯(lián)網(wǎng)終端指標(biāo)：23dBm/200mW UE發(fā)射功率，以及0dBi的全向天線。我們可以做這么一個(gè)基本判斷，如果在GEO地球同步軌道的36000Km的高軌道位置可以支撐地面標(biāo)準(zhǔn)終端的窄帶業(yè)務(wù)，那么LEO低軌道（大概550Km-600Km）上的業(yè)務(wù)在關(guān)鍵的鏈路預(yù)算上就不會(huì)有太大問(wèn)題，當(dāng)然還要考慮多普勒效應(yīng)的負(fù)面因素（小編：GEO對(duì)地面靜止，沒(méi)有多普勒問(wèn)題）。

3 Elon Musk說(shuō)Starlink的v2版本上，衛(wèi)星本體將會(huì)重新設(shè)計(jì)支持PCS頻段（1.9GHzFDD）的相控陣天線。天線尺寸大約是邊長(zhǎng)5-6m，面積在25平方米大小。這個(gè)天線的尺寸大小，即使是考慮設(shè)計(jì)折疊結(jié)構(gòu)之后，現(xiàn)有的Falcon-9的整流罩也放不進(jìn)去。所以Starlinkv2平臺(tái)，只能選擇Starship星艦來(lái)發(fā)射。但客觀事實(shí)是Starship達(dá)到商業(yè)發(fā)射的進(jìn)度還需要時(shí)間，延后的可能性很高，所以SpaceX的Plan-B是研發(fā)小一號(hào)的Starlinkv2版本，攜帶較小面積的相控陣天線，仍然由Falcon-9發(fā)射。但想必這種星地通訊性能指標(biāo)會(huì)下調(diào)；

4 T-Mobile USA曾經(jīng)是歐洲電信業(yè)巨頭——德國(guó)電信的子公司，現(xiàn)在股權(quán)結(jié)構(gòu)如何小編就不清楚了。T-Mobile在這種合作中貢獻(xiàn)的主要是自己的資源——無(wú)線頻譜資源和現(xiàn)有的5G地面網(wǎng)絡(luò)，主要是基站gNB資源。準(zhǔn)確地說(shuō)大頭還是PCS1.9GHz頻段的全美覆蓋資源（在美國(guó)的頻段拍賣(mài)機(jī)制下，拿一個(gè)可以全國(guó)性覆蓋的統(tǒng)一頻段網(wǎng)絡(luò)很不容易也很昂貴），具體T-Mobile是把他的PCS頻段都拿出來(lái)了，還是只拿了一部分？還不清楚細(xì)節(jié)，應(yīng)該不會(huì)太多（也用不上）......但這些內(nèi)容也都不是現(xiàn)在公眾所需要了解的細(xì)節(jié)。

對(duì)應(yīng)地，SpaceX則是貢獻(xiàn)太空網(wǎng)絡(luò)實(shí)體，應(yīng)該包括地面站、關(guān)口局（和T-Mobile對(duì)接）、衛(wèi)星、中繼星（v2可能每顆都可以通過(guò)激光中繼），以及更加關(guān)鍵的如何處理終端上行信號(hào)處理的技術(shù)難點(diǎn)，比如低信噪比和極低電平的有用信號(hào)，以及如何對(duì)抗多普勒頻偏。

當(dāng)然對(duì)于T-Mobile來(lái)說(shuō)，除了貢獻(xiàn)極其昂貴的PCS頻段資源作為Starlink上下行覆蓋頻段，為了適配高時(shí)延、低速率（高誤碼率）且因?yàn)榘l(fā)生在UE和衛(wèi)星之間相對(duì)高速的運(yùn)動(dòng)所導(dǎo)致的頻率偏移和異常高的移動(dòng)性，T-Mobile需要嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)范（可以是來(lái)自3GPP的現(xiàn)成標(biāo)準(zhǔn)）組織gNB基站產(chǎn)品和UE終端產(chǎn)品的測(cè)試和采買(mǎi)、上市和資費(fèi)設(shè)定，這部分工作量也不少。

但本質(zhì)上，對(duì)于兩家的合作有點(diǎn)類(lèi)似于：你出資源，我出技術(shù)和實(shí)體衛(wèi)星和技術(shù)，賺了錢(qián)大家分這個(gè)意思。

