隨著衛(wèi)星通信技術的不斷突破,衛(wèi)星直連設備(D2D, Direct-to-Device)通信正快速崛起。
本篇將帶你簡明了解:
?衛(wèi)星通信服務的分類(FSS vs MSS)
? D2D、DTC 在頻譜上的機遇與挑戰(zhàn)
01
衛(wèi)星通信服務類型
固定衛(wèi)星服務(Fixed Satellite Service,F(xiàn)SS)和移動衛(wèi)星服務(Mobile Satellite Service,MSS)是國際電信聯(lián)盟(ITU)定義的兩種主要衛(wèi)星通信服務類型,它們的主要區(qū)別體現(xiàn)在通信終端的移動性、頻譜分配、典型應用場景和天線形式等方面。
固定衛(wèi)星服務
定義
FSS 指的是在兩個或多個固定位置之間進行的衛(wèi)星通信,通信的兩端設備(如衛(wèi)星地面站)的位置是固定的。
特點
終端固定不動:如地面衛(wèi)星站、衛(wèi)星地球站、企業(yè)衛(wèi)星通信設備。
天線較大且可定向:通常采用高增益拋物面天線,可以精確對準某顆衛(wèi)星。
頻段常用 Ku、Ka、C 頻段,頻譜資源較多。
覆蓋范圍靈活,可提供點對點或點對多點服務。
通信容量較大,速率高,頻譜效率高。
典型應用
衛(wèi)星電視(如DTH)
VSAT 終端通信(如偏遠地區(qū)辦公通信)
企業(yè)或政府遠程專線接入
衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)接入(如Starlink、ViaSat)
移動衛(wèi)星服務
定義
MSS 是指至少一端是移動終端的衛(wèi)星通信服務,即通信設備可以移動,例如通信對象是飛機、船只、車輛或個人用戶終端。
特點
終端是移動的,如手機、汽車、船只上的終端。
天線小且通常是全向天線,不需要精確對準衛(wèi)星,適合小型便攜設備。
頻段常用 L、S 頻段(低頻段,穿透力強、抗干擾能力好)。
服務質量穩(wěn)定性受移動性、天線特性影響較大。
頻譜稀缺,協(xié)調難度高。
典型應用
衛(wèi)星電話(如Iridium、Globalstar、Inmarsat)
海上/空中通信(船舶或飛機互聯(lián)網(wǎng))
衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)(IoT)
D2D通信(直接與手機對接的衛(wèi)星服務,如Apple與Globalstar合作)
Starlink的DTC業(yè)務
Starlink 原本主要是 FSS(固定衛(wèi)星服務):用 Ku/Ka 頻段 + 用戶終端 dish(平板相控陣天線)+ 地面站/網(wǎng)關站(大尺寸拋物面天線)。
但Starlink DTC是 Starlink 的新業(yè)務線,與 T-Mobile 合作推出的,直接服務于移動終端。
雖然使用了一些傳統(tǒng)“地面移動通信”頻段(例如 T-Mobile 的 LTE 頻段),但由于通信一端是衛(wèi)星,一端是移動終端,從衛(wèi)星通信分類來看,它仍然屬于 MSS。
02
什么是D2D
在衛(wèi)星技術和手機電子技術不斷創(chuàng)新的推動下,直連設備(Direct-to-Device, D2D)服務應運而生,使得衛(wèi)星能夠直接與標準消費設備(包括智能手機和物聯(lián)網(wǎng)傳感器)進行通信。
DTC 和 D2D 是什么關系?
