频率资源——手机直连卫星验证和落地的基础|卫星通信|手机直连|移动|通信卫星|频段|频率资源

低轨卫星互联网概念已经很多年了，我们也见证了国内外很多卫星互联网、物联网星座计划的提出、调整和破产，从几十颗卫星，到数万颗星座，甚至还有某国提出的 30 万颗的离谱计划，形形色色，几年发展下来，目前具备商用的，除了最早起源于九十年代的铱星和Globalstar 以外，新生代的项目目前只有Starlink和 Oneweb星座，而且Oneweb 也因为建站等问题一再推迟服务上线时间， Starlink 似乎一枝独秀，高歌猛进，发射了6400多颗卫星，用户数量超过 300 万，而且扭亏为盈，发展势头迅猛。

卫星按载荷功能分为通信、遥感、导航、试验等几类，一颗卫星、一个星座、一家航天公司产品方向通过使用的频率很容易分辨，因为不同的业务类型使用的卫星频率资源是不同的，不同频率承载的业务类型不同，相比较遥感和试验卫星那种短时间机动作业的卫星而言，通信卫星由于工作时间比较长，且全球覆盖，系统受到同频、临频的干扰更严重，频率资源的协调和共享更为复杂，这也是限制通信卫星技术试验的一个重要因素。

最近有人在问赛迪在 2020 年《“新基建”之中国卫星互联网产业发展研究白皮书》低轨只能容纳 6 万颗卫星，马斯克自己要打几万颗，我们是不是要尽快发卫星占位置？是的，必须加快，先不讨论近地轨道容量的问题，更重要的是频率优先权资源的抢占，全球来看，卫星频率规则是”先到先得“，对于有全球服务能力的通信卫星来说，频率资源十分宝贵，后发星需要向先发星进行频率协调，不能影响先发星的业务，我曾经做过一些跟高轨星的协调工作，为了避免同频干扰，低轨星在某些频段下的通信仰角不能高于75°，影响业务时常，同时也降低了通信链路预算，且协调仿真过程漫长，业务调度逻辑复杂性增加，以Ku频段为例，SpaceX和Oneweb等就曾打的不可开交，频率协调工作量很大，要从技术和商务多方面沟通，目前双方各让一步，同意共享，才能保证双方都可以部署下一阶段的卫星。

简单来讲，频率为什么那么重要，因为没有频率就没办法做卫星，哪怕是试验卫星也强依赖于频率资源，手机直连卫星低轨星座的技术验证目前最大的限制因素也是频率资源。

近期，Omnispace监测数据显示，Stralink手机直连卫星系统测试对其两颗中轨卫星造成了不可接受的干扰，要求FCC强制停止该星座测试计划，如果投诉有效，有可能影响后续Starlink手机直连卫星部署及今年的商用。

5月17日，外媒报道称，在国际电信周的一个小组论坛上，Omnispace 战略副总裁Giagtzoglou表示，已经监测到Starlink的手机直连卫星载荷对其中轨卫星业务的干扰，这是首次针对存量手机直连卫星试验星干扰的投诉，此前，SpaceX联合T-Mobile向FCC申请使用PCS（1.9GHz）频段提供存量手机直连卫星服务，Omnispace多次提出反对意见，表示该频段的LEO卫星通信将对Omnispace运营的中轨星和低轨星产生不可忽略的干扰，要求FCC拒绝SpaceX的申请。

“Starlink在类似频率上运行有效载荷增加了 S 波段的噪声，导致Omnispace的卫星无法提供服务”

5月15日，Omnispace跟FCC组织了会议，讨论Starlink卫星干扰的问题，于17日提交的讨论材料显示，Omnispace根据以往的经验数据和实测数据，表示SpaceX的试验卫星对Omnispace的两颗中轨卫星 ICO-F2/Omni-F2发射有害的带内干扰，如果后期形成星座，将完全遏制公司的正常业务，Omnispace使用的是规范的卫星通信频率，目前被3GPP组织定义为N256频段，该频率在美国目前仅有两家单位有授权的运营权吗，Omnispace是其中一家，并且在两颗中轨星和两颗低轨星上使用了该频率。