5 特別地，對(duì)于SpaceX來(lái)說(shuō)，Starlink星鏈系統(tǒng)是個(gè)靈活的有生命力的平臺(tái)。他也需要不斷發(fā)展自己的平臺(tái)能力來(lái)滿(mǎn)足自己的可持續(xù)運(yùn)行。當(dāng)前的v1和v1.5已經(jīng)基本在近地軌道上站穩(wěn)腳跟，可以穩(wěn)定為地球相當(dāng)大的表面積上提供穩(wěn)定星地寬帶業(yè)務(wù)，實(shí)際上也進(jìn)入商業(yè)推廣階段，并在關(guān)鍵區(qū)域和熱點(diǎn)事件上發(fā)揮作用，比如俄烏沖突一線，以及湯加火山爆發(fā)區(qū)域；SpaceX往軌道上折騰多大動(dòng)靜現(xiàn)在看起來(lái)也基本被各方所接受了，F(xiàn)CC首當(dāng)其沖，國(guó)際電信聯(lián)盟ITU官方似乎也沒(méi)有強(qiáng)烈的反對(duì)意見(jiàn)。只有部分輿論和天文觀察行業(yè)對(duì)Starlink的非議很大，但終會(huì)消失。這個(gè)轉(zhuǎn)變和逐步被公眾接受的過(guò)程很不容易，大家可以理解為這就是關(guān)鍵的“口碑”。但這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是Musk的野心。直接對(duì)于地面手持商業(yè)終端提供真正意義上廣泛存在的移動(dòng)業(yè)務(wù)，理應(yīng)是下一個(gè)重點(diǎn)。小編個(gè)人覺(jué)得這是水到渠成的，如果SpaceX和Musk沒(méi)有決定邁出這一步才是奇怪的。

關(guān)鍵的技術(shù)難點(diǎn)

從聯(lián)合發(fā)布會(huì)上Elon Musk的表述中，我們無(wú)法確定Starlink v2在星地網(wǎng)絡(luò)中所扮演的角色到底是如何的，也就無(wú)法判斷SpaceX+T-Mobile的聯(lián)合星地網(wǎng)絡(luò)到底和3GPP現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中所定義的NTN的滿(mǎn)足度有多高。這其實(shí)是個(gè)根本問(wèn)題。

可能會(huì)有讀者問(wèn)，為什么SpaceX+T-Mobile的星地方案一定要滿(mǎn)足3GPP標(biāo)準(zhǔn)呢？為什么不能通過(guò)先發(fā)優(yōu)勢(shì)快速確立自己的網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)從而搶先發(fā)布自己的標(biāo)準(zhǔn)呢？實(shí)際上，先發(fā)確立獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)完全是有可能的，因?yàn)镾paceX所擁有的大批量、高密度的近地軌道發(fā)射能力獨(dú)步全球，而且Starlink星鏈實(shí)際上已經(jīng)接近完成對(duì)黃金近地軌道（LEO 550Km）的統(tǒng)治。但如果我們從另一個(gè)角度考慮，無(wú)論是5G一側(cè)的gNB設(shè)備，還是終端一側(cè)的UE設(shè)備，以及UE內(nèi)關(guān)鍵芯片，最終還是會(huì)選擇遵循3GPP相關(guān)NTN標(biāo)準(zhǔn)。這意味著SpaceX和T-Mobile如果選擇強(qiáng)行推進(jìn)自有標(biāo)準(zhǔn)，就必須要對(duì)整個(gè)UE到5G的無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)做出相應(yīng)的改動(dòng)，T-Mobile在移動(dòng)通訊產(chǎn)業(yè)界未必有這個(gè)自研能力和號(hào)召力，而SpaceX則完全是門(mén)外漢。

我們?cè)谙聢D給出3GPP中，NTN（非地面網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)）所定義的兩種基礎(chǔ)架構(gòu)：

圖六【NTN-6.png】來(lái)自Satellite Communications in NewSpace Era論文插圖

左側(cè)a為T(mén)ransparent Payload NTN模式，意指針對(duì)地面那些附近沒(méi)有地面5G覆蓋的UE，提供符合NR（5G的空口標(biāo)準(zhǔn)）規(guī)范的信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)能力，將NR的無(wú)線電信號(hào)所攜帶的Payload原封不動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)給地面可達(dá)的任意一個(gè)gNB基站，從而完成對(duì)于非傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)UE的電信業(yè)務(wù)覆蓋。而右側(cè)b的為Regenerative Payload NTN模式，意指對(duì)于地面那些附近沒(méi)有地面5G覆蓋的UE，提供符合NR規(guī)范的信號(hào)收發(fā)能力，衛(wèi)星此時(shí)相當(dāng)于位于太空的gNB 5G NTN基站，然后將處理并恢復(fù)好的信號(hào)即所謂的Regenerated signal轉(zhuǎn)發(fā)給地面可達(dá)的任意一個(gè)核心網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備，再進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)。