DTC(Direct to Cell)是 D2D 的一個子集,屬于 D2D 中的“蜂窩直連”類型。
D2D 有望使未來大多數(shù)移動終端具備全球通信能力,即使不在地面基站覆蓋范圍內,也可實現(xiàn)通信,盡管其吞吐量可能受限。
盡管 D2D(直連終端)技術實用性強、前景廣闊,但頻譜獲取仍是一大挑戰(zhàn)。地面蜂窩頻譜價值高昂,運營商往往不愿為 D2D 預留,尤其在城市或多地區(qū)部署時更顯困難。這使得基于地面頻譜的 D2D 服務呈“拼布式”覆蓋。
移動衛(wèi)星服務(MSS)頻段(如 Apple 與 Globalstar 的合作)可在無地面網(wǎng)絡覆蓋時,實現(xiàn)廣域甚至全球通信,是當前 D2D 服務的理想選擇。但問題是:這些頻段已有活躍用戶,頻譜資源緊張。
高頻 FSS(如 Ku/Ka)頻段雖支持共享,但由于 D2D 終端使用的是全向小天線,難以像大型定向天線那樣避免干擾,MSS 場景下頻譜共享仍具挑戰(zhàn)。
過去通過“頻段劃分”保障 MSS 投資建設,但隨著 D2D 用戶激增,這種方式已難以持續(xù)。同時,D2D 所用頻段往往還承擔關鍵安全通信任務,簡單共享會影響服務質量。
近期,多個 MSS 頻譜持有者與 D2D 服務提供商之間達成了一系列商業(yè)協(xié)議,以支持在蜂窩網(wǎng)絡無法覆蓋區(qū)域中的 D2D 服務(如緊急消息傳送)。這些商業(yè)合作包括:
Apple 于2022年11 月推出首個 D2D 功能,在 iPhone 14 及后續(xù)機型中通過與 Globalstar 的商業(yè)合作實現(xiàn)了緊急 SOS功能,后續(xù)又支持了通用消息服務。為此,Globalstar 將其系統(tǒng)容量中的大量資源專門分配給其批發(fā)客戶 Apple,以支持現(xiàn)有及未來 Apple 設備的衛(wèi)星連接。
Skylo 于 2024 年與 Viasat、Ligado 及其他衛(wèi)星運營商合作,在美國及其他地區(qū)為部分新款安卓手機部署消息服務。不過,Ligado 所持有的 L 波段 MSS 頻譜長期以來因其可能干擾 GPS 系統(tǒng)而在監(jiān)管和安全層面?zhèn)涫軤幾h。
AST SpaceMobile 最初專注于重用 AT&T、Verizon 等合作伙伴的地面頻譜,但在 2025 年 1 月,該公司宣布與 Ligado 達成協(xié)議,計劃在美國和加拿大使用 Ligado 的 L 波段 MSS 頻譜部署新的 LEO MSS 網(wǎng)絡(同樣涉及上述 GPS 干擾問題)。
SpaceX 的 Starlink 也表達了希望在其現(xiàn)有的地面頻譜合作之外,進一步獲得 MSS 頻譜使用權的意愿。
各主要市場參與方( D2D 運營商、移動網(wǎng)絡運營商和智能手機制造商)之間的重要 D2D 頻譜安排
03
主要的MSS頻段
新興的直連設備(D2D)服務提供商未來可能使用的三大主要移動衛(wèi)星服務(MSS)頻段包括:
L 波段 GEO 頻譜
下行 1525–1559 MHz,配對的上行為 1626.5–1660.5 MHz;
2 GHz 頻段
北美地區(qū)為上行 2000–2020 MHz,配對的下行為 2180–2200 MHz;其他地區(qū)為上行 1980–2010 MHz,配對的下行為 2170–2200 MHz;
Big LEO 頻段
上行 1610–1626.5 MHz,配對的下行為 2483.5–2500 MHz。
這三類頻段目前均已被現(xiàn)有的衛(wèi)星運營商持有許可,服務對象包括全球數(shù)百萬 MSS 終端設備。
其中,2 GHz MSS 頻段通常被認為是未來 D2D 服務最具潛力的頻段,其原因如下:
該頻段目前在衛(wèi)星服務中的使用較為稀疏;
并且它具備全球范圍內的可用性(盡管在部分區(qū)域頻譜劃分存在細微差異)。
在具體的頻譜使用權方面:
EchoStar 持有北美、歐洲和世界其他地區(qū)不同數(shù)量的頻譜使用許可;
Inmarsat(現(xiàn)為 Viasat 所有)在歐洲持有該頻段的部分頻譜;
Omnispace 聲稱在北美和歐洲以外的部分地區(qū)擁有該頻段的使用權。
相比之下,Big LEO 頻段的使用則非常密集:
由 Globalstar 和 Iridium 共同使用;
兩家公司總共服務了超過 三百萬用戶,其中包括 數(shù)億部 iPhone;
并且該頻段支持許多生命安全類(safety-of-life)應用。
而盡管 Ligado 現(xiàn)有的衛(wèi)星網(wǎng)絡用戶數(shù)量相對較少,其 L 波段 頻譜卻在全球多個地區(qū)被 Inmarsat/Viasat 廣泛用于關鍵的海事與航空安全服務。
此外,L 波段頻譜臨近 GPS 頻段,這意味著在全球范圍內,尤其是在高功率水平下使用該頻段進行 D2D 通信必須格外謹慎,以避免潛在干擾。
更多關于D2D頻譜的信息請參考:
[1] Musey J A, Farrar T. Spectrum for Emerging Direct-to-Device Satellite Operators[J]. 2025.
>End
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