借此分析，Omnispace向FCC提出申请，要求：

SpaceX 的操作违反了其实验授权条款，必须停止。

SpaceX 的运行也违反了其授权参数，违反了《通信法》和委员会规则。

SpaceX 在其授权参数范围之外运行, 有必要采取强制措施。

Omnispace介绍与发展

Omnispace是一家美国企业，成立于2012年，2016年开始，基于其收购获得的N256频段，开始提出建设5G天地融合网络，用手机直连卫星技术提供全球覆盖的物联网和移动宽带通信服务，主推标准3GPP NTN体制标准。该公司的优势在于，Omnispace是目前全美两家拥有N256（2GHz）频段运营权的电信公司之一，另外一家是Dish，3GPP 在R17版本内定义了两个低频段的NTN频率，N255和N256,目前按ITU无线电规则来看，两段频率一个为L频段，一个为S频段。

N256频段应该是卫星移动通信最有价值的一段频率（上下行各30M带宽），也是目前咱们国内天通在用的卫星移动业务通信频段。

初次之外，Globalstar在用的N53频段（L/S）也是比较好的做卫星移动通信的频段。此处不过多描述这个频段了，此次Omnispace投诉Starlink的主要是其N256频段受到了Starlink使用的1.9GHz频段的影响。

2021年3月洛克希德公司宣布与Omnispace 合作，目标通过结合 Omnispace 公司的 2 GHz 波段频谱权和3GPP标准，建立一个全球统一的单一5G 网络，使全球各地电信公司的网络与卫星网络无缝融合。这样的混合网络能够实现手机直连卫星的服务和星地网络互操作性，而不受位置或环境的限制，适用于包括民用、商用、政府国防和军事用途在内的各种应用。双方联合给美军做了验证，完成了5G模式下军用移动通信测试。

Omnispace拥有两颗中轨的卫星资源，2022年4月和5月与Thales Alenia Space合作发射了其5G NTN低轨星座的两颗验证星Spark-1和 Spark-2，预计2026年之前部署300颗低轨卫星，使用N256频段提供商业服务，不过，首发星发射两年后，星座没有进一步进展，同时也没有相关测试成果发布。

2022年4月，Omnispace宣布将与微软合作，实现5G直达手机的单一融合网络部署，双方计划构建一个以微软Azure为中心的5G混合网络，向服务不足的地区提供其全球混合 5G 非地面网络（5G NTN），为消费者、企业、政府和物联网用户提供无处不在的移动连接。基于 Azure Orbital、微软的地面站即服务（Ground-Station-as-a-Service）产品和微软的 Azure 运营商 5G 核心（Azure Operator 5G Core），通过 Omnispace的LEO通信星座路由来自地面移动设备的语音和数据流量。

今年3月12日，Omnispace表示公司将基于其600颗卫星的低轨星座助力非洲MTN运营商推出手机直连卫星的服务。他们将使用 Omispace 的两颗低LEO原型卫星和 12 年前从破产的卫星服务公司 ICO 收购的MEO卫星进行测试，该网络将使用 S 波段频谱（N256频段），近期，Omnispace将在巴西推出手机直连卫星服务。

除此之外，Omnispace 公司作为早期布局3GPP NTN低轨卫星网络建设的运营商，通过收购ICO公司，获得了N256频率优先权，2023年2月份，通过与美国电信运营商Ligado的合作，双方共享N255和N256频率使用许可，双方基于对方的L/S频段的NTN频率资源，共同推进手机直连卫星的商业运营。

2024年2月，Omnispace 宣布成为移动卫星服务协会（MSSA）的创始成员，该组织将在全球范围内促进手机直连卫星（D2D）和物联网服务的创新业务，通过与 Viasat、Terrestar Solutions、Ligado Networks 和 Yahsat 的合作，这一努力旨在为每个人提供可负担、可持续和可扩展的连接。该协会旨在利用的N255和N256强大的带宽资源，基于3GPP标准体制协议，联合地面电信运营商提供全球覆盖的卫星移动通信服务。