讀者可以明白，兩種NTN實(shí)現(xiàn)方案最大的差別在于對(duì)于衛(wèi)星的技術(shù)要求，也就是對(duì)于Starlinkv2衛(wèi)星的計(jì)算能力的要求。小編大概率推測(cè)應(yīng)該是方案一，即Transparent Payload方案。這個(gè)方案對(duì)于衛(wèi)星的算力要求沒(méi)有b方案高，只需要恢復(fù)合格的物理層無(wú)線信號(hào)即可，而方案b則需要高質(zhì)量恢復(fù)出整個(gè)用戶(hù)payload數(shù)據(jù)，相當(dāng)于把gNB實(shí)體送上衛(wèi)星。這樣對(duì)Starlink v2.0來(lái)說(shuō)集成度、可靠性和成本的需求要求增加。

但不管方案a還是方案b，物理層信號(hào)的處理都是要求非常高的。如前面所述，兩點(diǎn)技術(shù)問(wèn)題必須克服，一個(gè)是要克服550Km長(zhǎng)度的鏈路衰減問(wèn)題，另一個(gè)則是必須對(duì)抗Starlink以25000Kmph的超級(jí)高速度飛掠世界各地所帶來(lái)的多普勒頻率偏移問(wèn)題。這些PHY物理層的技術(shù)難點(diǎn)更多地在SpaceX一側(cè)，解決方案一個(gè)是超級(jí)相控陣天線，另一個(gè)則是頻率偏移測(cè)量和修正的物理層算法。其中，Starlink能提供多大面積的天線才能支持550Km高度的星地通訊是個(gè)關(guān)鍵，現(xiàn)在的技術(shù)水平看，不是完全不可能的。

圖七【NTN-7.png】來(lái)自seekingalpha.com技術(shù)文章AST SpaceMobile插圖

上圖7中的天線是來(lái)自AST的64平方米的軌道相控陣天線，部署在400Km軌道，運(yùn)行速度25000Kmph，設(shè)計(jì)目標(biāo)就是用來(lái)支持地面商業(yè)移動(dòng)手機(jī)的。很巧的是，這家公司往軌道上送天線衛(wèi)星，就是選擇的SpaceX的falcon-9.......小編不知道Elon Musk是否受到其啟發(fā)。

Cambridge-consultants和StratosphericPlatforms Limited合作的平流層航空器（小編：注意不是軌道衛(wèi)星，高度會(huì)較低，所以天線尺寸可以做得更?。┧钶d的相控陣天線。有興趣的讀者可以去挖一下細(xì)節(jié)。這個(gè)天線的尺寸較小，大概3平方米，但可以支撐在20Km的平流層內(nèi)對(duì)地面商業(yè)手機(jī)直接提供移動(dòng)服務(wù)。

閱讀至此大家可以理解，Starlinkv2星的天線載荷是否足夠先進(jìn)，將是近地軌道飛行器對(duì)地面提供NTN移動(dòng)業(yè)務(wù)的關(guān)鍵中的關(guān)鍵。NTN和地面移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)PLMN最大的差別也就是基站到終端的距離，這個(gè)距離所造成的鏈路損耗必須有先進(jìn)的相控陣天線所彌補(bǔ)，否則這個(gè)概念的可行性就不存在了。Elon Musk確定說(shuō)他們可以搞定這個(gè)問(wèn)題，且已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室里得到證實(shí)。這個(gè)是毫無(wú)疑問(wèn)的，在這方面有所突破的不止SpaceX一家。如果有疑問(wèn)，那就應(yīng)該是技術(shù)部署節(jié)奏的問(wèn)題，是否能跟上商業(yè)化推廣的需求，這是衡量這個(gè)業(yè)務(wù)是否健康的唯一標(biāo)準(zhǔn)。但眾所周知的是，Elon Musk歷來(lái)都是把先進(jìn)技術(shù)工程化的大師，所以我們拭目以待吧！

除此之外，還有多普勒效應(yīng)如何克服、地面波束覆蓋小區(qū)高速移動(dòng)所引發(fā)的高密度切換行為如何保證切換質(zhì)量和穩(wěn)定度、覆蓋區(qū)域內(nèi)的服務(wù)帶寬水平……等等問(wèn)題，這都次之。

