近日，SpaceX向美国联邦通信委员会（FCC）提交了一项申请，请求在
最近获得授权的“星链”（Starlink）第二代星座
中的2016颗卫星上，增设手机直连卫星的有效载荷，用于通过“星链”卫星提供真正的全球手机网络连接，与T-Mobile合作打造全球无死角的通信互联服务。
(资料图片仅供参考)
图源：FCC.Report
根据公开信息显示，这2016颗卫星是“星链”第二代星座7500颗卫星中的一个子集，轨道高度为525公里和530公里，共28个轨道面，每轨72颗卫星，轨道倾角为53度和43度。
SpaceX计划于2024年中完成全面部署，在南北纬58度范围内提供对地球的全面和连续覆盖，其中服务于美国及其领土的卫星总数在80到100颗之间。
图源：太空行业记者迈克尔·希茨(Michael Sheetz)的社交媒体
在今年8月，SpaceX首席执行官兼首席技术官埃隆·马斯克（Elon Musk）就和T-Mobile首席执行官兼总裁迈克·西弗特（Mike Sievert）在星舰基地宣布了这项突破性计划，即实现普通手机基于“星链”卫星的通信。
图源：T-Mobile官方网站
在这项计划中，T-Mobile提供了地面频谱资源，SpaceX则通过“星链”第二代卫星的通信载荷在原先Ku、Ka天线和星间激光链路的基础上，增加一个面积达到25平方米的中频PCS频谱（mid-band PCS spectrum）天线，以实现与地面手机的直接通信。根据此次公开的文件，SpaceX希望使用T-Mobile已经获得许可的1910-1915 MHz和1990-1995MHz的PCS G Block的5MHz带宽频率。
图源：scirbd.com
但在此次SpaceX向FCC提交的申请中，有两个参数仍未确定：
首先是，服务能力。SpaceX在申请文件中称，系统采用LTE体制，允许每用户调度低至一个资源块，每波束理论峰值速度：上行3.0Mbps或7.2Mbps，下行链路为4.4Mbps或18.3Mbps。
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这些服务指标是在这样的前提下给出的：一是采用最大的天线增益；二是单波束信道带宽分别在1.4MHz和5MHz。
前文提到，T-Mobile的PCS G Block共5MHz带宽的频率资源，SpaceX在申请文件中提出两种可能的信道化频率计划：三色或四色复用、每波束1.4MHz；或同频复用、每波束 5MHz。
按照 LTE技术规范，邻近小区的信号/干扰比优于-4.8dB时，同步和控制信道才能正确解调，在这种情况下可以采用同频复用。对于地面网这个要求容易实现，但对于卫星天线实现起来有很大难度。
如果采用三色或者四色复用，每个波束频率带宽为1.4MHz，每波束理论峰值速率为：下行4.4Mbps、上行3.0Mbps。1.4MHz信道带宽的LTE有6个资源块，因此，每波束最多可支持6个用户同时在线，此时星下点的单用户下行速率为750kbps左右。
另一个未确定的参数是，天线大小及波束数量。天线增益的大小在很大程度上决定着手机直连卫星的通信能力，同时决定着工程难度。SpaceX在申请文件中给出了29dBi、32dBi、35dBi和38dBi四种天线增益。
AST SpaceMobile未来业务星的800MHz天线面积为400平方米，天线增益为36dBi，每颗卫星2800个波束，覆盖全球需要一百万个波束。如果SpaceX采用38dBi最大增益，尽管有频段的差异，但那也将是一个非常大的天线，在南北纬58度范围内对地球的全面和连续覆盖也需要巨大数量的波束。但如果采用29dBi的天线，其天线尺寸和波束数量将减小很多，工程难度大幅降低，但服务能力也将大幅度降低。
参考资料：