Starlilnk最新进展

近期，5 月 10 日和 5 月 14 日SpaceX从加利福尼亚发射的两枚猎鹰 9火箭，各携带了 13 颗带手机直连卫星载荷的卫星，至此，Starlink已经在轨有超过38颗具有手机直连能力的卫星，在北美和日本等地区开展业务测试。

除此之外，据今天马斯克在推特上的消息，目前Starlink用户量超过300万，随着昨天在印尼地区业务开通，该服务已经覆盖了全球99个国家及地区，用户数量增长很快，从2023年12月到现在5个月的时间，增加了70万用户。

截至2024年1季度，SpaceX总共发射航天器重量接近430吨，占全球比例超过87%，马斯克预计今年晚些时候，该比例会超过90%，一旦Starship成熟，将这个比例提高至99%以上，马斯克表示：”SpaceX几乎没有申请专利，不会限制竞争对手的抄袭“

截至5月18日，Starlink总共发射6459颗卫星，包括4015颗一代星和2444颗2代星，目前在轨的6030颗，包括3615颗一代星和2409颗二代星，产生业务的卫星（状态显示O），还有5243颗卫星，一代星3424颗卫星，二代星1819颗星。

距离2019年第一批Starlink卫星发射已经过了近5年，低轨卫星寿命设计一般为5-7年，最早的V0.9首批次卫星已经离轨，2020年发射的几批V1.0卫星也在批量受控离轨。

所以一方面Starlink的卫星加速部署，另一方面，面临大量卫星离轨，近期在监测的120颗卫星正在逐步离轨，显示先下降至350km左右得测试轨道，再下降到250km轨道，后完成主动离轨。目前信息显示，几乎每天都有几颗星离轨，如果不加快部署，评估超过80%的卫星寿命超过4年，如果加速早期卫星离轨，近期有可能出现阶段性在轨卫星数量减少的情况，因为GEN2卫星重量大，最近发射入轨的星也有直接离轨的，失效率不低，不过长期来看，随着运力的进一步提升，星座数量会持续增加的，以期完成Starlink规划的近万颗卫星星座的部署。

Starlink受控离轨的120颗卫星轨道高度

Starlink于5月18日发射的卫星中一颗直接离轨

频率之争

2022年，SpaceX宣布联合T-Mobile共同推进手机直连卫星业务，当时主要T-Mobile的PCS（1.9GHz）频率，两方共同推进在FCC的业务运营申请。2023年美国FCC针对手机直连卫星，提出了SCS（空间补充覆盖）计划，旨在不影响地面通信的前提下推进地面频率在轨复用，扩展卫星移动通信可用的频率资源，助力相关厂家在人口稀少区提供手机直连卫星的服务，通常要求卫星运营商与地面运营商合作，获得相应的频率使用权，在合作运营商的业务区域提供卫星通信服务，且要求该频率不具有优先权，如果对地面或者空间其它优先权卫星造成干扰的，需停止试验或者业务。随着SCS框架协议的公布和讨论，SpaceX除了1.9GHz的使用，也在申请其它地面通信频段共享的机制，以及N255和N256以及N53频段的共享。

今年3月份，FCC推出SCS的框架协议，里面定义了一些通信频段，但是没有将N256和N53频率开放共享，在N53频段，主要的协调方是Globalstar，N256频段，主要是Dish和Omnispace。

Omnispace也不甘心贡献这么优势的频率资源，一方面坚守自己N256频段的资源，另一方面也针对目前SpaceX使用的1.9GHz提出了强烈的反对，主要攻击点是该频段与N256太接近，且频率上下行相反，会对Omnispace卫星产生干扰。

截至目前，FCC暂时拒绝了SpaceX对N256和N53频谱的共享要求，但是SpaceX依旧高频次组会发函要求协调，Omnispace避免与SpaceX就N256频率进行协调，同时多次发函给FCC表示对其1.9GHz干扰的担忧，尤其伴随着Starlink DTC试验星数量快速增加，Omnispace表示该试验星对Omnispace中轨星产生了不可接受的干扰，要求FCC强制叫停Starlink的测试。