平臺(tái)的偉力

狹義上理解，通訊網(wǎng)絡(luò)首先是個(gè)技術(shù)體系；但從廣義上理解，網(wǎng)絡(luò)理論之所以成為現(xiàn)實(shí)世界中無(wú)處不在的網(wǎng)絡(luò)，成為人們?nèi)粘Ｔ诜椒矫婷娑夹枰部梢蕾?lài)的體系，核心本質(zhì)還是一個(gè)健康的生態(tài)。位于這個(gè)生態(tài)的核心位置上是運(yùn)營(yíng)商，以及運(yùn)營(yíng)商背后的國(guó)家力量（即國(guó)家所能掌控的排他的、唯一的自然資源分配權(quán)）。所以我們看到在漫長(zhǎng)的1、2、3、4、5、6....G演進(jìn)歷史中，在全球范圍內(nèi)發(fā)展的技術(shù)體系內(nèi)，其發(fā)動(dòng)者和引領(lǐng)者，就是聯(lián)合國(guó)，也只能是聯(lián)合國(guó)。具體就是聯(lián)合國(guó)里歷史最為悠久的部門(mén)——國(guó)際電聯(lián)ITU。

ITU負(fù)責(zé)發(fā)布對(duì)于每一代無(wú)線通訊技術(shù)的需求，然后各種標(biāo)準(zhǔn)化組織們（小編：其實(shí)基本上也就3GPP為主，標(biāo)準(zhǔn)化組織代表自由的商業(yè)利益）再組織成員公司和所屬各種研究機(jī)構(gòu)的力量，負(fù)責(zé)把這個(gè)技術(shù)需求落地。其中標(biāo)準(zhǔn)化組織搞不定的部分，比如涉及國(guó)家主權(quán)的無(wú)線電資源協(xié)調(diào)和分配，甚至衛(wèi)星軌道資源的協(xié)調(diào)和分配，基本就是ITU和ITU所主辦的WRC（世界無(wú)線電大會(huì)）所主持國(guó)家與國(guó)家之間進(jìn)行協(xié)調(diào)的。

SpaceX的Starlink低軌通訊衛(wèi)星星座在Elon Musk的超強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)力下，以及在美國(guó)頻率和軌道資源管理機(jī)構(gòu)FCC的支持下，在近地軌道資源上執(zhí)行了鋪天蓋地的搶跑。在沒(méi)有明顯違規(guī)的前提下，充分利用現(xiàn)有規(guī)則的短板（小編：現(xiàn)在的規(guī)則基本屬于先到先得），已經(jīng)給其他國(guó)家和技術(shù)組織造成莫大的壓力?，F(xiàn)在星鏈系統(tǒng)作為超級(jí)平臺(tái)產(chǎn)品，已經(jīng)有四千顆數(shù)量級(jí)別的在軌衛(wèi)星，而進(jìn)一步演化的Starlink v2版本極有可能聯(lián)合美國(guó)的地面運(yùn)營(yíng)商（T-Mobile）將這個(gè)壓力進(jìn)一步擴(kuò)大到傳統(tǒng)的移動(dòng)服務(wù)上。如果再進(jìn)一步尋求聯(lián)合西方盟友的運(yùn)營(yíng)商，在大范圍內(nèi)搶先提供“準(zhǔn)”6G業(yè)務(wù)也不是不可能的。NTN本身就是有代表性質(zhì)的6G業(yè)務(wù)。

這就是平臺(tái)的偉力！Elon Musk不按常理出牌，繞道、借道實(shí)現(xiàn)技術(shù)、產(chǎn)品和系統(tǒng)級(jí)別的超車(chē)已經(jīng)不是第一次了。不等具體的標(biāo)準(zhǔn)落地，不考慮產(chǎn)業(yè)內(nèi)其它合作伙伴的成熟度，不顧及歷史陳規(guī)甚至蔑視現(xiàn)行制度（小編：別看FCC在美國(guó)國(guó)內(nèi)表現(xiàn)出一種制約Elon Musk亂來(lái)的態(tài)勢(shì)，但實(shí)際上扶上馬再送一程的事兒可沒(méi)少干）……只要產(chǎn)品有市場(chǎng)，SpaceX搶先推出NTN業(yè)務(wù)成功的機(jī)會(huì)確實(shí)存在。畢竟放眼全球，官方、半官方和純私有的商業(yè)機(jī)構(gòu)中，具備如此規(guī)模的LEO近地軌道衛(wèi)星資源的，只此一家別無(wú)分號(hào)。

所以站在國(guó)家的角度，持續(xù)關(guān)注并加快推進(jìn)NTN部署，還是必要的?，F(xiàn)在全球范圍內(nèi)商業(yè)航天基本被SpaceX橫掃，唯一可抗衡的也就是中國(guó)國(guó)家之力的運(yùn)載能力了，但如果Starship星艦運(yùn)載工具順利完成商業(yè)化，我們也夠嗆能否跟得上。所以Starlink星座平臺(tái)最終能長(zhǎng)多大，能帶多少業(yè)務(wù)，能形成何種高維優(yōu)勢(shì)？

某種程度上講，他的對(duì)手真有可能只有SpaceX自己。

審核編輯：劉清