手机直接连接卫星，马斯克没吹牛但也没说实话

就在端午节前夕，马斯克旗下的SpaceX完成了又一次星链卫星的发射，从卡纳维拉尔角将20颗星链V2 Mini卫星（包含13颗可实现直连手机的卫星）送入轨道。至此，SpaceX的直连手机商业星座已拥有52颗“太空基站”，再算上他们此前在5月末宣布完成首次通过星链完成卫星视频通话的实验，似乎用手机直连卫星上网冲浪就要成为现实了。

其实早在去年10月，SpaceX官网就上线了直连手机业务（Direct to Cell，DTC），并适用于现有的LTE手机，无需更改硬件、固件或特殊应用程序，即可通过星链发送文本、语音和数据。没错，不同于目前市面上所谓的“卫星通信”机型，SpaceX的DTC业务最大区别就是不需要专用硬件，现有的LTE手机即可实现“捅破天”。

比如华为方面为了让Mate 50系列机型首发北斗卫星消息功能，在硬件方面进行了诸多升级，诸如使用了高功率的功率放大器、低损耗射频链路和收发方向图一致的天线设计。为了让手机能连上距离地面上千公里的近地轨道卫星，厂商必然就要增强手机的信号，这也是现阶段支持卫星通信功能的机型价格更高的原因。

看到这里，有些朋友可能会认为SpaceX的卫星直连手机功能，会比华为、OPPO、vivo、小米、苹果等手机厂商现行的卫星通信更好。事实上，尽管SpaceX版本的卫星直连手机确实看上去更优越，但这并不代表它已经全方位优于现有的卫星通信技术，其优势主要体现在技术层面，或者说是更加未来可期。

根据SpaceX在官网公布的信息显示，星链版本的卫星直连手机网络预计在2024年实现短信发送，2025年实现语音通话和上网（Data），同年分阶段实现连接物联网。如今，智能手机上的卫星通信在经过了一年多时间的发展后，到目前为止也仅仅只实现了打电话和发短信，利用卫星连接互联网暂时还无法实现，甚至各大厂商也没有给出相应的时间表。而这一差异的主要来源，就是SpaceX与手机厂商采取了不同的解决方案。

目前市场上主要有两种实现手机直连卫星的方案，其一是已经在诸如华为Mate 60系列、小米14系列、OPPO Find X7 Ultra卫星通信版、iPhone 15系列落地的模式，即基于专用通信协议和频段、还需要对手机的硬件进行定制。目前作为“天基基站”的卫星在设计之初其实并非是为手机服务，例如经常出现在各大手机厂商新品发布会上的北斗和天通两套卫星系统，前者就是专注于提供定位服务，后者则主要负责数据传输。

其二则是基于3GPP的非地面网络（NTN）技术路线，是用卫星直接与手机相连，地面再架设信关站作为网关，最终连接到5G核心网。卫星即可以作为基站直接发射5G信号与终端连接，还能作为透明转发节点、将地面站发送的信号透传给手机，这也是高通、联发科等芯片厂商正在积极探索的路线。而SpaceX的解决方案，则与NTN技术有异曲同工之妙，但在具体实施措施上则比3GPP更激进。

SpaceX的方案是基于现有蜂窝移动通信网络，直接使用地面通信技术和频段，星链卫星则可以被视为是布置在天上的“基站”。为什么3GPP的NTN不使用这种能立竿见影的方案，反而是琢磨着升级终端设备的频偏补偿能力，来解决卫星高速运动带来的多普勒频移，当然是因为3GPP做不到让卫星来适应NTN，而只能让NTN去适应现有的卫星体系。可反观SpaceX，由于其已经是全球最知名的航天企业，并具备自己的卫星生产能力。

SpaceX能做到在手机本身不发生改变的情况下就实现卫星通信，主要归功于对卫星本身进行了升级，将星链卫星变成了“顺风耳”。根据SpaceX方面的说法，星链V2 Mini的通信载荷在原先Ku、Ka天线和星间激光链路的基础上，增加了一个中频PCS频谱（mid-band PCS spectrum）天线，每个中频PCS频谱天线将在地面形成一个通信单元格、通信带宽为2-4Mbits，搭配卫星上的4G通信基站模块（eNodeB），以实现接收和发射4G LTE信号。

同时这一批V2 Mini卫星还距离地球更近，相比普通星链卫星高度为550公里的低轨（LEO），V2 Mini则被部署在距离地面360公里的轨道上。此外为了增强卫星的通信能力，V2 Mini的天线阵列不仅使用了波束成形技术，面积也高达6.21平方米，是普通星链卫星天线的31倍。如此种种，最终就让SpaceX实现了用普通手机连接星链卫星时能提供高达16.9Mbps带宽的效果。

借助DTC技术，SpaceX做到了手机与卫星直连这点确实不假，但SpaceX并没有告诉外界这背后其实也要付出一定的代价。星链作为低轨小卫星星座系统，之所以被部署在距离地面550公里的轨道上运行、而非V2 Mini的330公里轨道，覆盖面积是关键。诚然卫星距离地面距离更近，作为通信卫星的带宽就会越大、延时更小，但轨道越低自然就会对地覆盖面越小，组网所需的卫星数量也会直线上升。

换而言之，星链的直连手机业务需要的卫星数量将会是一个巨大的数字。如今通过SpaceX的“卫星锅”连接星链上网冲浪的体验已经与普通有线宽带差不多，但这是建立在SpaceX持续多年发射的6613颗星链卫星基础上，而支持手机直连的星链V2 Mini算上刚刚发射的这一批也就只有64颗。其实这就是为什么SpaceX的直连手机业务尽管在去年10月就已官宣，但到目前为止也没有公测的原因。

毕竟没有一定基数的V2 Mini卫星，SpaceX的卫星直连手机就只能是个大号的玩具，或许等到其真能商业化了，3GPP的NTN技术可能也已经成熟。所以马斯克口中神奇的手机直连卫星其实并不是什么黑科技，而是力大砖飞的结果。

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