Omnispace 计划建造一个由 600 多颗卫星组成的星座，但目前只在中低地球轨道上运营几颗实验卫星，Omnispace具有N256频段的合规运营权，所以要求"如果有卫星（Starlink）干扰了公司卫星通信业务，按规定需要被关闭"。SpaceX进行了回复，表示Omnispace拒绝协调，同时也没有给出明确的干扰证据，重申 SpaceX 一贯的说法，即该公司的完整手机直连卫星星座不会对 Omnispace 造成有害干扰，"如果 Omnispace 仍然认为 SpaceX 的证明不够充分，那么 Omnispace 应迫切提供其真实的运行参数，以便双方分析任何实际的干扰风险。"

针对上述SpaceX的要求，5月15日，Omnispace跟FCC开会讨论，并在会上展示了其对Starlink前6颗手机直连卫星干扰情况的监控和分析，资料显示了Starlink手机直连卫星载荷是如何在相距 17,000 多公里的情况下对 Omnispace 的卫星造成无线电干扰的。 "研究发现了严重的带内（1990-1995 MHz）干扰风险。"Omnispace公司已证实，一颗Starlink DTC卫星多次对其F2卫星造成不可接受的干扰水平，未来数百颗或数千颗Starlink卫星的运行将使全球大部分地区的其他MSS运营商无法使用该频段"。

此次会议的结论如下

Omnispace 公司的监测显示，单颗 Starlink DTC 卫星试验对距离其 17,000 公里外按照国际电联 MSS 分配运行的现有 MSS 系统造成不可接受的干扰。共提交了两次监测：第一次是首批6颗星入轨后，下行链路测试使用 1990-1995 MHz，而全球 MSS 分配是将上述频率用于上行链路。第二次是 Starlink 正在测试第二批卫星的干扰（共 12 颗）。
Omnispace 实测和 RKF 分析证实，干扰在全球大部分地区普遍存在。
SpaceX 一再提出的 "协调 "要求没有依据，因为 Starlink DTC 卫星频率的使用不符合《ITU无线电规则》，Omnispace 这样符合《无线电规则》的卫星没有与其协调的义务。
由于 SpaceX 对频率的使用不符合了《无线电规则》，因此适用第 4.4 条和第 15 条，不合规的SpaceX必须减少 Omnispace 报告的有害干扰。

同时，Omnispace表示，可以使用Band1、3、7、66，这些频段不会干扰N256频段。

基于上述的文件，SpaceX很快给出了反馈，表示，对于Omnispace的指控，SpaceX仍旧没有看到直观的业务干扰证据，并提出Omnispace回避协调可能是因为其频率资料基于在巴布亚新几内亚申请，且文件中所谓的”经验数据“并没有详细的说明。

不管怎么样，如果不协调，卫星数量进一步增加后，干扰肯定会出现，俄罗斯曾经一篇论文显示，如果形成星座，未来对业务影响超过20%；

如果Omnispace投诉奏效，将直接影响后续Starlink星座的部署，以及计划今年计划开展的商业服务。

启示

卫星通信技术从高轨、到中轨、再到低轨，从透传、到数字DTP、再到星上再生处理，从星地独立系统通信，到天地”覆盖协同、设备协同、能力协同、业务协同“的融合，从窄带到宽带，技术验证基本具备业务状态，未来发展方向来看，低轨大规模”星上再生+透传“融合的通信卫星是商业部署的方向。

随着技术验证的成功和逐步成熟，商业需求也慢慢释放出来了，规划的星座能不能落地，很大程度上不是取决与技术是否可行，面向未来大规模商用的星座，重点考量的还是两点，一个是成本，再一个是资质，成本问题是一个永恒的问题，跟技术、场景、用户量等强相关，资质主要就是频率和运营。运营就不说了，一张牌照价值连城，获取需要很高的门槛，频率资源是可以申请的，也是前期技术验证和场景开发的关键，没有频率，所有的规划都是空谈，如果有好的频率资源，有运营资质，不用太多的技术加持，公司都能有很高估值。

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本文转载自“面向未来卫星通信”，原标题《频率资源——手机直连卫星验证和落地的基础》。

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